텔레센트릭(Telecentric) 광학계는 특히 산업 검사에 있어 기존 광학계에 비해 많은 장점이 있습니다. 그럼에도 불구하고, 많은 사람들은 텔레센트릭 광학계가 무엇인지, 그 용도가 무엇인지 잘 모릅니다.
오늘 블로그 게시물에서는 이 주제와 관련된 모든 혼란을 해소하고 텔레센트릭 광학계가 매우 중요한 이유를 설명합니다.
텔레센트릭 광학계란?
텔레센트릭 광학계는 물체의 거리나 시야의 위치에 관계없이 동일한 배율을 제공하는 렌즈입니다. 이미지에서 공간 깊이감은 평평하게 나타나므로 서로 다른 두 작동 거리(working distance)의 물체는 동일하게 인식되는 크기를 유지합니다.
반면에, 기존 광학계는 렌즈로부터 각기 다른 거리에 있는 물체에 다양한 배율을 보이는 화각이 적용된 렌즈입니다. 기존 렌즈는 멀리 있는 물체의 배율이 더 낮은 엔토센트릭(entocentric)이거나 멀리 있는 물체의 배율이 더 높은 페리센트릭(pericentric)입니다.
기존 렌즈는 대다수가 엔토센트릭입니다. 엔토센트릭 렌즈를 사용하면 가까운 물체가 멀리 있는 물체보다 더 크게 나타납니다. 또한 이 화각은 우리가 주위 세상을 보는 방식이며, 이것은 깊이를 인식하는 데 도움이 됩니다.
텔레센트릭과 기존 광학계 비교
그렇다면, 텔레센트릭으로 캡처한 이미지는 기존 렌즈로 캡처한 이미지와 비교할 때 어떨까요?
다음은 그 차이를 설명하는 예입니다. 기존 렌즈를 사용하여 철로(railroad) 사진을 찍는다고 가정해 보겠습니다. 사실상 이 철로는 전체 길이에서 동일한 거리를 유지하지만, 이미지에서 선로는 지평선으로 갈수록 점점 좁아지는 것처럼 보입니다.
이제 텔레센트릭 광학계를 사용하여 동일한 이미지를 촬영한다고 가정해 보겠습니다. 이 경우 철로는 렌즈에 가깝거나 멀리 있든 간에 동일하게 인식된 크기를 유지합니다. 텔레센트릭 렌즈는 배율 변화를 줄이거나 없애기 때문에 이미지는 정확한 철로 크기를 나타냅니다.
이제 현미경을 사용하여 중요한 초소형 컴포넌트를 측정한다고 가정해 보면 텔레센트릭 광학계가 정확한 측정시에 중요한 이유를 알 수 있습니다.
기존 렌즈를 사용하여 본 철로
텔레센트릭 렌즈를 사용하여 철로를 촬영하면 철로 간 거리가 동일하게 나타납니다.
텔레센트릭 광학계의 용도는?
일상의 사진 촬영에서 기존 렌즈는 고화질 이미지를 캡처하는 데 매우 적합합니다.
하지만 현미경 검사는 이와는 다릅니다. 항공우주 및 자동차 산업과 같은 많은 어플리케이션에서 검사자는 현미경 이미징을 통해 정확하게 측정해야 합니다. 기존의 광학계를 탑재한 현미경은 필요한 정확도를 제공할 수 없습니다.
기존 렌즈를 사용하여 대형 3차원 물체를 측정하려는 경우 물체의 상단과 하단의 측정 결과치는 다를 수 있습니다. 이러한 원근법 오류 또는 시차로 인해 정확하고 반복 가능한 측정을 수행하기가 어려울 수 있습니다. 인식된 물체 크기는 변할 수 있을 뿐만 아니라 렌즈에 가까운 물체일수록 다른 물체 표시를 방해할 수 있습니다.
그러나 원격 광학계는 높은 정확도와 반복성을 보장합니다. 텔레센트릭 광학계는 일반적으로 시차 오류를 제거하는 것 외에도 기존의 광학계보다 더 큰 피사계 심도와 낮은 왜곡을 보입니다. 이러한 이점 덕분에 텔레센트릭 광학계는 DSX1000 디지털 현미경과 같은 매우 안정적인 장치에 내장되어 있습니다.
텔레센트릭 광학 시스템이 탑재된 현미경은 배율 변화를 수정할 수 있도록 별도의 카메라나 장비가 필요하지 않기 때문에 검사 프로세스를 간소화할 수 있습니다.
텔레센트릭 광학계의 장점
제조업체가 경쟁사보다 더 빠른 속도와 척도을 추구하면서 효율적이고 정확한 검사 프로세스의 필요성이 더 중요해질 것입니다. 텔레센트릭 광학계와 같은 기술 진보 덕분에 시간을 단축하고 경쟁력을 확보할 수 있습니다.
