KR20210066298A - 조명장치 및 이를 포함하는 머신비전 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 명세서는 본 발명은, 카메라와 렌즈를 수용하여 검사물체에 광을 조사하는 조명장치로, 렌즈를 수용하는 제1구멍과 제1구멍과 반대면에 위치하고 상기 광이 검사물체로 조사되는 제2구멍을 포함하는 본체 및 본체의 내부에 수용되고 제2구멍으로 광을 조사하는 광원부, 본체의 내부에 수용되고 광원부의 광원의 배광을 조절하는 반사부를 포함하는 조명장치 및 이를 포함하는 머신비전 시스템을 제공한다.

Description

조명장치 및 이를 포함하는 머신비전 시스템{Lighting device and machine vision system including the same}
본 발명은 조명장치 및 이를 포함하는 머신비전 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 머신비전 시스템(machine vision system)은, 카메라와 렌즈를 포함을 이용하여 검사물체의 영상을 검사하는 영상 검사 시스템이다.
일반적인 머신비전 시스템으로 입체적인 제품의 표면을 검사할 때, 일반적인 광학계를 사용하면 영상 검사시 데드 존(dead zone)이 발생하기 때문에 제품의 단면 혹은 일정 부분만 검사하고, 입체적인 물체를 검사하지 못할 수 있다.
본 발명은 광원들의 배광을 조절할 수 있는 조명장치 및 이를 포함하는 머신비전 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 제품의 표면 및 내부 일정 범위가지 여러 면을 검사할 수 있는 조명장치 및 이를 포함하는 머신비전 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 육면체 등 입체적인 물체의 표면을 앞 단면과 표면까지 검사할 수 있으며, 라벨링 불량 등을 확인할 수 있는 조명장치 및 이를 포함하는 머신비전 시스템을 제공할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한, 본 발명은, 카메라와 렌즈를 수용하여 검사물체에 광을 조사하는 조명장치로, 렌즈를 수용하는 제1구멍과 제1구멍과 반대면에 위치하고 상기 광이 검사물체로 조사되는 제2구멍을 포함하는 본체 및 본체의 내부에 수용되고 제2구멍으로 광을 조사하는 광원부, 본체의 내부에 수용되고 광원부의 광원의 배광을 조절하는 반사부를 포함하는 조명장치를 제공한다.
본 발명은 카메라 및 렌즈, 카메라와 상기 렌즈를 수용하여 검사물체에 광을 조사하는 전술한 조명장치를 포함하는 머신비전 시스템장치를 제공한다.
본 발명에 따른 조명장치 및 이를 포함하는 머신비전 시스템은 광원들의 배광을 조절할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 조명장치 및 이를 포함하는 머신비전 시스템은제품의 표면 및 내부 일정 범위가지 여러 면을 검사할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 조명장치 및 이를 포함하는 머신비전 시스템은 육면체 등 입체적인 물체의 표면을 앞 단면과 표면까지 검사할 수 있으며, 라벨링 불량 등을 확인할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 조명장치가 설치되는 머신비전 시스템의 개념도이다.
도 2 및 도 3은 다른 실시예에 따른 렌즈가 결합된 조명장치의 사이도들이다.
도 4 및 도 5는 도 2 및 도 3의 조명장치의 분해사이도들이다.
도 6은 도 3의 고정기구물이 본체의 내측면을 따라 상승한 상태의 사시도이다.
도 7은 도 6의 단면도이다.
도 8은 도 3의 고정기구물이 본체의 내측면을 따라 하강한 상태의 사시도이다.
도 9는 도 8의 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 첨가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 실시될 수 있음은 물론이다.
이상 도면들을 참조하여 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않은다.
도 1은 일 실시예에 따른 조명장치가 설치되는 머신비전 시스템의 개념도이다.
도 1을 참조하면, 일실시예에 따른 머신비전 시스템(100)은, 검사물체(110)를 일정한 방향으로 이동하는 안내레일(120)과, 카메라(130)와 렌즈(140)를 수용하여 검사물체(110)에 광을 조사하는 조명장치(150)를 포함한다.
입체적인 제품의 표면을 검사할 때, 일반적인 광학계를 사용하면 제품의 단면 혹은 일정 부분만 검사할 수 있다. 일반적인 광학계는 고정된 밀러를 사용하기 때문에 영상 검사시 데드 존(dead zone)이 발생하기 때문에 입체적인 물체를 검사할 수 없다.
그런데, 의약품 병, 배터리, 금속 캔 등 입체적인 물체를 검사할 경우 다각도 검사가 필요하다.
일 실시예에 따른 머신비전 시스템(100)에 포함되는 조명장치는 조명장치로 광원의 배광을 조절할 수 있다.
일 실시예에 따른 머신비전 시스템(100)은, 제품의 표면 및 내부 일정 범위가지 여러 면을 검사할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에 따른 머신비전 시스템(100)은, 육면체 등 입체적인 물체의 표면을 앞 단면을 포함 옆 표면까지 검사할 수 있으며, 라벨링 불량 등을 확인할 수 있어 고효율 검사가 가능하다.
도 2 및 도 3은 다른 실시예에 따른 렌즈가 결합된 조명장치의 사이도들이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 다른 실시예에 따른 조명장치(200)는 도 1에 도시한 바와 같이 카메라(130)와 렌즈(140)를 수용하여 검사물체(110)에 광을 조사한다.
조명장치(200)는 렌즈(140)를 수용하는 제1구멍(212)과, 제1구멍(212)과 반대면에 위치하고 광이 검사물체로 조사되는 제2구멍(214)을 포함하는 본체(210) 및 본체(210)의 내부에 수용되고 제2구멍(214)으로 광을 조사하는 광원부(220), 본체(210)의 내부에 수용되고 광원부(220)의 광원의 배광을 조절하는 반사부(230)를 포함한다.
조명장치(200)는 반사부(230)를 이용하여 광원부(220)의 광원의 배광을 조절하는 가변형 조명장치일 수 있다.
본체(210)는 원통 형상이나, 이에 제한되지 않고 광원부(220)와 반사부9230)를 수용할 수 있다면 어떤 형상일 수 있다. 본체(210)는 전체적으로 원통 형상이고, 제1구멍(212)의 반지름은 본체의 원통의 반지름보다 작다.
반사부(230)는 반사면의 각도가 가변되고, 상기 광원부로부터 조사된 광을 반사하여 상기 검사물체로 향하게 한다.
도 4 및 도 5는 도 2 및 도 3의 조명장치의 분해사이도들이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본체(210)는 덮개(218)을 추가로 포함하고, 제1구멍(212)는 이 덮개(218)에 배치될 수 있다.
광원부(220)는 원통 형상의 본체(210)에 동심원으로 배치되는 둘 이상의 LED 광원들(222)을 포함한다. LED 광원들(222)은 미도시한 PCB를 포함하고 있다. LED 광원들(222)은 다양한 파장의 광원을 조사할 수 있다.
렌즈(140)는 일반적인 렌즈보다 시야가 넓은 하이퍼센트릭 렌즈이고, 광원부(220)의 광원들(222)은 LED 광원들일 수 있다.
반사부(230)는 원통 형상의 본체(210)의 내측면(216)에 동심원으로 배치되는 둘이상의 반사판들(232)을 포함한다.
조명장치(200)은 원통 형상의 본체(210)의 내측면(216)에 결합되고 반사판들(232)과 접촉하고, 본체(210)의 내측면(216)을 따라 제1구멍 방향과 제2구멍 방향으로 상승 또는 하강하여, 반사판들(232)의 각도를 조절하는 고정기구물(240)을 추가로 포함한다.
반사판들(232) 각각은 원통 형상의 본체(210)의 내측면(216)에 동심원으로 축회전할 수 있다. 고정기구물(240)이 본체(210)의 내측면(216)을 따라 상승 또는 하강함에 따라 반사판들(232) 각각을 축회전시켜 반사판들(232)의 각도를 조절할 수 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본체(210)의 내측면에는 내측 중심으로 동심원으로 돌출된 돌출부(215)이 배치될 수 있다. 이 돌출부(215)에는 삽입홈(215a)이 형성되어 있다.
대응하여, 본체(210)의 내측에 동심원으로 배치된 반사판들(232)의 양측면(232b)에는 돌기들(232a)가 배치되어 있다. 이 반사판들(232) 각각의 양측 돌기(232a)는 본체(210)의 내측면에 배치된 돌출부(215)의 삽입홈(215a)에 삽입되어 있다. 따라서, 반사판들(232)은 돌출부(215)의 삽입홈(215a)에 삽입된 양측 돌기들(232a))을 축으로 축회전할 수 있다.
본체(210)의 돌출부(215)에 삽입홈(215a)이 배치되고 반사판(232)의 양측면(232b)에는 돌기들(232a)가 배치된 것으로 설명하였으나, 반대로 본체(210)의 돌출부(215)에 돌기들이 배치되고 반사판(232)의 양측면(232b)에 삽입홈이 배치될 수도 있다.
도 6은 도 3의 고정기구물이 본체의 내측면을 따라 상승한 상태의 사시도이다. 도 7은 도 6의 단면도이다. 도 8은 도 3의 고정기구물이 본체의 내측면을 따라 하강한 상태의 사시도이다. 도 9는 도 8의 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하여 전술한 바와 같이, 반사판들(232) 각각은 원통 형상의 본체(210)의 내측면(216)에 동심원으로 축회전할 수 있다. 즉, 반사판들(232)은 돌출부(215)의 삽입홈(215a)에 삽입된 양측 돌기들(232a))을 축으로 축회전할 수 있다.
고정기구물(240)이 본체(210)의 내측면(216)을 따라 상승 또는 하강함에 따라 반사판들(232) 각각을 축회전시켜 반사판들(232)의 각도를 조절할 수 있다.
도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 고정기구물(240)이 본체(210)의 내측면(216)을 따라 상승함에 따라 반사판들(232) 각각이 일정 방향으로 축회전되어 반사면이 상대적으로 더 기울어지게 된다. 이에 따라 LED 광원(222)에서 조사된 광의 조사면이 좁아지게 된다.
도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 고정기구물(240)이 본체(210)의 내측면(216)을 따라 하강함에 따라 반사판들(232) 각각이 반대 방향으로 축회전되어 반사판들(232)의 반사면이 상대적으로 더 세워지게 된다. 이에 따라 LED 광원(222)에서 조사된 광의 조사면이 넓어지게 된다.
다른 실시예에 따른 조명장치(200)는 반사판들(232)의 각도를 조절하여 LED 광원들(222)의 배광을 조절할 수 있다. 이에 따라, 조명장치(200)는 제품의 표면 및 내부 일정 범위가지 여러 면에 광을 조사할 수 있다.
전술한 바와 같이, 조명장치(200)는 육면체 등 입체적인 물체의 표면을 앞 단면을 포함 옆 표면까지 광을 조사할 수 있다.
도 1을 참조하여 전술한 머신비전 시스템(100)는 도 2 내지 도 9을 참조하여 설명한 조명장치(200)을 포함할 수 있다.
조명장치(200)을 포함하는 머신비전 시스템(100)는, 제품의 표면 및 내부 일정 범위가지 여러 면을 검사할 수 있다. 예를 들어, 조명장치(200)을 포함하는 머신비전 시스템(100)는, 육면체 등 입체적인 물체의 표면을 앞 단면을 포함 옆 표면까지 검사할 수 있으며, 라벨링 불량 등을 확인할 수 있어 고효율 검사가 가능하다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 이때, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 고려해야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 카메라와 렌즈를 수용하여 검사물체에 광을 조사하는 조명장치로,
    상기 렌즈를 수용하는 제1구멍과, 상기 제1구멍과 반대면에 위치하고 상기 광이 검사물체로 조사되는 제2구멍을 포함하는 본체;
    상기 본체의 내부에 수용되고, 상기 제2구멍으로 상기 광을 조사하는 광원부;
    상기 본체의 내부에 수용되고, 상기 광원부의 광원의 배광을 조절하는 반사부를 포함하는 조명장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 본체는 원통 형상이고,
    상기 광원부는 원통 형상의 상기 본체에 동심원으로 배치되는 둘 이상의 LED 광원들을 포함하고,
    상기 반사부는 상기 원통 형상의 상기 본체의 내측면에 동심원으로 배치되는 둘이상의 반사판들을 포함하는 조명장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 원통 형상의 본체의 내측면에 결합되고 상기 반사판들과 접촉하고, 상기 본체의 내측면을 따라 제1구멍 방향과 제2구멍 방향으로 상승 또는 하강하여, 상기 반사판들의 각도를 조절하는 고정기구물을 추가로 포함하는 조명장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 반사판들 각각은 상기 원통 형상의 본체의 내측면에 동심원으로 축회전하고,
    상기 고정기구물이 상기 본체의 내측면을 따라 상승 또는 하강함에 따라 상기 반사판들 각각을 축회전시켜 상기 반사판들의 각도를 조절하는 조명장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈는 하이퍼센트릭 렌즈이고, 광원부의 광원들은 LED 광원들인 장치.
  6. 카메라;
    렌즈;
    상기 카메라와 상기 렌즈를 수용하여 검사물체에 광을 조사하는 제 1항 내지 제5항 중 어느 한항의 조명장치를 포함하는 머신비전 시스템.
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