KR101964806B1

KR101964806B1 - 비전 검사용 이미지 획득장치 및 획득방법

Info

Publication number: KR101964806B1
Application number: KR1020170076858A
Authority: KR
Inventors: 이동호; 이광; 김의석
Original assignee: 라온피플 주식회사
Priority date: 2017-06-16
Filing date: 2017-06-16
Publication date: 2019-04-02
Also published as: KR20180137326A

Abstract

비전 검사를 위하여 검사대상물의 표면 이미지를 획득하는 비전 검사용 이미지 획득장치 및 획득방법을 제시하며, 검사대상물을 촬영하는 카메라부; 검사대상물을 향해 빛을 조사하는 조명부; 상기 카메라 및 상기 조명부의 전방에 설치되어 상기 조명부에서 발광되는 빛 및 상기 카메라로 수광되는 빛을 필터링하면서 검사대상물의 반사광을 제거하거나 검사대상물의 반사광을 제거하지 않은 상태로 투과시켜 상기 카메라부로 제공하는 필터링부; 및 상기 카메라부, 상기 조명부 및 상기 필터링부의 작동을 제어하고, 상기 카메라부에 의해 촬영된 영상을 기반으로 검사대상물의 표면 이미지를 생성하는 이미지 제어부를 포함한다.

Description

비전 검사용 이미지 획득장치 및 획득방법{IMAGE ACQUISITION APPARATUS AND METHOD FOR VISION TEST}

본 명세서에서 개시되는 실시예들은 이미지 획득장치 및 이미지 획득방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비전 검사를 위하여 검사대상물의 표면을 촬영하여 표면 이미지를 획득하는데 있어 검사대상물의 반사광을 선택적으로 제거할 수 있는 비전 검사용 이미지 획득장치 및 획득방법에 관한 것이다.

최근 들어, 산업 분야 전반에 걸쳐 산업 자동화가 가속화 되고 있다. 그에 따라 대량으로 생산되는 제품들이 출하되기 이전에 수행되는 정밀검사 과정을 자동화 하기 위한 다양한 기술들이 도입되고 있다.

이와 같은 정밀검사 중 하나인 비전검사는 사람이 육안으로 판단하던 기존방식을 대신하여 카메라에 의해 촬영되는 이미지를 통해서 예컨대, 제품의 라벨링 상태나 포장지의 인쇄상태, 바코드의 인쇄상태 등을 검사하는 것이다.

구체적으로, 비전검사는 검사대상물의 표면을 촬영하여 표면 이미지를 획득하고, 획득된 표면 이미지를 기준 이미지와 비교하여 검사대상물의 불량 유무를 검사하는 방식으로 수행된다.

따라서, 검사대상물을 기준 이미지와 비교하기 위하여 정확한 표면 이미지가 획득 되어야만 검사의 정확성을 향상시킬 수 있다.

그런데, 기존의 비전검사에서는 검사대상물의 표면 촬영시 조명의 반사광이 카메라에 함께 촬영되므로 양질의 표면 이미지를 획득할 수 없는 한계점이 있다.

예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이 검사대상물이 식품의 포장지일 경우, 조명광에 의한 반사광이 발생하므로 검사대상물의 정확한 상태를 확인할 수 없는 한계점이 있다.

여기서, 반사광은 알려진 바와 같이 조명의 정반사에 의해 발생하게 된다. 구체적으로, 정반사(Specular Refraction)는 거울면과 같이 매끄러운 표면에 광선이 입사할 때 발생하는 것으로, 반사 광선을 입사각과 같은 각도로 반사하면서 조명의 상(허상)을 발생시킨다. 이와 같은 반사광을 통상적으로 하이라이트라고도 표현하고 있다.

한편, 난반사(Diffuse Refraction)는 고르지 않은 표면에 빛이 입사할 때 발생하는 것으로, 빛이 닿은 각각의 입사점에서 서로 다른 방향으로 진행하게 되어 반사광이 발생하지 않는다.

따라서, 최근에는 비전검사를 수행함에 있어서, 검사대상물의 반사광이 제거된 표면이미지를 촬영할 수 있는 기술들이 개발되고 있다.

관련하여, 선행기술 문헌인 대한민국 등록특허 제10-012634호에는 측정대상물에 광을 투과시키고 반사시키는 2개의 공정을 통해 각각 회득되는 영상을 조합하여 외관불량을 검사하는 것을 개선하여 단일의 영상획득부와, 상기 영상획득부와 동일 수직선상에 상호 상반되는 방향으로 서로 다른 광을 조사하는 조명부를 각각 배치시켜, 1개의 공정으로 2개의 영상을 획득하여 측정대상물의 외관을 검사할 수 있도록 한 듀얼 조명 비전검사 장치가 제시되어 있다.

그런데, 상기와 같은 선행기술문헌은 조명부에 의한 반사광이 영상획득부에 촬영되어 양질의 이미지를 획득할 수 없는 한계점이 있다.

한편, 다른 선행기술로서 편광필터를 이용하여 반사광을 제거하는 기술들이 개발되었으나 수광부와 발광부에 서로 직교하는 편광방향을 갖는 두 개의 선편광필터를 이용함으로써 휴대폰 액정과 같이 자체의 편광을 사용하는 디스플레이를 인식하지 못하는 문제점이 있다.

도 2를 참조하면, 예컨대 휴대폰 액정과 같이 자체의 편광을 사용하는 디스플레이는 선편광된 빛을 출력하므로 카메라의 선편광필터가 액정의 편광된 빛을 차단하여 인식불가한 현상이 나타나게 된다.

또한, 기존의 비전검사에서는 검사대상물의 컬러나 패턴이 배경의 컬러나 패턴과 유사할 경우에는 카메라가 검사대상물을 인식하지 못하는 문제점도 있다.

따라서 상술된 문제점을 해결하기 위한 기술이 필요하게 되었다.

한편, 전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

본 명세서에서 개시되는 실시예들은, 검사대상물의 표면을 촬영함에 있어 조명광에 의해 발생하는 반사광의 선택적인 제거가 가능한 비전 검사용 이미지 획득장치 및 방법을 제시하는 데 목적이 있다.

구체적으로, 본 발명의 실시예들은 조명광에 의한 반사광을 제거할 수 있는 부재를 선택적으로 활성화시키거나 비활성화시킴으로써 반사광이 제거된 양질의 표면이미지는 물론, 반사광이 제거되지 않은 이미지도 제공할 수 있는 비전 검사용 이미지 획득장치 및 방법을 제시하는 데 목적이 있다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 비전 검사용 이미지 획득장치의 일 실시예에 따르면, 비전 검사를 위하여 검사대상물의 표면 이미지를 획득하는 비전 검사용 이미지 획득장치에 있어서, 검사대상물을 촬영하는 카메라부; 검사대상물을 향해 빛을 조사하는 조명부; 상기 카메라 및 상기 조명부의 전방에 설치되어 상기 조명부에서 발광되는 빛 및 상기 카메라로 수광되는 빛을 필터링하면서 검사대상물의 반사광을 제거하거나 검사대상물의 반사광을 제거하지 않은 상태로 투과시켜 상기 카메라부로 제공하는 필터링부; 및 상기 카메라부, 상기 조명부 및 상기 필터링부의 작동을 제어하고, 상기 카메라부에 의해 촬영된 영상을 기반으로 검사대상물의 표면 이미지를 생성하는 이미지 제어부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 양상인 비전 검사용 이미지 획득방법의 일 실시예에 따르면, 검사대상물을 향해 조명을 발광하여 카메라로 수광시키는 발광단계; 상기 카메라로 수광되는 빛에서 반사광을 제거하여 반사광이 제거된 이미지를 획득하는 반사광제거단계; 및 상기 반사광제거단계와 선택적으로 수행되고, 상기 카메라로 수광되는 빛에서 반사광을 활성화시켜서 반사광이 제거되지 않은 이미지를 획득하는 반사광활성단계를 포함하여 수행될 수 있다.

전술한 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 조명부에서 검사대상물로 발광되는 빛과 검사대상물에서 카메라부로 수광되는 빛이 편광부재에 의해 편광됨으로써 조명부에 의한 반사광이 제거된 양질의 표면이미지를 얻을 수 있으며, 이에 따라 비전 검사의 정확성을 향상시킬 수 있는 비전 검사용 이미지 획득장치 및 방법을 제시할 수 있다.

또한, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 편광부재의 선택적인 활성화가 가능함으로써 반사광이 제거된 이미지와 반사광이 제거되지 않은 이미지를 모두 이용하여 반사체를 검출하거나 배경이나 패턴이 유사한 검사대상물을 검출할 수 있는 비전 검사용 이미지 획득장치 및 방법을 제시할 수 있다.

개시되는 실시예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 개시되는 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래기술에 의한 것으로 반사광이 제거되지 않은 검사대상물의 표면이미지를 예시하는 도면이다.
도 2는 종래기술의 선편광필터를 통해 투시된 액정을 나타내는 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 비전 검사용 이미지 획득장치를 나타내는 전체 구성도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 비전 검사용 이미지 획득장치를 나타내는 분해사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 이미지 획득장치를 저면에서 바라본 상태를 나타내는 분해사시도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 비전 검사용 이미지 획득장치를 나타내는 블록도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 비전 검사용 이미지 획득장치의 반사체 검출부를 나타내는 블록도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 비전 검사용 이미지 획득방법을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 도 8에 도시된 반사광제거단계를 나타내는 흐름도이다.
도 10은 도 8에 도시된 반사광활성단계를 나타내는 흐름도이다.
도 11은 일 실시예에 의한 반사체 검출단계를 나타내는 흐름도이다.
도 12는 본 발명에 의해 반사광이 제거된 검사대상물의 표면이미지를 예시하는 도면이다.
도 13은 본 발명에 의해 반사광이 제거되지 않은 검사대상물의 표면이미지를 예시하는 도면이다.
도 14은 본 발명의 일 실시예에 의한 반사체 검출과정을 예시하는 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 아래에서 설명되는 실시예들은 여러 가지 상이한 형태로 변형되어 실시될 수도 있다. 실시예들의 특징을 보다 명확히 설명하기 위하여, 이하의 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려져 있는 사항들에 관해서 자세한 설명은 생략하였다. 그리고, 도면에서 실시예들의 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 구성이 다른 구성과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐 아니라, '그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성이 어떤 구성을 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 그 외 다른 구성을 제외하는 것이 아니라 다른 구성들을 더 포함할 수도 있음을 의미한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 비전 검사용 이미지 획득장치는 도 3내지 도 5에 도시된 바와 같이 광학계 하우징(100), 카메라부(200), 조명부(300), 필터링부(400) 및 이미지 제어부(500)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 광학계 하우징(100)은 본 발명의 몸체를 이루는 구성요소로, 비전 검사를 위한 시스템 상에 설치될 수 있으며, 예컨대 식음료와 같은 제품의 생산라인 상에 설치되는 검사로봇에 설치될 수 있다.

이러한 광학계 하우징(100)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 내부에 수용공간을 갖는 함체형으로 형성되어 후술되는 구성요소들의 수용공간을 이룬다. 여기서, 광학계 하우징(100)은 사각을 이루는 함체형으로 도시되었으나 이와 달리 원통형이나 다각통형과 같이 다양한 형태로 제작될 수 있다.

한편, 광학계 하우징(100)은 도 4에 도시된 바와 같이 수용공간이 보호창(150)에 의해 차폐될 수 있다. 보호창(150)은 투명판으로 구성되어 광학계 하우징(100)에 결합되면서 수용공간을 빛의 투과가 가능하게 차폐한다.

또한, 광학계 하우징(100)은 도 4에 도시된 바와 같이 틀형상을 이루는 커버틀(160)이 상단부에 결합되면서 구성품들을 수용공간에 수용한 상태로 고정할 수 있다.

상기 카메라부(200)는 검사대상물을 촬영하여 촬영된 영상을 후술되는 이미지 제어부(500)로 제공하는 구성요소로, 도 4에 도시된 바와 같이 카메라브래킷(210) 및 카메라(220)를 포함하여 구성될 수 있다.

카메라브래킷(210)은 카메라(220)의 설치부위를 제공하는 것으로, 광학계 하우징(100)에 고정된다.

여기서, 카메라브래킷(210)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 광학계 하우징(100)의 수용공간을 가로지르는 형태로 고정될 수 있다. 즉, 카메라브래킷(210)은 광학계 하우징(100)의 수용공간을 양분하는 형태로 고정될 수 있다.

카메라(220)는 도 4에 도시된 바와 같이 카메라브래킷(210) 상에 설치되어 전방을 촬영하며, 도 5에 도시된 바와 같이 이미지 제어부(500)에 연결되어 전원을 공급받으면서 촬영된 영상을 이미지 제어부(500)로 전송한다.

상기 조명부(300)는 표면 이미지 촬영을 위한 조명광을 발광하는 것으로, 광학계 하우징(100)의 수용공간에 설치되어 카메라부(200)의 전방으로 조명을 발광하면서 검사대상물을 향해 빛을 조사한다.

이러한 조명부(300)는 도 4에 도시된 바와 같이 복수의 LED소자가 실장된 기판으로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 카메라부(200)의 후방에 배치될 수 있다.

여기서, 조명부(300)는 도 5에 도시된 바와 같이 복수로 분할 구성되면서 전술한 카메라브래킷(210)의 후방 양측에 배치될 수 있다. 즉, 조명부(300)는 카메라브래킷(210)의 후방에 배치됨에 따라 카메라브래킷(210)에 의한 간섭이 발생하므로 카메라브래킷(210)의 양측에 분할된 상태로 배치되는 것이 바람직하다.

상기 필터링부(400)는 보호창(150)의 전방에 설치되어 투과되는 빛을 필터링하면서 검사대상물의 반사광을 선택적으로 제거할 수 있도록 하는 구성요소이다. 즉, 필터링부(400)는 조명부(300)에서 검사대상물을 향해 발광되는 빛을 필터링하고 검사대상물에서 카메라부(200)로 수광되는 빛을 필터링하면서 검사대상물의 반사광을 필요에 따라 제거한다.

이러한 필터링부(400)는 도 4에 도시된 바와 같이 편광부재(410) 및 고분자 분산형 액정판(420)을 포함하여 구성될 수 있다.

편광부재(410)는 투과되는 빛을 편광시켜 투과시킴으로써 빛의 정반사를 차단하여 반사광을 제거하는 구성요소이다.

예컨대, 편광부재(410)는 투과되는 빛을 원편광시키면서 정반사에 의한 반사광을 제거할 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이 선편광필름(411)과 위상지연필름(412)이 하나로 합쳐져 구성될 수 있다.

구체적으로, 편광부재(410)는 조명부(300)에서 검사대상물을 향해 발광하는 빛을 1차로 원편광시키고, 검사대상물에서 반사되어 카메라부(200)로 수광되는 빛을 2차로 원편광시킨다.

이때, 조명부(300)에서 조사된 빛은 선평광필름(411)을 지나면서 수평 방향으로 선편광된 후 위상지연필름(412)을 지나면서 원편광된 상태로 검사대상물에 반사되며, 반사된 빛은 위상지연필름(412)을 다시 지나면서 다시 원편광된 후 선편광필름(411)을 다시 지나면서 수직방향으로 선편광되어 카메라부(200)로 수광된다.

이에 따라, 카메라부(200)로 수광되는 빛은 편광부재(410)를 왕복하여 투과되는 과정에서 수평 및 수직방향의 편광이 필터링됨으로써 조명부(300)에 의해 정반사되는 반사광이 차단된 상태로 수광될 수 있다.

한편, 편광부재(410)는 복수의 선편광필름으로 구성되어 빛을 반복적으로 선편광시키면서 반사광을 제거할 수도 있다.

고분자 분산형 액정판(420)은 전술한 편광부재(410)의 기능을 필용에 따라 활성화시키거나 비활성화시키는 구성요소이다.

이러한 고분자 분산형 액정판(420)은 통상적으로 PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal)이라 불리는 것으로, 이미지 제어부(500)에 의한 온오프에 따라 빛을 투과시키거나 산란시키는 부재이다.

즉, 고분자 분산형 액정판(420)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 편광부재(410)의 전방에 부착되어 이미지 제어부(500)의 전원제어에 의해 빛을 투과시키거나 산란시킨다.

좀 더 구체적으로, 고분자 분산형 액정판(420)은 이미지 제어부(500)에 의해 전원이 ON될 경우 빛을 투과시켜 편광부재(410)를 활성화시킴으로써 도 12에 도시된 바와 같이 검사대상물의 반사광을 제거하며, 전원이 OFF될 경우에는 빛을 산란시켜 편광부재(410)의 기능을 무력화시킴으로써 도 13에 도시된 바와 같이 검사대상물의 반사광이 제거되지 않은 상태로 카메라부(200)로 수광되도록 한다.

여기서, 고분자 분산형 액정판(420)은 도 4에 도시된 바와 같이 조명부(300)에만 대면하도록 복수로 분할되어 편광부재(410)의 표면에 부착될 수 있다.

즉, 고분자 분산형 액정판(420)은 조명부(300)에서 발광되는 빛의 산란이나 투과 만을 제어할 수 있으며, 카메라부(200)로 수광되는 빛의 투과는 항상 허용할 수 있다.

여기서, 편광부재(410)는 조명부(300)에서 발광되는 빛을 1차로 원편광시킨 후, 검사대상물에서 반사되어 다시 카메라부(200)로 수광되는 빛을 2차로 원편광시킬 경우에만 반사광을 제거할 수 있으므로, 발광되는 빛이나 수광되는 빛 중 어느 하나를 원편광시키지 못할 경우에는 반사광을 제거할 수 없다.

따라서, 고분자 분산형 액정판(420)이 조명부(300)에서 발광되는 빛을 산란시킬 경우에는 편광부재(410)의 기능이 비활성화될 수 있다.

고분사 분산형 액정판(420)은 도시된 바와 달리 편광부재(410)의 전면에 걸쳐 부착되어 발광되는 빛과 수광되는 빛 모두를 투과시키거나 산란시킬 수도 있다.

상기 이미지 제어부(500)는 전술한 카메라부(200)와 조명부(300) 및 필터링부(400)의 작동을 제어하면서 검사대상물의 표면 이미지를 생성시키는 구성요소이다.

이미지 제어부(500)는 이미지 획득장치의 전체적인 동작을 제어하며, CPU 등과 같은 프로세서를 포함할 수 있다. 이미지 제어부(400)는 미도시된 입출력부를 통해 수신한 사용자 입력에 대응되는 동작을 수행하도록 이미지 획득장치에 포함된 다른 구성들을 제어할 수 있다.

예를 들어, 이미지 제어부(500)는 메모리에 저장된 프로그램을 실행시키거나, 메모리에 저장된 파일을 읽어오거나, 새로운 파일을 메모리에 저장할 수도 있다.

이러한 이미지 제어부(500)는 반사광이 제거된 표면 이미지를 생성할 경우, 고분자 분산형 액정판(420)을 ON시켜 편광부재(410)를 활성화시킴으로써 도 12에 도시된 바와 같이 반사광이 제거된 이미지를 생성하며, 반사광이 제거되지 않은 표면 이미지를 생성할 경우에는 고분자 분산형 액정판(420)을 OFF시켜 편광부재(410)의 기능을 비활성화시킴으로써 도 13에 도시된 바와 같이 반사광이 제거되지 않은 이미지를 생성한다.

여기서, 이미지 제어부(500)는 검사대상물의 표면 이미지를 생성하면서 카메라부(200)의 촬영조건(예를 들면, 카메라(220)의 노출값이나 감도, 조리개설정, 셔터스피드 등)을 서로 다르게 설정하면서 복수의 표면 이미지를 생성함으로써 양질의 이미지를 생성할 수도 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 의한 이미지 획득장치는 도 6에 도시된 바와 같이 반사체 검출부(600)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

반사체 검출부(600)는 예컨대, 스팽글(spangle)과 같은 반사체가 검사대상물의 표면에 포함되어 있거나, 배경의 컬러나 패턴과 유사한 검사대상물을 검출하기 위한 구성요소로, 도 7에 도시된 바와 같이 제1 저장부(610), 제2 저장부(620), 이미지 합성부(630) 및 반사체 추출부(640)를 포함하여 구성될 수 있다.

도 14는 반사체 추출부(640)에 의한 반사체(S)의 검출과정을 나타내는 것으로써, 반사체(S) 1개를 제외한 나머지는 스팽글들을 배열하여 평면 복사한 배경이다.

제1 저장부(610)는 이미지 제어부(500)의 제어를 통해 고분자 분산형 액정판(420)을 ON시켜 편광부재(410)를 활성화시킴으로써 도 14의 (a)에 도시된 바와 같이 반사광이 제거된 반사체(S)의 이미지를 생성하여 저장한다.

제2 저장부(620)는 이미지 제어부(500)의 제어를 통해 고분자 분산형 액정판(420)을 OFF시켜 편광부재(410)의 기능을 비활성화시킴으로써 도 14의 (b)에 도시된 바와 같이 반사광이 제거되지 않은 이미지를 생성하여 저장한다.

이미지 합성부(630)는 도 14의 (c)에 도시된 바와 같이 제1 저장부(610)이 이미지와 제2 저장부(620)이 이미지를 합성시켜 합성이미지를 획득한다. 이때, 이미지 합성부(630)는 두 이미지의 밝기 차이가 클수록 밝게 처리하는 것이 바람직하다.

반사체 추출부(640)는 도 14의 (d)에 도시된 바와 같이 이미지 합성부(630)의 합성이미지에서 배경을 분리함으로써 반사체(S)를 추출한다.

즉, 반사체 검출부(600)는 반사광이 제거된 이미지와 반사광이 제거되지 않은 이미지 모두를 이용함으로써 검사대상물에 포함된 반사체(S)를 용이하게 검출할 수 있으며, 검사대상물이 배경과 컬러 또는 색상이 유사할 경우에도 두 이미지를 이용하여 검사대상물을 검출할 수 있다.

상기와 같은 구성요소를 포함하는 일 실시예에 따른 이미지 획득장치에 의한 이미지 획득방법을 도 8을 참조하여 설명한다.

예컨대, 식품의 포장지에 인쇄된 라벨링 상태를 비전검사 할 경우, 광학계 하우징(100)은 포장이 완료된 식품이 순차적으로 이송되는 컨베이어 상에 설치되며, 조명부(300)는 이미지 제어부(500)에 의해 작동하면서 카메라부(200)의 후방에서 식품을 향해 조명을 조사한다(S100).

그리고, 작업자는 비전 검사의 목적에 따라 이미지 제어부(500)를 제어하여 반사광이 제거된 이미지 획득(S200)을 설정하거나, 반사광이 제거되지 않은 이미지 획득(S300)을 설정한다.

도 9를 참조하면, 반사광이 제거된 이미지를 획득(S200)할 경우, 편광부재(410)는 조명부(300)에서 검사대상물을 향해 발광하는 빛을 1차로 원편광시키고(S210), 검사대상물에서 반사되어 카메라부(200)로 수광되는 빛을 2차로 원편광시켜 반사광을 제거한다(S220).

이때, 이미지 제어부(500)는 고분자 분산형 액정판(420)을 ON시켜 편광부재(410)를 활성화시킴으로써 편광부재(410)에 의한 2번의 원편광을 가능하게 하며, 이에 따라, 도 12에 도시된 바와 같이 반사광이 제거된 표면 이미지를 획득하게 된다(S230).

한편, 도 10을 참조하면 반사광이 제거되지 않은 이미지를 획득(S300)할 경우, 이미지 제어부(500)는 1차 편광되는 빛이나 2차 편광되는 빛 중 적어도 하나를 산란시킴으로써 편광부재(410)의 기능을 비활성화시킨다.

이때, 이미지 제어부(500)는 고분자 분산형 액정판(420)의 OFF시켜서 1차편광(S310)이 이루어진 빛을 산란시킴으로써(S320) 편광부재(410)에 의한 2차편광(S330)만을 가능하게 하며, 이에 따라, 도 13에 도시된 바와 같이 반사광이 제거되지 않은 이미지를 획득한다(S340).

한편, 도 11을 참조하면, 이미지 제어부(500)는 검사대상물에 포함된 반사체(S)를 검출할 경우에는(S400), 전술한 S200단계를 통한 편광부재(410)의 활성화에 의해 반사광이 제거된 이미지와, 전술한 S300단계를 통한 편광부재(410)의 비활성화에 의해 반사광이 제거되지 않은 이미지를 합성한 후(S410), 합성된 이미지에서 배경을 분리하여 반사체(S)를 검출하게 된다(S420).

상기와 같이 도 8 내지 도 11을 참조로 설명된 실시예에 따른 이미지 획득방법은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어 및 데이터를 저장하는, 컴퓨터로 판독 가능한 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 이때, 명령어 및 데이터는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 소정의 프로그램 모듈을 생성하여 소정의 동작을 수행할 수 있다. 또한, 컴퓨터로 판독 가능한 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터로 판독 가능한 매체는 컴퓨터 기록 매체일 수 있는데, 컴퓨터 기록 매체는 컴퓨터 판독 가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함할 수 있다.예를 들어, 컴퓨터 기록 매체는 HDD 및 SSD 등과 같은 마그네틱 저장 매체, CD, DVD 및 블루레이 디스크 등과 같은 광학적 기록 매체, 또는 네트워크를 통해 접근 가능한 서버에 포함되는 메모리일 수 있다.

또한 도 8 내지 도 11을 참조로 설명된 실시예에 따른 이미지 획득방법은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램(또는 컴퓨터 프로그램 제품)으로 구현될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램은 프로세서에 의해 처리되는 프로그래밍 가능한 기계 명령어를 포함하고, 고레벨 프로그래밍 언어(High-level Programming Language), 객체 지향 프로그래밍 언어(Object-oriented Programming Language), 어셈블리 언어 또는 기계 언어 등으로 구현될 수 있다. 또한 컴퓨터 프로그램은 유형의 컴퓨터 판독가능 기록매체(예를 들어, 메모리, 하드디스크, 자기/광학 매체 또는 SSD(Solid-State Drive) 등)에 기록될 수 있다.

따라서 도 8 내지 도 11을 참조로 설명된 실시예에 따른 이미지 획득방법은 상술한 바와 같은 컴퓨터 프로그램이 컴퓨팅 장치에 의해 실행됨으로써 구현될 수 있다. 컴퓨팅 장치는 프로세서와, 메모리와, 저장 장치와, 메모리 및 고속 확장포트에 접속하고 있는 고속 인터페이스와, 저속 버스와 저장 장치에 접속하고 있는 저속 인터페이스 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 이러한 성분들 각각은 다양한 버스를 이용하여 서로 접속되어 있으며, 공통 머더보드에 탑재되거나 다른 적절한 방식으로 장착될 수 있다.

여기서 프로세서는 컴퓨팅 장치 내에서 명령어를 처리할 수 있는데, 이런 명령어로는, 예컨대 고속 인터페이스에 접속된 디스플레이처럼 외부 입력, 출력 장치상에 GUI(Graphic User Interface)를 제공하기 위한 그래픽 정보를 표시하기 위해 메모리나 저장 장치에 저장된 명령어를 들 수 있다. 다른 실시예로서, 다수의 프로세서 및(또는) 다수의 버스가 적절히 다수의 메모리 및 메모리 형태와 함께 이용될 수 있다. 또한 프로세서는 독립적인 다수의 아날로그 및(또는) 디지털 프로세서를 포함하는 칩들이 이루는 칩셋으로 구현될 수 있다.

또한 메모리는 컴퓨팅 장치 내에서 정보를 저장한다. 일례로, 메모리는 휘발성 메모리 유닛 또는 그들의 집합으로 구성될 수 있다. 다른 예로, 메모리는 비휘발성 메모리 유닛 또는 그들의 집합으로 구성될 수 있다. 또한 메모리는 예컨대, 자기 혹은 광 디스크와 같이 다른 형태의 컴퓨터 판독 가능한 매체일 수도 있다.

그리고 저장장치는 컴퓨팅 장치에게 대용량의 저장공간을 제공할 수 있다. 저장 장치는 컴퓨터 판독 가능한 매체이거나 이런 매체를 포함하는 구성일 수 있으며, 예를 들어 SAN(Storage Area Network) 내의 장치들이나 다른 구성도 포함할 수 있고, 플로피 디스크 장치, 하드 디스크 장치, 광 디스크 장치, 혹은 테이프 장치, 플래시 메모리, 그와 유사한 다른 반도체 메모리 장치 혹은 장치 어레이일 수 있다.

이상의 실시 예들에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field programmable gate array) 또는 ASIC 와 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램특허 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다.

구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로부터 분리될 수 있다.

뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU 들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.

상술된 실시예들은 예시를 위한 것이며, 상술된 실시예들이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 상술된 실시예들이 갖는 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술된 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 명세서를 통해 보호 받고자 하는 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 광학계 하우징
150 : 보호창
160 : 커버틀
200 : 카메라부
210 : 카메라브래킷
220 : 카메라
300 : 조명부
400 : 필터링부
410 : 편광부재
420 : 고분자 분산형 액정판
500 : 이미지 제어부
600 : 반사체 검출부
610 : 제1 저장부
620 : 제2 저장부
630 : 이미지 합성부
640 : 반사체 추출부

Claims

비전 검사를 위하여 검사대상물의 표면 이미지를 획득하는 비전 검사용 이미지 획득장치에 있어서,
검사대상물을 촬영하는 카메라부;
검사대상물을 향해 빛을 조사하는 조명부;
상기 조명부에서 발광되는 빛 및 상기 카메라로 수광되는 빛을 필터링하면서 검사대상물의 반사광을 제거하거나 검사대상물의 반사광을 제거하지 않은 상태로 투과시켜 상기 카메라부로 제공하는 필터링부; 및
상기 카메라부, 상기 조명부 및 상기 필터링부의 작동을 제어하고, 상기 카메라부에 의해 촬영된 영상을 기반으로 검사대상물의 표면 이미지를 생성하는 이미지 제어부를 포함하고,
상기 필터링부는,
상기 카메라부 및 상기 조명부의 전방에 배치되어 상기 조명부에서 조사되는 빛을 1차로 편광시켜 검사대상물을 향해 투과시키고, 검사대상물에서 반사되는 빛을 2차로 편광시켜 상기 카메라부로 수광시키면서 반사광을 제거하는 편광부재; 및
상기 편광부재의 전방에 배치된 상태로 상기 이미지 제어부에 의해 온오프되면서 빛을 투과시키거나 산란시키고, 빛을 투과시켜 상기 편광부재의 기능을 활성화시키거나 빛을 산란시켜 상기 편광부재의 기능을 비활성화시키는 고분자 분산형 액정판을 포함하며,
상기 카메라부는,
상기 조명부가 설치되는 수용공간을 양분하는 형태로 가로지르면서 고정되는 카메라브래킷; 및
상기 카메라브래킷에 고정되어 상기 이미지 제어부에 연결되는 카메라를 포함하고,
상기 조명부는,
복수의 LED소자가 실장된 기판으로 이루어져 상기 수용공간에 설치되면서 상기 카메라브래킷의 후방에 배치되고, 상기 카메라브래킷을 중심으로 분할되는 비전 검사용 이미지 획득장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 고분자 분산형 액정판은,
상기 조명부에 대응되는 상기 편광부재의 일부분에만 대면하도록 배치되어 상기 편광부재에 의해 1차로 편광된 빛을 산란시키거나 투과시키면서 상기 편광부재를 활성화 또는 비활성화시키며, 상기 카메라부에 대응되는 상기 편광부재의 나머지부분에는 대면하지 않도록 배치되는 비전 검사용 이미지 획득장치.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 이미지 제어부는,
상기 검사대상물의 표면 이미지를 생성하면서 상기 카메라부의 촬영조건을 서로 다르게 하여 복수의 표면 이미지를 생성하는 비전 검사용 이미지 획득장치.
제1항에 있어서,
상기 이미지 제어부에서 생성되는 검사대상물의 표면 이미지를 기반으로 검사대상물에 포함된 반사체를 검출하는 반사체 검출부를 더 포함하는 비전 검사용 이미지 획득장치.
제7항에 있어서.
상기 반사체 검출부는,
상기 카메라부 및 상기 필터링부를 제어하면서 검사대상물의 반사광이 제거된 이미지를 생성하여 저장하는 제1 저장부;
상기 카메라부 및 상기 필터링부를 제어하면서 검사대상물의 반사광이 제거되지 않은 이미지를 생성하여 저장하는 제2 저장부; 및
상기 제1 저장부의 이미지와 상기 제2 저장부의 이미지를 합성하는 이미지 합성부를 포함하며,
상기 이미지 합성부에서 합성된 이미지에서 배경을 분리하여 반사체의 이미지를 추출하는 비전 검사용 이미지 획득장치.
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