PANOVOTEC, 자동차, 의료 및 기타 산업 애플리케이션을 위한 고정밀 색상 측정 시스템을 만들기 위해 JAI 45 메가픽셀 카메라 사용
MSC 8X8 멀티 스펙트럼 카메라를 통해 PANOVOTEC은 고해상도 및 짧은 측정 시간을 가지는 광도 분석을 위한 새로운 유형의 시스템을 개발했다. 2개의 필터 휠을 사용하면 이전에는 불가능했던 색상 필터 조합의 유연성이 확보되어 더 많은 색상 정보를 얻을 수 있다. 45메가픽셀 센서가 탑재된 JAI의 고해상도 카메라는 최적의 이미지 캡처를 보장한다.
많은 산업 분야에서 정확한 색상 사양을 준수하는 것은 중요한 품질 요소다. 이러한 애플리케이션의 예시는 자동차 산업에서 확인할 수 있다. 제조업체는 차량의 운전석 및 앰비언트 조명 뿐만 아니라 제어 및 디스플레이 요소에도 상당한 가치를 부여하여 색상이 정확히 일치하는지 확인한다.
의료 기술의 경우에도 LED 수술실 조명 및 기타 많은 구성 요소는 이 산업 분야의 엄격한 요구 사항을 준수하기 위해 정확한 사양을 충족해야 한다. 패널과 같은 장식용 플라스틱 구성 요소를 다양한 장치 및 시스템에 조립하기 전에 사용 색상의 일치 여부를 확인해야 하는 이유는 단지 미적 이유 때문이 아니라 각 조립 단계에 따라 비용이 증가하기 때문이다.
후반 공정 단계에서 색상이 맞지 않는 부품을 교체하는 것은 더 많은 비용이 들거나 심지어 불가능할 수도 있다.
이러한 작업을 위해 뉘른베르크에 기반을 둔 PANOVOTEC 사는 색도 좌표, 휘도 및 광학적 균질성을 확인할 수 있는 시스템을 이미 개발하고 성공적으로 사용해왔다.
“PANOVOTEC 사의 Managing Director로 계신 Tobias Postler 씨는 다음과 같이 설명했다. "새로운 MSC 8X8 멀티 스펙트럼 카메라는 광도 분석을 위해 이전 제품을 지속적으로 추가 개발한 결과물이며 이전 제품과 비교하여 더 큰 가능성을 보여준다." “저희가 자체 개발한 이중 필터 휠을 통해 사용자는 자동으로 빔 경로로 가져올 수 있는 8x8개의 중첩된 필터 위치를 마음대로 사용할 수 있다. 그 결과 저희 연구에 따르면 시장에서 고유한 64가지 필터 조합이 가능해진다.”
MSC 8X8 multispectral camera system
45메가픽셀 해상도
새로운 개발의 두 번째 필수 요소는 덴마크 제조업체인 JAI의 산업용 CMOS 카메라다. JAI의 Spark 시리즈 카메라는 45메가픽셀의 매우 높은 해상도, 14bit의 높은 bit 심도를 가지며 HDR (High Dynamic Range) 모드를 지원한다. 이러한 기능을 MSC 8X8의 필터와 결합하면 매우 정밀한 광도 분석을 통해 휘도, 주요 파장 및 색상 위치와 같은 값을 결정할 수 있다.
이 시스템은 연속 생산 공장의 인라인 사용과 실험실 또는 무작위 샘플 테스트와 같은 오프라인 애플리케이션 모두에 적합하다. 그러나 개발 동기는 인라인 작동에서 시작되었다. 이것이 PANOVOTEC 사가 글로벌 셔터, 초당 38프레임의 최대 이미지 수집 속도 및 채널당 최대 6.2Gbps의 속도로 데이터를 이미지 처리 컴퓨터로 전송할 수 있는 2개 또는 4개 채널이 있는 CoaXPress 인터페이스가 탑재된 Spark 모델을 선택한 이유다. 설정된 노출 시간과 원하는 출력 매개변수에 따라 다양한 노출 수준에서 0.5초의 사이클 시간이 가능하며, 이는 많은 인라인 프로세스에서 충분한 속도다.
Spark Series SP-45001-CXP4 45-megapixel camera
입증된 카메라 파트너
Managing Director인 Postler 씨에 따르면 PANOVOTEC은 이미 이전 모델에서도 JAI 카메라를 활용한 바가 매우 좋은 경험을 가지고 있었다. 이는 MSC X8X 개발을 통해 다시 한번 확인되었다.
“저희 카메라에 기대하는 높은 이미지 품질 요건을 충족하기 위해 이를 제공하는 JAI의 Spark 모델을 선택했다. 우수한 45메가픽셀 해상도 외에도 카메라가 뛰어난 충격 및 진동 등급을 제공할 수 있는지, 여러 대의 PC에서 분산 이미지 처리가 가능한지 여부도 중요했다. Spark 카메라는 CoaXPress의 링크 공유 기능을 통해 이러한 기능을 제공할 수 있었다.”
Postler 씨는 이러한 기술적 이점 외에도 JAI를 선호하는 다른 요소가 있다고 설명했다.
“저희 파트너의 지원은 훌륭합니다. 저희의 연락 담당자는 일반적인 문의와 카메라 펌웨어에 대해 항상 신뢰할 수 있는 유용한 조언을 제공해 주었다. 판매에서 지원에 이르기까지, 언제나 전문적이고 친절한 협력을 받을 수 있었다. 예를 들어, JAI는 항상 지정된 배송일을 지켰다. 이는 당연한 일이 아니다.”
JAI는 적절한 카메라 모델 선택뿐만 아니라 아니라 렌즈, 적합한 렌즈 플랜지 및 적합한 렌즈와 카메라 간 거리를 선택할 수 있도록 PANOVOTEC을 지원해 주었다. 또한 고품질 광도 분석을 위해서는 가능한 한 노이즈가 없는 이미지를 캡처하기 위해 최적의 열 관리가 요구되었다.
이 부분에서 JAI의 전문가들은 전체 솔루션에서 온도 개발 부분이 최적화될 수 있도록 귀중한 노하우를 제공해 주었다. MSC 8X8의 Peltier 냉각 장치는 전체 시스템과 카메라 센서에 능동 냉각을 제공한다.
PANOVOTEC Managing Director Tobias Postler
유연한 사용
사용자는 PANOVOTEC 이 기존 요구 사항을 기반으로 다양한 필터 조합으로 미리 조립 및 보정한 멀티 스펙트럼 카메라 시스템의 높은 유연성을 활용할 수 있다. 현재 이를 위해 2개의 필터 휠의 최적화되고 검증된 2개 구성이 존재하며, 여기에는 3개의 CIE 3자극 필터 또는 멀티 스펙트럼 측정을 위한 여러 개의 필터가 사용된다. 그러나 고객 요구 사항에 따라 개별 구성도 가능하다.
필요한 출력 매개변수에 따라 PANOVOTEC의 관련 소프트웨어는 다양한 필터 조합으로 자동화된 스냅 시퀀스를 수행한다. 이후 RAW 이미지 데이터는 각 카메라/필터 조합에 따라 저장된 보정 기능을 사용하여 유효한 물리적 기술 단위(즉, 측정된 값)로 변환된다. 필요한 모든 계산을 위한 알고리즘이 이미 관련 소프트웨어에 통합되어 있기 때문에 사용자는 긴 준비 시간없이 시스템 작업을 시작할 수 있다.
현재 이 시스템은 PANOVOTEC 테스트 시스템에 통합되도록 설계되어 있다. 이를 통해 검증된 소프트웨어를 포함하여 고객의 요구에 최적화된 완벽한 솔루션을 제공한다. 이미지 처리 노하우를 가진 사용자는 PANOVOTEC에서 시스템을 별도로 구매하여 자신의 애플리케이션에 통합하거나 실험실에서 독립형 시스템으로 사용할 수 있다.
의미 있는 결과
멀티 스펙트럼 카메라 시스템은 조도 분포, 광도 분포, 색 좌표, 주요 파장, 이산 스펙트럼 특성 및 상관 색온도에 대한 정확한 측정값을 제공한다. 이 정보를 통해 입고 제품 검사 시 생산 및 기타 여러 애플리케이션의 품질 보증을 위한 의미 있는 테스트가 가능하다.
Postler 씨는 다음과 같은 예시를 설명해 주었다.
“독일의 한 스포츠카 공급업체에서는 이미 운전석 구성 요소의 최종 테스트 시스템에서 MSC 8X8을 사용하고 있으며 그 결과에 매우 만족하고 있다. 이 시스템은 고객 불만으로 이어질 수 있는 잘못된 파장이나 밝기의 LED와 같은 잘못된 조명 요소가 출고 제품에 장착되는 것을 방지한다. 또한 야간에 최대 밝기 제한을 초과할 경우 잘못된 측정 또는 보정으로 인해 운전자가 실명할 수 있는 위험을 방지한다.”
의료 산업의 모니터의 경우 휘도와 균질성 요건을 충족하는지 확인하는 것이 매우 중요하다. X선 이미지를 표시할 때 이 모니터는 형광 스크린 기반의 기존 이미지를 대체한다. 이때, 최악의 경우 의사가 잘못 해석할 가능성이 있기 때문에 균질성에 변동이 없어야 한다.
“저희 연구에 따르면 현재 시장에는 측정 정확도와 속도 면에서 MSC 8X8과 경쟁할 수 있는 컬러 측정 카메라 시스템이 존재하지 않는다. 따라서 고급 애플리케이션의 경우, 저희 멀티 스펙트럼 카메라는 현재 고객의 요구 사항을 안정적으로 충족할 수 있는 유일한 시스템이다”라고 PANOVOTEC사의 Managing Director는 말한다. "이런 부분에서 JAI Spark 카메라의 높은 해상도와 속도는 전체 시스템의 성능에서 매우 큰 부분을 차지하고 있다."
PANOVOTEC GmbH는 1990년 테스트 시스템 및 자동화 기술 회사로 설립되었다. 그 이후 Papp Group의 일원으로 테스트 및 자동화 분야의 모든 관련 시장에서 고객별 특수 솔루션을 공급하는 업체로 발전했다. 특히 햅틱 및 광학 검사의 기술 개발은 전 세계적으로 유일하다.
헬로티 윤희승 기자 |
