한 가지 가정을 해보겠습니다.

이 동그라미는 흐릿해서 보일듯 말듯 합니다. 이때, 이 셀로판지와 똑같은, 흐릿한 동그라미가 그려진 셀로판지를 1개 더 겹쳐 보면, 겹치기 전보다 동그라미가 조금 선명해졌습니다. 다시 또 하나를 겹쳐 놓으면 더 선명해지겠죠? 그렇다면, 수십 장을 겹쳐 놓으면 셀로판지위에 그려진 동그라미는 확실하게 모습을 드러납니다.

앤비젼이 제공하는 TDI(Time Delayed Integration) Line scan 카메라는 바로 이와 같은 원리로 만들어졌습니다. 기존의 Line scan 카메라는 Area scan 카메라보다 적은 수의 픽셀을 사용한다는 경제성과 검사체의 길이에 한계가 없다는 장점을 가지고 있지만 노출 시간이 짧아 감도가 약하다는 단점도 가지고 있습니다.

이러한 단점을 극복한 TDI Line scan 기술은 앞에서 언급한 예와 같이 셀로판지를 겹쳐 놓듯 여러 개의 라인 형태의 픽셀을 사용하여 검사체의 같은 부분을 중복으로 촬영합니다.

그러면 좀더 자세히 TDI Line scan 기술에 대해 알아보도록 하겠습니다.

위의 그림과 같이 개체가 1→2→3의 방향으로 이동한다고 가정하면, 이때 카메라에 내장된 TDI Line scan 이미지 센서의 각 Stage에 개체의 이동에 따라 이미지들이 중첩되며 선명한 상을 맺게 됩니다.

TDI Line scan 기술은 Stage마다 동일한 이미지를 여러 번 촬영해야 하기 때문에 개체의 이동 속도에 맞춰 뒤의 Stage가 앞의 Stage보다 조금 늦게 이미지를 촬영합니다. 이러한 특성으로 인해 "Time Delayed"라는 이름이 붙게 되었습니다. TDI Line scan 기술은 정확히 같은 이미지를 촬영한 후 이를 중첩시켜 선명한 상을 얻기 때문에 카메라의 촬영 속도와 개체의 이동 속도를 동기화시키는 것이 중요합니다.

하지만, 이런 번거로움에도 불구하고 높은 조도를 지니고 있는 Metal Halide를 조명으로 사용해야 하는 일반 Line Scan 카메라보다 좀 더 낮은 조도를 지니고 잇는 LED와 같은 조명에서도 높은 선명도를 구현할 수 있어 조명의 설치 비용 및 유지비를 줄일 수 있고, 일반적인 Line Scan 카메라에서 설치할 수 없는 고속 애플리케이션에도 설치를 할 수 있다는 점 등 많은 장점을 가지고 있습니다.

앤비젼이 제공하는 고감도 Line scan 카메라들은 TDI(time delay and integration) 기술을 사용합니다. TDI는 다른 비디오 스캐닝 방법들보다 향상된 Responsivity를 제공하는 Line scan 방식입니다. TDI 기술을 사용하여 일반적인 속도에서 조명 수준을 감소시키거나 낮은 조명 수준에서 더 높은 스캔 속도를 낼 수 있습니다. 웨이퍼, PCB 및 LCD 패널 등의 검사에서부터 고성능 문서 스캐닝까지 고급 고감도인 TDI Line scan 기술은 감도 및 속도에 대해 최고의 조합을 제공합니다.

다음과 같은 장단점을 제공합니다.

1. 더 높은 속도 보다 효과적인 통합시간으로 개체 이동 속도 또는 검사 웹의 속도를 높일 수 있습니다.

2. 적은 광량 필요, 적은 비용 고성능, 고비용, 고온의 할로겐 조명 대신 시스템 유지 보수 비용을 절감할 수 있는 고주파 AC 또는 LED 조명을 사용할 수 있습니다. TDI 동작은 빛 강도의 파동을 효과적으로 평균을 내어 DC광원을 표현합니다. 이 요소 하나만으로 라인 스캔 이미지 센서와 DC 정전압 광원을 사용하는 비용과 대비하여 TDI센서를 사용하는 비용을 정당화할 수 있습니다.

3. TDI는 동기화와 정렬에 더 많은 주의가 필요합니다. 하지만, 일반적으로 이러한 요구사항은 달성하기 어렵지 않습니다. TDI 센서는 이미지 품질에 부정적인 영향없이 일부 정렬 불량을 견딜 수 있습니다. (편평이동 또는 회전) 한 픽셀의 정렬 불량 또는 TDI 센서 길이보다 작은 정렬 불량은 이미지 품질에 영향을 미치지 않습니다.

4. 대부분의 애플리케이션에서 96-stage TDI 장치는 검사 웹과 카메라 사이의 2-4% 속도 불일치를 허용할 수 있습니다. 속도가 변경하는 웹에서도 웹 마운트 인코더를 사용하여 동기화 신호를 카메라로 공급하는 것은 달성하기 어렵지 않습니다. 이 접근법은 수천 개의 성공적인 애플리케이션에서 사용되고 있습니다.

5. 조명이 절실한 애플리케이션을 위해 설계된 TDI 기술은 일반적으로 안티블루밍(antiblooming)이 결여되어 "glints"를 포함합니다. 하지만, Teledyne DALSA는 세계 최초의 antiblooming TDI 카메라를 제공합니다. (주)앤비젼와 Teledyne DALSA는 이 분야에서 인정받고 있는 세계 선두주자입니다.

6. TDI 센서는 일반적으로 전체 픽셀을 덮는 전극 표면인 포토게이트(photogate)를 사용합니다. TDI 센서는 100% 필 팩터(fill factor)를 보장하고 진청색 영역에서 들어오는 광자(photon)들을 감쇠할 수 있습니다. Teledyne DALSA는 향상된 청색 응답 TDI 센서를 개발하여 공급하고 있습니다.

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