KR102323583B1 - 라인스캔 검사장치 - Google Patents

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KR102323583B1
KR102323583B1 KR1020200058593A KR20200058593A KR102323583B1 KR 102323583 B1 KR102323583 B1 KR 102323583B1 KR 1020200058593 A KR1020200058593 A KR 1020200058593A KR 20200058593 A KR20200058593 A KR 20200058593A KR 102323583 B1 KR102323583 B1 KR 102323583B1
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조용범
김찬웅
김동선
강병수
신두식
김성용
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(주)미래컴퍼니
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Abstract

본 발명은 검사대상체를 제1 방향으로 이동시키는 선형이송부와, 상기 선형이송부와 마주보도록 배치되고, 제2 방향으로 배열된 센서들을 구비하여 상기 검사대상체의 이미지를 촬영하는 라인스캔 카메라와, 상기 라인스캔 카메라와 이격되어 배치되고, 상기 검사대상체에 광을 조사하는 조명을 포함하고, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 대해서 기 설정된 각도로 기울어진, 라인스캔 검사장치를 개시한다.

Description

라인스캔 검사장치{Line scan inspection device}
본 발명은 라인스캔 검사 장치에 관한 것이며, 구체적으로 라인스캔 카메라를 이용한 검사장치에 관한 것이다.
라인스캔카메라는 일반적으로 라인(Line) 단위로 피사체의 영상을 스캔(Scan)하여 이차원 이미지를 가진 영상을 획득하는 장치이다. 이러한 라인스캔카메라는 고해상도 검사용 카메라로 사용될 수 있으며, 복사기나 스캐너에도 사용될 수 있다. 라인스캔카메라는 조명부에서 발생된 조명이 피사체에 조사된 상태에서 라인스캔카메라가 피사체를 촬영하여 영상을 획득한다.
라인스캔 검사장치는 시료의 결의 방향이 시료의 이동 방향과 평행하도록 배치하거나, 시료의 이동 방향과 수직하도록 배치하여 시료를 촬영할 수 있다. 이때 시료의 결의 배치 방향에 따라, 시료의 촬영된 이미지가 극명한 차이가 생길 수 있다. 이러한 경우, 시료의 결함의 형성 모양 및 크기를 정확하게 파악할 수 없어, 검사의 신뢰성이 떨어질 수 있는 문제가 발생할 수 있다
본 발명의 목적은 검사 시간 단축 및 검사 신뢰도를 향상시킬 수 있는 라인스캔 검사장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 라인스캔 검사장치는 검사대상체를 제1 방향으로 이동시키는 선형이송부와, 상기 선형이송부와 마주보도록 배치되고, 제2 방향으로 배열된 센서들을 구비하여 상기 검사대상체의 이미지를 촬영하는 라인스캔 카메라를 포함하고, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 대해서 기 설정된 각도로 기울어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 대해서 30° 내지 60°의 각도로 기울어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 기 설정된 각도는 상기 검사대상체의 결 방향에 따라 변할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 라인스캔 카메라에서 촬영된 이미지를 기초로 상기 검사대상체의 결함을 판별하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 기 설정된 각도에 기초하여 상기 라인스캔 카메라에서 촬영된 이미지를 보정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 라인스캔 카메라와 이격되어 배치되고, 상기 검사대상체에 광을 조사하는 조명을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 조명과 이격되어 배치되고, 상기 조명으로부터 방출된 광의 진행 방향을 변경시키는 광안내부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 라인스캔 검사장치는 검사대상체가 배치되는 테이블과, 상기 테이블과 마주보도록 배치되되 제1 방향을 따라 이동가능하도록 배치되며, 제2 방향으로 배열된 센서들을 구비하여 상기 검사대상체의 이미지를 촬영하는 라인스캔 카메라를 포함하고, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 대해서 기 설정된 각도로 기울어질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 대해서 30° 내지 60°의 각도로 기울어질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 기 설정된 각도는 상기 검사대상체의 결 방향에 따라 변할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 라인스캔 카메라에서 촬영된 이미지를 기초로 상기 검사대상체의 결함을 판별하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 기 설정된 각도에 기초하여 상기 라인스캔 카메라에서 촬영된 이미지를 보정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 라인스캔 카메라와 이격되어 배치되고, 상기 검사대상체에 광을 조사하는 조명을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 조명과 이격되어 배치되고, 상기 조명으로부터 방출된 광의 진행 방향을 변경시키는 광안내부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 라인스캔 검사장치는 검사대상체의 결 방향에 대해 사선 방향으로 촬영함으로써 결이 있는 검사대상체의 결함 검사의 정확성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들에 따른 라인스캔 검사장치는 사선 방향으로 단 한번의 촬영을 통해 검사대상체의 결함 여부를 판별함으로써 검사 시간을 단축시킬 수 있다.
도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 라인스캔 검사장치를 도시한 사시도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명을 포함하는 라인스캔 검사장치를 도시한 측면도이다.
도 3는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명을 포함하는 라인스캔 검사장치를 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부를 포함하는 라인스캔 검사장치를 도시한 사시도이다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 라인스캔 카메라에 의해 촬영된 이미지를 보정하는 방법을 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 라인스캔 카메라에 의해 촬영된 이미지의 보정 전/후를 도시한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 라인스캔 검사장치를 도시한 사시도이다.
도 8는 도 7의 라인스캔 검사장치를 도시한 측면도이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 라인스캔 검사장치를 이용하여 검사대상체의 결함을 판별하는 순서를 도시한 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 각 도면에서, 구성요소는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
각 구성요소의 설명에 있어서, 상(on)에 또는 하(under)에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(on)과 하(under)는 직접 또는 다른 구성요소를 개재하여 형성되는 것을 모두 포함하며, 상(on) 및 하(under)에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
라인스캔 카메라(100)는 검사대상체(B)를 라인 단위로 스캔하여 검사대상체(B)의 결함을 검사할 수 있다. 이때 검사대상체(B)는 그 제조과정에서 압출 등에 의해 검사대상체(B)의 표면 상에 결이 형성될 수 있다. 검사대상체(B)의 결은 일정한 방향을 갖는 직선형의 결이거나, 비선형의 결일 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해, 검사대상체(B)가 직선형 결을 갖는 실시예를 중심으로 설명하기로 한다.
도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 라인스캔 검사장치를 도시한 사시도이다. 도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명을 포함하는 라인스캔 검사장치를 도시한 측면도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명을 포함하는 라인스캔 검사장치를 도시한 측면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 라인스캔 검사장치(200)는 라인스캔 카메라(210)와, 선형이송부(220)를 포함할 수 있다. 또한, 라인스캔 검사장치(200)는 조명(230) 및 광안내부(240)를 더 포함할 수 있다.
선형이송부(220)는 검사대상체(B)를 지지할 수 있다. 이러한 경우, 검사대상체(B)는 선형이송부(220) 상에 배치될 수 있다. 검사대상체(B)는 선형이송부(220) 상의 임의의 위치에 배치될 수 있으며, 일 예로서 검사대상체(B)는, 선형이송부(220)의 길이 방향과 평행하고 선형이송부(220)의 중심을 지나는 임의의 선(C1)이 검사대상체(B)의 중심을 지나도록 배치될 수 있다.
선형이송부(220)는 선형 운동하여 검사대상체(B)를 이동시킬 수 있다. 이러한 경우 선형이송부(220)는 검사대상체(B)를 제1 방향(예를 들어, 도 1의 A1방향)으로 이동시킬 수 있다. 이때 제1 방향은 선형이송부(220)의 길이 방향과 평행할 수 있다.
선형이송부(220)는 지지부(221)와 구동부(222)를 포함할 수 있다. 지지부(221)에는 검사대상체(B)가 배치될 수 있으며, 구동부(222)는 지지부(221)를 선형운동시키기 위한 구동력을 발생시킬 수 있다. 구동부(222)는 지지부(221)와 연결되어, 구동부(222)에서 발생된 구동력을 지지부(221)로 전달할 수 있다. 이러한 경우 구동부(222)는 지지부(221)를 제1 방향으로 이동시킬 수 있다. 일 예로서, 선형이송부(220)는 컨베이어벨트일 수 있다.
라인스캔 카메라(210)는 검사대상체(B)를 촬영하여 검사대상체(B)의 이미지를 획득할 수 있다. 일 실시예로서, 라인스캔 카메라(210)는 라인스캔 카메라(210)가 정지된 상태에서, 이동하는 검사대상체(B)의 이미지를 획득할 수 있다.
라인스캔 카메라(210)는 선형이송부(220)와 마주보도록 배치될 수 있다. 이때 라인스캔 카메라(210)는 선형이송부(220)와 이격되도록 선형이송부(220)의 상부에 배치될 수 있다. 일 예로, 라인스캔 카메라(210)는 라인스캔 검사장치(200)가 배치된 검사실의 천장 또는 별도의 지지구조물에 배치될 수 있다. 이때 라인스캔 카메라(210)의 위치는 고정될 수 있다.
라인스캔 카메라(210)는 센서(211)를 포함할 수 있으며, 센서(211)는 검사대상체(B)의 이미지를 획득할 수 있다. 센서(211)는 라인(line) 단위로 피사체의 이미지를 스캔하는 라인센서일 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 센서(211)는 피사체의 이미지를 획득할 수 있는 다양한 센서일 수 있다.
센서(211)는 라인스캔 카메라(210)의 내부에 배치될 수 있다. 센서(211)는 제2 방향으로 배열될 수 있다. 일 실시예로서, 제2 방향은 제1 방향(예를 들어, 검사대상체(B)의 이동 방향 또는 검사대상체(B)의 결 방향)에 대하여 기 설정된 각도(θ)로 기울어질 수 있다. 이때 기 설정된 각도(θ)는 검사대상체의 결 방향에 대응하여 설정될 수 있다.
결을 갖는 검사대상체(B)를 촬영한 이미지는 기 설정된 각도(θ)에 따라 회색도(gray level)가 달라질 수 있다. 이때, 촬영된 이미지의 회색도가 너무 높은 경우, 검사대상체(B)의 결함부의 명암도는 그 주변부의 명암도와 비슷해져 결함부와 그 주변부의 구분이 모호해질 수 있고, 이로 인해 결함부의 모양 및 크기 등을 파악하기 힘들 수 있다. 반대로 촬영된 이미지의 회색도가 너무 낮은 경우, 검사대상체(B) 상의 결함부는 너무 어둡게 촬영되고 결합 주변부는 너무 밝게 촬영됨으로써 빛 번짐이 발생할 수 있다. 이로 인해, 결함부와 그 주변부의 경계가 불명확해져 결함부의 모양 및 크기 등을 파악하기 힘들 수 있다.
일 실시예로서, 기 설정된 각도(θ)가 0°(예를 들어, 제2 방향이 검사대상체(B)의 결 방향과 평행한 경우)라면, 라인스캔 카메라(210)로부터 조사된 레이저가 검사대상체(B)의 결을 따라 길게 반사되어 촬영된 이미지의 회색도가 지나치게 낮아질 수 있다. 이때 촬영된 이미지의 회색도는 다른 각도에서 촬영된 이미지들의 회색도보다 작은 최소값을 가질 수 있다.
다른 실시예로서, 기 설정된 각도(θ)가 90°(예를 들어, 제2 방향이 검사대상체(B)의 결 방향에 수직한 경우)라면, 라인스캔 카메라(210)로부터 조사된 레이저가 검사대상체(B)의 결에 의해 수직 방향으로 길게 반사되어 촬영된 이미지의 회색도가 지나치게 높아질 수 있다. 이때 촬영된 이미지의 회색도는 다른 각도에서 촬영된 이미지들의 회색도보다 큰 최대값을 가질 수 있다. 따라서, 검사대상체(B)의 결함을 보다 정밀히 검사하기 위해서는, 촬영된 이미지의 회색도를 적정한 범위 내의 값으로 조절하는 것이 중요할 수 있다.
촬영된 이미지의 회색도는 기 설정된 각도(θ)에 비례 또는 반비례할 수 있다. 일 실시예로서, 제2 방향의 초기값이 검사대상체(B)의 결 방향과 평행한 경우, 기 설정된 각도(θ)가 증가함에 따라 촬영된 이미지의 회색도가 증가할 수 있다. 다른 실시예로서, 제2 방향의 초기값이 검사대상체(B)의 결 방향에 수직한 경우, 기 설정된 각도(θ)가 증가함에 따라 촬영된 이미지의 회색도가 감소할 수 있다.
라인스캔 검사장치(200)는 라인스캔 카메라(210)의 제2 방향(A2)을 제1 방향(A1)에 대해서 0° 내지 180°범위로 설정할 수 있다. 일 실시예로서, 촬영된 이미지의 회색도가 너무 크거나 낮아지지 않도록 라인스캔 카메라(210)의 제2 방향(A2)을 제1 방향(A1)에 대해서 30° 내지 60°범위로 설정함으로써, 검사대상체(B)의 결함을 정확하게 파악할 수 있다. 이때 라인스캔 검사장치(200)는 회색도가 최대값과 최소값의 중간 범위 내의 값이 되도록 하는 30° 내지 60°범위에서의 기 설정된 각도(θ)로 촬영하는 경우에 검사대상체(B)의 결함을 파악하기에 적합한 이미지를 획득할 수 있다. 일 예로서, 기 설정된 각도(θ)가 45°일 때, 검사대상체(B)의 결함을 가장 명확히 파악할 수 있는 이미지를 획득할 수 있다.
조명(230)은 검사대상체(B)에 광을 조사할 수 있다. 이러한 경우, 조명(230)은 광이 방출되는 제1 방출면(231)을 포함하고, 이때 제1 방출면(231)으로부터 방출된 광은 방출 방향을 따라 나아갈 수 있다. 조명(230)에 의해 방출된 광이 검사대상체(B)로 조사될 수 있고, 이에 의해 라인스캔 검사장치(10)는 고해상도의 선명한 이미지를 고속으로 촬영할 수 있다. 조명(230)은 원기둥, 다각기둥 등 다양한 형상일 수 있으나, 이하에서는 설명의 편의를 위해 조명(230)이 사각기둥 형상을 갖는 라인 조명인 실시예를 중심으로 설명하기로 한다.
조명(230)은 라인스캔 카메라(210)와 이격되어 배치될 수 있다. 일 실시예로서, 조명(230)은 라인스캔 카메라(210)와 선형이송부(220) 사이에 배치될 수 있다. 이때, 조명(230)의 위치는 라인스캔 카메라(210)와 선형이송부(220) 사이의 범위에서 조절될 수 있다.
일 실시예로서, 조명(230)은 광을 검사대상체(B)의 이동 방향에 평행한 방향으로 조사할 수 있다. 이러한 경우, 라인스캔 검사장치(10)는 조명(230)에서 방출된 광을 검사대상체(B)를 향해 안내하는 광안내부(240)를 더 포함할 수 있다. 이때 광안내부(240)는 조명(230)에서 방출된 광이 입사되는 입사면(241)과, 광안내부(240)로 입사된 광의 진행 방향을 변경시키는 방향변경부(243)와, 방향변경부(243)에 의해 진행 방향이 변경된 광이 빠져나가는 제2 방출면(242)을 포함할 수 있다. 광안내부(240)는 빛이 통과할 수 있는 투명한 재질로 이루어질 수 있다. 또한 광안내부(240)는 예를 들어, 빔 스플리터(beam splitter)일 수 있다.
광안내부(240)는 원기둥, 다각기둥 등 다양한 형상일 수 있으나, 이하에서는 설명의 편의를 위해 광안내부(240)가 조명(230)과 동일 또는 유사한 형상의 사각기둥 형상인 실시예를 중심으로 설명하기로 한다.
광안내부(240)의 입사면(241)은 조명(230)의 제1 방출면(231)과 마주보는 광안내부(240)의 일면일 수 있고, 광안내부(240)의 제2 방출면(242)은 검사대상체(B)의 표면과 마주보는 광안내부(240)의 다른 면일 수 있다. 그리고 방향변경부(243)는 광안내부(240)의 내부에 배치되고, 광안내부(240)로 입사된 광의 일부는 반사시키고, 입사된 광의 다른 일부는 통과시키는 반사면일 수 있다. 방향변경부(243)는 예를 들어, 광안내부(240)의 입사면(241) 또는 제2 방출면(242)에 대해 45°기울어져 배치되거나, 광의 입사 방향 또는 광의 방출 방향에 대해 45°기울어져 배치될 수 있다.
조명(230)에서 방출된 광은 광안내부(240)의 입사면(241)으로 입사하여 방향변경부(243)를 향해 나아가고, 그 후 방향변경부(243)에 의해 광의 진행 방향이 변경(예를 들어, 광의 방출 방향에 대해 수직한 방향으로 변경)됨으로써, 광안내부(240)의 제2 방출면(242)을 통해 방출되어, 검사대상체(B)로 조사될 수 있다.
광안내부(240)는 조명(230)이 위치한 가상의 동일 평면상에 배치되며, 상기한 가상의 동일 평면 상에서 조명(230)과 마주보도록 배치될 수 있다. 광안내부(240)의 길이 방향(AS)은 조명(230)의 길이 방향(AL)과 평행할 수 있으며, 이때 광안내부(240)는 검사대상체(B)의 이동 방향(A1)과 평행항 가상의 선(C2)에 대해 기 설정된 각도(θ)로 기울어질 수 있다. 구체적으로, 광안내부(240)의 길이 방향(AL)은 검사대상체(B)의 이동 방향(A1방향)에 대해 기 설정된 각도(θ)로 기울어질 수 있다. 광안내부(240)의 길이 방향(AS)은 제2 방향(A2방향)과 평행하고, 이에 따라 센서(211)의 배열 방향과 동일할 수 있다. 이러한 경우, 광안내부(240) 및 조명(230)이 가상의 선(C2)에 대해 기울어진 기 설정된 각도(θ)는 센서(211)의 배열 방향(예컨대, 제2 방향)이 변경되는 경우, 센서(211)의 배열 방향이 제1 방향에 대해 기울어진 각도와 동일하도록 조절될 수 있다.
다른 실시예로서, 도 3에 도시된 바와 같이 조명(230)은 라인스캔 카메라(210)와 검사대상체(B) 사이에서, 조명(230)의 제1 방출면(231)이 검사대상체(B)의 이동 방향(A1방향)에 소정의 각도로 기울어진 상태로 배치될 수 있다. 이러한 경우 조명(230)의 제1 방출면(231)으로부터 방출된 광은 검사대상체(B)의 이동 방향(A1방향)에 소정의 각도로 경사진 방향으로 검사대상체(B)를 향해 나아갈 수 있다. 이때 선형이송부(120)의 상부에서 내려다볼 때, 조명(230)에 의해 조사된 광의 진행 방향은 제1 방향과 평행할 수 있다.다만, 설명의 편의를 위해 이하에서는 라인스캔 검사장치(10)가 조명(230)과 광안내부(240)를 포함하는 실시예를 중심으로 설명하기로 한다.
조명(230)은 적어도 하나 이상 구비될 수 있다. 일 실시예로서, 조명(230)은 복수개 구비될 수 있다. 이때 복수개의 조명(230)은 서로 상이한 위치에 배치되어 검사대상체(B)에 광을 조사할 수 있다. 다만, 설명의 편의를 위해, 이하에서는 하나의 조명(230)이 구비된 실시예를 중심으로 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부를 포함하는 라인스캔 검사장치를 도시한 사시도이다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 라인스캔 카메라에 의해 촬영된 이미지를 보정하는 방법을 도시하고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 라인스캔 카메라에 의해 촬영된 다른 이미지의 보정 전/후를 도시한다.
도 4 내지 6을 참조하면, 라인스캔 검사장치(200)는 제어부(400)를 더 포함할 수 있다. 제어부(400)는 라인스캔 카메라(210)에서 촬영된 이미지를 기초로 검사대상체(B)의 결함을 판별할 수 있다. 구체적으로, 제어부(400)는 라인스캔 카메라(210)의 센서(212)로부터 검사대상체(B)의 이미지를 전달받아, 검사대상체(B)의 표면상 결함 여부를 판별할 수 있다. 이때 제어부(400)는 예를 들어, 라인스캔 검사장치(200)의 제어용 컴퓨터에 장착되는 회로기판이나, 회로기판에 장착되는 컴퓨터 칩이나, 컴퓨터 칩에 내장되거나 제어용 컴퓨터에 내장되는 소프트웨어 등의 형태로 구현될 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
제어부(400)는 기 설정된 각도(θ)에 기초하여 라인스캔 카메라(210)에서 촬영된 이미지를 보정할 수 있다. 일 실시예로서, 제어부(400)는 라인스캔 카메라(210)에 배치된 센서(211)의 개수(n)와, 라인스캔 카메라(210)가 검사대상체(B)를 촬영할 때의 측정 버퍼의 개수(m)에 기초하여, 이미지를 보정할 수 있다. 이러한 경우 이미지 보정하는 구체적인 방법은 아래와 같을 수 있다.
우선, 제어부(400)는 도 5에 도시된 것처럼, 촬영된 검사대상체(B)의 이미지를 행과 열로 구획할 수 있다. 이때 열의 수(n)는 제2 방향으로 배열된 센서(211)의 개수와 동일할 수 있고, 행의 수(m)는 라인스캔 카메라(210)에 의해 촬영된 이미지가 저장되는 측정 버퍼의 개수와 동일할 수 있다.
다음, 제어부(400)는 각 행에서의 측정 버퍼의 개수(m)에 기초하여, 해당 행에 포함된 부분이미지를, 행과 평행하고 검사대상체(B)의 촬영된 이미지가 기울어진 방향과 반대 방향으로 이동시킬 수 있다. 이때 부분이미지가 이동되는 거리는, 각 부분이미지를 포함하는 행에서의 버퍼의 개수(m)에 비례할 수 있다. 일 예로, 부분이미지가 이동되는 거리는 그 부분이미지를 포함하는 행에서의 버퍼의 개수(m)와 동일할 수 있다. 제어부(400)는 열 방향을 따라 순차적으로 각 부분이미지를, 각 부분이미지를 포함하는 행에서의 버퍼의 개수(m)에 대응되는 거리만큼 이동시켜, 촬영된 이미지의 보정을 수행할 수 있다.
제어부(400)는, 상술한 바와 같은 방식으로 촬영된 검사대상체(B)의 이미지를 보정한 후 검사대상체(B)의 표면 상의 결함 여부, 결함의 형상 및 크기 등을 판별할 수 있다.
라인스캔 검사장치(200)는 디스플레이부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 디스플레이부는 제어부(400)에서 판별된 검사대상체(B)의 결함에 대한 정보를 디스플레이할 수 있다.
다른 실시예로서, 검사대상체(B)는 비선형의 결이 형성될 수 있다. 이때 제2 방향을 결정하는 방법은 아래와 같을 수 있다.
우선, 라인스캔 카메라(210)는 검사대상체(B)에 대해, 기 설정된 측정각으로 광을 조사한 후 검사대상체(B)에 의해 반사된 광의 반사특성을 측정할 수 있다. 이러한 경우, 라인스캔 카메라(210)를 통해, 기 설정된 측정각을 검사대상체(B)의 이동 방향을 기준으로 0°내지 360°의 범위 내에서, 기 설정된 간격만큼 씩 증가 또는 감소시키면서, 측정각에 따른 광의 반사특성의 변화를 측정할 수 있다. 이때 기 설정된 간격은 5°또는 10°일 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니다.
다음, 측정된 광의 반사특성 정보는 제어부(400)로 전송되고, 제어부(400)는 전송 받은 반사특성 정보에 기초하여, 측정각의 변화에 따른 회색도의 변화를 검출할 수 있다.
다음, 제어부(400)는 검출된 회색도의 변화에 기초하여 제2 방향을 결정할 수 있다. 이때, 하나의 측정각으로 촬영된 이미지는 검사대상체(B)의 비선형 결에 의해, 검사대상체(B)의 각 부분마다 상이한 회색도를 가질 수 있다. 이러한 경우 제어부(400)는 각 측정각에 따른 회색도 변화에 기초하여, 검사대상체(B)의 실제 결함 상태와 가장 편차가 작은 결함부 이미지를 획득할 수 있는 측정각을 산출할 수 있다. 제어부(400)는 라인스캔 카메라(210)의 기 설정된 각도(θ)가 산출된 측정각과 동일해지는 제2 방향을 결정할 수 있다.
이후, 라인스캔 카메라(210)는 제2 방향으로 비선형의 결을 갖는 검사대상체(B)의 이미지를 촬영하여, 검사대상체(B)의 결함을 검사할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 라인스캔 검사장치를 도시한 사시도이고, 도 8는 도 7의 라인스캔 검사장치를 도시한 측면도이다.
도 7 및 도 8를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 라인스캔 검사장치(300)는 라인스캔 카메라(310)와, 테이블(320) 및 카메라이송부(340)를 포함할 수 있다. 또한, 라인스캔 검사장치(300)는 조명(230)과, 광안내부(240)를 더 포함할 수 있다.
테이블(320)은 검사대상체(B)를 지지할 수 있다. 테이블(320)은 검사대상체(B)가 배치되는 지지부(321) 및 지지부(321)와 연결되어 지지부(321)를 지지하는 지지대(322)를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 검사대상체(B)는 지지부(321) 상의 임의의 위치에 고정되도록 배치될 수 있다.
라인스캔 카메라(310)는 테이블(320)과 마주보도록 배치될 수 있으며, 라인스캔 카메라(310)는 이동 가능하도록 배치될 수 있다. 일 실시예로서, 라인스캔 카메라(310)는 제1 방향(예를 들어, 도 8의 A3방향)으로 선형 운동할 수 있으며, 라인스캔 카메라(310)는 테이블(320)의 상부에서 이동하면서 검사대상체(B)를 촬영할 수 있다. 이러한 경우, 라인스캔 카메라(310)는 센서(311)를 포함할 수 있다. 센서(311)의 배치 및 배열은 전술한 바와 동일 또는 유사하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
카메라이송부(340)는 라인스캔 카메라(310)를 지지하며, 라인스캔 카메라(310)를 이동시킬 수 있다.
카메라이송부(340)는 테이블(320)과 이격되어 배치될 수 있다. 이때 라인스캔 카메라(310)는 카메라이송부(340)와 테이블(320) 사이에 배치될 수 있으며, 라인스캔 카메라(310)는 카메라이송부(340)에 연결될 수 있다. 일 실시예로서, 라인스캔 카메라(310)는 카메라이송부(340)와 연결되는 결합부(312)를 더 포함할 수 있다.
카메라이송부(340)는 몸체(341)와, 구동력발생부(342)와, 운동부(343)를 포함할 수 있다. 이때 몸체(341)는 제1 방향으로 연장되는 프레임일 수 있다.
구동력발생부(342)는 몸체(341)의 내부에 배치되며, 운동부(343)를 이동시키는 구동력을 생성할 수 있다.
운동부(343)는 몸체(341)의 내부에 배치되며, 구동력발생부(342)와 연결될 수 있다. 구동력발생부(342)에 의해 생성된 구동력은 운동부(343)로 전달되어, 운동부(343)를 선형운동시킬 수 있다. 이때, 운동부(343)는 제1 방향으로 선형운동할 수 있다.
운동부(343)는 라인스캔 카메라(310)가 연결될 수 있다. 일 실시예로, 운동부(343)와 라인스캔 카메라(310) 사이에 결합부(312)가 배치될 수 있다. 이때 결합부(312)의 일단은 운동부(343)에 연결되고, 결합부(312)의 타단은 라인스캔 카메라(310)에 연결될 수 있다. 이때 구동력발생부(342)에서 생성된 구동력에 의해 운동부(343)가 제1 방향으로 선형 운동함으로써, 라인스캔 카메라(310)는 제1 위치(P1)에서 제2 위치(P2)를 지나서 제3 위치(P3)로 이동할 수 있다. 이러한 경우 라인스캔 카메라(310)는 제1 방향을 따라 검사대상체(B)를 촬영할 수 있다.
라이스캔 검사장치(300)는 조명(240)과, 광안내부(240)를 더 포함할 수 있다. 조명(240)은 검사대상체(B)에 광을 조사할 수 있으며, 라인스캔 카메라(310)와 이격되어 배치될 수 있다. 이때 조명(330)은 라인스캔 카메라(310)와 테이블(320) 사이에 배치될 수 있다. 이러한 경우, 광안내부(240)는 조명(230)과 이격되어 배치될 수 있으며, 광안내부(240)는 조명(230)으로부터 방출된 광의 진행 방향을 광이 검사대상체(B)를 향해 나아가도록 변경시킬 수 있다. 이때 광안내부(240)는, 라인스캔 카메라(310)가 카메라이송부(340)에 의해 제1 방향으로 이동하면 라인스캔 카메라(310)와 동일한 방향 및 속도로 이동할 수 있다. 이에 의해, 라인스캔 카메라(310)에 맞추어 조명(230)에서 방출된 광이 검사대상체(B)로 조사되도록 하여, 촬영되는 이미지의 선명도를 일정하게 유지할 수 있다. 그 외의 조명(230) 및 광안내부(240)에 관한 구체적인 내용은 전술한 바와 동일하므로, 이에 대한 설명을 생략하기로 한다.
라인스캔 검사장치(300)는 제어부(400)를 더 포함할 수 있다. 제어부(400)는 라인스캔 카메라(210)에서 촬영된 이미지를 기초로 검사대상체(B)의 결함을 판별할 수 있으며, 제어부(400)가 전달받은 이미지를 보정하는 방법은 전술한 바와 동일 또는 유사하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 라인스캔 검사장치를 이용하여 검사대상체의 결함을 판별하는 순서를 도시한 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 라인스캔 검사장치(200, 300)를 이용하여 검사대상체(B)의 결함을 판별하는 방법은 아래와 같을 수 있다. 설명의 편의를 위해, 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 라인스캔 검사장치(200)의 경우를 중심으로 설명하도록 한다.
우선, 라인스캔 카메라(210)는 검사대상체(B)의 이동 방향에 대해 기 설정된 각도(θ)로 기울어진 사선 방향으로 검사대상체(B)를 촬영할 수 있다(S10). 이때 검사대상체(B)는 검사대상체(B)의 결(L) 방향이 검사대상체(B)의 이동 방향과 평행하거나 수직하도록 배치될 수 있으며, 기 설정된 각도(θ)는 검사대상체(B)의 이동 방향에 대해, 또는 검사대상체(B)의 결(L) 방향에 대해 0°내지 180°이거나, 또는 30°내지 60°일 수 있고, 바람직하게는 45°일 수 있다.
다음, 라인스캔 카메라(210)는 촬영된 이미지를 제어부(400)로 전송할 수 있다(S20). 이때, 라인스캔 카메라(210)에 배치된 센서(211)는 검사대상체(B)의 이미지를 획득하여 제어부(400)로 전송할 수 있다.
다음, 제어부(400)는 센서(211)로부터 전송 받은 이미지를 보정할 수 있다(S30). 이때 전송 받은 이미지는, 검사대상체(B)가 기 설정된 각도(θ)로 촬영됨으로써, 일 방향으로 경사진 상태의 찌그러진 이미지일 수 있다. 제어부(400)는 전송받은 이미지의 찌그러진 정도, 즉 기 설정된 각도(θ)에 기초하여, 이미지를 보정할 수 있다. 이때 이미지를 보정하는 방법은 전술한 바와 동일하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
다음, 제어부(400)는 보정된 이미지를 기초로 하여 검사대상체(B)의 결함을 판별할 수 있다(S40). 이때 제어부(400)는 검사대상체(B)의 표면상 결함의 종류, 크기 및 모양 등을 검출하여, 디스플레이부를 통해 사용자에게 결함 정보를 전달할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 라인스캔 검사장치(200,300)는 검사대상체(B)의 결 방향에 대해 사선 방향으로 촬영함으로써 결이 있는 검사대상체(B)의 결함 검사의 정확성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들에 따른 라인스캔 검사장치(200,300)는 사선 방향으로 단 한번의 촬영을 통해 검사대상체(B)의 결함 여부를 판별함으로써 검사 시간을 단축시킬 수 있다.
이상에서는 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
200: 라인스캔 검사장치
210: 라인스캔 카메라
220: 선형이동부
230: 조명
240: 광안내부
300: 라인스캔 검사장치
310: 라인스캔 카메라
320: 테이블
340: 지지대
400: 제어부

Claims (14)

  1. 검사대상체를 제1 방향으로 이동시키는 선형이송부;
    상기 선형이송부와 마주보도록 배치되고, 제2 방향으로 배열된 센서들을 구비하여 상기 검사대상체의 이미지를 촬영하는 라인스캔 카메라; 및
    상기 라인스캔 카메라에서 촬영된 이미지를 기초로 상기 검사대상체의 결함을 판별하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 대해서 기 설정된 각도로 기울어지며,
    상기 라인스캔 카메라는 상기 검사대상체에 대해 측정각을 변화시키면서 광을 조사한 후 상기 검사대상체에 의해 반사된 광의 반사특성을 측정하고,
    상기 제어부는 상기 기 설정된 각도에 기초하여 상기 라인스캔 카메라에서 촬영된 이미지를 보정하되, 상기 측정각의 변화에 따른 상기 광의 반사특성의 변화에 기초하여 상기 검사대상체의 실제 결함 상태와 가장 편차가 작은 결함부 이미지를 획득할 수 있는 제1 측정각을 산출하고, 상기 각도를 상기 산출된 제1 측정각과 동일해지도록 상기 제2 방향을 결정하는, 라인스캔 검사장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 대해서 30° 내지 60°의 각도로 기울어진, 라인스캔 검사장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기 설정된 각도는 상기 검사대상체의 결 방향에 따라 변할 수 있는, 라인스캔 검사장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 라인스캔 카메라와 이격되어 배치되고, 상기 검사대상체에 광을 조사하는 조명;을 더 포함하는, 라인스캔 검사장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 조명과 이격되어 배치되고, 상기 조명으로부터 방출된 광의 진행 방향을 변경시키는 광안내부;를 더 포함하는, 라인스캔 검사장치.
  8. 검사대상체가 배치되는 테이블;
    상기 테이블과 마주보도록 배치되되 제1 방향을 따라 이동 가능하도록 배치되며, 제2 방향으로 배열된 센서들을 구비하여 상기 검사대상체의 이미지를 촬영하는 라인스캔 카메라; 및
    상기 라인스캔 카메라에서 촬영된 이미지를 기초로 상기 검사대상체의 결함을 판별하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 대해서 기 설정된 각도로 기울어지며
    상기 라인스캔 카메라는 상기 검사대상체에 대해 측정각을 변화시키면서 광을 조사한 후 상기 검사대상체에 의해 반사된 광의 반사특성을 측정하고,
    상기 제어부는 상기 기 설정된 각도에 기초하여 상기 라인스캔 카메라에서 촬영된 이미지를 보정하되, 상기 측정각의 변화에 따른 상기 광의 반사특성의 변화에 기초하여 상기 검사대상체의 실제 결함 상태와 가장 편차가 작은 결함부 이미지를 획득할 수 있는 제1 측정각을 산출하고, 상기 각도를 상기 산출된 제1 측정각과 동일해지도록 상기 제2 방향을 결정하는, 라인스캔 검사장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 대해서 30° 내지 60°의 각도로 기울어진, 라인스캔 검사장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 기 설정된 각도는 상기 검사대상체의 결 방향에 따라 변할 수 있는, 라인스캔 검사장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제8항에 있어서,
    상기 라인스캔 카메라와 이격되어 배치되고, 상기 검사대상체에 광을 조사하는 조명;을 더 포함하는, 라인스캔 검사장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 조명과 이격되어 배치되고, 상기 조명으로부터 방출된 광의 진행 방향을 변경시키는 광안내부;를 더 포함하는, 라인스캔 검사장치.
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