산업 자동화 생산 라인 및 물류 분류 센터와 같은 시나리오에서 바코드 리더는 고속으로 움직이는 대상, 복잡한 조명 환경 및 다양한 바코드 형식을 처리해야 합니다. 핵심 성능은 카메라 모듈의 이미지 캡처 능력에 크게 의존합니다. 다양한 기술 중, 산업용 장치와 소비자용 장치를 구별하는 핵심 기능인 글로벌 셔터 기술은 효율성과 정확성에서 병목 현상을 극복하기 위해 산업용 바코드 리더의 핵심 지원이 되었습니다. 전통적인 롤링 셔터와 비교하여, 글로벌 셔터 카메라 모듈은 "동기식 노출"의 기본 이점을 활용하여 바코드 판독 시나리오, 특히 고속 동적 캡처, 이미지 왜곡 제어 및 복잡한 환경 적응과 같은 측면에서 대체 불가능한 응용 가치를 보여주며, 바코드 인식의 안정성과 신뢰성을 위한 중요한 보증을 제공합니다.
산업 생산 라인의 컨베이어 속도는 종종 초당 1-3미터에 달하며, 물류 분류 시나리오의 패키지 이동 속도는 초당 5미터를 초과할 수도 있습니다. 전통적인 롤링 셔터 카메라 모듈은 이러한 고속으로 움직이는 바코드를 캡처할 때 "젤로 효과"가 발생하기 쉽습니다. 픽셀 행이 위에서 아래로 순차적으로 노출되기 때문에, 바코드는 노출 과정에서 캐리어와 함께 움직여 이미지가 늘어나거나 기울어지거나 깨지는 결과를 초래합니다. 이는 디코딩 알고리즘이 바코드를 인식할 수 없게 만듭니다.
글로벌 셔터 카메라 모듈의 핵심 장점은 "전체 픽셀 동기식 노출"에 있습니다. 트리거 신호가 수신되면 모듈의 모든 픽셀이 동시에 노출을 시작하고 종료합니다. 전체 이미징 과정에서 바코드의 공간적 위치는 감광 수준에서 일관성을 유지하여 동적 왜곡을 근본적으로 제거합니다. 자동차 부품 생산 라인을 예로 들면, Direct Part Marking (DPM) 코드가 있는 엔진 블록이 초당 1.5미터 속도로 검사 스테이션을 통과할 때, 글로벌 셔터 모듈은 1/1000초의 노출 시간 내에 가장자리가 선명하고 왜곡이 없는 바코드 이미지를 캡처하여 99.9% 이상의 안정적인 디코딩 성공률을 보장합니다. 물류 분류 시나리오에서도, 다양한 크기와 무작위로 배치된 패키지의 바코드를 마주할 때, 글로벌 셔터는 각 동적 대상을 정확하게 고정하여 모션 블러로 인한 분류 효율성 손실을 방지합니다.
산업 현장의 조명 조건은 종종 크게 변동합니다. 금속 표면의 강한 반사는 바코드의 국부적인 과다 노출을 유발할 수 있으며, 창고 구석이나 야간 작업 중의 낮은 조명은 바코드 세부 정보의 손실을 초래할 수 있습니다. 이러한 극한 조건은 카메라 모듈의 노출 제어 능력에 엄격한 요구 사항을 부과합니다. 글로벌 셔터 모듈의 노출 로직 설계는 바코드 리더의 적응형 광 제어 전략과 더 잘 협력하여 복잡한 환경에서 이미징 정확도를 향상시킵니다.
한 편, 저조도 환경에서 글로벌 셔터는 더 긴 단일 노출 시간(예: 1/50초)을 지원합니다. 전체 픽셀 동기식 광 감지 덕분에, 모션 블러는 노출 시간이 연장되어도 심화되지 않습니다. 이는 롤링 셔터와는 대조적입니다(롤링 셔터는 노출 시간이 연장될 때 더 심각한 "젤로 효과"를 경험합니다). 예를 들어, 주변 조명이 10럭스에 불과한 냉장 창고에서 글로벌 셔터 모듈은 노출을 연장하여 더 많은 광자를 캡처하면서 바코드 이미지의 무결성을 유지할 수 있습니다. HDR 알고리즘과 결합하여 선명한 바코드 세부 정보를 복원할 수 있습니다. 다른 한편, 고대비 시나리오(예: 강한 빛 반사의 영향을 받는 유리 포장 내부의 바코드)에서 글로벌 셔터의 동기식 노출 기능은 픽셀 간에 더 균일한 광 응답을 보장하여 일부 픽셀 간의 노출 시간 차이로 인한 밝기 불균형을 방지합니다. 이는 후속 디코딩 알고리즘을 위해 "색상 캐스트 없음 및 과다 노출 없음"의 고품질 원시 이미지를 제공합니다.
산업 자동화 시스템에서 바코드 리더는 종종 컨베이어, 로봇 팔, 분류 장비 및 기타 장치와 정확하게 협업해야 합니다. 예를 들어, 센서가 바코드 캐리어가 지정된 위치에 도달했음을 감지하면 즉시 카메라 모듈을 트리거하여 이미지를 캡처한 다음 디코딩 결과를 실시간으로 제어 시스템에 다시 공급하여 장치 동작을 조정해야 합니다. 이 프로세스는 "트리거 지연 시간"에 대한 매우 높은 요구 사항을 가지고 있습니다. 지연이 발생하면 장치 동작의 정렬이 잘못되어 전체 생산 라인의 리듬에 영향을 미칠 수 있습니다.
글로벌 셔터 모듈의 "행 노출 지연 없음" 기능은 트리거 응답 속도에서 상당한 이점을 제공합니다. 트리거 신호를 수신한 후, 전통적인 롤링 셔터 모듈은 새로운 이미징 사이클을 시작하기 전에 현재 행의 노출이 완료될 때까지 기다려야 하며, 지연 시간은 수십 또는 수백 밀리초에 달할 수 있습니다. 반대로, 글로벌 셔터 모듈은 트리거 신호가 도착하는 순간 전체 픽셀 노출을 시작할 수 있으며, 트리거에서 이미지 출력까지의 총 지연 시간은 일반적으로 10밀리초 이내로 제어됩니다. 전자 부품 배치 생산 라인에서 PCB 보드가 초당 3미터로 움직일 때, 글로벌 셔터 모듈의 낮은 지연 시간 기능은 각 부품의 바코드가 지정된 감지 창 내에서 정확하게 캡처되도록 보장하여 로봇 팔의 배치 동작과 원활하게 통합하고 지연으로 인한 검사 누락 또는 잘못된 배치를 방지합니다. 다중 모듈 협업 시나리오에서 글로벌 셔터의 동기식 트리거 기능은 여러 장치가 동일한 시간 축에서 데이터를 수집하여 지연 시간 차이로 인한 정보 비동기를 방지합니다.
산업 제품이 더욱 소형화되고 정밀해짐에 따라 바코드 크기도 축소되었습니다. 동시에, 고밀도 판독 시나리오(여러 바코드가 동시에 식별되는 경우)에 대한 요구가 증가하고 있습니다. 이는 카메라 모듈이 고해상도와 높은 프레임 속도를 균형 있게 유지해야 함을 의미합니다. 글로벌 셔터 모듈의 기술 아키텍처는 이러한 두 가지 요구 사항의 균형을 더 잘 맞출 수 있도록 하여 바코드 리더에게 더 강력한 시나리오 적응성을 제공합니다.
고해상도 측면에서 글로벌 셔터 모듈은 12MP 이상 센서를 지원하여 더 높은 픽셀 밀도를 통해 소형 바코드의 모든 바 및 공간 세부 정보를 복원할 수 있습니다. 예를 들어, PCB 보드 검사에서 글로벌 셔터 모듈은 0.1mm 너비의 DPM 코드 라인을 선명하게 캡처하여 디코딩 알고리즘이 각 데이터 비트를 정확하게 식별할 수 있도록 보장합니다. 높은 프레임 속도 측면에서 글로벌 셔터 모듈의 동기식 노출은 행 스캔을 기다릴 필요가 없으므로 초당 30프레임 이상으로 연속 이미징이 가능합니다. 동일한 시야에 5개 이상의 바코드가 있는 경우에도 높은 프레임 속도를 통해 다중 대상 캡처 및 디코딩이 가능하여 고밀도 재료 트레이의 배치 검사 시나리오에 적응할 수 있습니다.
고속 생산 라인의 동적 캡처에서 복잡한 환경의 정밀 적응, 다중 장치 협업의 리듬 제어에 이르기까지, 글로벌 셔터 카메라 모듈은 전통적인 롤링 셔터의 핵심 문제점을 해결함으로써 산업 등급 바코드 리더의 필수적인 핵심 구성 요소가 되었습니다. Industry 4.0의 심층적인 발전에 따라, 바코드 판독 시나리오는 더 높은 속도, 더 큰 정밀도 및 증가된 복잡성의 더 많은 과제에 직면할 것입니다. 예를 들어, 신에너지 배터리 생산 라인에서 초당 2미터의 라인 속도로 배터리 탭의 작은 DPM 코드를 읽거나, 무인 창고의 고속 분류 라인에서 무작위 각도로 패키지의 바코드를 식별하는 것과 같습니다. 이러한 요구 사항은 글로벌 셔터 기술의 중요성을 더욱 강조할 것입니다.
바코드 리더의 설계 및 선택을 위해, 글로벌 셔터 카메라 모듈을 선택하는 것은 "추가 옵션"이 아니라 산업 시나리오에서 "높은 신뢰성과 높은 효율성"을 보장하기 위한 "기본 요구 사항"입니다. 미래에 글로벌 셔터 센서의 비용이 점차 최적화되고 기술이 계속 발전함에 따라, 바코드 판독 분야에서의 적용이 더욱 널리 퍼져 산업 자동화의 "정밀 및 무인화" 개발을 위한 더욱 견고한 기술 지원을 제공할 것입니다.
