Image Circle과 Sensor Size — 머신비전 렌즈·카메라 매칭 기준

이 글에서는 머신비전 렌즈를 선택할 때 핵심 기준이 되는 Image Circle과 Sensor Size의 관계를 정리했습니다. 렌즈 이미지 서클·센서 크기 매칭·비네팅 방지 관점에서, 카메라와 렌즈를 올바르게 조합하는 방법을 함께 설명합니다.

 

MACHINE VISION INSIGHT

머신비전 Image Circle vs Sensor Size 사용 가능 표

렌즈와 센서가 맞지 않으면 가장자리 검은 영역, 비네팅, 해상도 저하 같은 문제가 생길 수 있습니다. 이번 글에서는 Image Circle과 Sensor Size의 관계를 아주 쉽게 정리해보겠습니다.

1. Image Circle이란?

Image Circle은 렌즈가 만들어내는 원형의 상(像) 영역입니다. 카메라 센서는 이 원 안에 들어와야 정상적으로 이미지를 받을 수 있습니다.

핵심 공식
Lens Image Circle ≥ Sensor Diagonal

즉, 렌즈가 만드는 이미지 서클이 센서 대각선보다 크거나 같아야 사용 가능합니다.

2. 왜 중요할까?

• 센서가 Image Circle보다 크면 가장자리가 어두워질 수 있습니다.
• 심하면 화면 모서리에 검은 영역이 생기는 비네팅(Vignetting)이 발생합니다.
• 렌즈와 센서 매칭이 잘 맞아야 검사 안정성, 해상도, 주변부 품질이 좋아집니다.

3. 주요 센서 크기 표

머신비전에서 자주 사용하는 센서 크기를 먼저 이해하면 렌즈 선택이 훨씬 쉬워집니다.

Sensor Format	실제 센서 크기 (mm)	대각선 (mm)
1/3"	4.8 × 3.6	6.0
1/2"	6.4 × 4.8	8.0
2/3"	8.8 × 6.6	11.0
1"	13.2 × 8.8	16.0
1.1"	14.1 × 10.3	17.5
1.2"	15.0 × 11.3	18.9
1.8"	18.7 × 14.0	23.3
APS-C	23.6 × 15.7	28.4

4. 렌즈 Format별 대표 Image Circle

렌즈는 보통 아래와 같은 Image Circle 범위를 가집니다.

Lens Format	Image Circle
1/2" Lens	약 8mm
2/3" Lens	약 11mm
1" Lens	약 16mm
1.1" Lens	약 17.6mm
1.2" Lens	약 19mm
APS-C Lens	약 28mm

5. 렌즈 Image Circle vs 센서 사용 가능 표

아래 표는 현장에서 빠르게 판단할 수 있도록 정리한 사용 가능 / 불가 기준표입니다.

Lens \ Sensor	1/3"	1/2"	2/3"	1"	1.1"	1.2"	1.8"
1/2" Lens	가능	가능	불가	불가	불가	불가	불가
2/3" Lens	가능	가능	가능	불가	불가	불가	불가
1" Lens	가능	가능	가능	가능	불가	불가	불가
1.1" Lens	가능	가능	가능	가능	가능	거의 가능	불가
1.2" Lens	가능	가능	가능	가능	가능	가능	불가
APS-C Lens	가능	가능	가능	가능	가능	가능	가능

가능 = 안정적 사용 거의 가능 = 경계 조건 확인 필요 불가 = 비네팅 위험

6. 예시로 쉽게 이해해보기

예시 1. 1" 센서 + 2/3" 렌즈

이 조합은 사용 불가입니다.
이유는 2/3" 렌즈의 Image Circle이 1" 센서를 다 덮지 못하기 때문입니다.
결과적으로 가장자리 어두움, 비네팅, 주변부 화질 저하가 생길 수 있습니다.

예시 2. 2/3" 센서 + 1" 렌즈

이 조합은 사용 가능입니다.
오히려 렌즈를 한 단계 크게 쓰면 주변부 품질, 왜곡, 밝기 균일도 면에서 더 유리할 수 있습니다.

7. 현장에서 선호하는 안정적인 조합

Camera Sensor	추천 Lens
1/2"	2/3" Lens
2/3"	1" Lens
1"	1.1" Lens
1.1"	1.2" Lens
1.2"	1.2" 또는 APS-C Lens

이유는 간단합니다. 렌즈를 한 단계 크게 쓰면 센서를 더 안정적으로 커버할 수 있기 때문입니다.

8. 실제 현장에서 자주 생기는 문제

• 1" Sensor + 2/3" Lens → 가장자리 검은 영역 발생 가능
• 1.2" Sensor + 1" Lens → 비네팅 발생 가능
• 라인스캔 고해상도 센서 → 더 큰 Image Circle이 필요할 수 있음

9. 한 번에 기억하는 핵심 요약

✔ 센서보다 Image Circle이 작으면 문제가 생깁니다.

✔ 렌즈 선택 전 반드시 센서 대각선을 확인해야 합니다.

✔ 가능하면 렌즈를 한 단계 큰 규격으로 선택하면 안정적입니다.

결론: Lens Image Circle ≥ Sensor Diagonal

마무리

머신비전 시스템에서 렌즈와 센서의 매칭은 생각보다 훨씬 중요합니다. 단순히 “장착이 된다”가 아니라, 센서를 제대로 커버하는가를 먼저 봐야 합니다.

Image Circle과 Sensor Size의 관계를 제대로 이해하면 렌즈 선택 실패, 비네팅 문제, 주변부 화질 저하를 훨씬 줄일 수 있습니다.

 

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