KR20220121655A - Telecentric optical system for nominal inspection - Google Patents

Telecentric optical system for nominal inspection Download PDF

Info

Publication number
KR20220121655A
KR20220121655A KR1020210026027A KR20210026027A KR20220121655A KR 20220121655 A KR20220121655 A KR 20220121655A KR 1020210026027 A KR1020210026027 A KR 1020210026027A KR 20210026027 A KR20210026027 A KR 20210026027A KR 20220121655 A KR20220121655 A KR 20220121655A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
outline
light
optical system
lens
specimen
Prior art date
Application number
KR1020210026027A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102481722B1 (en
Inventor
배철환
Original Assignee
배철환
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 배철환 filed Critical 배철환
Priority to KR1020210026027A priority Critical patent/KR102481722B1/en
Publication of KR20220121655A publication Critical patent/KR20220121655A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102481722B1 publication Critical patent/KR102481722B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/08—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters
    • G01B11/12—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters internal diameters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00—Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/30—Supports specially adapted for an instrument; Supports specially adapted for a set of instruments
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/22—Telecentric objectives or lens systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0087—Simple or compound lenses with index gradient
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/20—Analysis of motion

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)

Abstract

A telecentric optical system for nominal inspection capable of dramatically reducing purchase and maintenance costs by maintaining telecentricity with a low-cost lens and a general light receiving module (camera) is provided. The telecentric optical system for nominal inspection includes: a stage on which a specimen is mounted; a light source module for radiating light toward the specimen; a lens on which the light passing through the specimen is irradiated; a light receiving module on which the light passing through the lens is irradiated; a holder on which the light receiving module is detachably mounted; and a control module that determines whether or not the specimen is suitable by image-processing the light irradiated on the light receiving module.

Description

공칭 검사용 텔레센트릭 광학 시스템{TELECENTRIC OPTICAL SYSTEM FOR NOMINAL INSPECTION}Telecentric optical system for nominal inspection

본 발명은 공칭 검사용 텔레센트릭 광학 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a telecentric optical system for nominal inspection.

산업계에서는 부품에 형성되어 있는 천공을 정확하게 측정하는 부품의 양품 여부를 판단하는데 지표로 작용할 수 있다. 부품의 공칭을 정밀하게 측정하기 위해, 텔레센트릭 광학계가 유지되는 상태에서 부품을 촬영한 다음 이미지 파일을 분석하여 천공의 내경을 측정한다.In the industry, it can act as an index in determining whether a part is good or not, which accurately measures the perforation formed in the part. To precisely measure the nominal of the part, the part is photographed while the telecentric optics are maintained, and then the image file is analyzed to measure the inner diameter of the perforation.

텔레센트릭 광학계는 입사동(入射瞳)과 출사동 중 어느 것이 무한원(無限遠)에 있는　광학계(光學系)를 말한다. 개구　조리개를 상(像)공간, 물(物)공간　초점　평면 또는 그것에　공액(共)인 위치에 놓으면 실현된다. 모든　주광선(主光線)이 물공간 또는　상공간에 있어서 축에 평행으로 나아간다. 그 때문에 물체면의 설정 또는　상면의 선정에 오차가 있어도 촬영 또는 측정되는 상의 크기의 오차를 작게 할 수 있는 이점이 있다.A telecentric optical system refers to an optical system in which either of the entrance and exit pupils is in infinity. It is realized when the aperture 　 iris is placed in the image space, water space, focus 　 plane, or a position that is conjugated to it. All principal rays of light travel parallel to the axis in water space or image space. Therefore, even if there is an error in the setting of the object plane or the selection of the image plane, there is an advantage in that the error in the size of the image to be photographed or measured can be reduced.

그러나 일반적인 텔레센트릭 광학계 시스템은 텔레센트릭을 유지하기 위해 고가의 렌즈 어레이를 사용하여야 하기 때문에, 텔레센트릭 광학계 시스템의 비용이 증가하고 유지관리가 어려운 단점이 있다.However, since a general telecentric optical system needs to use an expensive lens array to maintain telecentricity, the cost of the telecentric optical system increases and maintenance is difficult.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 저가의 렌즈와 일반적인 수광 모듈(카메라)와 이미징 처리 프로세스로 텔레센트릭 효과를 나타내에 구입 및 유지 비용을 비약적으로 감소시킬 수 있는 공칭 검사용 텔레센트릭 광학 시스템을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a nominal inspection telecentric optical system that can dramatically reduce purchase and maintenance costs by exhibiting a telecentric effect with a low-cost lens, a general light-receiving module (camera), and an imaging processing process. will provide

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 공칭 검사용 텔레센트릭 광학 시스템은 검체가 마운트되는 재물대; 상기 검체를 향하여 광을 조사하는 광원 모듈; 상기 검체를 경유한 광이 조사되는 렌즈; 상기 렌즈를 경유한 광이 조사되는 수광 모듈; 상기 수광 모듈이 분리 가능하게 장착되는 거치대; 상기 수광 모듈에 조사된 광을 이미징처리하여 검체의 적합 여부를 판단하는 제어 모듈을 포함하고, 상기 검체와 상기 광원 모듈과 상기 렌즈와 상기 수광 모듈은 텔레센트릭 광학계를 유지하도록 배열되는 것을 특징으로 할 수 있다.A telecentric optical system for nominal inspection of the present invention for solving the above-described problems includes a stage on which a specimen is mounted; a light source module irradiating light toward the specimen; a lens through which light passing through the specimen is irradiated; a light receiving module to which the light passing through the lens is irradiated; a cradle on which the light receiving module is detachably mounted; and a control module for judging whether or not the sample is suitable by imaging the light irradiated to the light receiving module, wherein the sample, the light source module, the lens, and the light receiving module are arranged to maintain a telecentric optical system can do.

상기 광원 모듈은 상기 재물대의 하측에 배치되며, 상기 재물대의 플레이트는 광투과성 재질로 형성되어 상기 광원 모듈에서 출사된 광은 상기 재물대의 플레이트를 투과하여 검체로 조사되며, 상기 재물대의 플레이트는 검체의 촬영면이 적정 피사계심도 범위에 있도록 수직 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 할 수 있다.The light source module is disposed below the stage, the stage plate is made of a light-transmitting material, and the light emitted from the light source module passes through the stage plate and is irradiated to the specimen, and the stage plate is the specimen. It may be characterized in that the photographing surface is movable in a vertical direction so as to be within an appropriate depth of field range.

상기 렌즈는 오목렌즈로서 상기 재물대의 상측에 배치되며, 렌즈의 수광면은 중심을 기준으로 절반이 광학적으로 차폐되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.The lens may be a concave lens disposed on the upper side of the stage, and the light receiving surface of the lens may be optically shielded in half based on the center.

상기 제어 모듈은 체커 보드의 왜곡된 이미지를 정형 이미지로 보정하도록 프로그래밍되어 있어, 검체의 왜곡된 이미지를 기설정된 체커 보드의 보정 프로그램 알고리즘에 따라 이미징처리하여 검체의 적합 여부를 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다.The control module is programmed to correct the distorted image of the checker board into a stereotyped image, so that the distorted image of the sample is imaged according to a preset correction program algorithm of the checker board to determine whether the sample is suitable. can

체커 보드의 왜곡된 이미지는 제1외곽선과, 상기 제1외곽선의 반대편에 위치하는 제2외곽선과, 상기 제1외곽선과 상기 제2외곽선의 사이에 위치하는 제3외곽선과, 상기 제3외곽선의 반대편에 위치하며 상기 제1외곽선과 상기 제2외곽선의 사이에 위치하는 제4외곽선으로 형성되며, 상기 제1외곽선은 상기 제2외곽선이 위치하는 방향과 반대 방향을 향하여 곡률이 형성되어 있고, 상기 제2외곽선은 상기 제1외곽선이 위치하는 방향을 향하여 곡률이 형성되어 있고, 상기 제3외곽선과 상기 제4외곽선은 상호 마주보는 방향을 향하여 곡률이 형성되어 있고, 상기 제1외곽선의 곡률 반경은 상기 제2외곽선의 곡률 반경보다 크고, 상기 제어 모듈은 체커 보드의 왜곡된 이미지의 격자점이 상기 제1외곽선과 상기 제2외곽선과 상기 제3외곽선과 상기 제4외곽선이 직사각형을 형성하였을 때의 격자점과 대응되도록, 정형화된 이미지로 보정하는 것을 특징으로 할 수 있다.The distorted image of the checker board includes a first outline, a second outline located opposite to the first outline, a third outline located between the first outline and the second outline, and the third outline Located on the opposite side and formed as a fourth outline positioned between the first outline and the second outline, the first outline has a curvature in a direction opposite to the direction in which the second outline is positioned, and the The second outline has a curvature formed in a direction in which the first outline is located, the third outline and the fourth outline have a curvature formed in a direction opposite to each other, and the radius of curvature of the first outline is greater than the radius of curvature of the second outline, and the control module determines that the grid points of the distorted image of the checker board form a rectangle between the first outline, the second outline, and the third outline and the fourth outline. It may be characterized in that it is corrected with a standardized image so as to correspond to the point.

본 발명의 공칭 검사용 텔레센트릭 광학 시스템은 단일 렌즈와 일반적인 카메라(수광 모듈)와 같이 비용이 저렴한 장비로 부품을 촬상하는 동시에 왜곡된 이미지를 프로그램으로 보정하는 방식으로 텔레센트릭을 유지시켜 고가의 렌즈 어레이를 필요로 하지 않으며 정밀한 공칭 측정이 가능한 장점이 있다.The telecentric optical system for nominal inspection of the present invention captures parts with low-cost equipment such as a single lens and a general camera (light-receiving module) while maintaining telecentricity by programmatically correcting the distorted image, thereby maintaining high cost. It has the advantage that it does not require a lens array of

본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 공칭 검사용 텔레센트릭 광학 시스템을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 공칭 검사용 텔레센트릭 광학 시스템에서 케이스를 제거한 것을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 공칭 검사용 텔레센트릭 광학 시스템의 렌즈를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 공칭 검사용 텔레센트릭 광학 시스템의 제어 모듈에서 이미징 처리하는 것을 나타낸 개념도이다.1 is a perspective view showing a telecentric optical system for nominal inspection of the present invention.
Figure 2 is a perspective view showing the removal of the case in the nominal inspection telecentric optical system of the present invention.
3 is a perspective view showing a lens of the telecentric optical system for nominal inspection of the present invention.
4 is a conceptual diagram illustrating imaging processing in the control module of the telecentric optical system for nominal inspection of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform those skilled in the art of the scope of the present invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural, unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, “comprises” and/or “comprising” does not exclude the presence or addition of one or more other components in addition to the stated components. Like reference numerals refer to like elements throughout, and "and/or" includes each and every combination of one or more of the recited elements. Although "first", "second", etc. are used to describe various elements, these elements are not limited by these terms, of course. These terms are only used to distinguish one component from another. Therefore, it goes without saying that the first component mentioned below may be the second component within the spirit of the present invention.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein will have the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly specifically defined.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 공칭 검사용 텔레센트릭 광학 시스템(1)을 설명한다. 도 1은 본 발명의 공칭 검사용 텔레센트릭 광학 시스템을 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 공칭 검사용 텔레센트릭 광학 시스템에서 케이스를 제거한 것을 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 공칭 검사용 텔레센트릭 광학 시스템의 렌즈를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 공칭 검사용 텔레센트릭 광학 시스템의 제어 모듈에서 이미징 처리하는 것을 나타낸 개념도이다.Hereinafter, the telecentric optical system 1 for nominal inspection of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a perspective view showing the telecentric optical system for nominal inspection of the present invention, Figure 2 is a perspective view showing that the case is removed from the telecentric optical system for nominal inspection of the present invention, Figure 3 is a nominal inspection of the present invention It is a perspective view showing the lens of the telecentric optical system for, and FIG. 4 is a conceptual diagram showing the imaging processing in the control module of the telecentric optical system for nominal inspection of the present invention.

본 발명의 공칭 검사용 텔레센트릭 광학 시스템(1)은 케이스(10), 재물대(20), 광원 모듈(미도시), 렌즈(30), 거치대(40), 수광 모듈(미도시), 제어 모듈(미도시)을 포함할 수 있다.The telecentric optical system 1 for nominal inspection of the present invention includes a case 10, a stage 20, a light source module (not shown), a lens 30, a cradle 40, a light receiving module (not shown), and a control. It may include a module (not shown).

케이스(10)는 본 발명의 공칭 검사용 텔레센트릭 광학 시스템(1)의 외관을 형성할 수 있으며, 대략적으로 전면에 개구(11)가 형성된 직육면체 박스 형태를 가질 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.The case 10 may form the appearance of the telecentric optical system 1 for nominal inspection of the present invention, and may have an approximately rectangular box shape with an opening 11 formed on the front surface, but is not limited thereto. .

케이스(10)의 내부에는 모서리가 4개의 컬럼에 의해 지지되는 구획판(12)이 배치될 수 있으며, 이에 의해, 케이스(10)의 내부는 상측의 제1공간(S1)과 하측의 제2공간(S2)으로 구획될 수 있다.A partition plate 12 having corners supported by four columns may be disposed inside the case 10 , whereby the inside of the case 10 has an upper first space S1 and a lower second space S1 . It may be partitioned into a space S2.

한편, 구획판(12)의 중심 인근에는 렌즈(30)에 반사된 광이 수광 모듈(미도시)로 조사되기 위한 투과구(미도시; 광이 투과하는 개구)가 형성될 수 있다.Meanwhile, in the vicinity of the center of the partition plate 12, a transmission hole (not shown; an opening through which light passes) for irradiating the light reflected by the lens 30 to the light receiving module (not shown) may be formed.

재물대(20)는 검체가 마운트되는 장소로 케이스(10)의 내부의 제1공간(S1)에 배치될 수 있다.The stage 20 is a place where the specimen is mounted and may be disposed in the first space S1 of the case 10 .

재물대(20)의 플레이트(21)는 검체가 직접 올려지는 부분으로서 광투과성 재질로 형성될 수 있으며, 이에 따라, 광원 모듈(미도시)에서 출사된 광은 재물대(20)의 플레이트(21)를 투과하여 검체로 조사될 수 있다.The plate 21 of the stage 20 may be formed of a light-transmitting material as a part on which the specimen is directly placed, and accordingly, the light emitted from the light source module (not shown) is the plate 21 of the stage 20. It can be irradiated with a specimen by penetrating it.

나아가 재물대(20)의 플레이트(21)는 검체의 촬영면이 적정 피사계심도(DOF) 범위에 있도록 수직 방향으로 이동이 가능한 것을 특징으로 할 수 있다. 일반적으로 검체의 상면이 촬상면이 되므로 검체의 전체 높이에 따라 검체의 상면의 수직 방향 위상에 차이가 생겨 적정 피사계심도를 이탈할 수 있다. 본 발명의 공칭 검사용 텔레센트릭 광학 시스템(1)에서는 검체의 높이에 따라 피사계심도가 달라지는 것을 방지하기 위해, 재물대(20)의 플레이트(21)가 수직 방향으로 조절이 가능하게 한 것이다.Furthermore, the plate 21 of the stage 20 may be vertically movable so that the photographing surface of the specimen is within an appropriate depth of field (DOF) range. In general, since the upper surface of the sample is the imaging surface, the vertical phase of the upper surface of the sample may differ depending on the overall height of the sample, and thus the appropriate depth of field may be deviated. In the nominal inspection telecentric optical system 1 of the present invention, in order to prevent the depth of field from being changed according to the height of the specimen, the plate 21 of the stage 20 is adjustable in the vertical direction.

이를 위해, 재물대(20)에는 수직 방향으로 단차(Step)에 따라 복수의 지지대(22)가 형성될 수 있으며, 사용자는 플레이트(21)를 복수의 지지대(22) 중 하나에 안착시킴으로써 검체의 높이에 따른 피사계심도를 보정할 수 있다.To this end, a plurality of supports 22 may be formed on the stage 20 according to a step in the vertical direction, and the user places the plate 21 on one of the plurality of supports 22 to increase the height of the sample. The depth of field can be adjusted accordingly.

광원 모듈(미도시)은 검사광을 출사하는 모듈로서, 검체를 향하여 광을 조사할 수 있다. 광원 모듈은 케이스(10)의 제1공간(S1; 정확하게는 케이스의 구획판의 상면 인근에 내장)에 배치될 수 있으며, 이에 따라, 재물대(20)의 하측에 배치될 수 있다.The light source module (not shown) is a module for emitting inspection light, and may irradiate light toward the specimen. The light source module may be disposed in the first space S1 of the case 10 (accurately built-in near the upper surface of the partition plate of the case), and accordingly, may be disposed below the stage 20 .

렌즈(30)는 검체를 경유한 광이 조사되는 부분이며, 검체를 경유한 광은 렌즈(30)에 의해 반사되어 수광 모듈(미도시)로 조사될 수 있다(검체를 경유한 광이 수광 모듈로 직접 조사되는 것을 방지).The lens 30 is a portion to which the light passing through the sample is irradiated, and the light passing through the sample is reflected by the lens 30 and may be irradiated to the light receiving module (not shown) (the light passing through the sample is the light receiving module) to avoid direct irradiation).

렌즈(30)는 수광면이 오목한 오목렌즈로서 케이스(10)의 제1공간(S1)에서 재물대(20)의 상측에 배치될 수 있다(정확하게는 케이스의 상판의 내측면에 장착).The lens 30 is a concave lens with a concave light-receiving surface, and may be disposed on the upper side of the stage 20 in the first space S1 of the case 10 (to be precise, it is mounted on the inner surface of the upper plate of the case).

렌즈(30)는 틸팅이 가능하도록 브라켓(31)에 장착될 수 있고, 이에 따라, 본 발명의 공칭 검사용 텔레센트릭 광학 시스템(1)에서는 검체를 검유한 광이 정확하게 수광 모듈로 조사되도록 렌즈(30)의 반사각을 조절할 수 있는 장점이 있다.The lens 30 may be mounted on the bracket 31 so as to be tiltable. Accordingly, in the telecentric optical system 1 for nominal inspection of the present invention, the lens 30 is such that the light detected by the specimen is accurately irradiated to the light receiving module. (30) has the advantage of being able to adjust the reflection angle.

또한, 렌즈의 수광면은 중심을 기준으로 절반이 광학적으로 차폐되어 있을 수 있으며, 이에 따라, 반원 모양의 차폐판(32)이 렌즈(30)의 수광면에 배치될 수 있다. 이는 렌즈(30)의 중심으로 광이 포커싱되어 텔레센트릭 광학계가 흐트러지는 것을 방지하기 위함인 동시에, 광이 렌즈(30)에 의해 난반사되어 검체의 이미지가 오염되는 것을 방지하기 위함이다.In addition, half of the light-receiving surface of the lens may be optically shielded with respect to the center, and accordingly, a semi-circular shielding plate 32 may be disposed on the light-receiving surface of the lens 30 . This is to prevent the telecentric optical system from being disturbed by focusing the light to the center of the lens 30 , and at the same time to prevent the light from being diffusely reflected by the lens 30 from contaminating the image of the specimen.

거치대(40)는 수광 모듈(미도시)이 분리 가능하게 장착되는 곳으로서 케이스(10)의 내부의 제2공간(S2)에 배치될 수 있다. 즉, 거치대(40)는 재물대(20)와 렌즈(30)의 하측에 배치될 수 있다.The cradle 40 is a place where a light receiving module (not shown) is detachably mounted and may be disposed in the second space S2 of the case 10 . That is, the cradle 40 may be disposed below the stage 20 and the lens 30 .

본 발명의 공칭 검사용 텔레센트릭 광학 시스템(1)은 기존의 고가의 텔레센트릭 광학계와 달리, 전용으로 사용되는 수광 모듈이 없으며, 일반적인 디지털 카메라나 모바일 카메라가 내장된 스마트 단말기 등을 거치대(40)에 거치시켜 사용할 수 있는 장점이 있다. The telecentric optical system for nominal inspection (1) of the present invention does not have a light-receiving module that is used exclusively for, unlike the existing expensive telecentric optical system, and holds a general digital camera or a smart terminal with a built-in mobile camera, etc. ( 40) has the advantage that it can be mounted and used.

수광 모듈(미도시)은 거치대(40)에 거치되는 휴대용 카메라 장비로서, 렌즈(30)를 경유한 광(렌즈에서 반사된 광)이 조사될 수 있으며, 조사된 광을 이미지 신호로 바꾸어 제어 모듈(미도시)로 전송할 수 있다.The light receiving module (not shown) is a portable camera device mounted on the cradle 40 , and light passing through the lens 30 (light reflected from the lens) may be irradiated, and the control module converts the irradiated light into an image signal. (not shown) can be transmitted.

한편, 광원 모듈(미도시)에서 출사된 광은 재물대(20)의 검체를 투과하여 렌즈(30)에서 반사된 다음, 구획판(12)의 투과구(미도시)를 통과하여 수광 모듈(미도시)에 조사될 수 있다(본 발명의 공칭 검사용 텔레센트릭 광학 시스템의 광 경로).On the other hand, the light emitted from the light source module (not shown) passes through the specimen of the stage 20, is reflected by the lens 30, and then passes through the transmission hole (not shown) of the partition plate 12 and the light receiving module (not shown). (optical path of the telecentric optical system for nominal inspection of the present invention).

제어 모듈(미도시)은 수광 모듈에 조사된 광을 이미징처리하여 검체의 적합 여부(공칭이 기준을 만족하여 양품인지 여부)를 판단하는 구성 요소일 수 있다. 상세하게, 제어 모듈은 체커 보드(2)의 왜곡된 이미지를 정형 이미지로 보정하도록 프로그래밍되어 있어, 검체의 왜곡된 이미지를 기설정된 체커 보드의 보정 프로그램 알고리즘에 따라 이미징처리하여 검체의 적합 여부를 판단할 수 있다.The control module (not shown) may be a component for determining whether a sample is suitable (whether a product is a good product by satisfying a nominal standard) by imaging the light irradiated to the light receiving module. In detail, the control module is programmed to correct the distorted image of the checker board 2 into a stereotypical image, so that the distorted image of the sample is imaged according to the preset checker board correction program algorithm to determine whether the sample is suitable can do.

즉, 본 발명의 공칭 검사용 텔레센트릭 광학 시스템(1)은 저가의 일반 렌즈를 사용하여 이미지 왜곡이 발생하나, 검체를 측정하기 전에 체커 보드(2)를 먼저 촬상하여 왜곡된 이미지를 정형 이미지로 보정한 다음, 체커 보드(2)의 이미지를 보정하는 프로그램 알고리즘에 따라 검체 이미지를 처리함으로써, 검체에 대한 정형 이미지를 얻을 수 있다.That is, the telecentric optical system 1 for nominal inspection of the present invention causes image distortion by using a low-cost general lens, but before measuring the sample, the checker board 2 is first captured to convert the distorted image into a stereotyped image. Then, by processing the sample image according to the program algorithm for correcting the image of the checker board 2 , a stereotypical image of the sample can be obtained.

그 다음, 검체의 정형 이미지를 기준으로 검체의 적합 여부를 측정함으로써, 종래의 텔레센트릭이 유지되도록 가공된 고가의 렌즈 어레이 없이도 검체의 적합 여부를 정밀하게 측정할 수 있는 장점이 있다.Then, by measuring the suitability of the specimen based on the orthogonal image of the specimen, there is an advantage in that the suitability of the specimen can be precisely measured without an expensive lens array processed to maintain the conventional telecentricity.

한편, 체커 보드(2)의 왜곡된 이미지는 제1외곽선(2-1)과, 제1외곽선(2-1)의 반대편에 위치하는 제2외곽선(2-2)과, 제1외곽선(2-1)과 제2외곽선(2-2)의 사이에 위치하는 제3외곽선(2-3)과, 제3외곽선(2-3)의 반대편에 위치하며 제1외곽선(1-1)과 제2외곽선(2-2)의 사이에 위치하는 제4외곽선(2-4)으로 형성되며, 제1외곽선(1-1)은 제2외곽선(2-2)이 위치하는 방향과 반대 방향을 향하여 곡률이 형성되어 있고, 제2외곽선(2-2)은 제1외곽선(2-1)이 위치하는 방향을 향하여 곡률이 형성되어 있고, 제3외곽선(2-3)과 제4외곽선(2-4)은 상호 마주보는 방향을 향하여 곡률이 형성되어 있고, 제1외곽선(2-1)의 곡률 반경은 제2외곽선(2-2)의 곡률 반경보다 크고, 제어 모듈은 체커 보드(2)의 왜곡된 이미지의 격자점이 제1외곽선(2-1)과 제2외곽선(2-2)과 제3외곽선(2-3)과 제4외곽선(2-4)이 직사각형을 형성하였을 때의 격자점과 대응되도록, 정형화된 이미지로 보정할 수 있다.On the other hand, the distorted image of the checker board 2 has a first outline 2-1, a second outline 2-2 located opposite to the first outline 2-1, and a first outline 2 -1) and the third outline (2-3) located between the second outline (2-2), and the third outline (2-3) located opposite the first outline (1-1) and the second outline It is formed of a fourth outline 2-4 positioned between the two outlines 2-2, and the first outline 1-1 is directed in a direction opposite to the direction in which the second outline 2-2 is positioned. A curvature is formed, and the second outline 2-2 has a curvature in the direction in which the first outline 2-1 is located, and the third outline 2-3 and the fourth outline 2- 4) has a curvature formed in the direction opposite to each other, the radius of curvature of the first outline 2-1 is greater than the radius of curvature of the second outline 2-2, and the control module is the checker board 2 The grid point of the distorted image is a grid point when the first outline 2-1, the second outline 2-2, the third outline 2-3, and the fourth outline 2-4 form a rectangle. It can be corrected with a standardized image to correspond to .

한편, 본 발명의 공칭 검사용 텔레센트릭 광학 시스템(1)의 변형례(미도시)에서는 구획판(12)의 투과구(미도시)에 조리개가 형성될 수 있다. 상술한 바와 같이, 본 발명의 공칭 검사용 텔레센트릭 광학 시스템(1)에서는 수광 모듈로서 조리개가 구비되지 않은 일반 모바일 카메라가 이용될 수도 있으므로 적정 광량을 조절하기 위함이다.On the other hand, in a modified example (not shown) of the nominal inspection telecentric optical system 1 of the present invention, a stop may be formed in the transmission hole (not shown) of the partition plate 12 . As described above, in the telecentric optical system 1 for nominal inspection of the present invention, a general mobile camera without an aperture may be used as a light receiving module, so that an appropriate amount of light is adjusted.

나아가 본 발명의 공칭 검사용 텔레센트릭 광학 시스템(1)의 변형례에서는 조리개가 형상 기업 합금으로 형성되어 있어서 온도가 올라가면 조리개의 개구가 작아지도록 셋팅될 수 있다. 광량이 증가하면 온도가 증가하는 특성을 이용하여 적정 광량을 투과시키기 위해 온도가 증가하면 조리개의 개구가 작아지도록 설정된 것이다.Furthermore, in the modified example of the telecentric optical system 1 for nominal inspection of the present invention, the diaphragm is formed of a shape company alloy, so that the aperture of the diaphragm can be set to become smaller as the temperature rises. The aperture of the diaphragm is set to become smaller when the temperature increases in order to transmit an appropriate amount of light by using the characteristic that the temperature increases when the amount of light increases.

이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 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, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.As mentioned above, although embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains can realize that the present invention can be embodied in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. you will be able to understand Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

Claims (5)

검체가 마운트되는 재물대;
상기 검체를 향하여 광을 조사하는 광원 모듈;
상기 검체를 경유한 광이 조사되는 렌즈;
상기 렌즈를 경유한 광이 조사되는 수광 모듈;
상기 수광 모듈이 분리 가능하게 장착되는 거치대; 및
상기 수광 모듈에 조사된 광을 이미징처리하여 검체의 적합 여부를 판단하는 제어 모듈을 포함는 것을 특징으로 하는 공칭 검사용 텔레센트릭 광학 시스템.
stage on which the specimen is mounted;
a light source module irradiating light toward the specimen;
a lens through which light passing through the specimen is irradiated;
a light receiving module to which the light passing through the lens is irradiated;
a cradle on which the light receiving module is detachably mounted; and
Telecentric optical system for nominal inspection, characterized in that it comprises a control module for determining whether the sample is suitable by imaging the light irradiated to the light receiving module.
 제1항에 있어서,
상기 광원 모듈은 상기 재물대의 하측에 배치되며,
상기 재물대의 플레이트는 광투과성 재질로 형성되어 상기 광원 모듈에서 출사된 광은 상기 재물대의 플레이트를 투과하여 검체로 조사되며,
상기 재물대의 플레이트는 검체의 촬영면이 적정 피사계심도 범위에 있도록 수직 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 공칭 검사용 텔레센트릭 광학 시스템.
According to claim 1,
The light source module is disposed below the stage,
The stage plate is formed of a light-transmitting material, and the light emitted from the light source module passes through the stage plate and is irradiated to the specimen,
The telecentric optical system for nominal inspection, characterized in that the plate of the stage is movable in the vertical direction so that the photographing surface of the specimen is within the appropriate depth of field range.
 제1항에 있어서,
상기 렌즈는 오목렌즈로서 상기 재물대의 상측에 배치되며, 렌즈의 수광면은 중심을 기준으로 절반이 광학적으로 차폐되어 있는 것을 특징으로 하는 공칭 검사용 텔레센트릭 광학 시스템.
According to claim 1,
The lens is a concave lens and is disposed on the upper side of the stage, and the light-receiving surface of the lens is optically shielded in half with respect to the center.
 제1항에 있어서,
상기 제어 모듈은 체커 보드의 왜곡된 이미지를 정형 이미지로 보정하도록 프로그래밍되어 있어, 검체의 왜곡된 이미지를 기설정된 체커 보드의 보정 프로그램 알고리즘에 따라 이미징처리하여 검체의 적합 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 공칭 검사용 텔레센트릭 광학 시스템.
According to claim 1,
The control module is programmed to correct the distorted image of the checker board into a stereotypical image, so that the distorted image of the sample is imaged according to a preset correction program algorithm of the checker board to determine whether the sample is suitable Telecentric optical system for nominal inspection.
 제4항에 있어서,
체커 보드의 왜곡된 이미지는 제1외곽선과, 상기 제1외곽선의 반대편에 위치하는 제2외곽선과, 상기 제1외곽선과 상기 제2외곽선의 사이에 위치하는 제3외곽선과, 상기 제3외곽선의 반대편에 위치하며 상기 제1외곽선과 상기 제2외곽선의 사이에 위치하는 제4외곽선으로 형성되며,
상기 제1외곽선은 상기 제2외곽선이 위치하는 방향과 반대 방향을 향하여 곡률이 형성되어 있고,
상기 제2외곽선은 상기 제1외곽선이 위치하는 방향을 향하여 곡률이 형성되어 있고,
상기 제3외곽선과 상기 제4외곽선은 상호 마주보는 방향을 향하여 곡률이 형성되어 있고,
상기 제1외곽선의 곡률 반경은 상기 제2외곽선의 곡률 반경보다 크고,
상기 제어 모듈은 체커 보드의 왜곡된 이미지의 격자점이 상기 제1외곽선과 상기 제2외곽선과 상기 제3외곽선과 상기 제4외곽선이 직사각형을 형성하였을 때의 격자점과 대응되도록, 정형화된 이미지로 보정하는 것을 특징으로 하는 공칭 검사용 텔레센트릭 광학 시스템.5. The method of claim 4,
The distorted image of the checker board includes a first outline, a second outline located opposite to the first outline, a third outline located between the first outline and the second outline, and the third outline It is located on the opposite side and is formed with a fourth outline located between the first outline and the second outline,
The first outline has a curvature formed in a direction opposite to the direction in which the second outline is located,
The second outline has a curvature formed in the direction in which the first outline is located,
The third outline and the fourth outline have curvatures formed in mutually facing directions,
The radius of curvature of the first outline is greater than the radius of curvature of the second outline,
The control module corrects the lattice points of the distorted image of the checker board to correspond to the lattice points when the first outline, the second outline, the third outline, and the fourth outline form a rectangle, and corrects it to a standardized image. Telecentric optical system for nominal inspection, characterized in that.
KR1020210026027A 2021-02-25 2021-02-25 Telecentric optical system for nominal inspection KR102481722B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210026027A KR102481722B1 (en) 2021-02-25 2021-02-25 Telecentric optical system for nominal inspection

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210026027A KR102481722B1 (en) 2021-02-25 2021-02-25 Telecentric optical system for nominal inspection

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220121655A true KR20220121655A (en) 2022-09-01
KR102481722B1 KR102481722B1 (en) 2022-12-26

Family

ID=83281981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210026027A KR102481722B1 (en) 2021-02-25 2021-02-25 Telecentric optical system for nominal inspection

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102481722B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5989113B2 (en) * 2011-07-25 2016-09-07 ウニベルシダデ デ コインブラ Method and apparatus for automatic camera calibration using images of one or more checkerboard patterns
KR20170108525A (en) * 2016-03-18 2017-09-27 신현진 2-dimensional projection measuring device using a DSLR camera and a concave mirror
JP2018084821A (en) * 2016-11-23 2018-05-31 株式会社ミツトヨ Machine vision inspection system and method for acquiring images having extended depth of field

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5989113B2 (en) * 2011-07-25 2016-09-07 ウニベルシダデ デ コインブラ Method and apparatus for automatic camera calibration using images of one or more checkerboard patterns
KR20170108525A (en) * 2016-03-18 2017-09-27 신현진 2-dimensional projection measuring device using a DSLR camera and a concave mirror
JP2018084821A (en) * 2016-11-23 2018-05-31 株式会社ミツトヨ Machine vision inspection system and method for acquiring images having extended depth of field

Also Published As

Publication number Publication date
KR102481722B1 (en) 2022-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI781312B (en) Overlay metrology system and method
CN105675266B (en) Infinite conjugate optical path measures the device and method of the modulation transfer function of optical lens
Aggarwal et al. On cosine-fourth and vignetting effects in real lenses
CN113433706B (en) Debugging and checking method for laser shaping light path
CN109459214A (en) A kind of focal length of convex lens measurement method and device
EP3260902A1 (en) Microscope
CN104536186B (en) A kind of identification device and alignment system
KR20220121655A (en) Telecentric optical system for nominal inspection
CN116430570B (en) Light intensity correction, illumination, microscope imaging and silicon wafer defect detection device and method
US20080305562A1 (en) Passive alignment of photodiode active area in three axes using microscopic focus
KR20150114199A (en) Defect inspecting apparatus for ir filter with automatic focus control unit
CN105279501B (en) A kind of Zigzag type palm print collecting device of dark background
KR101447857B1 (en) Particle inspectiing apparatus for lens module
JP3360429B2 (en) Lighting equipment for visual inspection
CN104581146A (en) CCD imaging system calibration and adjustment device
CN112114436B (en) Method for assembling and adjusting long-focal-depth laser cutting head
CN209280284U (en) A kind of device of the lens optical centre deviation detection based on direct optical method
CN208921614U (en) A kind of novel microscopical imaging spectrometer transmitance detector
CN112630983A (en) Laser system, laser-induced damage testing system and method
CN216012682U (en) Device for measuring modulation transfer function of ultrashort object distance optical lens
KR101897084B1 (en) Coaxial lighting device for inspection
JP2003050180A (en) Method and apparatus for inspecting defect
CN205037866U (en) Device for positioning normal direction of curved surface of workpiece by optical system
JP4097038B2 (en) 3D shape measuring method and equipment for cultural assets, sculptures, etc.
CN218584684U (en) Detection system

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant