17장 조명 제어가 3D 검사 정확도에 미치는 영향

3D 품질의 절반은 “조명 타이밍”이 만든다

멀티커런트(Multi-Current) vs 오버드라이브(Overdrive)

✅ 이런 현상이 있다면 조명 제어 방식 문제일 가능성이 높습니다

• 높이값(Z)이 지그재그로 흔들림
• 속도만 바꿔도 3D 프로파일이 찌그러짐
• 밝기 변화로 패턴 인식률 저하
• 라인별로 Z값이 다르게 측정됨
• 패턴 레이저가 불안정하게 보임

👉 대부분은 카메라나 알고리즘 문제가 아니라
조명 제어 방식의 한계 때문입니다.

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1️⃣ 결론: 3D 검사에서 가장 중요한 것은 “조명 타이밍”이다

3D 스캔은 다음 순서로 동작합니다.

엔코더 → 트리거 → 조명 → 카메라 → 프로파일 생성

이 중 조명은 다음 세 가지 요소로 Z값 정확도를 결정합니다.

• 언제 켜지는지 (Timing)
• 얼마나 켜지는지 (Pulse Width)
• 어느 밝기로 켜지는지 (Current Level)

➡ 이 세 가지가 조금만 흔들려도 Z값은 즉시 흔들립니다.

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2️⃣ Multi-Current vs Overdrive
— 조명 제어 방식의 근본적인 차이

① Overdrive 방식

많은 일반 조명 컨트롤러가 사용하는 방식입니다.

특성

• “한 번에 세게” 켜는 구조
• 단일 전류 프로파일
• 밝기 변화 폭 큼
• 타이밍 지터 발생 가능

3D에서의 문제

• 노출 타이밍과 미세하게 어긋나면 Z값 불안정
• 펄스 폭 변화 → 높이 오차로 확대
• 레이저/패턴 밝기 요동 → 프로파일 흔들림

📌 Overdrive는 2D에는 가능하지만, 3D에는 위험한 방식

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② Multi-Current (멀티커런트) 방식

FPGA 기반 고성능 조명 제어기에서 제공하는 구조입니다.

특성

• 여러 전류 값을 순차적으로 정확한 시간에 출력
• 전류 프로파일을 µs / ns 단위 제어
• 트리거와 완전 동기화
• Zero Delay 기반 조명 제어 가능

3D에서의 장점

• 패턴 밝기 완전 고정
• Exposure Start와 1:1 정렬
• 속도 변화에도 밝기 동일
• 반사 패턴 안정 → Z값 일정
• 노이즈에 강함

📌 멀티커런트는 3D를 위한 조명 제어 방식

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3️⃣ 왜 조명 타이밍이 3D 검사에서 이렇게 중요한가?

① Z값은 밝기의 미세한 변화에도 크게 흔들린다

3D는 주로 아래 두 방식으로 Z를 계산합니다.

• Triangulation
• Structured Light

두 방식 모두 반사 패턴의 위치와 강도를 기반으로 Z를 계산합니다.

조명 타이밍이 어긋나면:

• 패턴 밝기 변화
• 반사 강도 흔들림
• 노출량 불규칙
• 신호 대비(Contrast) 저하

➡ 결과: Z값이 들쭉날쭉

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② 타이밍 오류는 즉시 “프로파일 튐”으로 나타난다

• 특정 라인에서만 Z값 튐
• 프로파일에 스파이크(spike) 발생
• 단차 측정 불안정

3D는 타이밍 기반 데이터이기 때문에
밝기 변화 = 즉시 Z 변화로 연결됩니다.

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③ 속도 변화 시 오버드라이브는 무너진다

속도가 빨라지면:

• 조명 On/Off 시간 축소
• 조명 상승 시간(Rise Time) 문제 확대
• Exposure–Lighting 타이밍 요구 조건 증가

➡ 오버드라이브 방식은 이를 버티지 못해
고속에서 3D 프로파일이 찢어짐

반면 멀티커런트는:

➡ 속도 변화에도 동일 밝기 유지 → Z값 안정

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4️⃣ Multi-Current + Zero Delay가 3D 품질을 올리는 이유

• ✔ 밝기 정규화 – 항상 동일 광량 유지
• ✔ 타이밍 0ns 기준 – 조명·카메라·트리거 통합
• ✔ 노이즈 영향 최소화 – 하드웨어 기반 Rise/Fall 제어
• ✔ 속도 변화 무시 – µs/ns 단위 제어
• ✔ 3D 프로파일 안정성 극대화

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5️⃣ 실제 현장 개선 효과

BEFORE (Overdrive)

• 패턴 밝기 불안정
• 프로파일 특정 구간 튐
• 속도 바꿀 때 Z값 변화
• 라인 간 편차 큼

AFTER (Multi-Current + Zero Delay)

• 패턴 밝기 완전 고정
• 프로파일 매끄럽고 안정
• Z값 반복성 대폭 향상
• 속도 변화 영향 거의 없음
• 라인 간 결과 동일

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6️⃣ 핵심 요약

• ✔ 3D는 조명 타이밍 변화에 극도로 민감
• ✔ 오버드라이브는 3D에서 불안정
• ✔ 멀티커런트는 밝기·타이밍·동기화 모두 안정
• ✔ Zero Delay와 결합 시 3D 품질 급격히 개선
• ✔ 3D 정확도의 핵심은 조명 제어 방식

같은 조명, 같은 카메라라도
조명 제어 방식 하나로 결과는 완전히 달라집니다.

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🔜 다음 글 예고
👉 No.18 – 3D 검사 라인의 품질을 유지하는 12가지 체크리스트

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