KR102574401B1 - 오프셋 검출 방법 및 오프셋 검출 장치 - Google Patents

오프셋 검출 방법 및 오프셋 검출 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전극 조립체 권취 시 위치 오프셋을 검출하는 데 사용되는 오프셋 검출 방법을 제공하고, 상기 방법은 제1 카메라 및 제2 카메라를 통해 제1 이미지 및 제2 이미지를 획득하되, 제1 이미지는 권취 과정에서 전극 조립체의 제1 극편의 이미지를 포함하고, 제2 이미지는 권취 과정에서 전극 조립체의 제2 극편의 이미지를 포함하는 단계; 제1 이미지 중의 기준점 및 제2 이미지 중의 기준점으로부터 특정 위치까지의 거리에 따라, 제1 카메라 및 제2 카메라에 오프셋이 발생하였는지 여부를 판정하는 단계, 및 제1 카메라 및 제2 카메라에 오프셋이 발생하지 않은 것으로 판정되는 경우, 제1 이미지 중의 기준점으로부터 제1 극편의 경계까지의 수직 거리 및 제2 이미지 중의 기준점으로부터 제2 극편의 경계까지의 수직 거리에 따라, 전극 조립체에 오프셋이 발생하였는지 여부를 판정하는 단계를 포함한다. 이로써, 제1 이미지 및 제2 이미지를 통해 제1 카메라 및 제2 카메라에 위치 오프셋이 발생하였는지 여부를 판정할 수 있을 뿐만 아니라 카메라에 오프셋이 발생하지 않은 전제하에 전극 조립체의 위치 오프셋을 더 판정할 수 있다.

Description

오프셋 검출 방법 및 오프셋 검출 장치
본 발명은 배터리 제조 분야에 관한 것으로, 특히 전극 조립체의 권취 및 제조 시 전극 조립체의 위치 오프셋을 검출하기 위한 오프셋 검출 방법 및 오프셋 검출 장치에 관한 것이다.
전극 조립체는 배터리 셀에서 전기화학반응이 일어나는 부재로서, 일반적으로 제1 극편, 제2 극편 및 분리막이 권취 또는 적층 배치되어 형성된다. 전극 조립체의 권취 과정에서, 제1 극편, 제2 극편 및 분리막은 요잉(yawing) 현상이 발생하기 쉬워 제1 극편, 제2 극편 및 분리막이 정상 위치에서 벗어나도록 한다. 전극 조립체의 권취 품질은 배터리 셀의 성능에 직접적인 영향을 미친다. 따라서, 전극 조립체의 오프셋을 정확하게 검출하는 방법은 배터리 제조에 매우 중요하다.
상기 문제를 감안하여, 본 발명은 전극 조립체 권취 시 위치 오프셋을 정확하게 검출할 수 있는 오프셋 검출 방법 및 오프셋 검출 장치를 제공한다.
제1 양태에서, 오프셋 검출 방법을 제공하며, 상기 방법은 전극 조립체 권취 시 위치 오프셋을 검출하는 데 사용되고, 상기 전극 조립체는 제1 극편, 제2 극편 및 분리막을 포함하며, 상기 오프셋 검출 방법은, 제1 카메라 및 제2 카메라를 통해 제1 이미지 및 제2 이미지를 획득하되, 상기 제1 이미지는 권취 과정에서 상기 전극 조립체의 제1 극편의 이미지를 포함하고, 상기 제2 이미지는 권취 과정에서 상기 전극 조립체의 제2 극편의 이미지를 포함하는 단계; 상기 제1 이미지 중의 기준점 및 상기 제2 이미지 중의 기준점으로부터 특정 위치까지의 거리에 따라, 상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라에 오프셋이 발생하였는지 여부를 판정하되, 상기 특정 위치는 상기 제1 이미지와 상기 제2 이미지에 나타나는 동일한 객체의 위치인 카메라 오프셋 판정 단계; 및 상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라에 오프셋이 발생하지 않은 것으로 판정되는 경우, 상기 제1 이미지 중의 기준점으로부터 제1 극편의 경계까지의 수직 거리 및 상기 제2 이미지 중의 기준점으로부터 제2 극편의 경계까지의 수직 거리에 따라, 상기 전극 조립체에 오프셋이 발생하였는지 여부를 판정하는 전극 조립체 오프셋 판정 단계를 포함한다.
전극 조립체가 권취된 후, 제1 극편, 제2 극편 및 분리막은 오버랩되고, 촬영 유닛에 의해 제한되므로, 제1 카메라에 의해 획득된 제1 사진 및 제2 카메라에 의해 획득된 제2 사진을 이용하여 전극 조립체 권취 시 위치 오프셋을 검출해야 한다. 따라서, 전극 조립체의 위치 오프셋을 정확하게 판정하는 전제는 제1 카메라와 제2 카메라가 정확한 위치에 위치하는 것이다. 본 발명의 실시예의 기술적 해결수단에서, 카메라 위치 오프셋 판정을 위한 별도의 이미지의 추가 획득 없이, 단지 제1 카메라에 의해 획득된 제1 이미지 및 제2 카메라에 의해 획득된 제2 이미지를 통해 카메라 위치 오프셋 및 전극 조립체 위치 오프셋을 판정할 수 있다. 이로써, 제1 카메라와 제2 카메라가 정확한 위치에 위치하는지를 저비용으로 효율적으로 확보할 수 있고, 이를 전제로 전극 조립체의 위치 오프셋을 정확하게 판정할 수 있다.
일부 실시예에서, 카메라 오프셋 판정 단계는, 제1 이미지에 따라 제1 거리를 획득하되, 상기 제1 거리는 제1 기준점으로부터 상기 특정 위치까지의 거리인 단계; 제2 이미지에 따라 제2 거리를 획득하되, 상기 제2 거리는 제2 기준점으로부터 상기 특정 위치까지의 거리인 단계; 및 상기 제1 거리와 상기 제2 거리의 차가 제1 임계값보다 큰 경우, 상기 제1 카메라와 상기 제2 카메라 사이에 상대 변위가 발생한 것으로 판정하는 단계를 포함한다. 본 발명의 실시예의 기술적 해결수단에서, 제1 카메라 및/또는 제2 카메라에 오프셋이 발생하지 않으면, 제1 이미지의 제1 기준점 및 제2 이미지의 제2 기준점은 각각 전극 조립체의 고정점에 대응되고, 특정 위치는 제1 이미지와 제2 이미지에 모두 나타나며, 또한 전극 조립체의 고정점에 대응된다. 따라서, 제1 기준점으로부터 특정 위치까지의 거리와 제2 기준점으로부터 특정 위치까지의 거리의 차는 일정하다. 이로써, 상기 차이값을 제1 임계값과 비교함으로써, 제1 카메라와 제2 카메라 사이에 상대 변위가 발생하였는지 여부를 용이하게 판정할 수 있다.
일부 실시예에서, 카메라 오프셋 판정 단계는, 상기 제1 이미지에서 제1 거리를 획득하되, 상기 제1 거리는 제1 기준점으로부터 상기 특정 위치까지의 거리인 단계, 상기 제2 이미지에서 제2 거리를 획득하되, 상기 제2 거리는 제2 기준점으로부터 상기 특정 위치까지의 거리인 단계, 상기 제1 거리가 제1 거리 기준값 범위를 초과하는 경우, 상기 제1 카메라에 오프셋이 발생한 것으로 판정하는 단계; 및 상기 제2 거리가 제2 거리 기준값 범위를 초과하는 경우, 상기 제2 카메라에 오프셋이 발생한 것으로 판정하는 단계를 포함한다. 이로써, 제1 거리 및 제2 거리를 각각 기설정값과 비교함으로써, 제1 카메라와 제2 카메라에 위치 오프셋이 발생하였는지 여부를 각각 판정할 수 있고, 제1 거리와 제2 거리 사이의 관계를 판정하는 것에 비해, 어느 카메라에 위치 오프셋이 발생하였는지를 더 정확하게 판정할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 특정 위치는 상기 분리막의 경계이거나, 상기 특정 위치는 상기 전극 조립체에 레이저가 조사된 위치이되, 상기 레이저는 레이저 장치에 의해 방출되고 전극 조립체에 조사되며, 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지에서 픽셀 경계를 생성하는 데 사용된다. 본 발명의 실시예의 기술적 해결수단에서, 분리막은 제1 이미지와 제2 이미지에 모두 나타나고, 분리막의 가장자리는 제1 극편과 제2 극편의 가장자리를 초과하여 용이하게 식별된다. 따라서, 분리막의 경계를 특정 위치로 설정함으로써, 다른 장치의 추가 도입 없이도 제1 카메라 및 제2 카메라의 위치 오프셋을 용이하게 판정할 수 있다. 이 밖에, 레이저를 통해 제1 이미지 및 제2 이미지에서 특정 위치를 생성하고, 제1 카메라 및 제2 카메라의 위치 오프셋을 판정할 수도 있다.
일부 실시예에서, 전극 조립체 오프셋 판정 단계는, 상기 제1 이미지에서 제3 거리를 획득하되, 상기 제3 거리는 제3 기준점으로부터 상기 제1 극편의 경계까지의 수직 거리인 단계, 상기 제2 이미지에서 제4 거리를 획득하되, 상기 제4 거리는 제4 기준점으로부터 상기 제2 극편의 경계까지의 수직 거리인 단계, 및 상기 제1 거리와 상기 제2 거리의 차가 상기 제1 임계값보다 작거나 같고, 상기 제3 거리와 상기 제4 거리의 차에서 상기 제1 극편의 경계와 상기 제2 극편의 경계의 기설정 거리를 빼서 얻은 차이값(절댓값)이 제2 임계값보다 큰 경우, 상기 전극 조립체에 오프셋이 발생한 것으로 판정하는 단계를 포함한다. 이로써, 제1 카메라와 제2 카메라가 정확한 위치에 위치하는 것을 확보하는 전제하에, 여전히 제1 이미지 및 제2 이미지를 통해 전극 조립체 권취 시 위치 오프셋이 발생하였는지 여부를 정확하게 판정할 수 있다.
일부 실시예에서, 전극 조립체 오프셋 판정 단계는, 상기 제1 이미지에서 제3 거리를 획득하되, 상기 제3 거리는 제3 기준점으로부터 상기 제1 극편의 경계까지의 수직 거리인 단계, 상기 제2 이미지에서 제4 거리를 획득하되, 상기 제4 거리는 제4 기준점으로부터 상기 제2 극편의 경계까지의 수직 거리인 단계, 상기 제1 거리와 상기 제2 거리의 차가 상기 제1 임계값보다 작거나 같고, 상기 제3 거리가 제3 거리 기준값 범위를 초과하는 경우, 상기 제1 극편에 오프셋이 발생한 것으로 판정하는 단계, 및 상기 제1 거리와 상기 제2 거리의 차가 상기 제1 임계값보다 작거나 같고, 상기 제4 거리가 제4 거리 기준값 범위를 초과하는 경우, 상기 제2 극편에 오프셋이 발생한 것으로 판정하는 단계를 포함한다. 이로써, 제3 거리 및 제4 거리를 각각 기설정값과 비교함으로써, 제1 극편과 제2 극편에 위치 오프셋이 발생하였는지 여부를 각각 판정할 수 있고, 제3 거리와 제4 거리 사이의 관계를 판정하는 것에 비해, 어느 극편에 위치 오프셋이 발생하였는지를 더 정확하게 판정할 수 있다.
일부 실시예에서, 전극 조립체 오프셋 판정 단계는, 상기 제1 이미지에서 제3 거리를 획득하되, 상기 제3 거리는 제3 기준점으로부터 상기 제1 극편의 경계까지의 수직 거리이고, 상기 제2 이미지에서 제4 거리를 획득하되, 상기 제4 거리는 제4 기준점으로부터 상기 제2 극편의 경계까지의 수직 거리인 단계, 및 상기 제3 거리와 상기 제4 거리의 차에서 상기 제1 극편의 경계와 상기 제2 극편의 경계의 기설정 거리를 뺀 다음, 상기 제1 거리와 상기 제2 거리의 차를 빼서 얻은 차이값(절댓값)이 제3 임계값보다 큰 경우, 상기 전극 조립체에 오프셋이 발생한 것으로 판정하는 단계를 포함한다. 본 발명의 실시예의 기술적 해결수단에서, 제1 거리와 제2 거리의 차는 제1 카메라 및 제2 카메라에 의해 도입된 제1 이미지와 제2 이미지 간의 좌표계 편차이다. 제3 거리와 제4 거리의 차에서 제1 거리와 제2 거리의 차를 더 뺌으로써, 전극 조립체 권취 시 위치 판정을 수행하는 경우 제1 카메라와 제2 카메라의 위치 편차를 배제하여, 실제 제1 극편의 경계와 제2 극편의 경계의 거리를 획득할 수 있으며, 이로써 전극 조립체의 위치 오프셋을 더 정확하게 판정할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제2 카메라는 적외선 광원으로 상기 분리막 층을 투과하여 그 뒤의 상기 제2 극편을 촬영한다. 이로써, 제2 이미지에서 제2 극편을 식별하는 것을 확보하고, 나아가 제4 거리를 획득하여 제3 거리와 비교하여 권취 시 전극 조립체에 위치 오프셋이 발생하였는지 여부를 판정할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 분리막은 제1 분리막 및 제2 분리막을 포함하고, 상기 제1 이미지는 제1 극편 및 제1 분리막을 포함하며, 상기 제2 이미지는 제2 극편 및 제2 분리막을 포함하고, 상기 특정 위치는 상기 제1 분리막으로부터 노출된 상기 제2 분리막의 경계 또는 상기 제2 분리막으로부터 노출된 상기 제1 분리막의 경계이다. 이로써, 제1 분리막 및/또는 제2 분리막에 위치 오프셋이 발생하더라도 제1 이미지 중의 특정 위치와 제2 이미지 중의 특정 위치가 서로 대응되도록 확보할 수 있다.
제2 양태에서, 오프셋 검출 장치를 제공하며, 상기 장치는 전극 조립체 권취 시 위치 오프셋을 검출하는 데 사용되고, 상기 전극 조립체는 제1 극편, 제2 극편 및 분리막을 포함하며, 상기 오프셋 검출 장치는 제1 카메라 및 제2 카메라와 오프셋 판정 유닛을 포함하되, 제1 카메라 및 제2 카메라는 각각 제1 이미지 및 제2 이미지를 획득하되, 상기 제1 이미지는 권취 과정에서 상기 전극 조립체의 제1 극편의 이미지를 포함하고, 상기 제2 이미지는 권취 과정에서 상기 전극 조립체의 제2 극편의 이미지를 포함하며; 오프셋 판정 유닛은, 상기 제1 이미지 중의 기준점 및 상기 제2 이미지 중의 기준점으로부터 특정 위치까지의 거리에 따라, 상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라에 오프셋이 발생하였는지 여부를 판정하고, 상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라에 오프셋이 발생하지 않은 것으로 판정되는 경우, 상기 제1 이미지 중의 기준점으로부터 제1 극편의 경계까지의 수직 거리 및 상기 제2 이미지 중의 기준점으로부터 제2 극편의 경계까지의 수직 거리에 따라, 상기 전극 조립체에 오프셋이 발생하였는지 여부를 판정한다.
전극 조립체가 권취된 후, 제1 극편, 제2 극편 및 분리막은 오버랩되고, 촬영 유닛에 의해 제한되므로, 제1 카메라에 의해 획득된 제1 사진 및 제2 카메라에 의해 획득된 제2 사진을 이용하여 전극 조립체 권취 시 위치 오프셋을 검출해야 한다. 따라서, 전극 조립체의 위치 오프셋을 정확하게 판정하는 전제는 제1 카메라와 제2 카메라가 정확한 위치에 위치하는 것이다. 본 발명의 실시예의 기술적 해결수단에서, 카메라 위치 오프셋 판정을 위한 별도의 이미지의 추가 획득 없이, 단지 제1 카메라에 의해 획득된 제1 이미지 및 제2 카메라에 의해 획득된 제2 이미지를 통해 카메라 위치 오프셋 및 전극 조립체 위치 오프셋을 판정할 수 있다. 이로써, 제1 카메라와 제2 카메라가 정확한 위치에 위치하는지를 저비용으로 효율적으로 확보할 수 있고, 이를 전제로 전극 조립체의 위치 오프셋을 정확하게 판정할 수 있다.
여기에서 설명되는 도면은 본 발명에 대한 추가 이해를 제공하기 위한 것으로 본 발명의 일부를 구성하고, 본 발명의 예시적인 실시예 및 이의 설명은 본 발명을 해석하기 위한 것으로 본 발명을 부적절하게 한정하지 않는다. 도면에서,
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체의 제조 기기를 포함하는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 권취된 전극 조립체의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 권취된 전극 조립체의 X-Y 단면을 포함하는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전개된 전극 조립체의 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 오프셋 검출 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 제1 이미지 및 제2 이미지의 모식도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 제1 카메라 및 제2 카메라에 허용 가능한 범위 내의 위치 오프셋이 발생하는 경우 실제 전극 조립체의 오프셋량을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따른 제1 분리막이 제2 분리막으로부터 노출되는 경우 특정 위치를 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예의 목적, 기술적 해결수단 및 장점이 보다 더 명확해지도록 하기 위해, 아래에서는 본 발명의 실시예 중의 도면과 결부하여, 본 발명의 실시예 중의 기술적 해결수단을 명확하게 설명하되, 설명되는 실시예는 본 발명의 일부 실시예이고 전부 실시예가 아님이 명백하다. 본 발명의 실시예에 기반하여, 당업자가 진보성 창출에 힘쓰지 않은 전제하에서 획득한 모든 다른 실시예는 모두 본 발명의 보호 범위에 속한다.
달리 정의되지 않는 한, 본 발명에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어는 모두 당업자에 의해 통상적으로 이해되는 의미와 동일하며; 본 발명의 명세서에서 사용된 용어는 구체적인 실시예를 설명하기 위한 것이고, 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니며; 본 발명의 명세서와 특허청구범위 및 상기 도면의 설명에서 용어 “포함”, “구비” 및 이들의 임의의 변형은 비배타적인 포함을 포함하는 것으로 의도된다. 본 발명의 명세서 및 특허청구범위 또는 상기 도면에서 용어 “제1”, “제2” 등은 상이한 객체를 구분하기 위한 것이고, 특정 순서 또는 선후 관계를 설명하기 위한 것이 아니다.
본 발명에서 언급된 “실시예”는 실시예에서 설명된 특정 특징, 구조 또는 특성과 결부하여 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함될 수 있음을 의미한다. 명세서의 각 위치에서 상기 문구가 나타나는 것은 반드시 동일한 실시예를 의미하는 것이 아니며, 다른 실시예와 상호 배타적인 독립적이거나 대안적인 실시예를 의미하는 것도 아니다. 당업자는 본 발명에서 설명된 실시예가 다른 실시예와 서로 결합될 수 있다는 것을 명시적이고 묵시적으로 이해한다.
본 발명의 실시예에서, 설명해야 할 것은, 달리 명확하게 규정 및 한정되지 않는 한 용어 “장착”, “서로 연결”, “연결”, “부착”은 넓은 의미로 이해되어야 하고, 예를 들어 고정 연결, 탈착 가능한 연결 또는 일체로 연결일 수 있으며; 직접 연결 또는 중간 매체를 통한 간접 연결일 수 있고, 2개의 소자의 내부 연통일 수 있다. 당업자의 경우, 구체적인 상황에 따라 본 발명에서의 상기 용어의 구체적인 의미를 이해할 수 있다.
본 발명에서 용어 “및/또는”은 단지 연관 객체의 연관 관계를 설명하기 위한 것으로, 3가지 관계가 존재할 수 있음을 나타내는데, 예를 들어 A 및/또는 B는 A만 존재, A와 B가 동시에 존재, B만 존재하는 3가지 경우를 나타낼 수 있다. 또한, 본 발명에서 부호 “/”는 일반적으로 전후 연관 객체가 “또는”의 관계임을 나타낸다.
본 발명에서 나타난 “다수”는 2개 이상(2개 포함)을 의미하고, 마찬가지로 “다수의 그룹”은 두 그룹 이상(두 그룹 포함)을 의미하며, “다수의 시트”는 두 시트 이상(두 시트 포함)을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체의 제조 기기를 포함하는 모식도이다. 도 2는 권취에 의해 형성된 전극 조립체(100)를 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전극 조립체의 제조 기기는 이송 장치 및 권취 장치, 즉 와인딩 니들(5)을 포함한다. 이송 장치를 통해 스트립 형태의 제1 극편(1), 제2 극편(2) 및 분리막(3)이 와인딩 니들(5)로 이송되고, 제1 극편(1), 분리막(3), 제2 극편(2) 및 분리막(3)이 순차적으로 적층되어 와인딩 니들(5)에 권취되어 전극 조립체(100)가 성형된다(도 2 참조). 도 1 중의 와인딩 니들(5)은 단지 예시적인 것이고, 배터리 셀의 유형 및 배터리 케이스의 형상에 따라 전극 조립체는 단면이 원통형 또는 타원형인 전극 조립체로 권취될 수 있다(도 2 및 도 3에 도시된 바와 같음).
와인딩 니들(5)이 한 바퀴(360°) 회전될 때마다 전극 조립체(100)가 한 층씩 증가된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 와인딩 니들(5)의 회전에 따라 X 방향에서 전극 조립체(100)의 두께가 점차 증가된다. 이 밖에, 스트립 형태의 제1 극편(1), 제2 극편(2) 및 분리막(3)(제1 분리막(31) 및 제2 분리막(32) 포함)의 폭은 Z축 방향에서 전극 조립체(100)의 높이를 결정한다. 도 3은 X-Y 평면에서 도 2에 도시된 전극 조립체(100)의 단면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 권취층에 대해, X 방향을 따라 외부에서 내부로 순차적으로 제2 분리막(32), 제2 극편(2), 제1 분리막(31) 및 제1 극편(1)이다. 이로써, 각각의 권취층에 대해, 제1 분리막(31)과 제2 분리막(32)은 제2 극편(2)과 제1 극편(1)을 이격시킨다.
전극 조립체의 권취 과정에서 비교적 중요한 파라미터는 권취 후 Z축 방향에서 전극 조립체(100)의 얼라인먼트이다. 구체적으로, Z축 방향에서 권취된 전극 조립체(100)의 얼라인먼트는 Z축 방향에서 제2 극편(2)과 제1 극편(1)의 상대 위치이다. 도 4는 적층되어 권취된 전극 조립체(100)의 Y 방향을 따른 전개도이다. 도면에 도시된 바와 같이, Z축 방향(즉, 전개된 전극 조립체(100)의 폭 방향)에서 외부에서 내부로 순차적으로 분리막(3)(제1 분리막(31) 및 제2 분리막(32) 포함), 제2 극편(2) 및 제1 극편(1)이다. 즉, Z축 방향에서 제1 분리막(31)과 제2 분리막(32)의 경계는 일치하고 최외측에 위치하며, 제1 극편(1)은 최내측에 위치하고, 제2 극편(2)은 지정된 거리(기설정 거리)만큼 제1 극편(1)을 초과한다. 전극 조립체(100)의 권취 과정에서, 제2 극편(2) 및 제1 극편(1)에 요잉 현상이 발생하기 쉬워, 제2 극편(2)과 제1 극편(1)의 상대 위치에 오프셋이 발생하도록 하여, 제조된 배터리 셀의 품질 및 성능에 영향을 미친다. 따라서, 제2 극편(2)과 제1 극편(1)의 상대 위치 오프셋을 모니터링하기 위해, 전극 조립체의 제조 장치는 촬영 유닛(4)을 더 포함한다.
이상적인 경우는 촬영 유닛이 권취된 전극 조립체(100)를 촬영하고, 획득된 이미지에서 제2 극편(2)과 제1 극편(1)을 식별하여, 제2 극편(2)과 제1 극편(1)의 상대 위치 관계를 판정하는 것이다. 그러나, 상술한 바와 같이, 전극 조립체의 각각의 권취층에 대해, 제1 극편(1)을 촬영하기 위해, 제2 분리막(32), 제2 극편(2) 및 제1 분리막(31)을 투과해야 한다. 기존 촬영 유닛의 한계로 인해, 예를 들어 적외선 촬영 유닛의 투과 능력이 매우 제한되었기 때문에, 권취된 제1 극편(1) 또는 제2 극편(2)의 촬영된 이미지에서 제2 극편(2)과 제1 극편(1)을 정확하게 식별하고 이들의 상대 위치 관계를 판정하기 어렵다. 따라서, 제1 이미지(T1) 및 제2 이미지(T2)에 각각 대응되는 제1 극편(1) 및 제2 극편(2)이 각각 촬영된 이미지를 이용하여 극편 위치 오프셋 판정을 수행해야 한다.
따라서, 통상적으로 제1 카메라(41) 및 제2 카메라(42)의 촬영 유닛을 이용하여 제1 이미지(T1) 및 제2 이미지(T2)를 각각 촬영한다. 제1 이미지(T1)는 권취 과정에서 전극 조립체(100)의 제1 극편(1)을 포함하고, 제2 이미지(T2)는 권취 과정에서 전극 조립체(100)의 제2 극편(2)을 포함한다. 그러나 그에 따른 문제는 먼저 제1 이미지(T1) 중의 좌표계와 제2 이미지(T2) 중의 좌표계 간의 상대 관계가 고정되어 있는지, 즉 제1 카메라(41)와 제2 카메라(42)가 오프셋 없이 기설정 위치에 있는지를 확보해야 한다.
이러한 점을 고려하여, 발명자는 심층적인 연구를 통해 전극 조립체(100) 권취 시 위치 오프셋의 검출을 위한 오프셋 검출 방법(200)을 제공한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예의 오프셋 검출 방법(200)의 흐름도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시형태의 제1 이미지 및 제2 이미지의 모식도이다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 오프셋 검출 방법(200)은 제1 카메라(41) 및 제2 카메라(42)를 통해 제1 이미지(T1) 및 제2 이미지(T2)를 각각 획득하되, 제1 이미지(T1)는 권취 과정에서 전극 조립체(100)의 제1 극편(1)의 이미지를 포함하고, 제2 이미지(T2)는 권취 과정에서 전극 조립체(100)의 제2 극편(2)의 이미지를 포함하는 단계; 제1 이미지(T1) 중의 기준점 및 제2 이미지(T2) 중의 기준점으로부터 특정 위치(6)까지의 거리에 따라, 제1 카메라(41) 및 제2 카메라(42)에 오프셋이 발생하였는지 여부를 판정하되, 특정 위치(6)는 제1 이미지(T1)와 제2 이미지(T2)에 나타나는 동일한 객체의 위치인 카메라 오프셋 판정 단계; 및 제1 카메라(41) 및 제2 카메라(42)에 오프셋이 발생하지 않은 것으로 판정되는 경우, 제1 이미지(T1) 중의 기준점으로부터 제1 극편(1)의 경계까지의 수직 거리 및 제2 이미지(T2) 중의 기준점으로부터 제2 극편(2)의 경계까지의 수직 거리에 따라, 전극 조립체(100)에 오프셋이 발생하였는지 여부를 판정하는 전극 조립체 오프셋 판정 단계를 포함한다.
상술한 바와 같이, 전극 조립체(100)에 오프셋이 발생하였는지 여부를 판정하기 위해 제1 카메라(41)에 의해 촬영된 제1 극편(1)을 포함하는 제1 이미지(T1) 및 제2 카메라(42)에 의해 촬영된 제2 극편(2)을 포함하는 제2 이미지(T2)를 이용해야 한다. 본 발명의 실시예에서, 특정 위치(6)는 제1 이미지(T1)와 제2 이미지(T2)에 모두 나타나고, 전극 조립체(100)의 고정점에 대응된다. 이 밖에, 제1 이미지(T1) 및 제2 이미지(T2)에 대응 관계를 갖는 기준점을 사전 설정하고, 제1 카메라(41) 및 제2 카메라(42)에 오프셋이 발생하지 않으면, 제1 이미지(T1) 및 제2 이미지(T2) 중의 기준점은 각각 전극 조립체(100)의 고정점에 대응되며, 즉 제1 이미지(T1) 중의 기준점으로부터 특정 위치(6)까지의 거리와 제2 이미지(T2) 중의 기준점으로부터 특정 위치(6)까지의 거리의 차이값은 고정적이다. 따라서, 제1 이미지(T1) 중의 기준점으로부터 특정 위치(6)까지의 거리 및 제2 이미지(T2) 중의 기준점으로부터 특정 위치(6)까지의 거리에 따라, 제1 카메라(41) 및 제2 카메라(42)에 오프셋이 발생하였는지 여부를 판정할 수 있다. 그런 다음, 제1 카메라(41) 및 제2 카메라(42)에 오프셋이 발생하지 않은 것으로 판정한 기초상에서, 여전히 제1 이미지(T1) 및 제2 이미지(T2)를 이용하여 전극 조립체(100)에 오프셋이 발생하였는지 여부를 판정한다. 즉, 카메라 위치 오프셋 판정을 위해 별도의 이미지를 추가적으로 획득할 필요가 없다. 이로써, 제1 카메라(41)와 제2 카메라(42)가 정확한 위치에 위치하는지를 저비용으로 효율적으로 확보할 수 있고, 이를 전제로 전극 조립체의 위치 오프셋을 정확하게 판정할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 특정 위치(6)는 분리막(3)의 경계이거나, 특정 위치(6)는 전극 조립체에 레이저가 조사된 위치이되, 레이저는 레이저 장치에 의해 방출되고 전극 조립체에 조사되며, 제1 이미지(T1) 및 제2 이미지(T2)에서 픽셀 경계를 생성하는 데 사용된다. 도 6에서는 특정 위치(6)가 탭(11, 22) 일측과 멀리 떨어진 분리막(3)의 경계인 것을 도시하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 특정 위치(6)는 탭(11, 22) 일측의 분리막(3)의 경계일 수도 있다. 특정 위치(6)가 전극 조립체에 레이저가 조사된 위치인 경우, 바람직하게는 1개의 레이저 장치를 사용하고, 상기 레이저 장치의 조사점은 제1 카메라(41)와 제2 카메라(42)에 의해 모두 획득될 수 있다. 본 발명은 2개의 레이저 장치를 사용할 수도 있지만, 2개의 레이저 장치의 위치 정렬과 같은 문제를 고려해야 한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 권취 전 전극 조립체(100)를 촬영한 제1 이미지(T1)에서, 제1 극편(1)은 X축 방향을 따라 최외측에 위치하고, 제1 극편(1)의 아래는 순차적으로 제1 분리막(31), 제2 극편(2) 및 제2 분리막(32)이다. 촬영 유닛(4)의 투과 능력에 따라 제1 이미지(T1)에서 제1 극편(1) 및 제1 분리막(31)을 식별할 수 있다. 권취 후 전극 조립체(100)를 촬영한 제2 이미지(T2)에서, 제2 분리막(32)은 X축 방향을 따라 최외측에 위치하고, 제2 분리막(32)의 아래는 순차적으로 제2 극편(2), 제1 분리막(31) 및 제1 극편(1)이다. 촬영 유닛(4)의 투과 능력에 따라 제2 이미지(T2)에서 적어도 제2 분리막(32) 및 제2 극편(2)을 식별할 수 있다. 이 밖에, 제1 이미지(T1)에서 제1 분리막(31)의 가장자리는 제1 극편(1)을 초과하고, 제2 이미지(T2)에서 제2 분리막(32)의 가장자리는 제2 극편(2)의 가장자리를 초과하며, 따라서 제1 이미지(T1) 및 제2 이미지(T2)에서 제1 분리막(31)의 경계 및 제2 분리막(32)의 경계를 용이하게 식별한다. 이 밖에, 도 4에 도시된 바와 같이, Z축 방향에서 제1 분리막(31)의 경계 및 제2 분리막(32)의 경계는 일치하고, 즉 제1 이미지(T1) 상의 제1 분리막(31)의 경계는 제2 이미지(T2) 상의 제2 분리막(32)의 경계에 대응된다. 따라서, 분리막(3)의 경계는 제1 이미지(T1)와 제2 이미지(T2)에 모두 나타나고, 전극 조립체(100)의 동일한 위치에 대응된다. 이로써, 분리막(3)의 경계를 특정 위치로 설정함으로써, 다른 장치의 추가 도입 없이도 제1 카메라(41) 및 제2 카메라(42)의 위치 오프셋을 용이하게 판정할 수 있다.
또한, 레이저를 통해 제1 이미지(T1) 및 제2 이미지(T2)에서 특정 위치(6)를 생성할 수 있다. 이로써, 제1 분리막(31) 및/또는 제2 분리막(32)의 제조 오차 또는 제1 분리막(31) 및/또는 제2 분리막(32)의 오프셋에 의한 영향을 배제할 수 있다. 특정 위치(6)가 전극 조립체에 레이저가 조사된 위치인 경우, 바람직하게는 1개의 레이저 장치를 사용하고, 상기 레이저 장치의 조사점은 제1 카메라(41) 및 제2 카메라(42)에 의해 모두 획득될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 오프셋 검출 방법(200)의 카메라 오프셋 판정 단계는, 제1 이미지(T1)에 따라 제1 거리(d1)를 획득하되, 제1 거리(d1)는 제1 기준점(A1)으로부터 Z축 방향을 따라 특정 위치(6)까지의 거리인 단계; 제2 이미지(T2)에 따라 제2 거리(d2)를 획득하되, 제2 거리(d2)는 제2 기준점(A2)으로부터 Z축 방향을 따라 특정 위치(6)까지의 거리인 단계; 및 제1 거리(d1)와 제2 거리(d2)의 차가 제1 임계값보다 큰 경우, 제1 카메라(41)와 제2 카메라(42) 사이에 상대 변위가 발생한 것으로 판정하는 단계를 포함한다.
제1 거리(d1)는 제1 기준점(A1)으로부터 Z축 방향을 따라 특정 위치(6)까지의 픽셀점에 픽셀 당량을 곱한 것이고, 제2 거리(d2)는 제2 기준점(A2)으로부터 Z축 방향을 따라 특정 위치(6)까지의 픽셀점에 픽셀 당량을 곱한 것이다. 여기서, 픽셀 당량은 하나의 픽셀점으로 나타내는 실제 거리이고, 예를 들어 제1 이미지(T1)에서 제1 극편(1)의 Z축의 실제 폭을 제1 이미지(T1)에서 제1 극편(1)의 전체 픽셀값으로 나누어 획득할 수 있다.
제1 카메라(41)에 오프셋이 발생하지 않은 경우, 제1 기준점(A1)이 결정되면 제1 기준점(A1)은 항상 제1 극편(1)의 고정점에 대응되며, 즉 제1 이미지에서 제1 기준점(A1)으로부터 Z축 방향을 따라 특정 위치(6)까지의 거리(d1)는 고정적이다. 마찬가지로, 제2 카메라(42)에 오프셋이 발생하지 않은 경우, 제2 기준점(A2)으로부터 Z축 방향을 따라 특정 위치(6)까지의 거리(d2)도 고정적이다. 따라서, 제1 거리(d1)와 제2 거리(d2)의 차도 고정적이다. 일반적인 경우, 제1 카메라(41)와 제2 카메라(42)에 오프셋이 동시에 발생하는 확률은 매우 작다. 따라서, 제1 카메라(41)와 제2 카메라(42)의 위치 오프셋을 각각 판정할 필요가 없으므로, 판정 효율을 향상시킨다.
도 6에 도시된 바와 같이, 다음과 같이 제1 기준점(A1)을 결정할 수 있다. 제1 카메라(41)가 라인 스캔 카메라인 경우, Z축 방향에서 제1 극편(1)의 중간점이 제1 이미지(T1)의 중간 위치에 나타나도록 제1 카메라(41)의 시야 범위를 조정하고, 즉 Z축 방향에서 제1 극편(1)의 중간점과 Z축 방향에서 제1 이미지(T1)의 픽셀 중간점은 일치(예를 들어, Z축 방향에서 제1 이미지(T1)는 4096개의 픽셀을 가지면, 픽셀 중간점은 2048번째 픽셀점임)하며, 제1 기준점(A1)을 Z축 방향에서 제1 이미지(T1)의 픽셀 중간점으로 설정한다. 마찬가지로 제2 기준점(A2)을 결정할 수 있다. Z축 방향에서 제2 극편(2)의 중간점과 Z축 방향에서 제2 이미지(T2)의 픽셀 중간점이 일치하도록 제2 카메라(42)의 시야 범위를 조정하고, 제2 기준점(A2)을 Z축 방향에서 제2 이미지(T2)의 픽셀 중간점으로 설정한다. 이로써, 제1 기준점(A1)은 Z축 방향에서 제1 극편(1)의 중간점에 대응되는 픽셀점(2048번째 픽셀점)이고, 제2 기준점(A2)은 Z축 방향에서 제2 극편(2)의 중간점에 대응되는 픽셀점(2048번째 픽셀점)이다. 제1 이미지(T1)와 제2 이미지(T2)의 특정 위치(6)는 모두 분리막(3)의 경계에 대응되고, 이상적인 경우 제1 극편(1)의 중간점과 제2 극편(2)의 중간점은 일치하며, 이상적인 경우 제1 카메라(41) 및 제2 카메라(42)에 오프셋이 발생하지 않으면, 제1 기준점(A1)으로부터 특정 위치(6)까지의 제1 거리(d1)는 제2 기준점(A2)으로부터 특정 위치(6)까지의 제2 거리(d2)와 같다. 이로써, 상기 차이값을 제1 임계값(예를 들어, 0.15 mm)과 비교함으로써, 제1 카메라와 제2 카메라 사이에 상대 변위가 발생하였는지 여부를 용이하게 판정할 수 있다. 유의해야 할 것은, 제1 기준점(A1) 및 제2 기준점(A2)은 픽셀 중간점에 한정되지 않고, 제1 기준점(A1) 및 제2 기준점(A2)을 임의로 선택할 수 있으며, 이로부터 획득된 제1 거리(d1)와 제2 거리(d2) 사이의 관계를 결정하기만 하면 된다. 이 밖에, 제1 카메라(41)와 제2 카메라(42)가 라인 스캔 카메라인 경우, 획득된 제1 이미지(T1)와 제2 이미지(T2)는 1차원 라인이다. 그러나 제1 카메라(41)와 제2 카메라(42)는 라인 스캔 카메라가 아닐 수도 있고, 이때 제1 이미지(T1)와 제2 이미지(T2)는 2차원 이미지이며, 즉 Y 방향에서 일정한 길이를 갖는다. 제1 이미지(T1)와 제2 이미지(T2)가 2차원 이미지인 경우, Y 방향에서 제1 이미지(T1)와 제2 이미지(T2)의 동일한 위치에 대해 라인 스캔 카메라와 동일한 동작을 수행할 수 있거나, 제1 거리(d1)와 제2 거리(d2)를 전체 Y 방향에서의 평균 거리로 설정할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 오프셋 검출 방법(200)의 카메라 오프셋 판정 단계는, 제1 이미지(T1)에서 제1 거리(d1)를 획득하되, 제1 거리(d1)는 제1 기준점(A1)으로부터 Z축 방향을 따라 특정 위치(6)까지의 거리인 단계, 제2 이미지(T2)에서 제2 거리(d2)를 획득하되, 제2 거리(d2)는 제2 기준점(A2)으로부터 Z축 방향을 따라 특정 위치(6)까지의 거리인 단계, 제1 거리(d1)가 제1 거리 기준값 범위(d1_ref)를 초과하는 경우, 제1 카메라(41)에 오프셋이 발생한 것으로 판정하는 단계; 및 제2 거리(d2)가 제2 거리 기준값 범위(d2_ref)를 초과하는 경우, 제2 카메라(42)에 오프셋이 발생한 것으로 판정하는 단계를 포함한다.
이로써, 제1 거리(d1) 및 제2 거리(d2)를 각각 기설정값(d1_ref, d2_ref)과 비교함으로써, 제1 카메라(41)와 제2 카메라(42)에 위치 오프셋이 발생하였는지 여부를 각각 판정할 수 있고, 제1 거리(d1)와 제2 거리(d2) 사이의 관계를 판정하는 것에 비해, 어느 카메라에 위치 오프셋이 발생하였는지를 더 정확하게 판정할 수 있다.
또한, 먼저 제1 거리(d1)와 제2 거리(d2) 사이의 관계를 판정하여, 제1 카메라(41)와 제2 카메라(42)에 위치 오프셋이 발생하였는지 여부를 결정할 수 있다. 제1 카메라(41)와 제2 카메라(42)에 위치 오프셋이 발생한 것으로 결정하는 경우, 제1 거리(d1)와 제1 거리 기설정값(d1_ref) 및 제2 거리(d2)와 제2 거리 기설정값(d2_ref)의 비교를 수행함으로써, 어느 카메라에 위치 오프셋이 발생하였는지를 더 정확하게 알 수 있다. 제1 카메라(41)와 제2 카메라(42)에 위치 오프셋이 발생하지 않은 것으로 결정하는 경우, 제1 거리(d1)와 제1 거리 기설정값(d1_ref) 및 제2 거리(d2)와 제2 거리 기설정값(d2_ref)의 비교를 수행할 필요가 없고, 이로써 오프셋 판정 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 오프셋 검출 방법(200)의 전극 조립체 오프셋 판정 단계는, 제1 이미지(T1)에서 제3 거리(d3)를 획득하되, 제3 거리(d3)는 제3 기준점(A3)으로부터 제1 극편(1)의 경계까지의 수직 거리인 단계, 제2 이미지(T2)에서 제4 거리(d4)를 획득하되, 제4 거리(d4)는 제4 기준점(A4)으로부터 제2 극편(2)의 경계까지의 수직 거리인 단계, 및 제1 거리(d1)와 제2 거리(d2)의 차가 제1 임계값보다 작거나 같고, 제3 거리(d3)와 제4 거리(d4)의 차에서 제1 극편(1)의 경계와 제2 극편(2)의 경계의 기설정 거리를 빼서 얻은 차이값이 제2 임계값보다 큰 경우, 전극 조립체(100)에 오프셋이 발생한 것으로 판정하는 단계를 포함한다.
상술한 바와 같이, 전극 조립체의 권취 과정에서 비교적 중요한 파라미터는 권취 후 Z축 방향에서 전극 조립체(100)의 얼라인먼트이고, 특히 제1 극편(1)의 경계와 제2 극편(2)의 경계 사이의 수직 거리이다. 제1 카메라(41) 및 제2 카메라(42)가 정확한 위치에 위치하는 것을 확보한 전제(제1 거리(d1)와 제2 거리(d2)의 차는 제1 임계값보다 작거나 같음)하에, 여전히 제1 이미지(T1) 및 제2 이미지(T2)를 이용하고, 제3 거리(d3)와 제4 거리(d4)의 차를 통해 제1 극편(1)의 경계와 제2 극편(2)의 경계 사이의 수직 거리를 획득한 다음, 획득된 제1 극편(1)의 경계와 제2 극편(2)의 경계 사이의 수직 거리를 이의 기설정 거리와 비교하여, 전극 조립체(100) 권취 시 위치 오프셋이 발생하였는지 여부를 정확하게 판정할 수 있다.
유의해야 할 것은, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 이미지(T1)에서 제3 기준점(A3)은 제1 기준점(A1)과 일치할 수 있다. 제2 이미지(T2)에서 제4 기준점(A4)은 제2 기준점(A2)과 일치할 수 있다. 그러나 제3 기준점(A3)과 제4 기준점(A4)은 이에 한정되지 않고, 이로부터 획득된 제3 거리(d3)와 제4 거리(d4) 사이의 관계를 결정하기만 하면 된다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 오프셋 검출 방법(200)의 전극 조립체 오프셋 판정 단계는, 제1 이미지(T1)에서 제3 거리(d3)를 획득하되, 제3 거리(d3)는 제3 기준점(A3)으로부터 제1 극편(1)의 경계까지의 수직 거리인 단계, 제2 이미지(T2)에서 제4 거리(d4)를 획득하되, 제4 거리(d4)는 제4 기준점(A4)으로부터 제2 극편(2)의 경계까지의 수직 거리인 단계, 제1 거리(d1)와 제2 거리(d2)의 차가 제1 임계값보다 작거나 같고, 제3 거리(d3)가 제3 거리 기준값(d3_ref) 범위를 초과하는 경우, 제1 극편(1)에 오프셋이 발생한 것으로 판정하는 단계, 및 제1 거리(d1)와 제2 거리(d2)의 차가 제1 임계값보다 작거나 같고, 제4 거리(d4)가 제4 거리 기준값(d4_ref) 범위를 초과하는 경우, 제2 극편(2)에 오프셋이 발생한 것으로 판정하는 단계를 포함한다. 이로써, 제3 거리(d3) 및 제4 거리(d4)를 각각 기설정값(d3_ref, d4_ref)과 비교함으로써, 제1 극편(1)과 제2 극편(2)에 위치 오프셋이 발생하였는지 여부를 각각 판정할 수 있고, 제3 거리(d3)와 제4 거리(d4) 사이의 관계를 판정하는 것에 비해, 어느 극편에 위치 오프셋이 발생하였는지를 더 정확하게 판정할 수 있다.
또한, 먼저 제3 거리(d3)와 제4 거리(d4) 사이의 관계를 판정하여, 권취 시 전극 조립체(100)에 위치 오프셋이 발생하였는지 여부를 결정할 수 있다. 권취 시 전극 조립체(100)에 위치 오프셋이 발생한 것으로 결정하는 경우, 제3 거리(d3)와 제3 거리 기설정값(d3_ref) 및 제4 거리(d4)와 제4 거리 기설정값(d4_ref)의 비교를 수행함으로써, 어느 극편에 위치 오프셋이 발생하였는지를 더 정확하게 알 수 있다. 권취 시 전극 조립체(100)에 위치 오프셋이 발생하지 않은 것으로 결정하는 경우, 제3 거리(d3) 및 제4 거리(d4)와 기설정값(d3_ref, d4_ref)의 비교를 수행할 필요가 없고, 이로써 오프셋 판정 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 오프셋 검출 방법(200)의 전극 조립체 오프셋 판정 단계는, 제1 이미지(T1)에서 제3 거리(d3)를 획득하되, 제3 거리(d3)는 제3 기준점(A3)으로부터 제1 극편(1)의 경계까지의 수직 거리, 제2 이미지(T2)에서 제4 거리(d4)를 획득하되, 제4 거리(d4)는 제4 기준점(A4)으로부터 제2 극편(2)의 경계까지의 수직 거리인 단계, 제3 거리(d3)와 제4 거리(d4)의 차에서 상기 제1 극편의 경계와 상기 제2 극편의 경계의 기설정 거리를 뺀 다음, 제1 거리(d1)와 제2 거리(d2)의 차를 빼서 얻은 차이값이 제3 임계값보다 큰 경우, 전극 조립체에 오프셋이 발생한 것으로 판정하는 단계를 포함한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제1 카메라(41) 및/또는 제2 카메라(42)의 위치에 약간의 오프셋이 발생하였지만, d1-d2가 제1 임계값보다 작은 경우, 제3 거리(d3)와 제4 거리(d4)의 차를 통해 획득된 제1 극편(1)의 경계와 제2 극편(2)의 경계 간의 오프셋량은 두 부분, 즉 제1 카메라(41) 및 제2 카메라(42)에 의한 제1 이미지(T1) 및 제2 이미지(T2) 중의 좌표계 편차(d1-d2), 및 실제 제1 극편(1)의 경계와 제2 극편(2)의 경계 간의 오프셋량을 포함한다. 따라서, 실제 제1 극편(1)의 경계와 제2 극편(2)의 경계 간의 오프셋량은 제3 거리(d3)와 제4 거리(d4)의 차에서 제1 거리(d1)와 제2 거리(d2)의 차를 뺀 것과 같다. 이로써, 제1 카메라(41) 및 제2 카메라(42)의 위치 편차에 의한 영향을 배제할 수 있고, 전극 조립체(100)의 위치 오프셋을 더 정확하게 판정할 수 있다.
도 7에서, 제1 기준점(A1)과 제3 기준점(A3)이 일치하고 제2 기준점(A2)과 제4 기준점(A4)이 일치한 경우를 도시한다. 이해해야 할 것은, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 제1 기준점 내지 제4 기준점(A1 내지 A4)을 임의로 선택할 수 있으며, 제3 기준점(A3)과 제4 기준점(A4)에 의해 획득된 d3과 d4는 결정된 대응 관계를 갖는 조건, 제1 기준점(A1)과 제2 기준점(A2)에 의해 획득된 d1과 d2는 결정된 대응 관계를 갖는 조건, 및 d1-d2는 제1 카메라(41)과 제2 카메라(42)에 의한 제1 미지(T1)와 제2 이미지(T2) 중의 좌표계 편차인 조건을 충족시키면 된다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 제2 카메라(42)는 적외선 광원으로 분리막 층을 투과하여 그 뒤의 제2 극편(2)을 촬영한다. 상술한 바와 같이(도 6 참조), 제2 이미지(T2)에서 제2 극편(2)은 제2 분리막(32) 아래에 위치한다. 이로써, 제2 분리막(32)을 투과할 수 있는 적외선 카메라를 사용하여, 제2 이미지(T2)에서 제2 극편(2)을 식별하는 것을 확보할 수 있고, 나아가 제4 거리(d4)를 획득하여 제3 거리(d3)와 비교하여, 권취 시 전극 조립체(100)에 위치 오프셋이 발생하였는지 여부를 판정할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 분리막(3)은 제1 분리막(31) 및 제2 분리막(32)을 포함하고, 제1 이미지(T1)는 제1 극편(1) 및 제1 분리막(31)을 포함하며, 제2 이미지(T2)는 제2 극편(2) 및 제2 분리막(32)을 포함하고, 특정 위치(6)는 제1 분리막(31)으로부터 노출된 제2 분리막(32)의 경계 또는 제2 분리막(32)으로부터 노출된 제1 분리막(31)의 경계이다.
도 8은 제1 분리막(31)이 제2 분리막(32)으로부터 노출되는 예를 도시한다. 도 8에서 볼 수 있다시피, 제1 이미지(T1)에서 제1 분리막(31)은 제2 분리막(32)의 위에 있으므로, 제1 분리막(31)의 경계를 식별하고, 이를 특정 위치(6)로 할 수 있다. 제2 이미지(T2)에서 제1 분리막(31)은 제2 분리막(32)의 아래에 있지만, 제1 분리막(31)이 제2 분리막(32)으로부터 노출되므로, 제2 이미지(T2)에서 제1 분리막(31)의 경계를 식별하고, 이를 특정 위치(6)로 할 수 있다. 이로써, 제1 이미지(T1) 중의 특정 위치(6)와 제2 이미지(T2) 중의 특정 위치(6)는 서로 대응되고, 모두 제1 분리막(31)의 경계이다. 제2 분리막(32)의 경계가 제1 분리막의 경계로부터 노출되는 경우도 마찬가지이다. 이로써, 제1 분리막(31) 및/또는 제2 분리막(32)에 위치 오프셋이 발생하더라도 제1 이미지(T1) 중의 특정 위치(6)와 제2 이미지(T2) 중의 특정 위치(6)가 서로 대응되도록 확보할 수 있고, 전극 조립체(100)의 동일한 위치에 대응된다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 제2 이미지(T2)의 획득 시간이 제1 이미지(T1)의 획득 시간보다 늦고, 상기 시간 차이는 제1 카메라(41)와 제2 카메라(42)의 촬영 위치 및 전극 조립체(100)의 권취 속도에 따라 설정된다. 이로써, 상기 시간 차이를 조정함으로써 촬영된 제1 이미지(T1) 및 제2 이미지(T2)가 권취 후 동일한 위치에 있는 제1 극편(1) 및 제2 극편(2)을 표시하도록 하여, 동일한 위치에 있는 제1 극편(1) 및 제2 극편(2)에 대해 위치 오프셋 검출을 수행할 수 있고, 검출 결과를 더 정확하게 할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 오프셋 검출 장치를 제공하며, 상기 장치는 전극 조립체 권취 시 위치 오프셋을 검출하는 데 사용되고, 전극 조립체(100)는 제1 극편(1), 제2 극편(2) 및 분리막(3)을 포함하며, 오프셋 검출 장치는 제1 카메라(41) 및 제2 카메라(42)와 오프셋 판정 유닛을 포함하되, 제1 카메라(41) 및 제2 카메라(42)는 각각 제1 이미지(T1) 및 제2 이미지(T2)를 획득하되, 제1 이미지(T1)는 권취 과정에서 전극 조립체(100)의 제1 극편(1)의 이미지를 포함하고, 제2 이미지(T2)는 권취 과정에서 전극 조립체(100)의 제2 극편(2)의 이미지를 포함하며; 오프셋 판정 유닛은, 제1 이미지(T1) 중의 기준점 및 제2 이미지(T2) 중의 기준점으로부터 특정 위치(6)까지의 거리에 따라, 제1 카메라(41) 및 제2 카메라(42)에 오프셋이 발생하였는지 여부를 판정하고, 제1 카메라(41) 및 제2 카메라(42)에 오프셋이 발생하지 않은 것으로 판정되는 경우, 제1 이미지(T1) 중의 기준점으로부터 제1 극편(1)의 경계까지의 수직 거리 및 제2 이미지(T2) 중의 기준점으로부터 제2 극편(2)의 경계까지의 수직 거리에 따라, 전극 조립체(100)에 오프셋이 발생하였는지 여부를 판정한다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명은 오프셋 검출 방법(200)을 제공하며, 상기 방법은 하기와 같은 단계를 포함한다.
제1 카메라(41) 및 제2 카메라(42)를 통해 제1 이미지(T1) 및 제2 이미지(T2)를 획득하되, 제1 이미지(T1)는 권취 과정에서 전극 조립체(100)의 제1 극편(1)의 이미지를 포함하고, 제2 이미지(T2)는 권취 과정에서 전극 조립체(100)의 제2 극편(2)의 이미지를 포함하며;
제1 이미지(T1) 중의 제1 기준점(A1)을 Z축 방향에서 제1 이미지(T1)의 픽셀 중간점(예를 들어, Z축 방향에서 4096개의 픽셀을 갖는 라인 스캔 카메라에 있어서, 픽셀 중간점은 2048번째 픽셀점임)으로 설정하고, 제2 이미지(T2) 중의 제2 기준점(A2)을 Z축 방향에서 제2 이미지(T2)의 픽셀 중간점으로 설정하며, 특정 위치(6)를 분리막(3)의 경계로 설정한다. 이로써, 제1 이미지(T1) 중의 제1 기준점(A1)으로부터 분리막(3)의 경계까지의 제1 거리(d1) 및 제2 이미지(T2) 중의 제2 기준점(A2)으로부터 특정 위치(6)까지의 제2 거리(d2)를 획득한다. 제1 거리(d1) 및 제2 거리(d2)와 제1 임계값을 비교함으로써, 상기 제1 카메라(41) 및/또는 상기 제2 카메라(42)에 오프셋이 발생하였는지 여부를 판정한다. 제1 카메라(41) 및/또는 제2 카메라(42)에 오프셋이 발생한 경우, d1과 제1 거리 기설정값(d1_ref) 및 d2와 제2 거리 기설정값(d2_ref)을 추가적으로 비교함으로써, 제 카메라(41)와 제2 카메라(42) 중 어느 카메라에 오프셋이 발생하였는지를 더 정확하게 판정한다.
상기 제1 카메라(41) 및 상기 제2 카메라(42)에 오프셋이 발생하지 않은 것으로 판정하는 경우, 전극 조립체(100)에 오프셋이 발생하였는지 여부를 판정한다. 제1 이미지(T1)에서 제3 기준점(A3)을 제1 기준점(A1)과 일치하도록 설정하고, 제2 이미지(T2)에서 제4 기준점(A4)을 제2 기준점(A2)과 일치하도록 설정한다. 이로써, 제1 이미지(T1) 중의 제3 기준점(A3)(제1 기준점(A1))으로부터 제1 극편(1)의 경계까지의 제3 거리(d3) 및 제2 이미지(T2) 중의 제4 기준점(A4)(제2 기준점(A2))으로부터 제2 극편(2)의 경계까지의 제4 거리(d4)를 획득한다. 이때, d3-d4-(d1-d2)는 실제 제1 극편(1)의 경계와 제2 극편(2)의 경계 간의 오프셋량이고, 즉 제1 카메라(41) 및 제2 카메라(42)의 영향을 배제한, 실제 전극 조립체(100)의 오프셋량이다. 이로써, 전극 조립체(100)에 오프셋이 발생하였는지 여부를 더 정확하게 판정할 수 있다.
마지막으로, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않음을 유의해야 한다. 상기 실시예는 단지 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 해결수단 범위 내에서 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고 동일한 작용 및 효과를 발휘하는 실시예는 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다. 이 밖에, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위 내에서 실시예에 당업자가 생각해낼 수 있는 다양한 변형을 가할 수 있고, 실시예의 일부 구성요소를 조합하여 구성된 다른 방식도 본 발명의 범위 내에 포함된다.
100: 전극 조립체
1: 제1 극편
11: 제1 탭
2: 제2 극편
22: 제2 탭
3: 분리막
31: 제1 분리막
32: 제2 분리막
4: 촬영 유닛
41: 제1 카메라
42: 제2 카메라
5: 와인딩 니들
6: 특정 위치
T1: 제1 이미지
T2: 제2 이미지
A1: 제1 기준점
A2: 제2 기준점
d1: 제1 거리
d2: 제2 거리
d3: 제3 거리
d4: 제4 거리
200: 오프셋 검출 방법

Claims (10)

  1. 오프셋 검출 방법으로서,
    전극 조립체 권취 시 위치 오프셋을 검출하는 데 사용되고, 상기 전극 조립체는 제1 극편, 제2 극편 및 분리막을 포함하며,
    상기 오프셋 검출 방법은,
    제1 카메라 및 제2 카메라를 통해 제1 이미지 및 제2 이미지를 획득하되, 상기 제1 이미지는 권취 과정에서 상기 전극 조립체의 제1 극편의 이미지를 포함하고, 상기 제2 이미지는 권취 과정에서 상기 전극 조립체의 제2 극편의 이미지를 포함하는 단계;
    상기 제1 이미지 중의 기준점 및/또는 상기 제2 이미지 중의 기준점으로부터 특정 위치까지의 거리에 따라, 상기 제1 카메라 및/또는 상기 제2 카메라에 오프셋이 발생하였는지 여부를 판정하되, 상기 특정 위치는 상기 제1 이미지와 제2 이미지에 나타나는 동일한 객체의 위치인 카메라 오프셋 판단 단계; 및
    상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라에 오프셋이 발생하지 않은 것으로 판정되는 경우, 상기 제1 이미지 중의 기준점으로부터 제1 극편의 경계까지의 수직 거리 및 상기 제2 이미지 중의 기준점으로부터 제2 극편의 경계까지의 수직 거리에 따라, 상기 전극 조립체에 오프셋이 발생하였는지 여부를 판정하는 전극 조립체 오프셋 판정 단계를 포함하는 오프셋 검출 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 카메라 오프셋 판단 단계는,
    상기 제1 이미지에 따라 제1 거리를 획득하되, 상기 제1 거리는 제1 기준점으로부터 상기 특정 위치까지의 거리인 단계;
    상기 제2 이미지에 따라 제2 거리를 획득하되, 상기 제2 거리는 제2 기준점으로부터 상기 특정 위치까지의 거리인 단계; 및
    상기 제1 거리와 상기 제2 거리의 차가 제1 임계값보다 큰 경우, 상기 제1 카메라와 상기 제2 카메라 사이에 상대 변위가 발생한 것으로 판정하는 단계를 포함하는 오프셋 검출 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 카메라 오프셋 판단 단계는,
    상기 제1 이미지에 따라 제1 거리를 획득하되, 상기 제1 거리는 제1 기준점으로부터 상기 특정 위치까지의 거리인 단계,
    상기 제2 이미지에 따라 제2 거리를 획득하되, 상기 제2 거리는 제2 기준점으로부터 상기 특정 위치까지의 거리인 단계,
    상기 제1 거리가 제1 거리 기준값 범위를 초과하는 경우, 상기 제1 카메라에 오프셋이 발생한 것으로 판정하는 단계; 및
    상기 제2 거리가 제2 거리 기준값 범위를 초과하는 경우, 상기 제2 카메라에 오프셋이 발생한 것으로 판정하는 단계를 포함하는 오프셋 검출 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 특정 위치는 상기 분리막의 경계이거나, 상기 특정 위치는 상기 전극 조립체에 레이저가 조사된 위치이되,
    상기 레이저는 레이저 장치에 의해 방출되고 전극 조립체에 조사되며, 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지에서 픽셀 경계를 생성하는 데 사용되는 오프셋 검출 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 전극 조립체 오프셋 판정 단계는,
    상기 제1 이미지에 따라 제3 거리를 획득하되, 상기 제3 거리는 제3 기준점으로부터 상기 제1 극편의 경계까지의 수직 거리인 단계,
    상기 제2 이미지에 따라 제4 거리를 획득하되, 상기 제4 거리는 제4 기준점으로부터 상기 제2 극편의 경계까지의 수직 거리인 단계, 및
    상기 제1 거리와 상기 제2 거리의 차가 상기 제1 임계값보다 작거나 같고, 상기 제3 거리와 상기 제4 거리의 차에서 상기 제1 극편의 상기 경계와 상기 제2 극편의 상기 경계의 기설정 거리를 빼서 얻은 차이값이 제2 임계값보다 큰 경우, 상기 전극 조립체에 오프셋이 발생한 것으로 판정하는 단계를 포함하는 오프셋 검출 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 전극 조립체 오프셋 판정 단계는,
    상기 제1 이미지에 따라 제3 거리를 획득하되, 상기 제3 거리는 제3 기준점으로부터 상기 제1 극편의 경계까지의 수직 거리인 단계,
    상기 제2 이미지에 따라 제4 거리를 획득하되, 상기 제4 거리는 제4 기준점으로부터 상기 제2 극편의 경계까지의 수직 거리인 단계,
    상기 제1 거리와 상기 제2 거리의 차가 상기 제1 임계값보다 작거나 같고, 상기 제3 거리가 제3 거리 기준값 범위를 초과하는 경우, 상기 제1 극편에 오프셋이 발생한 것으로 판정하는 단계, 및
    상기 제1 거리와 상기 제2 거리의 차가 상기 제1 임계값보다 작거나 같고, 상기 제4 거리가 제4 거리 기준값 범위를 초과하는 경우, 상기 제2 극편에 오프셋이 발생한 것으로 판정하는 단계를 포함하는 오프셋 검출 방법.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 전극 조립체 오프셋 판정 단계는,
    상기 제1 이미지에서 제3 거리를 획득하되, 상기 제3 거리는 제3 기준점으로부터 상기 제1 극편의 경계까지의 수직 거리이고, 상기 제2 이미지에서 제4 거리를 획득하되, 상기 제4 거리는 제4 기준점으로부터 상기 제2 극편의 경계까지의 수직 거리인 단계, 및
    상기 제3 거리와 상기 제4 거리의 차에서 상기 제1 극편의 경계와 상기 제2 극편의 경계의 기설정 거리를 뺀 다음, 상기 제1 거리와 상기 제2 거리의 차를 빼서 얻은 차이값이 제3 임계값보다 큰 경우, 상기 전극 조립체에 오프셋이 발생한 것으로 판정하는 단계를 포함하는 오프셋 검출 방법.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 카메라는 적외선 광원으로 상기 분리막 층을 투과하여 그 뒤의 상기 제2 극편을 촬영하는 오프셋 검출 방법.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분리막은 제1 분리막 및 제2 분리막을 포함하고,
    상기 제1 이미지는 제1 극편 및 제1 분리막을 포함하며,
    상기 제2 이미지는 제2 극편 및 제2 분리막을 포함하고,
    상기 특정 위치는 상기 제1 분리막으로부터 노출된 상기 제2 분리막의 경계 또는 상기 제2 분리막으로부터 노출된 상기 제1 분리막의 경계인 오프셋 검출 방법.
  10. 오프셋 검출 장치로서,
    전극 조립체 권취 시 위치 오프셋을 검출하는 데 사용되고, 상기 전극 조립체는 제1 극편, 제2 극편 및 분리막을 포함하며,
    상기 오프셋 검출 장치는 제1 카메라 및 제2 카메라와 오프셋 판정 유닛을 포함하되,
    제1 카메라 및 제2 카메라는 각각 제1 이미지 및 제2 이미지를 획득하되, 상기 제1 이미지는 권취 과정에서 상기 전극 조립체의 제1 극편의 이미지를 포함하고, 상기 제2 이미지는 권취 과정에서 상기 전극 조립체의 제2 극편의 이미지를 포함하며;
    오프셋 판정 유닛은,
    상기 제1 이미지 중의 기준점 및 상기 제2 이미지 중의 기준점으로부터 특정 위치까지의 거리에 따라, 상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라에 오프셋이 발생하였는지 여부를 판정하고,
    상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라에 오프셋이 발생하지 않은 것으로 판정되는 경우, 상기 제1 이미지 중의 기준점으로부터 제1 극편의 경계까지의 수직 거리 및 상기 제2 이미지 중의 기준점으로부터 제2 극편의 경계까지의 수직 거리에 따라, 상기 전극 조립체에 오프셋이 발생하였는지 여부를 판정하는 오프셋 검출 장치.
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