KR101358111B1 - 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치 - Google Patents

대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 제1 부분 및 제2 부분을 가진 대상물을 이송하는 투광성의 이송 유닛; 상기 이송 유닛의 하측에 배치되어 상기 제2 부분에서 반사된 광을 수광하는 제1 반사경과, 상기 제1 반사경으로부터 반사된 광을 재반사하는 제2 반사경을 갖는 반사 모듈을 구비하며, 상기 제1 부분에서 반사된 광의 진행 방향을 변경하도록 형성되는 광학 유닛; 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분에서 반사된 광을 상기 광학 유닛을 통해 각각 수광하여 상기 제1 부분에 대한 제1 이미지 및 상기 제2 부분에 대한 제2 이미지를 획득하는 카메라 유닛; 및 상기 카메라 유닛으로부터 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지를 각각 입력받아, 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지가 함께 배치되는 단일의 이미지를 생성하고, 상기 단일의 이미지를 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분에 관한 레퍼런스 이미지와 비교하여 상기 대상물의 결함 유무를 판단하는 처리 유닛을 포함하는, 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치를 제공한다.

Description

대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치{VISION INSPECTION APPARATUS FOR ENABLING INSPECTION OF PLURAL SECTIONS OF OBJECT}
본 발명은 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치에 관한 것이다.
전자 산업의 발전 및 수요 증대에 힘입어 체결요소 부품도 전자제품의 고품질화 트렌드를 뒷받침하기 위해 소형화·정밀화되고 있다. 이러한 전자제품의 고품질화는 체결요소 부품의 품질 신뢰도 향상도 수반하게 된다. 그에 따라, 체결요소 부품의 검사는 품질관리의 중요한 부분으로 정착되고 있다.
이러한 체결요소 부품의 품질관리를 위해, 최근에는 비전 검사 장치가 주로 사용되고 있다. 비전 검사 장치는 체결요소 부품과 같은 대상물을 촬영하고, 촬영한 이미지를 처리하여 대상물의 표면을 검사하도록 구성된다.
이러한 비전 검사 장치는 대상물의 일 부분만을 촬영하고 그에 대한 결함 유무만을 판단하도록 구성되므로, 이를 이용하여 대상물의 복수의 부분을 촬영하고 그에 대한 결함 유무를 신속하게 판단하기에는 어려움이 있다.
본 발명의 목적은, 하나의 카메라 유닛만으로 대상물의 복수의 부분을 촬영할 수 있도록 하면서도 이들 복수의 부분에 대한 결함 유무를 신속하게 판단할 수 있도록 하는, 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예와 관련된 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치는, 제1 부분 및 제2 부분을 가진 대상물을 이송하는 투광성의 이송 유닛; 상기 이송 유닛의 하측에 배치되어 상기 제2 부분에서 반사된 광을 수광하는 제1 반사경과, 상기 제1 반사경으로부터 반사된 광을 재반사하는 제2 반사경을 갖는 반사 모듈을 구비하며, 상기 제1 부분에서 반사된 광의 진행 방향을 변경하도록 형성되는 광학 유닛; 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분에서 반사된 광을 상기 광학 유닛을 통해 각각 수광하여 상기 제1 부분에 대한 제1 이미지 및 상기 제2 부분에 대한 제2 이미지를 획득하는 카메라 유닛; 및 상기 카메라 유닛으로부터 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지를 각각 입력받아, 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지가 함께 배치되는 단일의 이미지를 생성하고, 상기 단일의 이미지를 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분에 관한 레퍼런스 이미지와 비교하여 상기 대상물의 결함 유무를 판단하는 처리 유닛을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 카메라 유닛은, 상기 제1 부분에서 반사된 광이 입사되는 제1 센서 영역과, 상기 제2 부분에서 반사된 광이 입사되는 제2 센서 영역을 구비하는 이미지 센서를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 센서 영역과 상기 제2 센서 영역은, 상호 비중첩되도록 배치되어, 상기 제1 이미지와 상기 제2 이미지가 상호 비중첩되어 배치되도록 할 수 있다.
여기서, 상기 제1 센서 영역과 상기 제2 센서 영역은, 적어도 부분적으로 상호 중첩되어 배치되고, 상기 카메라 유닛은, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분을 상호 시차를 두고 촬영하도록 형성될 수 있다.
여기서, 상기 처리 유닛은, 상기 제1 이미지와 상기 제2 이미지가 상호 비중첩되어 배치되도록 연산 처리할 수 있다.
여기서, 상기 광학 유닛은, 상기 카메라 유닛의 광축에 수직으로 배치되고, 적어도 일 표면에 상기 제1 부분에서 반사된 광이 굴절되어 상기 제1 센서 영역으로 입사되도록 동심원형의 미세 패턴을 갖는 평판형의 프리즘 시트를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 미세 패턴은, 상기 제1 센서 영역을 통과하는 상기 카메라 유닛의 광축으로부터 반경방향으로 반복적으로 배치될 수 있다.
여기서, 상기 프리즘 시트는, 상기 제1 부분의 끝단부에서 반사된 광을 굴절시키도록 형성되는 제1 패턴 영역; 및 상기 제1 부분의 측면에서 반사된 광을 굴절시키도록 형성되는 제2 패턴 영역을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 패턴 영역에 포함되는 상기 미세 패턴은 수평면만으로 조합될 수 있다.
여기서, 상기 제2 패턴 영역에 포함되는 상기 미세 패턴은, 광이 굴절되어 상기 제1 센서 영역 쪽으로 집광되도록 경사형 곡면 및 수직면이 조합된 형태로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제2 반사경은, 상기 제1 반사경으로부터 반사된 광을 상기 제2 센서 영역을 향해 재반사할 수 있다.
여기서, 상기 제1 반사경은, 상기 이송 유닛과 평행하게 배치되는 평판 미러를 포함하고, 상기 제2 반사경은, 상기 대상물의 상측에 배치되고, 상기 대상물 쪽으로 벌어지게 형성되는 콘미러를 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치에 의하면, 하나의 카메라 유닛만으로 대상물의 복수의 부분을 촬영할 수 있다. 따라서, 추가적인 카메라 유닛이 요구되지 않아 경제적일 뿐만 아니라, 카메라 유닛을 유지하기 위한 비용도 줄일 수 있다.
또한, 대상물의 복수의 부분에 대한 결함 유무를 신속하게 판단할 수 있어 시간당 검사할 수 있는 대상물의 수량이 증가되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치(100)를 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치(100)의 프리즘 시트(161)를 이용하여 대상물(N)의 제1 부분(Na)을 촬영하는 모습을 도시한 측면도이다.
도 3은 도 1의 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치(100)의 반사 모듈(169)을 이용하여 대상물(N)의 제2 부분(Nb)을 촬영하는 모습을 도시한 측면도이다.
도 4는 도 1의 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치(100)의 프리즘 시트(161) 및 반사 모듈(169)을 이용하여 대상물(N)을 촬영하는 모습을 도시한 측면도이다.
도 5(a)는 도 1의 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치(100)의 처리 유닛에 의해 생성된 단일의 이미지(Is)를 도시한 도면이고, 도 5(b)는 대상물(N)의 제1 부분(Na) 및 제2 부분(Nb)에 관한 레퍼런스 이미지(Ir)를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치의 카메라 유닛(150) 및 처리 유닛에 의해 단일의 이미지(Is)가 생성되는 과정을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치(100)를 도시한 평면도이다.
본 도면을 참조하면, 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치(100)는, 공급 유닛(110), 정렬 유닛(120), 이송 유닛(130), 대상물 감지 유닛(140), 카메라 유닛(150), 광학 유닛(160), 형상 측정 유닛(180), 및 배출 유닛(190)을 포함할 수 있다.
공급 유닛(110)은 호퍼(hopper) 형태로 형성되며, 대상물(N)을 시간당 일정 양만큼 정렬 유닛(120)에 공급한다. 여기서, 대상물(N)은 너트, 볼트와 같은 나사류가 될 수 있다.
정렬 유닛(120)은 서로 모여져 있는 대상물(N)을 겹치지 않게 낱개 단위로 분리하고 일정한 자세로 정렬시킨다. 구성적인 측면에 있어서, 정렬 유닛(120)은 볼(bowl) 피더(121), 직선 피더(122), 및 스페이서(123)를 포함할 수 있다.
볼 피더(121)는 대상물(N)이 모여져 있는 상태에서 진동에 의하여 상호 분리되면서 특정 방향을 따라 안내되도록 구성된다. 볼 피더(121)는 대상물(N)을 이송하는 중에 가이드의 형상에 의하여 대상물(N)이 특정 자세를 갖도록 유도하거나 특정된 자세를 갖지 않는 대상물(N)을 탈락시킨다. 종류에 있어서 볼 피더(121)는 계단형, 원추형, 원통형, 접시형, 단종형 등 알려져 있는 다양한 타입으로 형성될 수 있다.
볼 피더(121)에 의해 일정 자세로 공급된 대상물(N)은 직선 피더(122)에 의해 일렬로 이송 유닛(130)에 정렬될 수 있도록 준비된다. 직선 피더(122)는 대상물(N)을 자중에 의해 자연적으로 이송되도록 하여 먼저 진행된 대상물(N)에 밀착시킨다. 공급 속도를 증대시키고 상호 간의 간격을 일정하게 유지하기 위해, 직선 피더(122)에는 공압 노즐과 같은 푸셔(pusher)가 구비될 수 있다. 직선 피더(122)의 끝단에는 한꺼번에 대상물(N)이 복수 개가 공급되는 것(잼)을 방지하기 위한 기계적 또는 전자적 장치가 구비될 수 있다. 그러한 잼 방지 장치로는 스프링에 의해 젖혀질 수 있는 암(arm) 또는 게이트(gate)나 롤러(roller) 등을 채택할 수 있다.
스페이서(123)는 직선 피더(122)에 의해 이송 유닛(130)에 놓여진 대상물(N)이 이송 유닛(130) 상에서 일정한 위치에 놓여 지도록 안내한다. 이송 유닛(130)에 놓여진 대상물(N)은 관성 또는 흔들림에 의해 설정된 위치에서 벗어나 있을 수 있다. 이를 맞추기 위해, 스페이서(123)는 대상물(N)과 접촉하여 대상물(N)을 이송 유닛(130)의 반경방향으로 이동할 수 있게 구성된다.
도 1에는 이송 유닛(130)의 상면에 대상물(N)이 '놓여 지는' 방식으로서 정렬 유닛(120)도 그에 적용될 수 있는 일 예를 보인 것이나, 정렬을 위한 메커니즘은 대상물(N)에 따라 다양한 형태가 될 수 있다. 그러한 예로서, 정렬 유닛(120)은 대상물(N)이 끼워지는 홈이 일정한 간격으로 외주 측면에 형성된 원형판을 포함할 수 있다.
이송 유닛(130)은 일정한 회전 속도를 갖는 원형의 회전판(131)을 구비할 수 있다. 대상물(N)은 회전판(131)에 놓여지게 되며, 이송 유닛(130)은 대상물(N)을 이송하는 동안 단계적으로 측정(검사)을 받도록 하고 측정이 마쳐진 후 배출되도록 한다. 회전판(131)의 구동을 위하여 회동부 및 속도 제어를 위한 감속 장치 등이 포함될 수 있다. 회전판(131)은 대상물(N)을 상면에 배치하고 회전판(131)의 저면에서도 측정이 가능하도록 투명 글라스 형태로 형성될 수 있다. 이외에도 회전판(131)은 외주의 측면에 대상물(N)이 끼워질 수 있는 홈이 일정 간격으로 형성된 타입으로 형성될 수도 있다.
대상물 감지 유닛(140)은 이송 유닛(130)에 옮겨진 대상물(N)을 감지한다. 대상물 감지 유닛(140)은 대상물(N)이 대상물 감지 유닛(140)을 지나쳐서 검사 영역으로 향하는지 감지하여 위치 및 대상물(N) 간의 간격에 관한 정보를 데이터 처리부에 전송한다. 대상물(N)의 감지를 위하여 광센서, 근접센서 등이 사용될 수 있다. 이외에도 대상물 감지 유닛(140)은 엔코더 형태로 구현될 수 있다.
카메라 유닛(150) 및 광학 유닛(160)은 대상물(N)이 검사 영역 내에 왔을 때 대상물(N)의 표면에 대한 정보를 얻을 수 있게 구성된다. 얻어진 정보는 본 도면에 도시되지 않은 처리 유닛에 의해 나사산의 결손 또는 크랙과 같은 결함의 유무를 평가하는데 활용된다. 카메라 유닛(150), 광학 유닛(160), 및 처리 유닛의 상세한 구성 및 작동 방식에 대하여는 도 2 내지 도 6을 참조하여 후술한다.
다시 도 1을 참조하면, 형상 측정 유닛(180)은 대상물(N)의 헤드 규격, 몸체의 직경, 몸체의 길이 등 다양한 크기적 요소를 측정할 수 있게 구성된다. 형상 측정 유닛(180)은 대상물(N)의 일측에 배치되는 백라이트와, 백라이트의 반대쪽에 배치되는 촬영기를 갖춤으로써 대상물(N)의 실루엣을 검사할 수 있게 구성될 수 있다.
배출 유닛(190)은 검사가 완료되었거나 재검사가 필요한(측정되지 않은) 대상물(N)을 분류하여 배출시킨다. 배출 유닛(190)은 적어도 하나의 양품 배출부(191, 192), 불량품 배출부(193), 및 재검사품 배출부(194)를 포함할 수 있다. 정확한 배출을 위하여 배출 유닛(190)은 공압으로 대상물(N)을 이동시키는 공압 노즐을 포함할 수 있다.
이외에도 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치(100)는 각 전자 부품들을 제어하거나 감지 또는 측정된 결과를 받는 데이터 처리부와, 검사 상태를 시각적으로 표시하기 위한 디스플레이를 포함할 수 있다. 데이터 처리부는 양품과 불량품, 및 재검사품을 구별하기 위한 알고리즘이 포함된 소프트웨어를 내장하고, 또한 사용자의 조작 또는 알림을 용이하게 하기 위한 시각적 사용자 인터페이스(graphic user interface: GUI)를 갖출 수 있다. 이하에서는, 상술한 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치(100)의 카메라 유닛(150) 및 광학 유닛(160)에 대해 도 2를 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 2는 도 1의 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치(100)의 프리즘 시트(161)를 이용하여 대상물(N)의 제1 부분(Na)을 촬영하는 모습을 도시한 측면도이다. 설명의 편의상, 본 도면에는 이송 유닛(130), 카메라 유닛(150), 및 광학 유닛(160) 만이 도시된다.
이송 유닛(130)은 대상물(N)을 이송하는 요소이다. 이송 유닛(130)은 상술한 회전판(131)을 포함할 수 있다.
카메라 유닛(150)은 대상물(N)을 촬영하는 요소이다. 카메라 유닛(150)은 대상물(N)의 상측에 배치될 수 있다. 카메라 유닛(150)은 이미지 센서(151)를 포함할 수 있다. 이 이미지 센서(151)는 대상물(N)의 제1 부분(Na)에서 반사된 광이 입사되는 제1 센서 영역(151a)과, 대상물(N)의 제2 부분(Nb)에서 반사된 광이 입사되는 제2 센서 영역(151b)을 포함할 수 있다. 제2 센서 영역(151b)에 대해서는 도 3을 참조하여 후술한다.
다시 도 2를 참조하면, 광학 유닛(160)은 대상물(N)에서 반사된 광을 카메라 유닛(150)으로 입사시키는 요소이다. 광학 유닛(160)은 프리즘 시트(161)를 포함할 수 있다.
프리즘 시트(161)는 대상물(N)의 제1 부분(Na)에서 반사된 광을 굴절시켜 카메라 유닛(150)으로 입사시키는 요소이다. 프리즘 시트(161)는 카메라 유닛(150)의 광축(X)에 수직으로 배치될 수 있다. 프리즘 시트(161)는 제1 패턴 영역(163), 및 제2 패턴 영역(165)을 포함할 수 있다.
제1 패턴 영역(163)과 제2 패턴 영역(165)에는 미세 패턴(167)이 형성될 수 있다. 미세 패턴(167)은 동심원형의 형태를 가질 수 있으며, 이 동심원형의 미세 패턴(167)은 제1 센서 영역(151a)을 통과하는 카메라 유닛(150)의 광축(X)으로부터 반경방향으로 반복적으로 배치될 수 있다. 여기서, 제1 패턴 영역(163)의 미세 패턴(167)은 수평면만으로 조합되거나 오목렌즈와 같은 형태로 형성될 수 있다. 이와 달리, 제2 패턴 영역(165)의 미세 패턴(167)은 경사형 곡면(167a) 및 수직면(167b)이 조합된 형태로 형성될 수 있다. 이하에서는, 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치(100)의 작동 방식을 설명한다.
본 실시예에서, 대상물(N)은 상술한 것과 같이 볼트와 같은 나사류일 수 있다. 따라서, 대상물(N)은 나사산이 형성되는 바디부와, 십자홈 등이 형성되는 헤드부를 가질 수 있다. 여기서, 제1 부분(Na)은 대상물(N)의 몸체부 및 헤드부의 측면일 수 있고, 제2 부분(Nb)은 대상물(N)의 헤드부의 헤드면일 수 있다. 이러한 대상물(N)은 제2 부분(Nb)이 회전판(131)의 상면에 놓여진 채로 이송되도록 구성될 수 있다.
대상물(N)은 회전판(131)을 통해 검사 영역으로 이송되고, 이 검사 영역에서 대상물(N)은 제1 센서 영역(151a)을 통과하는 카메라 유닛(150)의 광축(X)과 정렬되도록 배치될 수 있다. 이때, 프리즘 시트(161)의 제1 패턴 영역(163)은 수평면 형태로 이루어져 있으므로, 제1 부분(Na)의 끝단부에서 반사된 광은 제1 패턴 영역(163)을 통해 카메라 유닛(150)의 제1 센서 영역(151a)으로 입사될 수 있다.
이와 동시에, 제1 부분(Na)의 측면에서 반사된 광은 제2 패턴 영역(165)에 형성된 미세 패턴(167)의 경사형 곡면(167a)에 의해 굴절되어 이미지 센서(151)의 제1 센서 영역(151a) 쪽으로 집광될 수 있다. 여기서, 경사형 곡면(167a)들은 미세 패턴(167)이 제1 센서 영역(151a)으로 광을 집중시킬 수 있도록, 상호 동일한 초점 거리를 가질 수 있다. 또한, 경사형 곡면(167a)들은 프리즘 시트(161)의 반경방향을 따라 그 곡률이 변화될 수도 있다. 상술한 구성을 통해 얻어지는 대상물(N)의 이미지에 대해서는 도 5 및 도 6을 참조하여 후술한다.
도 3은 도 1의 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치(100)의 반사 모듈(169)을 이용하여 대상물(N)의 제2 부분(Nb)을 촬영하는 모습을 도시한 측면도이다. 본 도면을 참조하면, 광학 유닛(160)은 반사 모듈(169)을 포함할 수 있다.
반사 모듈(169)은 대상물(N)의 제2 부분(Nb)에서 반사된 광을 카메라 유닛(150)의 제2 센서 영역(151b)으로 반사시킬 수 있다. 반사 모듈(169)은 제1 반사경(171), 및 제2 반사경(173)을 포함할 수 있다. 제1 반사경(171)은 회전판(131)의 하측에 배치될 수 있다. 제1 반사경(171)은 평판 미러의 형태로 형성되고, 회전판(131)과 평행하게 배치될 수 있다. 제2 반사경(173)은 대상물(N)의 상측에 배치될 수 있다. 제2 반사경(173)은 대상물(N) 쪽으로 벌어지는 콘미러의 형태로 형성될 수 있다. 이하에서는, 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치(100)의 작동 방식을 설명한다.
본 실시예에서, 회전판(131)은 투광성을 가질 수 있으며, 대상물(N)은 제2 부분(Nb)이 회전판(131)의 상면에 놓여진 채로 이송될 수 있다. 대상물(N)이 이송되어 검사 영역에 위치하면, 제2 부분(Nb)에서 반사된 광은 투광성의 회전판(131)을 투과한 뒤 제1 반사경(171)으로 입사될 수 있다. 제1 반사경(171)은 이 광을 콘미러 형태의 제2 반사경(173)으로 반사시키며, 제2 반사경(173)은 이 광을 다시 제2 센서 영역(151b)으로 반사시킬 수 있다.
여기서, 제2 반사경(173)은 제1 반사경(171)으로부터 반사된 광이 제2 센서 영역(151b)으로 입사될 수 있도록, 그 위치 및 벌어짐각이 조절될 수 있다. 또한, 제2 반사경(173)은 상술한 콘미러 형태 이외에, 전반사를 이용한 콘렌즈 또는 프리즘 형태로 형성될 수도 있다. 이러한 구성을 통해 얻어지는 대상물(N)의 이미지에 대해서는 도 5 및 도 6을 참조하여 후술한다.
도 4는 도 1의 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치(100)의 프리즘 시트(161) 및 반사 모듈(169)을 이용하여 대상물(N)을 촬영하는 모습을 도시한 측면도이다. 본 도면을 참조하면, 광학 유닛(160)은 상술한 프리즘 시트(161)와 반사 모듈(169)을 모두 구비할 수 있다.
여기서, 카메라 유닛(150)은 제1 센서 영역(151a)이 대상물(N)과 정렬되도록 배치되고, 프리즘 시트(161)는 그 중앙부가 제1 센서 영역(151a)을 통과하는 카메라 유닛(150)의 광축(X)과 교차하도록 배치될 수 있다. 이와 함께, 반사 모듈(169)은 프리즘 시트(161)와 편심되어 배치될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 대상물(N)의 제1 부분(Na)에서 반사된 광은 제1 센서 영역(151a)으로 입사되고, 대상물(N)의 제2 부분(Nb)에서 반사된 광은 제2 센서 영역(151b)으로 입사될 수 있다. 여기서, 제1 센서 영역(151a)과 제2 센서 영역(151b)은 상호 비중첩되도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 카메라 유닛(150)은 제1 이미지(Ia)와 제2 이미지(Ib)가 상호 비중첩되는 단일의 이미지(Is)를 획득할 수 있다. 이하에서는, 이러한 구성에 의해 획득되는 단일의 이미지(Is)에 대해 도 5(a) 및 도 5(b)를 참조하여 설명한다.
도 5(a)는 도 1의 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치(100)의 처리 유닛에 의해 생성된 단일의 이미지(Is)를 도시한 도면이고, 도 5(b)는 대상물(N)의 제1 부분(Na) 및 제2 부분(Nb)에 관한 레퍼런스 이미지(Ir)를 도시한 도면이다.
본 실시예에서, 제1 센서 영역(151a)과 제2 센서 영역(151b)은 전술한 것과 같이 상호 중첩되지 않도록 배치될 수 있다. 따라서, 카메라 유닛(150)은 서로 중첩되지 않는 제1 이미지(Ia)와 제2 이미지(Ib)를 동시에 또는 시차를 두고 각각 획득할 수 있다. 이 경우, 처리 유닛은 이미지 센서(151)로부터 제1 이미지(Ia)와 제2 이미지(Ib)를 각각 입력받아, 도 5(a)에 도시된 것과 같이 제1 이미지(Ia) 및 제2 이미지(Ib)가 함께 배치되는 단일의 이미지(Is)를 생성할 수 있다.
처리 유닛은 이러한 단일의 이미지(Is)를 도 5(b)에 도시된 레퍼런스 이미지(Ir)와 비교할 수 있다. 처리 유닛은 이러한 비교를 통해 대상물(N)의 제1 부분(Na) 및 제2 부분(Nb)에 존재하는 결함(F) 유무를 판단할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 대상물(N)의 제1 부분(Na) 및 제2 부분(Nb)에 대한 결함(F) 유무가 단일의 이미지(Is)에 의해 단 한번의 비교 과정을 거쳐 신속하게 판단될 수 있으므로 검사 시간이 단축될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치의 카메라 유닛(150) 및 처리 유닛에 의해 단일의 이미지(Is)가 생성되는 과정을 도시한 도면이다.
도 6(a)는 제1 이미지(Ia)와 제2 이미지(Ib)가 부분적으로 중첩된 단일의 이미지(Is)를 도시한 도면이다. 본 실시예에 따르면, 프리즘 시트(161)와 반사 모듈(169)의 위치에 따라 제1 센서 영역(151a)과 제2 센서 영역(151b)이 적어도 부분적으로 상호 중첩될 수 있다(이하, 도 4 참조). 이 경우, 카메라 유닛(150)이 제1 부분(Na)과 제2 부분(Nb)을 동시에 촬영하게 되면, 도 6(a)에 도시된 것과 같이 제1 이미지(Ia)와 제2 이미지(Ib)가 상호 부분적으로 중첩되는 단일의 이미지(Is)가 생성될 수 있다. 이와 같이 단일의 이미지(Is)에서 제1 이미지(Ia)와 제2 이미지(Ib)가 상호 간섭되는 영역(S)이 발생하면, 결함(F) 유무의 판단시 그 정확도가 떨어질 수 있다.
도 6(b) 및 도 6(c)는 각각 별도로 촬영되는 제1 이미지(Ia)와 제2 이미지(Ib)를 도시한 도면이다. 상술한 것과 같이, 제1 센서 영역(151a)과 제2 센서 영역(151b)이 적어도 부분적으로 상호 중첩되는 경우, 카메라 유닛(150)은 대상물(N)의 제1 부분(Na)과 제2 부분(Nb)을 상호 시차를 두고 촬영할 수 있다. 이에 따라, 카메라 유닛(150)은 도 6(b) 및 도 6(c)에 도시된 것과 같이 제1 이미지(Ia)와 제2 이미지(Ib)를 각각 개별적으로 획득할 수 있다.
도 6(d)는 제1 이미지(Ia)와 제2 이미지(Ib)가 상호 비중첩되어 배치된 단일의 이미지(Is)를 도시한 도면이다. 처리 유닛은 카메라 유닛(150)으로부터 도 6(b) 및 도 6(c)에 도시된 제1 이미지(Ia) 및 제2 이미지(Ib)를 각각 입력받을 수 있다. 이후, 처리 유닛은 입력받은 제1 이미지(Ia) 및 제2 이미지(Ib)를 연산 처리하여 본 도면에 도시된 것과 같이 제1 이미지(Ia)와 제2 이미지(Ib)가 상호 비중첩되는 단일의 이미지(Is)를 생성할 수 있다. 처리 유닛은 이러한 단일의 이미지(Is)를 레퍼런스 이미지(Ir)와 비교하여 대상물(N)의 결함(F) 유무를 판단할 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 제1 센서 영역(151a)과 제2 센서 영역(151b)이 중첩되는 경우에도, 단일의 이미지(Is)에서 제1 이미지(Ia)와 제2 이미지(Ib)가 상호 간섭되는 영역(S)을 제거할 수 있어, 대상물(N)에 대한 결함(F) 유무를 정확하고 신속하게 판단할 수 있다.
상기와 같은 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
100: 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치
130: 이송 유닛 150: 카메라 유닛
160: 광학 유닛 161: 프리즘 시트
169: 반사 모듈

Claims (12)

  1. 제1 부분 및 제2 부분을 가진 대상물을 이송하는 투광성의 이송 유닛;
    상기 이송 유닛의 하측에 배치되어 상기 제2 부분에서 반사된 광을 수광하는 제1 반사경과, 상기 제1 반사경으로부터 반사된 광을 재반사하는 제2 반사경을 갖는 반사 모듈을 구비하며, 상기 제1 부분에서 반사된 광의 진행 방향을 변경하도록 형성되는 광학 유닛;
    상기 제1 부분 및 상기 제2 부분에서 반사된 광을 상기 광학 유닛을 통해 각각 수광하여 상기 제1 부분에 대한 제1 이미지 및 상기 제2 부분에 대한 제2 이미지를 획득하는 카메라 유닛; 및
    상기 카메라 유닛으로부터 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지를 각각 입력받아, 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지가 함께 배치되는 단일의 이미지를 생성하고, 상기 단일의 이미지를 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분에 관한 레퍼런스 이미지와 비교하여 상기 대상물의 결함 유무를 판단하는 처리 유닛을 포함하는, 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 카메라 유닛은,
    상기 제1 부분에서 반사된 광이 입사되는 제1 센서 영역과, 상기 제2 부분에서 반사된 광이 입사되는 제2 센서 영역을 구비하는 이미지 센서를 포함하는, 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 센서 영역과 상기 제2 센서 영역은,
    상호 비중첩되도록 배치되어, 상기 제1 이미지와 상기 제2 이미지가 상호 비중첩되어 배치되도록 하는, 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 센서 영역과 상기 제2 센서 영역은,
    적어도 부분적으로 상호 중첩되어 배치되고,
    상기 카메라 유닛은,
    상기 제1 부분과 상기 제2 부분을 상호 시차를 두고 촬영하도록 형성되는, 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 처리 유닛은,
    상기 제1 이미지와 상기 제2 이미지가 상호 비중첩되어 배치되도록 연산 처리하는, 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 광학 유닛은,
    상기 카메라 유닛의 광축에 수직으로 배치되고, 적어도 일 표면에 상기 제1 부분에서 반사된 광이 굴절되어 상기 제1 센서 영역으로 입사되도록 동심원형의 미세 패턴을 갖는 평판형의 프리즘 시트를 더 포함하는, 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 미세 패턴은,
    상기 제1 센서 영역을 통과하는 상기 카메라 유닛의 광축으로부터 반경방향으로 반복적으로 배치되는, 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 프리즘 시트는,
    상기 제1 부분의 끝단부에서 반사된 광을 굴절시키도록 형성되는 제1 패턴 영역; 및
    상기 제1 부분의 측면에서 반사된 광을 굴절시키도록 형성되는 제2 패턴 영역을 포함하는, 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 패턴 영역에 포함되는 상기 미세 패턴은 수평면만으로 조합되는, 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제2 패턴 영역에 포함되는 상기 미세 패턴은,
    광이 굴절되어 상기 제1 센서 영역 쪽으로 집광되도록 경사형 곡면 및 수직면이 조합된 형태로 형성되는, 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 제2 반사경은,
    상기 제1 반사경으로부터 반사된 광을 상기 제2 센서 영역을 향해 재반사하는, 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 반사경은,
    상기 이송 유닛과 평행하게 배치되는 평판 미러를 포함하고,
    상기 제2 반사경은,
    상기 대상물의 상측에 배치되고, 상기 대상물 쪽으로 벌어지게 형성되는 콘미러를 포함하는, 대상물의 복수 부분에 대한 검사가 가능한 비전 검사 장치.
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