FOV와 Pixel Resolution

FOV(Field of View)

FOV(Field of View)란 검사 대상 물체를 관측할 수 있는 영역입니다. 배율이 높아지면 FOV는 작아지며 센서사이즈가 커질수록 더 많은 영역을 볼 수 있습니다. 단위는 mm단위를 쓰며 가로FOV(HFOV) 세로FOV(VFOV)로 나누어 표현합니다.

[그림 1] WD와 FOV

아래 계산 식을 이용하여 계산할 수 있습니다. 센서사이즈와 배율을 알고있다면 FOV를 간단하게 계산할 수 있습니다.

센서사이즈는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

간단한 예를 계산해 보겠습니다. 5MP 카메라인 G3-GM11-M2420을 사용하여 0.2x의 배율로 촬영할 때의 FOV는 다음과 같습니다.

(해상도 : 2464*2056 px / 픽셀 사이즈 : 3.45 um / 센서 사이즈 : 8.5008*7.0932 mm)

가로FOV(HFOV)

세로FOV(VFOV)

해당 카메라와 배율의 조합으로 볼 수 있는 FOV는 42.504 x 35.466 mm 입니다.

더 넓은 영역을 보려면 카메라의 센서사이즈를 크게하기위해 해상도를 높이거나 렌즈의 배율을 낮추는 두가지의 방법이 있습니다.

Pixel Resolution

Pixel Resolution은 Resolution 또는 분해능으로도 표기하며 머신비전에서는 각 픽셀당 시료를 얼만큼 볼것인가를 나타냅니다.

[그림 2] Pixel Resolution

Pixel Resolution은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

이 식에 FOV 계산 공식을 대입하고

SensorSize는 Resolution과 PixelSize의 곱으로 바꿔줍니다. Resolution은 NumberOfPixels와 같습니다.

결론적으로 다음식으로도 Pixel Resolution을 계산할 수 있습니다.

간단한 예를 계산해 보겠습니다. 67.1MP 카메라인 G3-XM01-M8205을 사용하여 Pixel Resolution이 20um인 배율을 계산합니다.

(해상도 : 8192*8192 px / 픽셀 사이즈 : 2.5 um / 센서 사이즈 : 20.48*20.48 mm)

Pixel Resolution이 20um를 만족하는 배율은 0.125x입니다. 해당 배율의 렌즈를 사용하여 광학계를 구성한다면 한 픽셀당 20um씩 보게됩니다.

작은 Pixel Resolution을 구성하기 위해서는 작은 픽셀사이즈의 카메라를 사용하거나 높은 배율의 렌즈를 사용하는 두가지 방법이 있습니다.

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