KR101246958B1 - 멀티라인센서 카메라와 다중조명을 사용한 시편 고속검사장치 - Google Patents

멀티라인센서 카메라와 다중조명을 사용한 시편 고속검사장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 멀티라인센서 카메라와 다중조명을 사용한 시편 고속검사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 검사를 위한 시편을 이동시키는 이동수단, 상기 이동된 시편의 동일한 부위에 다양한 각도에서 광을 순차적으로 조사하는 다수의 조명, 상기 조명의 각 위치에서 각각 조사된 시편을 촬상하는 카메라, 상기 시편에서 반사 또는 투과된 다수의 광을 집광시켜 카메라로 투과시키는 렌즈, 상기 시편에서 반사 또는 투과된 다수의 광이 상기 렌즈를 향하도록 편광시키는 스플리터, 및 상기 카메라의 영상을 전송받아 편집하여 시편 영상을 완성시키는 제어부를 포함하여 이루어진다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 동일한 위치에서 시편의 각 라인을 각 조명별로 스캔하여 여러 종류의 결점을 검출할 수 있어 정밀성을 향상시킴에 따라 불량률을 감소시키고, 작업시간을 단축시킬 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있으며, 종래에 비해 부피가 감소하여 설치공간도 감소시킬 수 있다.

Description

멀티라인센서 카메라와 다중조명을 사용한 시편 고속검사장치{Specimen inspecting apparatus using multi-line senser camera and multi-light}
본 발명은 검사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동일한 위치에서 시편의 각 라인을 각 조명별로 스캔하여 여러 종류의 시편 영상을 완성함에 따라 여러 종류의 결점을 정밀하게 검출할 수 있음은 물론, 작업시간을 단축시킬 수 있는 멀티라인센서 카메라와 다중조명을 사용한 시편 고속검사장치에 관한 것이다.
일반적으로, 카메라를 이용하여 시편을 촬상한 후, 촬상된 영상을 통해 시편의 불량 여부를 판단하는 기술이 다양한 부분에서 시행되고 있다.
이러한 시편으로는 평판디스플레이, 유리판, LCD, 차량용 유리 등이 존재하며, 시편의 얼룩이나 스크래치 등의 결함이 촬상을 통해 검출된다.
이와 같이, 카메라를 이용하여 시편의 불량 여부를 검출하는 기술로 시편의 상부에 라인스캔 카메라가 설치되고, 액정패널의 하부에 백라이트가 설치된다.
여기서, 라인스캔 카메라는 이동수단에 의해 좌우로 이동되면서 시편을 라인별로 스캐닝하거나 시편이 이동되어 라인별로 스캐닝하게 되며, 백라이트는 시편에 조사될 광을 발생시킨다.
도 1에서 도시한 바와 같이, 시편이 이동되는 경로를 따라 다양한 각도로 각각 광을 조사하도록 다수의 조명을 배열하고, 각 조명에서 조사된 광과 함께 시편을 촬상하는 카메라가 구비되어 이동되는 시편을 촬상함에 따라 시편의 결함을 검출하게 된다.
이에 따라, 시편에 다양한 각도로 광을 조사하고, 이 광에 의해 발견되는 결함을 카메라로 촬상함에 따라 각 각도로 조사된 광에 의한 시편의 영상을 촬상하여 시편의 모든 결함을 검출할 수 있다.
그러나 이러한 검사장비는 각 각도로 광을 조사하고, 이미지 촬상을 하는 각각의 스테이지가 구비됨에 따라 부피가 커 넓은 설치공간이 필요한 문제점이 있다.
특히, 각 스테이지를 거쳐야됨에 따라 작업시간이 길고, 비용이 고가인 문제점도 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로써, 시편을 이동 및 제어하는 이동수단과 시편에 다양한 각도로 광을 조사하도록 구비된 다수의 조명, 각 조명에 의해 순착적으로 조사된 시편을 촬상하는 카메라 및 카메라의 영상을 전송받아 편집함에 따라 시편 전체 영상을 완성하여 결함을 검출할 수 있다.
특히, 카메라는 라인별로 스캔하고, 다수 개 배열됨에 따라 각 조명별로 시편 영상을 촬상하거나 동시에 촬상하여 작업시간을 단축할 수 있어 비용을 절감시킬 수 있는 시편 검사장치를 제공하는 것이 목적이다.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 검사를 위한 시편을 이동시키는 이동수단, 상기 이동된 시편의 동일한 부위에 다양한 각도에서 광을 순차적으로 조사하는 다수의 조명, 상기 조명의 각 위치에서 각각 조사된 시편을 촬상하는 카메라, 상기 시편에서 반사 또는 투과된 다수의 광을 집광시켜 카메라로 투과시키는 렌즈, 상기 시편에서 반사 또는 투과된 다수의 광이 상기 렌즈를 향하도록 투과시키는 스플리터, 및 상기 카메라의 영상을 전송받아 편집하여 시편 영상을 완성시키는 제어부를 포함하여 이루어진다.
바람직하게, 상기 이동수단은, 평면을 기준으로, 상기 시편을 전후/좌우 이동시킨다.
그리고 상하 오차에 따른 포커싱 보상을 위해 상기 이동수단이 시편을 상하방향으로 이동시키거나 또는 상기 카메라와 렌즈를 상하방향으로 이동시킨다.
또한, 상기 카메라는, 라인스캔 카메라를 사용하여 각각 스캔하고, 상기 이동수단은 시편을 카메라의 라인별로 이동시킨다.
그리고 상기 카메라는, 라인스캔부가 다수 개 구비되되, 순차적으로 배열된 각 라인스캔부는 각 해당되는 순서의 조명이 광을 조사한 상태에서 각각 촬상되어 시편의 라인 영상을 상기 제어부로 전송한다.
또한, 상기 카메라는 조명의 개수와 동일하게 라인스캔부가 구비되되, 시편의 이동방향을 따라 각 라인스캔부가 순차적으로 배열되고, 다수의 조명이 순차적으로 광을 조사하며, 첫 번째 라인스캔부가 시편의 첫 번째 스캔영역 상측에 위치된 상태로, 첫 번째 조명이 광을 조사할 경우, 첫 번째 라인스캔부는 시편의 첫 번째 스캔영역을 스캔하여 영상을 제어부로 전송하고, 상기 이동수단에 의해 시편이 이동되어 첫 번째 라인스캔부의 하측에 두 번째 스캔영역이 위치된 상태로, 첫 번째 조명이 광을 조사할 경우, 첫 번째 라인스캔부는 시편의 두 번째 스캔영역을 스캔하여 영상을 제어부로 전송하고, 두 번째 조명이 광을 조사할 경우, 두 번째 라인스캔부는 시편의 첫 번째 스캔영역을 스캔하여 영상을 제어부로 전송하며, 상기 이동수단에 의해 시편이 이동되어 첫 번째 라인스캔부의 하측에 n 번째 스캔영역이 위치된 상태로, 첫 번째 조명이 광을 조사할 경우, 첫 번째 라인스캔부는 시편의 n 번째 스캔영역을 스캔하여 영상을 제어부로 전송하고, 두 번째 조명이 광을 조사할 경우, 두 번째 라인스캔부는 시편의 n-1 번째 스캔영역을 스캔하여 영상을 제어부로 전송하며, n 번째 조명이 광을 조사할 경우, n 번째 라인스캔부는 시편의 첫 번째 스캔영역을 스캔하여 영상을 제어부로 전송하고, 상기 이동수단에 의해 시편이 이동되어 첫 번째 라인스캔부의 하측에 n+1 번째 스캔영역이 위치된 상태로, 첫 번째 조명이 광을 조사할 경우, 첫 번째 라인스캔부는 시편의 n+1 번째 스캔영역을 스캔하여 영상을 제어부로 전송하고, 두 번째 조명이 광을 조사할 경우, 두 번째 라인스캔부는 시편의 n 번째 스캔영역을 스캔하여 영상을 제어부로 전송하며, n 번째 조명이 광을 조사할 경우, n 번째 라인스캔부는 시편의 두 번째 스캔영역을 스캔하여 영상을 제어부로 전송하며, 상기 n 번째 라인스캔부가 시편의 마지막 스캔영역을 촬상할 때까지 상기의 영상획득 과정을 반복하고, 제어부는 각 라인스캔부의 영상을 편집하여 상기 시편에 대한 각 조명별 영상을 완성시킨다.
그리고 상기 카메라는, 라인스캔부가 다수 개 구비되어 각 조명이 광을 조사 시, 동시에 촬상(고속으로 순차적 촬상)하여 각 라인스캔부에 해당되는 시편의 각 라인을 동시에 스캔함에 따라 시편의 일정부위를 한 번에 촬상한다.
또한, 상기 카메라는 라인스캔부가 다수 개 구비되고, 다수의 조명이 순차적으로 광을 조사하며, 첫 번째 조명이 광을 조사할 경우, 다수의 라인스캔부는 동시에 촬상(고속으로 순차적 촬상)하되, 첫 번째 라인스캔부는 시편의 첫 번째 스캔영역을 스캔하고, 두 번째 라인스캔부는 시편의 두 번째 스캔영역을 스캔하며, n 번째 라인스캔부는 시편의 n 번째 스캔영역을 스캔하여 첫 번째 조명의 첫 번째 영역(모든 라인스캔부에 의해 촬상되는 영역)에 대한 영상을 상기 제어부로 전송하고, 두 번째 조명이 광을 조사할 경우, 다수의 라인스캔부는 동시에 촬상(고속으로 순차적 촬상)하되, 첫 번째 라인스캔부는 시편의 첫 번째 스캔영역을 스캔하고, 두 번째 라인스캔부는 시편의 두 번째 스캔영역을 스캔하며, n 번째 라인스캔부는 시편의 n 번째 스캔영역을 스캔하여 두 번째 조명의 첫 번째 영역(모든 라인스캔부에 의해 촬상되는 영역)에 대한 영상을 상기 제어부로 전송하고, n 번째 조명이 광을 조사할 경우, 다수의 라인스캔부는 동시에 촬상(고속으로 순차적 촬상)하되, 첫 번째 라인스캔부는 시편의 첫 번째 스캔영역을 스캔하고, 두 번째 라인스캔부는 시편의 두 번째 스캔영역을 스캔하며, n 번째 라인스캔부는 시편의 n 번째 스캔영역을 스캔하여 n 번째 조명의 첫 번째 영역(모든 라인스캔부에 의해 촬상되는 영역)에 대한 영상을 상기 제어부로 전송하고, 첫 번째 영역에 대한 촬상이 끝난 시편은 상기 이동수단에 의해 시편의 두 번째 영역이 카메라 하측에 위치되도록 이동되어 각 조명에서 조사되는 광에 대한 영상을 상기 제어부로 전송하며, 상기 카메라가 시편의 마지막 영역을 촬상할 때까지 상기의 영상획득 과정을 반복하고, 제어부는 각 영상을 각 조명별로 편집하여 각 조명별 영상을 완성시킨다.
그리고 상기 카메라는, 라인스캔부가 다수 개 구비되되, 상기 카메라의 라인스캔부 개수는, 상기 조명의 개수와 동일하거나 적게 구비된다.
또한, 상기 각 조명이나 상기 카메라에 필터가 더 구비되어 파장별로 광을 조사하거나 촬상한다.
그리고 상기 제어부는, 각 조명별로 시편의 영상을 편집하여 각 조명별 시편 영상을 완성한다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 멀티라인센서 카메라와 다중조명을 사용한 시편 고속검사장치에 의하면, 동일한 위치에서 시편의 각 라인을 각 조명별로 스캔하여 여러 종류의 결점을 검출할 수 있어 정밀성을 향상시킴에 따라 불량률을 감소시키고, 작업시간을 단축시킬 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있으며, 종래에 비해 부피가 감소하여 설치공간도 감소시킬 수 있게 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.
도 1은 종래 시편 검사장치를 계략적으로 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 시편 검사장치를 도시한 도면이며,
도 3은 본 발명에 따른 시편 검사장치의 카메라와 작동상태를 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 시편 검사장치의 카메라와 작동상태의 다른 실시 예를 도시한 도면이며,
도 5는 본 발명에 따른 각 조명에 따라 편집된 전체 영상을 계략적으로 도시한 도면이고,
도 6은 본 발명에 따른 시편 검사장치에 필터가 더 구비된 상태를 도시한 도면이며,
도 7은 본 발명에 따른 시편 검사장치의 각 조명에 따라 획득되는 이미지의 일 실시 예를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
또한, 본 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고 단지 예시로 제시된 것이며, 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.
도 2는 본 발명에 따른 시편 검사장치를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 시편 검사장치의 카메라와 작동상태를 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 시편 검사장치의 카메라와 작동상태의 다른 실시 예를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 각 조명에 따라 편집된 전체 영상을 계략적으로 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명에 따른 시편 검사장치에 필터가 더 구비된 상태를 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 시편 검사장치의 각 조명에 따라 획득되는 이미지의 일 실시 예를 도시한 도면이다.
도면에서 도시한 바와 같이, 시편 검사장치(10)는 이동수단(100)과 조명(200), 카메라(300), 렌즈(400), 스플리터(500) 및 제어부(600)로 구성됩니다.
먼저, 이동수단(100)은 검사를 위한 시편(20)을 이동시키는 것으로, 평면을 기준으로, 시편(20)을 전후/좌우 이동시키게 된다.
다시 말해, 시편 검사장치(10)는 시편(20)의 일부분씩 이미지로 촬상하여 전체적인 시편(20)의 영상을 편집하되, 카메라(300)가 한 번에 촬상할 수 있는 크기에 따라 이동수단(100)은 시편(20)을 전후/ 좌우로 이동 및 제어하는 것이다.
여기서, 이동수단(100)은 시편 검사 시, 정지하고, 조명(200)과 카메라(300)를 이동시키는 별도의 겐트리(미도 시)를 이용하여 시편검사가 이루어질 수도 있다.
또한 이동수단(100)은 상하 오차에 따른 포커싱 보상을 위해 시편(20)을 상하방향으로 더 이동시킬 수도 있다.
한편, 상하 오차에 따른 포커싱 보상을 위해 카메라(300)와 렌즈(400)를 상하방향으로 이동시킬 수도 있다.
이를 위해, 카메라(300)와 렌즈(400)를 이동시키는 별도의 오토포커싱수단(미 도시)가 더 구비됨이 바람직하다.
그리고 조명(200)은 다수 개 구비되는 것으로, 이동된 시편(20)의 동일한 부위에 다양한 각도에서 광을 순차적으로 조사함에 따라, 카메라(300)에 촬상되는 이미지가 다르게 촬상된다.
다시 말해, 시편(20)에 조사되는 광이 반사 또는 투과되거나 그림자 등이 생겨 시편(20)에 발생된 결함을 정밀하게 검출할 수 있는 것이다.
카메라(300)는 조명(200)의 각 위치에서 각각 조사된 시편(20)을 촬상하고, 렌즈(400)는 시편(20)에서 반사 또는 투과된 다수의 광을 집광시켜 카메라(300)로 투과시킨다.
그리고 스플리터(500)는 시편(20)에서 반사 또는 투과된 다수의 광이 렌즈(400)를 향하도록 투과시킴에 따라 카메라(300)가 용이하게 시편(20)을 촬상할 수 있다.
이때, 스플리터(500)는 카메라(300)와 동일한 축 상에서 광을 조사한 상태로 시편 영상을 획득하기 위한 것으로, 카메라(300)와 시편(20)을 지나는 기준 축과 직교방향에 위치된 조명(200)의 광을 시편(20)으로 조사하고, 시편(20)에 반사된 광을 카메라(300)로 투과시킴에 따라 시편 영상을 획득할 수 있다.
또한 제어부(600)는 카메라(300)의 영상을 전송받아 편집하여 시편(20) 영상을 완성시키는 것으로, 각 조명(200)에 따른 획득한 영상을 편집하여 각 조명(200) 별로 전체 영상을 확인하여 시편(20)의 결함을 정밀하게 검출할 수 있다.
여기서 카메라(300)는 도 3 내지 4에서 도시한 바와 같이, 시편(20)을 라인별로 스캔하는 것으로, 라인스캔 카메라를 사용하여 각각 스캔하고, 이동수단(100)은 시편(20)을 카메라(300)의 라인별로 대응되도록 이동시킨다.
다시 말해, 카메라(300)에서 촬상할 수 있는 크기가 한정되고, 시편(20)의 크기가 다양함에 따라 촬상되지 못하는 부분이 없도록 순차적으로 시편(20)을 이동시켜 각 라인별 영상을 획득하는 것이다.
이때, 도 3에서 도시한 바와 같이, 카메라(300)는 라인스캔부(A, B, C, D, E)가 다수 개 구비되되, 순차적으로 배열된 각 라인스캔부(A, B, C, D, E)는 각 해당되는 순서의 조명(200)이 광을 조사한 상태에서 각각 촬상되어 시편(20)의 라인 영상을 제어부(600)로 전송한다.
다시 말해, 카메라(300)는 조명(200)의 개수와 동일하게 라인스캔부가 구비되되, 시편의 이동방향을 따라 각 라인스캔부가 순차적으로 배열되고, 다수의 조명이 순차적으로 광을 조사한다.
첫 번째 라인스캔부가 시편(20)의 첫 번째 스캔영역(F1) 상측에 위치된 상태로, 첫 번째 조명이 광을 조사할 경우, 첫 번째 라인스캔부(A)는 시편의 첫 번째 스캔영역(F1)을 스캔하여 영상을 제어부(600)로 전송한다.
이에 따라, 제어부(600)는 첫 번째 조명에 대한 시편의 첫 번째 스캔영역(F1) 영상을 획득하게 된다.
그리고 이동수단(100)에 의해 시편(20)이 이동되어 첫 번째 라인스캔부(A)의 하측에 두 번째 스캔영역(F2)이 위치된 상태로, 첫 번째 조명이 광을 조사할 경우, 첫 번째 라인스캔부(A)는 시편의 두 번째 스캔영역(F2)을 스캔하여 영상을 제어부(600)로 전송하고, 두 번째 조명이 광을 조사할 경우, 두 번째 라인스캔부(B)는 시편의 첫 번째 스캔영역(G1)을 스캔하여 영상을 제어부(600)로 전송한다.
이에 따라, 제어부(600)는 첫 번째 조명에 대한 시편의 두 번째 스캔영역(F2) 이미지와 두 번째 조명에 대한 시편의 첫 번째 스캔영역(G1) 영상을 획득하게 된다.
또한 이동수단(100)에 의해 시편이 이동되어 첫 번째 라인스캔부(A)의 하측에 n 번째 스캔영역(Fn)이 위치된 상태로, 첫 번째 조명이 광을 조사할 경우, 첫 번째 라인스캔부(A)는 시편의 n 번째 스캔영역(Fn)을 스캔하여 영상을 제어부(600)로 전송하고, 두 번째 조명이 광을 조사할 경우, 두 번째 라인스캔부(B)는 시편의 n-1 번째 스캔영역(Gn-1)을 스캔하여 영상을 제어부(600)로 전송하며, n 번째 조명이 광을 조사할 경우, n 번째 라인스캔부('E'라 표시함.)는 시편의 첫 번째 스캔영역(J1)을 스캔하여 영상을 제어부(600)로 전송한다.
이에 따라, 제어부(600)는 첫 번째 조명에 대한 시편의 n 번째 스캔영역(Fn) 이미지와 두 번째 조명에 대한 시편의 n-1 번째 스캔영역(Gn-1) 이미지, …, n 번째 조명에 대한 시편의 첫 번째 스캔영역(J1) 영상을 획득하게 된다.
그리고 이동수단(100)에 의해 시편이 이동되어 첫 번째 라인스캔부(A)의 하측에 n+1 번째 스캔영역(Fn+1)이 위치된 상태로, 첫 번째 조명이 광을 조사할 경우, 첫 번째 라인스캔부(A)는 시편의 n+1 번째 스캔영역(Fn+1)을 스캔하여 영상을 제어부(600)로 전송하고, 두 번째 조명이 광을 조사할 경우, 두 번째 라인스캔부(B)는 시편의 n 번째 스캔영역(Gn)을 스캔하여 영상을 제어부(600)로 전송하며, n 번째 조명이 광을 조사할 경우, n 번째 라인스캔부(E)는 시편의 두 번째 스캔영역(J2)을 스캔하여 영상을 제어부(600)로 전송한다.
이에 따라, 제어부(600)는 첫 번째 조명에 대한 시편의 n+1 번째 스캔영역(Fn+1) 이미지와 두 번째 조명에 대한 시편의 n 번째 스캔영역(Gn) 이미지, …, n 번째 조명에 대한 시편의 두 번째 스캔영역(J2) 영상을 획득하게 된다.
이와 같은 과정을 거쳐 n 번째 라인스캔부(E)가 시편의 마지막 스캔영역(M)을 스캔할 때까지 반복하고, 제어부(600)는 각 라인스캔부의 영상(이미지)을 편집하여 시편에 대한 각 조명별 영상을 완성시킨다.
이는, 각 조명(200)에 해당되는 라인스캔부 중 어느 하나만 작동되어 시편에 대한 하나의 라인 영상을 획득하는 것으로, 초고배율과 초고정밀을 요하는 검사에 주로 사용됨이 바람직하다.
다시 말해, 동시에 촬상하는 방법과 구분되도록 특정 조명에 의해 광을 조사한 상태로, 이 조명에 해당되는 하나의 라인스캔부가 작동되어 시편 라인 영상을 한 번 이상 촬상할 수 있어 혹시 촬상되지 않은 결점을 검출할 수 있다.
여기서, n개는 카메라(300)에 구비된 라인스캔부의 개수와 조명의 개수이고, 시편의 스캔영역은 n개 이상으로 구획됨이 당연하며, 시편의 마지막 스캔 영역을 m이라 표시하였다.
도 3에 도시된 예에서, 첫 번째 라인스캔부는 A, 두 번째 라인스캔부는 B, n 번째 라인스캔부는 E에 해당되며, 라인스캔부의 개수는 한정되지 않고, 경우에 따라 다르게 형성됨이 바람직하다.
도 4에서 도시한 바와 같이, 카메라(300)는 라인스캔부(A, B, C, D, E)가 다수 개 구비되어 각 조명(200)이 광을 조사 시, 동시에 촬상하여 각 라인스캔부에 해당되는 시편(20)의 각 라인을 동시에 스캔함에 따라 시편의 일정부위를 한 번에 촬상할 수 있다.
다시 말해, 카메라(300)는 라인스캔부가 다수 개 구비되고, 다수의 조명(200)이 순차적으로 광을 조사하며, 첫 번째 조명이 광을 조사할 경우, 다수의 라인스캔부는 동시에 촬상하되, 첫 번째 라인스캔부(A)는 시편의 첫 번째 스캔영역(F1)을 스캔하고, 두 번째 라인스캔부(B)는 시편의 두 번째 스캔영역(F2)을 스캔하며, n 번째 라인스캔부(E)는 시편의 n 번째 스캔영역(F5)을 스캔하여 첫 번째 조명의 첫 번째 영역(모든 라인스캔부에 의해 촬상되는 영역)에 대한 영상을 제어부(600)로 전송한다.
그리고 두 번째 조명이 광을 조사할 경우, 다수의 라인스캔부는 동시에 촬상하되, 첫 번째 라인스캔부(A)는 시편의 첫 번째 스캔영역(G1)을 스캔하고, 두 번째 라인스캔부(B)는 시편의 두 번째 스캔영역(G2)을 스캔하며, n 번째 라인스캔부(E)는 시편의 n 번째 스캔영역(G5)을 스캔하여 두 번째 조명의 첫 번째 영역(모든 라인스캔부에 의해 촬상되는 영역)에 대한 영상을 제어부(600)로 전송한다.
또한 n 번째 조명이 광을 조사할 경우, 다수의 라인스캔부는 동시에 촬상(고속으로 순차적 촬상)하되, 첫 번째 라인스캔부(A)는 시편의 첫 번째 스캔영역(J1)을 스캔하고, 두 번째 라인스캔부(B)는 시편의 두 번째 스캔영역(J2)을 스캔하며, n 번째 라인스캔부(E)는 시편의 n 번째 스캔영역(J5)을 스캔하여 n 번째 조명의 첫 번째 영역(모든 라인스캔부에 의해 촬상되는 영역)에 대한 영상을 제어부(600)로 전송한다.
이러한 각 과정을 거쳐 첫 번째 영역에 대한 촬상이 끝난 시편(20)은 이동수단(100)에 의해 두 번째 영역이 카메라(300) 하측에 위치되도록 이동되고, 두 번째 영역에 대한 영상은 상기와 같은 과정을 거쳐 시편의 두 번째 영역에 대한 촬상이 이루어져 제어부(600)로 전송되며, 카메라(300)가 시편의 마지막 영역(m)을 촬상할 때까지 반복하게 된다.
시편의 각 영역에 대한 조명별 영상(이미지)는 제어부(600)로 전송되고, 제어부(600)는 각 영상을 각 조명별로 편집하여 각 조명별 영상을 완성시킨다.
도 4에서 도시한 일 실시 예로, 카메라(300)의 각 라인스캔부(A, B, C, D, E)와 각 조명(F, G, H, I, J)이 구성되며, 각 라인스캔부(A, B, C, D, E)가 시편(20)을 각 라인별로 스캔하여 연속되는 영상을 한번에 획득하는 것이다.
이러한 카메라(300)의 작동상태를 살펴보면, 시편(20)을 위치시킨 후, 어느 하나의 조명(F)에 의해 광을 조사한 상태로 라인스캔부(A, B, C, D, E)가 시편(20)의 라인별 연속된 이미지(F1, F2, F3, F4, F5)를 촬상하게 된다.
이 연속된 이미지는 제어부(600)로 전송되고, 각 조명에 따라 획득한 영상을 각각 순차적으로 저장하게 된다.
그리고 다른 조명(G)을 통해 광을 조사한 상태로 라인스캔부(A, B, C, D, E)를 통해 연속된 이미지(G1, G2, G3, G4, G5)를 획득하여 제어부(600)로 전송함에 따라 각각 저장된다.
이러한 과정을 다른 조명(H, I, J)을 순차적으로 조사하여 연속된 이미지(H1~H5, I1~I5, J1~J5)를 획득하여 제어부(600)로 전송함에 따라 각각 저장된다.
이와 같은, 작업은 필요한 검사를 위한 조명(200)의 개수와 동일하게 반복되고, 시편(200) 첫 번째 영역(모든 라인스캔부에 의해 촬상되는 영역)의 이미지가 다 획득되면 이동수단(100)에 의해 시편(20)의 두 번째 영역이 카메라(300)의 하측에 위치된 후, 상기와 같은 스캔과정을 반복하게 되며, 이 스캔과정은 시편의 마지막 영역(m)을 촬상할 때까지 반복한다.
이렇게 획득된 다수의 이미지는 제어부(600)에서 각 조명 별로 시편(20)에 해당되는 전체 또는 라인별 이미지로 편집되어 결함을 찾을 수 있다.
여기서, 동시에 촬상함은 다수의 라인스캔부가 고속으로 순차적 촬상하는 것으로, 단계별로 광이 조사되거나 카메라가 촬상되는 것과 구분하기 위해 명시하였으며, 이하 동일한 의미로 표기하는 것임.
한편, 카메라(300)는 라인스캔부(A, B, C, D, E)가 다수 개 구비되어 동시에 촬상하되, 순차적으로 배열된 각 라인스캔부는 각 해당되는 순서의 조명(200)이 광을 조사한 상태에서 촬상된 시편(20)의 라인 이미지만을 제어부(600)로 전송한다.
여기서, 카메라(300)의 라인스캔부 개수는 조명(200)의 개수와 동일하거나 적게 구비되는 것으로, 상기에서 명시한 각 실시 예에서 카메라(300)의 라인스캔부와 조명(200)이 다섯 개이지만, 이는 한정이 아닌 일 실시 예이다.
이와 같은, 시편 검사장치(10)에 의해 각 조명(200)별 이미지는 도 5에서 도시한 바와 같이, 제어부(600)에서 각 조명별로 시편(20)의 영상을 편집하여 각 조명별 시편 영상을 완성하여 결함을 검출할 수 있다.
그리고 도 6에서 도시한 바와 같이, 각 조명(200)은 필터(700)가 더 구비되어 파장별로 광을 조사함에 따라 시편(20)의 결점을 더욱 용이하게 검출할 수 있다.
또한 필터(700)는 카메라(300)에 더 구비되어 각 조명(200)에서 조사된 광을 파장별로 촬상시킬 수 있다.
도 7은 조명(200)의 실시 예와 각 조명(200)에 의해 촬상된 영상을 도시한 것으로, 동일한 시편(20)을 촬상함에 있어서, 다른 느낌의 영상을 획득하여 다른 이미지에서 검출되지 않는 결함도 정밀하게 검출할 수 있게 된다.
10 : 검사장치 20 : 시편
100 : 이송수단 200 : 조명
300 : 카메라 400 : 렌즈
500 : 스플리터 600 : 제어부
700 : 필터

Claims (11)

  1. 검사를 위한 시편을 이동시키는 이동수단;
    상기 이동된 시편의 동일한 부위에 다양한 각도에서 광을 순차적으로 조사하는 다수의 조명;
    상기 조명의 각 위치에서 각각 조사된 시편을 촬상하는 카메라;
    상기 시편에서 반사 또는 투과된 다수의 광을 집광시켜 카메라로 투과시키는 렌즈;
    상기 시편에서 반사 또는 투과된 다수의 광이 상기 렌즈를 향하도록 투과시키는 스플리터; 및
    상기 카메라의 영상을 전송받아 편집하여 시편 영상을 완성시키는 제어부를 포함하여 이루어지고,
    상기 카메라는,
    라인스캔 카메라를 사용하고, 상기 이동수단은 해당 시편을 카메라의 라인별로 이동시키며,
    상기 카메라는,
    상기 조명의 개수와 동일하게 라인스캔부가 구비되되, 순차적으로 배열된 각 라인스캔부는 해당 조명이 광을 조사할 경우, 시편을 촬상하여 영상을 상기 제어부로 전송하는 것을 특징으로 하는 멀티라인센서 카메라와 다중조명을 사용한 시편 고속검사장치.
  2. 검사를 위한 시편을 이동시키는 이동수단;
    상기 이동된 시편의 동일한 부위에 다양한 각도에서 광을 순차적으로 조사하는 다수의 조명;
    상기 조명의 각 위치에서 각각 조사된 시편을 촬상하는 카메라;
    상기 시편에서 반사 또는 투과된 다수의 광을 집광시켜 카메라로 투과시키는 렌즈;
    상기 시편에서 반사 또는 투과된 다수의 광이 상기 렌즈를 향하도록 투과시키는 스플리터; 및
    상기 카메라의 영상을 전송받아 편집하여 시편 영상을 완성시키는 제어부를 포함하여 이루어지고,
    상기 카메라는,
    라인스캔 카메라를 사용하고, 상기 이동수단은 해당 시편을 카메라의 라인별로 이동시키며,
    상기 카메라는 조명의 개수와 동일하게 라인스캔부가 구비되되, 시편의 이동방향을 따라 각 라인스캔부가 순차적으로 배열되고, 다수의 조명이 순차적으로 광을 조사하며,
    첫 번째 라인스캔부가 시편의 첫 번째 스캔영역 상측에 위치된 상태로, 첫 번째 조명이 광을 조사할 경우, 첫 번째 라인스캔부는 시편의 첫 번째 스캔영역을 스캔하여 영상을 제어부로 전송하고,
    상기 이동수단에 의해 시편이 이동되어 첫 번째 라인스캔부의 하측에 두 번째 스캔영역이 위치된 상태로, 첫 번째 조명이 광을 조사할 경우, 첫 번째 라인스캔부는 시편의 두 번째 스캔영역을 스캔하여 영상을 제어부로 전송하고, 두 번째 조명이 광을 조사할 경우, 두 번째 라인스캔부는 시편의 첫 번째 스캔영역을 스캔하여 영상을 제어부로 전송하며,
    상기 이동수단에 의해 시편이 이동되어 첫 번째 라인스캔부의 하측에 n 번째 스캔영역이 위치된 상태로, 첫 번째 조명이 광을 조사할 경우, 첫 번째 라인스캔부는 시편의 n 번째 스캔영역을 스캔하여 영상을 제어부로 전송하고, 두 번째 조명이 광을 조사할 경우, 두 번째 라인스캔부는 시편의 n-1 번째 스캔영역을 스캔하여 영상을 제어부로 전송하며, n 번째 조명이 광을 조사할 경우, n 번째 라인스캔부는 시편의 첫 번째 스캔영역을 스캔하여 영상을 제어부로 전송하고,
    상기 이동수단에 의해 시편이 이동되어 첫 번째 라인스캔부의 하측에 n+1 번째 스캔영역이 위치된 상태로, 첫 번째 조명이 광을 조사할 경우, 첫 번째 라인스캔부는 시편의 n+1 번째 스캔영역을 스캔하여 영상을 제어부로 전송하고, 두 번째 조명이 광을 조사할 경우, 두 번째 라인스캔부는 시편의 n 번째 스캔영역을 스캔하여 영상을 제어부로 전송하며, n 번째 조명이 광을 조사할 경우, n 번째 라인스캔부는 시편의 두 번째 스캔영역을 스캔하여 영상을 제어부로 전송하며,
    상기 n 번째 라인스캔부가 시편의 마지막 스캔영역을 촬상할 때까지 상기의 영상획득 과정을 반복하고, 제어부는 각 라인스캔부의 영상을 편집하여 상기 시편에 대한 각 조명별 영상을 완성시키는 것을 특징으로 하는 멀티라인센서 카메라와 다중조명을 사용한 시편 고속검사장치.
  3. 검사를 위한 시편을 이동시키는 이동수단;
    상기 이동된 시편의 동일한 부위에 다양한 각도에서 광을 순차적으로 조사하는 다수의 조명;
    상기 조명의 각 위치에서 각각 조사된 시편을 촬상하는 카메라;
    상기 시편에서 반사 또는 투과된 다수의 광을 집광시켜 카메라로 투과시키는 렌즈;
    상기 시편에서 반사 또는 투과된 다수의 광이 상기 렌즈를 향하도록 투과시키는 스플리터; 및
    상기 카메라의 영상을 전송받아 편집하여 시편 영상을 완성시키는 제어부를 포함하여 이루어지고,
    상기 카메라는,
    라인스캔 카메라를 사용하고, 상기 이동수단은 해당 시편을 카메라의 라인별로 이동시키며,
    상기 카메라는,
    라인스캔부가 다수 개 구비되어 각 조명이 광을 조사 시, 동시에 촬상(고속으로 순차적 촬상)하여 각 라인스캔부에 해당되는 시편의 각 라인을 동시에 스캔함에 따라 시편의 일정부위를 한 번에 촬상하는 것을 특징으로 하는 멀티라인센서 카메라와 다중조명을 사용한 시편 고속검사장치.
  4. 검사를 위한 시편을 이동시키는 이동수단;
    상기 이동된 시편의 동일한 부위에 다양한 각도에서 광을 순차적으로 조사하는 다수의 조명;
    상기 조명의 각 위치에서 각각 조사된 시편을 촬상하는 카메라;
    상기 시편에서 반사 또는 투과된 다수의 광을 집광시켜 카메라로 투과시키는 렌즈;
    상기 시편에서 반사 또는 투과된 다수의 광이 상기 렌즈를 향하도록 투과시키는 스플리터; 및
    상기 카메라의 영상을 전송받아 편집하여 시편 영상을 완성시키는 제어부를 포함하여 이루어지고,
    상기 카메라는,
    라인스캔 카메라를 사용하고, 상기 이동수단은 해당 시편을 카메라의 라인별로 이동시키며,
    상기 카메라는 라인스캔부가 다수 개 구비되고, 다수의 조명이 순차적으로 광을 조사하며,
    첫 번째 조명이 광을 조사할 경우, 다수의 라인스캔부는 동시에 촬상(고속으로 순차적 촬상)하되,
    첫 번째 라인스캔부는 시편의 첫 번째 스캔영역을 스캔하고, 두 번째 라인스캔부는 시편의 두 번째 스캔영역을 스캔하며, n 번째 라인스캔부는 시편의 n 번째 스캔영역을 스캔하여 첫 번째 조명의 첫 번째 영역(모든 라인스캔부에 의해 촬상되는 영역)에 대한 영상을 상기 제어부로 전송하고,
    두 번째 조명이 광을 조사할 경우, 다수의 라인스캔부는 동시에 촬상(고속으로 순차적 촬상)하되,
    첫 번째 라인스캔부는 시편의 첫 번째 스캔영역을 스캔하고, 두 번째 라인스캔부는 시편의 두 번째 스캔영역을 스캔하며, n 번째 라인스캔부는 시편의 n 번째 스캔영역을 스캔하여 두 번째 조명의 첫 번째 영역(모든 라인스캔부에 의해 촬상되는 영역)에 대한 영상을 상기 제어부로 전송하고,
    n 번째 조명이 광을 조사할 경우, 다수의 라인스캔부는 동시에 촬상(고속으로 순차적 촬상)하되,
    첫 번째 라인스캔부는 시편의 첫 번째 스캔영역을 스캔하고, 두 번째 라인스캔부는 시편의 두 번째 스캔영역을 스캔하며, n 번째 라인스캔부는 시편의 n 번째 스캔영역을 스캔하여 n 번째 조명의 첫 번째 영역(모든 라인스캔부에 의해 촬상되는 영역)에 대한 영상을 상기 제어부로 전송하고,
    첫 번째 영역에 대한 촬상이 끝난 시편은 상기 이동수단에 의해 시편의 두 번째 영역이 카메라 하측에 위치되도록 이동되어 각 조명에서 조사되는 광에 대한 영상을 상기 제어부로 전송하며,
    상기 카메라가 시편의 마지막 영역을 촬상할 때까지 상기의 영상획득 과정을 반복하고, 제어부는 각 영상을 각 조명별로 편집하여 각 조명별 영상을 완성시키는 것을 특징으로 하는 멀티라인센서 카메라와 다중조명을 사용한 시편 고속검사장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동수단은,
    평면을 기준으로, 상기 시편을 전후/좌우 이동시키는 것을 특징으로 하는 멀티라인센서 카메라와 다중조명을 사용한 시편 고속검사장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상하 오차에 따른 포커싱 보상을 위해 상기 이동수단이 시편을 상하방향으로 이동시키거나 또는 상기 카메라와 렌즈를 상하방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 멀티라인센서 카메라와 다중조명을 사용한 시편 고속검사장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 카메라는,
    라인스캔부가 다수 개 구비되되, 상기 카메라의 라인스캔부 개수는,
    상기 조명의 개수와 동일하거나 적게 구비되는 것을 특징으로 하는 멀티라인센서 카메라와 다중조명을 사용한 시편 고속검사장치.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각 조명이나 상기 카메라에 필터가 더 구비되어 파장별로 광을 조사하거나 촬상하는 것을 특징으로 하는 멀티라인센서 카메라와 다중조명을 사용한 시편 고속검사장치.
  11. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어부는,
    각 조명별로 시편의 영상을 편집하여 각 조명별 시편 영상을 완성하는 것을 특징으로 하는 멀티라인센서 카메라와 다중조명을 사용한 시편 고속검사장치.
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