본문 바로가기

[Machine Vision] 머신비전 카메라시장, 고속·고해상도·복합검사 요구 높아

공급기업들 신제품 출시 잇따라…코로나19 영향으로 시장 성장은 ‘불투명’

[산업일보]
머신비전(Machine Vision) 솔루션이 반도체, 디스플레이, 전자부품, 자동차, 식음료, 제약, 화장품 분야 등을 비롯해 로봇 수술, 지능형 교통 시스템, 국경 보안 및 건강 모니터링과 같은 비산업 분야까지 적용이 확대되고 있다.

산업 분야에서의 머신비전은 제품의 불량 검사, 계수 및 치수 측정, 바코드 및 라벨의 유무, 문자 인식 등의 작업으로 제품의 품질을 높이고 생산효율도 향상시킬 수 있다는 인식이 확산되면서 필수적인 요소로 자리매김하고 있다.

머신비전 시스템의 주요 구성요소는 카메라, 렌즈, 이미지센서, 조명, 소프트웨어, 프로세서 등으로, 성공적인 비전 시스템을 구축하려면 적절한 카메라를 선택하는 것이 중요하다.

머신비전 카메라는 산업용 카메라이기 때문에 열악한 환경에서도 견고성을 갖춰야 하는 것은 물론, 사용 환경에 제약을 덜 받고 공간효율을 높이기 위해 소형화되고 있다. 또한 검사 대상이 점점 더 작아지고 있어서 이를 처리할 수 있는 고해상도이면서도 빠른 검사를 실현할 수 있는 제품에 대한 요구가 높다.
[Machine Vision] 머신비전 카메라시장, 고속·고해상도·복합검사 요구 높아

고해상도로 정밀 검사 실현해야

여러 머신비전 기업들은 고해상도를 얻기 위해 픽셀 크기를 줄이는 데 초점을 맞추고 있다. 픽셀 크기는 4.5um에서 2~3.5um으로 줄어들고 있다. 더 작은 픽셀의 장점 중 하나는 동일한 이미지 크기에서 더 많은 픽셀을 얻을 수 있기 때문에 더욱 세부적이며 정밀한 검사를 실현할 수 있기 때문이다.

특히 CMOS 이미지센서의 지속적인 개선은 더 작고, 더 복잡한 구조를 검사하고 측정할 수 있는 가능성을 열어주고 있다. 지난해 소니는 적층형 CMOS 이미지센서 6종을 발표했는데 이 회사에서 내놓은 보도자료를 보면, 이 센서들은 인식 및 측정의 고정밀화와 고속화, 소형화를 지향하는 산업의 니즈를 겨냥해 화소 면적을 2.74μm로 줄였으며 이 회사 제품 대비 읽기 속도 역시 약 2.4배 고속화했다.

머신비전 기업 텔레다인달사(Teledyne DALSA)는 올해 새로운 카메라 제품군을 발표하며 제품 포트폴리오를 강화했다. 이 중 올해 2월 발표한 CMOS TDI 카메라인 Linea HS 32k TDI는 픽셀 오프셋 기술이 적용된 16k/5μm TDI 어레이 2개가 사용됐다. 16k/5μm 이미지 2개가 실시간으로 캡처된 후 재구성돼 32k/2.5μm의 고해상도 이미지를 달성한다. 이러한 상향 변환을 통해 미세 픽셀 결함의 검출력을 향상시킨다는 게 이 회사측이 내놓은 자료의 설명이다.

이 카메라에 적용된 픽셀 오프셋 기술의 장점은 물리적인 픽셀 크기가 작은 MTF 및 응답성이 유지되는 동시에 기존 조명 및 16k/5μm 렌즈를 사용할 수 있다는 점이다.
[Machine Vision] 머신비전 카메라시장, 고속·고해상도·복합검사 요구 높아

데이터 처리 위한 인터페이스 역할 중요

고해상도에 대한 요구는 카메라와 프로세서 사이에 많은 양의 데이터를 빠르게 전송해야 하는 과제를 풀어야 한다. 이 때문에 앞서 언급된 이미지센서를 비롯해 대량의 데이터를 빠르게 처리할 수 있는 인터페이스 역할 역시 중요한 요소가 되고 있다.

종합 머신비전솔루션 공급 기업인 바슬러(Basler)의 르네 폰 핀텔(Rene von Fintel) 제품 관리 대표(Head of Product Management)는 “단순히 카메라 센서의 해상도만 중요한 것이 아니라 고해상도에 따른 이미지를 전송할 수 있는 인터페이스 또한 카메라의 중요한 요소”라며 “또한 이 두 가지가 균형을 잘 이루어야 데이터 전송이 원활하게 이루어질 수 있다.”고 말했다.

3D 및 스마트 검사에 대한 니즈 높아

3D 머신비전검사는 제품의 형상, 높이, 부피 등 3차원 정보를 얻을 수 있다는 장점이 있다. 이 때문에 고정밀 검사를 위해 머신비전솔루션 공급 기업에서는 2D뿐만 아니라 3D 분야를 원하는 수요자들을 위한 3D 비전카메라를 내놓고 있다.

또한 카메라 안에 딥러닝 소프트웨어를 내장해 복잡한 인라인 검사를 한 번에 해결할 수 있는 스마트 카메라에 대한 요구도 높아지고 있다.

지난해 텔레다인달사에서는 1D 및 2D 카메라 포트폴리오를 확장하며 산업 및 공장자동화를 위한 고정밀 3D 레이저 프로파일러 Z-TrakTM LP1 시리즈를 발표했다. 이 레이저 프로파일러에 대해 이 회사는 인라인 계측, 용적 측정, 부품 검사 및 식별은 물론이고, 반도체, 전자기기, 공장 자동화, 물류 등에 빈피킹(bin-picking)을 적용하는 용도에도 적합하다고 소개했다.

코그넥스는 올해 4월, 딥러닝으로 구동되는 산업용 스마트 카메라 In-Sight® D900 임베디드 비전시스템을 출시했다. 이 회사는 이 제품 출시 배경에 대해 ‘제조업체는 점점 더 복잡하고 시간이 많이 걸리거나 비용이 많이 드는 검사를 해결하기 위해 딥러닝 비전으로 전환하고 있는데, 신제품은 In-Sight 산업용 등급의 스마트 카메라 내부에 ViDi 딥러닝 소프트웨어를 탑재함으로써 사용자는 복잡한 육안 검사도 빠르고 쉽고 비용 효율적으로 해결할 수 있다.’고 전했다.

한편, technavio는 코로나19가 발생하기 전 발행한 보고서에서 머신비전 카메라 시장의 성장을 연평균 12% 이상 성장할 것으로 내다봤으나 현재 코로나19 팬더믹이 제조 분야를 비롯해 비산업 분야의 성장에도 영향을 미치고 있고, 바이러스의 확산이 억제되더라도 정상적인 경제활동상태에 도달하기까지 시간이 소요될 수 있기 때문에 단기적으로 성장이 정체되거나 감소할 것으로 내다봤다.
김원정 기자 sanup20@kidd.co.kr

제조기업 강국이 되는 그날까지, 공장자동화 스마트팩토리에 대한 뉴스를 기획·심층 보도하겠습니다.

이 기자의 다른기사 보기 >
ad광고추천제품

0 / 1000

추천제품

1/9

가상화폐 시세

loader
Bitcoin logo icon

비트코인

%
Ethereum logo icon

이더리움

%
Ripple logo icon

리플

%
Provided by Bithumb logo icon