KR102563511B1

KR102563511B1 - 카메라를 이용한 다면검사장치 및 검사방법

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Publication number: KR102563511B1
Application number: KR1020220087690A
Authority: KR
Inventors: 김재선; 문동훈
Original assignee: 시냅스이미징(주)
Priority date: 2022-07-15
Filing date: 2022-07-15
Publication date: 2023-08-07

Abstract

본 발명은 비전검사장치에 관한 것으로서, 특히, 입체적인 검사대상물의 표면을 하나의 이미지로 동시에 촬상하여 표면의 결함을 검출할 수 있는 카메라를 이용한 다면검사장치 및 검사방법에 관한 것이다. 이를 위해, 상면(52)과 적어도 하나의 측면을 갖는 검사대상물(50)에 대해 표면의 결함(60)을 검출하여 불량 여부를 판정하는 다면검사장치로써, 검사대상물(50)이 배치되는 관통공(250)을 갖는 하우징(260); 관통공(250)의 둘레 영역에 배치되어 측면을 카메라(110) 방향으로 반사하는 반사수단; 검사대상물(50)을 향해 복수 패턴의 빛을 발광하는 조명부(500); 각각의 패턴마다 검사대상물(50)의 상면(52) 및 반사수단을 촬상하여 이미지를 생성하는 카메라(110); 생성된 이미지들을 조합하여 조합이미지를 생성하는 조합이미지 생성수단; 조합이미지로부터 검사대상물(50) 표면의 결함(60)을 검출하는 검출수단; 및 검출수단의 검출결과에 기초하여 검사대상물(50)의 불량여부를 판정하는 판정수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라를 이용한 다면검사장치가 제공된다.

Description

카메라를 이용한 다면검사장치 및 검사방법{Multi-faceted inspection device using camera and inspection method thereof}

본 발명은 비전검사장치에 관한 것으로서, 특히, 입체적인 검사대상물의 표면을 하나의 이미지로 동시에 촬상하여 표면의 결함을 검출할 수 있는 카메라를 이용한 다면검사장치 및 검사방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차부품, 전자부품(예 : 중,대형 파우치 배터리, 원형 배터리, 전고체 배터리, PCB, 웨이퍼, 필름, 카메라모듈 등)의 대량생산중에는 제품 표면에 결함(예 : 미세 오염, 찍힘, 스크래치, 돌기 등)이 발생할 수 있다. 이와 같은 결함은 검사자가 직접 육안 또는 현미경을 통한 검사하는 방식이 주를 이뤘으나 여기서 발생되는 작업자의 숙련도와 주관적인 평가로 인해 제품 품질의 신뢰성 저하 및 생산성에 차질이 발생되곤 하였다.

최근에는 이를 극복하기 위해 검사자 대신에 카메라를 이용한 비전 검사방법이 도입되고 있다. 그러나, 종래의 비전 검사방법은 입체적인 부품의 외관을 검사하기 위하여 다수의 카메라를 설치하고, 각 이미지를 처리하여야 하기 때문에 장비가 크고 처리 및 검사시간이 늦어 제품의 검사대기가 길었다.

또한, 카메라와 조명에 의한 촬상이 이루어지기 때문에 방향성을 가지는 미세 결함을 검출하기에는 한계가 있었다. 왜냐하면, 균일한 이미지를 확보하기 위해서는 전 방향에서 균일한 광을 조사해야 하는데, 이러한 조명하에서 촬상된 이미지는 형태와 방향성을 가지는 미세 표면 결함에 대해 시인성의 저하를 일으켰다.

이러한 문제를 해결하기 위해 서로 다른 광 조사 방향을 가지는 복수의 조명을 정해진 순서에 따라 스위칭하면서 이미지를 촬상하고, 이렇게 획득된 복수의 이미지를 다시 결합하여 검사에 적합한 새로운 이미지로 재생성하는 방법이 제시되었다.

그러나, 제품의 상면 뿐만 아니라 측면까지 모두 검사해야 하는 입체적 부품인 경우에는 다수의 카메라를 설치하여야 했다. 예를 들어, 육면체 형상의 부품인 경우 3대 ~ 5대의 카메라 필요하며, 이들로부터 출력되는 이미지를 모두 처리해야 했기 때문에 시간과 연산 리소스 등의 부담이 컸다. 특히 검사대상이 10만대 이상 대량생산되는 경우(예 : 배터리 또는 카메라 모듈 등)에는 검사지연이 큰 걸림돌로 작용했고, 이를 극복하기 위해 큰 공장공간에 많은 검사장비를 설치해서 운영해야만 했다.

1. 대한민국 특허등록 제 10-1245148호(영상 선명도가 개성된 비전검사장치), 2. 대한민국 특허공개 제 10-2016-0091909 호(텔레센트릭 렌즈), 3. 미국 특허공개 제 US2013/0076871호(HIGH SPEED PHOTOMETRIC STEREO PAVEMENT SCANNER).

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 입체적인 검사대상물의 표면을 신속하게 검사하여 결함을 검출할 수 있는 카메라를 이용한 다면검사장치 및 검사방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 단일 카메라를 이용하여 검사대상물의 상면과 측면들을 한번에 촬상함으로써 신속히 결함을 검출할 수 있는 카메라를 이용한 다면검사장치 및 검사방법을 제공하는 것이다.

다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여, 상면(52)과 적어도 하나의 측면을 갖는 검사대상물(50)에 대해 표면의 결함(60)을 검출하여 불량 여부를 판정하는 다면검사장치로써, 검사대상물(50)이 배치되는 관통공(250)을 갖는 하우징(260); 관통공(250)의 둘레 영역에 배치되어 측면을 카메라(110) 방향으로 반사하는 반사수단; 검사대상물(50)을 향해 복수 패턴의 빛을 발광하는 조명부(500); 각각의 패턴마다 검사대상물(50)의 상면(52) 및 반사수단을 촬상하여 이미지를 생성하는 카메라(110); 생성된 이미지들을 조합하여 조합이미지를 생성하는 조합이미지 생성수단; 조합이미지로부터 검사대상물(50) 표면의 결함(60)을 검출하는 검출수단; 및 검출수단의 검출결과에 기초하여 검사대상물(50)의 불량여부를 판정하는 판정수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라를 이용한 다면검사장치가 제공된다.

또한, 반사수단은 미러 또는 프리즘일 수 있다.

또한, 검사대상물(50)은 제 1, 2, 3, 4 측면(53, 54, 55, 56)을 갖고, 반사수단은 상기 제 1, 2, 3, 4 측면(53, 54, 55, 56)에 각각 대응하는 제 1, 2, 3, 4 반사체(210, 220, 230, 240)이다.

또한, 카메라(110)는 단일 카메라이며, 각각의 패턴마다 검사대상물(50)의 상면(52) 및 반사수단을 촬상한 이미지는 단일 이미지일 수 있다.

또한, 조명부(500)는, 복수의 LED(532)를 포함하는 LED어레이(530); 및 LED어레이(530)의 전방에 설치되는 하프미러(510);를 포함한다.

또한, 복수의 패턴은, 복수의 LED(532)가 제 1 방향을 따라 점멸하는 제 1 방향패턴; 및 복수의 LED(532)가 제 1 방향과 수직인 제 2 방향을 따라 점멸하는 제 2 방향패턴;을 포함할 수 있다.

또한, 하우징(260)은, 관통공(250)과 반사수단으로 구성된 채널을 복수개 구비하고, 그리고 카메라(110)와 하우징(260) 사이에 배치되고, 상기 각 채널의 이미지를 카메라(110)의 화각내로 반사하는 스플리터(300)를 더 포함할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 또 다른 실시예로써, 전술한 다면검사장치를 이용한 다면검사방법으로써, 하우징(260) 내에 검사대상물(50)이 배치되는 단계(S100); 조명부(500)가 검사대상물(50)을 향해 제 1 패턴(P1)으로 발광하는 단계(S110); 카메라(110)가 검사대상물(50)의 상면(52) 및 반사수단에 의해 반사된 측면들을 한 이미지로 촬상하는 단계(S120); 조명부(500)가 서로 상이한 제 2 패턴(P2)부터 복수개의 패턴을 순차적으로 발광할 때마다, 카메라(110)가 촬상하여 이미지를 생성하는 단계(S130); 조합이미지 생성수단이 촬상단계(S120)의 이미지 및 상기 생성단계(S130)의 이미지를 조합하여 조합이미지를 생성하는 단계(S140); 검출수단이 조합이미지로부터 검사대상물(50) 표면의 결함(60) 유무를 검출하는 단계(S150); 판정수단이 검출수단의 검출결과에 기초하여 검사대상물(50)의 불량여부를 판정하는 단계(S160);를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라를 이용한 다면검사방법에 의해 달성될 수 있다.

또한, 발광단계(S110)에서 조명부(500)는 복수의 LED(532)가 제 1 방향을 따라 점멸하는 단계; 및 복수의 LED(532)가 제 1 방향과 수직인 제 2 방향을 따라 점멸하는 단계를 포함한다.

또한, 하우징(260)은, 관통공(250)과 상기 반사수단으로 구성된 채널을 복수개 구비하고, 그리고 카메라(110)와 하우징(260) 사이에 배치되고, 각 채널의 이미지를 상기 카메라(110)의 화각내로 반사하는 스플리터(300)를 더 포함하며, 카메라 촬상단계(S120) 및 이미지 생성단계(S130)는, 카메라(110)가 스플리터(300)에 반사된 이미지를 촬상하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 입체적인 검사대상물의 모든 표면을 신속하게 검사하여 결함을 검출할 수 있다. 따라서, 다양한 형태의 검사대상물이라도 검사가 가능하다.

또한, 단일 카메라를 이용하여 검사대상물의 상면과 측면들을 한번에 촬상함으로써 3배 이상 신속하게 결함을 검출할 수 있다. 이로 인해, 검사장비가 콤팩트하여 설치 공간을 절약할 수 있다. 그리고, 복수 채널을 보유함으로써 한번에 여러 검사대상물을 동시에 검사할 수 있고, 이로 인해 검사대상물의 검사대기를 없앨 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 스펙큘러 광학계 사용시, 검사대상물의 결함이 아닌 얼룩, 오염, 인쇄된 문자, 표면 난반사 등은 결함으로 판정하지 않는다. 따라서, 검사대상물의 오판을 방지할 수 있어 불필요하게 불량으로 판단하는 케이스를 줄일 수 있다.

다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1a은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 카메라를 이용한 다면검사장치(100)의 정면도,
도 1b는 도 1a중 LED어레이(530)의 일예,
도 1c 내지 도 1j는 LED어레이(530)의 발광 패턴,
도 2a는 도 1a중 다면반사체(200)의 사시도,
도 2b는 도 2a중 검사대상물(50)의 일예를 나타내는 사시도,
도 3은 도 2a에 도시된 다면반사체(200)의 평면도,
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 카메라를 이용한 다채널 다면검사장치(100a)의 정면도,
도 5는 도 4중 스플리터(300)의 내부 구성도,
도 6은 도 4중 다채널 다면반사체(400)의 사시도,
도 7은 도 6에 도시된 다채널 다면반사체(400)의 평면도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라를 이용한 다면검사방법의 개략적인 흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

제 1 실시예의 구성

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 구성을 상세히 설명하기로 한다. 도 1a은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 카메라를 이용한 다면검사장치(100)의 정면도이다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 다면검사장비(100)는 수직으로 설치된 단일 카메라(110)를 포함하고, 하부에는 다면반사체(200)가 구비되며, 조명부(500)는 카메라(110)와 다면반사체(200) 사이에 설치된다.

조명부(500)는 수직으로 설치된 LED어레이(530) 및 확산판(520)을 포함하고, 하프미러(510)는 45도의 경사를 유지하도록 설치된다.

박스(160)의 상부에는 박스관통공(165)이 형성되고, 하부에는 다면반사체(200)가 위치한다.

비전처리부(120)는 카메라(110)가 촬영한 복수의 이미지를 처리(Processing)하여 조합이미지를 생성한다.

제어부(130)는 조합이미지로부터 결함(60)을 검출하고 검사대상물(50)의 불량 여부를 판정한다.

도 1b는 도 1a중 LED어레이(530)의 일예이다. 도 1b에 도시된 바와 같이, LED(532)는 4×4로 배열된다. 도 1c 내지 도 1j는 LED어레이(530)의 발광 패턴이다. 도 1c에 도시된 바와 같이, 4×4의 LED어레이(530) 중 상부 8개의 LED(532)가 발광한다(P1패턴의 발광). 그 다음, 도 1d 및 도 1f에 도시된 바와 같이 수직방향(제 1 방향)을 따라 순차적으로 점멸한다(P2패턴 내지 P4패턴의 발광).

그 다음, 도 1g에 도시된 바와 같이, 4×4의 LED어레이(530) 중 왼쪽 8개의 LED(532)가 발광한다(P5패턴의 발광). 그 다음, 도 1h 및 도 1j에 도시된 바와 같이 수평방향(제 2 방향)을 따라 순차적으로 점멸한다(P5패턴 내지 P8패턴의 발광). 즉, 조명부(500)의 제 1 패턴(P1) 내지 제 8 패턴(P8)은 발광위치를 조금씩 순차적으로 변화해 가면서 빛을 조사하는 방식이다. 이를 통해 광량은 일정하게 유지하면서 조사 방향을 변화할 수 있다.

도 2a는 도 1a중 다면반사체(200)의 사시도이고, 도 2b는 도 2a중 검사대상물(50)의 일예를 나타내는 사시도이며, 도 3은 도 2a에 도시된 다면반사체(200)의 평면도이다. 도 2a 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 다면반사체(200)는 하우징(260)과 반사수단을 포함한다.

하우징(260)은 일정한 두께를 갖는 금속판 또는 합성수지재이며, 중앙에 사각 형상의 관통공(250)이 형성되어 있다. 검사대상물(50)은 컨베이어 벨트(미도시)를 따라 이송하다가 관통공(250)의 중앙에 배치되도록 정지한다.

반사수단은 제 1, 2, 3, 4 반사체(210, 220, 230, 240)이고, 미러(거울), 프리즘 또는 경면이 있는 부재로 구현할 수 있다. 제 1 반사체(210)는 대략 직사각형 형상이고 검사대상물(50)을 향해 45°정도의 상향 경사로 설치된다. 제 1 반사체(210)는 검사대상물(50)의 측면중 하나를 반사할 수 있는 크기면 족하다.

제 2, 3, 4 반사체(220, 230, 240)는 제 1 반사체(210)와 동일한 구성이며, 다만 검사대상물(50) 과의 설치 위치가 다르다. 반사체의 갯수는 검사대상물(50)의 측면 갯수 또는 측면 형상에 따라 증감할 수 있다. 예를 들어, 반사체는 4개 외에 1개 ~ 3개, 5개 ~ 10개 범위가 될 수 있다.

도 2b에 도시된 바와 같이, 검사대상물(50)은 육면체 형상이고, 상면(52)에 돌출물이 있으며, 둘레에 제 1, 2, 3, 4 측면(53, 54, 55, 56)을 갖는다. 따라서, 각 측면에 대해 각 반사체가 일대일로 대응하게 된다. 검사대상물(50)은 육면체 이외에 원통형, 판형, 이형 부품 등이 될 수 있다. ,

제 1 실시예의 동작

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 동작을 상세히 설명하기로 한다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라를 이용한 다면검사방법의 개략적인 흐름도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 먼저, 하우징(260) 내에 검사대상물(50)이 배치된다(S100). 검사대상물(50)은 컨베이어 벨트(미도시)를 통해 이송될 수 있으며, 관통공(250)의 중앙에 위치한다.

그 다음, 조명부(500)가 검사대상물(50)을 향해 제 1 패턴(P1)으로 발광한다(S110). 도 1c에 도시된 것과 같이 16개의 LED(532)중 상부 8개가 발광한다. 조사된 빛은 확산판(520)을 통과하면서 균일해지고, 하프미러(510)에 의해 반사되어 다면반사체(200)를 비추게 된다.

그러면, 카메라(110)가 하프미러(500)를 통해 검사대상물(50)의 상면(52) 및 제 1, 2, 3, 4 반사체(210, 220, 230, 240)을 통해 측면들을 한 이미지로 촬상한다(S120). 이러한 한장의 이미지에는 검사대상물(50)의 상면(52)과 4개의 측면이 모두 포함된다.

그 다음, 조명부(500)가 서로 상이한 제 2 패턴(P2)부터 제 8 패턴(P8)까지 순차적으로 발광할 때마다, 카메라(110)가 촬상하여 이미지를 생성한다(S130).

그 다음, 비전처리부(120)의 조합이미지 생성수단이 8장의 이미지를 처리하고 조합함으로써 한장의 조합이미지를 생성한다(S140).

그 다음, 검출수단이 조합이미지로부터 검사대상물(50) 표면의 결함(60) 유무를 검출한다(S150). 결함(60)은 미세 오염, 찍힘, 스크래치, 돌기 등이 될 수 있고, 표면의 얼룩, 오염, 인쇄된 문자, 표면 난반사 등은 결함으로 검출하지 않는다.

그 다음, 제어부(130)의 판정수단이 검출수단의 검출결과에 기초하여 검사대상물(50)의 불량여부를 판정한다(S160). 만약, 검사대상물(50)의 상면(52)과 4개의 측면들중 한곳에서라도 결함이 검출되면 해당 검사대상물(50)을 불량으로 판정한다(S170). 그리고, 결함이 검출되지 않았다면 정상으로 판정한다(S160).

이를 통해 해당 검사대상물(50)의 표면 결함 검사가 완료된다.

제 2 실시예의 구성

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 구성을 상세히 설명하기로 한다. 도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 카메라를 이용한 다채널 다면검사장치(100a)의 정면도이다. 먼저 제 1 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부재번호와 명칭을 사용하며, 구체적인 구성은 제 1 실시예의 설명으로 대체한다.

스플리터(300)는 카메라(110)와 다채널 다면반사체(400) 사이에 설치된다. 도 5는 도 4중 스플리터(300)의 내부 구성도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 스플리터(300)의 상면에는 하나의 상부관통공(310)이 형성되고, 하면에는 제 1, 2 하부관통공(320a, 320b)이 각각 형성된다.

제 1 미러(330a)와 제 2 미러(340a)는 제 1 하부관통공(320a)의 양측에서 서로 평행이면서 45°각을 유지하고, 마주보도록 설치된다. 제 3 미러(330b)와 제 4 미러(340b)는 제 2 하부관통공(320b)의 양측에서 서로 평행이면서 45°각을 유지하고, 마주보도록 설치된다. 즉, 중심선을 기준으로 제 1 미러(330a)는 제 3 미러(330b)와 대칭이고, 제 2 미러(340a)는 제 4 미러(340b)와 대칭을 이룬다. 이로써, 제 1 하부관통공(320a)으로 입사되는 영상과 제 2 하부관통공(320b)으로 입사되는 영상은 상부관통공(310)을 통해 투사되면서 촬상될 수 있다.

제 1, 2 박스(160a, 160b)는 제 1 실시예의 박스(160)와 동일한 구성이고, 상호 인접하게 배치된다.

도 6은 도 4중 다채널 다면반사체(400)의 사시도이고, 도 7은 도 6에 도시된 다채널 다면반사체(400)의 평면도이다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 다채널 다면반사체(400)의 하우징(260)에는 제 1 채널(410a)과 제 2 채널(410b)가 구비된다. 제 1 채널(410a)에는 제 1 반사모듈(420a)과 제 2 반사모듈(420b)가 인접하게 배치된다. 제 2 채널(410b)에는 제 3 반사모듈(420c)과 제 4 반사모듈(420d)가 인접하게 배치된다. 제 1, 2, 3, 4 반사모듈(420a, 420b, 420c, 420d)은 제 1 실시예의 다면반사체(200) 구성과 각각 동일하다. 필요에 따라 채널의 갯수를 증감할 수 있고, 하나의 채널 내에 설치되는 반사모듈의 갯수도 2개가 아닌 1개 ~ 9개로 증감할 수 있다.

제 2 실시예의 동작

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 동작을 상세히 설명하기로 한다. 먼저, 하우징(260) 내에 4개의 검사대상물(50)이 배치된다(S100). 검사대상물(50)은 컨베이어 벨트(미도시)를 통해 이송될 수 있으며, 제 1, 2, 3, 4 반사모듈(420a, 420b, 420c, 420d)의 각 관통공(250)의 중앙에 위치한다.

그 다음, 조명부(500)가 검사대상물(50)을 향해 제 1 패턴(P1)으로 발광한다(S110). 발광 단계는 제 1 실시예와 동일하다. 단, 하프미러(510)에서 반사된 빛은 스플리터(300)의 상부관통공(310)을 통과하면서 제 2 미러(340a)와 제 4 미러(340b)에 의해 나눠진다. 제 2 미러(340a)에 의해 반사된 빛은 제 1 미러(330a)에서 반사되어 제 1 하부관통공(320a)을 통과한 뒤 다채널 다면반사체(400)의 제 1 채널(410a)을 조사한다. 그리고, 제 4 미러(340b)에 의해 반사된 빛은 제 3 미러(330b)에서 반사되어 제 2 하부관통공(320b)을 통과한 뒤 다채널 다면반사체(400)의 제 2 채널(410b)을 조사한다.

그러면, 카메라(110)가 하프미러(500)를 통해 검사대상물(50)의 상면(52) 및 제 1, 2, 3, 4 반사체(210, 220, 230, 240)을 통해 측면들을 한 이미지로 촬상한다(S120). 즉, 제 1 채널(410a)은 제 1 미러(330a)과 제 2 미러(340a)에 반사되고, 제 2 채널(410b)는 제 3 미러(330b)와 제 4 미러(340b0)에 반사된다. 따라서, 카메라(110)는 상부관통공(310)을 통해 제 2 미러(340a)와 제 4 미러(340b)를 촬상하게 된다. 이러한 한장의 이미지에는 4개의 검사대상물(50)에 대한 각각의 상면(52)과 4개의 측면이 모두 포함된다.

이후 S130 단계 내지 S170 단계는 전술한 제 1 실시예의 동작과 동일하다. 이를 통해 4개의 검사대상물(50)에 대해 동시에 표면 결함 검사가 이뤄질 수 있다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

50 : 검사대상물,
52 : 상면,
53, 54, 55, 56 : 제 1, 2, 3, 4 측면,
60 : 결함,
100 : 다면검사장치,
100a : 다채널 다면검사장치,
110 : 카메라,
120 : 비전처리부,
130 : 제어부,
160 : 박스,
160a, 160b : 제 1, 2 박스,
165 : 박스관통공,
200 : 다면반사체,
210, 220, 230, 240 : 제 1, 2, 3, 4 반사체,
250 : 관통공,
260 : 하우징,
300 : 스플리터,
310 : 상부관통공,
320a, 320b : 제 1, 2 하부관통공,
330a : 제 1 미러,
330b : 제 3 미러,
340a : 제 2 미러,
330b : 제 4 미러,
400 : 다채널 다면반사체,
410a : 제 1 채널,
410b : 제 2 채널,
420a, 420b, 420c, 420d : 제 1, 2, 3, 4 반사모듈,
500 : 조명부,
510 : 하프미러,
520 : 확산판,
530 : LED어레이,
532 : LED,
P1 ~ P8 : 제 1 ~ 8 패턴.

Claims

상면(52)과 적어도 하나의 측면을 갖는 검사대상물(50)에 대해 표면의 결함(60)을 검출하여 불량 여부를 판정하는 다면검사장치로써,
복수의 상기 검사대상물(50)이 각각 배치되도록 복수의 관통공(250)을 갖는 하우징(260);
각각의 상기 관통공(250)의 둘레 영역에 배치되어 상기 측면을 카메라(110) 방향으로 반사하는 반사수단;
상기 검사대상물(50)을 향해 복수 패턴의 빛을 순차적으로 발광하는 조명부(500);
각각의 상기 패턴마다 상기 검사대상물(50)의 상면(52) 및 상기 반사수단을 촬상하여 단일 이미지를 생성하는 상기 카메라(110);
상기 패턴마다 생성된 상기 이미지들을 조합하여 조합이미지를 생성하는 조합이미지 생성수단;
상기 조합이미지로부터 상기 검사대상물(50) 표면의 결함(60)을 검출하는 검출수단; 및
상기 검출수단의 검출결과에 기초하여 상기 검사대상물(50)의 불량여부를 판정하는 판정수단;을 포함하고,
상기 조명부(500)는, 수평방향으로 복수의 LED(532)가 배열되고, 그리고 수직방향으로 복수의 LED(532)가 배열된 행렬 형태의 LED어레이(530); 및 상기 LED어레이(530)의 전방에 설치되는 하프미러(510);를 포함하고,
상기 복수의 패턴은, 수직방향으로 발광된 상기 복수의 LED(532)가 수평방향을 따라 순차적으로 점멸하는 제 1 방향패턴; 및 수평방향으로 발광된 상기 복수의 LED(532)가 수직방향을 따라 순차적으로 점멸하는 제 2 방향패턴;을 포함하고,
상기 하우징(260)은, 상기 관통공(250)과 상기 반사수단으로 구성된 채널을 복수개 구비하고, 그리고
상기 카메라(110)와 상기 하우징(260) 사이에 배치되고, 상기 각 채널의 이미지를 상기 카메라(110)의 화각내로 반사하는 스플리터(300)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라를 이용한 다면검사장치.
제 1 항에 있어서,
상기 반사수단은 미러 또는 프리즘인 것을 특징으로 하는 카메라를 이용한 다면검사장치.
제 1 항에 있어서,
상기 검사대상물(50)은 제 1, 2, 3, 4 측면(53, 54, 55, 56)을 갖고,
상기 반사수단은 상기 제 1, 2, 3, 4 측면(53, 54, 55, 56)에 각각 대응하는 제 1, 2, 3, 4 반사체(210, 220, 230, 240)인 것을 특징으로 하는 카메라를 이용한 다면검사장치.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 채널은 2개의 채널인 것을 특징으로 하는 카메라를 이용한 다면검사장치.
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제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 다면검사장치를 이용한 다면검사방법으로써,
하우징(260) 내에 검사대상물(50)이 배치되는 단계(S100);
조명부(500)가 상기 검사대상물(50)을 향해 복수의 패턴으로 발광하는 단계이고, 상기 복수의 패턴은, 행렬 형태의 LED어레이(530) 중 수직방향으로 발광된 복수의 LED가 수평방향을 따라 순차적으로 점멸하는 제 1 방향패턴 및 수평방향으로 발광된 상기 복수의 LED가 수직방향을 따라 순차적으로 점멸하는 제 2 방향패턴을 포함하고;
상기 조명부(500)가 상기 제 1 방향패턴 및 상기 제 2 방향패턴으로 발광할 때마다, 카메라(110)가 상기 검사대상물(50)의 상면(52) 및 반사수단에 의해 반사된 측면들을 촬상하여 이미지를 생성하는 단계(S130);
조합이미지 생성수단이 상기 이미지들을 조합하여 조합이미지를 생성하는 단계(S140);
검출수단이 상기 조합이미지로부터 상기 검사대상물(50) 표면의 결함(60) 유무를 검출하는 단계(S150); 및
판정수단이 상기 검출수단의 검출결과에 기초하여 상기 검사대상물(50)의 불량여부를 판정하는 단계(S160);를 포함하고,
상기 하우징(260)은, 관통공(250)과 상기 반사수단으로 구성된 채널을 복수개 구비하고, 그리고
상기 카메라(110)와 상기 하우징(260) 사이에 배치되고, 상기 각 채널의 이미지를 상기 카메라(110)의 화각내로 반사하는 스플리터(300)를 더 포함하며,
상기 카메라 촬상 및 이미지 생성단계(S130)는, 상기 카메라(110)가 상기 스플리터(300)에 반사된 이미지를 촬상하는 단계인 것을 특징으로 하는 카메라를 이용한 다면검사방법.
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