시력 시스템 을 위한 이상적 인 카메라 모듈 을 선택 하는 방법

 소개 
자동화와 스마트 기술의 시대에 시력 시스템은 산업용 로봇에서 지능형 장치에 이르기까지 모든 것의 "눈"으로 작용합니다.카메라 모듈하지만 시장에는 수많은 옵션이 있습니다. 해상도, 센서 유형, 렌즈 품질 등 다양합니다.그리고 더 많은것으로 당신의 필요에 맞는 장갑을 어떻게 선택합니까이 가이드는 선택 프로세스를 명확하고 실행 가능한 단계로 분해하여 성능, 비용 및 기능을 원활하게 균형을 이루는 카메라 모듈을 선택하도록합니다.

단계 1: 시력 시스템 에 대한 기본 요구 사항 을 정의 하십시오

구체적으로 설명하기 전에 기본적인 것부터 시작해 보세요. 여러분의 시력 시스템은 무엇을 성취해야 하며, 어디서 작동할 것인가요?

주요 과제 를 명확 히 밝혀라

• 검사:작은 결함이나 객체 지향을 탐지하는 것? 식별해야 할 최소 특징 크기 (예: 0.1mm 스크래치) 는 해상도를 지시합니다.
• 측정:예를 들어, 0.5mm의 정확성을 필요로 하는 로봇 팔은 세밀한 세부사항을 파악할 수 있는 센서를 필요로 합니다.
• 신원정보:바코드, QR 코드, 문자 (OCR) 를 읽는 것? 역동적 인 장면 (운동 하는 컨베이어 벨트) 은 정적 인 장면 보다 더 높은 프레임 속도 를 요구 한다.
• 내비게이션/추적실시간 데이터는 핵심입니다. 로봇이나 자율주행 차량은 장애물을 피하기 위해 낮은 지연시간과 넓은 시야 (FoV) 의 카메라가 필요합니다.
• 모니터링:넓은 영역을 커버하는 것: 야외 설치는 날씨에 저항하는 모듈이 필요할 수 있습니다. 야간 모니터링은 높은 빛 민감도를 필요로 합니다.

환경 조건 을 평가

• 조명:안정적 인 실내 조명? 변동적 인 야외 햇빛? 희미 한 창고? 높은 역동 범위 의 센서 는 대조적 인 빛 에서 더 잘 작동 합니다.
• 신체적 어려움:진동, 먼지, 습기 또는 극한 온도 (예를 들어, -40°C ~ 85°C) 를 대비 하여 IP67 등급 모듈 또는 견고한 구조를 찾으십시오.
• 공간과 힘:당신 의 장치 는 콤팩트 한 것 인가 (드론 과 같이) 아니면 정지 한 것 인가 (산업 기계 와 같이)? 배터리 를 이용 하는 시스템 은 에너지 를 소모 하는 CCD 가 아니라 저용량 CMOS 센서 를 필요로 한다.

시스템 제한을 설정

• 크기:사용 가능한 공간을 측정하십시오. 소형 모듈 (예: 20x20mm) 은 웨어러블 기기에 적합하며, 더 큰 모듈은 산업용 카메라에 적합합니다.
• 예산:비용과 성능을 균형 잡으세요. 50달러짜리 모듈은 기본적인 모니터링에 적합하지만 정밀 검사에는 500달러 이상의 산업용 센서가 필요할 수 있습니다.
• 처리 능력:약한 프로세서? 실시간 노이즈 감축 및 색상 보정을 처리하기 위해 내장된 이미지 신호 프로세서 (ISP) 를 갖춘 모듈을 선택하십시오.

단계 2: 이미지 사양을 정렬

여러분의 요구사항을 이미지 품질과 캡처 속도를 정의하는 기술 사양으로 변환하세요.

해상도: 균형 세부 정보 및 데이터

• 공식:가장 작은 기능 크기와 FoV를 기반으로 계산합니다. 예를 들어, 100mm FoV에서 5 픽셀의 세부 사항을 필요로하는 1mm 기능에는 500 픽셀의 폭 센서가 필요합니다.

• 흔 한 함정:더 높은 메가 픽셀 (예를 들어, 48MP) 은 항상 더 좋지 않습니다. 그들은 데이터 부하를 증가시키고 픽셀 크기가 너무 작다면 소음을 도입 할 수 있습니다. (예를 들어, <1.0μm).

프레임 속도: 동작을 동결하거나 원활하게 스트리밍

• 신속한 행동산업용 컨베이어 (50+ FPS) 또는 스포츠 추적은 모션 흐름을 피하기 위해 높은 프레임 속도가 필요합니다.
• 정적 장면:15~30 FPS는 보안 카메라나 제품 촬영에 충분합니다.

시야장 (FoV) 및 작업 거리

• FoV:광각 렌즈 (예를 들어, 120°) 는 큰 장면을 캡처 (고장), 반면 텔레 포토 렌즈 (예를 들어, 30°) 는 먼 세부 사항 (검사) 에 확대합니다.
• 작업 거리:렌즈에서 피사체까지의 거리. 고정 초점 렌즈는 안정적인 거리를 위해 작동합니다. 자동 초점은 다양한 범위 (예를 들어, 모바일 로봇) 에 더 좋습니다.

필드 깊기 (DOF): 초점으로 보이는 것을 제어

• 낮은 DOF:넓은 개도 (f/1.8) 를 가진 피사체를 격리하는 데 이상적입니다. (예를 들어, 엉망인 선반에서 바코드 스캔)

• 깊은 DOF:모든 거리는 좁은 오프러 (f/8) 와 짧은 초점 거리를 사용하여 선명하게 유지하십시오 (예를 들어, 소매 선반 모니터링).

단계 3: 올바른 센서 기술을 선택

센서는 카메라 모듈의 영혼입니다.

CMOS 대 CCD: 힘과 성능의 타협

• CMOS (가장 흔한):저전력 (드론/전화에 이상), 빠른 판독, 통합된 ISP 기능. 예: 많은 스마트폰에서 사용되는 Sony IMX586.
• CCD (리치 사용):과학 영상 촬영 (예: 천문학) 에 더 나은 빛 민감성, 그러나 더 높은 전력 및 느린 속도.

글로벌 셔터 대 롤링 셔터: 움직임이 중요합니다

• 글로벌 셔터:모든 픽셀을 동시에 노출함으로써 빠른 동작 (예를 들어, 레이싱 자동차, 비행 드론) 을 동결합니다. 정확한 측정에 필수적입니다 (예를 들어, 로봇 픽 앤 위치).
• 롤링 셔터:순차적으로 행을 스캔하여 빠른 움직임에서 "젤로 효과" (거부) 를 유발합니다. 더 저렴하고 정적 인 장면 (예: 보안 카메라) 에 적합합니다.

센서 크기와 픽셀 크기: 낮은 빛의 장점

• 큰 센서 (예를 들어, 1 ′′ 포맷):더 많은 빛을 캡처하여 희미한 환경 (예: 야간 시력) 에서 소음을 줄입니다. 더 큰 픽셀 (2.4μm+) 은 저조한 빛에서 작은 픽셀 (0.8μm) 을 능가합니다.

단계 4: 광학 및 필터링을 최적화

렌즈와 필터는 선명하고 정확한 이미지를 얻기 위해 중요한 센서에 빛이 도달하는 방식을 형성합니다.

렌즈 종류: 초점 길거리 및 유연성

• 고정 초점 길거리:가볍고 저렴하고 안정적입니다 (예를 들어, 고정된 거리 검사용 25mm 렌즈).
• 줌 렌즈:역동적인 설정 (예: 근접 및 먼 영역을 다루는 감시 카메라) 를 위해 조정 가능한 FoV. 건축 촬영에서 곡선을 피하기 위해 낮은 왜곡 모델을 찾으십시오.

광장: 빛 과 초점 을 균형 잡는다

• 넓은 개도 (f/1.4~f/2.8):저조한 빛의 장면에 더 많은 빛이 있지만 얇은 DOF (포트레트 촬영에 적합하지만 그룹 촬영에는 좋지 않습니다.)
• 좁은 오프레이션 (f/8·f/16):더 적은 빛, 더 깊은 DOF (경관이나 멀티 객체 검사에 적합합니다.)

필터: 당신 의 파장 에 맞게

• IR 필터:True-color 사진에 대한 적외선 차단 (소비자 카메라의 표준)
• 포라라이제이션 필터:반사 표면 (예를 들어 유리, 물) 의 반짝이는 것을 줄이십시오.
• 밴드 패스 필터:과학 또는 산업용으로 특정 파장을 캡처합니다 (예: 위조물 검출을 위한 UV).

단계 5: 처리 및 연결을 평가

원활한 데이터 전송과 모듈 내 처리로 곤경을 피합니다.

모듈 내 ISP 기능

• 내장된 ISP:화이트 밸런스, 노이즈 감축 및 JPEG 압축과 같은 실시간 작업을 처리합니다. 저전력 시스템 (예: IoT 장치) 에 적합합니다.
• RAW 데이터 출력:고급 처리 (예를 들어, 기계 학습 모델) 를 위해 처리되지 않은 데이터를 강력한 GPU/CPU로 보내는 모듈을 선택하십시오.

출력 인터페이스: 대역폭과 거리를 일치

• MIPI CSI-2:모바일/임베디드 장치 (예를 들어, 스마트폰, 라즈베리 파이) 를 위한 고속, 저전력
• USB 30:다재다능하고 플러그 앤 플레이, 최대 5Gbps 대역폭 (랩톱 / 데스크톱 시스템에 적합합니다).
• 죠지 비전:장거리 (100m+) 이더넷 산업용 설정, 공장 자동화 이상
• GMSL/FPD-Link:자동차 등급, 차량 내 카메라 (예: ADAS 시스템) 에 대한 반干扰 (반 간섭)

단계 6: 실용적 인 세부 사항 을 간과 하지 마십시오

• 집중 방법:일정한 거리를 위한 고정 초점; 동적인 장면을 위한 자동 초점 (예를 들어, 이동하는 고객을 추적하는 소매 카메라).
• 형태 요인 및 장착:모듈이 장치의 디자인에 맞는지 확인하세요. 드론용 컴팩트 모듈, 산업용 견고한 박스.
• 소프트웨어 지원:통합을 간소화하는 SDK와 드라이버를 찾으십시오 (예를 들어, 라즈베리 파이 프로젝트에 대한 파이썬 라이브러리).
• 신뢰성 및 지원신뢰성 있는 공급자 (예를 들어, Balluff, Basler) 와 판매 후 서비스를 선택하십시오.

FAQ

1어떻게 글로벌 셔터와 롤링 셔터 사이에 결정할까요?
응용 프로그램에서 고속 모션 (예: 스포츠, 로봇) 이 포함되면, 변형을 피하기 위해 글로벌 셔터는 협상 할 수 없습니다. 정적 또는 느린 움직임 장면 (예: 제품 사진),롤러 셔터는 비용 효율적인 선택입니다..

2더 높은 해상도는 항상 내 시력 시스템에 더 좋은가요?
네. 2.4μm 픽셀로 12MP 센서는 낮은 빛과 세부 캡처에서 0.8μm 픽셀로 48MP 센서를 능가합니다. 정확성을 위해 메가 픽셀보다 픽셀 크기 및 센서 품질을 우선시하십시오.

3산업용 카메라 모듈을 사용할 수 있나요?
소비자 모듈은 기본적인 작업을 수행하지만 산업 환경은 견고한 구축 (IP68) 과 안정적인 온도 성능 및 높은 신뢰성 센서를 필요로합니다. 산업용 모듈 (예를 들어., Teledyne FLIR에서) 가 중요한 응용 프로그램입니다.