CIS 카메라 – 기본 개념과 용어

작성일: 2025-06-25 작성자: contact@webdot.co.kr

대한민국의 산업 현장은 반도체, 2차 전지, 전기차, 인공지능 등 첨단 산업으로 빠르게 발전하고 있습니다.

이러한 변화에 맞춰 머신비전 시스템도 다양한 검사에 활용될 수 있도록 빠르게 발전하고 있으며, 다양한 제조 및 검사 공정에서 필수적인 도구로 자리 잡고 있습니다.

오늘은 이러한 다양한 검사 중에서도, 특히 좁은 공간에서 높은 해상도의 이미지를 촬영할 수 있는 CIS(Contact Image Sensor) 카메라와 관련된 몇 가지 용어를 소개해 드리겠습니다.

CIS 카메라는 고해상도 이미지를 제공하면서도 소형화가 가능해, 공간 제약이 큰 검사 환경에서도 효율적으로 활용될 수 있습니다.

CIS 카메라

CIS(Contact Image Sensor)란? 좁은 공간에 적합한 통합형 비전 시스템

CIS(Contact Image Sensor)는 이름 그대로 이미지 센서, 렌즈, 조명 등을 하나의 장비로 결합한 통합형 비전 시스템입니다. 이러한 구조 덕분에 좁은 공간에서도 비전 시스템을 쉽게 구축할 수 있어, 설치와 운영에 유리한 장점을 제공합니다.

특히, 롤 투 롤(Roll to Roll) 검사 장비에서 많이 사용되며, 연속적인 검사가 필요한 공정에서 고해상도 이미지와 정밀한 검사를 가능하게 합니다. CIS는 공간 제약이 있는 검사 환경에서 효율적인 검사 솔루션으로 자리 잡고 있습니다.

DPI, 해상도, 길이

DPI(Dots Per Inch)는 가로 및 세로 각각 1인치(2.54cm) 안에 몇 개의 점(Dot)이 있는지를 나타내는 수치로, 주로 모니터, 스캐너, 프린터의 해상도를 표현하는 단위입니다. DPI 값이 높을수록 해상도가 높아져 더 선명한 이미지를 확인할 수 있습니다.

바이렉스에서 취급하는 CIS 카메라의 경우, 300DPI, 600DPI, 900DPI, 1200DPI, 1800DPI, 2400DPI 등 다양한 DPI 옵션을 제공합니다. DPI 값이 클수록 해상도가 높아져 미세한 검사에도 적합합니다.

또한, CIS 카메라는 해상도를 기준으로 사이즈를 정하는 라인스캔 카메라와는 달리(예: 16k, 8k 해상도), 실제 검사 영역의 길이로 크기를 안내합니다. 예를 들어 600mm 또는 900mm처럼 검사 영역의 길이 기준으로 선택할 수 있어 설치 환경에 맞춘 구성이 용이합니다.

(왼)1200DPI (오) 600DPI

Gray Value와 CIS 카메라의 FFC(Flat Field Correction)

Gray Value(GV, 회색 조)**란, 이미지에서 픽셀 하나가 나타내는 밝기의 정도로, 빛의 양을 수치화한 값입니다. 보통 0에서 255까지의 범위로 나타내며, 값이 낮을수록 어둡고, 값이 높을수록 밝은 영역을 의미합니다.

CIS 카메라는 여러 개의 이미지 센서를 이어 붙여 사용하는 방식입니다. 이는 하나의 이미지 센서만 사용하는 라인스캔 카메라와는 대조적입니다. 그러나, CIS 카메라에서 여러 이미지 센서를 이어 붙이다 보면 각 센서의 빛에 대한 민감도가 조금씩 다르기 때문에, 결과적으로 각 센서마다 Gray Value가 다르게 나타날 수 있습니다.

이를 해결하기 위해 FFC(Flat Field Correction) 기능을 사용합니다. FFC는 센서 간의 밝기 불균형을 보정하여 균일한 Gray Value를 유지할 수 있도록 도와줍니다. 따라서, CIS 카메라의 성능을 판단할 때 FFC 기능은 중요한 요소 중 하나로 고려됩니다.

FFC 전(위) FFC후(아래) 예시 이미지

CIS 카메라의 조명 타입: 내부조명과 외부조명

CIS 카메라는 조명의 위치에 따라 내부조명과 외부조명 타입으로 나뉩니다.

1. 내부조명 타입

: 내부조명 타입은 카메라 자체에 조명이 포함되어 있어 이미지 센서가 보는 방향으로 빛을 비추는 방식입니다. 이 방식은 조명을 별도로 설치할 필요가 없어 편리하지만, 빛의 방향을 원하는 대로 조절하기 어렵다는 단점이 있습니다. 따라서 시료의 특성에 따라 빛의 각도 조절이 필요한 경우 한계가 있을 수 있습니다.

2. 외부조명 타입

: 외부조명 타입은 이러한 내부조명 방식의 한계를 해결한 방식입니다. 조명을 카메라 외부에 설치해 빛의 각도를 자유롭게 조절할 수 있어, 시료의 표면 특성에 맞춰 빛을 원하는 방향으로 조절할 수 있습니다. 이로 인해 시료의 표면 반사나 질감 등에 의해 목표가 잘 보이지 않을 때, 빛의 각도를 조정하여 정확한 이미지를 얻을 수 있습니다.

예시) (왼) 내부조명 타입 (오) 외부조명 타입

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