2. Camera

 

 

 ±¸¼º

 

 

À§ÀÇ ±×¸²Àº CCD CameraÀÇ ÀϹÝÀû ±¸¼ºÀ» ³ªÅ¸³»°í ÀÖ´Ù.

Machine Vision¿¡¼­ »ç¿ëµÇ´Â Áß¿äÇÑ ¿ä¼Ò ÁßÀÇ ÇϳªÀÎ Camera´Â Image¸¦ ÃÔ»óÇÏ´Â ºÎºÐ(Image Acquisition Unit)°ú Video SignalÀ» Ãâ·Â(Image Output Unit)ÇÏ´Â µÎ °¡Áö ºÎºÐÀ¸·Î ³ª´­ ¼ö ÀÖ´Ù. Image Acquisition UnitÀº ÃÖ±Ù¿¡´Â Ư¼öÇÑ ¿ëµµ(Anti-Radiation) ¿Ü¿¡´Â »ç¿ëÇÏÁö ¾Ê´Â Pick-up Tube³ª CCD ¼ÒÀÚ·Î ±¸¼ºµÈ´Ù. Image Output UnitÀº Machine Vision¿¡¼­ Á÷Á¢ »ç¿ëµÇ´Â Video SignalÀ» ¸¸µé¾î ÁÖ´Â ºÎºÐÀ¸·Î Ç¥ÁØ(Standard) CameraÀÇ °æ¿ì ±¹Á¦ Ç¥ÁØ ±Ô°Ý(CCIR:Comite Consultatif International des Radio communications or EIA:Electronics Industries Association) Áß Çϳª¿¡ ¸ÂÃç Ãâ·ÂÇÑ´Ù

ÀϹÝÀûÀ¸·Î Digital(RS-422) Video SignalÀ» Ãâ·ÂÇÏ´Â ºñÇ¥ÁØ(Non-Standard) CameraÀÇ °æ¿ì´Â °¢ Camera Maker º°·Î Ư¼öÇÑ FormatÀ» °®´Â´Ù. ¹°·Ð ÀÌ·¯ÇÑ Non-Standard SignalÀº ±â´ÉÀûÀÎ ¸é¿¡¼­ Standard Signal¿¡ ºñÇØ ¿ì¼öÇÑ ¸î °¡ÁöÀÇ Æ¯¼ºÀÌ ÀÖÁö¸¸ ¼º´É ´ëºñ °¡°ÝÀûÀÎ ¸é¿¡¼­ Standard CameraÀÇ ÀåÁ¡ÀÌ Àֱ⠶§¹®¿¡ ¿ÏÀüÈ÷ ´ëüÇϱâ´Â Èûµé´Ù

Áß¿äÇÑ Non-Standard CameraÀÇ Çϳª·Î´Â ÇÇ ½ÇÇèüÀÇ ½ÇÁ¦ ÀڷḦProcessingºÎ·Î Àü´ÞÇϱâ À§ÇÏ¿© CCD ¼ÒÀÚ¿ë Camera ³»ºÎ ClockÀ» Ãâ·ÂÇÏ¿© ÁÖ´Â Pixel Clock Output ±â´ÉÀ» Á¦°øÇÏ´Â Camera°¡ ÀÖ´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ Pixel Clock Output ±â´ÉÀº ³ôÀº Accuracy¸¦ ¿ä±¸ÇÏ´Â Application¿¡¼­ ÇÊ¿äÇÏ´Ù

´Ù¸¥ Çϳª´Â ¿òÁ÷ÀÌ´Â ¹°Ã¼ÀÇ ÀÔ·ÂÀ» ¿ëÀÌÇÏ°Ô Çϱâ À§ÇÏ¿© °í¾ÈµÈ Trigger Input ±â´ÉÀ» °®°í ÀÖ´Â Camera¸¦ µé ¼ö ÀÖ´Ù. ÀÌ´Â ºÒ±ÔÄ¢ÇÏ°Ô µé¾î¿À´Â ÇÇ ½ÇÇèü¸¦ Sensorµî°ú ¿¬°èÇÏ¿© ÇÊ¿äÇÑ À§Ä¡¿¡¼­ Á¤È®ÇÏ°Ô ÃÔ»óÇÒ ¼ö ÀÖ°Ô ÇØÁØ´Ù.

 

 

 Image Acquisition 

 

PixelÀ̶ó ºÒ¸®´Â °³º°ÀÇ ºû¿¡ °¨ÀÀÇÏ´Â sensorµé·Î ÀÌ·ç¾îÁø CCD(Charge Coupled Device) ChipÀ» »ç¿ëÇÏ´Â ¿µ»óÀÔ·ÂÀåÄ¡(Image Acquisition Unit)°¡ ÁÖ·ù¸¦ ÀÌ·ç¸ç ÀÌ´Â ¿¹ÀüÀÇ Tube Type¿¡ ºñÇÏ¿© ÀÛ°í, °¡º­¿ì¸ç, ºü¸£°Ô ¹ÝÀÀÇÏ°í, ³ªÀº ¼±Çü¼º(linearity)À» °®°í ÀÖÀ» »Ó¸¸ ¾Æ´Ï¶ó ±â°èÀûÀÎ Ãæ°Ý, ÀÚ±âÀåÀ̳ª ±¤ÇÐÀû º¯È­¿¡µµ °­ÇÏ´Ù. ¶ÇÇÑ ³ôÀº »ý»ê¼ºÀ¸·Î ´ë·®»ý»êÀÌ °¡´ÉÇؼ­ ³·Àº °¡°ÝÀ» À¯ÁöÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù.

 CCD´Â ºû(wavelength 400nm - 1000nm)À» ºÎÇÏ(charge)·Î º¯È­½ÃÅ°°í Àд ÁÖ±âÀÏ ¶§ Voltage·Î ¹Ù²î¾î Ãâ·ÂÇÏ°Ô µÈ´Ù. 2°³ÀÇ ±¤ÀÚ(photon)´Â 1°³ÀÇ ÀüÀÚ(electron)¸¦ ¹ß»ý½ÃÅ°¸ç 50,000°³ÀÇ ÀüÀÚ°¡ 1V·Î Ãâ·ÂµÈ´Ù. ¶ÇÇÑ ¿Âµµ¿¡ ÀÇÇؼ­µµ ÀüÀÚ´Â »ý¼ºµÇ¸ç(Dark Current) ÀÌ°ÍÀº ºÒÇÊ¿äÇÑ NoiseÀÇ ¿øÀÎÀÌ µÈ´Ù. ºûÀÌ ¾ø´Â »óŶó Çصµ Dark Current¿¡ ÀÇÇØ ÀÏ¹Ý ¿Âµµ(room temperature)¿¡¼­ 1ºÐ Á¤µµ¸¸ °æ°úÇϸé CCD´Â Æ÷È­ »óÅ°¡ µÈ´Ù. Dark Current´Â 7Kelvin(Àý´ë¿Âµµ ´ÜÀ§)¸¶´Ù ¹è°¡µÇ±â ¶§¹®¿¡ CCD ¼ÒÀÚÀÇ ¿Âµµ¿¡ µû¸¥ NoiseÀÇ ¹ß»ý·®Àº ¾öû³ª´Ù.

À§ÀÇ ÀÌÀ¯·Î ³ë±¤½Ã°£(Exposure Time)ÀÌ Camera¿¡ ÀÖ¾î ¸Å¿ì Áß¿äÇÑ ¿ä¼Ò°¡ µÈ´Ù. ´ëÇ¥ÀûÀÎ Exposure TimeÀ» Á¦¾îÇÏ´Â ¹æ¹ýÀ¸·Î´Â ÀÏ¹Ý »çÁø±â¿¡ Àû¿ëµÇ´Â ±â°èÀû Shutter¸¦ µé ¼ö ÀÖÁö¸¸ ´ÙÇàÈ÷µµ CCD ¼ÒÀÚ¿¡¼­´Â ¿ì¸®°¡ electronic Shutter¶ó ºÎ¸£´Â, ÀüÀÚȸ·Î·Î exposure TimeÀ» Á¦¾îÇÒ ¼ö ÀÖ´Â ±â´ÉÀ» °¡Áö°í ÀÖ´Ù.(Exposure TimeÀº Á¾Á¾ Integration TimeÀ¸·Î ºÒ¸°´Ù). ´ëºÎºÐÀÇ CCD Camera´Â ¼öµ¿½Ä(Manual)°ú ÀÚµ¿½Ä(Automatic)ÀÇ µÎ°¡Áö ¹æ¹ýÀ¸·Î Exposure TimeÀ» Á¦¾îÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. ¿ì¸®°¡ Shutter Speed¶ó ºÎ¸£´Â Manual Type ControlÀº º¸Åë 1/50sºÎÅÍ 1/10000s±îÁö 8´Ü°è ȤÀº 15´Ü°è·Î ±¸ºÐµÇ¾î ÀÖÀ¸¸ç, Automatic TypeÀº µé¾î¿À´Â ºûÀÇ ¾çÀ» ½º½º·Î °¨ÁöÇÏ¿© Camera¿¡¼­ ÀÚµ¿ÀûÀ¸·Î ½Ã°£À» Á¦¾îÇÏ´Â °ÍÀ» ¸»ÇÑ´Ù

Standard Camera¿¡ ÀÖ¾î EIAÀÇ °æ¿ì´Â 1/60sÀ̸ç CCIRÀÇ °æ¿ì´Â 1/50sÀÌ´Ù. Camera¿¡ µé¾î¿À´Â ºûÀÇ ¾çÀÌ À§ÀÇ Exposure Time(1/60s or 1/50s)¸¸À¸·Î ÃæºÐÇÏÁö ¾Ê´Ù¸é ¿ì¸®´Â Gain ControlÀ» »ç¿ëÇØ¾ß ÇÑ´Ù. ´ëºÎºÐÀÇ Camera´Â Manual Gain°ú Automatic Gain ControlÀÌ ÁغñµÇ¾î ÀÖ´Ù.

´ÙÀ½À¸·Î Áß¿äÇÑ ¿ä¼Ò·Î´Â CCD¼ÒÀÚÀÇ ÇØ»óµµ(Resolution)¸¦ µé ¼ö ÀÖ´Ù. ÃÖ±Ù Machine Vision¿¡¼­ ¸¹ÀÌ »ç¿ëµÇ´Â °íÇØ»ó Camera´Â ¼öÆòÀ¸·Î 768, ¼öÁ÷À¸·Î 494 Pixels Á¤µµÀ̸ç (CCIR 756x561), ÀÌ´Â À¯È¿È­¼Ò·Î CCD ÀÚü´Â ¿ì¸®°¡ Optical Darkness¶ó ºÎ¸£´Â Á»´õ ¸¹Àº PixelÀ» Æ÷ÇÔÇÏ°í ÀÖ´Ù

¶ÇÇÑ CCD ¼ÒÀÚÀÇ ½ÇÁ¦ »ç¿ëµÇ´Â ¿µ¿ªÀÇ Å©±âµµ ÇϳªÀÇ ¿ä¼Ò°¡ µÈ´Ù. ÀÌ´Â Tube ½ÃÀýºÎÅÍ LensµîÀ» °áÁ¤Çϴµ¥ »ç¿ëµÇ¾ú´Ù. ÁÖÆļöº° ÀÀ´ä Ư¼ºµµ »©³õÀ» ¼ö ¾ø´Â Áß¿äÇÑ ¿ä¼ÒÀÇ Çϳª·Î ÁÁÀº Camera Àϼö·Ï Àû¿Ü¼± Filter (Infrared Cut Filter)µîÀ» »ç¿ëÇÏ¿© °¡½ÃÆÄÀå(400nm-700nm)¿¡¼­¸¸ ±ÕÀÏÇÏ°Ô ÀÀ´äÇϴ Ư¼ºÀ» Áö´Ï°í ÀÖ´Ù. ¹°·Ð °æ¿ì¿¡ µû¶ó¼­´Â Near Infrared(±ÙÀû¿Ü¼±) ´ë¿ªÀ» ÇÊ¿ä·Î Çϸç À̸¦ À§Çؼ­ 750nm¿¡¼­ ¿ì¼öÇÑ ÀÀ´ä Ư¼ºÀ» Áö´Ñ ¼ÒÀÚµµ ÀÖÀ¸¸ç ±×·¸°Ô ºñ½ÎÁö ¾ÊÀº °¡°Ý¿¡ ±¸ÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. ÇÏÁö¸¸ Àڿܼ±(Ultraviolet)À̳ª ¿øÀû¿Ü¼±(Far Infrared)À» À§ÇÑ Standard CCD´Â ¾ø´Ù. UVÀÇ °æ¿ì´Â Ư¼öÇÑ CCD°¡ °ø±ÞµÇ°í ÀÖÀ¸¸ç IRÀÇ °æ¿ì´Â ¿ÏÀüÈ÷ ´Ù¸¥ ±â¼ú(Non-Contact Thermometer)À» »ç¿ëÇØ¾ß ÇÏ¸ç ¹°·Ð ºñ½Î´Ù.

 CCD Chip ÀÚü´Â Color¿¡ µû¶ó ÀÀ´äÇϴ Ư¼ºÀÌ ¾øÀ¸¹Ç·Î Color Camera´Â ºûÀ» Filter¿Í PrismÀ» ÀÌ¿ëÇÏ¿© Àû³ìû(Red, Green, Blue)ÀÇ »ï¿ä¼Ò·Î ºÐ¸®ÇÑ´Ù. Color Camera´Â º¸Åë ¾Æ·¡ÀÇ µÎ °¡Áö ¹æ¹ý Áß ÇϳªÀÇ ¹æ¹ýÀ» »ç¿ëÇÏ¿© Color¸¦ ±¸ºÐÇÑ´Ù. Çϳª´Â ÈçÈ÷ ¿ì¸®°¡ 3CCD Camera¶ó ºÎ¸£´Â °ÍÀ¸·Î ¸ÕÀú PrismÀ¸·Î ºûÀ» ºÐ¸®ÇÏ¿© °¢ color(Red, Green, Blue)º° Filter¸¦ ÅëÇØ °¢°¢ÀÇ CCD·Î Àΰ¡ÇÏ´Â °ÍÀ¸·Î, 3°³ÀÇ Monochrome Camera¿Í Filter, Prism ±×¸®°í DSP¸¦ »ç¿ëÇÏ¿© ColorÈ­ÇÏ´Â °ÍÀ̶ó ÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. ÀÌ°ÍÀº ³ôÀº ÇØ»óµµ(High Resolution, High Color Quality)¸¦ ÀÚ¶ûÇÏÁö¸¸ Ư¼öÇÑ(Non 'C' mount) Lens¸¦ »ç¿ëÇؾßÇÏ°í °¡°Ýµµ ºñ½Î´Ù. ´Ù¸¥ Çϳª´Â ÇϳªÀÇ CCD¿¡ ÇϳªÀÇ Filter¸¦ »ç¿ëÇÑ´Ù. Mosaic Filter¶ó°í ºÎ¸£´Â ÀÌ Color Filter´Â CCDÀÇ °¢ Pixel¿¡ 1:1·Î ¼³°èµÇ¾î »ç¶÷ÀÇ ´«¿¡ ÀÖ´Â »ö ¼¼Æ÷¿Í À¯»çÇÑ ÇüÅÂ¶ó º¼ ¼ö ÀÖ´Ù. ÀÌ Camera´Â À§ÀÇ 3CCD Camera¿¡ ºñÇØ °¡°ÝÀº ³·Àº ÆíÀÌÁö¸¸ Çػ󵵴 ³ª»Ú´Ù(Low Resolution)

¾ÆÁÖ °íÇØ»óÀÇ Image Quality¸¦ ¿ä±¸ÇÏ´Â ApplicationÀ» À§ÇÑ °íÇØ»óµµ CCD Array Camera°¡ ÀÖÁö¸¸ ¾ÆÁÖ ºñ½Î±â ¶§¹®¿¡ ¿ì¸®°¡ ÈçÈ÷ Line Scan Camera¶ó ºÎ¸£´Â 1Â÷¿ø(Linear) Sensor Array¸¦ ÀÀ¿ëÇÏ¿© »ç¿ëÇÏ´Â °æ¿ì°¡ ¸¹´Ù.  ÀÌÀÇ ¿¹·Î´Â ÃÖ±Ù¿¡ ¹®¼­ ¹× ±×¸²ÀÇ ÀÔ·Â ÀåÄ¡·Î ¸¹ÀÌ »ç¿ëµÇ´Â °íÇØ»óµµ Scanner¸¦ µé ¼ö ÀÖ´Ù

ÈçÈ÷ 1Â÷¿ø(Sound, Acoustic)¿¡¼­ »ç¿ëÇÏ´Â Çػ󵵴 Sampling Á¤ÀÇ(Nyquist Frequency ÀÇ 2¹è ÀÌ»óÀ¸·Î SamplingÇؾßÇÔ)¿¡ ÀÔ°¢ÇÑ ÃÖ´ë Sampling Rate¸¦ ±âÁØÀ¸·Î ÇÒ ¼ö ÀÖÁö¸¸ ¿ì¸®°¡ ÈçÈ÷ CCD Chip»ó¿¡ ÀÖ´Â ¼öÆò, ¼öÁ÷ SensorÀÇ ¼ö·Î Camera ÇØ»óµµ(Resolution)¸¦ Ç¥½ÃÇÏ´Â 2Â÷¿ø(Image)ÀÇ °æ¿ì´Â CCD ChipÀÌ SamplingÀ» ´ã´çÇÏ´Â DeviceÀ̹ǷΠ1Â÷¿øÀÇ °æ¿ì¿Í °°ÀÌ ¼³¸íÇÒ ¼ö ¾ø´Ù. ¿ÀÈ÷·Á Processing Speed°¡ ºü¸¥ ÃÖ±Ù¿¡´Â ÁÖº¯ÀÇ Sensor¿¡ ChargeµÈ °ªÀ» Âü°íÇÏ´Â Sub-Pixel °³³äÀ» µµÀÔÇÏ¿© Çػ󵵸¦ ³ôÀÏ ¼ö ÀÖ´Ù. ÇÏÁö¸¸ ÀÌ·¯ÇÑ Sub-Pixel ±â¼úÀº CCD Chip Sensor¿Í Image Memory°¡ 1:1·Î Á¤È®ÇÏ°Ô ÀÏÄ¡ÇÒ ¶§(CameraÀÇ Pixel Clock°ú GrabberÀÇ A/D ClockÀÌ µ¿±â µÉ ¶§)¿¡ ±× Á¤¹Ðµµ¸¦ ÀÎÁ¤ÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù.(¹°·Ð ±×·¸Áö ¾ÊÀº °æ¿ì¿¡µµ »ó´çÇÑ È¿°ú°¡ ÀÖ´Ù.)

 

 

 Output Unit

 

 CameraÀÇ Output UnitÀº AcquisitionµÈ ¿µ»óÀ» Image Processing Device¿¡ Á¤È®È÷ Àü´ÞÇÏ¿©¾ß ÇÑ´Ù. Ç¥ÁØ Camera¿¡ À־´Â Àü¼úÇÑ¹Ù¿Í °°ÀÌ ±¹Á¦Àû Ç¥ÁØÀÎ EIA(RS-170) ȤÀº CCIR¿¡ ±â¼úµÈ »ç¾ç¿¡ ÁØÇÑ Video SignalÀ» Ãâ·ÂÇÏ¿©¾ß ÇÑ´Ù. Color¿¡ À־´Â EIA¿¡¼­´Â NTSC(RS-170a)¸¦ CCIR¿¡¼­´Â PAL°ú SECAMÀ» Ç¥ÁØÀ¸·Î ÇÑ´Ù

±¸½Ã´ëÀÇ Tube Camera¿Í TV ScreenÀÇ Flicker¸¦ ¹æÁöÇϱâ À§ÇØ Interlacing ¹æ¹ýÀ» ±âÁØÀ¸·Î Á¦Á¤µÈ ÀÌ·¯ÇÑ StandardµéÀº Odd Line°ú Even LineÀ» ¹ø°¥¾Æ Ãâ·ÂÇϹǷΠ¿Ï¼ºµÈ ÇÑ FrameÀÇ Data¸¦ ¿ä±¸ÇÏ´Â Image Processing ºÐ¾ß¿¡¼­´Â ¹®Á¦°¡ µÈ´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ Odd¿Í Even FieldÀ» ÇÕÇÑ ÇÑ È­¸é(Full Frame)À» ¿Ï¼ºÇϱâ À§Çؼ­´Â EIAÀÇ °æ¿ì´Â 525 Line(Visible 485)¿¡ 1/30ÃÊ CCIRÀº 625 Line(Visible 575)¿¡ 1/25ÃÊ°¡ ¼Ò¿äµÈ´Ù

 1 LineÀ» Display ÇÑ ÈÄ ´ÙÀ½ LineÀÇ ½ÃÀÛÁ¡À¸·Î ȸ±â(Retrace)ÇÏ´Â µ¿¾È LineÀÇ ½ÃÀÛÀ» ¾Ë¸®´Â H-Sync¿Í ÀÌ Sync Pulse ÀüÈÄ¿¡ Black LevelÀ» Ç¥½ÃÇÏ´Â Front Porch¿Í Back Porch°¡ Æ÷ÇÔ µÈ´Ù. V-Sync´Â FieldÀÇ ½ÃÀÛÀ» ¾Ë¸®¸ç ÀÌ´Â Frame´ç EIA 40 Pulse CCIR 50 Pulse·Î ±¸¼ºµÈ´Ù. Áï Àü¼úÇÑ ¹Ù¿Í °°ÀÌ À¯¿ëÇÑ LineÀº EIA 485 Line, CCIR 575 LineÀÌ µÈ´Ù

Ç¥ÁØ Video SignalÀÇ °æ¿ì ¹Ù·Î À§¿¡¼­ ¼³¸íÇÑ H-Sync¿Í V-Sync¿¡ ÀÇÇØ µ¿±âÈ­ µÈ´Ù. ÇÏÁö¸¸ PixelÀÇ °æ¿ì´Â EIA, CCIR °øÈ÷ È­¸é ºñÀ²ÀÌ 4:3À̹ǷΠEIA 647(=485*4/3)Pixel, CCIR 767(=575*4/3)Pixel·Î ±¸¼ºµÇ°í ÀÌ·¯ÇÑ Pixelµé·ÎºÎÅÍ Data¸¦ ¹Þ±â À§Çؼ­´Â EIA 12.3MHz, CCIR 14.75MHzÀÇ ClockÀ» »ç¿ëÇÏ¿©¾ß Çϸç À̸¦ Pixel ClockÀ̶ó ºÎ¸¥´Ù.

Television¿¡¼­ÀÇ ¼öÆò Çػ󵵴 ÇѽÖÀÇ Èæ¹é lineÀ» ¾ó¸¶³ª Á¤È®ÇÏ°Ô ±¸ºÐÇϳª·Î Æò°¡ÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. Áï ÃÖ°í ÇØ»óµµÀÇ EIA Camera¶ó¸é 323.5(CCIR:383.5)½ÖÀÇ ¼öÁ÷¼±ÀÌ °¢°¢ ÃÖ°íÀÇ Scale °ª°ú ÃÖ¼ÒÀÇ Scale °ªÀ» °®¾Æ¾ß ÇÑ´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ »ç°¢ÆÄÇüÀ̶ó Çصµ ¿ì¸®´«ÀÇ ½Ã°¢°è´Â À̸¦ Á¤ÇöÆÄÇüÀ¸·Î ÀνÄÇÒ ¼ö Àֱ⠶§¹®¿¡ À̸¦ ÃÖ°í Çػ󵵶ó ÇÒ ¼ö ÀÖÀ¸¸ç ÀÌ´Â 6.15(CCIR:7.375)MHzÀÇ ÁÖÆļö¸¦ °®´Â´Ù. µû¶ó¼­ ¸ðµç Video ComponentµéÀº 6.15 ~ 7.375MHzÀÇ Band Width¸¦ °®¾Æ¾ßÇÏÁö¸¸ Standard´Â ³·Àº Band Widthµµ Çã¿ëÇϱ⠶§¹®¿¡ ÀϹÝÀûÀ¸·Î À§ÀÇ ¿¹º¸´Ù ³·Àº Çػ󵵸¦ °®´Â´Ù. Camera³ª MonitorÀÇ Quality´Â ÈçÈ÷ TV lines(TV º»)·Î ºÒ¸®´Â ¸î °³ÀÇ ¼öÁ÷¼±À» ±¸ºÐÇÏ¿© ÀÔ·ÂÇÏ°í Ç¥½ÃÇÒ ¼ö ÀÖ³ª¸¦ °¡Áö°í Ç¥½ÃÇÑ´Ù. ¸¹ÀÌ »ç¿ëµÇ´Â °¨½Ã CameraÀÇ °æ¿ì´Â º¸Åë 300º»(TV Lines)ÀÌ¸ç °íÇØ»ó CameraÀÇ °æ¿ì´Â 550º» ȤÀº ±× ÀÌ»óÀÌ´Ù. ÇÏÁö¸¸ ÀÌ·¯ÇÑ ¼ýÀÚ´Â °ø°ø±â°ü¿¡¼­ °ËÁõµÈ °ÍÀÌ ¾Æ´Ï¹Ç·Î °¡²û 600º»À̶ó°í °úÀå ±¤°íµÇ´Â Á¦Ç°ÀÌ 550º»º¸´Ù ´õ ³ª»Û °æ¿ìµµ ÀÖ´Ù.

ƯÁ¤ ¿µ¿ªÀÇ Scale°ªÀ» °­Á¶ÇÒ ¼ö ÀÖ´Â ±â´ÉÀ» Gamma CorrectionÀ̶ó ºÎ¸£¸ç ÀÌ´Â Tube ScreenÀÇ ºñ¼±Çü(Non-Linear) Ư¼º¿¡¼­ ¿Ô´Ù. °¨½Ã CameraÀÇ °æ¿ì´Â Áß°£ LevelÀÇ °ªÀÌ °­Á¶µÇ´Â Gamma 0.45¸¦ ¸¹ÀÌ »ç¿ëÇϸç À̺¸´Ù ´õ °­Á¶µÇ´Â 0.25¸¦ ¾²´Â Cameraµµ ÀÖ´Ù. ÇÏÁö¸¸ Machine Vision¿¡¼­´Â Linear(¼±Çü)ÇÑ Æ¯¼ºÀÇ Gamma 1À» ¼±È£Çϸç Sub Pixel AlgorithmÀº ÀÌ·¯ÇÑ Æ¯¼º¿¡ ±âÀÎÇÏ¿© ¸¸µé¾îÁø´Ù

 ¼±µÎ¿¡ ¸»ÇÑ ¹Ù¿Í °°ÀÌ ÀüÀÚ(electronic) shutter´Â CCD chipÀÇ ³ë±¤½Ã°£(Exposure Time)À» Á¶ÀýÇϴµ¥ »ç¿ëµÈ´Ù. ¸¸¾à¿¡ ´ë»ó¹°Ã¼¿¡ ºûÀ» ¸¹ÀÌ Åõ»çÇÒ ¼ö ¾ø´Ù¸é Shutter Speed¸¦ ´ÊÃß¾î¾ßÇÒ °ÍÀÌ´Ù. Standard¿¡¼­´Â ÃÖ¼Ò Shutter Speed°¡ EIAÀÇ °æ¿ì 1/60Sec(CCIR:1/50Sec)ÀÌ´Ù. ´ë»ó¹°Ã¼°¡ ¿òÁ÷ÀÌ°í ÀÖ´Ù¸é Shutter Speed´Â »¡¶óÁ®¾ß ÇÏÁö¸¸ ÀÌ·² °æ¿ì Video signalÀÌ ¾àÇÏ¿© Data°¡ Á¦´ë·Î Àü´ÞµÇÁö ¸øÇÏ´Â °æ¿ì°¡ ÀÖ´Ù. ÀÌ·² ¶§ GainÀ» »ç¿ëÇÏ¿© Video signalÀ» ÁõÆø(Amplitude)ÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. º¸Åë Àå½Ã°£ ³ë±¤(Long Time Exposure)À» »ç¿ëÇϱâ Èûµç °æ¿ì¿¡ ÃÖ´ë 1:10 ȤÀº 1:20À¸·Î ÁõÆøÇÑ´Ù. Gain Control¿¡´Â ÀÚµ¿À¸·Î 1Vpp·Î ÁõÆøÇÏ´Â Automatic Gain Control(AGC)°ú Switch·Î Á¶ÀýÇÏ´Â Manual Gain Control(MGC)ÀÌ ÀÖÀ¸¸ç, °¨½Ã CameraÀÇ °æ¿ì´Â AGC¸¦ ¼±È£ÇÏÁö¸¸ Machine Vision¿¡¼­´Â NoiseµîÀ» ¿°·ÁÇÏ¿© Video SignalÀÇ Gain º¸´Ù´Â ¿ÀÈ÷·Á Á¶¸íÀåÄ¡¸¦ È°¿ëÇÏ¿© ºûÀÇ ¾çÀ» Á¶ÀýÇÑ´Ù

¸î °³ÀÇ ÀÔ·Â ÀåÄ¡(Camera)·ÎºÎÅÍ SignalÀ» ÀÔ·ÂÇÒ ¶§ ÇÑ Camera¿¡¼­ ´ÙÀ½ Camera·Î ÀԷ¿øÀ» ¹Ù²Ù¸é ¼ö Frame TimeÀÇ ¾ÈÁ¤È­ ½Ã°£À» ÇÊ¿ä·Î ÇÑ´Ù. ¹°·Ð ÀÌ·¯ÇÑ ½Ã°£Àº Application¿¡ µû¶ó ¹®Á¦°¡ µÉ ¼öµµ ÀÖ°í ±×·¸Áö ¾ÊÀ» ¼öµµ ÀÖ´Ù. ´ÙÇàÈ÷µµ ´ëºÎºÐÀÇ Machine Vision¿ë Camera´Â ¿ÜºÎµ¿±â¸¦ ¹ÞÀ» ¼ö ÀÖ°Ô ¼³°èµÇ¾î ÀÖÀ¸¸ç À̸¦ ÀûÀýÈ÷ È°¿ëÇÏ¿© À§ÀÇ ºÒÇÊ¿äÇÑ ½Ã°£À» Á¦°ÅÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. Genlock(External Synchronization)Àº ´ÙÀ½ÀÇ 3°¡Áö ¹æ¹ýÀ» »ç¿ëÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù.

1

óÀ½ CameraÀÇ Sync Ãâ·ÂÀ» ´ÙÀ½ Camera·Î, ±× CameraÀÇ Ãâ·ÂÀ» ´ÙÀ½ Camera·Î ¿¬°áÇÏ´Â °ÍÀÌ´Ù. ÇÏÁö¸¸ ÃÖÃÊÀÇ Camera¿Í ÃÖÈÄÀÇ Camera »çÀÌ¿¡´Â »ó´çÇÑ Áö¿¬½Ã°£(Delay Time)ÀÌ »óÁ¸ÇÏ°í ÀÖ¾î À§ÇèÇÑ ¹æ¹ýÀÌ´Ù.

2

Video Sync Generator·ÎºÎÅÍ °¢°¢ÀÇ camera¸¦ º´·Ä·Î ¿¬°áÇÑ´Ù

3

Sync GeneratorÀÇ TTL Ãâ·ÂÀ» °¢ CameraÀÇ Sync ÀÔ·Â ´Ü¿¡ º´·Ä·Î ¿¬°áÇÑ´Ù. º¸Åë °í±ÞÀÇ Frame Grabber¿¡´Â Sync Ãâ·Â ±â´ÉÀÌ ÀÖÀ¸¸ç À̸¦ ¸¹ÀÌ È°¿ëÇÑ´Ù.

  Color SignalÀÇ Ãâ·ÂÀº º¸Åë Composite, Y/C, RGBÀÇ 3°¡Áö ¹æ¹ýÀÌ ÀÖ´Ù.
Composite SignalÀº Standard Luminance(brightness) Signal(RS-170 or CCIR)¿¡  Chrominance(Color) SignalÀ» ½ÇÀº ÇüÅ·ΠÃâ·ÂÇÏ´Â °ÍÀ¸·Î NTSC, PAL, SECAMÀÇ ±Ô°ÝÀÌ ÀÖ´Ù. ÇÏÁö¸¸ ÀÌ·¸°Ô µÎ °¡ÁöÀÇ signalÀ» Çϳª·Î ÇÕÇÏ¿© Ãâ·ÂÇÏ´Â °ÍÀº ¼­·ÎÀÇ °£¼·¿¡ ÀÇÇÏ¿© ºÒ¿ÏÀüÇÑ Image¸¦ Ãâ·ÂÇÏ´Â ¿øÀÎÀÌ µÉ ¼ö ÀÖ´Ù. µû¶ó¼­ Luminance¿Í Chrominance Ãâ·ÂÀ» ºÐ¸®ÇÑ Y/C Ãâ·ÂÀº Composite¿¡ ºñÇÏ¿© ÁÁÀº ¹æ¹ýÀ̸ç Àú°¡ÀÇ Frame Grabber¿¡¼­µµ Áö¿øÇϹǷΠ°¡°Ý ´ë ¼º´É ºñ°¡ »ó´ëÀûÀ¸·Î ÁÁ´Ù°í ÇÏ°Ú´Ù. ÇÏÁö¸¸ °¡Àå ÁÁÀº ¹æ¹ýÀº »ï¿ø»öÀÇ Ãâ·ÂÀ» Brightness ÇüÅ·ΠÃâ·ÂÇÏ´Â RGB SignalÀÌ´Ù. 3CCD CameraÀÇ °æ¿ì´Â High Quality 1CCD Camera¿Í °°ÀÌ °¡Àå ÁÁÀº »óŸ¦ À¯ÁöÇÏ´Â RGB Out putÀ» ±âº»ÀûÀ¸·Î °®À¸¸ç, »ó´ëÀûÀ¸·Î °¡°ÝÀÌ Àú·ÅÇÑ CameraÀÇ °æ¿ì´Â Y/C¿Í Composite¸¦ Àú°¡ÀÇ CameraÀÇ °æ¿ì´Â Composite ´ÜÀÏ Ãâ·ÂÀ» °®´Â´Ù 

 

 

Pixel Clock

 

 

  ¾Õ¼­ ¼³¸íÇÑ ¹Ù¿Í °°ÀÌ Standard Video signal¿¡¼­´Â H-Sync¿Í V-Sync¸¸À» °¡Áö°í µ¿±â¸¦ ¸ÂÃ߸ç Pixel BaseÀÇ Sync´Â Á¸ÀçÇÏÁö ¾Ê´Â´Ù. µû¶ó¼­ CCD ChipÀÇ °¢ Cell°ú Image memoryÀÇ °¢ PixelÀº 1:1·Î ´ëÀÀÇϱⰡ ¾î·Æ´Ù. ÇÏÁö¸¸ ÃÖ±ÙÀÇ ºü¸¥ Processor BaseÀÇ Vision System¿¡¼­´Â Gray Scale ºÐ¼®À» ÅëÇÑ Sub-Pixel AlgorithmÀÌ º¸ÆíÈ­µÇ´Â Ãß¼¼À̸ç, ÀÌÀÇ Á¤¹Ðµµ¸¦ º¸ÀåÇϱâ À§Çؼ­´Â Frame Grabber ³»ºÎÀÇ Pixel Clock ´ë½Å¿¡ CameraÀÇ Pixel ClockÀ» ÀÌ¿ëÇÑ MappingÀÌ ÀÌ·ç¾îÁ®¾ß ÇÑ´Ù. ¹°·Ð ÀÌ´Â ³ôÀº Á¤¹ÐµµÀÇ ÃøÁ¤À» ¸ñÀûÀ¸·Î ÇÏ´Â Machine Vision System¿¡¼­ »ç¿ëµÇ¸ç ÀϹÝÀûÀÎ Application¿¡¼­´Â ÇÊ¿ä ¾ø´Â °æ¿ì°¡ ¸¹´Ù.

 

 

Trigger Mechanism

 

 

  »ý»ê °øÁ¤ Áß¿¡ °Ë»çÇÏ´Â °æ¿ì °Ë»ç ´ë»ó¹°Ã¼°¡ Camera ¾Õ¿¡ ¿ÔÀ» ¶§ Á¤È®ÇÏ°Ô ÀÔ·Â(Acquisition)ÇÒ ÇÊ¿ä°¡ ÀÖ´Ù. ÀÌ·² °æ¿ì »ç¿ëµÇ´Â °ÍÀÌ Trigger MechanismÀÌ´Ù. ´ë»ó ¹°Ã¼°¡ Á¤ÇØÁø À§Ä¡¿¡ ¿À¸é SignalÀ» Ãâ·ÂÇÏ°í ÀÌ Ãâ·ÂÀ» ¹ÞÀº Grabber´Â Camera¸¦ Reset/Restart Çϸç Exposure TimeÀ» Àΰ¡ÇÏ°í(Double Pulse Exposure Control) Start LineºÎÅÍ ÀÔ·ÂÀ» ¹Þ´Â´Ù. ¹°·Ð À̶§ Exposure Time Control ´ë½Å¿¡ Strobe¸¦ »ç¿ëÇÏ¿© À̼۵Ǵ ¹°Ã¼ÀÇ Á¤ÁöÈ­»óÀ» ¹ÞÀ» ¼ö ÀÖ´Ù. ÇÏÁö¸¸ ÀÌ·¸°Ô À¯¿ëÇÏ°í ¶Ç ¸¹ÀÌ »ç¿ëµÇ´Â Trigger MechanismÀº ÇöÀç Ç¥ÁØÈ­µÇ¾î ÀÖÁö ¾Ê´Ù. ¸ðµç Camera ȸ»ç¿Í Frame Grabber ȸ»çµéÀº °íÀ¯ÀÇ Trigger MechanismÀ» °®°í ÀÖÀ¸¸ç Application °³¹ßÀÚ´Â ÀÌÁ¡¿¡ À¯ÀÇÇÏ¿© Camera¿Í Grabber¸¦ ¼±Á¤ÇÏ¿©¾ß ÇÑ´Ù. Trigger MechanismÀº Asynchronous shutter ȤÀº Field on demand¶ó ºÒ¸®±âµµ ÇÑ´Ù.

 

 

Progressive Scan

 

 

  ¿À·¡ Àü¿¡ °í¾ÈµÈ Interlace ±â¹ýÀº ÇöÀçÀÇ Machine Vision¿¡¼­´Â ¸¹Àº ¹®Á¦¸¦ ¾ß±âÇÏ°í ÀÖ´Ù. À§ÀÇ Trigger Mechanism¿¡¼­ µç ¿¹¸¦ º¸ÀÚ. Camera´Â Odd LineÀº Á¤»óÀûÀ¸·Î Ãâ·ÂÇÏÁö¸¸ Even Line¿¡ ´ëÇÑ ´ëÃ¥Àº ¾ø´Ù(Comb Effect). µû¶ó¼­ Even LineÀ» Æ÷±âÇÏ°í Field Mode·Î Odd Line¸¸ °¡Áö°í ProcessingÇϰųª º¸´Ù ³ªÀº Çػ󵵸¦ À§Çؼ­´Â Non-interlaceÀÇ ºñÇ¥ÁØ(Non-Standard) SignalÀÌ ÇÊ¿äÇÏ´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ ºñÇ¥ÁØ Camera¸¦ Progressive Scan Camera¶ó ÇÑ´Ù. ÇöÀç´Â °¢ Camera °ø±Þ ¾÷ü¿¡¼­ ¿©·¯ ÇØ»óµµ¿Í ¹æ½ÄÀ¸·Î ÃâÇÏÇÏ°í ÀÖÀ¸¸ç Odd Line°ú Even LineÀ» µ¿½Ã¿¡ Ãâ·ÂÇÏ¿© 1/60Sec¿¡ ÇÑ FrameÀ» Ãâ·ÂÇÏ´Â Dual Tab Progressive Scan Camera °°ÀÌ Á¾·ùµµ ÀÖ´Ù. ¹°·Ð ÀÌ·¯ÇÑ Camera´Â Ư¼öÇÑ Frame Grabber¸¦ »ç¿ëÇÏ¿©¾ß ÇÏ¸ç ±× ¸ñÀû»ó Trigger Mechanism°ú °°ÀÌ »ç¿ëµÇ´Â °æ¿ì°¡ ¸¹´Ù

 

 

Long-Time Integration

 

 

 Exposure TimeÀ» ÃÖÀåÀ¸·Î ÇÏ°í(EIA:1/60Sec, CCIR:1/50Sec at Standard) ÃÖ´ë GainÀ» »ç¿ëÇÏ¿©µµ ºûÀÌ ºÎÁ·ÇÏ¿© Image°¡ ºÒ¸íÈ®ÇÒ ¶§´Â Integration TimeÀ» ¿¬ÀåÇÏ´Â ¹æ¹ýÀ» °í·ÁÇÏ¿©¾ß ÇÑ´Ù. ÇÏÁö¸¸ Àü¼úÇÑ ¹Ù¿Í °°Àº NoiseÀÇ ¹ß»ýÀº ¾î¿ ¼ö ¾ø´Ù. º¸Åë »ó¿Â¿¡¼­´Â 10Sec(2*10-4Lux) ÀÌ»ó ExposeÇÒ ¼ö ¾ø´Ù. ´ë»ó¹°ÀÌ ¾ÈÁ¤ÀûÀ̶ó¸é DigitizeµÈ Image¸¦ °è¼Ó ´õÇÏ´Â ¹æ¹ýµµ ÇϳªÀÇ Noise ´ëÃ¥ÀÌ µÉ ¼ö ÀÖ´Ù. NoiseÀÇ ¹ß»ýÀÌ ¿Âµµ¿¡ µû¶ó ±âÇÏ ±Þ¼öÀûÀ¸·Î ´Ã¾î³ª¹Ç·Î ¿Âµµ¸¦ ³·Ãß¸é º¸´Ù ¿À·£ ½Ã°£ µ¿¾È ExposureÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. ¿¹·Î Air CoolingÀÇ °æ¿ì ´Â 15ºÐ(2*10-6Lux), Water CoolingÀÇ °æ¿ì´Â 3½Ã°£±îÁöµµ Exposure(2*10-7Lux) °¡´ÉÇÏ´Ù. ÀÌ·¸°Ô ¿À·£ ½Ã°£ µ¿¾È ExposeÇÒ ¼ö ÀÖ´Â CameraÀÇ °æ¿ì¿£ Image Buffer Memory¸¦ °®°í IntegrationÇÏ´Â µ¿¾È¿£ ±× ÀüÀÇ Image¸¦ DisplayÇÒ ¼ö ÀÖ¾î¾ß Standard Signal¿¡ ´ëÀÀÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù.

 

 

 Summary

 

1

ÇÑ °³ÀÇ CCD CellÀº µÎ °³ÀÇ PhotonÀ» 1°³ÀÇ ElectronÀ¸·Î º¯È¯Çϸç 50,000°³ÀÇ ElectronÀÌ 1V¸¦ »ý¼ºÇÑ´Ù.

2

»ó¿Â¿¡¼­´Â 10ÃÊ ÀÌ»ó ExposureÇÒ ¼ö ¾ø´Ù.

3

TV Line(TV º»)ÀÀ Television¿¡¼­ºÎÅÍ Ãâ¹ßÇßÀ¸¸ç ÃÖ´ë·Î Ç¥½ÃÇϰųª ÀÔ·ÂÇÒ ¼ö ÀÖ´Â Èæ¹éÀÇ ¼öÁ÷¼±(Vertical Line) °³¼öÀÌ´Ù

4

3CCD Color Camera¿¡ À־´Â Camera Maker¿¡¼­ ÃßõÇÑ Lens¸¦ »ç¿ëÇÏ¿©¾ß ÇÏ¸ç ±×·¸Áö ¾ÊÀ» °æ¿ì Quality¸¦ º¸ÀåÇÒ ¼ö ¾ø´Ù.

5

Comb Effect´Â ¿òÁ÷ÀÌ´Â ¹°Ã¼¸¦ ÀÔ·ÂÇÒ ¶§ ¹ß»ýÇϸç ÀÌ´Â Odd Line Scan ÈÄ Even LineÀ» ScanÇϱ⠶§¹®¿¡ ¹ß»ýÇÑ´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ Çö»óÀ» ¹èÁ¦ÇÏ·Á¸é ODD Field¸¸ ÀÔ·ÂÇϰųª Progressive Scan Camera¸¦ »ç¿ëÇÏ¿©¾ß ÇÑ´Ù

6

Sub-Pixel ¿¬»êÀº Pixel ClockÀ» ÀÌ¿ëÇÏ¿© 1:1 MappingÀ» ÇÒ ¶§ ±× Á¤È®µµ°¡ º¸ÀåµÈ´Ù.

7

Pixel ClockÀ» »ç¿ëÇÏ´Â °æ¿ì¿¡ ºÒ¿¬¼ÓÀÇ Pixel ClockÀº ¿ÀÈ÷·Á »ç¿ëÇÏÁö ¾Ê´Â °Í º¸´Ù µµ ¸øÇÏ´Ù.

8

Trigger MechanismÀº ÀÌÇØ Çϱâ´Â ½¬¿ì³ª Standard°¡ ¾ø±â ¶§¹®¿¡Camera¿Í Frame Grabber ¼±Á¤¿¡ ½ÅÁßÀ» ±âÇØ¾ß ÇÑ´Ù.