KR20220070883A - 투명피사체 결함 디텍팅 시스템 및 방법 - Google Patents

투명피사체 결함 디텍팅 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 투명피사체 결함 디텍팅 시스템은 투명피사체를 촬영하여 이미지를 생성하고 저장하는 촬상부, 상기 투명피사체에 전자기파를 방출시키는 광원부 및 상기 투명피사체를 위치시키는 지지부를 포함한다.

Description

투명피사체 결함 디텍팅 시스템 및 방법{System and method for detecting defect of transparent object}
본 발명은 투명피사체 결함 디텍팅 시스템에 관한 것이다.
다이아몬드 또는 귀보석과 같은 투명피사체는 등급에 따라 그 가치가 결정된다. 투명피사체의 결함의 개수 및 위치에 따라 등급이 결정되기 때문에 투명피사체의 결함을 판단하는 것은 매우 중요하다.
다이아몬드의 경우, "4C"가 가치의 척도가 되며 상기 4C는 Carat weight, Clarity, Color, Cut의 4가지 요소로 구분할 수 있다. Carat weight의 경우에는 다이아몬드의 무게를 측정하는 기준으로 전자저울을 이용하여 다이아몬드의 무게를 정확하게 측정할 수 있다.
Cut은 현미경을 이용하여 다이아몬드의 전반적인 비율과 마무리 정도를 종합적으로 관찰하여 등급을 판단할 수 있다. 또한, 자동 커팅측정기를 도입하여 Cut 등급을 정확하게 정량화할 수 있으나 비용이 매우 높아, 대부분 현미경을 이용한 방법을 사용하고 있다. Clarity는 현미경으로 10배 확대한 이미지에서 blemish 및 inclusion의 위치와 개수를 plot 방법을 이용하여 판단할 수 있다. Color의 경우에는 마스터 스톤을 기준으로 하여 다이아몬드와 마스터 스톤을 육안으로 비교하여 등급을 판단할 수 있다.
Carat weight를 제외한 나머지 Clarity, Color, Cut의 경우에는 사람의 눈으로 판단, 즉 목측법을 사용하기 때문에 휴먼 에러에 따라 정성적인 차이가 발생하여 등급에 영향을 미칠 수 있다. 또한, Clarity, Color 및 Cut을 각각 판단하기 때문에 시간이 많이 소요될뿐만 아니라, 경제성이 떨어진다.
따라서, Clarity를 측정하는 시스템에 있어서 Color 및 Cut를 동시에 측정하여 경제성을 높이고, 감정사의 판단에 따라 등급이 평가되는 것이 아닌 정량화 된 시스템을 이용하여 신뢰도가 우수한 투명피사체 결함 디텍팅 시스템의 개발이 필요하다.
본 발명의 목적은 신뢰도가 우수하고 경제성이 높은 투명피사체 결함 디텍팅 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
본 발명의 하나의 관점은 투명피사체 결함 디텍팅 시스템에 관한 것이다.
일 구체예에 따르면, 투명피사체 결함 디텍팅 시스템은 투명피사체를 촬영하여 이미지를 생성하고 저장하는 촬상부, 상기 투명피사체에 전자기파를 방출시키는 광원부 및 상기 투명피사체를 위치시키는 지지부를 포함한다.
상기 촬상부는 상기 투명피사체가 지지된 위치 상부에 배치되어 상기 투명피사체를 촬영하여 패싯이미지를 생성하는 카메라, 상기 카메라의 초점거리를 조절하는 초점거리 조절부, 상기 카메라에서 생성된 패싯이미지를 저장하는 저장부 및 상기 카메라, 초점거리 조절부 및 저장부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 초점거리 조절부는 상기 카메라의 초점을 상기 투명피사체의 두께 방향으로 미리 설정된 거리만큼 이동하면서 초점거리를 조절할 수 있다.
상기 카메라는 미리 설정된 초점거리만큼 이동하면서 패싯이미지를 2 이상 촬영할 수 있다.
상기 제어부는 카메라 촬영 제어모듈, 초점거리 조절모듈, 저장부 제어모듈 및 이미지 합성모듈 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 이미지 합성모듈은 상기 저장부에 저장된 2 이상의 패싯이미지를 중첩시켜 합성이미지를 생성할 수 있다.
상기 제어부는 결함 평가모듈을 더 포함하고 상기 결함평가모듈은 상기 합성이미지를 분석 및 검색하여 결함지수를 산출할 수 있다.
상기 전자기파는 파장이 10nm 내지 1mm인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 광원부는 기준색광원을 더 포함하고, 상기 제어부는 컬러평가모듈을 더 포함하며, 상기 컬러평가모듈은 상기 기준색광원과 상기 패싯이미지 및 합성이미지 중 하나 이상의 색을 비교하여 컬러지수를 산출할 수 있다.
상기 제어부는 컷팅평가모듈을 더 포함하고 상기 컷팅평가모듈은 상기 합성이미지 분석을 통해 상기 투명피사체의 테이블 비율, 크라운 각도 및 퍼빌리온 깊이 중 하나 이상을 추정하여 컷팅지수를 산출할 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 투명피사체 결함 디텍팅 방법에 관한 것이다.
일 구체예에 따르면, 투명피사체를 지지부에 안착시키는 단계, 상기 투명피사체에 전자기파를 방출하는 단계, 초점거리를 달리하여 상기 투명피사체를 N번 촬영하고 각각의 패싯이미지를 저장하는 단계, 상기 저장된 2 이상의 패싯이미지를 합성하여 합성이미지를 얻는 단계 및 상기 합성이미지를 통해 상기 투명피사체의 결함지수를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 N번은 2번 내지 10번인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 투명피사체 촬영 전에 기준색광원을 구동하는 단계 및 상기 투명피사체 촬영 후 상기 패싯이미지 및 합성이미지 중 하나 이상을 상기 기준색광원과 비교하여 상기 투명피사체의 컬러지수를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 합성이미지를 통해 상기 투명피사체의 컷팅지수를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 신뢰도가 우수하고 경제성이 높은 투명피사체 결함 디텍팅 시스템을 제공하는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 투명피사체 결함 디텍팅 시스템의 기본 구성을 간략히 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 투명피사체 결함 디텍팅 시스템의 촬상부 구성을 간략히 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 구체예에 따른 투명피사체 결함 디텍팅 시스템의 제어부 구성을 간략히 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 다른 구체예에 따른 투명피사체 결함 디텍팅 시스템의 기본 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 구체예에 따라 초점 거리를 달리한 5개의 투명피사체 패싯이미지를 합성하여 생성된 합성이미지에 관한 사진이다.
도 6은 본 발명의 구체예에 따라 초점 거리를 달리한 7개의 투명피사체 패싯이미지를 합성하여 생성된 합성이미지에 관한 사진이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 출원의 구체예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 본 출원에 개시된 기술은 여기서 설명되는 구체예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
단지, 여기서 소개되는 구체예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해 질 줄 수 있도록 그리고 당업자에게 본 출원의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 각 장치의 구성요소를 명확하게 표현하기 위하여 상기 구성요소의 폭이나 두께 등의 크기를 다소 확대하여 나타내었다. 또한 설명의 편의를 위하여 구성요소의 일부만을 도시하기도 하였으나, 당업자라면 구성요소의 나머지 부분에 대하여도 용이하게 파악할 수 있을 것이다.
전체적으로 도면 설명 시 관찰자 시점에서 설명하였고, 일 요소가 다른 요소 상부에 또는 하부에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 상부에 또는 하부에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다. 또한 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 출원의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원의 사상을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 그리고, 복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 요소를 지칭한다.
한편, 본 출원에서 서술되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, '포함하다' 또는 '가지다'등의 용어는 기술되는 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들의 조합한 것에 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들의 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 범위를 나타내는 'X 내지 Y'는 'X 이상 Y 이하'를 의미한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '전기적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛 (unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1개의 유닛이 2개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2개 이상의 유닛이 1개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다. 한편, '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니며, '~부'는 어드레싱 할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '∼부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '∼부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '∼부'들로 더 분리 될 수 있다. 뿐만 아니라 구성 요소들 및 '∼부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU 들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
투명피사체 결함 디텍팅 시스템
도 1 내지 도 3을 참고하여 본 발명의 일 구체예에 따른 투명피사체 결함 디텍팅 시스템을 설명한다. 도 1은 본 발명의 구체예에 따른 투명피사체 결함 디텍팅 시스템의 기본 구성이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 하나의 관점인 일 구체예에 따른 투명피사체 결함 디텍팅 시스템(1000)은 투명피사체(1)를 촬영하여 이미지를 생성하고 저장하는 촬상부(100), 상기 투명피사체(1)에 전자기파를 방출시키는 광원부(200) 및 상기 투명피사체를 위치시키는 지지부(300)를 포함한다.
상기 투명피사체(1)는 다이아몬드, 귀보석, 반도체 잉곳 등일 수 있다.
상기 촬상부(100)는 투명피사체(1)를 촬영하여 이미지를 생성하고 저장할 수 있으며, 본 발명의 투명피사체 결함 디텍팅 시스템(1000)의 촬상부(100)는 상기 투명피사체(1)의 결함뿐만 아니라 컬러 및 컷팅 상태를 판단할 수 있다는 장점이 있다.
특히, 상기 촬상부(100)를 포함하고 있는 투명피사체 결함 디텍팅 시스템(1000)은 종래의 목측법을 사용하여 휴먼에러가 발생할 수 있는 투명피사체 결함 디텍팅 시스템의 단점을 보완할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 투명피사체 결함 디텍팅 시스템의 촬상부 구성을 간략히 도시한 블록도이다.
도1 및 도 2를 참고하면, 상기 촬상부(100)는 상기 투명피사체(1)가 지지된 위치 상부에 배치되어 상기 투명피사체(1)를 촬영하여 패싯이미지를 생성하는 카메라(110), 상기 카메라(110)의 초점거리를 조절하는 초점거리 조절부(120), 상기 카메라(110)에서 생성된 패싯이미지를 저장하는 저장부(130) 및 상기 카메라(110), 초점거리 조절부(120) 및 저장부(130)를 제어하는 제어부(140)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 저장부(130)는 상기 카메라(110)가 촬영한 투명 피사체(1)의 패싯이미지를 저장할 수 있다. 상기 카메라(110)는 상기 초점거리 조절부(120)에 의해 초점거리가 조절될 수 있다. 상기 패싯이미지는 하나의 이미지가 연속된 평면으로 구성된 이미지를 패싯이미지라고 지칭한다.
상기 초점거리 조절부(120)는 상기 카메라(110)의 초점을 상기 투명피사체(1)의 두께 방향으로 미리 설정된 거리만큼 이동하면서 초점거리를 조절할 수 있다.
일 구체예에서, 상기 미리 설정된 거리는 피사계 심도(DOF, deapth of field)를 반영하여 설정될 수 있다. 이때 상기 피사계 심도는 Zeiss 공식을 적용할 수 있으며, 예를 들어 https://qastack.kr/photo/24826/is-there-a-formula-to-calculate-dof를 참조할 수 있다. 구체적으로, 상기 피사계 심도는 가시거리, 최종이미지의 해상도, 줌, 초점 거리, 조리개, CoC(circles of confusion, 착란원), 카메라(110)와 피사체 사이의 거리, 랜즈 크기 등을 고려할 수 있다.
상기 초점거리는 이웃한 초점 거리에 대응되는 피사계 심도가 0.01mm 내지 0.5mm 중첩되도록 초점 거리를 산출할 수 있다. 이런 경우, 2 이상의 패싯이미지는 이웃한 패싯이미지와 피사계 심도가 0.01mm 내지 0.5mm 중첩되어, 투명피사체(1)의 모든 영역을 촬영할 수 있고, 초점거리가 길어질수록 피사계 심도가 커지는 것이 반영되므로, 필요한 최소한의 패싯이미지만을 촬영함으로써, 합성이미지에서 산출되는 여러 지수들의 신뢰도를 높이고, 디텍팅 효율을 개선할 수 있는 효과가 있다.
상기 카메라(110)와 피사체와의 거리는 거리센서(미도시)를 적용할 수 있으며, 결국 산출되는 상기 피사계 심도에 따라 카메라가 촬영하는 횟수도 결정되게 된다.
상기 카메라(110)는 상기 미리 설정된 초점거리만큼 이동하면서 패싯이미지를 2 이상 촬영할 수 있다. 상기 카메라(110)는 10nm 내지 1mm, 구체적으로는 400nm 내지 700mm인 파장의 전자기파를 촬영할 수 있는 카메라(110)일 수 있다. 상기 범위의 파장에서 투과하는 빛의 굴절률이 차이에 따라, 결함의 정확한 위치를 확인할 수 있어 결함 검출의 신뢰도가 높다는 장점이 있다.
도 3은 본 발명의 일 구체예에 따른 투명피사체 결함 디텍팅 시스템의 제어부 구성을 간략히 도시한 블록도이다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 상기 제어부(140)는 카메라 촬영 제어모듈(141), 초점거리 조절모듈(142), 저장부 제어모듈(143) 및 이미지 합성모듈(144) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 카메라 촬영 제어모듈(141)은 상기 카메라(110)의 전반적인 동작을 제어하는 한편, 촬영하고자 하는 투명피사체(1)의 범위를 설정할 수 있다. 상기 카메라 촬영 제어모듈(141)은 상기 카메라(110)로 제어신호를 전송하고, 상기 카메라(110)는 상기 제어신호에 따라 해당 영역의 이미지를 촬영할 수 있다.
상기 초점거리 조절모듈(142)은 상기 미리 설정된 거리에 따라서 초점거리를 제어할 수 있다. 상기 투명피사체(1)의 크기나 종류에 따라 초점거리 설정값은 상이할 수 있다. 상기 초점거리 조절모듈(142)은 상기 초점거리 조절부(120)로 제어신호를 전송하고, 상기 초점거리 조절부(120)는 제어신호에 따라 상기 카메라(110)의 초점거리를 조절함으로써 상기 카메라(110)가 패싯이미지를 2 이상 촬영할 수 있다.
상기 이미지 합성모듈(144)은 상기 저장부(130)에 저장된 2 이상의 패싯이미지를 중첩시켜 합성이미지를 생성할 수 있다.
구체적으로, 초점거리를 조절하여 상기 투명피사체(1)의 깊이에 따른 패싯이미지를 촬영 및 저장한 다음, 상기 이미지 합성모듈(144)이 상기 패싯이미지를 중첩시켜 합성이미지를 생성할 수 있다. 상기 합성이미지는 결함평가모듈(145)로 전송될 수 있다. 상기 패싯이미지는 초점거리를 조절하여 촬영하여 특정면에만 초점이 맞는 문제를 방지할 수 있어, 모든 영역에서 선명도가 높은 패싯이미지를 얻을 수 있다. 따라서 상기 패싯이미지를 합성하여 얻은 합성이미지 또한, 선명도가 높아 결함을 판단하는 데 용이하다. 초점 거리를 달리하여 2 이상의 패싯이미지를 얻고, 이를 합성하여 생성된 합성이미지 사진을 도 5 및 도 6에 나타내었다.
상기 제어부(140)는 결함평가모듈(145)을 더 포함하고, 상기 결함평가모듈(145)은 상기 합성이미지를 분석 및 검색하여 결함지수를 산출할 수 있다.
구체적으로, 상기 결함지수는 합성이미지를 이미지 분석을 통해 산출될 수 있으며, 실체 결함과 반사 결함을 구별하여 각각 가중치를 달리하여 결함지수에 반영할 수 있다.
또는, 상기 결함평가모듈(145)은 머신러닝을 통해 상기 결함평가모듈(205)을 학습시킴으로써 결함지수를 산출하는 것일 수 있다. 상기 머신러닝은 SRF(speeded up robust features) 알고리즘, CNN(convolutional neural network) 알고리즘, SVM(support vector machine) 알고리즘 중 하나 이상의 알고리즘을 적용할 수 있다.
상기 결함평가모듈(145)을 포함하는 투명피사체 결함 디텍팅 시스템(1000)은 이미지 분석 또는 머신러닝을 통해 결함지수를 산출할 수 있어, 신뢰도가 높은 결함지수를 얻을 수 있는 장점이 있다.
상기 전자기파는 파장이 10nm 내지 1mm, 구체적으로는 400nm 내지 700nm일 수 있다. 상기 범위의 파장에서 투과하는 빛의 굴절률 차이에 따라, 결함의 정확한 위치를 확인할 수 있어 결함 검출의 신뢰도가 높다는 장점이 있다.
상기 광원부(200)는 기준색광원을 더 포함하고, 상기 제어부(140)는 컬러평가모듈(146)을 더 포함할 수 있다. 구체적으로는, 상기 컬러평가모듈(146)은 상기 기준색광원과 상기 패싯이미지 및 합성이미지 중 하나 이상의 색을 비교하여 컬러지수를 산출할 수 있다.
또는, 상기 컬러평가모듈(146)은 머신러닝을 통해 상기 결함평가모듈(206)을 학습시킴으로써 컬러지수를 산출하는 것일 수 있다. 상기 머신러닝은 SRF(speeded up robust features) 알고리즘, CNN(convolutional neural network) 알고리즘, SVM(support vector machine) 알고리즘 중 하나 이상의 알고리즘을 적용할 수 있다.
상기 컬러평가모듈(146)을 포함하는 투명피사체 결함 디텍팅 시스템(1000)은 마스터 스톤을 이용하여 컬러를 판단하는 종래 기술에 비해 휴먼 에러를 방지할 수 있어 신뢰도가 우수한 장점이 있다. 또한, 종래에는 결함지수만 판단할 수 있는 반면, 본 발명의 투명피사체 결함 디텍팅 시스템(1000)은 상기 광원부(200)를 400nm 내지 700nm인 전자기파를 적용함으로써, 결함지수뿐만 아니라 컬러지수도 산출할 수 있어 경제성이 높다는 장점이 있다.
상기 제어부(140)는 컷팅평가모듈(147)을 더 포함하고, 상기 컷팅평가모듈(147)은 상기 합성이미지 분석을 통해 상기 투명피사체(1)의 테이블 비율, 크라운 각도 및 퍼빌리온 깊이 중 하나 이상을 추정하여 컷팅지수를 산출할 수 있다.
예를 들어, 테이블 비율은 스타 패싯의 접합선이 만나는 꼭지점에서부터 테이블 가장자리를 지나 스타 패싯의 꼭지점에 이르는 선이 모여 4각형을 이루게 되고, 상기 4각형을 이루는 각각의 선이 어느 정도 휘었는지에 따라 가중치를 달리하여 컷팅지수에 반영할 수 있다. 크라운 각도는 배즐 패싯의 코너와 테이블 패싯의 코너에서 보이는 퍼빌리온 메인 패싯의 폭의 차이에 따라, 퍼빌리온 깊이는 테이블이 반사된 정도에 따라 가중치를 달리하여 컷팅지수에 반영할 수 있다.
또는, 상기 컷팅평가모듈(147)은 머신러닝을 통해 상기 컷팅평가모듈(147)을 학습시킴으로써 컬러지수를 산출하는 것일 수 있다. 상기 머신러닝은 SRF(speeded up robust features) 알고리즘, CNN(convolutional neural network) 알고리즘, SVM(support vector machine) 알고리즘 중 하나 이상의 알고리즘을 적용할 수 있다.
투명피사체 결함 디텍팅 방법
도 4를 참고하여 본 발명의 다른 구체예에 따른 투명피사체 결함 디텍딩 방법을 설명한다. 도 4는 본 발명의 다른 구체예에 따른 투명피사체 결함 디텍팅 시스템(2000)의 기본 구성을 도시한 도면으로, 상기 투명피사체(2)에는 다이아몬드를 적용하였다. 상기 투명피사체(2)가 다이아몬드인 경우 각 구성에 관한 설명은 본 발명의 하나의 관점인 투명피사체 결함 디텍팅 시스템에도 적용할 수 있다.
본 구체예에 있어서, 상기 투명피사체(2) 상부 부위를 크라운, 하부 부위를 퍼빌리온이라고 지칭한다.
크라운은 테이블, 스타 패싯, 베젤 패싯 및 어퍼거들 패싯으로 구성되어 있고, 크라운의 중앙에 있는 가장 넓은 부분을 테이블이라고 지칭한다.
퍼빌리온은 퍼빌리온 패싯, 로우어거들 패싯, 큐렛으로 구성되어 있고, 퍼빌리온 중앙에 위치하고 있는 작은 면을 쿨렛이라고 지칭한다.
본 발명의 다른 관점인 투명피사체 결함 디텍팅 방법은 투명피사체(2)를 지지부에 안착시키는 단계, 상기 투명피사체(2)에 전자기파를 방출하는 단계, 초점거리를 달리하여 상기 투명피사체(2)를 N번 촬영하고 각각의 패싯이미지를 저장하는 단계, 저장된 2 이상의 패싯이미지를 합성하여 합성이미지를 얻는 단계 및 상기 합성이미지를 통해 상기 투명피사체(2)의 결함지수를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 투명피사체(2)를 지지부(600)에 안착시킨 후, 광원부(500)에서 상기 투명피사체(2)에 전자기파를 방출한다. 상기 전자기파는 파장이 10nm 내지 1mm, 구체적으로는 400nm 내지 700nm일 수 있다.
상기 전자기파가 방출되고 있는 상태에서 상기 카메라(410)는 초점거리를 달리하여 상기 투명피사체(2)를 N번 촬영할 수 있다. 상기 초점거리는 초점거리 조절모듈에 의해 미리 설정된 거리만큼 이동하면서 조절할 수 있다.
상기 카메라가 상기 투명피사체(2)를 N번 촬영하고, 각각의 패싯이미지를 저장부(430)에 저장한다. 이미지 합성모듈은 저장된 2 이상의 패싯이미지를 중첩시켜 합성이미지를 생성할 수 있다.
상기 결합평가모듈은 상기 합성이미지를 분석 및 검색하여 결함지수를 산출할 수 있다. 또는, 머신러닝을 통해 결합평가모듈을 학습시킴으로써 결함지수를 산출할 수 있다.
상기 산출된 결함지수를 이용하여 결함의 존재 여부 및 결함의 위치를 파악하여 상기 투명피사체(2)의 등급을 결정할 수 있다.
상기 N번은 2번 내지 10번 것을 특징으로 할 수 있다. 상기의 범위에서 결함지수를 산출하기 용이한 합성이미지를 얻을 수 있고, 10번 이상의 경우에는 노이즈가 발생할 수 있다.
상기 투명피사체 결함 디텍팅 방법은 상기 투명피사체(2) 촬영 전에 기준색광원을 구동하는 단계 및 상기 투명피사체(2) 촬영 후 상기 패싯이미지 및 합성이미지 중 하나 이상을 상기 기준색광원과 비교하여 상기 투명피사체(2)의 컬러지수를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 투명피사체 결함 디텍팅 방법은 결함지수 뿐만이 아니라, 컬러지수 또한 산출할 수 있다.
상기 투명피사체(2)를 상기 지지부(600)에 안착 및 상기 투명피사체(2)에 전자기파를 방출한 다음, 기준색광원을 구동할 수 있다. 상기 기준색광원은 LED일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 투명피사체(2)를 초점거리를 달리하여 N번 촬영하고, 각각의 패싯이미지를 상기 저장부(430)에 저장한다. 이미지 합성모듈은 저장된 2 이상의 패싯이미지를 중첩시켜 합성이미지를 생성할 수 있다.
상기 저장된 패싯이미지 및 합성이미지 중 하나 이상을 기준색 광원과 비교하여 컬러지수를 산출할 수 있다.
상기 컬러평가모듈은 상기 패싯이미지 및 합성이미지 중 하나 이상의 색을 기준색광원과 비교하여 컬러지수를 산출할 수 있다. 또는, 머신러닝을 통해 컬러평가모듈을 학습시킴으로써 컬러지수를 산출할 수 있다.
상기 산출된 컬러지수를 이용하여 상기 투명피사체(2)의 컬러 등급을 결정할 수 있다.
상기 투명피사체 결함 디텍팅 방법은 컷팅지수 또한 산출할 수 있다.
상기 투명피사체(2)를 상기 지지부(600)에 안착 및 상기 투명피사체(2)에 전자기파를 방출한 다음, 초점거리를 달리하여 상기 투명피사체(2)를 N번 촬영할 수 있다.
각각의 패싯이미지를 상기 저장부(430)에 저장하고 이미지 합성모듈은 저장된 2 이상의 패싯이미지를 중첩시켜 합성이미지를 생성할 수 있다.
상기 컷팅평가모듈은 상기 합성이미지 분석을 통해 상기 투명피사체(2)의 테이블 비율, 크라운 각도 및 퍼빌리온 깊이 중 하나 이상을 추정하여 컷팅지수를 산출할 수 있다. 또는, 머신러닝을 통해 컷팅평가모듈을 학습시킴으로써 컷팅지수를 산출할 수 있다.
상기 산출된 컷팅지수를 이용하여 상기 투명피사체(2)의 컷팅 등급을 결정할 수 있다.
상기 투명피사체 결함 디텍딩 시스템 및 방법은 결함지수뿐만 아니라, 컬러지수 및 컷팅지수를 동시에 측정하여 경제성을 높이고, 정량화 된 시스템을 이용함으로써 신뢰도가 우수한 투명피사체 결함 디텍딩 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.
이상 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.
1: 투명피사체 2: 투명피사체
100: 촬상부 110: 카메라
120: 초점거리 조절부 130: 저장부
140: 제어부 141: 카메라 촬영 제어모듈
142: 초점거리 조절모듈 143: 저장부 제어모듈
144: 이미지 합성모듈 145: 결함평가모듈
146: 컬러평가모듈 147: 컷팅평가모듈
200: 광원부 300: 지지부
400: 촬상부 410: 카메라
420: 초점거리 조절부 430: 저장부
440: 제어부
1000: 투명피사체 결함 디텍팅 시스템
2000: 투명피사체 결함 디텍팅 시스템 　　　

Claims (10)

  1. 투명피사체를 촬영하여 이미지를 생성하고 저장하는 촬상부;
    상기 투명피사체에 전자기파를 방출시키는 광원부; 및
    상기 투명피사체를 위치시키는 지지부;
    를 포함하는 투명피사체 결함 디텍팅 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 촬상부는,
    상기 투명피사체가 지지된 위치 상부에 배치되어 상기 투명피사체를 촬영하여 패싯이미지를 생성하는 카메라;
    상기 카메라의 초점거리를 조절하는 초점거리 조절부;
    상기 카메라에서 생성된 패싯이미지를 저장하는 저장부; 및
    상기 카메라, 초점거리 조절부 및 저장부를 제어하는 제어부;
    를 포함하는 투명피사체 결함 디텍팅 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 초점거리 조절부는,
    상기 카메라의 초점을 상기 투명피사체의 두께 방향으로 미리 설정된 거리만큼 이동하면서 초점거리를 조절하는 투명피사체 결함 디텍팅 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 카메라는,
    상기 미리 설정된 초점거리만큼 이동하면서 패싯이미지를 2 이상 촬영하는 투명피사체 결함 디텍팅 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    카메라 촬영 제어모듈, 초점거리 조절모듈, 저장부 제어모듈 및 이미지 합성모듈 중 하나 이상을 포함하는 투명피사체 결함 디텍팅 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 이미지 합성모듈은,
    상기 저장부에 저장된 2 이상의 패싯이미지를 중첩시켜 합성이미지를 생성하는 투명피사체 결함 디텍팅 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    결함 평가모듈을 더 포함하고,
    상기 결함평가모듈은 상기 합성이미지를 분석 및 검색하여 결함지수를 산출하는 투명피사체 결함 디텍팅 시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 전자기파는,
    파장이 10nm 내지 1mm인 것을 특징으로 하는 투명피사체 결함 디텍팅 시스템.
  9. 투명피사체를 지지부에 안착시키는 단계;
    상기 투명피사체에 전자기파를 방출하는 단계;
    초점거리를 달리하여 상기 투명피사체를 N번 촬영하고 각각의 패싯이미지를 저장하는 단계;
    상기 저장된 2 이상의 패싯이미지를 합성하여 합성이미지를 얻는 단계; 및
    상기 합성이미지를 통해 상기 투명피사체의 결함지수를 산출하는 단계;
    를 포함하는 투명피사체 결함 디텍팅 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 투명피사체 촬영 전에 기준색광원을 구동하는 단계; 및
    상기 투명피사체 촬영 후 상기 패싯이미지 및 합성이미지 중 하나 이상을 상기 기준색광원과 비교하여 상기 투명피사체의 컬러지수를 산출하는 단계;를 더 포함하는 투명피사체 결함 디텍팅 방법.


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