3.5um 픽셀 크기에 맞는 유일한 렌즈

앤비젼  www.envision.co.kr

산업현장에 맞는 적절한 카메라를 선택했다면 원하는 시스템의 성능을 달성하기 위해 올바른 렌즈를 선택해야 한다.
카메라의 선형배열 센서 크기는 렌즈의 최소 필수 이미지 서클 크기를 결정하고 센서의 픽셀 크기는 특정 광학 이미징의 해상도를 결정한다. 원하는 개체 해상도를 얻으려면 광학 시스템에 필요한 배율을 정의해야 한다. 이러한 애플리케이션이 지정한 매개변수들은 이미지 크기 및 품질 등을 고려한 모든 요구 사항을 충족하므로 가장 적합한 렌즈를 선택하는데 도움이 된다.

오늘날의 고성능 렌즈들은 작은 픽셀 크기 및 향상된 카메라 센서의 해상도에 대한 기술동향을 따라야 하고, 일반적으로 대형 면적과 MTF에 대한 더 엄격한 요구사항 등이 발생한다. 카메라의 픽셀 크기가 작아지면 더 높은 렌즈 해상력을 요구하는 것. 따라서 산업현장에서 고해상도 카메라를 사용할 때 활용되는 렌즈는 이론적으로 카메라 시스템의 성능을 완전하게 활용할 수 없는 제한 요소가 존재한다.

픽셀 크기는 카메라가 볼 수 있는 해상력과 관련이 있다. 예를 들면 픽셀 크기가 3.5μm라고 가정한다 면 그 카메라가 볼 수 있는 해상력의 한계는 1mm/(2 × 픽셀 크기) = 1mm/2 × 3.5um = 144lp/mm의 해상력을 가지게 된다. 이는 카메라 자체가 가지는 해상력이고 렌즈의 해상력을 이 카메라 해상력이 부합해야만 원하는 해상력을 얻는다.
따라서 144lp/mm의 해상력을 가지고 있는 3.5um 픽셀 크기는 동일한 144lp/mm 해상력을 가진 렌즈를 사용해야 최적의 성능을 발휘한다.

앤비젼은 “고해상도의 라인 스캔 카메라 센서의 모든 기능을 완벽하게 사용할 수 있는 수퍼 레졸루션 렌즈 솔루션인 ‘XENON-Sapphire’가 세상에 나온 이유는 이 때문”이라고 설명했다.

3.5um(최고 3um) 센서 픽셀까지 대응
현존하는 라인스캔 카메라 중 가장 높은 해상도와 빠른 속도를 자랑하는 16k 라인 스캔 카메라의 센서 픽셀 크기는 3.5μm이다. 3.5μm의 작은 픽셀 크기에 완벽하게 대응할 수 있는 수퍼 레졸루션이 이 카메라의 최대 장점이다.

저배율에서도 검출력 향상
일반적으로 결함의 검출력을 향상시키기 위해서는 배율을 높이는 방법이 활용된다. 이 방법의 경우 결함을 좀 더 자세히 볼 수는 있지만 FOV가 줄어 전체 생산성은 낮아진다. 하지만 렌즈의 해상력을 극한까지 올리면 동일한 배율 또는 더 낮은 배율에서도 결함의 콘트라스트를 놓여 검출력을 향상시킬 수 있다.
‘XENON-Sapphire’ 렌즈의 설계는 이러한 개념에서 만들어졌다.