24장 고속 라인에서 조명 펄스 폭이 품질에 미치는 영향

속도가 빨라질수록 이미지 품질은
‘조명 시간(Pulse Width)’이 만든다

고속 라인에서 가장 많이 발생하는 문제는 다음과 같습니다.

• 이미지가 어두워짐
• 노이즈 증가
• 패턴/레이저 밝기 요동
• 3D 프로파일 찢어짐
• Z값이 반복해서 틀어짐

이 문제들의 공통 원인은
조명 펄스 폭(Pulse Width)이 속도에 따라 흔들리는 것에 있습니다.

 

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1️⃣ 조명 펄스 폭(Pulse Width)이란 무엇인가?

조명 펄스 폭이란,
조명이 실제로 켜져 있는 시간을 의미합니다.

Pulse Width = 조명이 켜져 있는 기간

즉, 조명 펄스 폭은 카메라가 받아들이는 빛의 총량을 결정합니다.

• 펄스 폭 ↑ → 밝기 ↑
• 펄스 폭 ↓ → 밝기 ↓

📌 고속 라인에서는 이 시간이 극도로 짧아져 품질에 직접적인 영향을 줍니다.

 

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2️⃣ 고속 라인에서는 왜 펄스 폭이 문제를 만드는가?

✔ 이유 1) 제품이 더 빠르게 움직인다

속도가 올라가면 카메라가 노출할 수 있는 시간(Exposure)이 짧아지고,
조명은 그 짧은 시간 안에 충분한 광량을 제공해야 합니다.

• 이미지 어두움
• SNR(신호대잡음비) 저하
• 패턴 선명도 저하

➡ 2D/3D 모두 품질 급락

 

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✔ 이유 2) Rise / Fall Time 영향이 급격히 커진다

고속일수록 펄스 폭이 짧아져,
상승/하강 시간이 펄스 전체에서 차지하는 비중이 커집니다.

예시)
펄스 폭 = 20µs
Rise Time = 8µs

➡ 실제 유효 광량은 절반 이하

 

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✔ 이유 3) 타이밍 오차가 곧 밝기 오차로 연결된다

고속 라인에서는 조명–카메라–트리거가
1µs만 어긋나도 밝기 편차가 발생합니다.

➡ 밝기 편차 = 검사값 편차
➡ 3D에서는 Z값 튐으로 확대

 

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3️⃣ 오버드라이브 조명이 고속에서 흔들리는 이유

오버드라이브는 짧은 시간에 강하게 켜는 방식입니다.

• 펄스가 너무 짧음
• Rise/Fall 영향 과대
• 밝기 균일성 유지 불가
• 타이밍 오류 발생

➡ 고속 구간에서 조명 불안정 + 프로파일 찢어짐

 

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4️⃣ Multi-Current(멀티커런트)가 고속 라인에 강한 이유

멀티커런트는 전류 레벨을 µs/ns 단위로 정교하게 제어하는 방식입니다.

• 밝기 균일성 유지
• 펄스 폭 정밀 제어
• Rise/Fall 영향 최소화
• Exposure와 완전 동기화
• 속도 변화 영향 최소

➡ 2D/3D 모두 고속에서도 품질 유지 가능

 

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5️⃣ Zero Delay가 조명 펄스 품질을 안정시키는 이유

조명 펄스 폭이 불안정한 근본 원인은
타이밍 오차(Delay + Jitter)입니다.

• 트리거 지연 → Exposure 위치 변경
• 조명–카메라 타이밍 어긋남

Zero Delay 적용 시

• 타이밍 기준 완전 고정
• 조명 펄스 폭 일정 유지
• 패턴 밝기 안정
• Z값·단차 반복성 대폭 증가

➡ 고속 라인에서는 Zero Delay가 사실상 필수

 

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6️⃣ 고속 라인에서 조명 펄스 폭 변동 진단법

• 조명 파형(광량) 변화 측정 (Signal Scope / 광파워)
• Exposure Start 타이밍 분석
• 고속 구간 엔코더 펄스 폭 확인
• 조명 Rise/Fall Time 측정
• 조명 제어기 구조 점검 (MCU vs FPGA)

 

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7️⃣ 실제 현장 변화 (Before & After)

BEFORE (오버드라이브 + 비동기)

• 고속에서 밝기 요동
• 프로파일 특정 구간 찢어짐
• 단차 측정 불안정
• 이미지 SNR 저하

AFTER (멀티커런트 + Zero Delay + FPGA)

• 밝기 완전 고정
• 프로파일 안정
• Z값 반복성 개선
• 속도 변화 영향 없음
• 알고리즘 성능 향상

 

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📌 핵심 요약

• ✔ 고속 라인 품질의 핵심은 조명 펄스 폭
• ✔ 펄스 폭이 흔들리면 밝기·단차·Z값 모두 흔들림
• ✔ 오버드라이브는 고속에서 구조적으로 불안정
• ✔ 멀티커런트 + Zero Delay + FPGA가 고속 라인의 정답
• ✔ 조명 펄스 폭 제어 = 고속 품질 유지의 핵심 기술

 

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