표준형 조명의 종류와 그 역할
머신비전 시스템에서 조명은 그 어떤 것보다 중요하게 여겨진다. 장비가 아무리 뛰어나더라도 조명이 구실을 못한다면 제대로 된 데이터를 얻을 수 없기 때문이다. 따라서 엘파인이 홍보하고 있는 자료를 토대로 머신비전 산업에 활용되는 표준형 조명에 대해 알아본다. 내용은 엘파인의 조명 제품을 중심으로 했다.
정리 | 김종율 기자(people@automotivemnt.com)
엘파인은 지난 2005년부터 표준형 조명 및 비표준형 조명, 확산판과 제어기 등 조명과 관련한 제품을 주로 공급하는 회사이다. 라인스캔 조명 등 비전 시스템과 관련한 전반적 제품들을 다루고도 있다.
01: LCO 동축조명
엘파인의 LCO 시리즈는 범용 동축 조명으로 반사가 심한 대상물에 사용된다. 웨이퍼나 금속면 등 경면의 조사에 적합하며 반사도의 차이를 식별하고 이미지화 하는데 적용할 수 있다.
50:50의 반사·투과 비율을 갖는 하프미러가 채용되어 있으며, 분진과 오염으로부터 조명 내부를 보호할 수 있는 투과율 90% 이상의 AR 방수유리가 장착되어 있다.
02: LCO-EXT 동축조명 장축
LCO-EXT 시리즈는 동축조명이 장축화 된 형태이다. 구면의 표면 검사와 카메라 2대 이상의 병렬검사에 적합한 설계가 이루어졌으며 저속의 라인스캔에도 대응한다.
03: LDB 바조명
LDB는 바 형태로 된, 자유도가 높은 조명이다. 다양한 형태의 대상물을 관찰할 수 있는 것이 특징이다. 설치 높이에 따라 유형에 맞는 이미지를 획득할 수 있는 이 제품은 열 발산을 위한 CoolPAD가 기본으로 채택되었으며, 열에 의해 PCB의 변형을 막기 위한 특별한 설계도 적용되었다.
04: LDR 샤워형 링조명
LDR 시리즈는 링 조명 시스템으로 산업전반에 걸쳐 가장 광범위하게 이용되는 형태이다. 샤워형 또는 낙사 조명이라고도 불린다. 장치의 특성상 설치가 쉽고 조명의 높이에 따라 검출할 수 있는 불량의 유형도 다양하다.
05: LDRF 플랫타입 링조명
LDRF 시리즈는 RIGHT LIGHT 중 입사각이 동축에 가까운 조건에 사용된다. 작업의 표면조도가 높지 않은 경우 동축효과를 볼 수 있다. 더불어 확산판 채용도 가능하다. 단, 이때의 W/D는 사용하지 않았을 때의 W/D보다 낮아질 수 있다.
06: LDRK 로우앵글 다크필드 링조명
LDRK 시리즈는 로우앵글 형식의 링조명이다. 요철검사 및 검출에 유리하며 중심선 기준 70~90。의 입사각을 갖는 것이 일반적이다. 마킹검사, 이물검사, 요철검사, 스크래치 검출 등에 사용된다.
07: LDRA 굴절식 링조명
LDRA는 도광 및 굴절을 응용한 링조명으로 직접 낙사형에 비해 균일성이 좋지만 다소 휘도가 떨어지는 단점도 있다. PCB 실장 검사 및 넓은 입사범위가 필요한 애플리케이션에 적합하다.
08: LDBQ 사주조명
LDBQ 시리즈는 자유도가 높은 바조명을 4개의 방향에서 독립적으로 입사각을 조절할 수 있도록 설계되었다.
이 자유도는 다양한 대상체를 조명과의 거리 및 입사각의 조절을 통해 거의 모든 형태를 검출할 수 있도록 만들었다.
09: LDBC 칩타입 백라이트
LDBC는 칩형태의 LED를 일정한 간격으로 PCB에 실장한 조명이다. 확산각이 넓고 좋은 균일성을 갖는 것이 특징이다. 백라이트로 사용되며 색상은 붉은색으로 한정되어 있다. LED의 수가 많고 튼튼한 알루미늄 바디로 제작된 것이 엘파인 제품의 특징이라고 회사측은 설명했다.
10: LDBL 백라이트
LDBL 시리즈는 리드프레임 기반의 LED를 실장한 조명이다. 칩을 배열한 LDBC 시리즈에 비해 균일성은 다소 떨어지지만 휘도가 높다. 또한 색상(파장)의 선택이 자유롭다.
이 조명은 넓은 면 형태의 직사조명으로 응용이 가능한데, 이 경우 확산판은 제거할 수도 있다. 일반적으로 백라이트로 많이 사용된다.
11: LSP 스폿형 동축조명
LSP 시리즈는 광섬유 형태의 조명을 대체 하는 구조화된 제품이다. 매크로 렌즈 및 줌 렌즈의 동축 방식을 지원하며, 고출력 LED의 채용으로 고배율 이미지 획득에 최적화되어 있다.
12: LDM 돔조명
LDM 시리즈는 간접반사형식의 돔조명이다. 머신비전용 조명 중 FOV 내에서 가장 높은 균일성을 가지고 있다. 구조상 조명의 크기가 크고 설치가 쉽지 않은 것은 단점이다. 작업을 기준으로 거의 모든 입사각에서 빛이 유입되도록 설계되어 있기도 하다.
LED 조명에 대한 이해
머신비전 시장에도 LED에 대한 선호가 높아지고 있어 관련 조명을 이해할 필요가 있다. 최상의 화질을 구현하기 위해서는 조명에 대한 이해가 동반되어야 하기 때문이다.
세계적으로 에너지의 20% 정도를 조명이 소비하고 있어 CO2 배출량과 산업폐기물의 양도 점점 늘어나고 있다. 이에 긴 수명과 낮은 전력 및 친환경적인 LED 조명이 부각되고 있는 것.
일반생활이나 산업현장에서 LED는 아직 대체조명으로 인식되고 있다. 그러나 친환경적인 화두가 제기되면서 고효율 LED가 꾸준히 개발되고 있다. 특히 산업현장에서는 저전력 조명과 수명에 대한 신뢰성이 높은 조명을 선호하므로 LED 조명은 더욱 주목받는다.
형광등이나 할로겐 램프 등에 비해 가격이 비싼 편이지만 조명의 교체 주기인 신뢰성에서는 지금도 충분한 경쟁력을 가진다.
