KR100389967B1 - Automatized defect inspection system - Google Patents
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Abstract
자동화 결함 검사 장치에서 검사 대상 물체의 상을 얻기 위해 검사 대상 물체로 빛을 조사할 때, 서로 다른 방향으로 빛을 조사하는 두 개 이상의 조명 장치를 이용하여 차례로 빛을 조사하고, 각 조명을 사용할 경우의 검사 영역을 나누어 순차적으로 검사 대상 물체의 상을 얻은 후 조합하여 전체 검사 대상 물체의 상을 형성한다. 빛이 검사 대상 물체를 조사하는 각도에 따라 검사할 수 있는 영역이 달라지므로, 이를 나누어 각 영역에 적합한 조명을 이용함으로써 검사 대상 물체의 전체 영역에 대하여 정밀한 결함 검사를 수행할 수 있다.When an automated defect inspection device emits light onto an object to be inspected to obtain an image of the object to be inspected, the light is sequentially irradiated using two or more lighting devices that emit light in different directions. By dividing the inspection area of, obtain images of the inspection object sequentially and combine to form the image of the entire inspection object. Since the area that can be inspected varies depending on the angle at which light is irradiated to the object to be inspected, it is possible to perform precise defect inspection on the entire area of the object to be inspected by dividing it and using lighting suitable for each region.
Description
본 발명은 자동화 결함 검사 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an automated defect inspection apparatus.
모든 제품의 생산 공정에서는 제조 공정 이후에 완성된 제품의 완성도를 평가하기 위하여 결함 검사 공정을 거치게 된다. 이 때, 결함이란 제품의 특성을 저해하는 모든 요소를 통칭한다고 할 수 있으며, 매우 작아 육안으로는 보이지 않는 것으로부터 육안으로 확인할 수 있는 크기까지 다양한 크기의 결함이 존재할 수 있다.In the production process of all products, defect inspection process is performed to evaluate the completeness of the finished product after the manufacturing process. In this case, the defects may be referred to collectively as all the factors that hinder the characteristics of the product, there may be a defect of various sizes ranging from very small invisible to the naked eye can be seen with the naked eye.
비교적 큰 물체의 외형상 결함의 검사는 통상 임의로 샘플을 추출하여 작업자가 직접 육안으로 제품을 검사하는 방식으로 이루어지며, 작은 물체의 경우도 현미경 등을 이용하여 작업자가 검사할 수도 있다. 그러나, 이 경우 생산된 모든 제품에 대해 검사하는 것이 불가능하고 작업자의 육안 관찰에 따른 주관적인 검사이므로 객관적인 제품 검사가 어렵다는 단점이 있다.Inspection of the appearance defect of a relatively large object is usually performed by randomly extracting a sample and inspecting the product with the naked eye, and a small object may also be inspected by a microscope or the like. However, in this case, since it is impossible to inspect all the produced products and subjective inspection by visual observation of the worker, objective product inspection is difficult.
이와 같은 문제점을 해결하기 위한 방법으로 검사 과정을 자동화한 검사 시스템이 사용되는데, 이는 CCD(전하 결합 소자; charge-coupled device) 카메라를 통해 획득한 제품의 영상을 영상 분석 소프트웨어를 통해 미리 입력된 표준 영상과 비교, 분석하여 과학적인 의사 결정을 함으로써 객관적인 전수 검사와 품질 관리의 자동화를 이루고 있다.In order to solve this problem, an inspection system that automates the inspection process is used, which is a standard that is pre-inputted through image analysis software to obtain an image of a product obtained through a CCD (charge-coupled device) camera. By comparing and analyzing the images and making scientific decisions, the objective is to automate objective inspection and quality control.
이와 같은 자동화 검사 장비는 크게 광학계, 영상 분석계, 기계 제어계로 분류될 수 있다. 광학계는 측정하고자 하는 지역을 조명하여 반사되는 영상을 획득하여 영상 분석계로 전송하며, 영상 분석계에서는 전송된 영상의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 미리 입력되어 있는 표준 영상과의 비교, 분석을 통해 유형별, 등급별로 불량을 분류하여 결과를 출력한다. 기계 제어계는 영상 분석 결과에 따라 유형별, 등급별로 불량품을 직접 분류하는 역할을 한다.Such automated inspection equipment can be broadly classified into optical systems, image analysis systems, and machine control systems. The optical system illuminates the area to be measured and acquires the reflected image and transmits it to the image analysis system.The image analysis system converts the analog signal of the transmitted image into a digital signal and compares and analyzes it with the standard image inputted in advance. In this case, the defects are classified by grade and the result is output. The machine control system directly classifies defective products by type and grade according to the image analysis results.
종래 기술의 자동화 결함 검사 장치에서 검사 대상 물체의 상을 얻기 위해 사용하는 조명 장치로는 이면 조명 장치, 상부 조명 장치, 측면 조명 장치 등이 있으며, 이들의 개략적인 구조가 각각 도 1a 내지 도 1c에 나타나 있다.Lighting apparatuses used to obtain an image of an object to be inspected in the conventional defect inspection apparatus of the prior art include a back lighting apparatus, an upper lighting apparatus, a side lighting apparatus, and the like, and their schematic structures are shown in FIGS. 1A to 1C, respectively. Is shown.
도 1a에 나타난 바와 같은 이면 조명 장치(111)는 검사 대상 물체(140)를 기준으로 볼 때 촬상 장치(130)의 반대쪽에서 검사 대상 물체(140) 쪽으로 빛을 조사한다. 이면 조명 장치(111)를 사용할 경우 검사 대상 물체(140) 전체에 대해 균일한 빛이 조사되지만, 검사 대상 물체(140)의 이면으로 빛이 조사되므로 물체의 표면 결함은 검사할 수 없다. 따라서, 이면 조명 장치(111)는 주로 외곽선 검사와 중심점 측정에 사용되며, 투명 필름이나 렌즈 등과 같은 투명한 물체를 검사하기 위해 사용된다.As shown in FIG. 1A, the backside illumination device 111 irradiates light toward the inspection object 140 from the opposite side of the imaging device 130 when viewed based on the inspection object 140. When the back lighting device 111 is used, uniform light is irradiated to the entire object 140 to be inspected, but since the light is irradiated to the rear surface of the object 140 to be inspected, surface defects of the object cannot be inspected. Therefore, the back lighting device 111 is mainly used for the inspection of the outline and the measurement of the center point, it is used to inspect a transparent object such as a transparent film or a lens.
도 1b에 나타난 바와 같은 상부 조명 장치(112)는 검사 대상 물체의 위쪽에서 검사 대상 물체(140)로 빛을 조사하는 것이므로 표면 검사에 유리하다. 그런데, 상부 조명 장치(112)의 경우 이면 조명 장치의 경우와는 달리 조명 장치(112)가 촬상 장치(130)와 검사 대상 물체(140)의 사이에 위치하게 되므로 촬상 장치(130)가 검사 대상 물체(140)에 대한 촬상을 할 수 있도록 하기 위해 조명 장치(112)의 가운데에 촬상 장치(130)를 위한 개구(122)가 형성된다. 그러나, 검사 대상 물체(140)가 코팅된 물체인 경우에는 검사 대상 물체(140)로부터 많은 양의 빛이반사되어 반사된 빛이 조명 장치(112)의 개구(122)를 통해 촬상 장치(130) 쪽으로 향하게 되므로 표면 검사를 하는 데에 한계가 있다. 또한, 개구(122) 때문에 검사 대상 물체(140)에 대한 균일한 조명을 얻기 어렵고, 조명 장치(112)로부터 나오는 빛의 일부가 검사 대상 물체(140)에 대해 경사진 각도로 입사하게 되므로 이로 인한 그림자 현상이 발생한다. 그림자 현상은 일정한 정도 이상의 두께를 갖는 물체에 대한 결함 검사를 어렵게 하며, 특히 개구를 갖는 물체와 같은 경우는 이러한 문제점이 더욱 두드러지게 나타난다.Since the upper lighting device 112 as shown in FIG. 1B irradiates light to the inspection object 140 from the upper side of the inspection object, it is advantageous for surface inspection. However, in the case of the upper lighting device 112, unlike the case of the back lighting device, since the lighting device 112 is positioned between the imaging device 130 and the object to be inspected 140, the imaging device 130 is to be inspected. In order to allow imaging of the object 140, an opening 122 for the imaging device 130 is formed in the center of the lighting device 112. However, when the inspection object 140 is a coated object, a large amount of light is reflected from the inspection object 140 to reflect the reflected light through the opening 122 of the lighting device 112. Facing toward the surface, there is a limit to surface inspection. In addition, because of the opening 122, it is difficult to obtain uniform illumination of the object to be inspected 140, and part of the light emitted from the lighting device 112 is incident at an inclined angle with respect to the object to be inspected 140. The shadow phenomenon occurs. Shadowing makes it difficult to inspect defects of an object having a certain thickness or more, and this problem is more prominent, especially in an object having an opening.
코팅된 물체에 대한 검사를 용이하게 하기 위해서는 도 1c에 나타난 바와 같은 측면 조명 장치(113)가 사용된다. 측면 조명 장치(113)의 경우 빛이 검사 대상 물체(140)에 대해 상당히 경사진 각도로 입사하므로 반사된 빛은 촬상 장치(130) 쪽으로 들어오지 않고 개구(123)의 바깥쪽으로 향하게 되어 반사광의 영향을 줄일 수 있다. 그러나, 상부 조명 장치에서 나타난 것과 같은 그림자 현상은 측면 조명 장치(113)에서 더욱 심하게 나타난다. 따라서 측면 조명 장치(113)는 일정한 정도 이상의 두께를 갖는 물체를 검사하는 결함 검사 장비에서는 사용되기 어렵다.To facilitate inspection of the coated object, a side lighting device 113 as shown in FIG. 1C is used. In the case of the side lighting device 113, since the light is incident at a substantially inclined angle with respect to the object 140 to be inspected, the reflected light does not enter the imaging device 130 but is directed toward the outside of the opening 123 to influence the reflected light. Can be reduced. However, the shadow phenomenon as seen in the top lighting device is more severe in the side lighting device 113. Therefore, the side lighting device 113 is difficult to use in the defect inspection equipment for inspecting an object having a thickness of a certain degree or more.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 착안된 것으로서, 본 발명의 목적은 반사광의 영향과 사각으로 인한 그림자 현상을 없앨 수 있는 자동화 결함 검사 장치를 제공하는 것이다.The present invention has been conceived to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an automatic defect inspection apparatus that can eliminate the shadow phenomenon due to the influence of the reflected light and blind spots.
본 발명의 다른 목적은 일정한 정도 이상의 두께를 갖는 표면이 코팅 처리된 검사 대상 물체에 대한 결함 검사를 가능하게 하는 자동화 결함 검사 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an automated defect inspection apparatus that enables defect inspection on an object to be inspected coated with a surface having a certain thickness or more.
도 1a, 1b, 1c는 각각 종래 기술에 따른 이면 조명 장치, 상부 조명 장치, 측면 조명 장치를 나타내는 개략도이다.1A, 1B and 1C are schematic diagrams showing a back lighting device, an upper lighting device and a side lighting device according to the prior art, respectively.
도 2는 본 발명의 첫 번째 실시예에 따른 자동화 결함 검사 장치의 전체 구조를 나타낸 개략도이다.Figure 2 is a schematic diagram showing the overall structure of the automated defect inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 첫 번째 실시예에 따른 조명 장치의 구조를 나타낸다.3 shows a structure of a lighting device according to a first embodiment of the present invention.
도 4a와 도 4b는 도 3의 조명 장치의 각 부분을 이용하여 촬상되는 검사 대상 물체의 영역을 나타낸다.4A and 4B show regions of the inspection object to be imaged using respective parts of the lighting apparatus of FIG. 3.
도 5는 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 자동화 결함 검사 장치를 이용해 결함을 검사할 수 있는 다른 형태의 검사 대상 물체를 나타낸다.FIG. 5 illustrates another type of inspection object that can inspect a defect using an automated defect inspection apparatus according to a second embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 조명 장치의 구조를 나타낸다.6 shows a structure of a lighting device according to a second embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 세 번째 실시예에 따른 조명 장치의 구조를 나타낸다.7 shows the structure of a lighting device according to a third embodiment of the present invention.
이와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 자동화 결함 검사 장치는,제1 광원과, 상기 제1 광원으로부터 나온 빛을 검사 대상 물체의 방향으로 반사할 수 있도록 배치되어 있으며, 촬상 수단이 상기 검사 대상 물체로부터 반사된 빛을 받아들일 수 있도록 형성된 개구를 갖는 곡면 반사경을 포함하고 있는 제 1 조명 장치, 제2 광원과, 상기 제2 관원으로부터 나온 빛을 검사 대상 물체로 조사할 수 있는 제 2 조명 장치, 상기 제 1 또는 제 2 조명 장치로부터 상기 검사 대상 물체로 조사되어 상기 검사 대상 물체로부터 반사되는 빛을 받아들여 상기 검사 대상 물체의 적어도 일부분의 영상을 획득할 수 있는 촬상 수단, 상기 촬상 수단에 의해 획득된 상기 검사 대상 물체의 영상을 표준 영상과 비교 분석할 수 있는 영상 분석 수단을 포함한다.The automated defect inspection apparatus of the present invention for solving such a problem is arranged to reflect the first light source and the light emitted from the first light source in the direction of the object to be inspected, and an imaging means is provided on the object to be inspected. A first illumination device including a curved reflector having an opening formed to receive light reflected from the second illumination device, a second light source, and a second illumination device capable of irradiating light from the second tube source to the object to be inspected; Imaging means capable of receiving light reflected from the first or second illumination device to the inspection object and reflected from the inspection object to obtain an image of at least a portion of the inspection object, acquired by the imaging means And an image analyzing unit capable of comparing and analyzing the image of the inspected object with a standard image.
제 2 조명 장치는 검사 대상 물체에 대해 경사진 각도로 빛을 조사할 수 있는 광원을 포함할 수 있다.The second lighting device may include a light source capable of irradiating light at an inclined angle with respect to the object to be inspected.
한편, 촬상 수단에서 획득된 검사 대상 물체의 영상은 제 1 조명 장치로부터 검사 대상 물체로 조사되어 검사 대상 물체로부터 반사되는 빛을 받아들여 촬상 수단에 의해 획득되는 제 1 영상과, 제 2 조명 장치로부터 검사 대상 물체로 조사되어 검사 대상 물체로부터 반사되는 빛을 받아들여 촬상 수단에 의해 획득되는 제 2 영상을 포함할 수 있으며, 영상 분석 수단이 촬상 수단에 의해 획득된 제 1 및 제2 영상을 조합하여 검사 대상 물체 전체에 대한 제 3 영상을 형성하고, 형성된 제 3 영상을 표준 영상과 비교 분석하거나, 표준 영상이 제 1 및 제 2 영상으로 획득되는 검사 대상 물체의 영역에 해당하는 제 1 및 제 2 표준 영상을 포함하고, 영상 분석 수단은 제 1 영상을 제 1 표준 영상과 비교 분석하고, 제 2 영상을 제 2 표준 영상과 비교 분석할 수 있다.On the other hand, the image of the inspection object obtained by the imaging means is irradiated from the first illumination device to the inspection object and receives the light reflected from the inspection object, the first image obtained by the imaging means and from the second illumination device And a second image obtained by the imaging means by receiving light reflected from the inspection object and reflected from the inspection object, wherein the image analysis means combines the first and second images obtained by the imaging means. A third image of the entire object to be inspected is formed, and the first and second images corresponding to the areas of the object to be inspected are compared or analyzed with the standard images, or the standard images are obtained as the first and second images. And a standard image, and the image analyzing means may compare and analyze the first image with the first standard image, and compare and analyze the second image with the second standard image.
또한, 검사 대상 물체에 대하여 촬상 수단과 반대 방향으로 배치되어 있으며, 검사 대상 물체로 빛을 조사할 수 있는 제 3 조명 장치를 더 포함할 수도 있다.The apparatus may further include a third lighting device which is disposed in a direction opposite to the image pickup means with respect to the inspection object, and which is capable of irradiating light to the inspection object.
이제 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.Preferred embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 첫 번째 실시예에 따른 자동화 결함 검사 장치의 전체적인 구성을 나타내는 개략도이다.Figure 2 is a schematic diagram showing the overall configuration of the automated defect inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention.
본 발명의 첫 번째 실시예에 따른 자동화 결함 검사 장치(200)는 크게 측정 광학계(230)와 영상 분석계(240)로 나눌 수 있다. 측정 광학계(230)는 CCD 카메라 등으로 이루어진 촬상부(233)와 상하의 두 부분으로 나누어져 있는 조명부(231, 232)로 이루어져 있으며, 측정하고자 하는 지역을 조명하여 반사되는 영상을 획득하여 영상 분석계(240)로 전송한다. 즉, 검사 대상 물체(220)는 벨트(210) 등을 통해 차례로 이동하여 측정 광학계(230) 아래의 정해진 위치를 지나게 되며, 이 때 측정 광학계(230)에 의해 검사 대상 물체(220)의 영상이 획득된다. 영상 분석계(240)는 영상 처리 프로세서(241), 기억 장치(242), 표시부(243) 등으로 구성되는데, 측정 광학계(230)로부터 전송된 영상의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 미리 입력되어 있는 표준 영상과 비교, 분석하고, 유형별, 등급별로 불량을 분류하여 이 결과를 표시부(243)를 통해 표시한다. 또한, 도면 상에 도시되어 있지는 않지만, 이 결과를 이용하여 유형별, 등급별로 불량품을 직접 분류할 수도 있다.The automated defect inspection apparatus 200 according to the first embodiment of the present invention may be largely divided into the measurement optical system 230 and the image analysis system 240. The measuring optical system 230 includes an image capturing unit 233 including a CCD camera and lighting units 231 and 232 divided into two upper and lower parts. The measuring optical system 230 obtains an image reflected by illuminating an area to be measured and an image analyzing system ( 240). That is, the inspection object 220 is sequentially moved through the belt 210 to pass through a predetermined position under the measurement optical system 230, and at this time, the image of the inspection object 220 is captured by the measurement optical system 230. Obtained. The image analyzer 240 includes an image processing processor 241, a memory device 242, a display unit 243, and the like, which converts an analog signal of an image transmitted from the measurement optical system 230 into a digital signal and is input in advance. The result is displayed on the display unit 243 by comparing and analyzing the standard image and classifying defects by type and grade. In addition, although not shown in the drawings, the results may be used to directly classify defective products by type and grade.
도 3은 본 발명의 첫 번째 실시예에 따른 자동화 검사 장치에서 사용되는 조명 장치의 예를 도시한 것이다.Figure 3 shows an example of a lighting device used in the automated inspection device according to the first embodiment of the present invention.
본 발명의 첫 번째 실시예의 조명 장치는 도 3에 나타난 바와 같이, 제 1 조명 장치(310)와 제 2 조명 장치(320)의 두 부분으로 나뉘어 있다.As shown in FIG. 3, the lighting device of the first embodiment of the present invention is divided into two parts, the first lighting device 310 and the second lighting device 320.
위쪽의 제 1 조명 장치(310)는 지지체(317)와, 지지체(317)의 내부에 부착되어 있는 다수의 발광 다이오드(312), 및 지지체(317)의 위쪽에 부착되어 있으며 가운데에 개구(314)가 형성되어 있고 발광 다이오드(312)로부터 나오는 빛을 반사하는 곡면 반사경(313)으로 이루어져 있다. 이와 같은 제 1 조명 장치(310)의 각 발광 다이오드(312)로부터 나온 빛은 곡면 반사경(313)에 의해 반사되어 검사 대상 물체(340)를 조사한다.The upper first lighting device 310 is a support 317, a plurality of light emitting diodes 312 attached to the inside of the support 317, and an opening 314 attached to the top of the support 317. Is formed and consists of a curved reflector 313 which reflects light emitted from the light emitting diode 312. Light emitted from each light emitting diode 312 of the first lighting device 310 is reflected by the curved reflector 313 to irradiate the object to be inspected 340.
본 발명의 첫 번째 실시예의 제 1 조명 장치(310)를 이용하면, 검사 대상 물체(340)로 향하는 빛이 직접 발광 다이오드(312)로부터 검사 대상 물체(340)로 조사되는 것이 아니라, 곡면 반사경(313)에 의해 검사 대상 물체(340)쪽으로 반사되어 조사되므로 개구(314)의 존재에도 불구하고 균일한 조명을 얻을 수 있으며, 곡면 반사경(313)의 종류(오목, 볼록)와 곡률, 발광 다이오드(312)와 곡면 반사경(313) 사이의 거리, 발광 다이오드(312)의 배치 방향, 곡면 반사경(313)과 검사 대상 물체(340)와의 거리 등의 매개변수를 적절히 조절함으로써 빛의 경사 각도를 조절할 수 있어, 검사 대상 물체(340)가 일정한 정도 이상의 두께를 갖는 경우에도 그림자 효과가 나타나지 않도록 할 수 있으며, 검사 대상 물체(340)에 홈이나 개구 등이 있는 경우에도 정확한 영상을 얻을 수 있다.When the first lighting device 310 of the first embodiment of the present invention is used, the light directed to the object 340 is not directly irradiated from the light emitting diode 312 to the object 340, but the curved reflector ( 313, the light is reflected toward the object 340 to be irradiated, so that uniform illumination can be obtained despite the presence of the opening 314, and the type (concave, convex), curvature, and light emitting diode (curve) of the curved reflector 313 can be obtained. The angle of inclination of the light can be adjusted by appropriately adjusting parameters such as the distance between the 312 and the curved reflector 313, the direction in which the light emitting diode 312 is disposed, and the distance between the curved reflector 313 and the object to be inspected 340. Therefore, even when the inspection object 340 has a thickness of a certain degree or more, the shadow effect may be prevented from appearing, and an accurate image may be obtained even when the inspection object 340 has a groove or an opening.
한편, 아래쪽의 제 2 조명 장치(320)는 지지체(327)와 지지체(327)의 내측면에 부착되어 있는 다수의 발광 다이오드(322)로 이루어져 있다. 제 2 조명 장치 역시 촬상부(330)가 검사 대상 물체를 촬상할 수 있도록 하기 위한 개구(324)를 갖고 있다.On the other hand, the lower second lighting device 320 is composed of a support 327 and a plurality of light emitting diodes 322 attached to the inner surface of the support 327. The second lighting device also has an opening 324 for allowing the imaging unit 330 to image the inspection object.
본 발명의 첫 번째 실시예의 제 2 조명 장치(320)를 이용하면, 지지체(327)의 내측면에 부착되어 있는 발광 다이오드(322)로부터 나온 빛이 검사 대상 물체(340)에 대해 상당히 경사진 각도로 입사하므로 검사 대상 물체(340)로부터 반사된 빛은 촬상부(330)로 향하는 개구(324) 쪽으로 들어오지 않고 개구(324)의 바깥쪽으로 향하게 되어 검사 대상 물체(340)의 표면이 코팅 처리되어 조사된 빛이 많이 반사되는 경우에도 검사 대상 물체(340)의 정확한 상을 얻을 수 있다.With the second lighting device 320 of the first embodiment of the present invention, the angle from which the light from the light emitting diode 322 attached to the inner side of the support 327 is inclined considerably with respect to the object 340 to be inspected. Since the light reflected from the inspection object 340 does not enter the opening 324 toward the imaging unit 330, but is directed outward of the opening 324, the surface of the inspection object 340 is coated and irradiated. Even when a lot of light is reflected, an accurate image of the object to be inspected 340 may be obtained.
이제, 이와 같은 자동화 결함 검사 장치를 이용하여 결함 검사를 하는 과정을 도 3과 도 4a 및 4b를 참조하여 상세히 설명한다. 도 4a와 도 4b는 도 3의 제 1 및 제 2 조명 장치(310, 320) 각각을 사용하여 촬상되는 검사 대상 물체의 영역을 나타낸다.Now, a process of performing defect inspection using such an automated defect inspection apparatus will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4A and 4B. 4A and 4B show regions of the inspection object to be imaged using the first and second lighting devices 310 and 320 of FIG. 3, respectively.
본 발명의 첫 번째 실시예의 자동화 결함 검사 장치에서, 조명부를 구성하고 있는 제 1 및 제 2 조명 장치(310, 320)는 동일한 검사 대상 물체(340)를 각각 순차적으로 조사한다.In the automated defect inspection apparatus of the first embodiment of the present invention, the first and second illumination devices 310 and 320 constituting the illumination unit sequentially irradiate the same inspection object 340, respectively.
즉, 먼저 위쪽의 제 1 조명 장치(310)를 이용하여 검사 대상 물체(340)를 조사하여 검사 대상 물체(340)의 외곽선쪽 일부분의 상을 얻는다. 예를 들어 도 4a에 나타난 바와 같은 고리 모양의 코팅된 표면을 갖는 검사 대상 물체의 경우라면, 제 1 조명 장치(310)에 의한 1차 조사로 얻게 되는 영상은 검사 대상 물체의 경계 부분의 영상이다. 즉, 도 4a에 나타난 바와 같이 고리 모양 검사 대상 물체의 바깥쪽 둘레 부분과 고리 모양의 가운데 개구 주변이 된다. 제 1 조명 장치(310)는 곡면 반사경(313)에 의해 반사되는 빛을 이용하기 때문에 검사 대상 물체(340)가 일정한 정도 이상의 두께를 갖는 경우에도 그림자 효과가 나타나지 않고 검사 대상 물체(340)에 홈이나 개구 등이 있는 경우에도 정확한 영상을 얻을 수 있으므로, 일정한 두께를 갖는 검사 대상 물체의 외곽선 주변 영역에 대해 정확한 상을 얻을 수 있다.That is, first, the inspection object 340 is irradiated using the upper first lighting device 310 to obtain an image of a portion of the outline side of the inspection object 340. For example, in the case of a test object having an annular coated surface as shown in FIG. 4A, the image obtained by the first irradiation by the first lighting device 310 is an image of a boundary portion of the test object. . That is, as shown in FIG. 4A, the outer peripheral portion of the annular inspection object and the annular center opening are formed. Since the first lighting device 310 uses the light reflected by the curved reflector 313, the shadow effect does not appear even when the object 340 has a thickness greater than or equal to a certain level, and the groove is formed on the object 340. Even when there is an opening or the like, an accurate image can be obtained, so that an accurate image can be obtained for an area around an outline of an object to be inspected having a certain thickness.
다음으로, 아래쪽의 제 2 조명 장치(320)를 이용하여 동일한 검사 대상 물체를 조사하고, 이번에는 제 1 조명 장치(310)를 이용하여 상을 획득한 부분을 제외한 나머지 부분의 상을 얻는다. 즉, 도 4b에 나타나 있는 바와 같이 검사 대상 물체의 외곽선 부분을 제외한 가운데 부분의 상을 제 2 조명 장치(320)를 이용한 촬상을 통해 얻는다. 제 2 조명 장치(320)는, 앞서 설명한 바와 같이 반사광의 영향을 거의 받지 않으므로, 검사 대상 물체의 표면이 코팅되어 있는 경우라도 검사 대상 물체의 표면에 대한 정확한 상을 얻을 수 있다.Next, the same inspection object is irradiated using the second lighting device 320 below, and this time, the image of the remaining part is obtained except for the portion obtained by using the first lighting device 310. That is, as shown in FIG. 4B, an image of the center portion excluding the outline portion of the object to be inspected is obtained through imaging using the second lighting device 320. Since the second lighting device 320 is hardly affected by the reflected light as described above, even when the surface of the object to be inspected is coated, an accurate image of the surface of the object to be inspected can be obtained.
이제 두 번의 순차적인 촬상에 의해 얻어진 영상은 영상 분석계로 전송되어 하나로 조합되어 전체 검사 대상 물체의 영상을 형성하고, 영상 분석계에서는 이를 표준 영상과 비교, 분석하고, 유형별, 등급별로 불량을 분류하여 이 결과를 표시부를 통해 표시한다. 또는, 이와 같이 두 번의 촬상에 의해 얻어진 영상을 하나로 조합하지 않고, 각각의 촬상을 통해 얻어진 각 부분의 영상을 해당 부분의 표준 영상과 비교하여 결함 검사를 수행할 수도 있다.Now, the images obtained by two sequential imaging are sent to the image analyzer and combined into one to form the image of the whole object to be inspected.The image analyzer compares and analyzes the images with the standard images, classifies defects by type and grade. The results are displayed via the display. Alternatively, the defect inspection may be performed by comparing the images of the respective portions obtained through the respective imaging with the standard images of the corresponding portions, without combining the images obtained by the two imaging as described above.
제 1 조명 장치와 제 2 조명 장치를 이용하여 얻어지는 영상의 부위는 검사 대상 물체의 형태나 특성에 따라 달라질 수 있다. 즉, 검사 대상 물체의 형태나 표면 특성에 따라 검사 대상 물체의 영역을 나누고 각 영역별로 최적의 영상을 얻을 수 있는 조명 장치를 이용하여 2회 이상 동일 대상 물체를 촬상할 수도 있으며, 한 번의 촬상에 두 개 이상의 조명 장치를 결합하여 사용할 수도 있다.The portion of the image obtained by using the first lighting device and the second lighting device may vary according to the shape or characteristics of the object to be inspected. That is, the same object may be imaged two or more times by using an illumination device that divides the area of the object to be inspected according to the shape and surface characteristics of the object to be inspected and obtains an optimal image for each area. It is also possible to combine two or more lighting devices.
한편, 본 발명의 첫번째 실시예에서는 위쪽에 곡면 반사경을 포함하는 제 1 조명 장치를 설치하고, 아래쪽에 지지체의 내측면에 발광 다이오드가 설치된 제 2 조명 장치를 설치하였지만, 필요에 따라 두 조명 장치의 위치는 달라질 수도 있다.Meanwhile, in the first embodiment of the present invention, the first lighting device including the curved reflector is installed on the upper side, and the second lighting device is provided on the inner side of the support on the lower side. The location may vary.
필요에 따라서는 세 개 이상의 조명 장치를 사용할 수도 있다. 예를 들면 도 5에 나타난 바와 같은 기와 모양의 검사 대상 물체를 검사하기 위해서는 도 6에 나타난 바와 같이 상부 조명 장치와 두 개의 경사 조명 장치를 사용하는 것이 바람직하다.If necessary, three or more lighting devices may be used. For example, to inspect the object to be tiled as shown in FIG. 5, it is preferable to use an upper lighting device and two inclined lighting devices as shown in FIG. 6.
도 5는 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 자동화 결함 검사 장치를 이용해 결함을 검사할 수 있는 다른 형태의 검사 대상 물체를 나타내고, 도 6은 도 5에 나타난 바와 같은 검사 대상 물체의 결함을 검사하기 위한 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 조명 장치를 나타낸다. 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 자동화 결함 검사 장치의 조명 장치를 제외한 나머지 부분은 본 발명의 첫 번째 실시예에 따른 자동화 결함 검사 장치의 구조와 유사하다.FIG. 5 illustrates another type of inspection target object capable of inspecting a defect using an automated defect inspection apparatus according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 illustrates inspection of a defect of the inspection target object as shown in FIG. 5. A lighting device according to a second embodiment of the present invention is shown. Except for the lighting apparatus of the automated defect inspection apparatus according to the second embodiment of the present invention, the structure is similar to that of the automated defect inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention.
도 6의 조명 장치는 검사 대상 물체(640)의 가운데 부분의 굴곡진 표면을 검사하기 위한 상부 조명 장치(610)와 검사 대상 물체(640)의 양쪽 가장자리 부분을 검사하기 위한 두 개의 경사 조명 장치(620, 630)의 조합으로 이루어져 있다. 상부 조명 장치(610)는 본 발명의 첫 번째 실시예의 제 1 조명 장치와 유사하게 곡면 반사경과 발광 다이오드를 이용하여 구성되어 있으며, 두 개의 경사 조명 장치(620, 630)는 지지체와 지지체 내부의 상측면에 설치되어 있는 다수의 발광 다이오드로 구성되어 있다. 경사 조명 장치(620, 630)와 검사 대상 물체(640) 사이의 각도와 거리는 검사 대상 물체(640)의 크기나 굴곡에 따라 정해진다.The illumination device of FIG. 6 includes an upper illumination device 610 for inspecting the curved surface of the center portion of the inspection object 640 and two inclination illumination devices for inspecting both edge portions of the inspection object 640 ( 620, 630). The upper lighting device 610 is configured using a curved reflector and a light emitting diode similarly to the first lighting device of the first embodiment of the present invention, and the two inclined lighting devices 620 and 630 are formed on the support and the interior of the support. It consists of a number of light emitting diodes provided on the side. The angle and distance between the inclined illumination devices 620 and 630 and the inspection object 640 are determined according to the size or curvature of the inspection object 640.
도 5에 나타난 바와 같은 기와 모양의 검사 대상 물체(640)의 결함을 검사하기 위해서는, 먼저 상부 조명 장치(610)를 이용하여 검사 대상 물체(640)를 조사하여 기와 모양의 검사 대상 물체(640)의 가운데 굴곡진 표면의 상을 얻는다. 다음으로, 두 개의 경사 조명 장치(620, 630)을 이용하여 검사 대상 물체(640)를 조사하여 기와 모양의 검사 대상 물체(640)의 양쪽 가장자리 부분의 상을 얻는다.In order to inspect the defect of the tile-shaped inspection object 640 as shown in FIG. 5, first, the inspection object 640 is irradiated using the upper lighting device 610 to inspect the tile-shaped inspection object 640. Obtain an image of a curved surface in the middle of the. Next, the inspection object 640 is irradiated using the two tilt lighting devices 620 and 630 to obtain images of both edge portions of the inspection object 640 having a tile shape.
이와 같이 얻어진 영상은 영상 분석계로 전송되어 첫 번째 실시예에서와 유사한 방식으로 비교, 분석된다.The image thus obtained is transmitted to an image analyzer for comparison and analysis in a similar manner as in the first embodiment.
한편, 상부 조명 장치(610)와 경사 조명 장치(620)를 차례로 이용하여 각각의 영역의 상을 얻을 경우에는, 각각의 검사 대상 물체(640)에 대해 두번씩의 촬상이 요구되므로 검사 시간이 오래 걸린다는 단점이 있다. 따라서, 필요에 따라서는 세 개의 조명 장치(610, 620, 630)를 이용하여 동시에 검사 대상 물체(640)를 조사하고, 한 번의 촬상으로 검사 대상 물체(640) 전체의 상을 얻어 비교 분석할 수도 있다.On the other hand, when the image of each area is obtained by using the upper lighting device 610 and the inclined lighting device 620 in turn, since the imaging is required twice for each object to be inspected, the inspection time is long. The disadvantage is that it takes. Therefore, if necessary, three illumination devices 610, 620, and 630 may be simultaneously irradiated with the inspection object 640, and the image of the entire inspection object 640 may be obtained and compared and analyzed by one imaging. have.
또한, 본 발명의 두 번째 실시예에서는 상부 조명 장치로 곡면 반사경을 이용한 반사형 조명 장치를 사용하였지만, 검사 대상 물체의 표면 상태 등에 따라서는 곡면 반사경을 사용하지 않는 보통의 조명 장치를 사용할 수도 있다. 또한, 검사 대상 물체의 형태에 따라서는 경사 조명 장치를 두 개 이상 사용할 수도 있고, 상부 조명 장치를 사용하지 않고 경사 조명 장치만을 사용할 수도 있다.In addition, in the second embodiment of the present invention, although the reflective lighting device using the curved reflector is used as the upper lighting device, a normal lighting device that does not use the curved reflector may be used depending on the surface state of the object to be inspected. Also, depending on the shape of the object to be inspected, two or more inclination lighting devices may be used, or only the inclination lighting device may be used without using the upper lighting device.
다만, 동시에 여러 개의 조명 장치로 검사 대상 물체를 조사하여 촬상하고자 하는 경우에는 조명 장치 사이의 간섭 현상이 가장 적게 발생하도록 각 조명 장치를 배치하는 것이 바람직하다.However, when illuminating the object to be inspected with multiple lighting devices at the same time, it is preferable to arrange each lighting device so that interference between the lighting devices is minimal.
본 발명의 첫 번째 실시예의 조명 장치에 이면 조명 장치를 결합하여 사용할 수도 있다. 이면 조명 장치는 통상 외곽선의 정밀한 검사를 위해 사용된다. 도 7은 도 3과 같은 조명 장치에 이면 조명 장치를 설치한 본 발명의 세번째 실시예를 나타낸다.The back lighting device may be used in combination with the lighting device of the first embodiment of the present invention. Back lighting devices are typically used for close inspection of outlines. FIG. 7 illustrates a third embodiment of the present invention in which a rear lighting device is installed in the lighting device of FIG. 3.
도 7에 나타난 바와 같이, 검사 대상 물체를 기준으로 볼 때 촬상부의 반대쪽으로 이면 조명 장치(750)를 설치한다. 이면 조명 장치(750)는 지지체(757)와 다수의 발광 다이오드(752)를 포함한다. 이면 조명 장치(750) 역시 필요에 따라서는제 1 조명 장치와 유사하게 발광 다이오드와 곡면 반사경을 포함하는 구조로 형성하거나, 제 2 조명 장치와 유사하게 지지체의 내측면에 발광 다이오드를 갖도록 형성할 수도 있으며, 이는 검사 대상 물체의 형태나 표면 상태 등에 따라 적절히 선택될 수 있다. 이면 조명 장치(750)가 사용될 경우, 검사 대상 물체의 검사 대상 영역은 세 부분으로 나뉘어 각각 제 1 조명 장치(310), 제 2 조명 장치(320) 및 이면 조명 장치(750)에 의해 촬상되어 비교 분석된다.As shown in FIG. 7, the back illumination device 750 is installed on the opposite side of the imaging unit when viewed based on the inspection object. The back lighting device 750 includes a support 757 and a plurality of light emitting diodes 752. If necessary, the back lighting device 750 may be formed in a structure including a light emitting diode and a curved reflector similarly to the first lighting device, or may be formed to have a light emitting diode on the inner side of the support similar to the second lighting device. It may be appropriately selected according to the shape or surface condition of the object to be inspected. When the back lighting device 750 is used, the inspection target area of the object to be inspected is divided into three parts, respectively, which are captured by the first lighting device 310, the second lighting device 320, and the back lighting device 750, and compared. Is analyzed.
그러나, 이면 조명 장치(750)를 별개로 검사 대상 물체의 특정 부분의 영상을 얻기 위한 용도로 사용하지 않고, 제 1 또는 제 2 조명 장치(310, 320)와 함께 사용하여 도 4a와 도 4b에 나타난 영역의 영상을 얻기 위한 보조 조명으로 이용할 수도 있다.However, the back lighting device 750 is not used separately to obtain an image of a specific portion of the object to be inspected, but is used together with the first or second lighting devices 310 and 320 in FIGS. 4A and 4B. It can also be used as an auxiliary light to obtain an image of the displayed area.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 구체적으로 설명하였으나, 이 실시예는 본 발명을 이해하기 위한 설명을 위해 제시된 것이며, 본 발명의 범위가 이 실시예에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 기술이 속하는 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않고도 다양한 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이며, 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 해석되어야 할 것이다.Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, this embodiment has been presented for the purpose of understanding the present invention, and the scope of the present invention is not limited to this embodiment. It will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made without departing from the scope of the technical idea of the present invention, and the scope of the present invention should be interpreted by the appended claims.
본 발명에 따른 자동화 결함 검사 장치에서는 각각 다른 방식으로 검사 대상 물체에 대해 빛을 조사하는 두 개 이상의 조명 장치를 사용하여 검사 대상 물체의다른 부분에 대한 영상을 얻음으로써, 검사 대상 물체가 일정한 정도 이상의 두께를 갖거나 코팅된 표면을 갖는 등 종래의 결함 검사 장치로는 결함을 정확히 검사하기 어려웠던 검사 대상 물체들에 대한 선명한 영상을 얻을 수 있으며, 따라서 이와 같은 물체들에 대해서도 만족스러운 결함 검사를 할 수 있다.In the automated defect inspection apparatus according to the present invention, by using two or more lighting devices that irradiate light to the object to be inspected in different ways, an image of a different part of the object to be inspected is obtained, whereby the object to be inspected has a certain degree or more. Conventional defect inspection devices, such as having a thickness or a coated surface, provide a clear image of the objects to be inspected, which are difficult to accurately inspect defects, and thus satisfactory defect inspection can be performed even on such objects. have.
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