KR100719097B1 - 카메라 배열 방식 영상 취득 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 특정대상에 대한 영상취득 시스템에 관한 것으로, 다수개의 카메라 배열방식을 이용한 영상취득 시스템에 관한 것이다.
본 발명에서는 보다 안정적이고 저가의 고속의 영상 취득시스템을 제공하고자 한 것으로, 다수개의 카메라를 배열하는 카메라 배열방식을 적용하여 영상취득 대상물의 영상취득 위치에 따라서 카메라를 이동시킬 필요 없이 영상취득이 가능하도록 하므로써, 카메라를 이동시키기 위한 구동수단을 구성할 필요가 없도록 하여 제작비용을 고려하고 또한 고속의 안정적인 영상취득 시스템을 제공하고자 한 것이며, 또한 저가의 카메라를 이용하여 카메라 구성에 따른 제작비용의 상승을 방지할 수 있도록 하고, 또한 자유롭게 접합 분리 가능한 셀방식의 카메라 배열방식을 적용하여 영상취득대상물의 사이즈 및 규격에 따라 적절하게 대응 가능한 영상취득 시스템을 제공할 수 있도록 한다.
PCB검사, LCD검사, PCB검사장치, PCB시각인식검사

Description

카메라 배열 방식 영상 취득 시스템{Camera arrangement method image acquisition system}
도 1은 종래 카메라를 이용한 시각 인식장치에 있어 그 구동장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명 카메라 배열방식 영상취득 시스템의 구성을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 있어서, 카메라 설치상태를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 있어서, 카메라 모듈의 상세 구성을 나타낸 블록도.
도 5는 본 발명에 있어서, 두개의 카메라 모듈을 연결하여 셀을 구성한 카메라부의 일 예를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에 있어서, 4개의 카메라 모듈을 연결하여 셀을 구성한 카메라부의 일 예를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 있어서, 9개의 카메라 모듈을 연결하여 셀을 구성한 카메라부의 일 예를 나타낸 도면.
본 발명은 인쇄회로기판(PCB)과 같은 특정 대상물의 불량여부를 검사하기 위 한 검사장치에 있어서의 영상취득시스템에 관한 것으로, 다수개의 카메라 배열방식을 이용한 영상취득시스템에 관한 것이다.
일반적으로 영상취득 시스템이 적용되는 분야는 영상 취득 대상물이 정교하고 영상취득물의 크기가 비교적 큰 PCB,또는 LCD 표면 검사시스템에서 적용 될 수 있다.
이와 같은 PCB의 불량 유무 검사 PCB,LCD 표면검사는 검사자의 눈에 의존하는 육안검사단계를 기초적으로 사용하며, 근래에 들어서는 기술의 발달로 카메라를 이용하는 시각인식장치를 이용하는 것이 일반적이다.
이러한 시각인식장치는 PCB 표면을 촬영하고, 촬영된 화상 데이터와 PCB 양품에 대한 기준 데이터를 비교하여 불량 유무를 판정한다.
시각인식장치는 PCB의 검사표면을 촬영하기 위한 영상촬영수단(카메라)과, PCB의 검사표면상에서 카메라를 이동시키기 위한 구동장치와, 영상촬영수단에서 촬영된 영상신호를 입력으로 하여, 내부에 저장된 기준 화상 데이터와 비교하여 해당 PCB의 불량 여부를 판별하고 그 결과를 알려주기 위한 컴퓨터(PC)로 구성된다.
도 1은 종래 시각인식장치에 있어서, 검사대상물(PCB)(1)상에서 동작하는 카메라부(2)와 그 구동장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
이에 따르면 종래의 시각인식장치는 모터를 사용하여 카메라부(2)의 위치를 이동시켜 검사대상물(1)의 영상을 취득하여 검사하게 되어 있다.
그러나 이와 같은 종래 시각인식장치는 카메라를 위치 이동시키기 위하여 모터, 카메라 설치 및 이동수단을 포함하는 구동장치를 구성해야 하므로써, 그 구성 이 복잡해짐은 물론 제작비용이 상승하게 된다.
또한 고속의 고해상도 산업용 카메라를 이용함으로 인하여 그 제작비용이 상승한다.
또한 카메라를 이동시켜야 하므로 이로 인한 영상취득 속도의 저하가 불가피하여 검사 시간이 오래 걸리게 되며, 카메라를 이동시키기 위한 기구부의 안정성이 절실히 요구된다.
특히 생산되는 검사대상물(영상취득 대상물)의 정해진 사이즈에 적절한 영상취득시스템의 제작이 어렵기 때문에 영상취득 대상물에 따른 적절한 대처가 어렵다.
본 발명에서는 이와 같은 점을 고려하여 제안된 것으로, 보다 안정적이고 저가 고속의 특정 검사 대상물에 대한 영상취득시스템을 제공하고자 한 것으로,
다수개의 카메라를 배열하는 카메라 배열방식을 적용하여 영상취득대상물의 영상취득 위치에 따라서 카메라를 이동시킬 필요 없이 영상취득이 가능하도록 하므로써, 카메라를 이동시키기 위한 구동수단을 구성할 필요가 없도록 하여 제작비용을 고려하고 또한 고속의 안정적인 영상취득시스템을 제공하고자 한 것이다.
또한 자유롭게 접합 분리 가능한 셀 방식의 카메라 배열방식을 적용하여 영상취득대상물의 사이즈 및 규격에 따라 적절하게 대응 가능하게 하여 고가의 고해상도 카메라를 이용하지 않고 저가의 저해상도 카메라의 조합만으로 원하는 영상취득 시스템을 제공할 수 있도록 한 것이다.
본 발명은 다수개의 카메라가 배열된 카메라부와, 카메라부로부터 얻어지는 영상신호를 취합, 처리하여 정해진 통신 규격에 따라 전송하는 영상신호 처리수단을 포함하여 구성된다.
그리고 상기 카메라부는 다수개의 카메라가 자유롭게 접합 분리가능한 셀방식의 배열방식으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이와 같은 특징을 갖는 본 발명을 첨부된 도면 도 2 및 도 3에 도시된 실시예를 참조하여 그 구성 및 동작을 설명하면 다음과 같다.
영상취득대상물의 크기에 따라 결합분리 가능하기 위한 구조로 다수개의 카메라 모듈(11)이 셀방식으로 구성된 카메라부(10)와, 카메라부(10)가 설치되는 카메라 셀 보드(20)와, 카메라 셀 보드(20)상의 일부면에 설치되어 영상취득 대상물(60)을 비추어주는 조명부(30)와, 카메라 셀 보드(20)에 설치되어 각 셀에 구성된 카메라 모듈(11)로부터 얻어지는 다수의 카메라 영상신호를 취합하고, 처리하여 소정의 정해진 통신 프로토콜에 따라 PC(50) 등으로 전송하는 영상신호 처리 제어보드(40)로 구성된다.
이와 같은 본 발명은,
상기 카메라부(10)는 자유롭게 분리 결합 가능한 카메라 모듈(11)이 셀 배열방식으로 구성된다.
각 셀에 구성된 상기 카메라 모듈(11)은 도 4에 도시된 바와 같이, 카메라(11a)와, 카메라(11a)를 제어하여 영상을 획득하고, 획득된 영상 및 인접된 카메라 모듈(11)로부터 전송받은 영상신호를 인접된 카메라 모듈(11) 또는 영상신호 처리 제어보드(40)에 전송하는 카메라제어부(11b)와, 인접된 카메라 모듈(11) 또는 영상신호 처리 제어보드(40)의 비디오 입출력단자(VI/VO) 및 제어신호 입출력단자(CI/CO)와 연결되는 각 방향으로 두개 이상 다수개로 구성된 카메라 제어부(11b)의 비디오 입출력단자(VI/VO) 및 제어신호 입출력단자(CI/CO)를 포함하여 구성된다.
즉, 카메라 모듈(11)의 각 방향으로 비디오 입출력단자(VI/VO) 및 제어신호 입출력단자(CI/CO)를 구성하는 것이다.
따라서 영상 취득 대상물(60)의 사이즈에 맞게 카메라모듈(11)를 체결 분리가 가능하도록 하여 영상 취득 대상물(60)에 따른 과부족, 과도한 스펙 설정 문제를 해결할 수 있도록 한다.
도 5는 두개의 카메라 모듈(11)을 연결하여 셀을 구성한 카메라부(10)의 일 예를 나타낸다.
도 6은 4개의 카메라 모듈(11)을 연결하여 셀을 구성한 카메라부(10)의 일 예를 나타낸다.
도 7은 9개의 카메라 모듈(11)을 연결하여 셀을 구성한 카메라부(10)의 일 예를 나타낸다.
배열된 카메라(11a)는 저가의 소형 카메라로 구성하며, 소형의 규격화된 카메라를 이용할 수 있다.
상기 조명부(30)는 신뢰성 있는 영상신호의 획득을 보장하기 위하여 필요에 따라 설치되는 것으로, 영상 취득 대상물(60)을 향해 카메라 셀 보드(20)상에 설치 되며, 그 설치 개수는 제한하지 않는다.
조명부(30)는 영상신호 처리 제어보드(40)에 의해 제어 동작한다.
상기 영상신호 처리 제어보드(PCB)(40)는 카메라 셀 보드(20)상에 설치되고, 카메라부(10)가 설치된 그 반대측에 설치되어 각 카메라모듈(11)로부터 얻어지는 영상신호를 입력받을 수 있도록 비디오 입출력단자(VI/VO) 및 제어신호 입출력단자(CI/CO)가 구성된다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 동작과정을 설명하면 다음과 같다.
영상취득시스템 운영자(사용자)는 영상취득 대상물대상물(60)의 사이즈 및 영상취득내용에 따라서 영상취득 대상물(60)의 사이즈에 맞춰 셀을 결정하여 카메라모듈(11)을 결합하여 배열한다.
따라서 각 카메라 모듈(11)에 구성된 비디오 입출력단자(VI/VO) 및 제어신호 입출력단자(CI/CO)가 인접된 카메라 모듈(11)간에 접속 연결되고, 최종단 카메라 모듈(11)이 영상신호 처리 제어보드(40)의 비디오 입출력단자(VI/VO) 및 제어신호 입출력단자(CI/CO)단에 연결되므로, 각 카메라 모듈(11)로부터 획득된 영상신호가 카메라 모듈(11)을 통해 전송되어 영상신호 처리 제어보드(40)로 전송되는 구성을 갖게 된다.
본 발명 도 2 및 도 3,4 의 실시예는 4 by 4 카메라 배열의 예를 든 것이다.
이와 같은 과정은 동일한 영상취득 대상물(60)을 진행하는 경우 반복하여 작업할 필요없이 한번 셋팅(setting)으로 동일한 영상취득대상물(60)에 대하여 영상취득을 진행할 수 있다.
이와 같은 셋팅 과정이 완료되면, 영상취득 시작하게 되고, 영상취득이 시작되면 카메라부(10)의 각 카메라는 해당 위치에 대하여 영상을 촬영한다.
촬영된 영상은 카메라모듈(11)내의 카메라제어부(11b)에 의해 소정의 정해진 프로토콜에 따라 순차적으로 연결된 카메라 모듈(11)을 따라 전송되며, 최종적으로 영상신호 처리 제어보드(40)로 전송 되고 이 데이터는 소정의 정해진 통신프로토콜에 따라서 PC(50)등으로 전송된다.
이와 같이 전송된 데이터는 필요에 따라 모니터에 표시되거나, 저장 또는 연산 처리되어 사용 될 수 있다.
영상취득대상물(60)의 크기 또는 위치가 변경될 경우, 사용자는 상기에서와 같은 셋팅 과정을 다시 진행하여 영상취득을 수행하면 된다.
본 발명은 다양한 검사 대상물 즉 PCB ,LCD 표면검사 기타 대상물의 영상취득 시스템에 적용할 수 있다.
이상에서와 같은 본 발명에서는 인접된 카메라 모듈(11)간에 결합되면서 신호 전송에 필요한 카메라(11a)의 비디오 입출력(VI/VO) 단자와 제어신호 입출력단자(CI/CO)가 접속되는 실시예로 구성하였다.
다른 실시예로 상기 카메라 모듈은 카메라(11a)와, 카메라(11a)를 제어하여 영상을 획득하고 획득된 영상을 전송하기 위한 카메라제어부(11b)와, 카메라 셀보드(20)에 구성된 비디오 입출력단자(VI/CO) 및 제어신호 입출력단자(CI/CO)에 접속되는 카메라 제어부(11b)의 비디오 입출력단자(VI/VO) 및 제어신호 입출력단자(CI/CO)를 포함하여 구성되며,
상기 카메라 셀 보드(20)는 접속되는 카메라부(10)로부터 획득된 영상신호를 영상신호처리 제어보드(40)에 전송하기 위한 전기적인 연결 패턴을 구성하고, 상기 패턴과 연결되며 각 셀을 구성하는 카메라모듈(11)에 구성된 상기 카메라 제어부(11b)의 비디오 입출력단자(VI/VO) 및 제어신호 입출력단자(CI/CO) 및 영상신호 처리 제어보드(40)와 접속되는 다수개의 비디오 입출력단자(VI/VO) 및 제어신호 입출력단자(CI/CO)를 포함하여 구성된다.
즉, 카메라 셀보드(20)에 비디오 입출력단자(VI/VO) 및 제어신호 입출력단자(CI/CO)를 구성하고, 상기 카메라모듈(11)이 카메라 셀보드(20)에 결합시 카메라모듈(11)의 비디오 입출력(VI/VO)가 접촉될 수 있도록 하고 영상처리 제어보드(40)의 비디오 입출력(VI/VO) 및 제어신호 입출력단자(CI/CO)가 카메라 셀보드(20)에 결합될 수 있는 구조를 갖도록 할 수 있다.
이에 따르면, 카메라 셀보드(20)에 셀 방식으로 결합된 다수개의 카메라 모듈(11)로부터 얻어진 영상은 카메라 셀보드(20)를 통해 영상처리 제어보드(40)로 전달되는 구성을 갖는다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명을 적용하면,
카메라를 이동시키기 위한 구동수단들을 구성하지 않아도 되므로, 구동수단의 구성에 따른 경제적손실 및 기기 동작의 불안정성을 방지하고, 가격 경쟁력 있고, 안정성있는 PCB, LCD 등과 같은 장비의 검사를 위한 영상취득시스템을 제공할 수 있다.
또한 저가이면서도 고해상도의 카메라를 이용하여 제작 비용을 최소화할 수 있다.
또한 결합 분리 가능한 형태의 카메라 배열방식을 이용하여 다양한 사이즈의 영상취득대상물에 적절하게 대처할 수 있다.
또한 장치에 일체로 제어보드를 구성하여 단순한 기술구성을 갖고 안정성있는 제어 및 통신 수단을 구성할 수 있다.

Claims (4)

  1. 영상취득대상물의 크기에 따라 결합분리 가능하기 위한 구조로 다수개의 카메라 모듈이 셀 방식으로 구성된 카메라부와, 카메라부가 설치되는 카메라 셀 보드와, 카메라 셀 보드에 설치되어 각 셀에 구성된 카메라 모듈로부터 얻어지는 다수의 카메라 영상신호를 취합하고, 처리하여 소정의 정해진 통신 프로토콜에 따라 PC 등으로 전송하는 영상신호 처리 제어보드;를 포함하여 구성되되,
    상기 카메라부의 카메라 모듈은 카메라와, 카메라를 제어하여 영상을 획득하고, 획득된 영상 및 인접된 카메라모듈로부터 전송받은 영상신호를 인접된 카메라 모듈 또는 영상신호 처리 제어보드에 전송하는 카메라제어부와, 인접된 카메라 모듈 또는 영상신호 처리 제어보드의 비디오 입출력단자 및 제어신호 입출력단자와 연결되는 각 방향으로 두개 이상 다수개로 구성된 카메라 제어부의 비디오 입출력단자 및 제어신호 입출력단자를 포함하여 구성되고,
    상기 카메라 셀 보드는 접속되는 카메라부로부터 획득된 영상신호를 영상신호처리 제어보드에 전송하기 위한 전기적인 연결 패턴을 구성하고, 상기 패턴과 연결되며 각 셀을 구성하는 카메라모듈에 구성된 상기 카메라 제어부의 비디오 입출력단자 및 제어신호 입출력단자 및 영상신호 처리 제어보드와 접속되는 다수개의 비디오 입출력단자 및 제어신호 입출력단자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 카메라 배열 방식 영상 취득 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 카메라 셀 보드상의 일부면에 설치되어 영상취득 대상물을 비추어주는 조명부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 카메라 배열 방식 영상 취득 시스템.
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