KR102112053B1

KR102112053B1 - 이미지 센서를 이용한 표면결함 검사장치 및 검사방법

Info

Publication number: KR102112053B1
Application number: KR1020180089808A
Authority: KR
Inventors: 윤영엽
Original assignee: 주식회사 뷰온
Priority date: 2018-08-01
Filing date: 2018-08-01
Publication date: 2020-05-18
Also published as: US20210302324A1; WO2020027440A1; KR20200014532A; EP3832295A1; CN112469992A; EP3832295A4; JP2021533344A; US11892414B2; JP7277996B2

Abstract

본 발명에 따른 이미지 센서를 이용한 표면결함 검사장치는 지면과 평행한 길이 방향을 따라 피검사체의 이송경로를 제공하는 프레임부, 상기 이송경로를 따라 상기 피검사체를 이송시키도록 상기 프레임부의 일측에 설치된 이송부, 상기 이송되는 피검사체의 상부에서 피검사체의 표면을 촬상하도록 상기 이송경로의 중도에 설치된 이미지 센서부, 상기 피검사체의 표면 중 상기 이미지 센서부에 의하여 촬상되는 영역인 촬상영역에 대하여 각각 서로 다른 방향으로 광을 조사하는 복수의 조명램프를 포함하고, 상기 이송경로의 중도에 설치된 조명부, 및 상기 피검사체를 미리 정해진 단위 이송거리만큼 이동시키면서 상기 피검사체의 표면을 촬상함으로써 매 촬상시마다 촬상영역이 상기 단위 이송거리만큼 달라지도록 상기 이송부와 이미지 센서부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는 이미지 센서부의 촬상시 복수의 조명램프 중 어느 하나가 미리 정해진 순서에 따라 점등되도록 상기 조명부의 동작을 제어함으로써 서로 연속하여 촬상되는 촬상영역 각각에 대하여 서로 다른 방향에서 광이 조사되도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

이미지 센서를 이용한 표면결함 검사장치 및 검사방법{An Apparatus and Method for Inspecting Surface Defect using Image Sensor}

본 발명은 이미지 센서를 이용한 표면결함 검사장치 및 검사방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 피검사체를 이송시키면서 이미지 센서로 피검사체의 표면을 촬상하여 피검사체의 표면 전체를 스캔한 스캔영상을 획득하되, 매 촬상시마다 광 조사방향이 다른 복수의 조명램프 중 어느 하나가 미리 정해진 순서에 따라 점등되어 상기 이미지 센서에 의해 촬상되는 촬상영역에 광을 조사하도록 구성됨으로써 한 번의 스캔만으로도 광 조사 방향이 다른 복수의 조명램프 각각에 대한 상기 스캔영상을 얻을 수 있기 때문에 다양한 종류, 형상, 또는 방향을 가지는 결함의 검출 정확성을 제고할 수 있을 뿐만 아니라 피검사체의 표면검사에 소요되는 시간을 현저히 감소시킬 수 있는 이미지 센서를 이용한 표면결함 검사장치 및 검사방법에 관한 것이다.

일반적으로 강판, PCB 기판, 반도체 웨이퍼, 필름 등과 같이 평판 형상으로 이루어지는 제품의 경우 제조공정이 완료된 이후에 제품의 표면에 형성된 오염물 부착, 스크래치, 찍힘, 크랙 등의 결함이 존재하는지 여부를 평가하는 표면 검사공정을 거치게 된다.

종래에는 상기 표면 검사공정이 검사자가 육안이나 현미경 등을 이용하여 제품의 표면을 직접 검사하는 방식으로 이루어지는 것이 통상적이었으나, 이러한 육안 검사의 경우 불량여부가 검사자의 육안 관찰에 의한 주관적인 판단에 의해 결정되기 때문에 균일한 품질에 대한 신뢰성을 확보하기 곤란하여 미세한 표면 결함이 품질에 치명적인 영향을 미치는 이차전지, 반도체 웨이퍼, PCB 기판 등의 표면 검사에는 적용할 수 없는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 피검사체인 제품의 표면에 광을 조사하는 광원과 제품의 표면에서 반사된 반사광에 의한 이미지를 촬영하는 이미지 센서를 이용하여 제품의 표면에 결함이 존재하는지 여부를 판단하는 방식의 표면 검사장치가 개발되었는데, 이러한 이미지 센서를 이용한 표면 검사장치는 하기 [문헌 1]에 상세히 개시되어 있다.

그러나, 표면 결함의 경우 광이 조사되는 방향에 따라 이미지 센서의 출력을 통해 검출할 수 있는 결함의 종류, 형상, 방향이 달라지는 특성이 있기 때문에 하기 [문헌 1]에 따른 기술과 같이 검사 표면에 대하여 광을 균일하게 조사하는 방식을 적용할 경우 다양한 종류, 형상 또는 방향을 가진 표면 결함을 정확하게 검출하기 곤란한 문제점이 있다.

이를 해결하기 위하여, 하기 [문헌 2]에는 이송되는 피검사체의 좌우에 2개의 광원을 설치하여 서로 다른 방향으로 광을 조사하면서 이미지를 촬영함으로써 표면 검사의 정확성을 향상시키는 방식이 개시되어 있다.

그러나, 하기 [문헌 2]의 경우 라인형 광원의 배치 구조의 한계상 라인 스캔형 이미지 센서의 스캔 라인에 대하여 전방과 후방의 2개 방향에서만 광을 조사할 수 있기 때문에 다양한 종류, 형상 또는 방향을 가진 표면 결함을 모두 정확하게 검출하기 곤란한 종래 기술의 문제점을 여전히 가지는 단점이 있다.

또한, 하기 [문헌 2]의 경우 라인 스캔형 이미지 센서를 사용하는 방식이기 때문에 스캔 속도가 느릴 뿐만 아니라 스캔 라인 각각에 대하여 2개의 광원을 교대로 점멸하면서 중복 스캔하는 방식이기 때문에 피검사체의 전체 표면을 검사하는데 과도하게 많은 시간이 소요되는 문제점이 있으며, 이러한 문제점은 전기 자동차용 이차전지와 같이 피검사체가 대면적이고 제품 특성상 전수 검사가 필요한 경우 더욱 가중되는 단점이 있다.

[문헌 1] 한국등록특허 제10-0389967호(2002. 2. 27. 공개)

[문헌 2] 한국등록특허 제10-0470402호(2002. 7. 24. 공개)

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 피검사체를 이송시키면서 이미지 센서로 피검사체의 표면을 촬상하여 피검사체의 표면 전체를 스캔한 스캔영상을 획득하되, 매 촬상시마다 광 조사방향이 다른 복수의 조명램프 중 어느 하나가 미리 정해진 순서에 따라 점등되어 상기 이미지 센서에 의해 촬상되는 촬상영역에 광을 조사하도록 구성됨으로써 한 번의 스캔만으로도 광 조사 방향이 다른 복수의 조명램프 각각에 대한 상기 스캔영상을 얻을 수 있기 때문에 다양한 종류, 형상, 또는 방향을 가지는 결함의 검출 정확성을 제고할 수 있을 뿐만 아니라 피검사체의 표면검사에 소요되는 시간을 현저히 감소시킬 수 있는 이미지 센서를 이용한 표면결함 검사장치 및 검사방법을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 이미지 센서를 이용한 표면결함 검사장치는 지면과 평행한 길이 방향을 따라 피검사체의 이송경로를 제공하는 프레임부, 상기 이송경로를 따라 상기 피검사체를 이송시키도록 상기 프레임부의 일측에 설치된 이송부, 상기 이송되는 피검사체의 상부에서 피검사체의 표면을 촬상하도록 상기 이송경로의 중도에 설치된 이미지 센서부, 상기 피검사체의 표면 중 상기 이미지 센서부에 의하여 촬상되는 영역인 촬상영역에 대하여 각각 서로 다른 방향으로 광을 조사하는 복수의 조명램프를 포함하고, 상기 이송경로의 중도에 설치된 조명부, 및 상기 피검사체를 미리 정해진 단위 이송거리만큼 이동시키면서 상기 피검사체의 표면을 촬상함으로써 매 촬상시마다 촬상영역이 상기 단위 이송거리만큼 달라지도록 상기 이송부와 이미지 센서부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는 이미지 센서부의 촬상시 복수의 조명램프 중 어느 하나가 미리 정해진 순서에 따라 점등되도록 상기 조명부의 동작을 제어함으로써 서로 연속하여 촬상되는 촬상영역 각각에 대하여 서로 다른 방향에서 광이 조사되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 조명부는, 상기 이미지 센서부의 전방에서 상기 촬상영역에 광을 조사하는 복수의 조명램프를 포함하고, 상기 이송경로의 중도에 설치된 제1조명모듈, 상기 이미지 센서부의 후방에서 상기 촬상영역에 광을 조사하는 복수의 조명램프를 포함하고, 상기 이송경로의 중도에 설치된 제2조명모듈, 및 상기 제어부의 제어신호에 의해 상기 제1조명모듈과 제2조명모듈에 포함된 복수의 조명램프를 미리 정해진 순서에 따라 점등하는 조명 컨트롤러를 포함하여 구성되되, 상기 제1조명모듈에 구비된 복수의 조명램프는 각각 광을 조사하는 방향과 상기 피검사체의 이송 방향 사이의 각도인 수평 입사각이 서로 상이하도록 배치되고, 상기 제2조명모듈에 구비된 복수의 조명램프도 각각 상기 수평 입사각이 서로 상이하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1조명모듈은 상기 촬상영역을 향하는 제1경사면과 제2경사면이 상기 프레임부의 폭 방향을 따라 서로 연속하여 연결된 톱니 형상이고 상기 이미지 센서부의 전방 일측에 설치된 제1조명모듈측 램프 체결부재, 상기 제1경사면에 각각 결합된 복수의 LED 광원으로 이루어진 제1조명램프, 상기 제2경사면에 각각 결합된 복수의 LED 광원으로 이루어진 제2조명램프를 포함하고, 상기 제2조명모듈은 상기 촬상영역을 향하는 제3경사면과 제4경사면이 상기 프레임부의 폭 방향을 따라 서로 연속하여 연결된 톱니 형상이고 상기 이미지 센서부의 후방 일측에 설치된 제1조명모듈측 램프 체결부재, 상기 제3경사면에 각각 결합된 복수의 LED 광원으로 이루어진 제3조명램프, 상기 제4경사면에 각각 결합된 복수의 LED 광원으로 이루어진 제4조명램프를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 조명부는, 상기 이미지 센서부의 전방에서 상기 촬상영역에 광을 조사하는 복수의 조명램프를 포함하고, 상기 이송경로의 중도에 설치된 제1조명모듈, 상기 이미지 센서부의 후방에서 상기 촬상영역에 광을 조사하는 복수의 조명램프를 포함하고, 상기 이송경로의 중도에 설치된 제2조명모듈, 및 상기 제어부의 제어신호에 의해 상기 제1조명모듈과 제2조명모듈에 포함된 복수의 조명램프를 미리 정해진 순서에 따라 점등하는 조명 컨트롤러를 포함하여 구성되되, 상기 제1조명모듈에 구비된 복수의 조명램프는 각각 광을 조사하는 방향과 상기 이미지 센서부가 피검사체의 표면을 촬상하는 방향 사이의 각도인 수직 입사각이 서로 상이하도록 배치되고, 상기 제2조명모듈에 구비된 복수의 조명램프도 각각 상기 수직 입사각이 서로 상이하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1조명모듈에 구비된 복수의 조명램프는 각각 광을 조사하는 방향과 상기 피검사체의 이송 방향 사이의 각도인 수평 입사각이 서로 상이하도록 배치되고, 상기 제2조명모듈에 구비된 복수의 조명램프도 각각 상기 수평 입사각이 서로 상이하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1조명모듈은 상기 촬상영역을 향하는 제1경사면과 제2경사면이 상기 프레임부의 폭 방향을 따라 서로 연속하여 연결된 톱니 형상이고 상기 이미지 센서부의 전방 일측에 설치된 제1램프 체결부재, 상기 제1램프 체결부재와 동일한 구조로 구성되고 상기 이미지 센서부의 전방 일측에 상기 제1램프 체결부재와 이격되어 설치된 제2램프 체결부재, 상기 제1램프 체결부재의 제1경사면에 각각 결합된 복수의 LED 광원으로 이루어진 제1조명램프, 상기 제2램프 체결부재의 제2경사면에 각각 결합된 복수의 LED 광원으로 이루어진 제2조명램프를 포함하고, 상기 제2조명모듈은 상기 촬상영역을 향하는 제3경사면과 제4경사면이 상기 프레임부의 폭 방향을 따라 서로 연속하여 연결된 톱니 형상이고 상기 이미지 센서부의 후방 일측에 설치된 제3램프 체결부재, 상기 제3램프 체결부재와 동일한 구조로 구성되고 상기 이미지 센서부의 후방 일측에 상기 제3램프 체결부재와 이격되어 설치된 제4램프 체결부재, 상기 제3램프 체결부재의 제3경사면에 각각 결합된 복수의 LED 광원으로 이루어진 제3조명램프, 상기 제4램프 체결부재의 제4경사면에 각각 결합된 복수의 LED 광원으로 이루어진 제4조명램프를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 단위 이송거리는 피검사체의 이송 방향에 대한 상기 촬상영역의 길이를 상기 제1조명모듈과 제2조명모듈에 포함된 조명램프의 갯수로 나눈 값으로 정해지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 복수의 조명램프 각각에 대하여 해당 조명램프가 점등될 때 얻어진 촬상 영상을 순차적으로 합성하여 상기 피검사체의 표면 전체를 스캔한 스캔영상을 획득하고, 상기 복수의 조명램프 각각에 대하여 획득한 상기 스캔영상을 이용하여 상기 피검사체 표면에 결함이 존재하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 이미지 센서를 이용한 표면결함 검사방법은 피검사체 이송경로의 중도에 설치된 이미지 센서와 복수의 조명램프를 이용한 이미지 센서를 이용한 표면결함 검사방법에 있어서, 상기 이송경로를 따라 미리 정해진 단위 이송거리만큼 피검사체를 이송시키는 제1단계, 미리 정해진 순서에 따라 상기 복수의 조명램프 중 어느 하나를 점등하여 상기 피검사체의 표면 중 상기 이미지 센서에 의하여 촬상되는 영역인 촬상영역에 광을 조사하는 제2단계, 상기 이미지 센서를 이용하여 상기 피검사체의 상부에서 상기 촬상영역을 촬상하는 제3단계, 상기 피검사체의 표면 전체에 대하여 촬상이 완료될 때까지 상기 제1단계 내지 제3단계를 반복하는 제4단계, 상기 제4단계에서 얻어진 촬상 영상을 이용하여 복수의 조명램프 각각에 대해 해당 조명램프가 점등될 때 얻어진 촬상 영상을 순차적으로 합성하여 상기 피검사체의 표면 전체를 스캔한 스캔영상을 획득하는 제5단계, 및 상기 복수의 조명램프 각각에 대하여 획득한 상기 스캔영상을 이용하여 상기 피검사체 표면에 결함이 존재하는지 여부를 판단하는 제6단계를 포함하되, 상기 복수의 조명램프는 상기 촬상영역에 대하여 각각 서로 다른 방향으로 광을 조사하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 이미지 센서를 이용한 표면 검사장치 및 검사방법은 피검사체를 이송시키면서 이미지 센서로 피검사체의 표면을 촬상하여 피검사체의 표면 전체를 스캔한 스캔영상을 획득하되, 매 촬상시마다 광 조사방향이 다른 복수의 조명램프 중 어느 하나가 미리 정해진 순서에 따라 점등되어 상기 이미지 센서에 의해 촬상되는 촬상영역에 광을 조사하도록 구성됨으로써 복수의 조명램프 각각에 대하여 해당 조명램프가 점등될 때의 상기 피검사체의 표면 전체에 대한 스캔영상을 얻을 수 있기 때문에 다양한 종류, 형상, 또는 방향을 가지는 결함의 검출 정확성을 제고할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 이미지 센서를 이용한 표면 검사장치 및 검사방법은 피검사체 표면 전체에 대한 스캔이 이미지 센서의 매 촬상시마다 광 조사방향이 다른 복수의 조명램프 중 어느 하나를 정해진 순서에 따라 점등하는 방식으로 구성됨으로써 복수의 광원에 대하여 중복 스캔을 수행하는 종래 기술과 달리 한 번의 스캔만으로도 광 조사 방향이 다른 복수의 조명램프 각각에 대한 상기 스캔영상을 얻을 수 있기 때문에 자동차용 이차전지와 같이 전수검사가 요구되고 대면적인 피검사체의 표면검사에 소요되는 시간을 현저히 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 센서를 이용한 표면결함 검사장치의 전체 구성을 설명하기 위한 사시도,
도2는 조명부의 구성을 설명하기 위한 도1의 A-A부 단면도,
도3a와 도3b는 각각 상기 조명부의 다른 변형예를 설명하기 위한 도1의 B-B부 단면도,
도4는 도1에 도시한 이미지 센서를 이용한 표면결함 검사장치에 설치된 조명모듈의 구성을 설명하기 위한 확대도,
도5는 도1에 도시한 이미지 센서를 이용한 표면결함 검사장치의 동작 구성을 설명하기 위한 블럭도,
도6은 도1에 도시한 이미지 센서를 이용한 표면결함 검사장치에 설치된 조명모듈의 동작을 설명하기 위한 도면,
도7은 도1에 도시한 이미지 센서를 이용한 표면결함 검사장치에 의한 표면결함 검사방법을 설명하기 위한 흐름도, 및
도8은 도1에 도시한 이미지 센서를 이용한 표면결함 검사장치에 의해 얻어진 복수의 조명램프 각각에 대한 스캔영상 이미지이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 이용하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 센서를 이용한 표면결함 검사장치의 전체 구성을 설명하기 위한 사시도이고, 도2는 조명부의 구성을 설명하기 위한 도1의 A-A부 단면도이며, 도3a와 도3b는 각각 상기 조명부의 다른 변형예를 설명하기 위한 도1의 B-B부 단면도이다.

또한, 도4는 도1에 도시한 이미지 센서를 이용한 표면결함 검사장치에 설치된 조명모듈의 구성을 설명하기 위한 확대도이고, 도5는 도1에 도시한 이미지 센서를 이용한 표면결함 검사장치의 동작 구성을 설명하기 위한 블럭도이며, 도6은 도1에 도시한 이미지 센서를 이용한 표면결함 검사장치에 설치된 조명모듈의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

또한, 도7은 도1에 도시한 이미지 센서를 이용한 표면결함 검사장치에 의한 표면결함 검사방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도8은 도1에 도시한 이미지 센서를 이용한 표면결함 검사장치에 의해 얻어진 복수의 조명램프 각각에 대한 스캔영상 이미지이다.

본 발명에 따른 이미지 센서를 이용한 표면결함 검사장치는 피검사체(T)의 이송경로를 제공하는 프레임부(10), 상기 프레임부(10)의 일측에 설치되어 상기 이송경로를 따라 피검사체(T)를 이송시키는 이송부(31,32,33), 상기 이송경로의 중도에서 상기 프레임부(10)의 일측에 설치된 광학모듈 지지대(20), 및 상기 광학모듈 지지대(20)에 고정 설치되는 조명부(40,50)와 이미지 센서부(60)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 프레임부(10)는 일예로서 상면이 지면과 평행한 테이블 형상으로 구성될 수 있으며, 후술하는 바와 같이 상면의 길이 방향을 따라 피검사체(T)가 이송되는 이송경로를 제공할 수 있도록 상면 중앙부에는 개구가 형성될 수 있다.

또한, 상기 이송부(31,32,33)는 프레임부(10)의 상면 길이 방향(즉, 이송경로)을 따라 피검사체(T)를 이송시키는 기능을 수행하는데, 본 실시예에서는 일예로서 상기 이송부(31,32,33)가 프레임부(10)의 상면 중앙부에 설치되는 스크류 형상의 이송축(31), 하부면 일측의 결합부(32a)가 중앙의 결합공(32b)를 통해 상기 이송축(31)과 결합되고 상면에 피검사체(T)가 안착되는 이송 플레이트(32), 및 상기 이송축(31)을 회전시키는 이송모터(33)를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 이송축(31)의 양측 단부가 결합되는 상기 프레임부(10)의 길이 방향 양측에는 각각 이송축(31)을 회전 가능하도록 고정하는 베어링 부재(미도시)가 설치되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성에 의하여 상기 이송부(31,32,33)는 이송모터(33)에 의해 프레임부(10)의 상면 개구의 중앙부에 길이 방향으로 결합되는 이송축(31)이 회전하면서 상기 이송축(31)에 결합된 이송 플레이트(32)가 프레임부(10)의 상면 길이 방향(즉, 이송경로)을 따라 이동하는 것에 의하여 상기 이송 플레이트(32)의 상면에 안착된 피검사체(T)가 상기 이송경로를 따라 이송되도록 한다.

본 실시예에서는 일예로서 상기 이송부(31,32,33)가 이송모터(33)에 의한 회전 스크류 방식으로 구성하였으나, 동일한 기능을 수행하는 범위 내에서는 컨베이어 벨트 등과 같이 공지된 이송 수단 중 어느 하나를 이용하여 바람직하게 구현될 수 있다.

또한, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 상기 프레임부(10)와 이송부(31,32,33)가 단일의 피검사체(T)를 이송하는 것으로 도시되어 있으나, 표면결함 검사공정의 신속성과 작업 효율성을 위하여 상기 프레임부(10)와 이송부(31,32,33)는 복수의 피검사체(T)가 서로 이격되어 연속적으로 이송되도록 구성되는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 이송모터(33)는 통상의 전동 모터로 구성될 수 있으나, 후술하는 바와 같이 피검사체(T)의 단위 이송거리를 정밀하게 제어할 수 있도록 모터의 회전각 제어가 가능한 스테핑 모터 등으로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 광학모듈 지지대(20)는 양측으로 수직한 수직 지지대(미도시)의 상단이 수평 지지대(미도시)에 의하여 연결된 대략 'ㄷ'자 형상으로 이루어지는데, 상기 수직 지지대(미도시)는 각각의 단부가 상기 프레임부(10)의 상면 폭 방향의 양측 단부에 고정 설치되도록 구성된다.

한편, 상기 이미지 센서부(60)는 상기 광학모듈 지지대(20)의 수평 지지대(미도시)의 중앙부에 고정됨으로써 상기 이송경로의 중도에 설치되는데, 이와 같은 구성에 의하여 상술한 바와 같이 이송경로를 따라 이송되는 피검사체(T)의 상부에서 피검사체(T)의 표면을 촬상하게 된다.

이때, 상기 이미지 센서부(60)는 CCD 소자와 같은 촬상소자를 이용하여 바람직하게 구현될 수 있는데, 도면에서는 도시의 편의를 위하여 상기 이미지 센서부(60)가 원통형으로 이루어진 것으로 나타내었으나 매 촬상시마다 이송되는 피검사체(T)의 폭 방향 전체를 촬상할 수 있도록 피검사체(T)의 폭 방향으로 길이가 긴 바(bar) 형상으로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 이미지 센서부(60)는 전술한 바와 같이 서로 이격되어 연속적으로 공급되는 피검사체(T)에 대하여 미리 정해진 촬상 주기에 따라 연속적으로 촬상이 이루어지도록 구성될 수도 있으나, 필요에 따라서는 근접센서(미도시) 등을 이용하여 검사대상인 피검사체(T)의 일측 단부가 이미지 센서부(60)에 의한 촬상이 이루어지는 영역에 근접할 때부터 타측 단부가 상기 촬상이 이루어지는 영역을 통과할 때까지 상기 촬상 주기에 따라 촬상이 이루어지도록 구성될 수도 있다.

이때, 상기 피검사체(T)의 표면 중 상기 이미지 센서부(60)에 의하여 촬상되는 영역인 촬상영역(IA)은 촬상소자의 특성에 따라 달라질 수 있는데, 설명의 편의를 위하여 본 실시예에서는 일예로서 상기 촬상영역(IA)이 이송경로 방향으로는 도2에서 점선으로 표시한 길이를 가지고 프레임부(10)의 폭 방향으로는 피검사체(T)의 폭(또는 이송 플레이트의 폭)에 대응되는 길이를 가진 직사각형 형상으로 이루어지는 영역인 것으로 설명한다.

또한, 상기 조명부(40,50)는 상기 촬상영역(IA)에 대하여 각각 서로 다른 방향으로 광을 조사하는 복수의 조명램프를 포함하도록 구성되는데, 구체적으로는 상기 이미지 센서부(60)의 전방에서 상기 촬상영역(IA)에 광을 조사하는 복수의 조명램프를 포함하는 제1조명모듈(43), 상기 이미지 센서부(60)의 후방에서 상기 촬상영역(IA)에 광을 조사하는 복수의 조명램프를 포함하는 제2조명모듈(46), 및 미리 정해진 순서에 따라 상기 제1조명모듈(43)과 제2조명모듈(46)에 포함된 복수의 조명램프를 점등하는 조명 컨트롤러(50)를 포함하도록 구성된다.

이때, 상기 제1조명모듈(43)은 프레임부(10)의 폭에 대응되는 길이를 가지고 상기 이미지 센서부(60)의 전방에서 상기 촬상영역(IA) 방향을 향하도록 경사진 플레이트 형상으로 구성되고, 상기 제2조명모듈(46)은 프레임부(10)의 폭에 대응되는 길이를 가지고 상기 이미지 센서부(60)의 후방에서 상기 촬상영역(IA) 방향을 향하도록 경사진 플레이트 형상으로 구성된다.

이와 같이, 상기 촬상영역(IA)의 전후방 방향(도면에서는 좌우방향)으로 서로 대칭되도록 구성되는 상기 제1조명모듈(43)과 제2조명모듈(46)은 양측 단부가 각각 한 쌍의 연결 플레이트(47)에 의해 서로 연결되고, 각각의 연결 플레이트(47)는 각각 한 쌍의 지지 플레이트(48)에 의하여 상기 광학모듈 지지대(20)의 수직 지지대(미도시)에 고정됨으로써 상기 이송경로의 중도에 설치된다.

또한, 상기 조명 컨트롤러(50)는 상기 광학모듈 지지대(20)의 일측에 설치될 수 있는데, 본 실시예에서는 일예로서 상기 수직 지지대(미도시)의 일측에 고정 설치되는 것으로 구성하였다.

또한, 상기 제1조명모듈(43)과 제2조명모듈(46)은 각각 복수의 조명램프를 포함하도록 구성되는데, 본 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 상기 제1조명모듈(43)과 제2조명모듈(46)이 각각 2개씩의 조명램프를 구비하는 경우를 일예로서 설명한다.

즉, 상기 제1조명모듈(43)의 하부면에는 길이 방향(즉, 프레임부의 폭 방향)을 따라 제1조명램프(41)와 제2조명램프(42)가 각각 상하 방향으로 서로 이격되어 설치되고, 상기 제2조명모듈(46)의 하부면에는 길이 방향(즉, 프레임부의 폭 방향)을 따라 제3조명램프(44)와 제4조명램프(45)가 각각 상하 방향으로 서로 이격되어 설치된다.

이때, 상기 제1조명램프 내지 제4조명램프(41,42,44,45)는 여러 가지 다양한 종류의 광원으로 바람직하게 구현될 수 있으나, 본 실시예에서는 일예로서 상기 조명램프(41,42,44,45)들이 LED 광원으로 이루어지는 것으로 구성하였다.

또한, 상기 제1조명램프(41)와 제2조명램프(42)는 경사진 평면 플레이트 형상으로 이루어진 제1조명모듈(43)의 하부면에 상하 방향으로 서로 이격되도록 배치되기 때문에, 각각의 조명램프(41,42)가 상기 촬상영역(IA)으로 광을 조사하는 방향과 상기 이미지 센서부(60)가 피검사체(T)의 표면(즉, 촬상영역)을 촬상하는 방향(즉, 도면에서 이송 플레이트의 상면과 수직한 방향) 사이의 각도인 수직 입사각이 서로 달라지게 된다.

또한, 상기 제2조명모듈(46)의 하부면에 서로 이격되도록 배치되는 제3조명램프(44)와 제4조명램프(45)의 경우에도 마찬가지 이유에 의하여 상기 수직 입사각이 서로 달라지게 된다.

이와 같이, 상기 제1조명모듈(43)과 제2조명모듈(46)에 포함된 복수의 조명램프(41,42,44,45) 각각은 도6에 도시한 바와 같이 상기 촬상영역(IA)에 광을 조사하는 방향이 서로 달라지게 된다.

한편, 상기 제1조명모듈(43)에 설치된 제1조명램프(41)와 제2조명램프(42)는 앞서 설명한 바와 같이 수직 입사각의 차이는 있으나 촬상영역(IA)의 전방에서 광을 조사하는 점에서 공통되고 조명램프(41,42)의 배치 구조상 상기 수직 입사각의 차이가 크지 않기 때문에 동일한 결함에 대해 제1조명램프(41)와 제2조명램프(42)를 각각 조사할 경우 이미지 센서부에서 얻어지는 촬영영상은 서로 큰 차이가 발생되기 곤란한 점이 있으며, 그 결과 복수의 조명램프(본 실시예의 경우 2개)를 서로 독립적으로 조사하여 촬영영상을 획득하였음에도 불구하고 표면 결함의 검출 신뢰성은 크게 향상되지 않게 될 소지가 있다.

따라서, 이를 개선하기 위해 본 실시예에서는 상기 조명부의 다른 변형예로서 제1조명램프(41)와 제2조명램프(42)가 각각 상기 촬상영역(IA)에 광을 조사하는 방향이 더욱 차별될 수 있도록 하기 위하여, 도3a에 도시한 바와 같이 상기 제1조명램프(41)와 제2조명램프(42)가 각각 상기 촬상영역(IA)에 광을 조사하는 방향과 상기 피검사체의 이송 방향 사이의 각도인 수평 입사각이 서로 상이하도록 배치되도록 하였다.

본 실시예의 경우 이를 위하여 상기 제1조명램프(41)는 도면상에서 점선으로 표시된 바와 같이 피검사체의 이송방향을 기준으로 좌측에서 우측 방향으로 광을 조사하도록 배치되고, 상기 제2조명램프(42)는 도면상에서 실선으로 표시된 바와 같이 피검사체의 이송방향을 기준으로 우측에서 좌측 방향으로 광을 조사하도록 배치되도록 구성하였다.

또한, 도면으로 나타내지는 않았으나 상기 제3조명램프(44)와 제4조명램프(45)의 경우에도 앞서 설명한 제1,2조명램프(41,42)와 마찬가지 이유에 의하여 동일한 방식으로 상기 수평 입사각이 서로 상이하도록 구성하였다.

구체적으로는, 상기 제1조명모듈(43)은 상기 촬상영역(IA)을 향하는 제1경사면과 제2경사면이 상기 프레임부(10)의 폭 방향을 따라 서로 연속하여 연결된 톱니 형상이고 상기 이미지 센서부(60)의 전방 일측에 설치된 제1램프 체결부재(41a), 상기 제1램프 체결부재(41a)와 동일한 구조로 구성되고 상기 이미지 센서부(60)의 전방 일측에 상기 제1램프 체결부재(41a)와 이격되어 설치된 제2램프 체결부재(42a), 상기 제1램프 체결부재(41a)의 제1경사면에 각각 결합된 복수의 LED 광원(41b)으로 이루어진 제1조명램프(41), 상기 제2램프 체결부재(42a)의 제2경사면에 각각 결합된 복수의 LED 광원(42b)으로 이루어진 제2조명램프(42)를 포함하도록 구성된다.

마찬가지로, 상기 제2조명모듈(46)도 도면으로 도시하지는 않았으나 상기 촬상영역(IA)을 향하는 제3경사면과 제4경사면이 상기 프레임부(10)의 폭 방향을 따라 서로 연속하여 연결된 톱니 형상이고 상기 이미지 센서부(60)의 후방 일측에 설치된 제3램프 체결부재(미도시), 상기 제3램프 체결부재(미도시)와 동일한 구조로 구성되고 상기 이미지 센서부(60)의 후방 일측에 상기 제3램프 체결부재(미도시)와 이격되어 설치된 제4램프 체결부재(미도시), 상기 제3램프 체결부재(미도시)의 제3경사면에 각각 결합된 복수의 LED 광원(미도시)으로 이루어진 제3조명램프(미도시), 상기 제4램프 체결부재(미도시)의 제4경사면에 각각 결합된 복수의 LED 광원(미도시)으로 이루어진 제4조명램프(미도시)를 포함하도록 구성된다.

이때, 상기 제2조명모듈(46)의 구성은 앞서 설명한 바와 같이 상기 촬상영역(IA)의 전후방 방향(도면에서는 좌우방향)으로 상기 제1조명모듈(43)과 서로 대칭되도록 구성되기 때문에 이에 대한 도면은 생략하기로 한다.

또한, 상기 조명부의 또 다른 변형예를 도3b에 도시하였는데, 상기 변형예는 제1조명모듈(43)의 제1조명램프(41)와 제2조명램프(42), 제2조명모듈(46)의 제3조명램프(44)와 제4조명램프(45)가 각각 단일의 램프 체결부재에 결합된 것을 특징으로 한다.

즉, 도3b에 도시한 바와 같이 상기 제1조명모듈(43)은 상기 촬상영역(IA)을 향하는 제1경사면과 제2경사면이 상기 프레임부(10)의 폭 방향을 따라 서로 연속하여 연결된 톱니 형상이고 상기 이미지 센서부(60)의 전방 일측에 설치된 제1조명모듈측 램프 체결부재(43a), 상기 제1경사면에 각각 결합된 복수의 LED 광원으로 이루어진 제1조명램프(41), 상기 제2경사면에 각각 결합된 복수의 LED 광원으로 이루어진 제2조명램프(42)를 포함하여 구성된다.

마찬가지로, 상기 제2조명모듈(46)도 도면으로 도시하지는 않았으나 상기 촬상영역(IA)을 향하는 제3경사면과 제4경사면이 상기 프레임부(10)의 폭 방향을 따라 서로 연속하여 연결된 톱니 형상이고 상기 이미지 센서부(60)의 후방 일측에 설치된 제2조명모듈측 램프 체결부재(미도시), 상기 제3경사면에 각각 결합된 복수의 LED 광원으로 이루어진 제3조명램프(미도시), 상기 제4경사면에 각각 결합된 복수의 LED 광원으로 이루어진 제4조명램프(미도시)를 포함하여 구성된다.

상술한 바와 같이 구성되는 도3b에 따른 조명부는 앞서 설명한 도3a에 따른 조명부와 대비할 때 조명부의 구조(구체적으로는, 제1,2조명모듈의 폭)가 슬림해질 수 있기 때문에 전체적인 장치 규모를 줄일 수 있는 장점이 있다.

이상에서 살펴본 여러 가지 변형예에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 복수의 조명램프(41,42,44,45) 각각은 상기 촬상영역(IA)에 대하여 광을 조사하는 방향이 서로 매우 상이하기 때문에 다양한 종류, 형상, 방향을 가진 표면 결함에 대한 촬영영상이 현저히 구분될 수 있고, 이로 인하여 피검사체의 다양한 표면 결함에 대한 검출 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 이미지 센서를 이용한 표면 결함 검출장치는 후술하는 바와 같이 상기 피검사체(T)를 미리 정해진 단위 이송거리(dL)만큼 이송시키면서 상기 피검사체(T)의 표면을 촬상하도록 구성함으로써 매 촬상시마다 촬상영역이 상기 단위 이송거리(dL)만큼 달라지도록 하였다.

또한, 본 발명에 따른 이미지 센서를 이용한 표면 결함 검출장치는 이미지 센서부(60)의 촬상시 상기 복수의 조명램프(41,42,44,45) 중 어느 하나가 미리 정해진 순서에 따라 점등되도록 함으로써 서로 연속하여 촬상되는 촬상영역(IA) 각각에 대해서는 서로 다른 방향에서 광이 조사되도록 하였다.

이때, 매 촬상시마다 얻어지는 촬상영상을 순차적으로 합성할 경우 피검사체의 표면 전체에 대한 스캔영상이 얻어질 수 있도록 하기 위하여 상기 단위 이송거리(dL)은 이미지 센서부(60)의 촬상영역(IA)의 이송방향 길이보다 같거나 작게 설정되는 것이 바람직하다.

본 실시예에서는 일예로서 상기 단위 이송거리(dL)가 피검사체(T)의 이송 방향에 대한 상기 촬상영역(IA)의 길이를 상기 제1조명모듈(43)와 제2조명모듈(46)에 포함된 조명램프의 갯수(본 실시예의 경우 4개)로 나눈 값으로 정해지도록 구성하였다.

따라서, 본 실시예의 경우 상기 이송 방향에 대한 상기 촬상영역(IA)의 길이만큼 피검사체가 이송되는 동안 도6에 도시한 바와 같이 매 촬상시마다 제1조명램프 내지 제4조명램프(41,42,44,45)가 순차적으로 점등되면서 상기 촬상영역(IA)을 조사하는 과정을 반복적으로 수행하게 된다.

본 발명에 따른 이미지 센서를 이용한 표면결함 검사장치는 상술한 바와 같은 동작 구성을 위하여 타이머부(110)를 이용하여 상기 이미지 센서부(60), 조명 컨트롤러(50), 이송모터(33)의 동작을 제어하는 제어부(100)를 더 포함하여 구성된다.

이때, 상기 제어부(100)는 단위 이송거리(dL)만큼 피검사체(T)를 이송시키면서 촬상영역(IA)에 대한 이미지 촬영이 이루어질 수 있도록 상기 이미지 센서부(60)의 촬상동작(또는 촬상주기)와 이송모터(33)에 의한 피검사체(T)의 이송동작(또는 이송주기)를 서로 동기화시켜 동작시키게 된다.

또한, 상기 제어부(100)는 이미지 센서부(60)의 매 촬상동작(또는 촬상주기)마다 복수의 조명램프(41,42,44,45) 중 어느 하나가 미리 정해진 순서에 따라 상기 촬상영역(IA)에 광을 조사할 수 있도록 상기 조명 컨트롤러(50)의 동작을 제어하게 된다.

또한, 상기 제어부(100)는 피검사체(T)의 표면 전체에 대한 촬상이 완료되면 영상 합성부(120)를 이용하여 상기 복수의 조명램프(41,42,44,45) 각각에 대하여 해당 조명램프가 점등될 때 얻어진 촬상영상을 순차적으로 합성하여 상기 피검사체(T)의 표면 전체에 대한 스캔영상을 획득하게 되며, 상기 복수의 조명램프(41,42,44,45) 각각에 대하여 획득한 상기 스캔영상을 이용하여 상기 피검사체(T)의 표면에 결함이 존재하는지 여부를 결함 분석부(130)에 의해 판단하게 된다.

다음으로, 도7을 참조하여 상술한 본 발명에 따른 이미지 센서를 이용한 표면결함 검사장치를 이용하여 피검사체(T)의 표면결함을 검사하는 방법을 설명하기로 한다.

먼저, 상기 제어부(100)는 이송모터(33)를 제어하여 상술한 바와 같이 미리 정해진 단위 이송거리(dL)만큼 이송경로를 따라 피검사체(T)을 이송시키는데(S10), 본 실시예의 경우 앞서 설명한 바와 같이 상기 단위 이송거리(dL)은 피검사체(T)의 이송 방향에 대한 상기 촬상영역(IA)의 길이의 1/4로 설정될 수 있다.

또한, 상기 S10 단계가 완료되면 상기 제어부(100)는 조명 컨트롤러(50)를 제어하여 상기 복수의 조명램프 중 어느 하나를 점등함으로써 상기 촬상영역(IA)에 광을 조사하게 되는데(S20), 이 경우 상기 조명 컨트롤러(50)는 메모리 등에 미리 저장된 순서에 따라 상기 복수의 조명램프(41,42,44,45) 중 어느 하나를 점등시켜 상기 촬상영역(IA)에 광을 조사하도록 한다.

본 실시예에서는 일예로서 도6에 도시한 바와 같이 매 촬상시마다 제1조명램프(41), 제2조명램프(42), 제3조명램프(44), 제4조명램프(45)의 순서대로 상기 촬상영역(IA)에 광을 조사하게 된다.

또한, 상기 S30 단계가 완료되면 상기 제어부(100)는 이미지 센서부(60)를 제어하여 상기 피검사체(T)의 상부에서 광이 조사되고 있는 상기 촬상영역(IA)을 촬상하여 촬상영상을 얻는다(S30).

또한, 상기 S30 단계가 완료되면 상기 제어부(100)는 피검사체(T)의 표면 전체에 대한 스캔이 완료되었는지(즉, 촬상이 완료되었는지) 여부를 판단하고(S40), 상기 S40 단계의 판단결과 스캔이 완료되지 않은 경우이면 S10 단계 이하를 반복적으로 수행하게 된다.

반면에, 상기 S40 단계의 판단결과 피검사체(T)의 표면 전체에 대한 스캔이 완료된 경우이면 상기 제어부(100)는 상기 S10 단계 내지 S40 단계에 의하여 얻어진 촬상영상을 이용하여 복수의 조명램프(41,42,44,45) 각각에 대해 해당 조명램프가 점등될 때 얻어진 촬상영상을 순차적으로 합성하여 상기 피검사체(T)의 표면 전체에 대한 스캔영상을 획득하게 된다(S50).

이때, 상기 각 조명램프에 대한 스캔영상은 영상 합성부(120)에 의하여 이루어질 수 있는데, 도8의 오른쪽에는 실제 본 발명에 따른 이미지 센서를 이용한 표면결함 검사장치 및 검사방법에 의하여 각각의 조명램프에 대하여 획득된 스캔영상을 예시적으로 나타내었다.

또한, 상기 S50 단계가 완료되면 상기 제어부(100)는 결함 분석부(130)에 의해 상기 스캔영상을 이용하여 피검사체(T)의 표면에 결함이 존재하는지 여부를 판단하고(S60), 결함이 존재하는 것으로 판단되는 경우이면 해당 피검사체(T)를 불량으로 처리하게 된다(S70).

반면에, 상기 S60 단계의 판단결과 결함이 존재하지 않는 것으로 판단되는 경우이면 상기 제어부(100)는 해당 피검사체(T)를 양품으로 처리하게 된다(S80).

이때, 상기 결함 분석부(130)는 일예로서 상기 영상 합성부(120)에서 획득된 스캔영상을 각각의 조명램프(41,42,44,45)에 대하여 미리 저장된 양품에 대한 스캔영상과 비교하여 피검사체(T)의 표면에 결함이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 이미지 센서를 이용한 표면 검사장치 및 검사방법은 피검사체를 이송시키면서 이미지 센서로 피검사체의 표면을 촬상하여 피검사체의 표면 전체를 스캔한 스캔영상을 획득하되, 매 촬상시마다 광 조사방향이 다른 복수의 조명램프 중 어느 하나가 미리 정해진 순서에 따라 점등되어 상기 이미지 센서에 의해 촬상되는 촬상영역에 광을 조사하도록 구성됨으로써 복수의 조명램프 각각에 대하여 해당 조명램프가 점등될 때의 상기 피검사체의 표면 전체에 대한 스캔영상을 얻을 수 있기 때문에 다양한 종류, 형상, 또는 방향을 가지는 결함의 검출 정확성을 제고할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 이미지 센서를 이용한 표면 검사장치 및 검사방법은 피검사체 표면 전체에 대한 스캔이 이미지 센서의 매 촬상시마다 광 조사방향이 다른 복수의 조명램프 중 어느 하나를 정해진 순서에 따라 점등하는 방식으로 구성됨으로써 복수의 광원에 대하여 중복 스캔을 수행하는 종래 기술과 달리 한 번의 스캔만으로도 광 조사 방향이 다른 복수의 조명램프 각각에 대한 상기 스캔영상을 얻을 수 있기 때문에 자동차용 이차전지와 같이 전수검사가 요구되고 대면적인 피검사체의 표면검사에 소요되는 시간을 현저히 감소시킬 수 있다.

10 : 프레임부 31 : 이송축
32 : 이송 플레이트 33 : 이송모터
43 : 제1조명모듈 46 : 제2조명모듈
50 : 조명 컨트롤러 60 : 이미지 센서부
100 : 제어부 110 : 타이머부
120 : 영상 합성부 130 : 영상 분석부

Claims

지면과 평행한 길이 방향을 따라 피검사체의 이송경로를 제공하는 프레임부;
상기 이송경로를 따라 상기 피검사체를 이송시키도록 상기 프레임부의 일측에 설치된 이송부;
상기 이송되는 피검사체의 상부에서 피검사체의 표면을 촬상하도록 상기 이송경로의 중도에 설치된 이미지 센서부;
상기 피검사체의 표면 중 상기 이미지 센서부에 의하여 촬상되는 영역인 촬상영역에 대하여 각각 서로 다른 방향으로 광을 조사하는 복수의 조명램프를 포함하고, 상기 이송경로의 중도에 설치된 조명부; 및
상기 피검사체를 미리 정해진 단위 이송거리만큼 이동시키면서 상기 피검사체의 표면을 촬상함으로써 매 촬상시마다 촬상영역이 상기 단위 이송거리만큼 달라지도록 상기 이송부와 이미지 센서부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 조명부는, 상기 이미지 센서부의 전방에서 상기 촬상영역에 광을 조사하는 복수의 조명램프를 포함하는 제1조명모듈과, 상기 이미지 센서부의 후방에서 상기 촬상영역에 광을 조사하는 복수의 조명램프를 포함하는 제2조명모듈을 포함하되,
상기 제1조명모듈은 상기 촬상영역을 향하는 제1경사면과 제2경사면이 상기 프레임부의 폭 방향을 따라 서로 연속하여 연결된 톱니 형상이고 상기 이미지 센서부의 전방 일측에 설치된 제1조명모듈측 램프 체결부재, 상기 제1경사면에 각각 결합된 복수의 LED 광원으로 이루어진 제1조명램프, 상기 제2경사면에 각각 결합된 복수의 LED 광원으로 이루어진 제2조명램프를 포함하고,
상기 제2조명모듈은 상기 촬상영역을 향하는 제3경사면과 제4경사면이 상기 프레임부의 폭 방향을 따라 서로 연속하여 연결된 톱니 형상이고 상기 이미지 센서부의 후방 일측에 설치된 제2조명모듈측 램프 체결부재, 상기 제3경사면에 각각 결합된 복수의 LED 광원으로 이루어진 제3조명램프, 상기 제4경사면에 각각 결합된 복수의 LED 광원으로 이루어진 제4조명램프를 포함하며,
상기 제어부는 이미지 센서부의 촬상시 복수의 조명램프 중 어느 하나가 미리 정해진 순서에 따라 점등되도록 상기 조명부의 동작을 제어함으로써 서로 연속하여 촬상되는 촬상영역 각각에 대하여 서로 다른 방향에서 광이 조사되도록 하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서를 이용한 표면결함 검사장치.
제1항에 있어서,
상기 조명부는, 상기 제어부의 제어신호에 의해 상기 제1조명모듈과 제2조명모듈에 포함된 복수의 조명램프를 미리 정해진 순서에 따라 점등하는 조명 컨트롤러를 더 포함하여 구성되되,
상기 제1조명램프는 광을 조사하는 방향과 상기 피검사체의 이송 방향 사이의 각도인 수평 입사각과 광을 조사하는 방향과 상기 이미지 센서부가 피검사체의 표면을 촬상하는 방향 사이의 각도인 수직 입사각이 상기 제2조명램프와 서로 상이하도록 배치되고,
상기 제3조명램프는 상기 수평 입사각과 수직 입사각이 상기 제4조명램프와 서로 상이하도록 배치된 것을 특징으로 하는 이미지 센서를 이용한 표면결함 검사장치.
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지면과 평행한 길이 방향을 따라 피검사체의 이송경로를 제공하는 프레임부;
상기 이송경로를 따라 상기 피검사체를 이송시키도록 상기 프레임부의 일측에 설치된 이송부;
상기 이송되는 피검사체의 상부에서 피검사체의 표면을 촬상하도록 상기 이송경로의 중도에 설치된 이미지 센서부;
상기 피검사체의 표면 중 상기 이미지 센서부에 의하여 촬상되는 영역인 촬상영역에 대하여 각각 서로 다른 방향으로 광을 조사하는 복수의 조명램프를 포함하고, 상기 이송경로의 중도에 설치된 조명부; 및
상기 피검사체를 미리 정해진 단위 이송거리만큼 이동시키면서 상기 피검사체의 표면을 촬상함으로써 매 촬상시마다 촬상영역이 상기 단위 이송거리만큼 달라지도록 상기 이송부와 이미지 센서부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 조명부는, 상기 이미지 센서부의 전방에서 상기 촬상영역에 광을 조사하는 복수의 조명램프를 포함하는 제1조명모듈과, 상기 이미지 센서부의 후방에서 상기 촬상영역에 광을 조사하는 복수의 조명램프를 포함하는 제2조명모듈을 포함하되,
상기 제1조명모듈은 상기 촬상영역을 향하는 제1경사면과 제2경사면이 상기 프레임부의 폭 방향을 따라 서로 연속하여 연결된 톱니 형상이고 상기 이미지 센서부의 전방 일측에 설치된 제1램프 체결부재, 상기 제1램프 체결부재와 동일한 구조로 구성되고 상기 이미지 센서부의 전방 일측에 상기 제1램프 체결부재와 이격되어 설치된 제2램프 체결부재, 상기 제1램프 체결부재의 제1경사면에 각각 결합된 복수의 LED 광원으로 이루어진 제1조명램프, 상기 제2램프 체결부재의 제2경사면에 각각 결합된 복수의 LED 광원으로 이루어진 제2조명램프를 포함하고,
상기 제2조명모듈은 상기 촬상영역을 향하는 제3경사면과 제4경사면이 상기 프레임부의 폭 방향을 따라 서로 연속하여 연결된 톱니 형상이고 상기 이미지 센서부의 후방 일측에 설치된 제3램프 체결부재, 상기 제3램프 체결부재와 동일한 구조로 구성되고 상기 이미지 센서부의 후방 일측에 상기 제3램프 체결부재와 이격되어 설치된 제4램프 체결부재, 상기 제3램프 체결부재의 제3경사면에 각각 결합된 복수의 LED 광원으로 이루어진 제3조명램프, 상기 제4램프 체결부재의 제4경사면에 각각 결합된 복수의 LED 광원으로 이루어진 제4조명램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서를 이용한 표면결함 검사장치.
제1항, 제2항 또는 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 단위 이송거리는 피검사체의 이송 방향에 대한 상기 촬상영역의 길이를 상기 제1조명모듈과 제2조명모듈에 포함된 조명램프의 갯수로 나눈 값으로 정해지는 것을 특징으로 하는 이미지 센서를 이용한 표면결함 검사장치.
제7항에 있어서,
상기 제어부는 복수의 조명램프 각각에 대하여 해당 조명램프가 점등될 때 얻어진 촬상 영상을 순차적으로 합성하여 상기 피검사체의 표면 전체에 대한 스캔영상을 획득하고, 상기 복수의 조명램프 각각에 대하여 획득한 상기 스캔영상을 이용하여 상기 피검사체 표면에 결함이 존재하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서를 이용한 표면결함 검사장치.
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