KR20100058269A - 카메라 모듈장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라 모듈장치에 관한 것이다. 본 발명은 조명기, 하프미러 및 라인단위로 촬영하는 라인스캔 카메라가 하나의 모듈로 구성된 장치를 제공하여, 검사대상물의 불량 여부를 판단하기 위한 검사시스템의 설치가 보다 간편해지며, 그만큼 설치를 위해 소요되는 시간을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.

검사, 라인스캔 카메라, 조명, 하프미러, 모듈

Description

카메라 모듈장치{CAMERA MODULE APPARATUS}

본 발명은 카메라 모듈장치에 관한 것이다.

최근 카메라를 이용하여 검사대상물을 촬영한 후, 촬영된 영상을 통해 검사대상물의 불량 여부를 판단하는 기술이 다양한 부분에서 시행되고 있다. 이러한 카메라를 이용한 검사기술에서는 카메라의 촬영을 위해 조명이 필수적으로 동반되어야 하는데, 검사대상물에서 반사된 빛이 카메라로 입사되는 양에 의해 검사의 정밀성이 좌우되는 경우가 크다. 즉, 검사대상물에서 반사된 빛이 카메라로 입사되는 양이 많으면 검사의 정밀성이 향상되고, 그 반대의 경우일 때는 검사의 정밀성은 떨어지게 되는 것이다.

특히, 평판디스플레이에 적용되는 유리판 등과 같이 조그마한 얼룩, 파티클이나 유리조각, 이물, 긁힘 자국, 기포 등에 의해서도 치명적인 결함을 가지거나 제품의 신뢰성이 크게 추락되는 검사대상물의 경우에는 고도로 정밀한 검사가 이루어져야 한다. 그러한 정밀한 검사를 위해서는 검사대상물에서 반사되어 카메라로 입사되는 빛의 양이 균일하면서도 많아야 한다.

일반적으로 검사대상물에서 반사 후 카메라로 입사되는 빛의 양을 많게 하기 위해서는 검사대상물과 카메라의 렌즈가 서로 마주보는 방향으로 설치되고, 그 중간에 빛이 검사대상물로 조사되는 것이 바람직하지만, 이러한 경우 검사대상물로부터 반사되는 빛이 카메라의 렌즈에 입사되는 경로가 조명장치에 의해 방해받게 되는 문제점이 있다.

한편, 검사대상물에 따라서는 검사대상물의 전 영역에 걸쳐 이물 등을 검사하기 위해 카메라를 직선 이동시키면서 라인스캔을 하게 되는데, 이러한 경우에도 세밀한 검사를 위해서는 검사대상물의 전 영역에 걸쳐 반사되는 빛의 양이 고르고 많아야 한다.

그러나 조명장치가 검사대상물과 일정 각도를 가진 상태에서 조사를 할 경우에는 검사대상물에서 반사되는 빛의 양이 검사대상물의 전 영역에서 고르지 못할 수 있어 검사의 정밀성을 떨어뜨리는 문제점이 있으며, 특히, 점광원인 경우에는 그러한 문제점이 더욱 크게 대두된다.

따라서, 대한민국 등록실용 제20-0427386호(고안의 명칭 : 카메라를 이용한 검사시스템)에 막대조명 및 동축낙사조명방식을 이용하여 검사대상물을 세밀하고 명확하게 촬영함으로써, 검사의 정밀성을 높일 수 있는 기술이 개시되었다. 이때, 카메라가 검사대상물을 라인스캔하기 위해서 직선이동장치가 구비되는데, 상기 직선이동장치로 인해 카메라는 조명의 길이 방향인 직선방향으로 이동한다.

하지만, 카메라를 이용한 검사시스템을 설비에 설치하기 위해서는 조명과 카메라를 각각 따로 설치하여야 하기 때문에, 검사시스템의 설치가 복잡하고, 이에 따라, 그만큼의 시간이 소요된다는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 라인스캔을 위한 검사시스템의 설치가 보다 간편해질 수 있는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상기 검사대상물의 상면에 수직으로 구비되는 소정길이의 조명기; 상기 조명기로부터 조사되는 빛을 상기 검사대상물 측으로 반사시킨 후, 상기 검사대상물 측에서 다시 반사되어 오는 빛을 투과시키는 하프미러; 및 상기 검사대상물을 라인스캔하고, 상기 하프미러를 투과하여 조사되는 빛과 동일한 축상에 구비되는 라인스캔 카메라; 를 포함하며, 상기 조명기, 하프미러, 라인스캔 카메라는 하나의 모듈로 구성되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈장치를 제공한다.

이때, 상기 조명기는 상기 라인스캔 카메라에 의한 상기 검사대상물의 촬영방향과 수직하는 방향으로 빛을 조사하도록 구비되고, 상기 하프미러는 상기 조명기로부터 조사된 빛을 90도 방향으로 반사시키도록 구비되며, 상기 라인스캔 카메라는 상기 하프미러에서 90도 방향으로 반사된 후, 다시 검사대상물에서 반사되어 진행하는 빛이 상기 하프미러를 통과하여 진행하는 경로 상에 구비되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈장치를 제공한다.

그리고 상기 하프미러를 상기 조명기의 조사면과 소정 각도 경사지도록 상기 조명기에 결합시키는 프레임; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈장치를 제공한다.

또한, 상기 하프미러의 경사각은 상기 조명기의 조사면과 45도의 각을 이루도록 구비되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈장치를 제공한다.

또, 상기 라인스캔 카메라를 상기 검사대상물의 상면에 수직방향으로 직선 이동시키는 라인스캔 카메라 이동수단; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈장치를 제공한다.

한편, 상기 검사대상물의 상면에 수직으로 구비되는 소정길이의 조명기; 상기 조명기로부터 조사되는 빛을 상기 검사대상물 측으로 반사시킨 후, 상기 검사대상물 측에서 다시 반사되어 오는 빛을 투과시키는 하프미러; 상기 검사대상물을 라인스캔하고, 상기 하프미러를 투과하여 조사되는 빛과 동일한 축상에 구비되는 라인스캔 카메라; 및 상기 라인스캔 카메라가 상기 검사대상물의 전 영역을 라인스캔하기 위해 상기 검사대상물을 직선 이동시키는 검사대상물 이동장치; 를 포함하며, 상기 조명, 하프미러, 라인스캔 카메라는 하나의 모듈로 구성되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈장치를 이용한 검사시스템을 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 검사대상물의 불량 여부를 판단하기 위해 구성되는 조명기, 하프미러 및 라인단위로 촬영하는 라인스캔 카메라가 하나의 모듈로 구성됨에 따라, 검사시스템의 설치가 보다 간편해지며, 그만큼 설치를 위해 소요되는 시간을 최소화 시킬 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈장치에 대한 개략도이고, 도2는 도1의 작동을 설명하기 위한 참조도이며, 도3은 도2의 측단면도이다.

도1 내지 도3을 참조하면, 본 실시예에 따른 카메라 모듈장치(100)는 조명기(110), 하프미러(120), 라인스캔 카메라(130), 커버(140a), 덮개(140b), 프레임(150) 및 라인스캔 카메라 이동수단(160)을 포함하여 구성된다.

조명기(110)는 일정 길이(l)를 가지고, 해당 길이에 비례하는 조사범위를 가진다. 즉, 도2에 도시된 바와 같이, 길이 l만큼의 조사범위와 i방향의 조사방향을 가지며, 조사검사대상물(200)의 상면에 수직으로 구비된다.

하프미러(120)는 일단이 조명기(110)의 상단에 고정되어 i방향으로 조사되는 빛을 하방향, 즉, j방향으로 반사시킬 수 있도록 도3에 도시된 바와 같이, 조명 기(110)의 조사면과 45도의 경사각을 유지하도록 구비된다. 따라서, 조명기(110)에 의해 조사된 빛은 하프미러(120)에서 90도 방향인 j방향으로 반사되어 검사대상물(200)로 진행할 수 있게 된다. 그리고 하프미러(120)는 검사대상물(200)에서 반사되어 -j방향으로 진행하는 빛은 그대로 투과시킴으로써, 검사대상물(200)에서 반사된 빛이 라인스캔 카메라(130)로 입사될 수 있도록 구비된다.

라인스캔 카메라(130)는 조명기(110) 및 하프미러(120)의 상측에 위치되는데, 보다 정확히는 조명기(110)로부터 조사된 빛이 하프미러(120)에 의해 검사대상물(200)로 반사된 후, 검사대상물(200)에서 다시 반사되어 하프미러(120)를 투과한 다음 진행하는 진행경로 상에 위치한다. 물론, 라인스캔 카메라(130)의 렌즈와 검사대상물(200)은 서로 마주보는 방향으로 구비되고, 라인스캔 카메라(130)의 촬영방향은 조명기(110)의 조사방향인 i방향과 수직인 j방향이다. 즉, 라인스캔 카메라(130)와 검사대상물(200)은 조명기(110)에 의해 조사된 빛이 검사대상물(200)에서 반사된 후 진행하는 경로의 동일 축상에 위치하게 된다.

한편, 본 발명의 카메라 모듈장치(100)에서 라인스캔 카메라(130)는 검사대상물(200)을 라인단위로 촬영하도록 구현되는데, 도2에 도시된 바와 같이, 한 라인씩 검사대상물(200)을 스캔하는 동작을 반복하여 검사대상물(200)의 전 영역을 촬영한다.

커버(140a) 및 덮개(140b)는 조명기(110), 하프미러(120), 라인스캔 카메라(130)를 하나의 모듈로 구성되도록 하는 역할로, 커버(140a) 및 덮개(140b)에 의해 조명기(110), 하프미러(120), 라인스캔 카메라(130)는 한 공간 내에 존재하고, 동작하게 된다.

따라서, 검사대상물(200)의 불량 여부를 판단하기 위한 검사시스템의 설치가 보다 간편해지며, 그만큼 설치를 위해 소요되는 시간을 최소화 시킬 수 있는 효과가 있다.

프레임(150)은 하프미러(120)를 조명기(110)의 조사면과 소정 각도 경사지도록 조명기(110)에 결합시키는 역할로, 조명기(110)의 조사면과 하프미러(120)의 면이 45도 각도 상태를 유지하도록 하프미러(120)를 조명기(110)에 고정시킨다. 그리고 도2에 도시된 바와 같이, 조명기(110)로부터 조사된 빛이 하프미러(120)에 의해 검사대상물(200)로 반사된 후, 검사대상물(200)에서 다시 반사되어 하프미러(120)를 투과하여 라인스캔 카메라(130)의 렌즈로 입사되는 경로 상에 방해가 되지 않도록 일면에 홀이 형성된다.

라인스캔 카메라 이동수단(160)은 라인스캔 카메라(130)를 검사대상물(200)의 상면에 수직방향으로 직선 이동시킨다.

다음은 도1 내지 도3을 참조하여 도1의 카메라 모듈장치에 대한 작동을 설명한다.

도4에서 참조되는 바와 같이, 조명기(110)로부터 하프미러(120)를 향하여 빛이 조사(①)되면, 조사된 빛은 하프미러(120)에 의해 90도 꺾여 하방향으로 반사(②)됨으로써 검사대상물(200)로 조사되고, 다시 검사대상물(200)에서 하프미러(120) 및 라인스캔 카메라(130)방향인 상방향으로 반사되는 하프미러(120)를 통과한 후, 라인스캔 카메라(130)의 렌즈로 입사(③)된다.

한편, 라인스캔 카메라(130)가 검사대상물(200)의 전 영역을 라인스캔하기 위해 하나의 모듈로 구성된 조명기(110), 하프미러(120), 라인스캔 카메라(130)를 이동시키기 보다는 검사대상물(200)을 이동시키도록 구현되는 것이 바람직하다.

다시 말해, 도5에 도시된 바와 같이, 검사대상물(200)을 k방향으로 직선 이동시키는 검사대상물 이동장치(300)(예를 들어, 컨베이어 벨트)가 하나의 모듈로 구성된 조명기(110), 하프미러(120), 라인스캔 카메라(130) 상측에 설치되어 검사시스템을 이루고, 검사대상물 이동장치(300)의 구동에 의해 검사대상물(200)이 직선 이동하면서 라인스캔 카메라(130)가 검사대상물(200)을 한 라인씩 스캔하도록 구현되는 것이 바람직하며, 이때, 커버(140a)와 덮개(140b)는 미도시하였다.

여기서, 검사대상물(200)의 폭 길이가 길어서 한 번의 라인스캔으로 검사대상물(200)의 폭을 촬영하는 것이 불가능한 경우, 도6에 도시된 바와 같이, 라인스캔 카메라(130)를 검사대상물(200)의 상면에 수직방향(v)으로 직선 이동시키는 라인스캔 카메라 이동수단(160)이 라인스캔 카메라(130)에 장착되어 검사대상물(200)을 촬영하는 거리를 조절하는 것이 바람직하다.

즉, 라인스캔 카메라 이동수단(160)에 의해 라인스캔 카메라(130)가 수직 상방향으로 이동됨에 따라, 검사대상물(200)을 촬영할 수 있는 범위가 증가하고, 범위가 증가된 상태에서 검사대상물(200)이 k방향으로 이동됨에 따라, 검사대상물(200)의 폭이 큰 경우에도 검사대상물(200)의 폭을 한 번에 라인스캔하는 것이 가능하다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈장치에 대한 개략도이다.

도2는 도1의 카메라 모듈장치에 대한 작동을 설명하기 위한 참조도이다.

도3은 도2의 측단면도이다.

도4는 도1내지 도3의 카메라 모듈장치에 대한 작동을 설명하기 위한 다른 참조도이다.

도5는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈장치에 대한 다른 개략도이다.

도6은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈장치에 대한 또 다른 개략도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 카메라 모듈장치

110 : 조명기 120 : 하프미러

130 : 라인스캔 카메라 140a : 커버

140b : 덮개 150 : 프레임

160 : 라인스캔 카메라 이동수단

Claims (6)

1. 상기 검사대상물의 상면에 수직으로 구비되는 소정길이의 조명기;

   상기 조명기로부터 조사되는 빛을 상기 검사대상물 측으로 반사시킨 후, 상기 검사대상물 측에서 다시 반사되어 오는 빛을 투과시키는 하프미러; 및

   상기 검사대상물을 라인스캔하고, 상기 하프미러를 투과하여 조사되는 빛과 동일한 축상에 구비되는 라인스캔 카메라; 를 포함하며,

   상기 조명기, 하프미러, 라인스캔 카메라는 하나의 모듈로 구성되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 조명기는 상기 라인스캔 카메라에 의한 상기 검사대상물의 촬영방향과 수직하는 방향으로 빛을 조사하도록 구비되고,

   상기 하프미러는 상기 조명기로부터 조사된 빛을 90도 방향으로 반사시키도록 구비되며,

   상기 라인스캔 카메라는 상기 하프미러에서 90도 방향으로 반사된 후, 다시 검사대상물에서 반사되어 진행하는 빛이 상기 하프미러를 통과하여 진행하는 경로 상에 구비되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 하프미러를 상기 조명기의 조사면과 소정 각도 경사지도록 상기 조명기에 결합시키는 프레임; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 하프미러의 경사각은 상기 조명기의 조사면과 45도의 각을 이루도록 구비되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 라인스캔 카메라를 상기 검사대상물의 상면에 수직방향으로 직선 이동시키는 라인스캔 카메라 이동수단; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈장치.
6. 상기 검사대상물의 상면에 수직으로 구비되는 소정길이의 조명기;

   상기 조명기로부터 조사되는 빛을 상기 검사대상물 측으로 반사시킨 후, 상기 검사대상물 측에서 다시 반사되어 오는 빛을 투과시키는 하프미러;

   상기 검사대상물을 라인스캔하고, 상기 하프미러를 투과하여 조사되는 빛과 동일한 축상에 구비되는 라인스캔 카메라; 및

   상기 라인스캔 카메라가 상기 검사대상물의 전 영역을 라인스캔하기 위해 상기 검사대상물을 직선 이동시키는 검사대상물 이동장치; 를 포함하며,

   상기 조명, 하프미러, 라인스캔 카메라는 하나의 모듈로 구성되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈장치를 이용한 검사시스템.

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