KR20210057546A - 거리별 각도별 측정이 가능한 계측장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 검사장치에 고정되도록 설치되어 피 검사체를 검사하기 위한 계측장치는, 검사장치에 설치되는 케이스와, 케이스의 하단에 돌출되어 피 검사체의 색상정보 및 가시영상정보를 취득하기 위한 입력부와, 입력부의 기울기를 검출하기 위한 기울기 측정부와, 기울기 측정부에 의해 측정된 기울기를 바탕으로 입력부의 기울기를 조절할 수 있도록 입력부의 기울기를 보정하기 위한 기울기 보정부와, 입력부와 피 검사체 사이의 거리를 측정하기 위한 거리 측정부와, 피 검사체의 가시영상정보와 거리를 토대로 피 검사체의 외형치수를 검출하고, 피 검사체의 거리별 각도별 밝기정보를 파악하는 검사장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

거리별 각도별 측정이 가능한 계측장치{Measuring device that can measure by distance}

본 발명은 계측장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피검사체의 거리별 각도별 색상정보 측정이 가능한 계측장치에 관한 것이다.

일반적으로 색상검사는 숙련된 검사관에 의해 수작업으로 검사가 진행되어 왔으나, 카메라를 이용한 비전인식을 비롯하여, 다양한 계측장치의 개발이 이루어지면서, 디지털화된 정보를 바탕으로 정밀한 검사가 가능하게 되었다.

이를 통해 계측장치를 통해 검사가 진행되는 포인트에 맞춰 피 검사체를 위치시키는 것만으로 매우 간단하게 색상정보를 취득할 수 있으며, 취득된 색상정보를 바탕으로 매우 빠르게 검사를 수행할 수 있게 되었다.

이와 같은 기술의 하나로 한국공개특허 제10-2010-0137176호 "색상 검사 장치 및 색상 검사 방법"이 개발되었으나, 색상을 검사하기 위한 계측장치를 설치할 때, 계측장치를 통해 측정되는 검사 포인트가 정 위치할 수 있도록 계측장치의 기울기를 조절하면서 설치와 해제를 반복하여 검사 포인트를 조절하면 설치해야만하는 번거로움이 있었다.

즉, 고정된 검사 포인트에 대해서만 검사가 진행될 수 있음에 따라, 검사 포인트를 변경하기 위해서는 피 검사체를 고정시키기 위한 지그를 정밀하게 이송시켜 재 설치하거나, 계측장치의 고정위치를 수작업으로 변경해야만 하는 번거로움이 있으며, 피 검사체를 고정시키기 위한 지그를 분해한 후 정밀하게 이송시켜 재 설치하거나, 계측장치의 재 설치를 진행하여 검사 포인트를 다시 정 위치하기에는 매우 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.

특히, 디스플레이의 픽셀 및 색상검사도 자동화된 검사장치를 통해 검사가 실시되고 있으나, 디스플레이는 피 검사체와 계측장치 사이의 거리 또는 각도에 따라 색상이 크게 달라질 수 있음에 따라, 피검사체와의 거리 및 기울기를 정밀하게 조절하면서 설치해야함에 따라, 더욱 많은 설치시간이 필요한 문제점이 있었다.

또한, 3차원으로 이송되는 다축 로봇팔과 같은 가공장치에 검사장치가 검사장치가 일체형으로 설치된 경우 다축 로봇팔의 동작 변경시마다 미세하게 기울기가 변경되어 검사 포인트가 기 설정된 검사 포인트로부터 벗어나거나, 계측장치가 수평을 유지하지 못하는 문제점이 있었다.

이에 따라, 매우 간단하게 계측장치를 검사장치에 단순설치한 다음 계측장치의 기울기를 정밀하게 조절하여 기울기를 보정하거나, 미세하게 기울어지더라도 자체적으로 기울기를 측정하고 이를 보정하기 위한 기술 개발의 필요성이 제기되고 있다.

또한, OLED의 경우 광학보상을 각 셀마다 부여하지만, 색감의 편차가 많이 발생할 수 있으므로 이를 정밀하게 계측할 수 있는 장비의 개발이 요구되고 있다.

한국공개특허 제10-2010-0137176호 "색상 검사 장치 및 색상 검사 방법"

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 피검사체의 거리별 각도별 색상정보 측정이 가능한 계측장치를 제공한다.

또한, 피 검사체의 가시영상정보와 거리를 토대로 피 검사체의 외형치수를 검출하고, 피 검사체의 거리별 각도별 밝기정보를 파악할 수 있는 계측장치를 제공한다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 검사장치에 고정되도록 설치되어 피 검사체를 검사하기 위한 계측장치에 있어서, 상기 검사장치에 설치되는 케이스; 상기 케이스의 하단에 돌출되어 상기 피 검사체의 색상정보 및 가시영상정보를 취득하기 위한 입력부; 상기 입력부의 기울기를 검출하기 위한 기울기 측정부; 상기 기울기 측정부에 의해 측정된 기울기를 바탕으로 상기 입력부의 기울기를 조절할 수 있도록 상기 입력부의 기울기를 보정하기 위한 기울기 보정부; 및 상기 입력부와 상기 피 검사체 사이의 거리를 측정하기 위한 거리 측정부; 상기 피 검사체의 가시영상정보와 거리를 토대로 상기 피 검사체의 외형치수를 검출하고, 상기 피 검사체의 거리별 각도별 밝기정보를 파악하는 제어부;를 포함하는 계측장치가 제공된다.

또한, 본 발명에 포함되는 상기 입력부는, 상기 피 검사체의 색상정보를 획득하는 광학 센서; 및 상기 피 검사체의 가시영상정보를 획득하는 화상 카메라;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 포함되는 상기 기울기 보정부는 상기 입력부와 기울기 측정부가 배치되는 틸팅부와; 상기 틸팅부의 타측이 회동 가능하도록 틸팅부의 일측을 케이스에 고정시키기 위한 고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 포함되는 상기 기울기 보정부는 상기 틸팅부의 일측을 지지하여 회동각도를 조절하기위한 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 포함되는 상기 입력부를 통해 취득된 색상정보를 무선통신단말기로 제공하기 위한 통신부를 더 포함하며, 상기 통신부는 무선통신단말기를 통해 송신된 제어명령을 수신하여 상기 기울기 보정부를 제어할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 포함되는 상기 무선통신단말기는 디스플레이의 좌표별로 다른 색상을 표현하고, 상기 입력부를 통해 취득된 색상정보를 바탕으로 상기 기울기 보정부를 제어하여 검사 포인트를 조절하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 실시예에 따른 계측장치는 피검사체의 거리별 각도별 색상정보 측정이 가능하다. 즉, 피 검사체의 가시영상정보와 거리를 토대로 피 검사체의 외형치수를 검출하고, 피 검사체의 거리별 각도별 밝기정보를 파악할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 거리별 각도별 측정이 가능한 계측장치를 도시한 도면.
도 1a는 계측장치의 거리별 각도별 측정 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 거리별 각도별 측정이 가능한 계측장치를 도시한 종단면도.
도 3은 본 발명에 따른 거리별 각도별 측정이 가능한 계측장치의 기울기를 조절하기 위한 실시예를 도시한 도면.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 거리별 각도별 측정이 가능한 계측장치를 도시한 도면이고, 도 1a는 계측장치의 거리별 각도별 측정 예시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 거리별 각도별 측정이 가능한 계측장치를 도시한 종단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 거리별 각도별 측정이 가능한 계측장치의 기울기를 조절하기 위한 실시예를 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하여, 거리별 각도별 측정이 가능한 계측장치의 주요동작을 살펴보면 다음과 같다.

우선, 거리별 각도별 측정이 가능한 계측장치는 케이스, 입력부, 기울기 측정부, 기울기 보정부, 거리 측정부, 제어부를 포함하여 구성된다.

본 실시예에서, 입력부는 피 검사체의 색상정보를 획득하는 광학 센서와, 피 검사체의 가시영상정보를 획득하는 화상 카메라를 포함하여 구성된다. 또한, 기울기 측정부는 자이로 센서로 구성될 수 있다.

특히 본 발명에서 제어부는 피 검사체의 가시영상정보와 거리를 토대로 피 검사체의 외형치수를 검출할 수 있다. 또한, 제어부는 피 검사체의 거리별 각도별 밝기정보를 파악할 수 있다.

즉, 화상 카메라로 피 검사체의 전체 이미지를 촬영하고, 촬영된 이미지로 피사체 외형치수를 검출할 수 있다. 이때, 피 검사체와의 거리값과, 광학 측정값이 획득될 경우,

화상 카메라의 이미지와 광학 측정값의 획득값의 좌표값 일치시켜 더욱 신뢰성 있는 검사를 진행할 수 있으며, 입력부(화상 카메라 및 광학센서)의 기울기 값 및 거리(피 검사체와의 이격거리)를 조절하여 다양한 각도 및 거리에서 검사를 진행할 수 있다.

즉, 화상 카메라로 촬영된 피사체(길이) 값과 거리센서(거리 측정부)로 측정된 값으로 피사체 외형 치수를 측정할 수 있다.(A단계)

또한, 광학 센서로 측정된 밝기와 거리센서(거리 측정부)의 측정 값으로 입력부와 피 검사체 간 초점을 측정할 수 있다.(B단계)

또한, 자이로 센서 측정 값(x, y, z)으로 계측기(입력부) 수평면 기울기를 측정할 수 있다.(C단계)

따라서 A단계, B단계, C단계를 통해 계측기(입력부) 초점을 자동 보정할 수 있고, 계측기(입력부)와 피 검사체간 다양한 각도 측정 변화에 있어 A단계와 C단계를 통해 실시간 측정 상태(거리 및 각도)를 체크할 수 있다.

또한, 측정각 변경시 피 검사체 외형 변화 데이터가 추가될 경우, 더욱 정밀한 광각 측정이 가능하다.

또한, 거리센서 측정값으로 광학 센서와 화상 카메라 거리에 따른 초점 편차를 보정할 수 있다.

계측장치는 자체의 제어부 또는 컴퓨터(검사장치) 연결로 계측기 측정 상태를 실시간 모니터링가능하다. 이때, 화상 카메라를 통해 디테일한 모니터링이 가능하다.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 거리별 각도별 측정이 가능한 계측장치의 세부 구성을 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 거리별 각도별 측정이 가능한 계측장치를 도시한 것이며, 고정되거나, 다축 로봇팔에 의해 이송되는 검사장치(1)에 고정되도록 설치되어 피 검사체를 검사하기 위한 기울기 보정이 가능한 계측장치에 있어서, 검사장치(1)에 설치되는 케이스(2)와 상기 케이스(2)의 하단에 돌출되어 피 검사체의 색상정보 및 가시영상정보를 취득하기 위한 입력부(3)와 입력부(3)의 기울기를 조절하기 위한 기울기 보정부(5)와, 입력부(3)와 피 검사체 사이의 거리를 측정하기 위한 거리 측정부(14)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 입력부(3)의 기울기를 검출하기 위한 기울기 측정부(4)가 케이스(2) 내부에 배치되어, 케이스(2)의 기울기에 맞춰 상기 기울기 보정부(5)가 입력부(3)를 기울임으로써, 입력부(3)의 기울기를 보정하도록 구성될 수도 있다.

또는, 상기 입력부(3)의 기울기를 검출하기 위한 기울기 측정부(4)가 입력부(3)에 배치되어, 입력부(3)의 기울기를 직접적으로 측정하고, 측정된 기울기에 맞춰 상기 기울기 보정부(5)가 입력부(3)의 기울기를 보정하도록 구성될 수도 있다.

이때, 입력부(3)의 기울기는 항상 수평면에 수직인 상태를 유지하거나, 기 설정된 각도로 기울어지도록 설정될 수도 있다.

또는, 상기 케이스(2)의 외부에는 색상, 명암, 휘도와 같은 색상정보를 표시하거나, 기울기 측정부(4)를 통해 측정된 기울기를 표시하기 위한 표시창(17)이 구비될 수도 있다.

또한, 상기 입력부(3)를 통해 취득된 색상정보 및 가시영상정보를 무선통신단말기로 제공하기 위한 통신부(15)를 더 포함하여, 무선통신단말기를 통해 쉽고 간단하게 색상정보 및 가시영상정보를 확인하거나, 생상정보 이력을 기록, 관리할 수 있도록 구성될 수도 있다. 이때, 색상정보 및 가시영상정보의 좌표매칭 정보도 표시될 수 있다.

또한, 상기 통신부(15)가 기울기 측정부(4)를 통해 측정된 기울기를 무선통신단말기로 제공함으로써, 기울기에 대한 정보를 확인하거나, 기울기 이력을 기록, 관리할 수 있도록 구성될 수도 있다.

또한, 상기 기울기 보정부(5)는 케이스(2)의 외부로 돌출되어 인입량이 조절될 수 있는 나사형태의 조절부(도 2의 13 참조)를 포함하여 인입량에 따라 케이스(2) 내부로 연장되어 설치된 입력부(3)를 일측 또는 타측으로 밀어 기울일 수 있도록 구성될 수 있으나, 조절부는 전자제어를 통해 조절가능한 모터가 결합되어 입력부(3)를 일측으로 밀어주는 거리를 정밀하게 조절할 수 있도록 구성됨이 바람직하다. 기울기 보정부에 의해 입력부의 광학센서 및 화상 카메라는 각각 독립적으로 기울기 조절이 가능하다.

이를 통해 상기 기울기 측정부(4)를 통해 측정된 기울기를 바탕으로 기울기 보정부(5)의 조절부를 회전시킴으로써 입력부(3)를 일측 또는 타측으로 밀어 자동으로 기울기를 보정할 수 있게 된다.

또한, 통신부(15)가 무선통신단말기를 통해 송신된 제어명령을 수신하여 상기 기울기 보정부(5)를 자동으로 제어할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 거리별 각도별 측정이 가능한 계측장치를 도시한 종단면도를 도시한 것이며, 상기 케이스(2) 내부에 설치되는 기울기 보정부(5)는 상기 입력부(3)와 기울기 측정부(4)가 배치되는 틸팅부(11)와 상기 틸팅부(11)의 타측이 회동 가능하도록 틸팅부(11)의 일측을 케이스(2)에 고정시키기 위한 고정부(12)를 포함하여 구성된다.

보다 상세하게는, 입력부(3)가 고정된 틸팅부(11)의 타측이 자유 회동 가능하도록 일측을 고정시키기 위한 상기 고정부(12)는 링 형태의 가이드(21)와 가이드(21)의 내주면에 X축 방향으로 돌출된 X축 회전축(22)과 가이드(21)의 외주면에 Y축 방향으로 돌출된 Y축 회전축(23)을 포함하여 구성된다.

상기 가이드(21) 내주면에 형성된 X축 회전축(22)을 통해 틸팅부(11)가 축 결합되어 X축을 중심으로 회동 가능하게 되며, 가이드(21)의 회주면에 형성된 Y축 회전축(23)이 케이스(2)의 내부에 축 결합됨으로써, 틸팅부(11)와 고정부(12) 전체가 Y축을 중심으로 회동 가능하게 된다.

이와 같이, 틸팅부(11)가 X축을 중심으로한 회동과 Y축을 중심으로한 회동이 모두 가능할 경우, 상기 기울기 보정부(5)는 상기 틸팅부(11)의 일측을 지지하여 회동각도를 조절하기위한 조절부(13)가 X축에 평행하도록 하나가 배치되고, Y축에 평행하도록 다른 하나가 배치되어, X축 회동량과 Y축 회동량을 개별적으로 조절할 수 있도록 구성됨이 바람직하다.

또한, 상기 조절부(13)의 반대편에는 틸팅부(11)를 탄성지지하기 위한 탄성체(16)가 배치되어, 조절부(13)에 틸팅부(11)를 밀착시키도록 구성됨이 바람직하다.

또한, 상기 입력부(3)와 피 검사체 사이의 거리를 측정하기 위한 거리 측정부(14)를 더 포함하여, 피 검사체(6)와의 사이 거리를 검사장치에 제공할 수 있도록 구성될 수도 있다.

도 3은 본 발명에 따른 거리별 각도별 측정이 가능한 계측장치의 기울기를 조절하기 위한 실시예를 도시한 것이며, 피 검사체로써 무선통신단말기(6)를 배치하고, 무선통신단말기(6)는 디스플레이의 좌표별로 다른 색상 및 명암이 표현되도록 설정되어 입력부를 통해 취득된 색상정보를 바탕으로 현재 검사 포인트(P1)의 위치를 연산하고, 기 설정된 검사 포인트의 색상정보를 취득할 수 있도록 무선통신단말기(6)가 제어명령을 송신하여 기울기 보정부를 제어함으로써, 검사 포인트를 조절하도록 실시될 수 있다.

다시 말해서, 무선통신단말기(6)를 통해 검사를 실시하고자하는 디스플레이의 좌표(P2)만 설정한 후 기울기 보정이 가능한 계측장치의 하부에 무선통신단말기(6)를 배치하는 매우 간단한 절차만으로 기울기 보정이 가능한 계측장치는 입력부를 통해 취득된 색상정보를 무선통신단말기(6)에 제공하고, 이를 바탕으로 현재 검사 포인트(P1)의 위치를 연산하여 설정된 위치좌표(P2)에 해당하는 색상정보를 취득하도록 기울기 보정부를 자동으로 제어하게 된다.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 검사장치
2 : 케이스
3 : 입력부
4 : 기울기 측정부
5 : 기울기 보정부
11 : 틸팅부
12 : 고정부
13 : 조절부
14 : 거리 측정부
15 : 통신부
16 : 탄성체
17 : 표시창
21 : 가이드
22 : X축 회전축
23 : Y축 회전축

Claims (6)

1. 검사장치에 고정되도록 설치되어 피 검사체를 검사하기 위한 계측장치에 있어서,
   상기 검사장치에 설치되는 케이스;
   상기 케이스의 하단에 돌출되어 상기 피 검사체의 색상정보 및 가시영상정보를 취득하기 위한 입력부;
   상기 입력부의 기울기를 검출하기 위한 기울기 측정부;
   상기 기울기 측정부에 의해 측정된 기울기를 바탕으로 상기 입력부의 기울기를 조절할 수 있도록 상기 입력부의 기울기를 보정하기 위한 기울기 보정부;
   상기 입력부와 상기 피 검사체 사이의 거리를 측정하기 위한 거리 측정부; 및
   상기 피 검사체의 가시영상정보와 거리를 토대로 상기 피 검사체의 외형치수를 검출하고, 상기 피 검사체의 거리별 각도별 밝기정보를 파악하는 제어부;
   를 포함하는 계측장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 입력부는,
   상기 피 검사체의 색상정보를 획득하는 광학 센서; 및
   상기 피 검사체의 가시영상정보를 획득하는 화상 카메라;를 포함하는 것을 특징으로 하는 계측장치.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 기울기 보정부는
   상기 입력부와 기울기 측정부가 배치되는 틸팅부와;
   상기 틸팅부의 타측이 회동 가능하도록 틸팅부의 일측을 케이스에 고정시키기 위한 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 계측장치.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 기울기 보정부는
   상기 틸팅부의 일측을 지지하여 회동각도를 조절하기위한 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 계측장치.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 입력부를 통해 취득된 색상정보를 무선통신단말기로 제공하기 위한 통신부를 더 포함하며,
   상기 통신부는 무선통신단말기를 통해 송신된 제어명령을 수신하여 상기 기울기 보정부를 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 계측장치.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 무선통신단말기는 디스플레이의 좌표별로 다른 색상을 표현하고, 상기 입력부를 통해 취득된 색상정보를 바탕으로 상기 기울기 보정부를 제어하여 검사 포인트를 조절하는 것을 특징으로 하는 계측장치.

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