KR101155213B1

KR101155213B1 - 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법

Info

Publication number: KR101155213B1
Application number: KR1020110007737A
Authority: KR
Inventors: 이 룽 웽; 흐신-타이 양; 준-린 후앙; 체-쳉 후
Original assignee: 크로마 에이티이 인코포레이티드
Priority date: 2010-11-19
Filing date: 2011-01-26
Publication date: 2012-06-13
Also published as: TW201221921A; TWI426246B; KR20120054499A

Abstract

이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법에 관한 것으로 전하결합소자(Chage Coupled Device, CCD)와 적어도 하나의 기준 발광체 사이에 제1필터를 설치하고 기준 발광체가 CCD와 상대적으로 이동하게 함으로써 CCD를 이용하여 복수의 개별화상을 찍고 통합하여 플랫필드 정보로 하도록 하며 이로써 제1 광 강도 교정 프로파일(Profile)을 계산함으로써 CCD의 화상좌표계에서의 각 화상좌표에 대응되는 제1 광 강도 교정율을 얻는다. CCD로 적어도 하나의 검측 대기 발광체의 정면 투사에서 벗어난 검측 화상을 찍고 제1 광 강도 교정율로써 상기 정면 투사에서 벗어난 검측 화상에서의 각 화상좌표에 대응되는 교정 후 광 강도값을 계산하도록 하며 이로써 광 강도 교정 검측 화상을 얻는다.

Description

이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법{FLAT-FIELD CORRECTION METHOD FOR TWO-DIMENSIONAL OPTICAL INSPECTION}

본 발명은 광학 검측의 교정방법에 관한 것으로 구체적으로 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법에 관한 것이다.

이차원 광학 검측 시스템에서 동일한 검측 대기 물체가 검측 베이스의 각기 다른 위치에 있을 경우 동일한 검측 결과가 검측되어야만 검측의 일관성을 유지할 수 있고 검측 대기 물체 자체의 흠집을 정확히 검측할 수 있다. 그러나 실제 검측에서 검측의 일관성은 렌즈의 비테닝 효과(Vignetting Effect), 전하결합소자가 다름에 따른 화소 민감도의 차이, 필터 렌즈 자체의 균일성 및 먼지 오염 등 요소들의 영향을 받아 검측의 오차를 발생시킨다.

도 1은 이차원 광학 검측 시스템으로 검측하는 설명도이다. 도 1에서와 같이 광학 검측시 전하결합소자(Chage-Coupled Device: 이하 CCD라고 함)(100)는 검측 베이스(200) 위의 복수의 검측 대기 LED 유닛(300, 300a)에 대하여 검측 화상을 찍는다. 그 중에서 검측 대기 LED 유닛(300)은 CCD(100)의 렌즈의 바로 앞 위치에 있고 검측 대기 LED 유닛(300a)은 CCD(100)의 렌즈와 필드 앵글 각도(W)를 가지는 위치에 있다.

본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자라면 숙지하고 있는 코사인 4승 법칙에 따라 검측 대기 LED 유닛(300a)의 화상 휘도값은 필드 앵글 각도(W)가 커짐에 따라 필드 앵글 각도(W)의 코사인 4승에 비슷한 비율로 감소한다. 즉 검측 대기 LED 유닛(300a)이 검측 베이스(200)에서 CCD(100)와 멀리 떨어져 있을수록 화상 휘도값은 작아진다. 그러므로 검측 대기 LED 유닛(300)과 검측 대기 LED 유닛(300a)의 실제 휘도값이 동일하여도 양자의 검측 화상에서의 화상은 상기 법칙에 의하여 휘도 차이를 갖는다. 이것이 바로 비테닝 현상(Vignetting)이다.

또한 CCD(100)의 화소 감응 민감도의 차이, 필터 렌즈 자체의 불균일성 및 먼지 오염으로 인한 다크서클이 조성하는 불균일성 모두가 검측 정확성에 영향을 주므로 반드시 교정하여야 한다.

도 2는 종래기술의 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법의 작동 설명도이다. 도 2에서와 같이 상기 렌즈의 비테닝 효과, 민감도 차이 및 불균일성 등 광학 검측 정확성에 영향을 주는 여러 가지 요소들을 제거하기 위하여 현재로서는 CCD(100)가 예정된 화상촬영 조건하에서 검측 발광체(300, 300a)에 대해 검측 화상을 찍기 전에 상기 예정된 화상촬영 조건으로 평면 균일 광원(PA200)에 대해 플랫필드 교정 화상(Flat-Field Frame)을 찍는다. 나중에 검측 화상을 찍은 다음 상기 플랫필드 교정 화상으로 나누어 여러 가지 불균일성을 수정하고 교정 후의 검측 화상을 얻는다. 그 중에서 상기 예정된 화상촬영 조건은 조리개, 필터 렌즈, 초점 거리 및 셔터시간 등에 대한 설정을 포함한다.

플랫필드 교정 화상을 찍을 경우 대면적의 평면 균일 광원(PA200)을 찍기 어렵고 만약 균일도에 대한 요구가 높을 경우 대형 적분구 광원으로서 시뮬레이션한 상기 평면 균일 광원(PA200)을 제공할 수 있다. 그러나 대형 적분구의 가격은 상당히 비싸다. 더 중요한 것은 실제로 검측할 경우 많이는 복수의 검측 대기 LED 유닛(300, 300a)으로 구성된 검측 대기 LED 유닛 매트릭스를 검측목표로 하고 상기 검측 대기 LED 유닛 매트릭스의 발광 프로파일이 평면 균일 광원(PA200) 혹은 적분구광원과 모두 상당한 차이가 있으므로 완전히 대응할 수 없다. 또한 배열이 각기 다른 검측 대기 LED 유닛(300, 300a)의 발광 프로파일도 서로 다르므로 현재 플랫필드 교정 화상은 여러 가지 배열형식으로 되어 있는 검측 대기 LED 유닛(300, 300a)에 대응되는 정확한 플랫필드 교정데이터를 제공하기 어렵다.

또한 종래기술의 광학 검측 교정방법은 또 하나의 단점을 가지고 있다. 즉 일반적인 배열로 되어 있는 백색 LED를 예로 들면 검측 대기 LED 유닛(300, 300a)에서 발사하는 경사진 빛 중 검측 대기 LED 유닛(300a)의 내부의 경우의 경로가 정면 발사한 빛의 경우의 경로보다 길기 때문에 상대적으로 통과하는 형광 물질의 전체 양도 많게 되어 검측 대기 화상에서 검측 대기 LED 유닛(300, 300a) 화상의 채도가 발광각도가 커짐에 따라 증가하게 되어 검측 대기 화상의 색상이 불균형하게 된다. 그러나 종래기술의 광학 검측 교정방법은 색상의 불균일성을 교정하지 못한다.

본 발명은 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법을 제공함으로써 상기 검측 대기 화상이 검측 대기 LED 유닛(300a)의 정면 투사에서 벗어나 발생되는 광 강도 및 광색상의 불균일성을 교정한다.

본 발명의 첫 번째 목적은 종래기술에서 평면 광원에 대해 찍은 플랫필드 화상(Flat-Field Frame)이 검측 대기 LED 유닛의 발광 프레임에 완전히 대응되지 못하므로 인해 생기는 검측 대기 LED 유닛의 정면 투사에서 벗어난 검측 화상의 광 강도 불균일을 철저히 교정하지 못하는 문제를 해결하려는데 있다.

본 발명의 두 번째 목적은 종래기술에서 평면 광원에 대해 찍은 플랫필드 화상이 검측 대기 LED 유닛 매트릭스 컬러 불균일에 완전히 감응하지 못하는 현상으로 인하여 정면 투사에서 벗어난 검측 화상에서의 컬러 불균일을 교정하지 못하는 문제를 해결하려는데 있다.

본 발명은 전술한 기술문제를 해결하기 위하여 CCD를 이용하여 적어도 하나의 기준 발광체가 복수의 화상좌표에서의 개별화상을 찍고 상기 개별화상을 통합하여 플랫필드 정보로 하며 그 중에서 기준 발광체는 기준 LED 유닛 혹은 커버가 설치된 기준 평면 발광체인 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법을 제공한다.

다음, 상기 플랫필드 정보로서 광 강도 교정 프로파일(Profile)을 계산해내고 각 화상좌표에 대응되는 광 강도 교정율을 얻는다. CCD를 이용하여 상기 검측 대기 발광체의 정면 투사에서 벗어난 검측 화상을 찍은 후 각 화상좌표에 대응되는 광 강도 교정율에 근거하여 상기 정면 투사에서 벗어난 검측 화상에서의 각 화상좌표에 대응되는 교정 후 광 강도값을 계산할 수 있고 이로써 광 강도 교정 검측 화상을 얻는다. 그 중에서 상기 검측 대기 발광체는 검측 대기 LED 유닛 혹은 검측 대기 평면 발광체이다.

본 발명의 제1 실시예의 제1 적용예에서 기준 발광체는 기준 LED 유닛이고 본 발명의 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법은 플랫필드 정보에서 화상좌표계에 대응되는 복수의 휘점(bright dot) 피크좌표 및 상기 휘점 피크좌표에 대응되는 광 강도값을 탐지하고 이를 근거로 상기 플랫필드 정보 내에 삽입하고 정규화(Normalization)하여 상기 광 강도 교정 프로파일을 얻는다.

본 발명의 제1 실시예의 제2 적용예에서 기준 발광체는 기준 LED 유닛이고 본 발명의 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법은 복수의 상기 기준 LED 유닛으로 구성된 기준 LED 유닛 매트릭스가 상기 검측좌표계 위에서 상기 CCD와 상대적으로 이동하게 함으로써 상기 기준 LED 유닛 매트릭스가 복수의 화상좌표에서의 매트릭스 개별화상을 찍도록 하며 각 매트릭스 개별화상이 상기 화상좌표계에서의 복수의 휘점 피크좌표 및 상기 휘점 피크좌표에 대응되는 광 강도값을 탐지함으로써 상기 매트릭스 개별화상을 이용하여 상기 기준 LED 유닛 매트릭스의 각 기준 LED 유닛의 플랫필드 정보를 계산하도록 한다. 상기 플랫필드 정보로서 복수의 광 강도 교정 프로파일을 계산하여 내고 또한 상기 광 강도 교정 프로파일을 평균하여 주요(Master) 광 강도 교정 프로파일로 하며 이로써 각 화상좌표에 대응되는 상기 광 강도 교정율을 얻는다.

본 발명의 제2 실시예에서 순서에 따라 CCD와 기준 LED 유닛 사이에 적어도 하나의 제1 필터, 적어도 하나의 제2 필터 및 적어도 하나의 제3 필터를 설치한다. 그 중에서 상기 제1 필터, 제2 필터 및 제3 필터는 각각 CIE등색함수(Color matching functions)의 3 자극치에 대응된다. 매 번 상기 필터 중의 어느 하나를 바꿀 경우 상기 프로세스를 반복하고 제1 플랫필드 정보, 제2 플랫필드 정보 및 제3 플랫필드 정보를 얻고 이로써 제2 광 강도 교정 프로파일 및 제3 광 강도 교정 프로파일을 얻는다. 제2 광 강도 교정 프로파일 및 제3 광 강도 교정 프로파일을 투과하여 각 화상좌표에 대응되는 제1 광 강도 교정율, 제2 광 강도 교정율 및 제3 광 강도 교정율을 얻을 수 있다.

각 화상좌표에 대응되는 제1 광 강도 교정율, 제2 광 강도 교정율 및 제3 광 강도 교정율에 근거하여 각 필터 렌즈하에서의 정면 투사에서 벗어난 검측 화상의 각 화상좌표에 대응되는 제1 광 강도 교정값, 제2 광 강도 교정값 및 제3 광 강도 교정값을 계산해낼 수 있다. 상기 제1 광 강도 교정값, 상기 제2 광 강도 교정값 및 제3 광 강도 교정값에 근거하여 각 화상좌표에 대응되는 교정 후 컬러값을 계산해낼 수 있다. 상기 교정 후 광 강도값 및 상기 교정 후 컬러값으로서 광 강도 및 컬러 교정 검측 화상을 얻을 수 있고 정면 투사에서 벗어남으로 인해 생기는 광 강도 및 컬러의 불균일을 동시에 교정한다.

종래기술에 비하면 평면 광원을 찍은 플랫필드 교정 화상이 광 강도의 불균일한 현상을 완전히 교정하지 못하며 또한 컬러의 불균일한 현상을 완전히 교정하지 못하는 문제를 본 발명의 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법은 기준 발광체를 찍은 플랫필드 정보로서 계산해낸 교정 후 광 강도값이 정면 투사에서 벗어난 검측 화상의 광 강도와 컬러의 불균일을 철저히 교정할 수 있게 한다. 본 발명의 장점과 사상은 아래의 상세한 설명 및 도면에 의해 명료하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 이차원 광학 검측 시스템으로 검측하는 설명도이다.
도 2는 종래의 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법의 작동 설명도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예의 제1 실시예와 제2 실시예의 이차원 광학 검측 플랫필드 교정방법의 작동 설명도이다.
도 4와 도 4a는 본 발명의 제1 실시예의 첫 번째 적용예에서의 개별화상 설명도이다.
도 5는 플랫필드 정보화상의 설명도이다.
도 6은 플랫필드 도표의 설명도이다.
도 7은 플랫필드 정보의 일차원 설명도
도 7a는 플랫필드 정보를 삽입하고 정규화한 후의 일차원 설명도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예의 제2 적용예에서 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법의 작동 설명도이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예의 제1 적용예에서 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법의 간단한 순서도이다.
도 10과 도 10a는 본 발명의 바람직한 실시예인 제2 실시예에서 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법의 간단한 순서도이다.

먼저 상기 종래기술의 현재 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법에 관한 설명과 도 1 및 도 2를 참조하기 바란다. 그 중에서 도 1은 이차원 광학 검측 시스템으로 검측하는 설명도이고 도 2는 종래기술의 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법의 작동 설명도이다. 종래기술에서 설명한 바와 같이 현재의 이차광 광학 검측의 플랫필드 교정방법은 검측 화상의 정면 투사에서 벗어남으로 인해 생기는 광 강도 및 광색상 분균일성 문제를 철저히 교정할 수 없다.

본 발명은 새로운 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법을 제공함으로써 전하결합소자(Charge Coupled Device, 이하 CCD라고 함)(100)로 검측 베이스(200)에 설치되는 검측 대기 발광체를 감응하여 정면 투사에서 벗어난 검측 화상을 얻은 후 상기 정면 투사에서 벗어난 검측 화상의 광 강도 및 광색상 불균일성에 대해 교정할 수 있다. 그 중에서 상기 검측 대기 발광체는 검측 대기 발광다이오드(Light Emitting Diode, 이하 LED라고 함) 유닛 혹은 검측 대기 평면 발광체일 수 있다. 상기 검측 대기 평면 발광체는 평면 광원 혹은 평면 디스플레이일 수 있다. 아래에 복수의 검측 대기 LED 유닛(300, 300a)을 검측하는 것을 예로 들어 설명한다.

CCD(100)에는 복수의 화상좌표를 가지고 있는 화상좌표계(ICS)가 설치되어 있고 검측 베이스(200)에는 복수의 검측좌표를 가지고 있는 검측좌표계(TCS)가 설치되어 있다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예의 제1 실시예와 제2 실시예의 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법의 작동 설명도이다. 도 3을 참조하면 평면 균일 광원(PA200)이 찍은 플랫필드 교정 화상(Flat-Field Frame)이 검측 대기 LED 유닛(300, 300a)의 매트릭스의 발광 프로파일에 완전히 대응할 수 없어 정면 투사에서 벗어난 검측 화상의 문제를 철저히 교정할 수 없는 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 직접 적어도 하나의 기준 발광체에 대해 플랫필드 교정 화상을 찍는다.

그 중에서 상기 참조 발광체는 기준 LED유닛 혹은 커버가 설치된 참조 평면 발광체이고 참조 평면 발광체는 평면 디스플레이일 수 있다. 아래에 기준 LED유닛을 예로 들어 설명한다.

본 발명의 제1 실시예의 첫 번째 적용예에서 도면에서와 같이 검측 베이스(200)위에 기준 LED유닛(1)을 설치하고 기준 LED유닛(1)은 검측 대기 발광체(300, 300a)와 같은 규격이고 또한 그 어떤 흠도 없는 골든샘플(Golden Sample)이다. 다음 기준 LED유닛(1)과 CCD(100) 중의 어느 하나를 이동하여 기준 LED유닛(1)이 검측 좌표계(TCS)에서 CCD(100)와 상대적으로 이동하도록 한다. 본 실시예에서는 기준 LED유닛(1)을 이동함으로써 검측 베이스(200) 위에서 반복 이동하도록 하여 CCD(100)가 복수의 각기 다른 상대위치에서 기준 LED유닛(1)의 개별화상을 찍도록 한다.

별도로 참조 발광체가 커버를 가진 참조 평면 발광체라면 커버를 이용하여 상기 참조 평면 발광체를 복수의 발광 유닛으로 시뮬레이션하고 참조 커버(미도시)와 CCD(100) 중 어느 하나를 이동함으로써 CCD(100)가 서로 간섭되지 않는 발광 유닛의 화상을 찍도록 하며 이로 하여 참조 평면 발광체가 복수의 각기 다른 상대위치에서의 개별화상을 얻는다.

다음, 도 4와 도 4a는 본 발명의 제1 실시예의 제1 적용예에서의 개별화상 설명도이다. 도 4와 도 4a에서와 같이 상기 개별화상에서 기준 LED유닛(1)이 화상좌표계(ICS)의 각기 다른 화상좌표에 위치하며, 상기 화상좌표는 점(P1), 점(P2) 및 점(Pn)이다. 따라서 상기 개별화상을 통합하면 플랫필드 정보를 얻을 수 있다. 다시 말하면, 플랫필드 정보는 기준 LED유닛(1)의 점(P1), 점(P2), 점(Pn)에서의 개별화상의 총합이다.

상기 플랫필드 정보로부터 기준 LED 유닛(1)이 각 상대위치에서의 LED 피크(Peak)좌표를 탐지할 수 있고 또한 기준 LED 유닛(1)이 상기 상대위치에서의 총 휘도를 계산하여 그 결과에 의해 광 강도 교정 프로파일(Profile)을 계산해낼 수 있다.

플랫필드 정보는 플랫필드 정보 화상을 설명한 도 5에서와 같이 플랫필드 정보 화상 형식으로 표시할 수 있고 혹은 플랫필드 정보테이블을 설명한 도 6에서와 같이 플랫필드 정보테이블(Table)형식으로 표시할 수 있다. 플랫필드 정보테이블은 기준 LED 유닛(1)이 각 상대위치인 점(P1), 점(P2), 점(Pn)에서의 화상좌표와 광 강도 정보가 기록되어 있다.

피크를 설명하기 위하여 도 7을 참조한다. 도 7은 플랫필드 정보의 일차원 설명도이고 또한 도 5의 A-A방향의 단면도이다. 도면에서와 같이 휘점 피크좌표는 일차원 설명도에서 광 강도값이 피크 형상을 형성할 경우 상기 피크형상의 정점에 대응되는 좌표를 가리킨다. 또한, 휘점 피크좌표(X1, X2, X5)는 기준 LED 유닛(1)이 각기 다른 상대위치에 있을 경우 정면 출광점에 대응되는 화상좌표를 대표한다. 그러므로 비테닝 현상(Vignetting)의 원리에 의해 중앙에 위치한 휘점 피크좌표(X3)에 대응되는 광 강도값(I3)은 휘점 피크좌표(X2)에 대응되는 광 강도값(I2)보다 크고 휘점 피크좌표(X2)에 대응되는 광 강도값(I2)은 에지에 접근하는 휘점 피크좌표(X1)에 대응되는 광 강도값(I1)보다 크다.

도 7a에서와 같이 플랫필드 정보를 삽입하고 정규화(Normalization)하여 광 강도 교정 프로파일(Profile)을 계산해낼 수 있다.

광 강도 교정 프로파일로부터 기준 LED 유닛(1)이 각기 다른 상대위치에 위치할 경우 정면 투사와의 편차 정도를 알 수 있고 각 화상좌표에 대응되는 광 강도 교정율을 계산해낼 수 있다. 그 후 각 화상좌표가 검측한 광 강도값에 상기 광 강도 교정율을 곱하면 교정 후 광 강도값을 얻을 수 있다.

이와 같이 정식 검측을 진행하여 CCD(100)를 이용하여 복수의 검측 대기 발광체(300, 300a)의 정면 투사와 벗어난 검측 화상을 찍은 후 각 화상좌표에 대응되는 광 강도 교정율에 의해 정면 투사와 벗어난 검측 화상 중의 각 화상좌표에 대응되는 교정 후 광 강도값을 계산해낼 수 있고 광 강도 교정 검측 화상을 얻는다.

다시 도 3으로 돌아가기로 한다. 본 발명의 바람직한 실시예인 제2 실시예에서 CCD(100)와 기준 LED 유닛(1) 사이에 턴테이블(미표시)을 더 설치하고 턴테이블 위에 제1필터(2), 제2필터(2a) 및 제3필터(2b)를 설치한다. 제1필터(2), 제2필터(2a) 및 제3필터(2b)는 각각 CIE등색함수(Color matching functions)에서 규정한 3 자극치인 X필터, Y필터 및 Z필터에 대응된다. 그 중에서 CIE등색함수는 국제조명위원회(International Commission of Illumination)에서 1931년에 규정한 것으로 표준 관측자(standard observer)의 시야에 의해 모든 색은 세 종류의 자극치 X, Y 및 Z로 표현한다.

먼저, X필터를 CCD(100)와 기준 LED 유닛(1) 사이에 설치한다. 다음 제1 실시예에서와 같은 프로세스를 진행하여 기준 LED 유닛(1)을 CCD(100)에 상대적으로 이동시킴으로써 CCD(100)를 이용하여 기준 LED 유닛(1)이 복수의 화상좌표에서의 제1 개별화상을 찍도록 한다. 그리고 상기 제1 개별화상을 통합하여 제1 플랫필드 프로파일을 얻고 제1 플랫필드 정보를 이용하여 제1 광 강도 교정 프로파일을 계산하여 각 화상좌표에 대응되는 제1 광 강도 교정율을 얻는다.

다음, 턴테이블을 회전하여 Y필터와 Z필터를 순서에 따라 CCD(100)와 기준 LED 유닛(1) 사이에 설치하여 상기 화상을 얻는 프로세스를 반복하여 제2 플랫필드 정보와 제3 플랫필드 정보를 얻고 이에 근거하여 제2 광 강도 교정 프로파일 및 제3 광 강도 교정 프로파일을 계산해낸다. 제2 광 강도 교정 프로파일 및 제3 광 강도 교정 프로파일에 근거하여 각 화상좌표에 대응되는 제2 광 강도 교정율과 제3 광 강도 교정율을 얻을 수 있다.

실제로, 현재 규격의 필터가 이상적인 X필터, Y필터 혹은 Z필터를 시뮬레이션 하기 위하여 복수의 필터가 X필터, Y필터 및 Z필터 중 하나에 대응될 수 있다. 예를 들면 CCD(100)와 기준 LED 유닛(1) 사이의 턴테이블 위에 두 개의 제1 필터(2)를 설치할 수 있다. 상기 두 개의 제1 필터(2)는 각기 다른 규격의 필터이고 상기 화상을 얻는 프로세스를 중복하여 제1 플랫필드 정보를 얻은 후 제1 광 강도 교정율을 계산해낼 수 있다. 마찬가지로 두 개 이상의 제2 필터(2a) 혹은 제3 필터(2b)를 설치할 수 있고 복수의 제2 플랫필드 정보 혹은 제3 플랫필드 정보로서 상기 제2 광 강도 교정율과 제3 광 강도 교정율을 계산해낼 수 있다.

투과 X필터에 근거하여 각 화상좌표에 대응되는 제1 광 강도 교정율을 계산하고 상기 정면 투사와 벗어난 검측 화상에서 각 화상좌표에 대응되는 교정 후 광 강도값을 계산해낼 수 있으며 광 강도 교정 검측 화상을 얻는다.

동시에 투과X필터, Y필터와 Z필터에 근거하여 각 화상좌표에 대응되는 제1 광 강도 교정율, 제2 광 강도 교정율 및 제3 광 강도 교정율을 계산하여 각 필터 렌즈하에서 상기 정면 투사에서 벗어난 검측 화상의 각 화상좌표에 대응되는 제1 광 강도 교정값, 제2 광 강도 교정값 및 제3 광 강도 교정값을 각각 계산해낼 수 있다. 빛의 삼원색 원리에 의하면, 상기 제1 광 강도 교정값, 상기 제2 광 강도 교정값 및 상기 제3 광 강도 교정값에 근거하여 각 화상좌표에 대응되는 교정 후 컬러값을 계산해낼 수 있다.

상기 교정 후 광 강도값 및 상기 교정 후 컬러값에 의하여 광 강도 및 컬러 교정 검측 화상을 얻을 수 있고 정면 투사에서 떨어짐으로 하여 생기는 광 강도와 컬러의 불균일을 동시에 교정한다.

본 발명의 제1 실시예의 제2 적용예에서 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법의 작동 설명도인 도 8을 참조하기로 한다. 이상적인 골든샘플은 얻기 힘들뿐더러 제조하기도 힘들다. 실제로 복수의 기준 LED 유닛에서 임의로 몇개를 선택하여 기준 LED 유닛 매트릭스(10)를 구성하여 화상을 얻는 것을 목표로 한다. 도면에서와 같이 검측 베이스(200) 위에 기준 LED 유닛 매트릭스(10)를 설치하고 CCD(100)와 기준 LED 유닛 매트릭스(10) 중의 어느 하나를 이동하여 기준 LED 유닛 매트릭스(10)가 검측좌표계(TCS)에서 CCD(100)와 상대적으로 이동하게 한다.

기준 LED 유닛 매트릭스(10)가 복수의 CCD(100)와의 상대위치에서의 매트릭스 개별화상을 찍는다. 각 매트릭스 개별화상은 화상좌표계(ICS)에서 각기 다른 화상좌표에 위치한 것이다. 다음 각 매트릭스 개별화상이 상기 화상좌표계(ICS) 위의 복수의 휘점의 피크좌표 및 상기 휘점 피크좌표의 총 휘도값을 탐지하고 상기 매트릭스 개별화상을 통합하여 상기 기준 LED 유닛 매트릭스(10)에서의 각 기준 LED 유닛(1)의 플랫필드 정보를 계산해낸다.

다음 제1실시예에서와 같은 계산 프로세스로 상기 기준 LED 유닛 매트릭스(10)의 각 기준 LED 유닛(1)의 플랫필드 정보에 의해 복수의 광 강도 교정 프로파일을 계산한다. 상기 광 강도 교정 프로파일의 평균이 주요(Master) 광 강도 교정 프로파일이고 상기 주요 광 강도 교정 프로파일에 의해 각 화상좌표에 대응되는 상기 광 강도 교정율을 계산해낸다. 이와 같이 복수의 임의로 선택한 기준 LED 유닛(1)의 촬영결과를 종합하였으므로 개별적인 기준 LED 유닛(1)의 결함과 오차로 인해 생기는 불량 영향은 평균함으로써 최저로 제거된다.

다음 본 발명이 공개한 기술을 널리 보급하기 위하여 아래에 본 발명의 바람직한 실시예인 제1 실시예와 제2 실시예에서 공개한 기술을 간단한 순서도로 작성하여 당업자로 하여금 쉽게 기억할 수 있도록 하였다.

본 발명의 제1 실시예의 제1 적용예에서 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법의 간단한 순서도인 도 9를 참조하면 도면에서와 같이 먼저 복수의 기준 LED 유닛(1)으로 기준 LED 유닛 매트릭스(10)를 구성하고 검측좌표계(TCS) 위에서 CCD(100)의 화상좌표계(ICS)와 상대적으로 이동한다(S101). 다음 CCD(100)를 이용하여 상기 LED 유닛 매트릭스(10)가 복수의 화상좌표의 매트릭스 개별화상을 찍고 각 매트릭스 개별화상이 상기 화상좌표계(ICS) 위의 복수의 휘점 피크좌표 및 상기 휘점 피크좌표의 광 강도값을 탐지한다(S102).

상기 매트릭스 개별화상을 이용하여 기준 LED 유닛 매트릭스(10)의 각 기준 LED 유닛(1)의 플랫필드 정보를 계산해낼 수 있다(S103). 상기 기준 LED 유닛 매트릭스(10)에 각 기준 LED 유닛(1)의 플랫필드 정보를 삽입 및 정규화하여 복수의 광 강도 교정 프로파일을 계산해낼 수 있다(S104). 상기 광 강도 교정 프로파일을 평균하여 주요(Master) 광 강도 교정 프로파일로 하고 상기 주요 광 강도 교정 프로파일에 의해 각 화상좌표에 대응되는 광 강도 교정율을 얻는다(S105).

정식으로 검측할 경우 CCD(100)를 이용하여 복수의 검측 대기 발광체(300, 300a)의 정면 투사와 벗어난 검측 화상을 찍고(S106) 각 화상좌표에 대응되는 광 강도 교정율에 근거하여 상기 정면 투사와 벗어난 검측 화상의 각 화상좌표에 대응되는 교정 후 광 강도값을 계산하고 광 강도 교정 검측 화상을 얻는다(S107).

본 발명의 바람직한 실시예인 제2실시예에서 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법의 간단한 순서도인 도 10과 도 10a를 참조하면 도면에서와 같이 본 실시예에서 먼저 CCD(100)와 기준 LED 유닛(1) 사이에 제1 필터(2)를 설치하고(S201), 기준 LED 유닛(1)이 검측좌표계(TCS) 위에서 CCD(100)의 화상좌표계(ICS)에 상대적으로 이동하게 함으로써 CCD(100)를 이용하여 기준 LED 유닛(1)이 복수의 화상좌표에서의 제1 개별화상을 찍도록 하며 상기 제1 개별화상을 통합하여 제1 플랫필드 정보를 얻는다(S202). 상기 제1 플랫필드 정보에 의해 제1 광 강도 교정 프로파일을 계산해낼 수 있고 각 화상좌표에 대응되는 제1 광 강도 교정율을 얻는다(S203).

다음 CCD(100)과 기준 LED 유닛(1) 사이의 제1 필터(2)를 제2 필터(2a)로 바꾸고(S204) 다음 상기 프로세스를 중복하여 기준 LED 유닛(1)이 검측좌표계(TCS) 위에서 CCD(100)와 상대적으로 이동하게 하여 제2 플랫필드 정보를 계산하고 상기 제2 초기 화상으로 제2 광 강도 교정 프로파일을 계산하여 각 화상좌표에 대응되는 제2 광 강도 교정율을 얻는다(S205).

마찬가지로 CCD(100)와 기준 LED 유닛(1) 사이의 제2 필터(2a)를 제3 필터(2b)로 바꾼다(S206). 기준 LED 유닛(1)이 검측좌표계(TCS) 위에서 CCD(100)와 상대적으로 이동하게 하여 제3 초기화상을 찍고 계산하며 상기 제3 초기화상으로 제3 광 강도 교정 프로파일을 계산하여 각 화상좌표에 대응되는 제3 광 강도 교정율을 얻는다(S207).

정식으로 검측할 경우, CCD(100)를 이용하여 복수의 검측 대기 발광체(300, 300a)가 각 필터아래에서의 정면 투사에서 벗어난 검측 화상을 찍는다(S208). 각 화상좌표에 대응되는 제1 광 강도 교정율, 제2 광 강도 교정율 및 제3 광 강도 교정율에 근거하여 각 정면 투사에서 벗어난 검측 화상의 각 화상좌표에 대응되는 교정 후 컬러값을 계산해낼 수 있다. 교정 후 컬러값 및 교정 후 광 강도값에 의해 광 강도 및 컬러 교정 검측 화상을 얻을 수 있다(S209).

종래기술에 비하면, 평면 균일광원(PA200)의 플랫필드 교정 화상을 찍음으로써 광 강도의 불균일한 현상을 완전히 교정하지 못하며 또한 컬러의 불균일한 현상을 완전히 교정하지 못하는 문제를, 본 발명의 이차원 광학 검측의 플랫피드 교정방법은 기준 LED 유닛(1)의 초기화상을 찍고 상기 초기화상으로 교정 후 광 강도값을 계산함으로써 정면 투사에서 벗어난 검측 화상의 광 강도와 컬러의 불균일을 철저히 교정할 수 있게 한다.

상기 바람직한 실시예에 대한 설명은 본 발명의 특징과 사상을 명확히 설명하기 위한 것일 뿐 상기 공개한 바람직한 실시예는 본 발명의 범위는 이에 한정되는 것은 아니다. 반대로 여러 가지 변화 및 동등한 개념도 본 발명의 보호하려는 권리범위의 범주에 속함을 설명하려는데 그 목적이 있다.

PA200: 평면 균일 광원 100: CCD
200: 검측 대기 베이스 300, 300a: 검측 대기 발광체
10: 기준 LED 유닛 매트릭스 1: 기준 LED 유닛
ICS: 화상좌표계 TCS: 검측좌표계
2: 제1 필터 2a: 제2 필터
2b: 제3필터 W: 필드 앵글 각도
X1, X2, X3, X4, X5: 피크 휘점 좌표 I1, I2, I3: 광 강도값
P1, P2, Pn: 점

Claims

전하결합소자(Charge-Coupled Device, CCD)로 적어도 하나의 검측 베이스에 설치된 검측 대기 발광체를 감응하고 얻은 정면 투사에서 벗어난 검측 화상을 교정하고, 상기 CCD에는 복수의 화상좌표를 갖는 화상좌표계가 설치되어 있으며 상기 검측 베이스에는 복수의 검측좌표를 갖는 검측좌표계가 설치되어 있는, 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법에 있어서,
(a) 상기 CCD를 이용하여 적어도 하나의 기준 발광체가 복수의 화상좌표에서의 개별화상을 찍고 상기 개별화상을 통합하여 플랫필드 정보로 하는 단계;
(b) 상기 플랫필드 정보로 광 강도 교정 프로파일(Profile)을 계산해내고 각 화상좌표에 대응되는 광 강도 교정율을 얻는 단계;
(c) 상기 CCD를 이용하여 상기 검측 대기 발광체의 정면 투사에서 벗어난 검측 화상을 찍는 단계; 및
(d) 각 화상좌표에 대응되는 광 강도 교정율에 근거하여 상기 정면 투사에서 벗어난 검측 화상에서의 각 화상좌표에 대응되는 교정 후 광 강도값을 계산하여 광 강도 교정 검측 화상을 얻는 단계를 포함하는 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법.
제1 항에 있어서, 상기 단계 (b)는 상기 플랫필드 정보에서 화상좌표계에 대응되는 복수의 휘점 피크좌표 및 상기 휘점 피크좌표에 대응되는 광 강도값을 탐지하고 이를 근거로 상기 플랫필드 정보 내에 삽입하고 정규화(Normalization)하여 상기 광 강도 교정 프로파일을 얻는 단계 (b1)를 더 포함하는, 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법.
제1 항에 있어서, 상기 검측 대기 발광체는 검측 대기 LED 유닛 혹은 검측 대기 평면 발광체이고 상기 CCD는 복수의 상기 검측 대기 LED 유닛 혹은 상기 검측 대기 평면 발광체를 감응하여 상기 정면 투사에서 벗어난 검측 화상을 얻는, 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법.
제1 항에 있어서, 상기 기준 발광체는 기준 LED 유닛 혹은 커버가 설치된 기준 평면 발광체인, 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법.
제4 항에 있어서, 단계 (a)는 상기 기준 LED 유닛이 상기 검측좌표계 위에서 상기 CCD와 상대적으로 이동하게 함으로써 상기 기준 LED 유닛이 복수의 화상좌표에서의 개별화상을 찍도록 하는 단계 (a1)를 더 포함하는, 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법.
제4 항에 있어서, 단계 (a)는 복수의 상기 기준 LED 유닛으로 구성된 기준 LED 유닛 매트릭스가 상기 검측좌표계 위에서 상기 CCD와 상대적으로 이동하게 함으로써 상기 기준 LED 유닛 매트릭스가 복수의 화상좌표에서의 매트릭스 개별화상을 찍도록 하며 각 매트릭스 개별화상이 상기 화상좌표계에서의 복수의 휘점 피크좌표 및 상기 휘점 피크좌표에 대응되는 광 강도값을 탐지함으로써 상기 매트릭스 개별화상을 이용하여 상기 기준 LED 유닛 매트릭스의 각 기준 LED 유닛의 플랫필드 정보를 계산하는 단계 (a2)를 더 포함하는, 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법.
제6 항에 있어서, 단계 (a)는 상기 기준 LED 유닛 매트릭스에서의 각 기준 LED 유닛의 플랫필드 정보로 복수의 광 강도 교정 프로파일을 계산하는 단계 (a3)를 더 포함하는, 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법.
제7 항에 있어서, 단계 (a)는 상기 광 강도 교정 프로파일을 평균하여 주요(Master) 광 강도 교정 프로파일로 하며 상기 주요 광 강도 교정 프로파일로 각 화상좌표에 대응되는 광 강도 교정값을 얻는 단계 (a4)를 더 포함하는, 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법.
전하결합소자(Charge-Coupled Device, CCD)로 적어도 하나의 검측 베이스에 설치된 검측 대기 발광체를 감응하고 얻은 정면 투사에서 벗어난 검측 화상을 교정하고, 상기 CCD에는 복수의 화상좌표를 갖는 화상좌표계가 설치되어 있으며 상기 검측 베이스에는 복수의 검측좌표를 갖는 검측좌표계가 설치되어 있는, 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법에 있어서,
(a) 상기 CCD와 적어도 하나의 기준 발광체 사이에 적어도 하나의 제1 필터를 설치하는 단계;
(b) 상기 CCD를 이용하여 상기 기준 발광체가 복수의 화상좌표에서의 제1 개별화상을 찍고 상기 제1 개별화상을 통합하여 제1 플랫필드 정보로 하는 단계;
(c) 상기 제1 플랫필드 정보로써 제1 광 강도 교정 프로파일을 계산함으로써 각 화상좌표에 대응되는 제1 광 강도 교정값을 얻는 단계;
(d) 상기 CCD를 이용하여 상기 검측 대기 발광체의 상기 정면 투사에서 벗어난 검측 화상을 찍는 단계; 및
(e) 각 화상좌표에 대응되는 제1 광 강도 교정값에 근거하여 상기 정면 투사에서 벗어난 검측 화상에서의 각 화상좌표에 대응되는 교정 후 광 강도값을 계산함으로써 광 강도 교정 검측 화상을 얻는 단계를 포함하는, 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법.
제9 항에 있어서, 단계 (c)는 상기 제1 플랫필드 정보에 대응되는 화상좌표계의 복수의 제1 휘점 피크좌표 및 상기 제1 휘점 피크좌표에 대응되는 제1 광 강도값을 탐지함으로써 상기 제1 플랫필드 정보에 삽입하고 정규화(Normalization)하여 상기 제1 광 강도 교정 프로파일을 계산하는 단계 (c1)을 더 포함하는, 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법.
제9항에 있어서, 단계 (c)는 상기 CCD와 상기 기준 발광체 사이에 적어도 하나의 제2 필터를 설치함으로써 상기 기준 발광체가 복수의 화상좌표에서의 제2 플랫필드 정보를 찍도록 하고 상기 제2 플랫필드 정보로써 제2 광 강도 교정 프로파일을 얻어 각 화상좌표에 대응되는 제2 광 강도 교정율을 얻는 단계 (c2)를 더 포함하는, 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법.
제11 항에 있어서, 단계 (c)는 상기 CCD와 상기 기준 발광체 사이에 적어도 하나의 제3 필터를 설치함으로써 상기 기준 발광체가 복수의 화상좌표에서의 제3 플랫필드 정보를 찍도록 하고 상기 제2 플랫필드 정보로써 제3 광 강도 교정 프로파일을 얻어 각 화상좌표에 대응되는 제3 광 강도 교정율을 얻는 단계 (c3)를 더 포함하는, 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법.
제12 항에 있어서, 단계 (e)는 각 화상좌표에 대응되는 제1 광 강도 교정율, 제2 광 강도 교정율 및 제3 광 강도 교정율에 근거하여 상기 정면 투사에서 벗어난 검측 화상에서의 각 화상좌표에 대응되는 교정 후 컬러값을 계산함으로써 상기 교정 후 광 강도값과 상기 교정 후 컬러값으로 광 강도 및 컬러 교정 검측 화상을 얻는 단계 (e1)를 더 포함하는, 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법.
제13 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1 필터, 상기 적어도 하나의 제2 필터 및 상기 적어도 하나의 제3 필터는 각각 X필터, Y필터 및 Z필터에 대응되며 상기 X필터, 상기 Y필터 및 상기 Z필터는 각각 CIE 등색함수(Color matching functions)의 3 자극치에 대응되는, 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법.
제9 항에 있어서, 상기 검측 대기 발광체는 검측 대기 LED 유닛 혹은 검측 대기 평면 발광체이고 상기 CCD는 복수의 상기 검측 대기 LED 유닛 혹은 상기 검측 대기 평면 발광체를 감응하여 상기 정면 투사에서 벗어난 검측 화상을 얻는, 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법.
제9 항에 있어서, 상기 기준 발광체는 기준 LED 유닛 혹은 커버가 설치된 기준 평면 발광체인, 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법.
제16 항에 있어서, 단계 (a)는 상기 기준 LED 유닛이 상기 검측좌표계 위에서 상기 CCD와 상대적으로 이동하게 함으로써 상기 기준 LED 유닛이 복수의 화상좌표에서의 개별화상을 찍도록 하는 단계 (a1)를 더 포함하는, 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법.
제16 항에 있어서, 단계 (b)는 복수의 상기 기준 LED 유닛으로 구성된 기준 LED 유닛 매트릭스가 상기 검측좌표계 위에서 상기 CCD와 상대적으로 이동하게 함으로써 상기 기준 LED 유닛 매트릭스가 복수의 화상좌표에서의 제1 매트릭스 개별화상을 찍도록 하며 각 제1 매트릭스 개별화상이 상기 화상좌표계에서의 복수의 휘점 피크좌표 및 상기 휘점 피크좌표에 대응되는 광 강도값을 탐지함으로써 상기 제1 매트릭스 개별화상을 이용하여 상기 기준 LED 유닛 매트릭스의 각 기준 LED 유닛의 제1 플랫필드 정보를 계산하는 단계 (b1)를 더 포함하는, 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법.
제18 항에 있어서, 단계 (b)는 상기 기준 LED 유닛 매트릭스에서의 각 기준 LED 유닛의 제1 플랫필드 정보로써 복수의 제1 광 강도 교정 프로파일을 계산하는 단계 (b2)를 더 포함하는, 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법.
제19 항에 있어서, 단계 (b)는 상기 제1 광 강도 교정 프로파일을 평균하여 제1 주요(Master) 광 강도 교정 프로파일로 하며 상기 제1 주요 광 강도 교정 프로파일로써 각 화상좌표에 대응되는 제1 광 강도 교정율을 얻는 단계 (b3)를 더 포함하는, 이차원 광학 검측의 플랫필드 교정방법.