KR101587560B1 - 차량용 광각 렌즈 모듈의 검사 장치 - Google Patents

차량용 광각 렌즈 모듈의 검사 장치 Download PDF

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Abstract

차량용 광각 렌즈 모듈의 검사 장치가 개시된다. 이 장치는 흑색 블록과 상기 흑색 블록을 둘러싸는 백색 주변 영역으로 이루어진 이미지 패턴을 갖는 챠트와, 상기 챠트의 하부에 배치되어 상기 이미지 패턴을 촬영한 챠트 영상을 생성하는 차량용 광각 렌즈 모듈 및 상기 챠트 영상 내의 ROI 영역 내에 존재하는 상기 흑색 블록과 상기 백색 주변 영역 간의 경계 영역을 스캔하고, 상기 경계 영역 내에서 완전 흑색의 휘도값을 기준으로 80%의 휘도값을 나타내는 제1 지점과 20%의 휘도값을 나타내는 제2 지점 간의 거리 계산을 통해 상기 차량용 광각 렌즈 모듈의 양불을 자동으로 판정하는 판별부를 포함한다.

Description

차량용 광각 렌즈 모듈의 검사 장치{LENS MODULE INSPECTION MACHINE FOR VEHICEL}
본 발명은 렌즈 모듈의 검사 장치에 관한 것으로서, 차량용 광각 렌즈를 갖는 차량용 광각 렌즈 모듈의 검사 장치에 관한 것이다.
현재 사진 또는 영상 촬영 기능을 갖는 휴대폰이나 PDA 등이 개발되고 있으며, 이에 따라 이러한 기기에 구비되는 소형 카메라 모듈에 대한 수요 및 기능 개선에 대한 소비자의 요구가 증가하고 있다. 이러한 소형 카메라 모듈에 구비되는 렌즈 모듈은, 일반적으로 하나의 경통 내에 다수의 렌즈들이 적층되는 형태로 이루어진다.
일반적으로 렌즈 모듈에서, 렌즈들의 지름은 경통 내부의 지름보다 미세하게 크게 형성됨으로써, 렌즈들이 경통 내에 꽉 끼워짐으로써 조립과 동시에 그 위치가 고정되도록 하고 있다. 그런데, 이러한 조립 과정에서 외부 충격, 이물질 유입, 조립 장비 오작동 등과 같은 예상치 못한 오류에 의하여 렌즈들이 정상적으로 조립되지 못하고, 광축에 대하여 비스듬하게 틸트(tilt)된 상태로 배치되는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 비정상적으로 조립된 렌즈 모듈의 양, 불을 판정하는 검사 작업이 요구되며, 기존에는 육안에 의해 검사자의 임의적 판단을 통해 렌즈 모듈의 검사 과정이 수행되었다.
이러한 기존의 검사 과정은 검사자의 육안에 의한 영상 검사로 인해 피로도가 극심할 뿐만 아니라 판별 작업이 매우 안내하고, 검사자는 본인의 판단이 잘못될 수 있다는 불안함에 제품 성능에 약간의 의심만 가져도 불량으로 처리하여 정상 제품의 손실이 매우 크다. 즉, 검사자의 심리적 상태에 따라서 양불 판정이 바뀌는 경우, 검사 결과에 대한 신뢰성이 현저히 떨어진다. 더욱이, 차량의 후방 카메라 또는 블랙박스용 카메라에서 요구되는 광각 렌즈를 구비한 렌즈 모듈에 대한 검사 장비 개발은 논의조차 이루어지고 있지 않은 실정이다.
따라서, 본 발명의 목적은 차량의 후방 카메라 또는 블랙박스용 카메라에 구비된 광각 렌즈 모듈의 양, 불을 판정하는 과정에서 검사자의 육안에 의존한 주관적인 데이터가 아니라 객관적이고도 정확한 정량적인 데이터를 이용하여 광각 렌즈 모듈의 양, 불을 자동으로 판정하는 차량용 광각 렌즈 모듈의 검사 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 차량용 광각 렌즈 모듈의 검사 장치는, 흑색 블록과 상기 흑색 블록을 둘러싸는 백색 주변 영역으로 이루어진 이미지 패턴을 갖는 챠트와, 상기 챠트의 하부에 배치되어 상기 이미지 패턴을 촬영한 챠트 영상을 생성하는 차량용 광각 렌즈 모듈 및 상기 챠트 영상 내의 ROI 영역 내에 존재하는 상기 흑색 블록과 상기 백색 주변 영역 간의 경계 영역을 스캔하고, 상기 경계 영역 내에서 완전 흑색의 휘도값을 기준으로 80%의 휘도값을 나타내는 제1 지점과 20%의 휘도값을 나타내는 제2 지점 간의 거리 계산을 통해 상기 차량용 광각 렌즈 모듈의 양불을 자동으로 판정하는 판별부를 포함한다.
본 발명에 의하면, 자동 처리 과정에서 추출된 정량적인 데이터를 이용하여 광각 렌즈 모듈의 양불을 판정함으로써, 검사 결과에 대한 객관성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 광각 렌즈 모듈의 검사 장치를 보여주는 전체 구성도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 양불 판정 화면을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 양불 판정을 정량적인 데이터로 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 SFR 챠트의 이미지 패턴을 보여주는 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 ROI 내의 경계영역을 확대한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 광간 렌즈 모듈의 검사 장치를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 광각 렌즈 모듈의 검사 장치(100)는 차량용 광각 렌즈 모듈(110), 지지대(120), 이미지 챠트(130: SFR(Spatial Frequency Resolution) chart)(이하, "챠트"라 한다.), 판별부(140) 및 표시부(150)를 포함한다.
차량용 광각 렌즈 모듈(110)은 검사 대상에 해당하는 차량 광각 렌즈를 구비한 모듈로서, 챠트(130)와 대향되게 이격 배치된다. 차량용 광각 렌즈 모듈(110)은 상부에 배치된 챠트(130)로부터 일정 간격 떨어진 상태로 챠트(130)와 대향되게 이격 배치된다. 여기서, 차량용 광각 렌즈 모듈(110)은 검사 지그(112)에 올려져 고정된 상태를 유지하며, 검사가 끝난 후에는 작업자에 의해 제거된다. 차량용 광각 렌즈 모듈(110)은 상부에 배치된 챠트(130)를 촬영하여 광각 렌즈 모듈의 양불 판정을 위한 챠트(130)의 영상을 획득한다. 여기서, 챠트(130)는 광각 렌즈 모듈의 양불 판정을 위해 사용되는 이미지 패턴을 갖는다. 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 중심에 배치된 흑색 블록을 제외한 나머지 흑색 블록들이 좌우 대칭된 형태의 이미지 패턴을 가질 수 있다. 각 흑색 블록들의 크기는 다를 수 있으며, 예컨대, 중심에 위치한 흑색 블록과 바깥쪽에 위치한 흑색 블록들은 동일 크기를 가지며, 중심과 바깥쪽 사이에 위치한 흑색 블록들은 중심에 위치한 흑색 블록의 크기보다 작게 구성될 수 있다. 챠트(130)의 후면에는 챠트(130)에 광원을 조사하는 백라이트 유닛(160)이 배치된다. 이 백라이트 유닛(160)을 배치하는 이유는 챠트(130)에 형성되는 흑, 백 대비가 명확하게 이루어질 수 있게 하기 위함이다.
지지대(120)는 광각 렌즈 모듈(110)의 정확한 양불 판정을 위해 그 표면과 챠트(130)가 평행을 이루는 평탄도를 유지할 수 있도록 구성되어, 차량용 광각 렌즈 모듈(110)의 광축이 챠트(130)에 대해 수직을 형성하도록 구성된다.
이러한 지지대(120)는 차량용 광각 렌즈 모듈(110)과 챠트(130)가 일정 간격을 유지하도록 검사 지그(120)를 좌우 및 상하 방향으로 이동 가능하도록 구성된다. 이를 위해, 지지대(120)는 상부 지지대(122), 중간 지지대(124) 및 하부 지지대(126)를 포함한다. 상부 지지대(122)는 그 표면과 챠트(130)간의 수평을 조절한다. 이를 위해, 도시하지는 않았으나, 상부 지지대(122)는 수평 조절 장치를 구비할 수 있으며, 이 수평 조절 장치는 상부 지지대(122)의 X축, Y축 수평을 조절한다. 또한 상부 지지대(122)에는 이송 수단(122-1)이 구비되어, 이송 수단(122-1) 상의 검사 지그(120) 및 검사 지그(120)에 고정된 광각 렌즈 모듈(110)을 좌우 방향으로 이동시킬 수 있다. 중간 지지대(124)는 상부 지지대(122)의 하부에 배치도어, 상부 지지대(122)를 상하 방향으로 승하강 시킨다. 예컨대, 중간 지지대(124)는 내부에 실린더와 같은 부재를 구비하여, 상부 지지대(122)를 상하 방향으로 승하강 시킬 수 있다. 하부 지지대(124)는 중간 지지대(124)의 하부에 배치되어, 내부에 실린더와 물리적으로 연결된 구동 모터를 구비할 수 있다. 중간 지지대(124)는 구동모터의 구동에 따라 실린더를 작동시켜 상부 지지대(122)를 승하강 시킴으로써, 검사 지그(112)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있게 된다.
판별부(140)는 광각 렌즈 모듈(110)에 의해 촬영된 챠트 영상(11)을 수신하기 위해, 검사 지그(112)와 연결된다. 판별부(140)는 수신된 챠트 영상(11)을 이용하여 검사 지그(112)에 고정된 차량용 광각 렌즈 모듈(110)의 광각 렌즈의 양불 판정을 수행한다. 판별부(140)는 퍼스널 컴퓨터(PC)일 수 있으며, 판별부(140)와 검사 지그(112)는 유/무선 통신, 예컨대 USB, 카메라 링크(Camera Link), 블루투스, 와이파이와 같은 규격의 방식으로 통신을 수행할 수 있다. 렌즈 모듈(101)의 양불 판정을 위해, 판별부(140)에는 광각 렌즈 모듈(110)의 검사를 위한 프로그램이 탑재될 수 있으며, 프로그램을 통해 차량용 광각 렌즈 모듈(101)의 양불 판정을 수행하여 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 화면에 표시할 수 있다.
표시부(150)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 광각 렌즈의 양(pass 또는 A+) 또는 불(failure)을 표시한다. 여기서, 도 2는 양으로 판정된 검사 프로그램의 화면을 보여주는 것이고, 도 3은 불로 판정된 검사 프로그램의 화면을 보여주는 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 챠트(130)에서 검사 영역을 나타내는 박스 형태의 ROI(Region Of Interest)가 흰색으로 나타나면, 이는 양 판정을 의미하고, 도 3에 도시된 바와 같이, ROI가 붉은색으로 나타나면, 이는 불 판정을 의미한다.
이와 같은 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 모듈 검사 장치(100)는 챠트(130)에서 검사 영역을 나타내는 ROI(Region Of Interest) 영역의 위치를 보정하는 기능을 제공할 수 있다. 상기 ROI 위치를 보정하는 이유는 다음과 같다.
이하, 도 1에 도시된 판별부(140)에서 수행되는 양불 판정 과정에 대해 상세히 기술한다.
도 6은 도 5에 도시된 ROI 영역을 확대한 도면이다.
도 6을 참조하면, 판별부(140)가 광각 렌즈 모듈(110)에 의해 촬상된 챠트(130)의 이미지를 입력받으면, 입력 받은 챠트(130)의 영상 내의 ROI에 내의 경계 영역을 스캔하는 과정이 수행된다. 스캔 과정은 완전 흑색에서 완전 흰색 방향으로 스캔하는 과정(A)과 완전 흰색에서 완전 흑색 방향으로 스캔하는 과정(B)으로 나눌 수 있다.
먼저, 휘도값이 완전 흑색의 휘도값을 100%라 하면, 스캔 과정(A)에서, 80%의 휘도값을 나타내는 지점을 검출하는 과정이 수행된다. 스캔 과정(A)에서, 80%의 휘도값을 나타내는 지점(P1)이 검출되면, 스캔 과정(B)이 수행된다.
스캔 과정(B)에서는, 휘도값이 완전 흑색의 휘도값의 20%의 휘도값을 나타내는 지점(P2)을 검출하는 과정이 수행된다.
20%의 휘도값을 나타내는 지점(P2)이 검출되면, 스캔 과정(A)에서 검출된 지점(P1)과 스캔 과정(B)에서 검출된 지점(P2) 간의 거리(d1)를 계산하는 과정이 수행된다. 이 거리(d1)가 계산되면, 계산된 거리(d1)와 기 설정된 거리(dref) 간의 비교 연산을 통해 광각 렌즈의 양불이 판정된다. 예컨대, 계산된 거리(d1)가 기 설정된 거리(dref) 이하이면, 양호한 것으로 판정하고, 반대로 계산된 거리(d1)가 기 설정된 거리(dref)를 초과하면, 불량으로 판정한다.
판정된 결과는 도 2 및 도 3과 같이, 화면에 나타나는 해당 ROI의 테두리를 흰색 또는 붉은색으로 표시하여 검사자가 시각적으로 양불을 판정할 수 있도록 한다. 다른 예로서, 계산된 거리(d1)를 수치화된 정량적 데이터로 보여줄 수 있다. 이 경우, 수치화된 정량적 데이터와 기준 데이터 간의 비교한 결과를 텍스트 형태("A+(또는 PASS)" 또는 "FAILURE")로 표시할 수도 있다.
한편, 검사 지그(112)에 광각 렌즈를 고정시키는 과정에서 광각 렌즈 모듈 자체가 검사 지그(112)에서 틸트(tilt)된 상태로 고정되는 경우, 정확한 양불 판정의 수행이 어렵다. 즉, 챠트(130)에서 검사 영역을 나타내는 ROI 영역을 챠트(130)의 위치에 맞도록 광각 렌즈의 위치를 보정할 필요가 있다. 이에 본 발명의 일 실시 예에서는 ROI 영역의 위치를 보정하기 위한 화면에 표시되는 초점 조정 영역(50)을 이용해, ROI 영역을 챠트(130)의 위치에 맞도록 보정한다. 이를 위해, 챠트(130) 상에는 점 형태의 기준 포인트 패턴(132)이 형성되며, 화면에는 ROI 영역 외에 광각 렌즈를 기준 포인트 패턴(132)에 정렬시키기 위한 초점 조절 영역(50)이 표시된다. 초점 조절 영역(50)은 십자가 형태의 표시 라인을 갖는다. 화면을 통해 표시되는 챠트 영상 내에서 기준 포인트 패턴(132)니 십자가 형태의 표시 라인에 의해 형성된 교차점(52)에 일치하지 않는 경우, 상부 지지대(122)를 상하 및 좌우로 이동시켜 기존 포인트 패턴(132)과 교차점(52)을 일치시킨다. 이렇게 함으로써, 검사 대상에 해당하는 모든 광각 렌즈를 최대한 동일한 조건에서 양불 판정을 수행할 수 있게 된다.
이상, 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 모듈 검사 장치(100)는 PC와 같은 컴퓨팅 장치로 구현될 수 있는 도 1의 판별부(140)에 구비된 검사 알고리즘을 이용해 광각 렌즈 모듈의 양불을 자동으로 판정할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 모듈 검사 장치(100)는 자동으로 판정한 결과를 도 4에 도시된 바와 같이, 정량적인 데이터를 제공하는데 이용하거나, 도 4에 도시된 바와 같이, 정량적인 데이터 추출을 통해 객관성 확보 및 기술력을 축적할 수 있게 된다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 모듈 검사 장치(100)는 챠트(130)의 ROI 위치 조정을 통해 광각 렌즈 모듈의 양불을 보다 정확하게 판정할 수 있다.
결론적으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 광각 렌즈 모듈의 양불 판정을 자동으로 수행함으로써, 작업자 눈의 피로도 감소 및 검사자의 심리적 안정을 통한 장기 근속 유도할 수 있다. 실제 산업현장에 적용한 결과에 따르면, 현, 평균 근속 기간이 3.16 개월에서, 적용 후 평균 근속 목표 기간이 1.5 년으로 증가하였음을 확인할 수 있었다. 또한 검사자의 객관적이고 논리적인 검사 작업을 통한 정확한 양불 판정을 수행할 수 있게 되었다. 즉, 검사 후 객관적 데이터가 없으므로, 검사자의 주관적 데이터에 의존하는 종래와는 달리 본 발명을 적용 후, 검사 결과를 수치상의 정량 데이터로 추출 후 파일링함으로써, 정확한 양불 판정을 수행할 수 있게 되었다.
또한 고객 사와의 불필요한 소모성 논란 방지를 통한 불필요한 비용 낭비 제거함으로써, 품질관리 담당자의 불량 대응 건 출장 횟수를 현 대비 50%의 감소 효과(월 단위)를 확인할 수 있었다.
또한 본 발명의 자동 처리 과정을 통해 현 평균 개당 20초에서 10초로 검사 시간이 대폭 줄어들었음을 확인할 수 있고, 일관된 검사 기준 확보를 통한 품질 경쟁력 확보를 할 수 있게 된다.
나아가 신규 렌즈 개발 시, 성능 개선이나 개발에 기존 데이터를 활용함으로써, 수율 및 Grade 별 객관적 데이터를 통한 설계 접근이 가능해 진다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (8)

  1. 흑색 블록과 상기 흑색 블록을 둘러싸는 백색 주변 영역으로 이루어진 이미지 패턴을 갖는 챠트;
    상기 챠트의 하부에 배치되어 상기 이미지 패턴을 촬영한 챠트 영상을 생성하는 차량용 광각 렌즈 모듈; 및
    상기 챠트 영상 내의 ROI 영역 내에 존재하는 상기 흑색 블록과 상기 백색 주변 영역 간의 경계 영역을 스캔하고, 상기 경계 영역 내에서 완전 흑색의 휘도값을 기준으로 80%의 휘도값을 나타내는 제1 지점과 20%의 휘도값을 나타내는 제2 지점 간의 거리 계산을 통해 상기 차량용 광각 렌즈 모듈의 양불을 자동으로 판정하는 판별부를 포함하고,
    상기 판별부는,
    흑색 블록의 완전 흑색 영역에서 상기 백색 주변 영역의 완전 흰색 영역으로 스캔하는 제1 스캔 과정에서, 완전 흑색의 휘도값을 기준으로 80%의 휘도값을 나타내는 제1 지점을 검출하고, 완전 백색 영역에서 완전 흑색 방향으로 스캔하는 제2 스캔 과정에서, 완전 흑색의 휘도값의 20%의 휘도값을 나타내는 제2 지점을 검출하고, 상기 제1 지점과 상기 제2 지점 간의 거리 계산을 통해 상기 차량용 광각 렌즈 모듈의 양불을 판정하는 차량용 광각 렌즈 모듈의 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 챠트는,
    SFR(Spatial Frequency Resolution) 챠트인 것인 차량용 광각 렌즈 모듈의 검사 장치.
  3. 제1항에 있어서, 차량용 광각 렌즈 모듈을 지지하고, 상기 챠트와 상기 차량용 광각 렌즈 모듈 간의 수평을 조절을 위해 구동 모터의 구동에 따라 상기 차량용 광각 렌즈 모듈을 상, 하, 좌, 우로 이동시키는 지지대를 더 포함하는 차량용 광각 렌즈 모듈의 검사 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 판별부는,
    상기 제1 지점과 상기 제2 지점 간의 거리와 기 설정된 거리를 비교하여, 상기 거리가 상기 기 설정된 거리보다 작으면, 상기 차량용 광각 렌즈 모듈을 양호한 모듈로 판정하는 것인 차량용 광각 렌즈 모듈의 검사 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 차량용 광각 렌즈 모듈의 양불을 시각적인 정보로 표시하는 표시부를 더 포함하는 차량용 광각 렌즈 모듈의 검사 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 표시부는,
    상기 판별부의 제어에 따라 ROI 영역을 나타내는 테두리의 색상 변경을 통해 상기 차량용 광각 렌즈 모듈의 양불을 시각적인 정보로 표시하는 차량용 광각 렌즈 모듈의 검사 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 표시부는,
    상기 판별부의 제어에 따라, 상기 제1 지점과 상기 제2 지점 간의 거리를 정량적인 데이터로 변환하고, 변환된 정량적인 데이터를 기준 데이터와 비교하여, 상기 차량용 광각 렌즈 모듈의 양불을 텍스트 형태의 시각적인 정보로 표시하는 차량용 광각 렌즈 모듈의 검사 장치.
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KR100924117B1 (ko) 2009-07-15 2009-10-29 김대봉 렌즈 검사 장치
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