KR101314539B1 - Vision inspection appartus using dual coaxial camera - Google Patents

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KR101314539B1
KR101314539B1 KR1020130047158A KR20130047158A KR101314539B1 KR 101314539 B1 KR101314539 B1 KR 101314539B1 KR 1020130047158 A KR1020130047158 A KR 1020130047158A KR 20130047158 A KR20130047158 A KR 20130047158A KR 101314539 B1 KR101314539 B1 KR 101314539B1
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KR
South Korea
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camera
inspection
cameras
image
inspection object
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KR1020130047158A
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Korean (ko)
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윤종극
박찬화
왕한길
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주식회사 미르기술
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Abstract

PURPOSE: A vision testing device using a dual coaxial camera is provided to coaxially install two cameras having different focal distances, thereby obtaining the wide depth of field. CONSTITUTION: A vision testing device using a dual coaxial camera includes a first camera (10), a second camera (20), a lighting member (30), and an image processing member (50). The first camera photographs a target object. The second camera is coaxially installed with the first camera and has a focal distance different from that of the first camera. The lighting member outputs vertical lights to the target object from the upper side of the target object. The image processing member tests the target object by sorting images having high visibility of an interest region of the target object among the images photographed by the first and second cameras. If no image having high visibility exists, the image processing member tests the object based on a combined image of the images photographed by the first and second cameras.

Description

듀얼 동축 카메라를 이용한 비전 검사장치{VISION INSPECTION APPARTUS USING DUAL COAXIAL CAMERA}Vision Inspection System Using Dual Coaxial Cameras {VISION INSPECTION APPARTUS USING DUAL COAXIAL CAMERA}

본 발명은 비전 검사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 서로 다른 초점 위치를 갖는 2대의 카메라를 동축으로 설치함으로써 보다 넓은 심도를 확보할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.
The present invention relates to a vision inspection apparatus, and more particularly, to a technology for securing a wider depth by coaxially installing two cameras having different focal positions.

현대 비전 검사장치에서 검사대상 자재의 크기가 점차 작아지고 있는 추세에 있으며, 그에 따라 좀더 정밀하게 검사 이미지 취득을 위해서 카메라의 해상도 즉, 카메라의 단위 픽셀의 크기가 줄어들고 있는 추세이다.In the modern vision inspection apparatus, the size of the material to be inspected is gradually decreasing, and accordingly, the resolution of the camera, that is, the size of the unit pixel of the camera, is reduced in order to acquire the inspection image more precisely.

카메라의 단위 픽셀의 크기가 작아질수록 카메라의 심도가 줄어들게 되는데, 그에 따라 검사 대상물의 높이가 카메라의 심도보다 커져서 카메라의 한 번의 영상 획득으로 검사 대상물의 바닥면과 윗면에 대해 동시에 정확한 초점을 맞출 수 없는 문제점이 발생하고 있다.As the size of the unit pixel of the camera decreases, the depth of the camera decreases. As a result, the height of the inspection object becomes larger than the depth of the camera so that a single image acquisition of the camera can simultaneously accurately focus on the bottom and top surfaces of the inspection object. Unexpected problems are occurring.

예를 들어, 최근 저전력, 고수명, 소형화 등의 장점으로 인해 발광 다이오드(LED) 어레이를 이용한 에지형 백라이트가 많이 사용되는데, 이와 같은 액정표시장치용 에지형 백라이트의 광원으로 사용되는 LED 어레이는, 유연한 회로 기판(Flecxible printed sircuit board, FPCB)에 일 열로 복수개의 발광 다이어드를 배열한 것으로, 상기 복수개의 발광 다이오드에서 발광된 광이 상기 도광판의 일측면으로 입사되도록 백라이트 유닛에 체결된다.For example, due to the advantages of low power, long life, and miniaturization, edge type backlights using light emitting diode (LED) arrays are used. LED arrays used as light sources of edge type backlights for liquid crystal displays, A plurality of light emitting diodes are arranged in a row on a flexible printed circuit board (FPCB), and the light emitted from the plurality of light emitting diodes is fastened to the backlight unit to be incident on one side of the light guide plate.

이와 같은 액정표시장치의 백라이트용 LED 어레이는 각 발광 다이오드에서 일정한 방향으로 일정한 밝기의 광을 발광하여야만 액정표시장치의 화질을 향상시킬 수 있다.Such an LED array for backlight of the liquid crystal display device can improve the image quality of the liquid crystal display device only when the light emitting diodes emit light of a constant brightness in a predetermined direction.

따라서, 상기 액정표시장치의 백라이트에 상기 LED 어레이를 적용하기 위해서는 균일한 광을 발산하도록 하기 위하여 먼저 상기 LED 어레이에 배치된 LED가 어느 한방향으로 경사지지 않고 일정한 높이로 정위치에 배치되었는지, LED 표면에 이물질이 침착되어 있지 않은지, LED 표면에 스크래치 등이 있는지, 솔더링 상태는 양호한지 등의 불량여부를 판단하고, 불량 LED는 색출해서 출하가 되지 않게 하는 불량 LED 검사공정을 반드시 거쳐야 한다.Therefore, in order to apply the LED array to the backlight of the liquid crystal display device, in order to emit a uniform light, the LED disposed on the LED array is first disposed at a constant height without being inclined in either direction, and the LED surface. It is necessary to go through the defective LED inspection process to determine whether there is no foreign matter deposited on the LED surface, whether there is a scratch or the like on the surface of the LED, and whether or not the soldering state is good.

한국등록특허 제1230396호에는 LED 어레이 검사장치가 개시되어 있다. 한국등록특허 제1230396호에 따른 LED어레이 검사장치는 LED어레이(10)의 영상을 획득하도록 LED어레이(10)의 수직 상방에 배치하는 메인카메라(110)와, LED어레이(10)의 영상을 획득하도록 LED어레이(10)를 향해 경사지도록 배치되는 사이드 카메라(120)와, LED어레이(10)를 향해 빛을 조사하는 조명수단(130)과, 카메라(110, 120)로부터 전송되는 영상을 해석하여 LED어레이(10)를 검사하는 영상처리수단(200)을 포함하여 구성된다.Korean Patent No. 1230396 discloses an LED array inspection apparatus. The LED array inspection apparatus according to Korean Patent No. 1230396 obtains an image of the LED camera 10 and a main camera 110 disposed above the LED array 10 to obtain an image of the LED array 10. To analyze the image transmitted from the side camera 120 and the illumination means 130 for irradiating light toward the LED array 10, the camera 110, 120 so as to be inclined toward the LED array 10 to It is configured to include an image processing means 200 for inspecting the LED array (10).

도 1에서 알 수 있는 바와 같이, LED 어레이(10)는 기판 상에 다수 개의 LED가 일정 높이를 갖도록 형성되는데 LED의 사이즈가 점차 작아짐에 따라 카메라 해상도가 작아지게 되는데, 이러한 경우 카메라 심도가 LED의 높이보다 작아질 수 있게 된다. 이러한 경우 카메라(110, 120)의 1회의 영상 획득으로 LED의 윗면(11)과 바닥면(13)을 동시에 검사할 수 없게 되는 문제점이 발생하고 있다.As can be seen in FIG. 1, the LED array 10 is formed such that a plurality of LEDs have a predetermined height on a substrate, and as the size of the LEDs gradually decreases, the camera resolution decreases. It can be smaller than the height. In this case, there is a problem that the upper surface 11 and the bottom surface 13 of the LED cannot be inspected at the same time by acquiring images of the cameras 110 and 120 once.

예를 들어, 화소수 15M, 해상도 6μm, 배율 0.75X 렌즈를 사용할 경우 심도는 ±0.45mm@15 lp/mm 정도이다. 여기서, 심도는 1mm 당 15개의 줄무늬를 표시할 수 있는 해상력 조건에서 심도가 ±0.45mm 즉, 0.9mm임을 나타낸다. 따라서, 도 1의 경우에서 LED의 높이가 1.5mm인 경우 상기 심도 조건에서는 LED의 윗면과 바닥면을 동시에 검사할 수 없게 되는 것이다.For example, using a 15M pixel, 6μm resolution, and 0.75X magnification lens, the depth of field is about ±0.45mm@15lp/mm. Here, the depth indicates that the depth of the field is ± 0.45mm, that is, 0.9mm under the resolution condition capable of displaying 15 stripes per 1mm. Accordingly, in the case of FIG. 1, when the height of the LED is 1.5 mm, the top and bottom surfaces of the LED may not be simultaneously inspected under the depth condition.

따라서, 종래에는 카메라에 Z축 로봇을 장착하여 카메라가 상하로 이동하면서 2회의 영상을 획득하거나 카메라에 줌 렌즈를 장착하여 줌을 하면서 번갈아가며 영상을 획득하는 방식을 취하고 있으나, 이러한 방식들의 경우 2회의 영상 획득 및 로봇 등의 이동 시간 등으로 인해 검사시간이 현저하게 지연되는 문제점이 발생하고 있다.
Therefore, in the related art, a Z-axis robot is mounted on a camera to acquire two images while the camera moves up and down, or alternately acquires images while zooming by mounting a zoom lens on the camera. There is a problem that the inspection time is significantly delayed due to the meeting image acquisition and the movement time of the robot.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 기술로서, 본 발명의 목적은 서로 다른 초점 위치를 갖는 2대의 카메라를 동축으로 설치함으로써 보다 넓은 심도를 확보할 수 있도록 하는 것이다.
The present invention has been proposed to solve the above problems, an object of the present invention is to ensure a wider depth by installing two cameras having different focal positions coaxially.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 측면에 따르면, 검사 대상물을 촬영하는 제 1 카메라, 상기 제 1 카메라와 동축 상에 설치되고, 상기 제 1 카메라와 다른 초점거리를 갖는 제 2 카메라, 검사 대상물의 상부에서 검사 대상물을 향해 수직조명을 출력하는 조명수단 및 상기 제 1 카메라와 제 2 카메라에서 촬영된 영상을 해석하여 상기 검사 대상물을 검사하는 것으로서, 상기 제 1 카메라 및 제 2 카메라의 촬영 영상 중 검사 대상물의 관심영역에 가시도가 높은 영상을 선별하여 검사를 수행하고, 상기 제 1 카메라 및 제 2 카메라의 촬영 영상 중 검사 대상물의 관심영역에 가시도가 모두 높은 영상이 없는 경우에는 제 1 및 제 2 카메라의 촬영 영상을 합성한 합성영상에 기초하여 검사 대상물의 검사를 수행하는 영상처리수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 동축 카메라를 이용한 비전 검사장치가 제공된다.According to a preferred aspect of the present invention for achieving the above object, the first camera for photographing the inspection object, the second camera is installed coaxially with the first camera, the second camera having a different focal length from the first camera And illuminating means for outputting vertical illumination from the upper portion of the inspection object toward the inspection object and analyzing the images photographed by the first and second cameras to inspect the inspection object. In the case of performing the inspection by selecting an image having high visibility in the region of interest of the inspection object from among the captured images, and when there is no image having high visibility in the region of interest of the inspection object among the captured images of the first camera and the second camera, And image processing means for performing inspection of the inspection object based on the synthesized image obtained by synthesizing the captured images of the first and second cameras. Vision inspection apparatus using a dual coaxial camera is provided.

여기서, 서로 다른 방향으로 설치되는 제 1 및 제 2 카메라가 동축에 있도록 하기 위해서 직교방향으로 설치되는 2개의 카메라 간에 하프 미러가 설치될 수 있다.Here, a half mirror may be provided between two cameras installed in the orthogonal direction so that the first and second cameras installed in different directions are coaxial.

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또는, 상기 영상처리수단이 검사대상물의 높이정보를 알고 있는 경우, 검사대상물의 높이가 h, 상기 제 1 및 제 2 카메라의 심도가 df라고 할 때, h < 2df인 경우에는 제 1 및 제 2 카메라의 촬영 영상 중 가시도가 높은 영상을 선택하여 검사를 수행하고, h > df인 경우에는 제 1 및 제 2 카메라의 촬영 영상을 합성한 합성영상에 기초하여 검사 대상물의 검사를 수행하도록 할 수도 있다.Alternatively, when the image processing means knows the height information of the inspection object, the height of the inspection object is h, and when the depths of the first and second cameras are df, when h <2df, the first and second The inspection may be performed by selecting an image having high visibility from among the captured images of the camera, and when h> df, the inspection object may be inspected based on a composite image obtained by synthesizing the captured images of the first and second cameras. have.

그리고, 상기 제 1 카메라의 심도가 df1, 제 2 카메라의 심도가 df2, 상기 1 카메라와 제 2 카메라의 초점 간의 거리가 d라고 할 때, d = (df1 + df2)/2인 것이 바람직하다.
When the depth of the first camera is df 1 , the depth of the second camera is df 2 , and the distance between the focal point of the first camera and the second camera is d, d = (df 1 + df 2 ) / 2 is preferred.

본 발명에 따르면 서로 다른 초점 위치를 갖는 2대의 카메라를 동축으로 설치함으로써 보다 넓은 심도를 확보할 수 있고, 그에 따라 1회의 영상 획득만으로 다양한 높이를 갖는 검사 대상물의 검사가 이루어질 수 있어 검사시간을 감소시킬 수 있고, 그에 따라 생산 수율을 현저하게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
According to the present invention, by installing two cameras having different focal positions coaxially, a wider depth can be secured, and inspection time of inspection objects having various heights can be made by only one image acquisition, thereby reducing inspection time. It is possible to, and accordingly has an effect that can significantly improve the production yield.

도 1은 한국등록특허 제1230396호에는 LED 어레이 검사장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 듀얼 동축 카메라를 이용한 비전 검사장치의 구성도이다.
도 3은 2대의 카메라의 초점 간의 거리와 심도의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라, 영상처리수단에서 2대의 카메라에서 촬영한 영상을 이용하여 검사가 수행되는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따라, 영상처리수단에서 2대의 카메라에서 촬영한 영상을 이용하여 검사가 수행되는 과정을 도시한 흐름도이다.1 is a configuration diagram of an LED array inspection apparatus in Korean Patent No. 1230396.
2 is a block diagram of a vision inspection apparatus using a dual coaxial camera according to the present invention.
3 is a view for explaining the relationship between the distance between the focus of the two cameras and the depth.
4 is a flowchart illustrating a process in which an inspection is performed by using images captured by two cameras in an image processing unit according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a process in which an inspection is performed by using images captured by two cameras in an image processing unit according to another embodiment of the present invention.

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.The description of the present invention is merely an example for structural or functional explanation, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described in the text. That is, the embodiments are to be construed as being variously embodied and having various forms, so that the scope of the present invention should be understood to include equivalents capable of realizing technical ideas. Also, the purpose or effect of the present invention should not be construed as limiting the scope of the present invention, since it does not mean that a specific embodiment should include all or only such effect.

한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.Meanwhile, the meaning of the terms described in the present invention should be understood as follows.

"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.The terms "first "," second ", and the like are intended to distinguish one element from another, and the scope of the right should not be limited by these terms. For example, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

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.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" to another element, it may be directly connected to the other element, but there may be other elements in between. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. On the other hand, other expressions describing the relationship between the components, such as "between" and "immediately between" or "neighboring to" and "directly neighboring to", should be interpreted as well.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 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.It is to be understood that the singular " include " or "have" are to be construed as including the stated feature, number, step, operation, It is to be understood that the combination is intended to specify that it does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

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.
All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used predefined terms should be interpreted to be consistent with the meanings in the context of the related art and can not be interpreted as having ideal or overly formal meaning unless explicitly defined in the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 듀얼 동축 카메라를 이용한 비전 검사장치의 구성도이다.2 is a block diagram of a vision inspection apparatus using a dual coaxial camera according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 듀얼 동축 카메라를 이용한 비전 검사장치는 제 1 카메라(10), 제 2 카메라(20), 조명수단(30), 하프 미러(40) 및 영상처리수단(50)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 2, the vision inspection apparatus using the dual coaxial camera according to the present invention includes a first camera 10, a second camera 20, a lighting unit 30, a half mirror 40, and an image processing unit. It consists of 50.

제 1 카메라(10)는 검사 대상물의 수직 상부에 설치되고, 제 2 카메라(20)는 제 1 카메라(10)와 직교하는 방향으로 설치된다. 그리고, 2개의 카메라(10, 20)가 향하는 방향의 교점 위치에는 서로 다른 방향으로 설치되는 제 1 및 제 2 카메라(10, 20)가 동축에 있도록 하기 위한 하프 미러(40)가 설치된다. 하프 미러(40)는 검사 대상물로부터 반사되는 빛의 50%는 제 1 카메라(10) 방향으로 통과시키고 나머지 빛의 50%는 반사시켜 제 2 카메라(20)로 입사되도록 하는 기능을 수행하는 것으로 광학 분야에서는 공지의 기술에 해당하므로 세부적인 설명은 생략하기로 한다.The first camera 10 is installed on the vertical upper portion of the inspection object, and the second camera 20 is installed in the direction orthogonal to the first camera 10. In addition, a half mirror 40 is provided at an intersection position in the direction in which the two cameras 10 and 20 face to coaxially arrange the first and second cameras 10 and 20 installed in different directions. The half mirror 40 performs a function of passing 50% of the light reflected from the inspection object toward the first camera 10 and reflecting 50% of the remaining light to be incident to the second camera 20. Since the field corresponds to known techniques, detailed descriptions thereof will be omitted.

본 발명에서는 하프 미러(40)를 이용하여 수직방향으로 설치되는 2개의 카메라(10, 20)를 동축 방향이 되도록 하고, 2개의 카메라의 초점 거리를 다르게 하여 제 1 카메라(10)의 초점(f1)과 제 2 카메라(20)의 초점(f2)이 다르도록 하는 것이 핵심적인 특징이다. 2개의 카메라(10, 20)의 다른 초점거리의 설정은 카메라와 검사 대상물 간의 광 경로 길이를 다르게 하는 방식, 광학계를 이용하여 초점거리를 가변시키는 방식 등 여러 가지 방식이 있을 수 있다.In the present invention, the two cameras 10 and 20 installed in the vertical direction using the half mirror 40 are coaxial, and the focal length f of the first camera 10 is changed by changing the focal lengths of the two cameras. It is a key feature that the focus f 2 of 1 ) and the second camera 20 are different from each other. The setting of different focal lengths of the two cameras 10 and 20 may include various methods such as varying the optical path length between the camera and the inspection object and varying the focal length using an optical system.

조명수단(30)은 검사 대상물의 상부에서 검사 대상물을 향해 수직조명을 출력하는 것으로서, 본 발명에서는 하프 미러(40)의 사용에 의해 각 카메라(10, 20)로 입사되는 빛의 양이 조명 광량의 50%로 감소될 것이므로 조명의 개수를 늘리거나 고휘도 조명을 사용하여 밝기를 보상하는 것이 바람직하다.The luminaire 30 outputs vertical illumination from the upper portion of the inspection object toward the inspection object. In the present invention, the amount of light incident on the cameras 10 and 20 by the use of the half mirror 40 is the amount of illumination light. It is desirable to increase the number of lights or to compensate for the brightness by using high-brightness lighting since it will be reduced to 50% of the light.

영상처리수단(50)은 제 1 카메라(10)와 제 2 카메라(20)에서 촬영된 영상을 해석하여 상기 검사 대상물을 검사하는 것으로서, 영상처리수단(50)에서의 검사방법은 도 4 및 도 5에서 상세하게 설명하기로 한다.
The image processing means 50 is to inspect the inspection object by analyzing the images photographed by the first camera 10 and the second camera 20, the inspection method in the image processing means 50 is shown in Figs. It will be described in detail in 5.

도 3은 2대의 카메라의 초점 간의 거리와 심도의 관계를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining the relationship between the distance between the focus of the two cameras and the depth.

도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 카메라(10)의 심도가 df1이라면, 제 1 카메라(10)는 초점 위치인 f1를 중심으로 상부와 하부에 각각 df1/2의 심도가 얻어진다. 동일하게, 제 2 카메라(20)의 심도가 df2이라면, 제 2 카메라(20)는 초점 위치인 f2를 중심으로 상부와 하부에 각각 df2/2의 심도가 얻어진다. As shown in FIG. 3, when the depth of the first camera 10 is df 1 , the first camera 10 obtains a depth of df 1/2 at the top and the bottom of the focal position f 1 , respectively. . If the same, the depth of the second camera 20 2 df, the second camera 20 is obtained for each depth df 2/2 above and below the center of the focus position f 2.

따라서, 2개의 초점 위치 간의 거리 d를 d = (df1 + df2)/2로 설정하면 2개의 카메라를 조합한 검사장치는 df1 + df2의 심도를 갖는 시스템이 얻어질 수 있다. 즉, 2개의 카메라의 심도가 같은 경우 즉, df1 = df2 =df인 경우 2개의 카메라를 조합한 검사장치는 종래에 비해 2배의 넓은 심도를 확보할 수 있게 된다.Thus, the distance d between two focal positions d = (df 1 + df 2 ) / 2, the inspection device that combines two cameras is df 1 A system with a depth of + df 2 can be obtained. That is, if two cameras have the same depth, that is, df 1 = df 2 In the case of = df, the inspection apparatus combining two cameras can secure a depth twice as wide as that of the conventional art.

도 3에서는 바람직한 경우로서 두 초점(f1 , f2) 간의 거리 d를 d = (df1 + df2)/2인 경우로 예시하였으나, (df1 + df2)/2 < d < df1 + df2가 되도록 설정하는 것도 가능할 것이다.
3 shows two focal points f 1 as preferred cases. , f 2 ) between d d = (df 1 Example of + df 2 ) / 2, but (df 1 + df 2 ) / 2 <d <df 1 It may be possible to set it to + df 2 .

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라, 영상처리수단에서 2대의 카메라에서 촬영한 영상을 이용하여 검사가 수행되는 과정을 도시한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a process in which an inspection is performed by using images captured by two cameras in an image processing unit according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 영상처리수단(50)은 제 1 및 제 2 카메라(10, 20)로부터 촬영 영상을 수신하면, 이들 영상을 분석하여 각 영상의 가시도를 분석한다(S400). 가시도 분석은 전체적인 영상의 평균 가시도를 분석하거나 관심 대상영역의 평균 가시도만을 분석하는 방식으로 수행될 수 있는데, 각 경우에 있어서 검사 대상물의 윗면과 바닥면의 가시도 분석은 수행되어야 한다.Referring to FIG. 4, when the image processing unit 50 receives captured images from the first and second cameras 10 and 20, the image processing unit 50 analyzes the images to analyze the visibility of each image (S400). Visibility analysis can be performed by analyzing the average visibility of the entire image or by analyzing only the average visibility of the region of interest. In each case, the visibility analysis of the top and bottom surfaces of the inspection object should be performed.

영상처리수단(50)은 가시도 분석 결과 검사 대상물의 윗면과 바닥면의 가시도가 기준값 이상인 영상이 있는 경우 해당 조건을 만족하는 영상을 선택하고(S410), 선택된 영상을 기초로 검사 대상물의 불량 여부에 대한 검사를 수행한다(S430). 즉, 제 1 카메라(10)에 의해 촬영된 제 1 촬영 영상과 제 2 카메라(20)에 의해 촬영된 제 2 촬영 영상 중에서 어느 하나가 윗면과 바닥면의 가시도가 기준값 이상인 경우 즉, 검사대상물의 윗면과 바닥면이 모두 선명하게 보이는 경우에는 2가지 영상을 모두 분석할 필요없이 해당 영상을 분석하면 되는 것이다.The image processing unit 50 selects an image that satisfies the corresponding condition when there is an image whose visibility is greater than or equal to the reference value of the inspection object as a result of the visibility analysis (S410), and the inspection object is defective based on the selected image. Check whether or not (S430). That is, when one of the first photographed image photographed by the first camera 10 and the second photographed image photographed by the second camera 20 has the visibility of the top and bottom surfaces greater than or equal to the reference value, that is, the inspection object If both the top and bottom of the image are clearly visible, you do not need to analyze both images.

영상처리수단(50)은 가시도 분석 결과 검사 대상물의 윗면과 바닥면의 가시도가 기준값 이상인 영상이 없는 경우 즉, 제 1 영상과 제 2 영상이 각각 윗면과 바닥면 중 어느하나의 면만이 선명하게 보이는 경우에는 제 1 영상과 제 2 영상을 합성처리하고(S420), 합성된 영상을 해석하여 검사 대상물의 검사를 수행한다(S430). 영상의 합성은 하나의 영상을 기준으로 하여 가시도가 기준값 이하인 영역을 추출하여 제거한 후, 제거된 영역에 대응되는 영역을 나머지 영상으로부터 가져와서 합성하여 전체적으로 가시도가 높은 영상을 얻도록 하는 것이 가능하다. 영상의 합성방식은 이 외에도 다양한 방식이 가능할 것이다.
When the image processing means 50 does not have an image whose visibility of the top and bottom surfaces of the inspection object is greater than or equal to the reference value as a result of the visibility analysis, that is, only one of the top and bottom surfaces of the first image and the second image is clear, respectively. If it is seen that the first image and the second image is synthesized (S420), the synthesized image is analyzed and the inspection object is inspected (S430). For image synthesis, it is possible to extract and remove an area whose visibility is equal to or less than a reference value based on one image, and then obtain an image having high visibility as a whole by importing and composing an area corresponding to the removed area from the remaining images. Do. In addition to the image synthesis method, various methods may be possible.

도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따라, 영상처리수단에서 2대의 카메라에서 촬영한 영상을 이용하여 검사가 수행되는 과정을 도시한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a process in which an inspection is performed by using images captured by two cameras in an image processing unit according to another embodiment of the present invention.

영상처리수단(50)은 메모리에 기저장되어 있는 검사 대상물의 높이 정보(h) 및 카메라 심도 정보(df)를 추출한다(S500). 즉, 본 실시예는 검사 대상물의 높이 정보와 카메라 심도 정보를 알고 있는 경우 이들 정보를 이용하여 영상의 분석방법을 자동적으로 결정할 수 있도록 하는 실시예에 관한 것으로서, 본 실시예에서는 2개의 카메라의 심도가 모두 df로 동일한 경우를 예시적으로 설명한다.The image processing means 50 extracts the height information h and the camera depth information df previously stored in the memory (S500). That is, the present embodiment relates to an embodiment of automatically determining an image analysis method using the information when the height information and the camera depth information of the inspection object are known. In this embodiment, the depths of two cameras are determined. Illustrate the case where all are the same as df.

영상처리수단(50)은 검사대상물의 높이가 카메라 심도보다 작은 경우, 즉, h < df인 경우에는 단일 영상에서 검사 대상물의 윗면과 아랫면이 모두 심도 내에 존재하므로 제 1 및 제 2 카메라의 촬영 영상 중 가시도가 높은 영상을 선택하여 검사를 수행하고 경우 해당 조건을 만족하는 영상을 선택하고(S510), 선택된 영상을 기초로 검사 대상물의 불량 여부에 대한 검사를 수행한다(S530). 즉, 제 1 카메라(10)에 의해 촬영된 제 1 촬영 영상과 제 2 카메라(20)에 의해 촬영된 제 2 촬영 영상 중에서 어느 하나가 윗면과 바닥면의 가시도가 기준값 이상인 경우 즉, 검사대상물의 윗면과 바닥면이 모두 선명하게 보이는 경우에는 2가지 영상을 모두 분석할 필요없이 해당 영상을 분석하면 되는 것이다.When the height of the inspection object is smaller than the depth of the camera, that is, when h <df, the image processing means 50 captures images of the first and second cameras because both the upper and lower surfaces of the inspection object exist in the depth of field in a single image. In the case where the inspection is performed by selecting an image having a high visibility, an image that satisfies a corresponding condition is selected (S510), and an inspection is performed on whether an inspection object is defective based on the selected image (S530). That is, when one of the first photographed image photographed by the first camera 10 and the second photographed image photographed by the second camera 20 has the visibility of the top and bottom surfaces greater than or equal to the reference value, that is, the inspection object If both the top and bottom of the image are clearly visible, you do not need to analyze both images.

영상처리수단(50)은 검사대상물의 높이가 카메라 심도보다 큰 경우 즉, h > df인 경우에는 단일 영상에서 검사 대상물의 윗면과 아랫면이 모두 심도 내에 존재할 수 없으므로 제 1 영상과 제 2 영상을 합성처리하고(S520), 합성된 영상을 해석하여 검사 대상물의 검사를 수행한다(S530).
The image processing means 50 synthesizes the first image and the second image when the height of the inspection object is larger than the camera depth, that is, when h> df, the upper and lower surfaces of the inspection object cannot both exist in the depth in a single image. In operation S520, the synthesized image is interpreted to inspect the inspection object at operation S530.

상기 도 4 및 도 5의 실시예에서는 검사 대상물의 높이가 카메라 심도보다 큰 경우 2개의 영상을 합성한 후 영상 분석을 통해 검사가 이루어지는 것으로 예시하고 설명하였으나, 그 외에 영상 합성을 하지 않고 2가지 영상을 각각 분석하여 검사를 수행하는 것도 가능할 것이다.
In the embodiments of FIGS. 4 and 5, when the height of the test object is greater than the camera depth, the test is performed through image analysis after synthesizing two images, but in addition, two images without performing image synthesis are described. It may be possible to perform the test by analyzing each.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that

10 : 제 1 카메라 20 : 제 2 카메라
30 : 조명수단 40 : 하프 미러
50 : 영상처리수단 10: first camera 20: second camera
30: lighting means 40: half mirror
50: image processing means

Claims (5)

검사 대상물을 촬영하는 제 1 카메라;
상기 제 1 카메라와 동축 상에 설치되고, 상기 제 1 카메라와 다른 초점거리를 갖는 제 2 카메라;
검사 대상물의 상부에서 검사 대상물을 향해 수직조명을 출력하는 조명수단; 및
상기 제 1 카메라와 제 2 카메라에서 촬영된 영상을 해석하여 상기 검사 대상물을 검사하는 것으로서, 상기 제 1 카메라 및 제 2 카메라의 촬영 영상 중 검사 대상물의 관심영역에 가시도가 높은 영상을 선별하여 검사를 수행하고, 상기 제 1 카메라 및 제 2 카메라의 촬영 영상 중 검사 대상물의 관심영역에 가시도가 모두 높은 영상이 없는 경우에는 제 1 및 제 2 카메라의 촬영 영상을 합성한 합성영상에 기초하여 검사 대상물의 검사를 수행하는 영상처리수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 동축 카메라를 이용한 비전 검사장치.
A first camera for photographing the inspection object;
A second camera coaxial with the first camera and having a focal length different from that of the first camera;
Illumination means for outputting a vertical light from the upper portion of the inspection object toward the inspection object; And
The inspection object is inspected by analyzing the images photographed by the first and second cameras, and the inspection is performed by selecting an image having a high visibility in the region of interest of the inspection object from the photographed images of the first and second cameras. When there is no image having high visibility in the ROI of the test object among the captured images of the first and second cameras, the inspection is performed based on the synthesized image obtained by synthesizing the captured images of the first and second cameras. Vision inspection apparatus using a dual coaxial camera, characterized in that it comprises an image processing means for performing the inspection of the object.
제 1 항에 있어서,
서로 다른 방향으로 설치되는 제 1 및 제 2 카메라가 동축에 있도록 하기 위한 하프 미러가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 듀얼 동축 카메라를 이용한 비전 검사장치.
The method of claim 1,
Vision inspection apparatus using a dual coaxial camera further comprises a half mirror for allowing the first and second cameras installed in different directions to be coaxial.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 영상처리수단은, 검사대상물의 높이가 h, 상기 제 1 및 제 2 카메라의 심도가 df라고 할 때,
h < df인 경우에는 제 1 및 제 2 카메라의 촬영 영상 중 가시도가 높은 영상을 선택하여 검사를 수행하고, h > 2df인 경우에는 제 1 및 제 2 카메라의 촬영 영상을 합성한 합성영상에 기초하여 검사 대상물의 검사를 수행하는 것을 특징으로 하는 듀얼 동축 카메라를 이용한 비전 검사장치.
The method of claim 1,
The image processing means, when the height of the inspection object is h, the depth of the first and second camera is df,
In the case of h <df, the inspection is performed by selecting an image having high visibility among the captured images of the first and second cameras, and in the case of h> 2df, the synthesized image obtained by synthesizing the captured images of the first and second cameras is synthesized. Vision inspection apparatus using a dual coaxial camera, characterized in that for performing the inspection of the inspection object on the basis.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 카메라의 심도가 df1, 제 2 카메라의 심도가 df2, 상기 1 카메라와 제 2 카메라의 초점 간의 거리가 d라고 할 때, d = (df1 + df2)/2 인 것을 특징으로 하는 듀얼 동축 카메라를 이용한 비전 검사장치.The method of claim 1,
When the depth of the first camera is df 1 , the depth of the second camera is df 2 , and the distance between the focal point of the first camera and the second camera is d, d = (df 1 + df 2 ) / 2 Vision inspection device using a dual coaxial camera, characterized in that.
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