Area Scan vs Line Scan 어떤 카메라를 사용할까?

Area Scan vs Line Scan – What is right for my application?

카메라를 선택할 때 가장 먼저 고려해야 할 것은 “Area Scan과 Line Scan 카메라 중 어떤 카메라를 쓸 것인가?”입니다. 산업용 카메라는 스캔 방식에 따라 크게 두 분류로 나눌 수 있습니다. 바로 Area Scan 카메라와 Line Scan 카메라입니다. Area Scan 카메라와 Line Scan 카메라는 이미지 스캔 방식이 다른 만큼, 당연히 카메라의 쓰임새도 다릅니다.

그렇다면 카메라 선택 시 무엇을 체크해야 할까요? 이번 글에서는 어떤 환경에서 Area Scan 카메라를 쓰고, 어떤 환경에서 Line Scan 카메라를 써야 하는지 알아보려고 합니다. 그 전에 먼저 간단히 Area Scan과 Line Scan의 이미지 스캔 방식에 대해 알아보겠습니다.

* TDI: TDI(Time Delayed Integration) 기술이 적용된 line scan 카메라. “TDI line scan 카메라는 무엇일까?”

Area Scan 카메라와 Line Scan 카메라의 이미지 스캔 방식

Area Scan 카메라는 한 번 촬영할 때 2D 영역을 촬영합니다. 우리가 평소에 사용하는 핸드폰 카메라나 DSLR 카메라와 같은 방식입니다.

Line Scan 카메라는 한 번 촬영할 때 한 개 라인 영역을 촬영합니다. 일상생활 속에서 비슷한 스캔 방식을 사용하는 장비의 예로 복사기가 있습니다. 종이를 넣고 복사를 시작하면 레이저의 빨간 빛이 지나가면서 종이를 스캔하고, 스캔한 라인들을 모아 한 장의 2D 이미지를 만듭니다. Line Scan 카메라는 이와 유사한 방법으로 이미지를 스캔합니다. 타겟이 움직이면 Line Scan 카메라는 타겟을 라인 단위로 촬영합니다. 그 후 각각 촬영한 라인들을 모아 한 장의 2D 이미지를 만듭니다.

Area Scan 카메라는 평면(가로 x 세로) 단위로 촬영하고, Line Scan 카메라는 라인 단위로 촬영한다.

Area Scan 카메라와 Line Scan 카메라 사용 환경

그렇다면 두 스캔 방식의 카메라 중, 어떤 카메라를 사용해야 할까요? 대부분 공정 환경에서는 Area Scan 카메라가 보편적으로 사용됩니다. 그렇지만 아래 조건에 해당하는 환경에서는 Line Scan 카메라가 사용됩니다.

조건 1. 타겟이 움직인다

Line Scan 카메라는 ‘타겟이 움직이는 환경’에 사용이 적합합니다. 그래서 물체가 끊임없이 생산되는 web inspection 환경에 많이 사용됩니다. Web inspection의 대표적인 예로 필름 검사, 종이 검사 등이 있습니다.

(* Web Inspection: A inspection system used for the detection of defects or the dimensional gauging of continuously processed materials such as paper, film, metal foil, or textiles.)​

사실, Line Scan 카메라를 사용하기 위해서는 타겟이 필수적으로 움직여야 합니다 (또는 타겟은 정지해있고 카메라가 움직여도 됩니다). Line Scan 카메라를 사용하고 싶으면 타겟 또는 카메라 중 하나가 움직이는 시스템을 구축해야 하는 거죠. 타겟(또는 카메라)이 움직이는 속도와 카메라의 이미지 촬영 속도를 정밀하게 맞춰야 하므로 Area Scan 카메라보다 시스템 구축이 까다롭습니다.

조건 2. 검사 영역이 넓다

Line Scan 카메라는 ‘넓은 영역을 검사하는 환경’에 사용이 적합합니다. 대표적인 예로 글라스 검사가 있습니다. 8세대 디스플레이 패널 글라스의 크기가 2200(mm) x 2500(mm)입니다. 면적이 4m²가 넘는 글라스를 촬영하기 위해서는 카메라도 여러 대가 필요하겠죠. Line Scan 카메라는 촬영할 수 있는 영역의 높이에 제약이 없어서, Line Scan 카메라를 사용하면 Area Scan 카메라 대비 적은 수량의 카메라로 이미지 촬영이 가능합니다.

위 이미지에서, Area Scan 카메라 3대가 있어야 검사 영역을 한 번에 촬영할 수 있습니다. 또는 Area Scan 카메라 1대로 세 번 나누어 촬영할 수 있습니다. Line Scan 카메라를 사용하면, 1대의 카메라로 한 번에 검사 영역을 촬영할 수 있습니다.

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공정 환경이 위 두 가지 조건에 맞는다면, Line Scan 카메라를 사용하기에 적합한 환경입니다. 그 외에는 일반적으로 Area Scan 카메라를 사용합니다. Line Scan 카메라는 타겟 또는 카메라가 이동해야 하므로 Area Scan 카메라의 시스템보다 어려운 점이 많습니다. 대신 타겟을 멈추지 않고 검사할 수 있기 때문에 더 빠르게 검사할 수 있고, 적은 카메라 대수로 더 넓은 영역을 검사할 수 있습니다.

타겟이 움직이거나, 검사 영역이 넓은 환경에서는 Line Scan 카메라 사용이 적합하다.

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