렌즈에 관한 정리

렌즈부터 이야기 하는 이유

 

머신비전에 관하여 글을 작성하려다보니 전반적인 것들을 소개하면

오히려 더 이해가 안갈 것 같아 재료들을 먼저 소개하고 난 뒤 마지막으로 이것들로 어떤 것들을 할 수 있다는 식으로 이야기를 해보려고 합니다.

 

 

 

렌즈 생김새

 

먼저 렌즈의 결합 방식에 차이가 있는데요

 

S 마운트는 위 이미지 처럼 렌즈와 긴 나사선이 있어서 카메라에 결합하는 방식입니다.

얼마나 결합하냐에 따라 포커스 조절이 가능합니다.

조리개가 없어서 따로 밝기 값을 조절 할 수 없는 형태입니다.

 

 

F마운트 렌즈도 있는데요.

Fixed 마운트 렌즈라서 따로 결합해서 포커스를 맞추거나 조리개를 맞출 수 없습니다.

전부 고정되어 있어 제품의 WD, FOV가 판매하는 렌즈업체에 확인 해야합니다.

 

 

 

 

 

렌즈 라고하면 보통 C마운트 렌즈를 많이 사용하는데요.

F1.8 이라고 하는게 조리개이고 f = 12mm가 focal Length입니다.

 

먼저 F라는게 조리개이며 밝기값을 조절한다고 하였습니다.

 

밝기 값 조절할때는 락볼트라고 위 이미지에서 우측에 달려있는 볼트를 푼 다음 조리개를 열거나 닫는 형태인데요.

 

소니카메라에서 설명하는 글이 제일 이해 하기가 쉬웠는데요.

 

F1.4라고 하면 카메라 Focal Length에서 1.4를 나누었을 때 조리개의 직경이라는 뜻입니다.

 

50mm 렌즈의 F1.4는 => 조리개의 직경이 대략 34mm 라는 뜻입니다.

 

 

50mm 렌즈의 F2는 => 조리개의 직경이 대략 25mm 라는 뜻으로

 

이렇게 되면 안쪽 원이 크기가 작아져 빛이 들어올 수 있는 양이 적어집니다.

 

그래서 F값이 높을수록 빛의 양이 적습니다.

 

정리

F1.4라고 하면 조리개 직경이 큼으로 빛의 양이 많아짐

F8이라고 한다면 조리개 직경이 작아져 빛의 양이 적어짐

 

 

하나 유의 해야하는게 있습니다. 

밝기 값을 높이는 방식은 조리개을 여는 방법과 Exposure ( 카메라 노출 시간 )을 늘리는 방식이 있습니다.

 

조리개를 많이 열면 심도가 나빠지고 그래서 이미지 품질이 좋지 못합니다.

노출 시간을 늘리면 이미지 촬영에 시간이 오래걸리고 품질도 좋지 못합니다.

그래서 심도가 변하지 않아도 되는지를 고려해서 밝기 값을 가져가는게 좋습니다.

--> 물론 조리개를 많이 닫으면 빛의 회절 현상 때문에 제품에 디펙이 있는 것 처럼 보일때도 있습니다. ( 고려를 잘 해야하 합니다. )

 

 

조리개와 심도가 어떤 연관이 있는지는 아래 링크를 참고 해주세요.

https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=yms099&logNo=220610406845

 

조리개가 커지다 보니 초점이 퍼지는 현상이 있어 타겟 피사체 말고는 블러현상이 발생합니다.

 

 

 

Focal Length는 카메라 이미지센서와 렌즈와의 거리입니다.

 

이거리가 15mm라면 15mm 렌즈 이런식으로 불립니다.

 

 

 

분해능

 

렌즈 분해능과 이미지 센서의 분해능은 의미가 조금 다릅니다.

 

이미지 센서에서의 분해능은

 

예를 들어 640 x 480 이미지 센서가 있다고 하였을 때 가로 FOV ( Field of View )가 100mm라고 가정 해 보겠습니다.

 

100 / 640 = 0.15625 가 되는데

1Pixel에 0.15625 즉 156.25 μm 입니다.

(μm는 마이크로미터라고 읽고, 간혹 현장에서 미크론이라고 이야기 하는 분도 뵈었습니다.)

 

그런데 렌즈 분해능은 이렇게 픽셀의 개수라던지 그런걸 알수가 없는데 어떻게 분해능을 측정 할 수 있는가 라는 의문이 들었습니다. 

렌즈 업체 사이트에서 렌즈 사양을 확인할 때 5MP까지 지원됩니다. 2MP까지 지원됩니다. 라는 글을 보니 렌즈 분해능으로 표현될 수 있는 해상도가 있는 것이다라고 판단 할 수 있을 것 같습니다.

 

렌즈 분해능 관해서는 아래 링크 확인 해 보시면 좋을 것 같습니다.

https://my-rom.tistory.com/21

 

제가 정확히 이해를 했는지 모르겠지만 위 블로그 글을 보고 알게된 바로는 렌즈 분해능과 카메라 분해능과 되도록 맞춰 주는 방향으로 계산 해야 되겠다는 생각이 들었습니다.

물론 렌즈업체에서 몇 MP까지 지원 되는지 확인 하는 방법도 있겠지만 업체 컨택하기 전에 대략적으로 가늠할 때는 혼자 계산해서 확인 해보면 좋을 것이라 생각합니다.

 

 

접사링

 

마지막으로 접사링에 관해 이야기 해 보겠습니다.

 

접사링은 익스텐션 튜브가 정식명칭인 것 같습니다.

-- 저는 접사링으로만 주변에서 이야기 하더라구요....

 

대략적으로 접사링을 쓰게 되면 기존에 상 맺히는 것 보다 앞쪽에서 상이 맺히기 때문에

피사체에 가까이 가지는 효과입니다.

 

이 때, 광량저하로 인해 대비가 기존과는 다를 것입니다. (이미지 품질이 나쁠 것입니다. )

 

접사가 꼭 필요한지와 품질이 더 좋아야 하는지 비교하여 선택 해야 할거라 생각합니다.

 

 

정리

 

렌즈는

C마운트, S마운트 , F마운트가 있습니다.

 

1. F마운트는 고정된 렌즈

2. S마운트는 조리개를 조절 할 수 없는 소형렌즈 ( 포커스는 얼마나 결합하냐로 조절 가능 )

3. C 마운트는 머신비전 업계에서 가장 많이 사용하며 조리개, 포커스를 조절 할 수 있음

 

조리개를 얼마나 열것이며 접사링을 사용 할 것인지 말 것인지는 내가 얻고자 하는 이미지에 따라 바뀌게 된다는 점 유의 바랍니다.

 

비전 검사를 위한 렌즈 셋팅을 어떻게 할 것인가는 추후 검사관련한 포스팅에서 조금조금씩 이야기를 해보도록 하겠습니다.