KR101770909B1 - 멀티렌즈 자동교체 방식의 이미지 센서장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 멀티렌즈 자동교체 방식의 이미지 센서장치는, 제1 렌즈 내지 제N 렌즈; 회전하는 원형의 판 형상이고, 상기 제1 렌즈 내지 상기 제N 렌즈가 원형으로 배열되어 장착되는 렌즈 회전판; 상기 렌즈 회전판과 회전축을 통해 연결되고, 상기 회전축을 통해 상기 렌즈 회전판을 회전시키는 모터; 및 외부로부터 입력되는 렌즈선택 신호에 따라 상기 제1 렌즈 내지 상기 제N 렌즈 중 상기 렌즈선택 신호에 대응하는 렌즈가 측정 시료와 마주하도록 상기 모터를 통해 상기 렌즈 회전판의 회전을 제어하는 렌즈위치 제어부를 포함한다.

Description

멀티렌즈 자동교체 방식의 이미지 센서장치{IMAGE SENSOR APPARATUS FOR CHANGING MULTI-LENS AUTOMATICALLY}

본 발명은 멀티렌즈 자동교체 방식의 이미지 센서장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 서로 다른 렌즈 특성을 갖는 복수개의 렌즈를 구비하고 측정 시료에 따라 렌즈의 특성 변화가 요구될 때 요구되는 렌즈 특성에 대응하는 렌즈가 자동으로 측정 시료와 마주하도록 렌즈의 위치 변환을 자동으로 제어하는 멀티렌즈 자동교체 방식의 이미지 센서장치에 관한 것이다.

사람이 눈으로 검사하는 방식에서 비전 카메라 등의 이미지 센서를 사용 사용하여 검사하는 자동 검사 방식은 오래 전부터 많은 기술이 개발되었고 다양한 분야에 적용이 되어 왔다. 현재 이러한 이미지 센서를 이용한 다양한 자동화 검사기가 많이 제작되고 있음에도 불구하고, 고객의 요구 사항은 더욱더 다양한 시료를 빠른 시간에 자동으로 검사하기를 원하고 있는 실정이다.

현재 범용으로 사용되고 있는 이미지 센서 모듈(비전 카메라, 레이저 방식 센서 등)은 센서 모듈과 렌즈 모듈이 일체형으로 구성되어 측정 시료와의 거리변경 시에는 기구적인 방법을 사용하여 센서 모듈이 이동을 하거나 측정 시료를 이동시켜서 측정을 하고 있으며, 측정 분해능을 변경해야 할 경우에는 렌즈 모듈을 교체하는 방식으로 운용하고 있다. 이러한 방식은 기구적으로 복잡하기 때문에 제작 비용이 높아지고 정밀성은 떨어지게 되며, 운영자에 의한 렌즈 모듈 교체 방식은 운영자의 숙련도에 의지하게 되므로 측정의 정확성에서 항상 문제점이 지적될 수 밖에 없고 측정 시간 또한 많이 소요될 수 밖에 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 서로 다른 렌즈 특성을 갖는 복수개의 렌즈를 구비하고 측정 시료에 따라 렌즈의 특성 변화가 요구될 때 요구되는 렌즈 특성에 대응하는 렌즈가 자동으로 측정 시료와 마주하도록 렌즈의 위치 변환을 자동으로 제어하는 멀티렌즈 자동교체 방식의 이미지 센서장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 이루고 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 멀티렌즈 자동교체 방식의 이미지 센서장치는, 제1 렌즈 내지 제N 렌즈; 회전하는 원형의 판 형상이고, 상기 제1 렌즈 내지 상기 제N 렌즈가 원형으로 배열되어 장착되는 렌즈 회전판; 상기 렌즈 회전판과 회전축을 통해 연결되고, 상기 회전축을 통해 상기 렌즈 회전판을 회전시키는 모터; 및 외부로부터 입력되는 렌즈선택 신호에 따라 상기 제1 렌즈 내지 상기 제N 렌즈 중 상기 렌즈선택 신호에 대응하는 렌즈가 측정 시료와 마주하도록 상기 모터를 통해 상기 렌즈 회전판의 회전을 제어하는 렌즈위치 제어부를 포함한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 멀티렌즈 자동교체 방식의 이미지 센서장치의 상기 제1 렌즈 내지 상기 제N 렌즈는 배율, 초점거리, 조리개값, 밝기 중 어느 하나 이상이 각각 서로 다른 값을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 멀티렌즈 자동교체 방식의 이미지 센서장치는, 상기 모터 및 상기 렌즈위치 제어부가 내장되고, 외면에는 상기 렌즈 회전판이 부착되는 본체; 상기 제1 렌즈 내지 상기 제N 렌즈마다 부착되는 서로 다른 개수의 바(bar)를 각각 포함하고, 상기 각각의 바는 상기 렌즈 회전판을 관통하여 상기 본체의 외면과 접촉되도록 설치되며, 상기 각각의 바는 상기 각 렌즈를 기준으로 상기 본체 외면에 대하여 탄성운동하도록 형성되는 제1 렌즈 식별기 내지 제N 렌즈 식별기; 및 상기 렌즈 회전판이 부착되는 상기 본체 외면 영역 중에서 상기 각 렌즈 식별기가 포함하는 상기 각각의 바와 접촉되는 바 회전 영역 일부에 홈 형상으로 형성되고, 상기 렌즈 회전판의 회전에 따라 회전하는 상기 제1 렌즈 식별기의 바 내지 상기 제N 렌즈 식별기의 바가 상기 홈에 삽입되는 경우, 상기 삽입된 각 렌즈 식별기 바의 개수에 대응하는 렌즈 식별신호를 발생하는 렌즈 식별신호 발생기를 더 포함한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 멀티렌즈 자동교체 방식의 이미지 센서장치에 있어서, 상기 이미지 센서장치가 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈에는 1개의 바를 포함하는 제1 렌즈 식별기가 부착되며, 상기 제2 렌즈에는 2개의 바를 포함하는 제2 렌즈 식별기가 부착되고, 상기 제3 렌즈에는 3개의 바를 포함하는 제3 렌즈 식별기가 부착되는 경우, 상기 렌즈 식별신호 발생기의 상기 홈에는 3개의 접촉 스위치가 형성되고, 상기 제2 렌즈 식별기의 2개의 바가 상기 홈에 삽입되는 경우 상기 2개의 바의 삽입에 따른 압력으로 인해 상기 3개의 접촉 스위치 중 2개의 접촉 스위치가 온(ON)되는 제2 렌즈 식별신호를 발생하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 멀티렌즈 자동교체 방식의 이미지 센서장치에 있어서, 상기 렌즈위치 제어부는, 상기 각 렌즈에 대한 렌즈 식별자, 상기 각 렌즈 식별자에 대응하는 렌즈 특성정보, 상기 각 렌즈 식별자에 대응하는 렌즈 식별기 바 개수정보, 상기 각 렌즈 식별자에 대응하는 렌즈 식별신호 정보가 서로 대응하여 기록된 렌즈정보 테이블을 유지하고, 상기 모터를 통해 상기 렌즈 회전판을 회전시키면서 상기 렌즈 식별신호 발생기로부터 입력되는 렌즈 식별신호를 통해 측정 시료와 현재 마주하고 있는 렌즈를 식별하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 멀티렌즈 자동교체 방식의 이미지 센서장치에 따르면, 다양한 형태의 시료 측정 시 렌즈 배율을 자동으로 선택하여 측정이 가능하고 이에 따라 분해능을 다르게 하여 측정이 가능한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 멀티렌즈 자동교체 방식의 이미지 센서장치에 따르면, 특성이 다른 렌즈군을 장착할 수 있어 시료의 이미지를 다양하게 변형시켜 측정할 수 있으며 보다 정확하고 신속하게 각 특성의 시료 이미지를 획득할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티렌즈 자동교체 방식의 이미지 센서장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티렌즈 자동교체 방식의 이미지 센서장치의 외관을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티렌즈 자동교체 방식의 이미지 센서장치의 렌즈 식별기의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티렌즈 자동교체 방식의 이미지 센서장치의 렌즈 식별신호 발생기의 구성을 도시한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티렌즈 자동교체 방식의 이미지 센서장치의 구성을 도시한 블록도이다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티렌즈 자동교체 방식의 이미지 센서장치의 외관을 도시한 사시도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 멀티렌즈 자동교체 방식의 이미지 센서장치는, 제1 렌즈(111) 내지 제N 렌즈(119), 제1 렌즈 식별기(121) 내지 제N 렌즈 식별기(129), 본체(130), 렌즈 회전판(140), 렌즈 식별신호 발생기(150), 모터(160), 렌즈위치 제어부(170)를 포함한다. 제1 렌즈(111) 내지 제N 렌즈(119)는 배율, 초점거리, 조리개값, 밝기 중 어느 하나 이상이 각각 서로 다른 값을 갖도록 구성될 수 있다.

렌즈 회전판(140)은 회전하는 원형의 판 형상으로 형성될 수 있다. 렌즈 회전판(140)에는 제1 렌즈(111) 내지 제N 렌즈(119)가 원형으로 배열되어 장착될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 제1 렌즈(111) 내지 제6 렌즈(116)는 렌즈 회전판(140)의 외면에 원 형상으로 각각의 영역에 부착될 수 있다. 렌즈 회전판(140)은 회전축을 통해 모터(160)와 연결된다. 모터(160)의 동작에 따라 회전축의 회전을 통해 렌즈 회전판(140)이 회전하면, 렌즈 회전판(140)에 부착된 제1 렌즈(111) 내지 제N 렌즈(119) 또한 함께 회전하면서 각 렌즈의 위치가 변경될 수 있다.

렌즈위치 제어부(170)는 외부로부터 입력되는 렌즈선택 신호에 따라 상기 제1 렌즈(111) 내지 제N 렌즈(119) 중 상기 렌즈선택 신호에 대응하는 렌즈가 측정 시료와 마주하도록 모터(160)를 통해 렌즈 회전판(140)의 회전을 제어한다. 상기 렌즈선택 신호는 외부 단말기를 통해 운영자가 입력한 신호로 구현될 수 있고, 상기 외부 단말기와 상기 이미지 센서장치는 유무선 통신을 통해 서로 접속되어 상기 렌즈선택 신호를 송수신하도록 동작할 수 있다.

본체(130)의 내부에는 모터(160) 및 렌즈위치 제어부(170)가 내장되고, 외면에는 렌즈 회전판(140)이 부착된다. 제1 렌즈(111) 내지 제N 렌즈(119) 에는 제1 렌즈 식별기(121) 내지 제N 렌즈 식별기(129)가 각 렌즈마다 각각 부착될 수 있다. 제1 렌즈 식별기(121) 내지 제N 렌즈 식별기(129)는 서로 다른 개수의 바(bar)를 포함한다. 예를 들어 제1 렌즈 식별기(121)는 1개의 바를 포함하고, 제2 렌즈 식별기(122)는 2개의 바를 포함하며, 제3 렌즈 식별기(123)는 3개의 바를 포함할 수 있다.

각 렌즈 식별기가 포함하는 각각의 바는 렌즈 회전판(140)을 관통하여 본체(130)의 외면과 접촉되도록 설치될 수 있다. 즉, 바는 렌즈에 부착되어 렌즈 회전판(140)을 관통하면서 종단이 본체(130) 외면과 접촉되는 상태로 형성될 수 있다. 상기 각각의 모든 바는 탄성 운동하도록 형성될 수 있다. 예를 들어 바에는 스프링과 같은 탄성소자가 구비되어 본체(130) 외면에 눌린 상태를 유지하면서 회전하다가 본체(130) 외면에 형성된 렌즈 식별신호 발생기(150)의 홈에 위치하는 경우 탄성운동으로 인해 홈에 삽입되는 형태로 구현될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티렌즈 자동교체 방식의 이미지 센서장치의 렌즈 식별기의 구성을 도시한 도면이다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티렌즈 자동교체 방식의 이미지 센서장치의 렌즈 식별신호 발생기의 구성을 도시한 도면이다. 도 3 및 도 4에서는 제2 렌즈(112)가 렌즈 회전판(140)에 부착되어 회전하고, 제2 렌즈(112)에 장착된 제2 렌즈 식별기(122)가 포함하는 2개의 바가 본체(130) 외면에 접촉되어 눌린 상태로 회전하는 경우를 예로 들어 설명한다.

제2 렌즈(112)의 렌즈 회전판(140)과 맞닿는 종단에는 2개의 바를 포함하는 제2 렌즈 식별기(122)가 형성되고, 제2 렌즈 식별기(122)의 상기 2개의 바는 렌즈 회전판(140)을 관통하여 본체(130) 외면과 접촉된 상태로 제2 렌즈(112)를 따라 회전할 수 있다. 본체(130) 외면의 특정 영역에는 렌즈 식별신호 발생기(150)의 홈이 형성될 수 있다. 상기 특정 영역은 렌즈들의 회전 이동영역 중 어느 영역으로 구현될 수 있는데, 특히 렌즈가 측정 시료와 마주하여 시료를 촬영할 수 있는 영역으로 구현될 수 있다.

렌즈 식별신호 발생기(150)는 렌즈 회전판(140)이 부착되는 본체(130) 외면 영역 중에서 각 렌즈 식별기가 포함하는 각각의 바와 접촉되는 바 회전 영역 일부에 홈 형상으로 형성될 수 있다. 렌즈 회전판(140)의 회전에 따라 회전하는 제2 렌즈 식별기(122)의 2개의 바가 렌즈 식별신호 발생기(150)의 홈에 삽입되는 경우, 렌즈 식별신호 발생기(150)는 상기 삽입된 제2 렌즈 식별기(1220)의 2개의 바의 개수에 대응하는 제2 렌즈 식별신호를 발생하여 렌즈위치 제어부(170)로 전송할 수 있다.

렌즈 식별신호 발생기(150)의 홈에는 각 렌즈 식별기의 바 개수 중 최대값에 대응하는 개수만큼의 접촉 스위치가 형성될 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서장치가 제1 렌즈(111), 제2 렌즈(112), 제3 렌즈(113)를 포함하고, 제1 렌즈(111)에는 1개의 바를 포함하는 제1 렌즈 식별기(121)가 부착되며, 제2 렌즈(112)에는 2개의 바를 포함하는 제2 렌즈 식별기(122)가 부착되고, 제3 렌즈(113)에는 3개의 바를 포함하는 제3 렌즈 식별기(123)가 부착되는 경우, 렌즈 식별신호 발생기(150)의 홈에는 3개의 접촉 스위치(151, 152, 153)가 형성될 수 있다.

이 때 제2 렌즈 식별기(122)의 2개의 바가 상기 홈에 삽입되는 경우, 렌즈 식별신호 발생기(150)는 상기 2개의 바의 삽입에 따른 압력으로 인해 상기 홈에 형성된 상기 3개의 접촉 스위치(151, 152, 153) 중 2개의 접촉 스위치(151, 152)가 온(ON)되는 제2 렌즈 식별신호를 발생하여 렌즈위치 제어부(170)로 전송할 수 있다.

렌즈위치 제어부(170)는 상기 각 렌즈에 대한 렌즈 식별자, 상기 각 렌즈 식별자에 대응하는 렌즈 특성정보, 상기 각 렌즈 식별자에 대응하는 렌즈 식별기 바 개수정보, 상기 각 렌즈 식별자에 대응하는 렌즈 식별신호 정보가 서로 대응하여 기록된 렌즈정보 테이블을 유지할 수 있다. 렌즈위치 제어부(170)는 모터(160)를 통해 렌즈 회전판(140)을 회전시키면서 렌즈 식별신호 발생기(170)로부터 입력되는 렌즈 식별신호를 상기 렌즈정보 테이블의 정보와 비교하여 측정 시료와 현재 마주하고 있는 렌즈가 어떠한 렌즈인지를 식별할 수 있다. 따라서 렌즈위치 제어부(170)는 측정 시료와 마주하는 렌즈의 식별을 통해 외부에서 입력되는 렌즈선택 신호에 대응하는 해당 렌즈가 측정 시료와 마주하도록 렌즈 회전판(140)을 회전하면서 렌즈의 위치를 제어할 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

111: 제1 렌즈
112: 제2 렌즈
119: 제N 렌즈
121: 제1 렌즈 식별기
122: 제2 렌즈 식별기
129: 제N 렌즈 식별기
130: 본체
140: 렌즈 회전판
150: 렌즈 식별신호 발생기
160: 모터
170: 렌즈위치 제어부

Claims (5)

1. 제1 렌즈 내지 제N 렌즈;
   회전하는 원형의 판 형상이고, 상기 제1 렌즈 내지 상기 제N 렌즈가 원형으로 배열되어 장착되는 렌즈 회전판;
   상기 렌즈 회전판과 회전축을 통해 연결되고, 상기 회전축을 통해 상기 렌즈 회전판을 회전시키는 모터;
   외부로부터 입력되는 렌즈선택 신호에 따라 상기 제1 렌즈 내지 상기 제N 렌즈 중 상기 렌즈선택 신호에 대응하는 렌즈가 측정 시료와 마주하도록 상기 모터를 통해 상기 렌즈 회전판의 회전을 제어하는 렌즈위치 제어부;
   상기 모터 및 상기 렌즈위치 제어부가 내장되고, 외면에는 상기 렌즈 회전판이 부착되는 본체;
   상기 제1 렌즈 내지 상기 제N 렌즈마다 부착되는 서로 다른 개수의 바(bar)를 각각 포함하고, 상기 각각의 바는 상기 렌즈 회전판을 관통하여 상기 본체의 외면과 접촉되도록 설치되며, 상기 각각의 바는 상기 각 렌즈를 기준으로 상기 본체 외면에 대하여 탄성운동하도록 형성되는 제1 렌즈 식별기 내지 제N 렌즈 식별기; 및
   상기 렌즈 회전판이 부착되는 상기 본체 외면 영역 중에서 상기 각 렌즈 식별기가 포함하는 상기 각각의 바와 접촉되는 바 회전 영역 일부에 홈 형상으로 형성되고, 상기 렌즈 회전판의 회전에 따라 회전하는 상기 제1 렌즈 식별기의 바 내지 상기 제N 렌즈 식별기의 바가 상기 홈에 삽입되는 경우, 상기 삽입된 각 렌즈 식별기 바의 개수에 대응하는 렌즈 식별신호를 발생하는 렌즈 식별신호 발생기
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티렌즈 자동교체 방식의 이미지 센서장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 렌즈 내지 상기 제N 렌즈는 배율, 초점거리, 조리개값, 밝기 중 어느 하나 이상이 각각 서로 다른 값을 갖는 것을 특징으로 하는 멀티렌즈 자동교체 방식의 이미지 센서장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 이미지 센서장치가 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈에는 1개의 바를 포함하는 제1 렌즈 식별기가 부착되며, 상기 제2 렌즈에는 2개의 바를 포함하는 제2 렌즈 식별기가 부착되고, 상기 제3 렌즈에는 3개의 바를 포함하는 제3 렌즈 식별기가 부착되는 경우, 상기 렌즈 식별신호 발생기의 상기 홈에는 3개의 접촉 스위치가 형성되고, 상기 제2 렌즈 식별기의 2개의 바가 상기 홈에 삽입되는 경우 상기 2개의 바의 삽입에 따른 압력으로 인해 상기 3개의 접촉 스위치 중 2개의 접촉 스위치가 온(ON)되는 제2 렌즈 식별신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 멀티렌즈 자동교체 방식의 이미지 센서장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 렌즈위치 제어부는,
   상기 각 렌즈에 대한 렌즈 식별자, 상기 각 렌즈 식별자에 대응하는 렌즈 특성정보, 상기 각 렌즈 식별자에 대응하는 렌즈 식별기 바 개수정보, 상기 각 렌즈 식별자에 대응하는 렌즈 식별신호 정보가 서로 대응하여 기록된 렌즈정보 테이블을 유지하고,
   상기 모터를 통해 상기 렌즈 회전판을 회전시키면서 상기 렌즈 식별신호 발생기로부터 입력되는 렌즈 식별신호를 통해 측정 시료와 현재 마주하고 있는 렌즈를 식별하는 것을 특징으로 하는 멀티렌즈 자동교체 방식의 이미지 센서장치.

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