KR20230037374A - 플라스틱 필름의 이물질 및 결함을 검출하는 시스템 - Google Patents

플라스틱 필름의 이물질 및 결함을 검출하는 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라스틱 필름의 이물질 및 결함을 검출하는 시스템을 제공한다.
본 발명의 시스템은 플라스틱 필름의 이물질 및 결함을 검출하는 시스템으로서, 상기 플라스틱 필름의 후면에 수직한 방향으로 광을 조사하여, 상기 플라스틱 필름을 투과하는 광을 생성하는 제1광원; 상기 플라스틱 필름의 전면에 수직하지 않은 방향으로 광을 조사하여, 상기 플라스틱 필름으로부터 반사되는 광을 생성하는 제2광원; 상기 플라스틱 필름을 투과하는 광을 센싱하여 투과 이미지를 생성하고, 상기 플라스틱 필름으로부터 반사되는 광을 센싱하여 반사 이미지를 생성하는 카메라; 및 상기 투과 이미지와 상기 반사 이미지에 기반하여, 상기 플라스틱 필름의 이물질 및 결함을 검출하는 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템에 해당한다.

Description

플라스틱 필름의 이물질 및 결함을 검출하는 시스템{SYSTEM FOR DETECTING FOREIGN SUBSTANCE AND DEFECT OF PLASTIC FILM}
본 발명은 필름의 이물질과 결함을 검출하는 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 폴리에스테르 계열의 플라스틱 필름의 이물질과 결함을 종류를 구분하여 검출하는 시스템에 관한 것이다.
플라스틱 필름의 이물질과 결함을 검출하는 종래 방식이 도 1에 나타나 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 방식에서는 플라스틱 필름의 일면에 수직하는 방향으로 광(광 1)이 조사되며, 이 광은 플라스틱 필름을 투과하여 카메라를 통해 센싱된다.
센싱된 광은 카메라에서 이미지로 생성되며, 플라스틱 필름의 이물질과 결함은 생성된 이미지 내에서 음영의 형태로 나타나게 된다. 따라서, 종래 방식은 이미지 내 음영의 검출을 통해 플라스틱 필름의 이물질과 결함을 검출한다.
이러한 종래 방식은 플라스틱 필름의 이물질과 결함의 존재 여부만을 검출할 수 있을 뿐, 이물질과 결함의 종류를 구분하거나 이물질과 결함의 위치를 구분할 수는 없다.
예를 들어, 폴리에스테르 계열의 플라스틱은 그 외형이 주로 폴리머로 이루어지는데, 종래 방식은 폴리머의 사슬 뭉침에 의해 형성되는 겔(gel)과 플라스틱 필름의 다른 이물질을 구분할 수는 없다.
플라스틱 필름의 이물질과 결함은 플라스틱 필름의 품질 또는 성능을 저해하는 요소이므로, 이물질과 결함의 종류를 구분할 수 없는 종래 방식은 플라스틱 필름의 품질과 성능 향상에 대해 일정한 한계를 가진다고 할 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 플라스틱 필름의 이물질 또는 결함의 종류를 정확하게 구분할 수 있는 시스템을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 플라스틱 필름의 이물질 및 결함을 검출하는 시스템으로서, 상기 플라스틱 필름의 후면에 수직한 방향으로 광을 조사하여, 상기 플라스틱 필름을 투과하는 광을 생성하는 제1광원; 상기 플라스틱 필름의 전면에 수직하지 않은 방향으로 광을 조사하여, 상기 플라스틱 필름으로부터 반사되는 광을 생성하는 제2광원; 상기 플라스틱 필름을 투과하는 광을 센싱하여 투과 이미지를 생성하고, 상기 플라스틱 필름으로부터 반사되는 광을 센싱하여 반사 이미지를 생성하는 카메라; 및 상기 투과 이미지와 상기 반사 이미지에 기반하여, 상기 플라스틱 필름의 이물질 및 결함을 검출하는 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템이 제공된다.
본 발명의 일 구현예에 따른 시스템은 플라스틱 필름의 이물질 또는 결함의 종류를 정확하게 구분할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 구현예에 따른 시스템은 플라스틱 필름의 주요 품질 평가 요소인 겔의 함량을 정량화할 수 있으므로, 플라스틱 필름의 품질과 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 상술한 효과로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본원 명세서 및 첨부된 도면으로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 플라스틱 필름의 이물질 또는 결함을 검출하는 종래 방식의 일 예를 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 플라스틱 필름의 이물질 또는 결함을 검출하는 본 발명에 따른 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 검출부의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 플라스틱 필름의 이물질 또는 결함을 검출한 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B"는 "A 및 B, 또는 A 또는 B"를 의미한다.
도 2는 플라스틱 필름(250)의 이물질 및/또는 결함을 검출하는 시스템(이하 '검출 시스템'이라 지칭한다)(200)의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 검출 시스템(200)은 제1광원(210), 제2광원(220), 카메라(230) 및 검출부(240)를 포함하여 구성될 수 있다.
광원들(210, 220) 각각은 특정 파장의 광을 플라스틱 필름(250)에 조사하여 플라스틱 필름(250)을 투과하는 광과 플라스틱 필름(250)으로부터 반사되는 광을 생성할 수 있다.
제1광원(210)은 플라스틱 필름(250)을 기준으로 특정 방향(도 2 기준, 아래 방향)에 위치하며, 플라스틱 필름(250)의 후면에 수직한 방향으로 광을 조사할 수 있다. 일 예로, 제1광원(210)은 플라스틱 필름(250)의 후면의 면벡터와 평행한 방향으로 광을 조사할 수 있다.
제1광원(210)으로부터 조사된 광은 플라스틱 필름(250)을 투과하므로, 제1광원(210)은 '투과 광원'일 수 있으며, 제1광원(210)으로부터 조사된 광은 '투과 광'으로 지칭될 수 있다. 플라스틱 필름(250)을 투과한 광은 카메라(230)에 센싱될 수 있다.
제2광원(220)은 플라스틱 필름(250)의 다른 방향(도 2 기준, 위 방향)에 위치하며, 플라스틱 필름(250)의 전면에 수직하지 않은 방향으로 광을 조사할 수 있다. 일 예로, 제2광원(220)은 플라스틱 필름(250)의 전면의 면벡터와 평행하지 않은 방향으로 광을 조사할 수 있으며, 제2광원(220)이 조사하는 광은 면벡터의 방향과 45도 이상의 각도를 이룰 수 있다.
제2광원(220)으로부터 조사된 광은 플라스틱 필름(250)의 전면에 수직하지 않은 방향으로 조사되므로, 제2광원(220)은 '저각 조사 광원'일 수 있다. 제2광원(220)으로부터 조사된 광은 플라스틱 필름(250)으로부터 반사(난반사 또는 산란)하여 카메라(230)에 센싱될 수 있다. 따라서, 제2광원(220)으로부터 조사된 광은 '반사 광'으로 지칭될 수 있다. 반사 광이 카메라(230)에 센싱되도록 하기 위해, 제2광원(220)은 원형의 링 또는 사각의 링 형태를 가질 수 있다.
카메라(230)는 플라스틱 필름(250)을 투과한 광(투과 광)과 플라스틱 필름(250)으로부터 반사된 광(반사 광)을 센싱할 수 있다. 카메라(230)는 투과 광을 센싱하여 투과 이미지를 생성할 수 있으며, 반사 광을 센싱하여 반사 이미지를 생성할 수 있다.
플라스틱 필름(250)에 존재하는 이물질과 결함은 제1광원(210)으로부터 조사된 광의 투과를 방해하므로, 투과 이미지에는 이물질과 결함이 음영 형태로 표현될 수 있다. 플라스틱 필름(250)에 존재하는 겔, 백색을 띄는 이물질 또는 결함(광을 정반사 및 흡수하지 않는 이물질, 접힘, 긁힘, 찍힘 등)에서는 광의 산란 및 반사가 발생하므로, 반사 이미지에서는 이 이물질 또는 결함이 다른 영역보다 상대적으로 더 밝게 표현될 수 있다.
실시 형태에 따라, 본 발명의 검출 시스템(200)이 인-라인(in-line) 형태의 검출 시스템으로 구현되는 경우, 카메라(230)는 복수 개의 단위 카메라를 포함하여 구성되며, 제1광원(210)과 제2광원(220)은 플라스틱 필름(250)의 진행 방향을 따라 서로 이격되어 위치할 수 있다.
복수 개의 단위 카메라 중에서 어느 하나(카메라 1)는 플라스틱 필름(250)을 중심으로 제1광원(210)의 반대편에 위치하며, 투과 광을 센싱할 수 있다. 복수 개의 단위 카메라 중에서 다른 하나(카메라 2)는 플라스틱 필름(250)의 진행 방향으로 따라 카메라 1과 이격된 지점에 위치하며, 제2광원(220)의 반사 광을 센싱할 수 있다.
검출부(240)는 투과 이미지와 반사 이미지에 기반하여 플라스틱 필름(250)의 이물질 또는 결함을 검출할 수 있다. 이를 위해, 도 3에 도시된 바와 같이, 검출부(240)는 메모리(310) 및 프로세서(320)를 포함하여 구성될 수 있다.
메모리(310)에는 이물질 또는 결함 검출을 위한 하나 이상의 프로그램이 저장될 수 있으며, 프로세서(320)는 메모리(310)에 저장된 프로그램을 구동시켜 투과 이미지와 반사 이미지로부터 이물질 또는 결함을 검출할 수 있다.
프로세서(320)는 투과 이미지와 반사 이미지를 결합하여 처리하는 이미지 처리를 통해 이물질 또는 결함을 검출할 수 있다. 일 예로, 프로세서(320)는 투과 이미지에 표현된 이물질의 밝기와 반사 이미지에 표현된 이물질의 밝기를 비교하여, 이물질의 종류를 구분하여 검출할 수 있다.
종류가 구분되어 검출되는 이물질은 겔, 탄화물 등일 수 있다. 겔은 필름으로 사용되는 폴리에스테르 계열 플라스틱 특히, 생분해성 플라스틱에서 주요한 물성에 해당하며, 겔의 함유량은 플라스틱 소재의 배합에 의해 결정된다. 따라서, 겔을 정확하게 구분하여 검출할 수 있게 되면, 플라스틱 필름(250)의 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.
실시 형태에 따라, 광원들(210, 220)은 동시에 광을 조사하거나 서로 다른 시점에 광을 조사할 수 있다.
광원들(210, 220)이 동시에 광을 조사하는 경우에는 제1광원(210)이 조사하는 광의 파장과 제2광원(220)이 조사하는 광의 파장은 서로 다를 수 있다. 광원들(210, 220)이 조사하는 광의 파장이 서로 다른 이유는, 파장의 차이에 기반하여 이물질 또는 결함을 구분하기 위함이다. 이 경우, 카메라(230)는 서로 다른 파장의 광을 구분하기 위한 다채널 카메라로 구현될 수 있다.
예를 들어, 제1광원(210)은 Red 영역의 파장을 가지는 광을 조사하고, 제2광원(220)은 Green 영역의 파장을 가지는 광을 조사할 수 있다. 이 경우, 카메라(230)는 광원들(210, 220) 각각이 조사하는 광을 구분하기 위한 RGB 카메라일 수 있다.
광원들(210, 220)이 서로 다른 시점에 광을 조사하는 경우(strobe 방식)에는 제1광원(210)이 조사하는 광의 파장과 제2광원(220)이 조사하는 광의 파장은 서로 같을 수 있다.
도 4는 플라스틱 필름(250)의 이물질 또는 결함을 검출한 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4의 (a)는 제1광원(210)의 광 조사 및 카메라(230)의 센싱에 의해 얻어진 투과 이미지를 나타낸다. 도 4의 (a)에 표현된 바와 같이, 투과 이미지에는 플라스틱 필름(250)의 내부 및 외부에 포함된 이물질 또는 결함이 다른 영역보다 더 어두운 음영 형태로 표현된다.
도 4의 (b)는 제2광원(220)의 광 조사 및 카메라(230)의 센싱에 의해 얻어진 반사 이미지를 나타낸다. 도 4의 (b)에 표현된 바와 같이, 겔과 광을 정반사 및 흡수하지 않는 이물질, 접힘, 긁힘, 찍힘 등은 다른 영역보다 더 밝게 표현된다.
도 4의 (c)는 투과 이미지와 반사 이미지에 대한 이미지 처리를 통해 이물질의 종류를 구분하여 표현한 예를 나타낸다. 도 4의 (c)에서 붉은색으로 표시된 영역(점선의 원으로 표시된 영역)은 플라스틱 필름(250)에 존재하는 겔을 나타낸다.
이상에서는 검출 시스템(200)이 이물질 또는 결함을 검출하는 예와, 이물질의 종류를 구분하여 검출하는 예에 대해 설명하였다. 그러나, 검출 시스템(200)은 플라스틱 필름(250)에 적힌 정보(텍스트 또는 이미지 등)를 검출하는 예, 결함만을 검출하는 예, 광을 산란시키기 않고 반사시키는 메탈 종류의 이물질 또는 흑색의 이물질을 검출하는 예 등에도 활용될 수 있다.
이상에서는, 여러가지 실시예들을 들어 본 발명을 상세하게 설명하였다. 다만, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있다. 즉, 본 명세서의 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
본 발명은 본 명세서에 기재된 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
230: 카메라 250: 플라스틱 필름

Claims (4)

  1. 플라스틱 필름의 이물질 및 결함을 검출하는 시스템으로서,
    상기 플라스틱 필름의 후면에 수직한 방향으로 광을 조사하여, 상기 플라스틱 필름을 투과하는 광을 생성하는 제1광원;
    상기 플라스틱 필름의 전면에 수직하지 않은 방향으로 광을 조사하여, 상기 플라스틱 필름으로부터 반사되는 광을 생성하는 제2광원;
    상기 플라스틱 필름을 투과하는 광을 센싱하여 투과 이미지를 생성하고, 상기 플라스틱 필름으로부터 반사되는 광을 센싱하여 반사 이미지를 생성하는 카메라; 및
    상기 투과 이미지와 상기 반사 이미지에 기반하여, 상기 플라스틱 필름의 이물질 및 결함을 검출하는 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검출부는,
    상기 투과 이미지에 표현된 이물질의 밝기와 상기 반사 이미지에 표현된 이물질의 밝기에 기반하여, 이물질의 종류를 구분하여 검출하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1광원 및 상기 제2광원은,
    서로 다른 시점에 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1광원은,
    상기 제2광원과 동시에 광을 조사하되, 상기 제2광원이 조사하는 광의 파장과는 다른 파장을 가지는 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 시스템.
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