FOV 계산법과 설명

MACHINE VISION BASIC

머신비전에서 FOV(Field of View) 계산 방법

검사 영역을 제대로 잡으려면 가장 먼저 알아야 하는 것이 바로 FOV(Field of View)입니다. 이번 글에서는 FOV가 무엇인지, 왜 중요한지, 그리고 실제로 어떻게 계산하는지 아주 쉽게 정리해보겠습니다.

1. FOV란 무엇일까?

FOV(Field of View)는 카메라가 한 번에 볼 수 있는 실제 영역의 크기를 의미합니다.

예시 1

100mm × 80mm

카메라가 넓은 영역을 보는 경우

예시 2

10mm × 8mm

정밀 검사용으로 좁게 보는 경우

즉, 같은 카메라라도 얼마나 넓게 보느냐에 따라 검사 정밀도와 렌즈 선택이 완전히 달라집니다.

2. FOV가 왜 중요할까?

① 검사 가능한 크기

검사 대상이 200mm인데 FOV가 100mm면 한 번에 다 볼 수 없습니다.

② 검사 정밀도

같은 해상도라도 FOV가 넓어지면 1픽셀이 담당하는 실제 크기가 커집니다.

③ 렌즈 선택

필요한 FOV가 정해져야 초점거리 선택도 가능합니다.

3. FOV와 해상도의 관계

예를 들어 카메라 해상도가 2448 pixel이고, 가로 FOV가 100mm라면:

100mm ÷ 2448 pixel = 0.0408 mm/pixel

즉, 픽셀 하나가 실제 0.0408mm를 의미합니다. 이 값이 작을수록 더 정밀하게 볼 수 있습니다.

4. FOV 계산 공식

머신비전에서 가장 많이 쓰는 기본 공식은 아래와 같습니다.

FOV = (Sensor Size × Working Distance) ÷ Focal Length

항목	의미
Sensor Size	카메라 센서 크기
Working Distance	렌즈와 대상물 사이 거리
Focal Length	렌즈 초점거리

5. 실제 계산 예제

아래 조건으로 실제 FOV를 계산해보겠습니다.

센서

1"

13.2mm × 8.8mm

렌즈

25mm

초점거리

거리

500mm

Working Distance

가로 FOV 계산

(13.2 × 500) ÷ 25 = 264mm

세로 FOV 계산

(8.8 × 500) ÷ 25 = 176mm

최종 FOV = 264mm × 176mm

6. 이 FOV로 얼마나 정밀하게 볼 수 있을까?

만약 카메라의 가로 해상도가 2448 pixel이라면:

264mm ÷ 2448 = 0.108 mm/pixel

즉, 이 시스템에서는 1 pixel이 약 0.108mm를 의미합니다.

7. 불량 검출 가능 여부 계산

예를 들어 검출하려는 불량 크기가 0.3mm라고 가정해보겠습니다.

필요 픽셀 수 계산

0.3 ÷ 0.108 = 약 2.7 pixel

일반적으로 머신비전에서는 작은 결함을 안정적으로 보기 위해 최소 3~5 pixel 정도 확보하는 경우가 많습니다.

2.7 pixel은 경계 수준 → 조금 더 정밀한 검사를 원하면 FOV를 줄이거나 해상도를 높이는 것이 좋습니다.

8. 현장에서 FOV 계산하는 순서

STEP 1

검사 영역 확인

예: 200mm를 한 번에 봐야 하는가?

STEP 2

카메라 해상도 확인

예: 4096 pixel

STEP 3

mm/pixel 계산

예: 200 ÷ 4096 = 0.048mm/pixel

STEP 4

렌즈 선택

초점거리와 Working Distance 결정

9. FOV 계산할 때 흔한 실수

실수 1. 센서 크기를 정확히 모른다
1", 2/3", 1/2" 같은 표기만 보고 실제 mm 크기를 확인하지 않으면 오차가 생길 수 있습니다.

실수 2. 렌즈 왜곡을 무시한다
광각 렌즈는 가장자리 왜곡이 커질 수 있어 단순 공식만으로는 부족할 수 있습니다.

실수 3. 라인스캔과 에어리스캔을 같은 방식으로 생각한다
라인스캔은 엔코더와 픽셀 크기 계산이 특히 중요합니다.

10. 핵심 요약

✔ FOV는 카메라가 실제로 보는 영역의 크기입니다.

✔ FOV가 넓을수록 1픽셀이 담당하는 실제 크기는 커집니다.

✔ FOV 계산은 렌즈 선택과 검사 정밀도의 출발점입니다.

결론: FOV를 먼저 잡아야 검사 시스템이 정확해집니다.

마무리

머신비전 시스템은 단순히 좋은 카메라를 고른다고 성능이 나오는 것이 아닙니다. 검사 영역(FOV), 해상도, 렌즈 초점거리가 정확히 맞아야 안정적인 검사 시스템이 완성됩니다.

그래서 현장에서는 항상 “무엇을 얼마나 크게 볼 것인가?”부터 정하고, 그 다음에 카메라와 렌즈를 선택합니다.

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