KR20100137176A - 색상 검사 장치 및 색상 검사 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 색상 검사 장치 및 색상 검사 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 색상 검사 장치는, 표준 샘플로서의 시료를 고정부에 고정한 경우 조명부의 조명 밝기 및 카메라부의 휘도와 색농도를 조절한 후 시료를 촬영하여 표준 영상을 생성하고 표준 영상 내에서 표준 검사 대상 영역을 설정하고 표준 검사 대상 영역에 대한 이미지의 색상 특성을 계산하여 표준 색상 정보를 생성하여 저장하고, 검사 대상 샘플로서의 시료를 고정부에 고정한 경우 조명부의 조명 밝기와 카메라부의 휘도/색농도를 표준 색상 정보를 얻을 때와 동일한 조건으로 조정한 후 시료를 촬영하여 검사용 영상을 생성하고 검사용 영상에서 표준 검사 대상 영역에 대응하는 영역의 이미지에 대한 색상 특성을 계산하여 검사 색상 정보를 생성하고, 검사 색상 정보와 저장된 표준 색상 정보로부터 색상 차이값을 산출하고 색상 차이값이 소정의 표준 범위를 초과하는 경우 검사 대상 샘플의 색상을 불량으로 판정함으로써, 다양한 부품 각각의 색상을 검사자의 육안으로 확인함에 따른 오차를 최소화할 수 있다.

Description

색상 검사 장치 및 색상 검사 방법{COLOR INSPECTING DEVICE AND COLOR INSPECTING METHOD}

본 발명은 색상 검사 장치 및 색상 검사 방법에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 시료 표면의 색상을 검사하여 색상 양부 판정을 행하는 색상 검사 장치 및 색상 검사 방법에 관한 것이다.

일반적으로 소형 전자 제품 외관은 한 개의 부품으로 구성되지 않고, 도료로 색상이 도장된 플라스틱 사출 부품이 여러 개 조합되어 제품으로 만들어진다.

한편, 하나의 제품의 외관이 결정되기 위해서는 여러 종류의 사출 부품을 하나의 생산 라인에서 생산할 수 없기 때문에, 각각 다른 생산 라인에서 사출 부품을 만들어 색상을 도장하고, 최종 생산 라인에서 각각의 부품들을 조립하여 하나의 제품으로 만든다.

이때, 각각 다른 생산 라인에서 생산된 부품은 사출 조건에 따른 편차, 도료의 편차, 도장 두께의 편차 등에 의해서 색상의 편차가 발생하게 된다.

따라서, 최종 생산 라인에서 각각의 부품을 조립하여 완성된 제품을 검사할 때, 색상 차이에 의한 문제가 발생할 수 있으며, 이와 같은 색상 차가 발생하면 해 당 부품을 사용할 수 없게 될 뿐만 아니라 같은 플라스틱 사출 부품은 모두 전량 폐기하게 되어 큰 손실이 발생하게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 제품 개발 시에 제작된 표준 샘플을 각각의 부품 제조 라인에 배포하고, 숙련된 검사자가 육안으로 표준 샘플의 색상과 제조된 부품의 색상을 직접 비교하는 방식으로 검사를 수행하고 있으나, 이는 정량적 및 정성적인 검사가 이루어질 수 없어서 불량 제품을 완전하게 방지할 수는 없었다.

또한, 일부에서는 분광 방식을 이용하여 색의 파장을 분석함으로써 색상 차이를 계산하는 장치를 적용하고 있으나, 이러한 방식은 측정 가능한 영역이 매우 미세하기 때문에 부품의 넓은 영역을 효과적으로 신속하게 검사할 수는 없다. 또한, 광반사 물질이 함유되어 있는 부품에 대해서는 정확한 색상 검사가 불가능하다는 단점을 갖는다.

따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점의 발생을 미연에 방지할 수 있도록, 부품의 색상을 정확하게 측정하여 표준 샘플과 비교함으로써 색상이 불량한 부품을 전체 조립 단계 전에 발견할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 색상 검사의 대상이 되는 시료를 암실 내에 배치한 후 상기 시료를 촬영하여 색상을 검사하는 장치로서: 상기 암실 내에 상기 시료를 고정하기 위해, 수평면을 갖는 안착대와 상기 안착대의 수평면상에서 마주보는 방향으로 이동 가능하고 < > 형상이 각각 형성된 제1 프레임 및 제2 프레임을 구비한 고정부; 조명의 밝기 조절이 가능하고 상기 암실의 복수의 벽면에 설치된 확산판을 통해 상기 시료를 간접적으로 조명하는 조명부; 촬영을 위한 휘도와 색농도의 조절이 가능하며 상기 시료를 촬영하는 카메라부; 및 표준 샘플로서의 상기 시료를 상기 고정부에 고정한 경우 상기 조명부의 조명 밝기 및 상기 카메라부의 휘도와 색농도를 조절한 후 상기 시료를 촬영하여 표준 영상을 생성하고 상기 표준 영상 내에서 표준 검사 대상 영역을 설정하고 상기 표준 검사 대상 영역에 대한 이미지의 색상 특성을 계산하여 표준 색상 정보를 생성하여 저장하고, 검사 대상 샘플로서의 상기 시료를 상기 고정부에 고정한 경우 상기 조명부의 조명 밝기와 상기 카메라부의 휘도/색농도를 표준 색상 정보를 얻을 때와 동일한 조건으로 조정한 후 상기 시료를 촬영하여 검사용 영상을 생성하고 상기 검사용 영상에서 상기 표준 검사 대상 영역에 대응하는 영역의 이미지에 대한 색상 특성을 계산하여 검사 색상 정보를 생성하고, 상기 검사 색상 정보와 상기 저장된 표준 색상 정보로부터 색상 차이값을 산출하고 상기 색상 차이값이 소정의 표준 범위를 초과하는 경우 상기 검사 대상 샘플의 색상을 불량으로 판정하는 컴퓨터부를 제공한다.

또한, 상기 조명부는, 상기 복수의 벽면 중 두 면 이상의 벽면을 연결하여 대각선 방향으로 설치된 반사시트를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 암실 내의 밝기를 측정하는 조도 센서를 더 포함하고, 상기 컴퓨터부는, 상기 조도 센서에 의해 측정된 밝기에 기초하여 상기 조명부의 조명 밝기를 조절하는 조명 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정부는, 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임이 서로 마주보는 방향으로 전진하는 탄성력을 가하도록 연결된 스프링과, 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임을 서로 벌어지도록 후퇴시키는 손잡이를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정부는, 상기 시료를 고정 유지한 상태에서, 상기 시료의 측면에 대한 색상 검사가 가능하도록 상기 카메라부의 촬영 방향에 대하여 상기 시료를 회전시킬 수 있는 회전 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 컴퓨터부는, 상기 설정된 검사 대상 영역의 이미지를 RGB 색상으로 분해한 후, XYZ 챠트계로 변환하고, 다시 Lab 차트계로 변환하여 정량적으로 계산함으로써 상기 표준 색상 정보 및 상기 검사 색상 정보를 생성하는 것을 특징으 로 한다.

또한, 상기 컴퓨터부는, 상기 시료에 마크된 문자의 색상 불량을 검사하기 위해, 상기 설정된 검사 대상 영역의 이미지에서 상기 마크된 문자 주변의 바탕색을 제거한 후 문자 색상만으로 상기 표준 색상 정보 및 상기 검사 색상 정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 컴퓨터부는, 상기 시료에 마킹된 문자 위치 불량을 검사하기 위해 상기 설정된 검사 대상 영역의 이미지에서 문자에 대한 기준선을 추출하고 소정의 마킹 기준선과 비교하여 문자 위치 불량을 검출하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 색상 검사의 대상이 되는 시료를 암실 내에 배치한 후 상기 시료를 촬영하기 위하여 상기 암실 내에 상기 시료를 고정하기 위한 고정부와, 상기 암실의 복수의 벽면에 설치된 확산판을 통해 상기 시료를 간접적으로 조명하는 조명부와, 및 상기 시료를 촬영하는 카메라부를 구비한 색상 검사 장치를 이용한 색상을 검사하는 방법으로서: 표준 샘플로서의 상기 시료를 상기 고정부에 고정하고, 상기 조명부의 조명 밝기와 상기 카메라의 촬영을 위한 휘도와 색농도를 조절하는 단계; 상기 시료를 촬영하여 표준 영상을 생성하고, 상기 표준 영상 내에서 표준 검사 대상 영역을 설정하고, 상기 표준 검사 대상 영역에 대한 이미지의 색상 특성을 계산하여 표준 색상 정보를 생성하는 단계; 검사 대상 샘플로서의 상기 시료를 상기 고정부에 고정하고, 상기 조명부의 조명 밝기와 상기 카메라의 촬영을 위한 휘도와 색농도를 표준 색상 정보를 얻을 때와 동일한 조건으로 조정하는 단계; 상기 시료를 촬영하여 검사용 영상을 생성하 고, 상기 검사용 영상에서 상기 표준 검사 대상 영역에 대응하는 영역의 이미지에 대한 색상 특성을 계산하여 검사 색상 정보를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 검사 색상 정보와 상기 표준 색상 정보로부터 색상 차이값을 산출하고, 상기 색상 차이값이 소정의 표준 범위를 초과하는 경우 상기 검사 대상 샘플의 색상을 불량으로 판정하는 단계;를 제공한다.

상술한 구성들에 의하여, 본 발명은 색상에 매우 민감한 소형 전자 제품의 제조에 있어서, 다양한 부품 각각의 색상을 검사자의 육안으로 확인함에 따른 오차를 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명은 제품의 조립 전에 부품의 색상의 차이를 미리 판별하게 됨으로써, 불량 부품에 의한 조립이 수행되어 제품을 폐기하거나 재조립해야하는 상황을 최대한 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 확산판을 통한 간접 조명을 이용함으로써, 시료의 색상을 정확히 검출할 수 있다.

본 발명의 상세한 구성 및 작용에 대하여 이하에서 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 색상 검사 장치의 구성을 나타낸 블록도이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 색상 검사 장치의 구현예를 나타낸 간략 한 도면이다.

도 1을 참조하면, 색상 검사 장치는, 암실(10), 고정부(20), 조명부(30), 카메라부(40) 및 컴퓨터부(50)를 포함하여 이루어진다. 이와 같은 색상 검사 장치에 의해, 외부의 환경을 차단한 암실(10)의 내부의 고정부(20)에 시료(5)를 고정하고, 조명부(30)에 의해 빛을 조명하는 상태에서 카메라부(40)에 의해 시료를 촬영한 영상을 컴퓨터부(50)에서 분석함으로써, 시료(5) 표면의 색상의 양부 판정을 행하게 된다.

암실(10)은, 색상 검사 대상인 시료(5)가 놓여지는 공간이며, 주변의 빛을 차단하여 오로지 조명부(30)에 의한 조명만 존재하도록 한다. 암실(10)에는 상술한 구성 요소 중 컴퓨터부(50)를 제외한 모든 요소를 내장하며, 필요에 따라서는 컴퓨터부(50)를 포함한 모든 구성 요소를 내장할 수도 있다.

한편, 암실(10)의 일측에는 시료(5)를 자동으로 또는 수동으로 인입 및 인출할 수 있고 암실(10)로 입사되는 빛을 차단하는 덮개 등이 설치된 개폐부(12)를 구비할 수도 있다.

고정부(20)는, 암실(10) 내에 시료(5)를 정확한 위치에 배치하여 촬영될 수 있도록 하는 것으로서, 시료(5)가 놓여지는 안착대(22)와, 안착대(22)에 놓여진 시료(5)를 일정한 위치에 고정시켜 촬영을 위해 유지하는 제1 프레임(24) 및 제2 프레임(26)과, 시료(5)가 고정된 안착대(22)를 수평 및 수직 이동, 또는 어떠한 방향으로 회전시키기 위한 위치 조정 수단을 포함하여 이루어진다.

여기에서, 본 발명의 일실시예에 따른 색상 검사 장치에 적용된 고정부의 구 조를 도 3을 참조하여 설명한다.

고정부(20)는, 암실(10) 내에 시료(5)를 일정한 위치에 고정시키는 역할을 한다. 시료(5)는 암실(10)의 개폐부(12)를 통해 자동 또는 수동으로 인입되는데, 이때, 매 인입시에 시료(5)가 고정부(20)에 항상 정확한 위치에 놓여질 수 있다면 시료(5)의 방향에 따른 카메라부(40) 등의 위치 조정 단계를 생략할 수 있어 작업의 능률을 향상시킬 수 있게 된다.

따라서, 항상 정확한 위치에 시료(5)를 위치시킬 수 있는 고정부(20)가 필요하며, 본 발명의 일실시예에 따른 색상 검사 장치는 다음과 같은 개선된 구조의 고정부(20)를 적용한다.

안착대(22)는, 적어도 상부 표면이 수평면으로 이루어지는 것이 바람직하며, 이 수평면상에 시료(5)가 놓여지게 된다. 안착대(22)의 상부 표면은 소정의 형태 또는 시료(5)의 형태에 따라 오목하거나 볼록한 부분이 형성될 수도 있다.

안착대(22)의 상부 표면에는 시료(5)를 고정시키기 위한 한 쌍의 프레임(24, 26)이 위치한다. 프레임은 안착대(22)의 수평면상에서 서로 마주보는 방향으로 전후 이동 가능하도록 가이드 홈(28) 또는 가이드 레일 등에 결합되어 설치되며, 서로 마주보는 방향으로 < > 형태가 되도록 오목부가 각각 형성된 제1 프레임(24)과 제2 프레임(26)으로 이루어진다.

한편, 제1 프레임(24)과 제2 프레임(26)에는 서로 마주보는 방향으로 전진하여 오므려질 수 있도록 탄성력을 가하는 스프링(25)과 같은 구성이 배치될 수 있다.

또한, 제1 프레임(24) 및 제2 프레임(26)의 하나 또는 각각에는, 검사자가 수동으로 프레임을 서로 후퇴시켜 벌릴 수 있도록 손잡이(27)가 형성될 수도 있다.

이에 의해 검사자는, 손잡이(27)를 이용하여 제1 프레임(24)과 제2 프레임(26)을 서로 멀어지는 방향으로 벌린 후 검사 대상이 되는 시료(5)를 양 프레임의 오목부 사이에 배치하고, 손잡이(27)를 놓음으로써 양 프레임이 스프링(26)의 탄성력에 의해 전진시키면 시료(5)는 오목부 사이에서 고정 유지된다.

제1 프레임(24) 및 제2 프레임(26)은 양자가 안착대 상에서 상대적으로 이동 가능하게 구성될 수도 있으며, 어느 하나가 안착대(22)에 고정되도록 구성할 수도 있다.

이때, 제1 프레임(24)과 제2 프레임(26)의 오목부에 의해 형성되는 형태는 네 변이 모두 동일한 길이를 갖는 마름모의 형태가 되며, 이러한 오목부에 의해 시료는 안착대(22) 상에서 항상 정확한 위치에 고정될 수 있게 된다.

여기에서 정확한 위치라는 것은, 시료(5)의 전체 부분 또는 색상 측정을 위한 소정의 영역이 후술하는 카메라부(40)의 촬영 가능 영역에 완전하게 들어갈 수 있도록 하는 위치이다. 그리고 이와 같이 정확한 위치에 고정될 수 있도록 하기 위하여, 고정부(20)의 일측에는 고정부(20)의 안착대(22)를 상하 좌우 방향으로 수평 또는 수직 이동시킬 수 있는 위치 이동 수단이 더 구비될 수도 있다.

또한, 고정부(20)는 카메라부(40)의 촬영 방향에 대하여 시료(5)를 회전시킬 수 있는 회전 수단이 더 구비될 수도 있다. 즉, 카메라부(40)의 카메라가 바라보는 광축 방향과 교차하는 축 방향으로 적어도 안착대(22)를 회전시키는 제어가 가능하 다. 이에 의해, 시료(5)의 모든 방향 및 모든 위치에 대하여 정확하게 색상 검사를 진행할 수 있게 된다.

이와 같은 위치 이동 수단 및 회전 수단은 도 2에서 위치 조정 수단(29)으로 간략하게 도시되어 있을 뿐이지만, 상용화되어 있는 다양한 원리의 다양한 구조가 적용될 수 있다.

조명부(30)는, 암실(10)의 적어도 일측에서 시료(5)를 조명한다. 이때 조명부(30)는 시료(5)를 복수의 방향으로부터 균일한 밝기로 조명할 수 있도록, 암실(10) 내벽의 2면 이상에 설치된 간접 조명 방식의 조명 수단(도시하지 않음)으로 이루어진다.

이와 같은 조명 수단으로는 LED, 면발광원, 할로겐 램프 등의 각종 발광체가 적용될 수 있다. 그리고 이러한 발광체의 전면에는 확산판(31) 등이 배치되어 빛을 균일하게 방출할 수 있도록 한다.

또한, 조명부(30)는 입력되는 조명 제어 신호에 의해 그 조명 밝기 또는 조명 색상이 임의로 조절될 수 있는 것이 바람직하다.

더욱, 조명부(30)는 조도 센서(33)를 더 구비하는 것이 바람직하다. 이 조도 센서(33)는 조명부(30)에 의한 조명의 밝기 또는 색상을 조도 신호로서 컴퓨터부(50)에 제공하게 되고, 컴퓨터부(50)는 이 조도 신호에 기초하여 암실(10) 내부의 밝기 또는 색상을 제어할 수 있다. 이에 의해 시료(5)를 촬영한 영상의 밝기를 소프트웨어에 의해 보정하지 않더라도 원하는 밝기에 대응하는 영상을 얻을 수 있게 된다. 또한, 조도 센서(33)에 의하여 조명부(30)의 발광체가 수명이 다하여 밝 기가 약해지는 현상을 감지할 수 있어서, 색상 검사 장치의 유지 보수를 용이하게 할 수 있다.

또한, 조명부(30)는 암실 내부에서 확산판(31)을 설치할 수 없는 공간, 예를 들면 암실 내벽이 서로 만나는 구석 부분에서 두 벽면에 대하여 대각선 방향으로 설치된 반사 시트(32)를 구비할 수도 있다.

이러한 구성에 의해 암실(10) 내부의 모든 방향에 대하여 균일한 밝기의 조명을 행할 수 있게 되므로, 본 발명에 따른 색상 검사를 더욱 정확하게 수행할 수 있게 된다.

카메라부(40)는, 암실(10)의 일측에서 고정부(20)에 안착된 시료(5)를 촬영하여 디지털 영상을 생성한다. 카메라부(40)는, 렌즈의 광학적 특성, 촬상 소자의 광학적 및 전기적인 특성, 촬영된 영상의 색상 특성 등을 나타내는 카메라 사양 정보를 갖는다. 이러한 카메라 사양 정보는 카메라에 의해 촬영된 영상의 휘도와 색농도 등에 영향을 미치게 된다.

카메라부(40)는 평소에는 동영상으로 암실(10) 내부를 촬영하고 해당하는 영상을 출력함으로써 검사자가 동영상 화면을 보면서 시료(5)의 인입, 위치 조정, 조명 밝기 조정, 및 기타 암실 내부 환경을 조정하도록 하고, 색상 검사를 행하고자 할 경우에 컴퓨터부(50)의 제어에 의해 시료(5)에 대한 정지 영상을 촬영하여 출력하도록 한다.

카메라부(40)는 시료(5)의 전체 부분을 하나의 영상 속에 모두 촬영하는 것이 바람직하며, 촬영한 영상에서 색상 검사의 대상이 되는 영역을 필요한 크기로 확대하여 검사할 수 있도록 카메라에 의한 촬영 화소의 수가 가능한 많을수록 바람직하다.

컴퓨터부(50)는, 검사자에 의한 수동으로 또는 소정의 소프트웨어를 통한 자동으로, 고정부(20), 조명부(30) 및 카메라부(40)를 제어하여 시료(5)를 촬영하고, 촬영한 영상을 이용하여 시료(5)의 전체 부분 또는 선택한 소정 영역의 시료 표면에 대한 색상 검사를 행한다.

즉, 검사자가 시료(5)를 고정부(20)에 고정시키면, 고정부(20)를 회전시키는 등에 의해 위치 설정을 행하고, 조명부(30)를 제어하여 적절한 밝기로 조명함과 동시에 카메라부(40)로 시료(5)를 촬영한다. 그리고 촬영된 영상의 적어도 일부의 부분을 색상 검사 대상 영역으로서 선택하고, 선택한 영역의 색상을 검사하여 색상 정보를 생성한다. 색상 정보가 생성되면, 미리 저장하고 있는 표준 색상 정보와의 값 차이(색상 차이값)를 산출하게 되고, 산출된 색상 차이값이 소정의 기준값 범위를 벗어나는 경우에, 해당 시료(5)를 색상 불량으로 판정하게 된다.

표준 색상 정보는, 정확한 색상으로 제조된 바람직한 시료(5)(표준 시료)를 암실(10)에서 소정의 밝기(기준 밝기)에 의한 조명을 행한 상태에서 카메라부(40)의 휘도 및 색농도를 조절한 후에 촬영하여 생성한 색상 정보를 나타낸다. 또한, 표준 색상 정보에는 표준 색상 정보를 생성할 당시의 기준 밝기와 촬영을 행한 카메라부(40)의 휘도 및 색농도를 나타내는 정보를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이에 의해 추후 검사 대상이 되는 시료(5)(검사 대상 샘플)의 색상을 검사할 때, 암실(10) 내의 분위기(조명 관련 분위기 및 카메라 관련 분위기)를 표준 상태(표준 색상 정보를 생성할 당시의 상태)가 되도록 제어할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 컴퓨터부(50)는, 시료(5)를 촬영한 영상에서 일부분의 이미지를 선택하고, 선택된 이미지에 있어서 검사자에 의해 선택된 임의의 색상을 갖는 화소 영역을 제거하고, 나머지 영역에 대한 색상을 검사하도록 할 수도 있다.

이러한 검사는, 예를 들면, 시료(5)의 표면에 문자 또는 그림이 형성된 경우, 이 문자 또는 그림의 색상을 검사하는 데에 적용될 수 있다. 즉, 문자를 포함하는 시료(5)의 일부 영역을 선택한 후, 선택된 영역에서 문자 또는 그림의 주변 화소의 색상(바탕색)을 선택하면, 해당 바탕색을 제외한 영역, 즉, 문자 또는 그림의 내부 영역이 나머지 영역으로 설정되게 되고, 이 나머지 영역에 대한 색상 검사를 행할 수 있게 된다.

한편, 반대로, 검사자에 의해 문자 또는 그림 영역의 내부 부분의 색상이 선택될 수 있으며, 해당 색상을 갖는 영역(문자 또는 그림 영역)의 색상을 검사하도록 하는 것도 가능하다.

또한, 선택된 색상의 영역을 제외함에 있어서, 제외되는 비슷한 색상의 한계값을 정하는 기능도 제공될 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 컴퓨터부(50)는, 위와 같이 생성된 문자 또는 그림 영역으로부터 기준선을 추출할 수 있다. 이러한 기준선은 복수의 문자의 최하단 또는 상단 부분을 서로 연결한 직선과 같이, 복수의 문자를 정렬시키기 위한 정보를 갖는 형태인 것이 바람직하다. 그리고 이와 같이 추출된 기준선과 시 료(5)에 대하여 미리 설정된 기준선과의 기울기를 비교하게 되고, 이에 의해 시료(5)의 표면에 형성된 문자 또는 그림이 시료(5)에 대하여 기울어져 있는지의 여부도 검사할 수 있다.

시료(5)의 기준선은, 시료(5)가 고정부(20)의 안착대(22)에 대하여 항상 일정하게 고정되는 것이 보장되기 때문에, 고정부(20)의 일방향을 기준으로 미리 설정되어 있을 수도 있다.

다음은 색상 정보를 생성하는 원리에 대하여 간단하게 설명한다. 색상 정보는 널리 사용되고 있는 색상 검출 방법을 이용함으로써 생성된다.

먼저, 시료(5)를 촬영한 영상으로부터 색상을 검사할 하나 또는 복수의 화소를 포함하는 검사 대상 영역을 선택한다. 일반적으로 검사 대상 영역은 복수의 화소를 포함한다. 이렇게 선택된 영역을 표시하는 좌표 정보는 색상 검사 정보의 일부로서 포함될 수 있다.

영역이 선택되면, 선택된 영역에 포함된 화소들의 색상의 특성을 계산하게 된다. 이때, 각 화소마다의 색상 특성을 계산한 후 색상 특성값을 평균화할 수도 있고, 각 화소의 색상을 평균화하여 하나의 화소인 것으로 하여 색상 특성을 계산할 수도 있다. 여기서는 후자의 방법으로 설명한다.

한편, 색상의 특성은, 먼저, 평균화된 색상을 갖는 화소의 색상을 R(빨간색), G(녹색), B(파란색)의 3색으로 분석하고, 이 분석된 정보를 XYZ 색챠트로 전환한다. 그리고 전환된 XYZ 색챠트를 다시 Lab 챠트계로 변환하게 되며, 이렇게 변환된 Lab 챠트계의 Lab 값을 색상 정보로서 유지한다.

그리고 추후 Lab 값을 정량적으로 이용하여 색상 검사를 위한 색상 차이값을 산출하게 되는 것이다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 일실시예에 따른 색상 검사 장치에 의하면, 색상에 매우 민감한 소형 전자 제품의 제조에 있어서, 다양한 부품 각각의 색상을 검사자의 육안으로 확인함에 따른 오차를 최소화할 수 있게 된다.

또한, 제품의 조립 전에 부품의 색상의 차이를 미리 판별하게 됨으로써, 불량 부품에 의한 조립이 수행되어 제품을 재조립해야하는 상황을 최대한 방지할 수 있게 된다.

다음은, 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 색상 검사 장치를 이용한 색상 검사 방법에 대하여 설명한다. 본 발명에 따른 색상 검사 방법은 표준 샘플에 의한 표준 색상 정보를 생성하는 과정과, 검사 대상 샘플의 색상을 검사하여 검사 색상 정보를 생성하는 과정과, 표준 색상 정보와 검사 색상 정보를 비교하여 색상 불량을 판정하는 과정을 포함한다.

먼저, 도 4를 참조하여 표준 색상 정보를 생성하는 과정을 설명한다.

우선, 색상 검사 장치를 운용하는 검사자는 색상 검사의 표준이 되는 시료(5)인 표준 샘플을 선택하고, 표준 샘플을 암실(10) 내의 고정부(20)에 유지시킨다(S12).

그리고 검사를 행할 위치가 촬영될 수 있도록 고정부(20)의 상하좌우 위치 및 회전 위치를 조절하고, 이 위치를 표준 위치 정보로 설정한다(S13). 즉, 시료(5)가 카메라부(40) 카메라의 광축에 일치하게 배치되도록 시료(5)를 수평 이동시키거나, 카메라의 초점 영역에 들어오도록 수직 이동시킬 수 있다. 또한, 시료(5)의 원하는 부분, 예를 들면 옆면 등을 촬영하기 위하여 시료(5)를 회전시킬 수도 있다.

다음, 조명부(30)를 구동하여 암실(10) 내부를 조명하고, 적절한 밝기로 조정한 후 이 밝기 및 밝기를 조정하기 위한 제어 정보를 표준 조명 정보로 설정한다(S14).

이어서, 카메라부(40)에서 표준 시료를 촬영하여 표시되는 영상을 확인함으로써, 또는 카메라부(40)의 기본 사양을 제어함으로써 카메라부(40)의 휘도 및 색농도를 조절하고, 이러한 조절 결과 또는 조절을 위한 제어 정보를 표준 카메라 장보로 설정한다(S15).

모든 조정이 완료하면, 고정부(20) 상의 표준 샘플을 촬영하여 표준 영상을 생성한다(S16).

검사자는 표준 영상으로부터 색상 검사를 위한 검사 대상 영역을 선택하게 된다(S17). 영역의 선택은 촬영된 영상이 컴퓨터부(50)의 디스플레이 장치 등에 표시되는 상태에서, 검사자가 하나의 화소를 선택하거나 또는 원하는 일부의 영역을 사각형이나 다양한 폐곡선의 형태로 선택함으로써 이루어진다. 이 영역을 나타내는 좌표값은 표준 검사 영역 정보로서 설정된다.

이어서, 표준 검사 영역에 대한 이미지를 추출하고, 추출된 이미지의 화소들로부터 색상 정보를 검출하게 된다(S18). 검출된 색상 정보는 표준 색상 정보로 설정된다.

이와 같이 색상 정보의 검출 단계까지 완료되면, 컴퓨터부(50)는 설정된 표준 위치 정보, 표준 조명 정보, 표준 카메라 정보, 표준 검사 영역 정보, 및 표준 색상 정보를 표준 정보로서 하나의 파일 형태로 데이터베이스 등에 저장하고 필요에 따라 독출 가능하도록 유지한다(S19).

다음은 이와 같이 표준 정보가 유지되는 상태에서, 검사 대상이 되는 시료(5)인 검사 대상 샘플의 색상을 검사하는 과정 및 검사 대상 샘플의 색상 불량을 판정하는 과정을 도 5를 참조하여 설명한다.

우선, 컴퓨터부(50)에서는 앞서 생성하여 유지하고 있는 표준 정보를 독출하여 비교 자료로서 유지한다(S21). 그리고 검사자가 색상 검사의 대상이 되는 표준 샘플을 고정부(20)에 고정한다(S22).

고정이 완료되면, 컴퓨터부(50)에서는, 고정부(20)를 표준 정보의 표준 위치 정보에 따라 상하좌우 이동 및 회전 이동에 의한 위치 조정을 행하고(S23), 조명부(30)를 표준 조명 정보에 따라 조명 밝기 및/또는 조명 색상을 조절하고(S24), 카메라부(40)를 표준 카메라 정보에 따라 휘도 및 색농도 등을 조절한다(S25).

이와 같은 조정이 완료되면, 카메라부(40)에서 검사 대상 샘플을 촬영하여 검사용 영상을 생성한다(S26).

검사용 영상이 생성되면, 컴퓨터부(50)에서는 표준 검사 영역 정보가 나타내는 좌표 영역을 따라 검사용 영상에서 검사 대상 영역을 설정하고(S27), 설정된 검사 대상 영역의 이미지로부터 색상 특성을 검출하여 색상 정보를 생성하고, 생성된 색상 정보를 검사 색상 정보로 한다(S28).

이어서, 검사 대상 샘플로부터 검사 색상 정보가 생성 완료하면, 표준 정보의 표준 색상 정보와 검사 색상 정보의 색상을 비교하여 색상 차이값을 산출한다(S29). 이때, 검출되는 색상 정보는 Lab 차트계에 의한 수치로 산출되므로 정량적인 비교가 가능하다.

그리고 산출된 색상 차이값이 미리 정해진 기준 범위를 초과하는 경우에는(S31) 검사 대상 샘플의 색상이 불량인 것으로 판정하여(S32), 미리 정해져 있는 불량 처리 절차(도시하지 않음)로 검사 대상 샘플을 이송하고, 산출된 색상 차이값이 기준 범위 이내인 경우에는(S31) 검사 대상 샘플의 색상을 양호로 판정하여(S33) 이어지는 제품 조립 절차(도시하지 않음) 등으로 진행한다.

이후, 이와 같은 검사 과정을 각 시료에 대해서 반복적으로 수행하여, 시료의 제조 상태를 검사하게 된다.

한편, 컴퓨터부(50)에서는, 촬영된 영상의 밝기를 미리 유지하고 있는 표준 정보에서 요구하는 밝기(예를 들면 표준 조명 정보에 대응하는 밝기)로 보정하는 처리를 행할 수도 있다. 이는, 이미 조명부(30)의 밝기 제어가 이루어졌기는 하지만, 촬영되어 생성된 영상의 밝기가 표준 정보를 생성한 영상의 밝기와 정확하게 일치하지 않을 수 있기 때문에 이러한 보정을 적용할 수도 있다.

다음은, 도 6을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 색상 검사 방법에 있어서, 시료(5)의 표면에 마킹된 문자 또는 그림의 색상을 검사하는 방법에 대하여 설명한다.

이러한 마킹된 문자의 색상을 검사하는 절차는 상술한 도 4 및 도 5에서의 색상 검사 방법의 일부와 치환되어 적용될 수도 있으며, 또는 표면의 색상 검사를 행한 이후에 추가적으로 적용될 수도 있다.

먼저, 검사자는 시료(5)(표준 샘플 또는 검사 대상 샘플)를 촬영한 영상으로부터 문자를 포함하는 검사 대상 영역을 설정하고, 설정된 검사 대상 영역에서 문자 외의 바탕색 영역의 색상을 제거하여 순수한 문자 영역만을 추출한다(S51).

그리고 추출된 문자 영역의 이미지를 검사하여 색상 정보를 검출하고(S52), 검출된 색상 정보를 이용하여, 표준 샘플에서의 표준 색상 정보와 검사 대상 샘플의 검사 색상 정보를 비교하고 색상 차이값을 산출함으로써, 문자 색상 불량을 검사하게 된다(S53).

다음은, 도 7을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 색상 검사 방법에 있어서, 시료(5)의 표면에 마킹된 문자 또는 그림이 정확한 방향으로 형성되었는지를 판정하는 방법을 설명한다. 즉, 시료(5)의 표면에 문자 또는 그림을 인쇄하는 경우, 시료(5)의 기준 방향에 대하여 정해진 방향으로부터 기울어지게 인쇄될 수 있 는데, 본 방법은 그러한 상태를 검사하는 데에 적용될 수 있다.

먼저, 검사자가 시료(5)(표준 샘플 또는 검사 대상 샘플)로부터 문자가 포함된 검사 대상 영역을 설정하면, 설정된 영역의 문자에 의한 문자 기준선을 생성하고(S61), 생성된 문자 기준선과 시료(5)에 대하여 미리 설정된 마킹 기준선을 비교한다(S62). 그리고 기준선 간의 기울어진 정도를 비교함으로써 문자 마킹 위치 불량을 검사하게 된다(S63).

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 색상 검사 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 색상 검사 장치의 구현예를 간략히 나타낸 도면이다.

도 3은, 고정부의 구조를 도시한 도면이다.

도 4 및 도 5는, 본 발명의 일실시예에 따른 색상 검사 장치를 이용한 색상 검사 방법을 설명하는 흐름도이다.

도 6은, 시료의 표면에 마킹된 문자의 색상을 검사하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 7은, 시료의 표면에 마킹된 문자가 정확한 방향으로 마킹되었는지를 판정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

Claims (11)

1. 색상 검사의 대상이 되는 시료를 암실 내에 배치한 후 상기 시료를 촬영하여 색상을 검사하는 장치로서:

   상기 암실 내에 상기 시료를 고정하기 위해, 수평면을 갖는 안착대와 상기 안착대의 수평면상에서 마주보는 방향으로 이동 가능하고 < > 형상이 각각 형성된 제1 프레임 및 제2 프레임을 구비한 고정부;

   조명의 밝기 조절이 가능하고 상기 암실의 복수의 벽면에 설치된 확산판을 통해 상기 시료를 간접적으로 조명하는 조명부;

   촬영을 위한 휘도와 색농도의 조절이 가능하며 상기 시료를 촬영하는 카메라부; 및

   표준 샘플로서의 상기 시료를 상기 고정부에 고정한 경우 상기 조명부의 조명 밝기 및 상기 카메라부의 휘도와 색농도를 조절한 후 상기 시료를 촬영하여 표준 영상을 생성하고 상기 표준 영상 내에서 표준 검사 대상 영역을 설정하고 상기 표준 검사 대상 영역에 대한 이미지의 색상 특성을 계산하여 표준 색상 정보를 생성하여 저장하고, 검사 대상 샘플로서의 상기 시료를 상기 고정부에 고정한 경우 상기 조명부의 조명 밝기와 상기 카메라부의 휘도와 색농도를 표준 색상 정보를 얻을 때와 동일한 조건으로 조정한 후 상기 시료를 촬영하여 검사용 영상을 생성하고 상기 검사용 영상에서 상기 표준 검사 대상 영역에 대응하는 영역의 이미지에 대한 색상 특성을 계산하여 검사 색상 정보를 생성하고, 상기 검사 색상 정보와 상기 저 장된 표준 색상 정보로부터 색상 차이값을 산출하고 상기 색상 차이값이 소정의 표준 범위를 초과하는 경우 상기 검사 대상 샘플의 색상을 불량으로 판정하는 컴퓨터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 색상 검사 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 조명부는, 상기 복수의 벽면 중 두 면 이상의 벽면을 연결하여 대각선 방향으로 설치된 반사시트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 색상 검사 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 암실 내의 밝기를 측정하는 조도 센서를 더 포함하고,

   상기 컴퓨터부는, 상기 조도 센서에 의해 측정된 밝기에 기초하여 상기 조명부의 조명 밝기를 조절하는 조명 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 색상 검사 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 고정부는, 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임이 서로 마주보는 방향으로 전진하는 탄성력을 가하도록 연결된 스프링과, 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임을 서로 벌어지도록 후퇴시키는 손잡이를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 색상 검사 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 고정부는, 상기 시료를 고정 유지한 상태에서, 상기 시료의 측면에 대한 색상 검사가 가능하도록 상기 카메라부의 촬영 방향에 대하여 상기 시료를 회전시킬 수 있는 회전 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 색상 검사 장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 컴퓨터부는, 상기 설정된 검사 대상 영역의 이미지를 RGB 색상으로 분해한 후, XYZ 챠트계로 변환하고, 다시 Lab 차트계로 변환하여 정량적으로 계산함으로써 상기 표준 색상 정보 및 상기 검사 색상 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 색상 검사 장치.
7. 제5항에 있어서,

   상기 컴퓨터부는, 상기 시료에 마크된 문자의 색상 불량을 검사하기 위해, 상기 설정된 검사 대상 영역의 이미지에서 상기 마크된 문자 주변의 바탕색을 제거한 후 문자 색상만으로 상기 표준 색상 정보 및 상기 검사 색상 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 색상 검사 장치.
8. 제5항에 있어서,

   상기 컴퓨터부는, 상기 시료에 마킹된 문자 위치 불량을 검사하기 위해 상기 설정된 검사 대상 영역의 이미지에서 문자에 대한 기준선을 추출하고 소정의 마킹 기준선과 비교하여 문자 위치 불량을 검출하는 것을 특징으로 하는 색상 검사 장치.
9. 색상 검사의 대상이 되는 시료를 암실 내에 배치한 후 상기 시료를 촬영하기 위하여 상기 암실 내에 상기 시료를 고정하기 위한 고정부와, 상기 암실의 복수의 벽면에 설치된 확산판을 통해 상기 시료를 간접적으로 조명하는 조명부와, 및 상기 시료를 촬영하는 카메라부를 구비한 색상 검사 장치를 이용한 색상을 검사하는 방법으로서:

   표준 샘플로서의 상기 시료를 상기 고정부에 고정하고, 상기 조명부의 조명 밝기와 상기 카메라의 촬영을 위한 휘도와 색농도를 조절하는 단계;

   상기 시료를 촬영하여 표준 영상을 생성하고, 상기 표준 영상 내에서 표준 검사 대상 영역을 설정하고, 상기 표준 검사 대상 영역에 대한 이미지의 색상 특성을 계산하여 표준 색상 정보를 생성하는 단계;

   검사 대상 샘플로서의 상기 시료를 상기 고정부에 고정하고, 상기 조명부의 조명 밝기와 상기 카메라의 촬영을 위한 휘도와 색농도를 표준 색상 정보를 얻을 때와 동일한 조건으로 조정하는 단계;

   상기 시료를 촬영하여 검사용 영상을 생성하고, 상기 검사용 영상에서 상기 표준 검사 대상 영역에 대응하는 영역의 이미지에 대한 색상 특성을 계산하여 검사 색상 정보를 생성하는 단계; 및

   상기 생성된 검사 색상 정보와 상기 표준 색상 정보로부터 색상 차이값을 산출하고, 상기 색상 차이값이 소정의 표준 범위를 초과하는 경우 상기 검사 대상 샘플의 색상을 불량으로 판정하는 단계;를 포함하는 색상 검사 방법.
10. 제9항에 있어서,

    표준 샘플로서의 상기 시료를 상기 고정부에 고정하는 단계 및 검사 대상 샘플로서의 시료를 상기 암실 내에 고정하는 단계는,

    상기 시료의 측면에 대한 색상 검사가 가능하도록 상기 시료를 촬영 방향에 대하여 회전시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 색상 검사 방법.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서,

    표준 색상 정보를 생성하는 단계 및 검사 색상 정보를 생성하는 단계는,

    상기 설정된 검사 대상 영역의 이미지에서 상기 마크된 문자 주변의 바탕색을 제거한 후 문자 색상만으로 상기 표준 색상 정보 및 상기 검사 색상 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 색상 검사 방법.

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