KR100393259B1

KR100393259B1 - 표면의 곡률 변화 보상 장치

Info

Publication number: KR100393259B1
Application number: KR10-2001-0004327A
Authority: KR
Inventors: 정규철; 이호재
Original assignee: 한국전기초자 주식회사; 사단법인 고등기술연구원 연구조합
Priority date: 2001-01-30
Filing date: 2001-01-30
Publication date: 2003-07-31
Also published as: KR20020063730A

Abstract

본 발명은 표면의 곡률 변화 보상 장치에 관한 것으로, 검사대상체 표면에 조사하기 위한 광을 발생하는 조명 광원과; 조명 광원에 의하여 조사되어 검사대상체 표면의 소정 관찰지점에서 반사되는 빛에 의한 영상을 촬영하는 카메라; 관찰지점의 높이가 일정하게 유지되도록 피검사체에 높이 변화를 부여하여 조명광원의 빛이 조사되는 관찰지점의 표면곡률 법선을 수직으로 유지시킴으로써 해당 관찰지점으로부터 반사되는 빛에 의한 영상을 촬영하는 카메라의 초점거리를 일정하게 고정시키는 검사대상면 높이 조정 수단을 구비한다. 따라서, 브라운관 표면에서 반사된 빛을 통하여 유리면 전체에서 반사에 의한 결함의 관찰이 가능해 지고, 초점 거리를 일정하게 유지시킴으로써 영상의 선명도를 균일하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

Description

표면의 곡률 변화 보상 장치{APPARATUS FOR COMPENSATING CHANGE OF CURVATURE IN SURFACE}

본 발명은 표면의 곡률 변화 보상 장치에 관한 것으로, 특히 비전 시스템을 이용하여 검사표면이 곡률을 가지는 물체를 검사하는데 있어서, 영상의 밝기와 초점거리의 변화를 제거하여 카메라에 관찰되는 영상의 화질을 개선시킬 수 있도록 하는 장치에 관한 것이다.

통상적으로, 비전 시스템을 이용하여 브라운관을 검사하는 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 카메라(E)와 조명 광원(D)이 S3과 같이 초기 위치(내면 곡률의 법선방향이 수직)로 구성된 상태에서 검사한다. 즉, 조명 광원(D)에서 발생되는 광이 브라운관(C)에 입사되면, 입사각(A)과 동일한 반사각(B)을 갖으며 반사되는 반사광이 카메라(E)에 전달된다. 이로 인하여 카메라(E)에서는 브라운관(C)에서 반사되는 광을 이용하여 카메라에 영상을 형성시킨다.

또한, 도 1의 S1과 S5를 참조하면, 카메라(E)와 조명 광원(D)이 S1과 S5와같이 초기 위치에서 좌측과 우측으로 이동된 이동 위치(내면 곡률의 법선방향이 수직이 아님)로 구성된 상태에서 검사한다.

즉, 조명 광원(D)에서 발생되는 광이 브라운관(C)에 입사되면, 입사각(A)과 동일한 반사각(B)을 갖으며 반사되는 반사광이 카메라(E)와 동떨어진 다른 위치로 전달된다. 이로 인하여 카메라(E)에서는 브라운관(C)에서 반사되는 광을 이용하지 못하여 카메라에 영상을 형성할 때, 화질이 떨어지는 영상을 카메라에 형성시킨다.

이와 같이, 브라운관(C)의 곡률 변화로 인하여 영상의 밝기와 초점거리의 변화를 유발시키게 되며, 브라운관(C) 일부 위치에서 반사되는 반사광으로 인하여 브라운관(C)의 결함을 관찰할 수 있지만, 결함 일부는 도 3a에 도시된 바와 같이, 어두운 배경에 밝게 결함이 관찰되는 산란 현상으로 관찰됨에 따라 알고리즘에 의하여 결함으로 판정하기 매우 어렵게 된다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 비전시스템을 이용하여 브라운관 유리와 같이 검사표면이 곡률을 가지는 물체에 대하여 검사하는데 있어서, 캠의 반경차이를 이용하여 브라운관에 높이 변화를 부여하여 브라운관 내면의 법선 방향이 수직 방향으로 형성되도록 하며, 또한 캠의 반경차이를 이용하여 브라운관에 높이 변화를 부여하여 카메라가 관찰하는 초점 위치의 높이를 항상 일정하게 유지할 수 있도록 함에 따라 결함의 관찰이 가능하고 영상의 선명도를 균일하게 유지할 수 있도록 하는 표면의 곡률 변화 보상 장치를 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에서 표면의 곡률 변화 보상 장치는 검사대상체 표면에 조사하기 위한 광을 발생하는 조명 광원과; 조명 광원에 의하여 조사되어 검사대상체 표면의 소정 관찰지점에서 반사되는 빛에 의한 영상을 촬영하는 카메라; 관찰지점의 높이가 일정하게 유지되도록 피검사체에 높이 변화를 부여하여 조명광원의 빛이 조사되는 관찰지점의 표면곡률 법선을 수직으로 유지시킴으로써 해당 관찰지점으로부터 반사되는 빛에 의한 영상을 촬영하는 카메라의 초점거리를 일정하게 고정시키는 검사대상면 높이 조정 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 기술에서 비전 시스템을 이용하여 브라운관을 검사하는 장치를 도시한 도면이고,

도 2는 본 발명에 따른 표면의 곡률 변화를 보상하기 위해 브라운관을 검사하는 장치를 도시한 도면이며,

도 3은 본 발명에 따른 표면의 곡률 변화 보상 장치를 적용하기 전과 적용한 후에 관찰되는 결과를 도시한 도면이며,

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로울러와 막대 및 모터를 이용하여 브라운관 내면의 법선 방향이 수직으로 형성되도록 하기 위한 도면이며,

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 광원을 초점위치를 중심으로 회전 운전시켜 카메라가 관찰하는 초점위치의 높이를 항상 일정하게 유지하도록 하기 위한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

S10 : 캠의 최소 반경 위치(0)에 브라운관이 유도된 도면

S30 : 캠의 수직 반경 위치(90)에 브라운관이 유도된 도면

S50 : 캠의 최대 반경 위치(180)에 브라운관이 유도된 도면

A :입사각 B : 반사각

C : 브라운관 D : 조명 광원

E : 카메라 F : 초점

G : 캠 H : 모터

I : 로울러 J : 막대

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 일 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 검사대상체, 예를 들면, 빛에 의한 투과율과 반사율이 나타나는 브라운관(C) 및 유리의 표면 곡률 변화를 보상하기 위해 브라운관(C)을 검사하는 장치를 도시한 도면으로서, 캠(G)의 최소 반경 위치(0)에 브라운관(C)이 유도된 도면(S10)과, 캠(G)의 수직 반경 위치(90)에 브라운관(C)이 유도된 도면(S30)과, 캠(G)의 최대 반경 위치(180)에 브라운관(C)이 유도된 도면(S50)을 포함한다.

캠(G)의 최소 반경 위치(0)에 브라운관(C)이 유도된 도면(S10)을 살펴보면, 브라운관(C)의 검사영역 중 중앙 초점(F)을 검사하는 것으로, 내면 곡률의 법선이 수직 방향으로 되어 있어, 검사대상의 표면에 조사하기 위한 광을 발생하는 조명 광원(D)에서 발생되는 광이 브라운관(C)에 입사되면, 입사각(A)과 동일한 반사각(B)을 갖으며 반사되는 반사광이 카메라(E)에 전달된다.

이로 인하여 상술한 조명 광원에 의하여 조사되어 검사대상 표면의 소정 관찰지점에서 반사되는 빛에 의한 영상을 촬영하는 카메라(E)에서는 브라운관(C)에서 반사되는 광을 이용하여 카메라에 영상을 정확하게 촬영한다. 여기서, 캠(G)의 원주 길이와 검사 영역의 길이를 일치시켜 캠(G)의 지름을 결정한다.

다음으로, 캠(G)의 수직 반경 위치(90)에 브라운관(C)이 유도된 도면(S30)을 살펴보면, 브라운관(C)의 검사영역 중 수직 초점(F)을 검사하는 것으로, 내면 곡률의 법선이 수직 방향으로 되어 있어 조명 광원(D)에서 발생되는 광이 브라운관(C)에 입사되면, 입사각(A)과 동일한 반사각(B)을 갖으며 반사되는 반사광이 카메라(E)에 전달된다. 이로 인하여 카메라(E)에서는 브라운관(C)에서 반사되는 광을 이용하여 카메라에 영상을 정확하게 형성시킨다.

마지막으로, 캠(G)의 최대 반경 위치(180)에 브라운관(C)이 유도된 도면(S50)을 살펴보면, 브라운관(C)의 검사영역 중 수직 초점(F)을 검사하는 것으로, 내면 곡률의 법선이 수직 방향으로 되어 있어 조명 광원(D)에서 발생되는 광이 브라운관(C)에 입사되면, 입사각(A)과 동일한 반사각(B)을 갖으며 반사되는 반사광이 카메라(E)에 전달된다. 이로 인하여 카메라(E)에서는 브라운관(C)에서 반사되는 광을 이용하여 카메라에 영상을 정확하게 형성시킨다.

이와 같이, S10에서 S50 까지 캠(G)의 반경 차이를 이용하여 브라운관(C)에 높이변화를 부여하면, 브라운관(C) 내면의 법선 방향이 항상 수직 방향으로 형성되도록 할 수 있는 것이다. 또한, S10에서 S50 까지 캠(G)의 반경 차이를 이용하여브라운관(C)에 높이변화를 부여하면, 카메라(E)가 관찰하는 초점 위치(F)의 높이를 항상 일정하게 유지할 수 있는 것이다. 여기서, 캠(G)은 높이 조정 수단으로서, 이 높이 조정 수단은 상술한 검사대상체의 높이를 조정하여 관찰지점의 표면곡률 법선을 수직으로 유지시킴으로써 카메라(E)의 초점거리를 일정하게 고정시킬 수 있는 것이다.

즉, 브라운관(C) 내면 곡률의 법선 방향이 항상 S10에서와 같은 수직방향으로 형성되도록 함에 따라 도 3a에서 어두운 배경에 밝게 결함이 관찰되는 산란 현상으로 관찰되는 현상이 없어지고, 도 3b에 도시된 바와 같이, 모든 결함이 반사로 관찰되어 결함이 밝은 배경에 어둡게 관찰되는 것이다.

한편, 캠(G)의 반경 차이를 이용하는 방법의 다른 실시예로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 막대(J)의 높이를 조정하기 위한 로울러(I)와, 브라운관(C)에 접촉되어 로울러(I)의 회전에 따라 높이가 조정되는 막대(J)와, 로울러(I)를 구동시키기 위한 모터(H)를 이용하여 브라운관(C) 내면의 법선 방향이 항상 수직 방향으로 형성되도록 할 수 있다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 구동장치(예로, 로울러(I), 모터(H)) 및 막대(J)등을 이용하여 카메라(E)가 관찰하는 초점 위치(F)의 높이를 항상 일정하게 유지할 수 있는 것이다.

그리고, 도 5에 도시된 바와 같이, 조명 광원(D)을 초점위치(F)를 중심으로 회전각도(34.04)로 운전시켜 카메라(E)가 관찰하는 초점위치(F)의 높이를 항상 일정하게 유지할 수 있도록 한다. 여기서, 회전각도(34.04)는 조명광원과 브라운관 표면 곡률 각도의 일 예를 나타낸다.

따라서, 브라운관(C) 표면의 곡률에 의한 법선 방향의 변화를 제거할 수 있으며, 이로 인한 카메라(E)는 항상 브라운관(C) 표면에서 반사된 빛을 통하여 결함을 관찰하게 된다. 그 결과 결함의 가시도가 향상되고, 유리면 전체에서 반사에 의한 결함의 관찰이 가능해 진다. 아울러 초점 거리를 일정하게 유지시켜 줌으로써 영상의 선명도를 균일하게 유지할 수 있다.

그러므로, 본 발명은 캠의 반경차이를 이용하여 브라운관 내면의 법선 방향이 항상 수직 방향으로 형성되도록 함으로써, 유리면 전체에서 결함의 관찰이 가능하고, 또한 캠의 반경차이를 이용하여 브라운관에 높이 변화를 부여하여 관찰하는 초점 위치의 높이를 항상 일정하게 유지할 수 있도록 함으로써, 초점 거리를 일정하게 유지시켜 영상의 선명도를 균일하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

Claims

검사대상체 표면의 곡률 변화 보상 장치에 있어서,

상기 검사대상체 표면에 조사하기 위한 광을 발생하는 조명 광원과;

상기 조명 광원에 의하여 조사되어 상기 검사대상체 표면의 소정 관찰지점에서 반사되는 빛에 의한 영상을 촬영하는 카메라;

상기 관찰지점의 높이가 일정하게 유지되도록 피검사체에 높이 변화를 부여하여 상기 조명광원의 빛이 조사되는 관찰지점의 표면곡률 법선을 수직으로 유지시킴으로써 해당 관찰지점으로부터 반사되는 빛에 의한 영상을 촬영하는 카메라의 초점거리를 일정하게 고정시키는 검사대상면 높이 조정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면의 곡률 변화 보상 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 높이 조정 수단은 상기 검사대상체의 피검사 영역의 길이와 일치하는 원주길이를 가지는 캠으로 구성되어 피검사체 유도시 캠의 반경 차이를 이용하여 피검사체에 높이 변화를 부여하도록 된 것을 특징으로 하는 표면의 곡률 변화 보상 장치.
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