KR102433319B1 - Led 광원용 확산 렌즈 비전 검사 방법 - Google Patents

Led 광원용 확산 렌즈 비전 검사 방법 Download PDF

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Abstract

LED 광원용 확산 렌즈 비전 검사 방법이 개시된다. 본 발명의 LED 광원용 확산 렌즈 비전 검사 방법은, (a) LED 광원용 확산 렌즈를 촬영하여 촬영이미지데이터를 생성하는 단계; (b) 에지(edge)를 검출하도록 촬영이미지데이터를 수정이미지데이터로 변환하는 단계; (c) 수정이미지데이터에서 정상 에지 영역을 인식하는 단계; (d) 수정이미지데이터에 정상 에지 영역이 제외된 검사영역을 설정하는 단계; 및 (e) 검사영역 내에서 명도차이에 의해 불량영역을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, LED 광원용 확산 렌즈의 머신 비전 검사에 있어 불량이 아닌 에지 부분이 불량으로 검출되지 않도록 이루어지는 LED 광원용 확산 렌즈 비전 검사 방법을 제공할 수 있게 된다.

Description

LED 광원용 확산 렌즈 비전 검사 방법{VISION INSPECTION METHOD OF DIFFUSING LENS FOR LED LIGHT SOURCE}
본 발명은 LED 광원용 확산 렌즈 비전 검사 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, LED 광원용 확산 렌즈의 불량을 머신 비전에 의해 검사하도록 이루어지는 LED 광원용 확산 렌즈 비전 검사 방법에 관한 것이다.
LED 광원용 확산 렌즈의 머신 비전 검사 시스템(Machine Vision Inspection System)은 시스템 구성 초기에 LED 광원용 확산 렌즈의 정상적인 검사 모델의 이미지를 미리 저장해 놓는다.
그런 다음 생산되고 있는 검사 모델을 카메라로 캡쳐한다. 그리고 나서 시스템 구성 초기에 저장해 놓은 이미지와 카메라로 캡처한 이미지의 차이를 비교, 분석하는 방법으로 외관을 검사한다. 이때 분석하는 방법은 에지 기반 방법이 많이 사용된다.
물체 내부나 배경은 명암, 컬러 또는 텍스처의 변화가 없거나 작은 반면, 물체의 경계 부분은 변화가 크다. 에지 기반 방법은 이 원리에 따라 명암, 컬러 또는 텍스처의 변화량을 측정하고, 변화량이 큰 곳을 에지로 검출할 수 있다.
도 1은 종래 LED 광원용 확산 렌즈의 수정이미지데이터(D2)를 나타내는 도면이다. 수정이미지데이터(D2)는 LED 광원용 확산 렌즈(10)를 촬영하여 생성된 이미지(이하 '촬영이미지데이터')로부터 에지(edge)를 검출하도록 변환된 이미지를 의미한다.
도 1에 도시된 바와 같이, LED 광원용 확산 렌즈의 수정이미지데이터(D2)는 복수의 특정부를 포함한다. 복수의 특정부는 LED 광원용 확산 렌즈의 홈부 및 문자부를 포함한다.
홈부는 LED 광원용 확산 렌즈의 표면에서 오목한 부분을 의미한다. 문자부는 LED 광원용 확산 렌즈의 표면에 형성된 문자 형상을 의미한다.
에지(edge)는 수정이미지데이터(D2) 상의 홈부 및 문자부에서 검출된다. 종래기술의 용이한 이해를 위해 홈부 및 문자부에서 검출된 정상적인 에지 영역을 '정상 에지 영역(A1)'이라고 지칭하고자 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, LED 광원용 확산 렌즈의 불량부분은 빛의 굴절 및 반사 현상에 의해 주위와 명암 차이가 발생한다. 수정이미지데이터(D2) 상에서 LED 광원용 확산 렌즈의 불량부분(이하 '불량영역(A3)')은 명도가 낮은 부분으로 나타난다.
그러나 정상 에지 영역(A1)도 빛의 굴절 및 반사 현상에 의해 주위와 명암 차이가 발생한다. 따라서 정상 에지 영역(A1)도 수정이미지데이터(D2) 상에서 명도가 낮은 부분으로 나타난다. 따라서 정상 에지 영역(A1)이 불량영역(A3)으로 검출될 수 있다.
도 2는 종래 LED 광원용 확산 렌즈의 수정이미지데이터(D2)의 불량을 검사하는 영역(이하 '검사영역(A2)')에서 정상 에지 영역(A1)을 지운 상태를 나타내는 도면이다.
도 2의 점선은 정상 에지 영역(A1)을 지운 영역의 가장자리(이하 '제거영역(E)')를 의미한다. 도 3은 도 1의 A 부분의 확대도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 종래 머신 비전 검사 방법은 검사영역(A2)에서 정상 에지 영역(A1)을 제거한 다음, 수정이미지데이터(D2) 상에서 불량영역(A3)을 검출하고 있다.
그러나 상술한 종래 머신 비전 검사 방법은 불량영역(A3)이 제거영역(E) 내에 존재하는 경우, 불량영역(A3)을 검출하지 못하는 문제가 있다.
모든 기계장치는 기계적 오차(mechanical error)를 내포한다. 따라서 검사 모델을 카메라로 촬영할 때마다 카메라와 LED 광원용 확산 렌즈 간 상대위치는 미세하게 다를 수 있다. 즉, 수정이미지데이터(D2) 상에서 정상 에지 영역(A1) 간 상대좌표는 미세하게 달라질 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 기계적 오차를 보정하기 위해 제거영역(E)의 면적은 정상 에지 영역(A1)보다 다소 넓게 설정되어야 한다. 그러나 제거영역(E)이 증가하면, 제거영역(E) 내에 존재하는 불량영역(A3)을 검출하지 못할 확률도 증가하는 문제가 있다.
본 발명의 목적은, LED 광원용 확산 렌즈의 머신 비전 검사에 있어 불량이 아닌 에지 부분이 불량으로 검출되지 않도록 이루어지는 LED 광원용 확산 렌즈 비전 검사 방법을 제공하는 것이다.
또한, LED 광원용 확산 렌즈의 머신 비전 검사에 있어 불량을 검출하는 확률이 최대화되도록 이루어지는 LED 광원용 확산 렌즈 비전 검사 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, (a)단계, (b)단계, (c)단계, (d)단계, (e)단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 광원용 확산 렌즈 비전 검사 방법에 의하여 달성된다.
상기 (a)단계는 LED 광원용 확산 렌즈를 촬영하여 촬영이미지데이터를 생성하도록 이루어질 수 있다.
상기 (b)단계는 에지(edge)를 검출하도록 상기 촬영이미지데이터를 수정이미지데이터로 변환하도록 이루어질 수 있다.
상기 (c)단계는 상기 수정이미지데이터에서 정상 에지 영역을 인식하도록 이루어질 수 있다.
상기 (d)단계는 상기 수정이미지데이터에 상기 정상 에지 영역이 제외된 검사영역을 설정하도록 이루어질 수 있다.
상기 (e)단계는 상기 검사영역 내에서 명도차이에 의해 불량영역을 검출하도록 이루어질 수 있다.
상기 (c)단계에서 상기 수정이미지데이터를 상기 정상 에지 영역의 표준 패턴과 비교하여 상기 정상 에지 영역을 인식하도록 이루어질 수 있다.
상기 정상 에지 영역은 복수의 제1 특정부의 영역데이터 및 상기 제1 특정부들 간 상대위치데이터를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제1 특정부는 상기 LED 광원용 확산 렌즈에 형성된 복수의 홈에 굴절 및 반사되는 빛에 의해 형성되도록 이루어질 수 있다.
상기 LED 광원용 확산 렌즈가 결합되는 LED 바에 복수의 위치지정용 돌기가 형성되고, 상기 돌기들은 상기 홈들에 삽입되도록 이루어질 수 있다.
상기 정상 에지 영역은 복수의 제2 특정부의 영역데이터 및 상기 제1 특정부로부터 상기 제2 특정부들의 상대위치데이터를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제2 특정부는 상기 LED 광원용 확산 렌즈의 저면에 형성된 문자 부분에 굴절 및 반사되는 빛에 의해 형성되도록 이루어질 수 있다.
상기 (b)단계에서 상기 촬영이미지데이터는 상기 에지를 검출하는 알고리즘(Edge Detection Algorithm)에 의해 상기 수정이미지데이터로 변환되도록 이루어질 수 있다.
상기 에지를 검출하는 알고리즘은 소벨(Sobel), 프리윗(Prewitt), 로버츠(Roberts), 라플라시안(Laplcian) 또는 LoG(Laplacian of Gaussian) 방법이도록 이루어질 수 있다.
(f) 상기 불량영역의 검출 여부에 따라 상기 수정이미지데이터를 분류하여 저장하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 의하면, (c)단계에서 수정이미지데이터에서 정상 에지 영역을 인식하고, (d)단계에서 수정이미지데이터에 정상 에지 영역이 제외된 검사영역을 설정함으로써, LED 광원용 확산 렌즈의 머신 비전 검사에 있어 불량이 아닌 에지 부분이 불량으로 검출되지 않도록 이루어지는 LED 광원용 확산 렌즈 비전 검사 방법을 제공할 수 있게 된다.
또한, (d)단계에서 수정이미지데이터에 정상 에지 영역이 제외된 검사영역을 설정한 다음, (e)단계에서 검사영역 내에서 명도차이에 의해 불량영역을 검출함으로써, LED 광원용 확산 렌즈의 머신 비전 검사에 있어 불량을 검출하는 확률이 최대화되도록 이루어지는 LED 광원용 확산 렌즈 비전 검사 방법을 제공할 수 있게 된다.
도 1은 종래 LED 광원용 확산 렌즈의 수정이미지데이터를 나타내는 도면이다.
도 2는 종래 LED 광원용 확산 렌즈의 수정이미지데이터의 불량을 검사하는 영역에서 정상 에지 영역을 지운 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 A 부분의 확대도이다.
도 4는 LED 광원용 확산 렌즈 사출품들을 나타내는 사시도이다.
도 5는 게이트가 커팅된 LED 광원용 확산 렌즈 사출품들을 나타내는 사시도이다.
도 6은 LED 광원용 확산 렌즈 사출품들을 촬영장치의 테이블에 이동시킨 상태를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 광원용 확산 렌즈 비전 검사 방법의 순서도이다.
도 8은 도 7의 LED 광원용 확산 렌즈 비전 검사 방법의 (a) 촬영이미지데이터를 생성하는 단계를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 7의 LED 광원용 확산 렌즈 비전 검사 방법의 (a) 단계에서 생성된 촬영이미지데이터를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 7의 LED 광원용 확산 렌즈 비전 검사 방법의 (b) 단계에서 변환된 수정이미지데이터를 나타내는 도면이다.
도 11은 도 10의 B 부분의 확대도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
본 발명의 LED 광원용 확산 렌즈 비전 검사 방법은, LED 광원용 확산 렌즈의 머신 비전 검사에 있어 불량이 아닌 에지 부분이 불량으로 검출되지 않도록 이루어진다.
또한, 본 발명의 LED 광원용 확산 렌즈 비전 검사 방법은, LED 광원용 확산 렌즈의 머신 비전 검사에 있어 불량을 검출하는 확률이 최대화되도록 이루어진다.
도 4는 LED 광원용 확산 렌즈 사출품(10A)들을 나타내는 사시도이다. 도 5는 게이트가 커팅된 LED 광원용 확산 렌즈 사출품(10A)들을 나타내는 사시도이다. 도 6은 LED 광원용 확산 렌즈 사출품(10A)들을 촬영장치(3)의 테이블(3A)에 이동시킨 상태를 나타내는 사시도이다.
LED 광원용 확산 렌즈(10)의 생산은 컴퓨터와 각종 계측장비를 이용하여 공장의 생산공정을 자동화한 공장 자동화 시스템(factory automation system)에 의해 수행될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 일반적으로 복수의 LED 광원용 확산 렌즈(10)는 금형에서 동시에 사출된다. 따라서 일정 개수의 LED 광원용 확산 렌즈 사출품(10A)들은 러너 부분(R)과 게이트에 의해 서로 연결되어 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 사출금형에서 꺼내진 LED 광원용 확산 렌즈 사출품(10A)들은 커팅공정으로 이송된다. 이때, 로봇팔이 스프루 부분(S)을 잡고 LED 광원용 확산 렌즈 사출품(10A)들을 커팅공정으로 이송시킬 수 있다.
커팅공정에서 LED 광원용 확산 렌즈 사출품(10A)들과 러너 부분(R)의 연결부위 즉, 게이트를 커팅하게 된다. 커터는 리니어 액추에이터에 의해 수직으로 왕복 이동하여 사출품(10A)들과 러너 부분(R)의 연결부위를 커팅할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, LED 광원용 확산 렌즈(10)는 저면(100), 입광면(200) 및 출광면(300)을 포함한다.
저면(100)은 광축(10X)을 중심으로 고리 형태의 면을 형성한다. 저면(100)은 기판(2)을 바라보는 면을 형성한다. 저면(100)은 광축(10X)의 직각방향의 평면일 수 있다.
또는, 저면(100)은 광축(10X)을 중심으로 회전대칭이고, 광축(10X)의 직각방향과 경사진 곡면일 수 있다. 또는, 저면(100)은 광축(10X)을 지나는 가상평면을 기준으로 면대칭이고, 광축(10X)의 직각방향과 경사진 곡면일 수 있다.
또는, 저면(100)은 광축(10X)을 중심으로 회전대칭인 곡면일 수 있다. 또는, 저면(100)은 광축(10X)을 지나는 가상평면을 기준으로 면대칭인 곡면일 수 있다.
입광면(200)은 저면(100)의 안쪽 가장자리(101)에서 LED 광원용 확산 렌즈(10)의 내부로 오목한 면을 형성할 수 있다. 입광면(200)은 저면(100)의 안쪽 가장자리(101)에서 Z축 방향으로 오목한 면을 형성할 수 있다.
입광면(200)은 광축(10X)을 중심으로 회전대칭인 면을 형성할 수 있다. 또는, 입광면(200)은 광축(10X)을 지나는 가상평면을 기준으로 면대칭을 형성할 수 있다.
LED 광원은 상술한 오목한 면 안쪽에 일부 삽입될 수 있다. 입광면(200)은 LED 광원의 빛이 LED 광원용 확산 렌즈(10)의 내부로 입사되는 면을 형성한다.
입광면(200)에 입사된 LED 광원의 빛은 굴절 및/또는 반사될 수 있다. 입광면(200)에 입사된 LED 광원의 빛은 굴절 및/또는 반사되며 산란될 수 있다.
출광면(300)은 입광면(200)을 지난 빛이 외부로 나가는 면을 형성한다. 출광면(300)은 LED 광원의 빛이 진행하는 경로를 기준으로 입광면(200)보다 광원으로부터 이격될 수 있다.
출광면(300)은 광축(10X)을 중심으로 회전대칭인 면을 형성할 수 있다. 또는, 출광면(300)은 광축(10X)을 지나는 가상평면을 기준으로 면대칭인 면을 형성할 수 있다.
출광면(300)은 측부면(320) 및 상부면(310)을 포함할 수 있다.
측부면(320)은 저면(100)의 바깥쪽 가장자리에서 광축(10X) 방향으로 연장된 면을 형성할 수 있다. 또는, 측부면(320)은 저면(100)의 바깥쪽 가장자리에서 광축(10X)과 경사진 방향으로 연장된 면(곡면)을 형성할 수 있다.
상부면(310)은 저면(100)의 반대쪽에서 LED 광원용 확산 렌즈(10)의 외면을 형성한다. 즉, 상부면(310)은 측부면(320) 위쪽에 형성될 수 있다. 상부면(310)은 측부면(320)보다 광축(10X)에 가까운 위치에 위치할 수 있다.
상부면(310)은 광축(10X)을 중심으로 회전대칭인 면을 형성할 수 있다. 또는, 상부면(310)은 광축(10X)을 지나는 가상평면을 기준으로 면대칭인 면을 형성할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 러너 부분(R)이 제거된 LED 광원용 확산 렌즈(10)들은 촬영장치의 테이블(3A) 상면으로 이송된다. 이때, 복수의 흡착부재(N)가 LED 광원용 확산 렌즈(10)들의 상부를 흡착하여 LED 광원용 확산 렌즈(10)들을 촬영장치의 테이블(3A) 상면으로 이송할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 광원용 확산 렌즈(10) 비전 검사 방법(S100)의 순서도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 광원용 확산 렌즈(10) 비전 검사 방법(S100)은 머신 비전 검사 시스템(1)에 의한 LED 광원용 확산 렌즈(10) 비전 검사 방법(S100)으로서, (a)단계(S110), (b)단계(S120), (c)단계(S130), (d)단계(S140), (e)단계(S150) 및 (f)단계(S160)를 포함한다.
도 8은 도 7의 LED 광원용 확산 렌즈(10) 비전 검사 방법(S100)의 촬영이미지데이터(D1)를 생성하는 단계를 나타내는 도면이다. 도 9는 도 7의 LED 광원용 확산 렌즈(10) 비전 검사 방법(S100)의 (a)단계에서 생성된 촬영이미지데이터(D1)를 나타내는 도면이다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, (a)단계(S110)는 LED 광원용 확산 렌즈(10)를 촬영하여 촬영이미지데이터(D1)를 생성하는 단계이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 머신 비전 검사 시스템(1; Machine Vision Inspection System)은 제어부(2), 촬영장치(3) 및 검사장치(4)를 포함할 수 있다. 제어부(2)는 공장 자동화 시스템의 제어부(2)를 의미할 수 있다. 제어부(2)는 촬영장치(3) 및 검사장치(4)를 자동제어할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 촬영장치(3)는 테이블(3A) 및 카메라(3B)를 포함한다.
테이블(3A) 상면은 LED 광원용 확산 렌즈(10)들이 안착되는 넓은 평면을 형성한다. 테이블(3A)은 유리(glass) 등 투명 재질로 이루어진다.
카메라(3B)는 LED 광원용 확산 렌즈(10)의 바로 위에서 LED 광원용 확산 렌즈(10)의 상면을 촬영한다. 카메라(3B)는 회전축(X)을 중심으로 회전하다가 LED 광원용 확산 렌즈(10)의 바로 위에 순차적으로 정지할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 카메라(3B)는 LED 광원용 확산 렌즈(10)를 촬영하여 촬영이미지데이터(D1)를 생성한다. 촬영이미지데이터(D1)는 글자 그대로 카메라(3B) 촬영에 의해 생성된 이미지데이터를 의미한다. 테이블(3A) 아래에는 복수의 광원이 구비된다.
복수의 광원은 카메라(3B) 촬영시 테이블(3A)의 저면을 향해 빛(RT)을 방출한다. 방출된 빛(RT)은 LED 광원용 확산 렌즈(10)의 경계면에서 굴절 및 반사된다. 촬영이미지데이터(D1)는 굴절 및 반사된 빛에 의한 명암을 나타낸다. 촬영이미지데이터(D1)는 검사장치(4)로 전송된다.
도 7에 도시된 바와 같이, (a)단계(S110)가 완료되면, (b)단계(S120)가 수행된다. (b)단계(S120)는 에지(edge)를 검출하도록 촬영이미지데이터(D1)를 수정이미지데이터(D2)로 변환하는 단계이다.
도 10은 도 7의 LED 광원용 확산 렌즈(10) 비전 검사 방법(S100)의 (b)단계에서 변환된 수정이미지데이터(D2)를 나타내는 도면이다. 도 11은 도 10의 B 부분의 확대도이다.
에지(edge)란 영상에서 밝기가 급격하게 변하는 부분을 말한다. 즉, 경계선 및 윤곽선을 의미한다. 이미지 상에서 모서리를 인지할 수 있게 하는 요인 중 하나가 에지이다.
물체 내부나 배경은 명암, 컬러 또는 텍스처의 변화가 없거나 작은 반면, 물체의 경계 부분은 변화가 크다. 에지 기반 방법은 이 원리에 따라 명암, 컬러 또는 텍스처의 변화량을 측정하고, 변화량이 큰 곳을 에지로 검출할 수 있다.
에지는 이미지에서 상당한 밝기의 차이가 있는 부분이다. 에지는 대개 물체의 윤곽선에 해당하는 부분이므로 대개 픽셀 값의 불연속이나 픽셀 미분값의 불연속점에 존재한다.
또한, 에지는 픽셀 값의 불연속 영역 등 화소값의 차이가 많이 나는 곳을 의미한다. 이러한 특성을 포함하는 에지를 검출하기 위해서는 공간적 변화량을 측정하기 위한 미분연산의 개념을 활용할 수 있다.
그리고 에지는 영상의 명암도를 기준으로 명암의 변화가 큰 지점이다. 따라서 이러한 명암, 밝기 변화율 즉 기울기를 검출해야 한다. 따라서 이미지에서 기울기 즉, 그라디언트(gradient)를 구하면 에지를 얻을 수 있다.
(b)단계(S120)에서 촬영이미지데이터(D1)는 에지를 검출하는 알고리즘(Edge Detection Algorithm)에 의해 수정이미지데이터(D2)로 변환될 수 있다. 여기서 수정이미지데이터(D2)는 촬영이미지데이터(D1)를 에지 검출 알고리즘으로 변환한 이미지데이터를 의미한다.
에지 검출(Edge Detection)이란 에지에 해당하는 화소(edge pixels)를 찾는 과정이다. 에지 향상(Edge enhancement)은 에지가 더 잘 보이도록 하기 위하여 에지와 배경간의 대비를 증가시켜주는 것을 의미한다. 에지 추적(Edge tracing)은 에지를 따라가는 과정을 의미한다.
에지를 검출하는 알고리즘은 소벨(Sobel), 프리윗(Prewitt), 로버츠(Roberts), 라플라시안(Laplcian) 또는 LoG(Laplacian of Gaussian) 방법일 수 있다. LED 광원용 확산 렌즈(10)의 종류에 따라 에지를 검출하는 알고리즘을 선택하여 적용할 수 있다.
소벨(Sobel) 연산자는 원 이미지의 중심값을 더 강조하고, 돌출된 값을 평균화하는데 효율적이다. 그리고 소벨(Sobel) 연산자는 대각선 방향에 놓여진 에지의 민감하게 반응한다.
프리윗(Prewitt) 연산자는 소벨 필터의 결과와 거의 같은 결과 값을 나타내는데 응답시간이 약간 빠르다. 그리고 프리윗(Prewitt) 연산자는 돌출된 값을 비교적으로 효율적으로 평균화할 수 있다. 그러나 프리윗(Prewitt) 연산자는 수평과 수직에 놓여진 에지에 민감하게 반응하여 윤곽선이 덜 부각되어 나타날 수 있다.
로버츠(Roberts) 연산자는 다른 마스크보다 크기는 작지만 효과적으로 사용할 수 있다. 그러나 로버츠(Roberts) 연산자는 돌출된 값을 평균에 적절히 활용하기 어렵다. 즉 잡음에 민감하다.
라플라시안(Laplcian)은 직접 이미지에 가해지면 잡음성분도 강조될 수 있다. 따라서 라플라시안(Laplcian)을 적용하기 전에 전처리 단계로 가우시안 평활화(smoothing)를 수행하여 에지 검출의 확률을 높일 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, (b)단계(S120)가 완료되면, (c)단계(S130)가 수행된다. (c)단계(S130)는 수정이미지데이터(D2)에서 정상 에지 영역(A1)을 인식하는 단계이다. 여기서, 정상 에지 영역(A1)은 글자 그대로 불량영역(A3)이 아닌 정상적인 에지 영역을 의미한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 정상 에지 영역(A1)은 복수의 제1 특정부(P1)의 영역데이터 및 제1 특정부(P1)들 간 상대위치데이터를 포함할 수 있다. 즉, 제1 특정부(P1)들의 위치데이터는 어느 하나의 제1 특정부(P1)의 위치데이터를 기준으로 설정된다. 상술한 제1 특정부(P1)의 영역데이터는 제1 특정부(P1)의 형태정보를 포함할 수 있다.
제1 특정부(P1)는 LED 광원용 확산 렌즈(10)에 형성된 복수의 홈에 굴절 및 반사되는 빛에 의해 형성될 수 있다. 복수의 홈은 LED 광원용 확산 렌즈(10)를 LED 바에 결합하는데 사용되는 홈일 수 있다.
즉, LED 광원용 확산 렌즈(10)가 결합되는 LED 바에 복수의 위치지정용 돌기가 형성되고, 돌기들은 홈들에 삽입될 수 있다. 따라서 LED 광원용 확산 렌즈(10)를 LED 바의 정확한 위치에 결합할 수 있다.
정상 에지 영역(A1)은 복수의 제2 특정부(P2)의 영역데이터 및 제1 특정부(P1)로부터 제2 특정부(P2)들의 상대위치데이터를 포함할 수 있다. 즉, 제2 특정부(P2)들의 위치데이터는 어느 하나 이상의 제1 특정부(P1)의 위치데이터를 기준으로 설정된다. 제2 특정부(P2)는 LED 광원용 확산 렌즈(10)의 저면에 형성된 문자 부분에 굴절 및 반사되는 빛에 의해 형성될 수 있다.
(c)단계(S130)에서 수정이미지데이터(D2)를 정상 에지 영역(A1)의 표준 패턴과 비교하여 정상 에지 영역(A1)을 인식하게 된다.
정상 에지 영역(A1)의 표준 패턴은 정상적인 에지 영역의 이미지 패턴들을 의미한다. 정상 에지 영역(A1)의 표준 패턴은 시스템 구성 초기에 검사장치(4)에 저장될 수 있다.
정상 에지 영역(A1)의 표준 패턴은 제1 특정부(P1)의 표준 영역데이터 및 제1 특정부(P1)들 간 표준 상대위치데이터를 포함할 수 있다. 상술한 제1 특정부(P1)의 표준 영역데이터는 제1 특정부(P1)의 표준 형태정보를 포함할 수 있다.
정상 에지 영역(A1)의 표준 패턴은 복수의 제2 특정부(P2)의 표준 영역데이터 및 제1 특정부(P1)로부터 제2 특정부(P2)들의 표준 상대위치데이터를 포함할 수 있다. 상술한 제2 특정부(P2)의 표준 영역데이터는 제2 특정부(P2)의 표준 형태정보를 포함할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, (c)단계(S130)가 완료되면, (d)단계(S140)가 수행된다. 도 10에 도시된 바와 같이, (d)단계(S140)는 수정이미지데이터(D2)에 정상 에지 영역(A1)이 제외된 검사영역(A2)을 설정하는 단계이다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 검사영역(A2)은 수정이미지데이터(D2) 상에서 불량영역(A3)을 검출하는 영역을 의미한다.
검사영역(A2)은 (b)단계(S120)에서 촬영이미지데이터(D1)를 수정이미지데이터(D2)로 변환할 때 LED 광원용 확산 렌즈(10)의 테두리로 인식된 선(L)의 안쪽 영역을 의미할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, (d)단계(S140)가 완료되면, (e)단계(S150)가 수행된다. (e)단계(S150)는 검사영역(A2) 내에서 명도차이에 의해 불량영역(A3)을 검출하는 단계이다.
여기서, 불량영역(A3)은 수정이미지데이터(D2) 상에서 LED 광원용 확산 렌즈(10)의 불량부분을 의미한다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, LED 광원용 확산 렌즈(10)의 불량부분은 빛의 굴절 및 반사 현상에 의해 수정이미지데이터(D2) 상에서 주위와 명암 차이가 발생한다.
수정이미지데이터(D2) 상에서 LED 광원용 확산 렌즈(10)의 불량영역(A3)은 명도가 낮은 부분으로 나타난다. 따라서 (e)단계(S150)에서 검사영역(A2) 내에서 명도차이에 의해 불량영역(A3)을 검출할 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 종래 머신 비전 검사 방법은 검사영역(A2)에서 정상 에지 영역(A1)을 제거한 다음, 수정이미지데이터(D2) 상에서 불량영역(A3)을 검출하고 있다.
그러나 상술한 종래 머신 비전 검사 방법은 불량영역(A3)이 제거영역(E) 내에 존재하는 경우, 불량영역(A3)을 검출하지 못하는 문제가 있다.
모든 기계장치는 기계적 오차(mechanical error)를 내포한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 흡착부재(N)가 LED 광원용 확산 렌즈(10)들의 상부를 흡착하여 LED 광원용 확산 렌즈(10)들을 촬영장치의 테이블(3A) 상면으로 이송할 때마다 테이블(3A) 상면에서 LED 광원용 확산 렌즈(10)들의 위치 및 각도는 미세하게 다를 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 카메라(3B)가 회전축(X)을 중심으로 1 회전할 때마다 회전축(X)의 중심을 기준으로 하는 카메라(3B)의 위치는 미세하게 다를 수 있다.
즉, 카메라(3B)와 LED 광원용 확산 렌즈(10) 간 상대위치는 미세하게 다를 수 있다. 즉, 수정이미지데이터(D2) 상에서 정상 에지 영역(A1) 간 상대좌표는 미세하게 달라질 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 종래 머신 비전 검사 방법에서 기계적 오차를 보정하기 위해 제거영역(E)의 면적은 정상 에지 영역(A1)보다 다소 넓게 설정되어야 한다. 그러나 제거영역(E)이 증가하면, 제거영역(E) 내에 존재하는 불량영역(A3)을 검출하지 못할 확률도 증가하는 문제가 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 광원용 확산 렌즈(10) 비전 검사 방법(S100)은 제거영역(E)을 설정하지 않고, 수정이미지데이터(D2)에 정상 에지 영역(A1)만이 제외된 검사영역(A2)을 설정한 다음, 검사영역(A2) 내에서 명도차이에 의해 불량영역(A3)을 검출함으로써, 상술한 종래기술의 문제점을 해결하게 된다.
도 7에 도시된 바와 같이, (e)단계(S150)가 완료되면, (f)단계(S160)가 수행된다. (f)단계(S160)는 불량영역(A3)의 검출 여부에 따라 수정이미지데이터(D2)를 분류하여 저장하는 단계이다.
다수의 수정이미지데이터(D2) 중 불량영역(A3)이 검출되지 않은 수정이미지데이터(D2)들은 검사장치(4)의 제1 저장폴더에 저장될 수 있다.
다수의 수정이미지데이터(D2) 중 불량영역(A3)이 검출된 수정이미지데이터(D2)들은 검사장치(4)의 제2 저장폴더에 저장될 수 있다.
(f)단계(S160)가 완료되면, 불량영역(A3)이 검출되지 않은 수정이미지데이터(D2)에 대응되는 LED 광원용 확산 렌즈(10)들은 다음 검사공정으로 이송될 수 있다.
한편, 불량영역(A3)이 검출된 수정이미지데이터(D2)에 대응되는 LED 광원용 확산 렌즈(10)들은 불량품을 처리하는 공정으로 이송될 수 있다.
본 발명에 의하면, (c)단계(S130)에서 수정이미지데이터(D2)에서 정상 에지 영역(A1)을 인식하고, (d)단계(S140)에서 수정이미지데이터(D2)에 정상 에지 영역(A1)이 제외된 검사영역(A2)을 설정함으로써, LED 광원용 확산 렌즈(10)의 머신 비전 검사에 있어 불량이 아닌 에지 부분이 불량으로 검출되지 않도록 이루어지는 LED 광원용 확산 렌즈(10) 비전 검사 방법(S100)을 제공할 수 있게 된다.
또한, (d)단계(S140)에서 수정이미지데이터(D2)에 정상 에지 영역(A1)이 제외된 검사영역(A2)을 설정한 다음, (e)단계(S150)에서 검사영역(A2) 내에서 명도차이에 의해 불량영역(A3)을 검출함으로써, LED 광원용 확산 렌즈(10)의 머신 비전 검사에 있어 불량을 검출하는 확률이 최대화되도록 이루어지는 LED 광원용 확산 렌즈(10) 비전 검사 방법(S100)을 제공할 수 있게 된다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다.
따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
S100 : LED 광원용 확산 렌즈 비전 검사 방법
S110 : (a)단계
S120 : (b)단계
S130 : (c)단계
S140 : (d)단계
S150 : (e)단계
S160 : (f)단계
10 : LED 광원용 확산 렌즈
10A : 사출품
S : 스프루
R : 러너
1 : 비전 검사 시스템
2 : 제어부
3 : 촬영장치
3A : 테이블
3B : 카메라
X : 회전축
4 : 검사장치
5 : 흡착부재
D1 : 촬영이미지데이터
D2 : 수정이미지데이터
A1 : 정상 에지 영역
P1 : 제1 특정부
P2 : 제2 특정부
A2 : 검사영역
A3 : 불량영역
E : 제거영역

Claims (9)

  1. (a) LED 광원용 확산 렌즈를 촬영하여 촬영이미지데이터를 생성하는 단계;
    (b) 에지(edge)를 검출하도록 상기 촬영이미지데이터를 수정이미지데이터로 변환하는 단계;
    (c) 상기 수정이미지데이터에서 정상 에지 영역을 인식하는 단계;
    (d) 상기 수정이미지데이터에 상기 정상 에지 영역이 제외된 검사영역을 설정하는 단계; 및
    (e) 상기 검사영역 내에서 명도차이에 의해 불량영역을 검출하는 단계를 포함하고,
    상기 정상 에지 영역은 복수의 제1 특정부의 영역데이터 및 상기 제1 특정부들 간 상대위치데이터를 포함하며,
    상기 제1 특정부는 상기 LED 광원용 확산 렌즈에 형성된 복수의 홈에 굴절 및 반사되는 빛에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 광원용 확산 렌즈 비전 검사 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (c)단계에서 상기 수정이미지데이터를 상기 정상 에지 영역의 표준 패턴과 비교하여 상기 정상 에지 영역을 인식하는 것을 특징으로 하는 LED 광원용 확산 렌즈 비전 검사 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 LED 광원용 확산 렌즈가 결합되는 LED 바에 복수의 위치지정용 돌기가 형성되고,
    상기 돌기들은 상기 홈들에 삽입되는 것을 특징으로 하는 LED 광원용 확산 렌즈 비전 검사 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 정상 에지 영역은 복수의 제2 특정부의 영역데이터 및 상기 제1 특정부로부터 상기 제2 특정부들의 상대위치데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 광원용 확산 렌즈 비전 검사 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 특정부는 상기 LED 광원용 확산 렌즈의 저면에 형성된 문자 부분에 굴절 및 반사되는 빛에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 광원용 확산 렌즈 비전 검사 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 (b)단계에서 상기 촬영이미지데이터는 상기 에지를 검출하는 알고리즘(Edge Detection Algorithm)에 의해 상기 수정이미지데이터로 변환되는 것을 특징으로 하는 LED 광원용 확산 렌즈 비전 검사 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    (f) 상기 불량영역의 검출 여부에 따라 상기 수정이미지데이터를 분류하여 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 광원용 확산 렌즈 비전 검사 방법.
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