머신비전 렌즈 화각·배율·왜곡 한 번에 이해하기

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머신비전 렌즈 화각·배율·왜곡 한 번에 이해하기

1. 화각(Field of View, FOV)이란?

화각(FOV)은

→ 카메라로 한 번에 촬영할 수 있는 실제 영역 크기입니다.

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핵심 포인트

• 화각이 넓다 → 한 화면에 많은 영역이 보임
• 화각이 좁다 → 작은 영역을 크게 확대해서 봄

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화각은 무엇으로 결정될까?

1. 카메라 센서 크기

2. 렌즈 초점거리

3. 렌즈 배율

→ 즉, 렌즈만 바꿔도 화각은 완전히 달라집니다.

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2. 배율(Magnification)이란?

배율은

→ 실제 물체 크기 대비 센서에 맺히는 이미지 크기 비율입니다.

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예시

• 배율 0.1×

→ 실제 100mm 물체가 센서에 10mm로 맺힘

• 배율 1×

→ 실제 10mm 물체가 센서에 10mm로 맺힘

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배율과 화각의 관계

• 배율 ↑ → 화각 ↓ (더 확대)
• 배율 ↓ → 화각 ↑ (더 넓게)

※ 배율과 화각은 반비례 관계

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3. 화각·배율·해상도의 연결 관계

머신비전에서 가장 중요한 연결식은 이겁니다.

화각(FOV) ÷ 카메라 해상도 = 1픽셀당 실제 크기

예시

• 화각: 200mm
• 카메라 해상도: 2000px

→ 1픽셀 = 0.1mm

※ 이 값이 검출 가능한 최소 크기(분해능)를 결정합니다.

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4. 왜곡(Distortion)이란?

왜곡은

→ 실제 직선이 영상에서 휘어 보이는 현상입니다.

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왜곡이 발생하는 이유

• 렌즈 구조 특성
• 넓은 화각일수록 심해짐

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왜곡의 종류

1. 배럴 왜곡 (Barrel)

• 가운데가 볼록 (광각 렌즈)

2. 핀쿠션 왜곡 (Pincushion)

• 가운데가 오목 (망원 렌즈)

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5. 머신비전에서 왜곡이 문제가 되는 이유

일반 촬영에서는 큰 문제가 안 되지만,

머신비전 검사에서는 치명적일 수 있습니다.

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문제점

• 위치 오차 발생
• 치수 측정 불일치
• 가장자리와 중앙의 측정값 차이

※ 정밀 치수 검사 / 위치 보정 / 로봇 연동에서는 왜곡이 거의 없어야 합니다.

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6. 왜곡 해결 방법

방법 1. 저왜곡(Industrial) 렌즈 사용

• 왜곡률 0.1% 이하
• 대부분 머신비전용 렌즈

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방법 2. 텔레센트릭 렌즈 사용

• 배율 변화 없음
• 원근 왜곡 제거
• 정밀 계측에 필수

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방법 3. 소프트웨어 보정

• 캘리브레이션으로 보정 가능
• 단, 완전한 해결은 아님

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개념	의미	설계 포인트
화각(FOV)	한 번에 보는 실제 영역	검사 대상 전체 포함 여부
배율	확대 비율	필요한 분해능 확보
왜곡	영상 휘어짐	치수·위치 정확도

검사 영역 크기 → 화각부터 결정

검출해야 할 최소 불량 크기 → 배율 & 해상도 결정

정밀 검사 여부 → 왜곡 허용 범위 결정

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