머신비전 렌즈 선정 시 꼭 알아야 할 3가지: 초점거리, 작동거리, 배율

머신비전 시스템을 구축할 때 가장 많은 고민 중 하나는 바로 “어떤 렌즈를 선택해야 할까?” 입니다.

렌즈는 이미지의 품질과 검사 정확도를 결정짓는 핵심 요소입니다.

따라서, 렌즈를 선정할 때에는 초점거리(Focal Length), 작동거리(Working Distance), 배율(Magnification) 이 세 가지 요소를 꼭 이해하고 선택해야 합니다.

1. 초점 거리 (Focal Length)

초점 거리는 렌즈 내부에서 빛이 센서에 도달하기까지의 거리(mm)를 의미합니다.

• Focal Length 값이 작을수록 = 짧은 초점 거리→ 넓은 시야 확보 (광각)
• Focal Length 값이 클수록 =  긴 초점 거리→ 좁은 시야, 멀리 있는 대상을 확대 (망원)

ex) Focal Length 6mm 렌즈는 넓게 보여서 공장 전체 라인을 볼 때 효과적이다.

      Focal Length 50mm 렌즈는 한 제품의 아주 작은 글씨를 볼 때 효과적이다.

(공식)

(예시)

• 피사체(검사 대상)까지의 거리 WD = 150mm
• 배율 M = 0.5배
• 초점거리는 50mm

2. 작동거리 (Working Distance, WD)

WD는 렌즈 앞면부터 검사 대상까지의 실제 거리입니다.

• • WD가 짧을수록 → 더 확대 가능, FOV는 좁아짐
  • WD가 길수록 → 넓은 범위를 볼 수 있지만 작게 보임

🟠 주의할 점

머신비전 현장에서는 현장 설치 상황에 따라(제품 높이나 기계 구조상) WD가 정해져 있는 경우가 많습니다.

따라서 WD에 따라 렌즈를 고르기도 합니다.

(공식)

(예시)

• 초점거리 f = 35mm
• 배율 M = 0.7배 (실제보다 약간 축소됨)

• WD = 약 85mm

3. 배율 (Magnification)

배율은 실제 물체가 이미지 센서에 얼마나 크게(또는 작게) 보이는 지를 나타내는 비율입니다.

• 실제 10mm 물체가 이미지에서 5mm로 보이면 → 0.5배 축소
• 10mm가 20mm로 보이면 → 2배 확대
  

(공식)

(예시)

초점거리 75mm, WD 300mm → 약 0.33배 확대

배율은 약 0.33배

머신비전 렌즈를 선택할 때에는 센서 크기, 보고 싶은 대상 크기, 설치 거리를 다 고려해서 정해야 합니다.

Ex)

• 넓은 공정 전체를 보려 하는 경우
  → 초점거리 짧은 렌즈(예: 6mm), WD 길게
• PCB 미세 회로를 자세히 봐야 하는 경우
  → 초점거리가 긴 렌즈(예: 50mm), WD 짧게
• 제품 높이가 있어서 멀리서 봐야 하는 경우
  → WD는 고정 → 적절한 배율이 나오는 초점거리 선택 필요

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VIREX Technical Sales Marketing Team