KR101412160B1 - 비전인식장치의 조명부 광량 교정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 비전인식장치의 조명부 광량 교정방법은, 부품 및 기판 등을 촬영하기 위한 인식카메라와, 빛을 조사하기 위한 다수의 광원으로 이루어지는 비전인식장치에 있어서, 제어부에 의해 출력되는 상기 광원들의 기준밝기값으로 주변기기에 부착된 기준체를 인식카메라로 촬영하여, 획득된 영상을 토대로 기준체의 밝기값데이터를 제어부에 설정하는 제1과정; 상기 제1과정의 기준밝기값으로 상기 기준체의 영상을 재차 촬영하여, 상기 획득된 영상을 토대로 상기 기준체의 밝기값과 설정된 상기 기준체의 밝기값데이터간의 편차값을 상기 제어부에서 계산하는 제2과정; 및 상기 제2과정에서 편차값이 발생하면, 상기 제어부는 상기 기준체의 밝기값데이터와 동일하게 상기 광원의 밝기값을 자동으로 교정하여 다음 조명 출력시 반영하는 제3과정:을 포함한다.

부품실장기, 비전인식장치, 인식카메라, 광량, 밝기, 교정, 기준체

Description

비전인식장치의 조명부 광량 교정방법{Control of light method}

본 발명은 비전인식장치에 관한 것으로, 특히 기준체 밝기값을 측정하여 광원들의 밝기값 편차를 자동으로 교정함으로써, 광원들의 밝기가 일정하게 유지되어 비전인식의 정확성이 확보되는 비전인식장치의 조명부 광량 교정방법에 관한 것이다.

일반적으로 부품실장기(칩 마운터)는 기판(PCB)에 반도체 패키지 등의 부품을 장착하는 작업을 수행하는 장치이다. 최근에는 기판이 고밀도, 고기능을 가지며, 이에 따른 개별적인 집적 회로 부품 또한 마찬가지로 고기능을 가진다. 이로 인하여 기판에 실장 되는 출력 핀은 증가하고, 출력 핀들 사이의 간격은 보다 좁아지게 된다. 따라서, 부품 실장 이전에, 부품이 기판의 정확한 위치에 실장 되는 것이 요구된다.

부품이 기판의 정확한 위치에 실장 되기 위해서는, 부품 공급부로부터 공급된 부품이 기판상에 장착되기 이전에 상기 부품의 흡착상태 및 중심위치가 정확한지를 검사하는 과정 또는 부품이 기판상에 정확하게 장착되었는지를 검사하기 위한 비전인식공정 등이 이루어져야 한다.

상기와 같이, 비전인식공정에 사용되는 종래의 비전인식장치는, 부품을 촬영하기 위한 인식카메라와, 상기 인식카메라의 촬영 부위에 빛을 조사하기 위한 광원과, 상기 광원에서 조사되는 빛을 밝기를 제어하기 위한 제어부 등으로 구성된다.

여기서, 상기 인식카메라는 고해상도의 라인 스캔 카메라(Line Scan Camera)와 에어리어 스캔 카메라(Area Scan Camera) 등을 사용하고, 상기 광원은 인식카메라의 촬영 부위에 빛을 조사하기 위하여 LED 또는 할로겐 램프 등을 사용한다.

여기서, 상기 광원의 밝기는 제어부의 전압 또는 전류의 출력값으로 결정된다. 즉 제어부의 출력값이 일정하면 광원의 밝기 또한 일정하게 유지될 수 있다.

하지만, 다수의 광원이 설치되는 비전인식장치의 경우에는, 제어부가 각 광원들에 동일한 출력값을 인가하더라도, 다수의 광원이 동일한 밝기로 출력된다는 보장은 없다. 즉, 광원들은 자기 발열이나 사용시간의 누적에 의해 열화가 발생하는 특성상 광원의 최초밝기 또는 교정된 밝기와 다른 밝기를 나타내는 경우가 많다.

이와 같이, 광원들간의 밝기편차가 발생하면, 부품 및 기판 등의 인식하는 과정에서 인식의 정확도가 떨어지는 문제점이 발생하게 된다. 때문에 각 광원들의 밝기 편차값을 교정하는 작업이 반드시 필요하다.

그러나 상기 광원들의 밝깃값 편차를 교정한 후에는, 광원들의 특성상 편차 발생 주기가 더욱 짧아져 광원의 밝깃값 편차 교정작업을 자주 실시해야 하는 번거고움이 있다. 이에 따라 비전인식공정에서 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.

따라서, 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 최초 조명교정 실시 후에 재교정을 하지 않아도 조명부위 밝기값이 최초 교정값과 동일하게 유지될 수 있는 기술이 필요한 실정이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기준체의 밝기값을 측정하여 비전인식장치의 광원들간의 밝기편차를 자동으로 교정함으로써, 최초 조명 교정 후에는 광원들의 밝기가 일정하게 유지되어 비전인식의 정확성을 확보할 수 있는 비전인식장치의 조명부 광량 교정방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 부품 및 기판 등을 촬영하기 위한 인식카메라와, 빛을 조사하기 위한 다수의 광원으로 이루어지는 비전인식장치에 있어서, 상기 비전인식장치를 이용해서, 제어부에 의해 출력되는 상기 광원들의 기준밝기값으로 주변기기에 부착된 기준체를 인식카메라로 촬영하여, 획득된 영상을 토대로 기준체의 밝기값데이터를 제어부에 설정하는 제1과정; 상기 비전인식장치를 이용해서, 상기 제1과정의 기준밝기값으로 상기 기준체의 영상을 재차 촬영하여, 상기 재차 획득된 영상을 토대로 상기 기준체의 밝기값과 설정된 상기 기준체의 밝기값데이터간의 편차값을 상기 제어부에서 계산하는 제2과정; 및 상기 비전인식장치를 이용해서, 상기 제2과정에서 편차값이 발생하면, 상기 제어부는 상기 기준체의 밝기값데이터와 동일하게 상기 광원의 밝기값을 자동으로 교정하여 다음 조명 출력시 반영하는 제3과정:을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제1과정(S100)에서는, 최초 출력되는 상기 광원들의 기준조명값(x)과, 이에 대응되는 밝기를 가지는 상기 기준체의 밝기값데이터(y)간의 근사화 모델(dx=F(y))을 만드는 과정을 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 근사화모델(dx=F(y))은 상기 제2과정(S200)에서 계산된 편차값(y-y')을 분석한 후, 상기 분석된 편차값(y-y')을 교정한 교정값(dx)이 반영된 조명값(x+dx)이 출력되도록 하는 과정을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2과정(S200)에서 기준체의 밝기 편차값(y-y') 계산은, 상기 광원들이 빛을 조사하는 상기 기준체의 각 촬영 면의 밝기값을 개별적으로 계산하여 상기 광원들간의 편차값(y-y')을 알아내는 과정을 포함할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 부품인식장치에 사용되는 광원의 최초 밝기교정 이후에는 광원의 재교정이 필요하지 않아 광량 교정에 따른 번거로움을 없앨 수 있는 장점이 있다. 또한, 광원의 밝기가 일정하게 유지되므로 부품인식의 정확성 및 신뢰성을 확보할 수 있는 장점이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 비전인식장치의 조명부 광량 교정방법의 과정을 순차적으로 도시한 도면, 도 2는 도 1에 따른 기준체의 편차값을 교정하는 과정을 도시한 도면, 도 3은 본 발명에 따른 비전인식장치의 조명부 광량 교정방법의 인식카메라, 광원 및 기준체가 설치된 상태를 도시한 개략적인 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 부품 및 기판 등을 촬영하기 위한 인식카메라와, 빛을 조사하기 위한 다수의 광원(100)으로 이루어지는 비전인식장치에 있어서, 기준체의 밝기값데이터(y)를 설정하는 제1과정(S100), 편차값(y-y')을 계산하는 제2과정(S200), 기준체의 밝기값(y')을 교정하는 제3과정(S300)을 포함한다.

상기 비전인식장치는 통상적으로 부품실장기에서 부품공급방향적합성 여부판단이나, 부품 장착정확도 검사를 위한 장치 등 다양한 용도로 널리 사용된다.

여기서, 상기 비전인식장치에는 다수의 광원(100)이 사용되는데, 각각의 광원(100)들은 발열이 일어나는 특성상 시간이 지나면서 광량 즉, 조사되는 빛의 밝기값이 변하는 특성이 있다. 때문에 일정시간이 경과 하면 상기 광원(100)들에서 조사되는 빛의 밝기값을 교정해주는 작업이 반드시 필요하다.

이하, 본 발명의 과정들을 순차적으로 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제1과정(S100)에서는 제어부에 의해 출력되는 광원(100)들의 기준조명값(x)으로 주변기기(300)에 부착된 기준체(400)를 인식카메라(200)로 촬영하여 영상을 획득한다. 또한, 상기 획득된 기준체(400)의 영상을 토대로 기준체의 밝기값데이터(y)를 제어부에 설정한다.

상기 기준체의 밝기값데이터(y)는, 최초 출력되는 광원(100)의 기준조명값(x)에 대응 반사되는 기준체의 밝기값(y')을 미리 저장해두는 첫 번째 과정으로, 먼저, 주변기기(300)에 부착된 기준체(400)를 인식카메라(200)로 촬영하여 영상을 획득한다.

이때, 제어부는 상기 촬영된 기준체(400)의 영상을 분석함으로써, 최초 출력 되는 기준조명값(x)과 대응되는 밝기값을 가지는 상기 기준체의 밝기값데이터(y)를 만들어 제어부에 설정한다.

한편, 상기 기준체(400)의 촬영 면에는 일정표식을 형성시킬 수 있다. 즉 중앙으로부터 지름이 커지게 다수로 반복 형성되는 원형 띠 형상의 그레이 레벨차트 등이 형성될 수 있다. 즉, 기준체(400)의 촬영 면에 형성된 각각의 표식들에 대한 밝기를 측정함으로써, 다수의 광원(100)들이 출력하는 밝기 편차를 측정할 수 있다.

또한, 상기 기준체(400)는 인식카메라(200)의 인식 방향이 어디인지에 따라 다양한 방향에 부착될 수 있다. 예를 들면 도 3에 도시된 바와 같이 부품실장기의 컨베이어 또는 스핀들이 수직으로 설치된 픽업 헤드의 저면 등, 인식카메라가 촬영할 수 있는 다양한 부위에 설치될 수 있다.

다음으로, 제2과정(S200)에서는 상기 제1과정(S100)의 기준조명값(x)으로 상기 기준체(400)의 영상을 재차 촬영하여, 상기 획득된 영상을 토대로 상기 기준체의 밝기값(y')과 제1과정(S100)에서 설정된 기준체의 밝기값데이터(y)간의 편차값(y-y')을 상기 제어부에서 계산한다.

즉, 상기 제2과정(S200)은 광원(100)들의 밝기 편차가 발생할 경우, 인식카메라(200)가 주변기기(300)에 부착된 기준체의 밝기값(y')을 자동으로 인식하게 된다.

이때, 인식카메라(200)를 통해 자동으로 인식된 상기 기준체의 밝기값(y')과 제1과정(S100)에서 미리 설정된 기준체의 밝기값데이터(y)와의 편차값(y-y')을 계 산한다.

여기서, 상기 제2과정(S200)에서 인식된 기준체(400) 밝기값과, 전술된 제1과정(S100)설정된 기준체의 밝기값데이터(y)의 편차값(y-y') 계산은, 상기 광원(100)들이 빛을 조사하는 상기 기준체(400)의 각 촬영 면의 밝기값을 개별적으로 계산하여 상기 광원(100)들간의 편차값(y-y')을 알아낼 수 있다.

한편, 전술된 제1과정(S100)에서는 최초 출력되는 상기 광원(100)의 기준조명값(x)과, 이에 대응되는 밝기를 가지는 상기 기준체의 밝기값데이터(y)간의 근사화모델(dx=F(y))을 만드는 과정이 포함될 수 있다.

상기 근사화모델(dx=F(y))은 상기 제2과정(S200)에서 계산된 편차값(y-y')을 분석한 후, 상기 분석된 편차값(y-y')을 교정하여 상기 제어부의 조명 출력값에 반영하는 과정을 진행한다. 즉 편차값(y-y')이 교정된 상태로 각 광원(100)들이 일정한 밝기값을 가지도록 할 수 있다.

또한, 전술된 제1과정(S100)에서 최초 교정조명 출력시 상기 근사화모델(dx=F(y))에서 출력되는 밝기는 0으로 초기화한 상태에서, 상기 제2과정(S200)에서 다시 측정된 상기 기준체의 밝기값(y')이 변경될 경우, 그 오차 값을 반영할 수 있다.

즉, 전술된 제1과정(S100)에서 미리 설정된 기준체의 밝기값데이터(y)와 상기 제2과정(S200)에서 다시 촬영된 기준체의 밝기값(y')간의 편차값(y-y')을 상기 근사화모델(dx=F(y))로 인가하여 분석하는 과정이다.

이때, 상기 근사화모델(dx=F(y))은 밝기값데이터(y)와 기준체의 밝기값(y') 을 뺀 나머지 편차값(y-y')을 보상하는 값을 정확하게 계산할 수 있다.

다음으로, 제3과정(S300)은 상기 과정에서 편차값(y-y')이 발생하면, 상기 제어부는 상기 기준체의 밝기값데이터(y)와 동일하게 상기 광원(100)의 밝기값을 자동으로 교정하여 다음 조명 출력시 반영한다.

이와 같은 상기 제3과정(S300)은 도 2에 상세히 도시된 바와 같이, 전술된 제1과정(S100)의 기준체의 밝기값데이터(y)와 제2과정(S200)에서 다시 촬영된 기준체의 밝기값(y') 간의 편차값(y-y')을 근사화모델(dx=F(y))에서 인가해 분석하는 과정을 거친다.

이후, 상기 근사화모델(dx=F(y))은 편차값(y-y')에 대한 교정값(dx)을 제어부에 인가하고, 상기 제어부는 다음으로 출력될 제1과정(S100)의 광원(100)들에 대해서는 교정값(dx)이 반영된 조명값(x+dx)상태로 조명이 출력되도록 한다.

따라서, 비전인식장치에 사용되는 광원(100)들의 밝기 편차값(y-y')을 근사화모델(dx=F(y))을 통해 자동으로 교정함으로써, 광원(100)들의 조명값(x)이 일정하게 유지될 수 있도록 한다.

결과적으로, 부품인식장치에 사용되는 광원(100)의 최초 밝기교정 이후에는 조명의 재교정이 필요하지 않아 광원(100)들의 광량 교정에 따른 번거로움을 없앨 수 있으며, 광원(100)들의 밝기가 일정하게 유지되므로 부품 인식의 정확성 및 신뢰성을 확보할 수 있다.

이상에서 본 발명의 비전인식장치의 조명부 광량 교정방법에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적 으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

따라서 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범위를 이탈하지 않는 범위 내에서 치수 및 모양 그리고 구조 등의 다양한 변형 및 모방할 수 있음은 명백한 사실이며 이러한 변형 및 모방은 본 발명의 기술 사상의 범위에 포함된다.

도 1은 본 발명에 따른 비전인식장치의 조명부 광량 교정방법의 과정을 순차적으로 도시한 도면.

도 2는 도 1에 따른 기준체의 편차값을 교정하는 과정을 도시한 도면.

도 3은 본 발명에 따른 비전인식장치의 조명부 광량 교정방법의 인식카메라, 광원 및 기준체가 설치된 상태를 도시한 개략적인 사시도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100: 광원 200: 인식카메라

300: 주변기기 400: 기준체

Claims (3)

1. 부품 및 기판 등을 촬영하기 위한 인식카메라와, 빛을 조사하기 위한 다수의 광원으로 이루어지는 비전인식장치에 있어서,

   상기 비전인식장치를 이용해서, 제어부에 의해 출력되는 상기 광원들의 기준조명값(x)으로 주변기기에 부착된 기준체를 인식카메라로 촬영하여, 획득된 영상을 토대로 기준체의 밝기값데이터(y)를 제어부에 설정하는 제1과정(S100);

   상기 비전인식장치를 이용해서, 상기 제1과정(S100)의 기준조명값(x)으로 상기 기준체의 영상을 재차 촬영하여, 상기 재차 획득된 영상을 토대로 상기 기준체의 밝기값(y')과 설정된 상기 기준체의 밝기값데이터(y)간의 편차값(y-y')을 상기 제어부에서 계산하는 제2과정(S200); 및

   상기 비전인식장치를 이용해서, 상기 제2과정(S200)에서 편차값(y-y')이 발생하면, 상기 제어부는 상기 기준체의 밝기값데이터(y)와 동일하게 상기 광원들의 밝기값을 자동으로 교정하여 다음 조명 출력시 반영하는 제3과정(S300):을 포함하는 것을 특징으로 하는 비전인식장치의 조명부 광량 교정방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1과정(S100)에서는, 최초 출력되는 상기 광원들의 기준조명값(x)과, 이에 대응되는 밝기를 가지는 상기 기준체의 밝기값데이터(y)간의 근사화모델(dx=F(y))을 만드는 과정; 및

   상기 근사화모델(dx=F(y))은 상기 제2과정(S200)에서 계산된 편차값(y-y')을 분석한 후, 상기 분석된 편차값(y-y')을 교정한 교정값(dx)이 반영된 조명값(x+dx)이 출력되도록 하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 비전인식장치의 조명부 광량 교정방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제2과정(S200)에서 기준체의 밝기 편차값(y-y') 계산은, 상기 광원들이 빛을 조사하는 상기 기준체의 각 촬영 면의 밝기값을 개별적으로 계산하여 상기 광원들간의 편차값(y-y')을 알아내는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 비전인식장치의 조명부 광량 교정방법.

Images