KR20230118476A - Photographing apparatus for vision inspection - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의하면, 비전검사를 위하여 검사 대상물을 촬영하는 촬영부를 포함하며, 상기 촬영부는 상기 검사 대상물에 대한 영상 데이터를 동시에 독립적으로 획득하는 복수개의 이미지 센서들과, 상기 복수개의 이미지 센서들 각각에 일대일로 대응하여 설치되는 복수개의 렌즈들을 구비하며, 상기 복수개의 렌즈들 각각은 대응하는 상기 이미지 센서에 서로 다른 초점거리를 제공하는 비전검사용 촬영장치가 제공된다.According to the present invention, it includes a photographing unit for photographing an object for vision inspection, wherein the photographing unit includes a plurality of image sensors that simultaneously and independently obtain image data for the object to be inspected, and each of the plurality of image sensors. A photographing device for vision inspection is provided which includes a plurality of lenses installed in a one-to-one correspondence, and each of the plurality of lenses provides a corresponding image sensor with a different focal length.
Description
본 발명은 비전검사 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 비점검사에서 검사 대상물을 촬영하는 촬영장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vision inspection technique, and more particularly, to a photographing device for photographing an inspection object in a non-point inspection.
일반적으로 비전(vision) 검사는 검사 대상물인 각종 부품에 대한 불량 여부 판단을 위하여 검사 대상물을 촬영하여 형상, 치수, 이물질, 손상 등을 검사하는 것을 의미한다. 산업화 구조 변화에 따라 검사 대상물의 특성이 다양해지면서 비전 검사에서 피사계 심도에 즉각적으로 대응하는 것이 점점 어려워지고 있다. 피사계 심도는 촬영 피사체가 허용 수준의 선명도를 보이는 거리방향 범위를 의미한다. 비전 검사에서 피사계 심도 개선은 촬영부의 렌즈 초점거리를 조절하는 방식이 일반적으로 사용된다. 렌즈 초점거리은 통상적으로 렌즈의 위치를 물리적으로 이동시키거나 렌즈의 형상을 변화시키는 방식으로 조절되고 있다. 하지만 이러한 종래의 렌즈 초점거리 조절 방식은 렌즈 이동 또는 렌즈 변형에 시간이 소요되기 때문에, 검사 시간을 증가시키는 요소로 작용한다. 본 발명의 배경이 되는 기술로서, 등록특허 제10-0609604호에는 비전검사장치에서 초점조절을 위하여 카메라를 이동시키는 구성이 기재되어 있다.In general, vision inspection refers to inspecting the shape, size, foreign matter, damage, etc. by photographing an inspection object to determine whether or not defects are present in various parts of the inspection object. As the characteristics of inspection objects diversify according to industrialization structure changes, it is becoming more and more difficult to respond immediately to the depth of field in vision inspection. Depth of field refers to the range in the distance in which the photographed subject has an acceptable level of sharpness. To improve the depth of field in vision inspection, a method of adjusting the focal length of the lens of the photographing part is generally used. The focal length of a lens is usually adjusted by physically moving the position of the lens or changing the shape of the lens. However, since this conventional lens focal length control method takes time to move or deform the lens, it acts as a factor that increases inspection time. As a background technology of the present invention, Patent Registration No. 10-0609604 describes a configuration for moving a camera for focus adjustment in a vision inspection device.
본 발명의 목적은 비전검사에서 검사 대상물에 대한 정확한 이미지를 신속하게 획득할 수 있도록 하는 비전검사용 촬영장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a photographing device for vision inspection that enables to quickly obtain an accurate image of an object to be inspected in a vision inspection.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 비전검사를 위하여 검사 대상물을 촬영하는 촬영부를 포함하며, 상기 촬영부는 상기 검사 대상물에 대한 영상 데이터를 동시에 독립적으로 획득하는 복수개의 이미지 센서들과, 상기 복수개의 이미지 센서들 각각에 일대일로 대응하여 설치되는 복수개의 렌즈들을 구비하며, 상기 복수개의 렌즈들 각각은 대응하는 상기 이미지 센서에 서로 다른 초점거리를 제공하는 비전검사용 촬영장치가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention described above, according to an aspect of the present invention, a plurality of photographing units for photographing an object to be inspected for vision inspection, wherein the photographing unit simultaneously and independently obtains image data for the object to be inspected. It includes two image sensors and a plurality of lenses installed in a one-to-one correspondence with each of the plurality of image sensors, and each of the plurality of lenses provides a different focal length to the corresponding image sensor for vision inspection. A photographing device is provided.
상기 복수개의 렌즈들 각각은 대응하는 상기 이미지 센서와의 상대 위치가 고정될 수 있다.A relative position of each of the plurality of lenses with the corresponding image sensor may be fixed.
상기 복수개의 렌즈들 각각은 상기 초점거리들을 거리방향을 따라서 배치시킬 수 있다.Each of the plurality of lenses may arrange the focal lengths along a distance direction.
상기 복수개의 이미지 센서들 각각에 의해 획득되는 영상 데이터는 아날로그 영상 데이터이며, 상기 비전검사용 촬영장치는 상기 아날로그 영상 데이터를 디지털 영상 데이터로 변환하는 변환부와, 상기 디지털 영상 데이터를 연산 처리하여 상기 검사 대상물의 최종 이미지를 생산하는 연산처리장치를 더 포함할 수 있다.The image data obtained by each of the plurality of image sensors is analog image data, and the vision inspection photographing device includes a conversion unit that converts the analog image data into digital image data, and arithmetic and processing of the digital image data. It may further include an arithmetic processing unit that produces a final image of an object to be inspected.
본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 비전검사용 촬영장치에 구비되는 촬영부는 복수개의 이미지 센서들과, 복수개의 이미지 센서들 각각에 일대일로 대응하여 설치되는 복수개의 렌즈들을 구비하며, 복수개의 렌즈들 각각은 검사 대상물에 대해 서로 다른 초점거리를 제공하므로, 검사 대상물의 전체 범위에 대한 선명한 이미지를 동시에 획득이 가능하다. 그에 따라, 종래의 방식에서 필요한 초점조절을 위한 시간이 감소되고 개별 촬영시간의 생략에 따라 생산성이 향상된다.According to the present invention, all of the objects of the present invention described above can be achieved. Specifically, the photographing unit provided in the imaging device for vision inspection according to the present invention includes a plurality of image sensors and a plurality of lenses installed in a one-to-one correspondence with each of the plurality of image sensors, each of the plurality of lenses Since different focal lengths are provided for the object to be inspected, clear images of the entire range of the object to be inspected can be obtained at the same time. Accordingly, the time required for focus adjustment in the conventional method is reduced and productivity is improved by omitting individual photographing time.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비전검사용 촬영장치의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 비전검사용 촬영장치에서 촬영부의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 촬영부의 동작원리를 설명하는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 비전검사용 촬영장치에서 변환부의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram showing a schematic configuration of a photographing device for vision inspection according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a photographing unit in the photographing device for vision inspection shown in FIG. 1 .
FIG. 3 is a diagram explaining the operating principle of the photographing unit shown in FIG. 2 .
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a conversion unit in the imaging device for vision inspection shown in FIG. 1 .
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 비전검사용 촬영장치의 개략적인 구성이 블록도로서 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 비전검사용 촬영장치(100)는, 전원부(110)와, 촬영부(120)와, 변환부(130)와, 연산처리장치(140)와, 출력부(150)를 포함한다.1 shows a schematic configuration of a photographing apparatus for vision inspection according to an embodiment of the present invention as a block diagram. Referring to FIG. 1 , a photographing
전원부(110)는 공급전원의 안정적인 파형을 유지하여, 촬영부(120), 변환부(130), 연산처리장치(140) 및 출력부(150)로 작동에 필요한 전력을 공급한다.The
촬영부(120)는 피사체인 검사 대상물에 대한 아날로그 영상 정보를 획득한다. 도 2에는 촬영부(120)의 개략적인 구성이 블록도로서 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 촬영부(120)는 복수개의 촬영 유닛(121, 122, 123, 124)들을 구비한다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 복수개의 촬영 유닛(121, 122, 123, 124)들은 모두 동일한 검사 대상물(A)에 대한 영상 정보를 획득한다. 본 실시예에서 촬영부(120)는 4개의 촬영 유닛(121, 122, 123, 124)들을 구비하는 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 촬영부(120)는 2개, 3개 또는 5개 이상의 촬영 유닛들을 구비할 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 본 실시예에서 4개의 촬영 유닛(121, 122, 123, 124)들 중 하나를 제1 촬영 유닛(121)이라 하고, 다른 하나를 제2 촬영 유닛(122)이라 하며, 또 다른 하나를 제3 촬영 유닛(123)이라 하고, 나머지 하나를 제4 촬영 유닛(124)이라 한다.The photographing
제1 촬영 유닛(121)은 제1 이미지 센서(121a)와, 제1 이미지 센서(121a)에 대응하여 설치되는 제1 렌즈(121b)를 구비하며, 독립된 제1 이미지 획득 채널을 형성한다. 제1 이미지 센서(121a)는 빛을 전기 신호로 변환하여 변환부(도 1의 130)로 출력한다. 제1 이미지 센서(121a)는 CCD(Charge Coupled Device)일 수 있다. 제1 렌즈(121b)는 제1 이미지 센서(121a)에 일대일로 대응하여 설치된다. 제1 렌즈(121b)와 제1 이미지 센서(121a) 사이의 거리는 일정하게 유지된다. 제1 렌즈(121b)는 제1 이미지 센서(121a)에 제1 초점거리(L1)를 제공한다. 제1 초점거리(L1)는 제1 렌즈(121b)에 의한 제1 정초점(P1)과 제1 렌즈(121b) 사이의 거리이다. 제1 렌즈(121b)는 제1 피사계 심도(D1)를 제공한다.The
제2 촬영 유닛(122)은 제2 이미지 센서(122a)와, 제2 이미지 센서(122a)에 대응하여 설치되는 제2 렌즈(122b)를 구비하며, 독립된 제2 이미지 획득 채널을 형성한다. 제2 이미지 센서(122a)는 빛을 전기 신호로 변환하여 변환부(도 1의 130)로 출력한다. 제2 이미지 센서(122a)는 CCD(Charge Coupled Device)일 수 있다. 제2 렌즈(122b)는 제2 이미지 센서(122a)에 일대일로 대응하여 설치된다. 제2 렌즈(122b)와 제2 이미지 센서(122a) 사이의 거리는 일정하게 유지된다. 제2 렌즈(122b)는 제2 이미지 센서(122a)에 제2 초점거리(L2)를 제공한다. 제2 초점거리(L2)는 제2 렌즈(122b)에 의한 제2 정초점(P2)과 제2 렌즈(122b) 사이의 거리이다. 제2 렌즈(122b)가 제공하는 제2 초점거리(L2)는 제1 렌즈(121b)가 제공하는 제1 초점거리(L1)보다 크다. 이를 위하여, 제2 렌즈(122b)는 제1 렌즈(121b)와 다른 형상을 갖거나, 제2 렌즈(122b)와 제2 이미지 센서(122a) 사이의 거리가 제1 렌즈(121b)와 제1 이미지 센서(121a) 사이의 거리와 다르게 설정될 수 있다. 제2 렌즈(122b)는 제2 피사계 심도(D2)를 제공한다. 제1 피사계 심도(D1)와 제2 피사계 심도(D2)는 거리방향인 광축선 상에서 일부 구간(C1-2)에 걸쳐서 겹치게 형성된다.The
제3 촬영 유닛(123)은 제3 이미지 센서(123a)와, 제3 이미지 센서(123a)에 대응하여 설치되는 제3 렌즈(123b)를 구비하며, 독립된 제3 이미지 획득 채널을 형성한다. 제3 이미지 센서(123a)는 빛을 전기 신호로 변환하여 변환부(도 1의 130)로 출력한다. 제3 이미지 센서(123a)는 CCD(Charge Coupled Device)일 수 있다. 제3 렌즈(123b)는 제3 이미지 센서(123a)에 일대일로 대응하여 설치된다. 제3 렌즈(123b)와 제3 이미지 센서(123a) 사이의 거리는 일정하게 유지된다. 제3 렌즈(123b)는 제3 이미지 센서(123a)에 제3 초점거리(L3)를 제공한다. 제3 초점거리(L3)는 제3 렌즈(123b)에 의한 제3 정초점(P3)과 제3 렌즈(123b) 사이의 거리이다. 제3 렌즈(123b)가 제공하는 제3 초점거리(L3)는 제2 렌즈(122b)가 제공하는 제2 초점거리(L2)보다 크다. 이를 위하여, 제3 렌즈(123b)는 제2 렌즈(122b)와 다른 형상을 갖거나, 제3 렌즈(123b)와 제3 이미지 센서(123a) 사이의 거리가 제2 렌즈(122b)와 제2 이미지 센서(122a) 사이의 거리와 다르게 설정될 수 있다. 제3 렌즈(123b)는 제3 피사계 심도(D3)를 제공한다. 제2 피사계 심도(D2)와 제3 피사계 심도(D3)는 거리방향인 광축선 상에서 일부 구간(C2-3)에 걸쳐서 겹치게 형성된다.The
제4 촬영 유닛(124)은 제4 이미지 센서(124a)와, 제4 이미지 센서(124a)에 대응하여 설치되는 제4 렌즈(124b)를 구비하며, 독립된 제4 이미지 획득 채널을 형성한다. 제4 이미지 센서(124a)는 빛을 전기 신호로 변환하여 변환부(도 1의 130)로 출력한다. 제4 이미지 센서(124a)는 CCD(Charge Coupled Device)일 수 있다. 제4 렌즈(124b)는 제4 이미지 센서(124a)에 일대일로 대응하여 설치된다. 제4 렌즈(124b)와 제4 이미지 센서(124a) 사이의 거리는 일정하게 유지된다. 제4 렌즈(124b)는 제4 이미지 센서(124a)에 제4 초점거리(L4)를 제공한다. 제4 초점거리(L4)는 제4 렌즈(124b)에 의한 제4 정초점(P4)과 제4 렌즈(124b) 사이의 거리이다. 제4 렌즈(124b)가 제공하는 제4 초점거리(L4)는 제3 렌즈(123b)가 제공하는 제3 초점거리(L3)보다 크다. 이를 위하여, 제4 렌즈(124b)는 제3 렌즈(123b)와 다른 형상을 갖거나, 제4 렌즈(124b)와 제4 이미지 센서(124a) 사이의 거리가 제3 렌즈(123b)와 제3 이미지 센서(123a) 사이의 거리와 다르게 설정될 수 있다. 제4 렌즈(124b)는 제4 피사계 심도(D4)를 제공한다. 제3 피사계 심도(D3)와 제4 피사계 심도(D4)는 거리방향인 광축선 상에서 일부 구간(C3-4)에 걸쳐서 겹치게 형성된다.The fourth photographing
촬영부(120)는 검사 대상물(A)을 한 번의 촬영으로 동시간대에 제1 촬영 유닛(121)에 의해 획득된 제1 촬영 이미지, 제2 촬영 유닛(122)에 의해 획득된 제2 촬영 이미지, 제3 촬영 유닛(123)에 의해 획득된 제3 촬영 이미지, 제4 촬영 유닛(124)에 의해 획득된 제4 촬영 이미지를 제공한다. 각각의 촬영 이미지는 검사 대상물(A)에 대해 설정된 피사체 심도에서 선명한 이미지를 제공하므로, 한 번의 촬영으로 검사 대상물(A)의 전체 범위에 대한 선명한 이미지 획득이 가능해진다. 각각의 촬영 이미지들에 대한 별도의 이미지 프로세싱을 통해 촬영 이미지들 각각의 선명한 부분들이 합쳐져서 하나의 통합 이미지로 병합될 수도 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.The photographing
도 1을 참조하면, 변환부(130)는 촬영부(120)에서 획득한 검사 대상물(도 3의 A)에 대한 아날로그 영상 데이터를 디지털 영상 데이터로 변환한다. 도 4를 참조하면, 변환부(130)는 ASIC 또는 DSP(131)와, A/D 변환기(132)를 구비한다. 변환부(130)에서 수행되는 아날로그 영상 데이터의 디지털 영상 데이터로의 변환은 통상적으로 수행되는 기술을 이용하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.Referring to FIG. 1 , the
도 1을 참조하면, 연산처리장치(140)는 변환부(130)에서 생성된 디지털 영상 데이터를 연산 처리하여 검사 대상물(도 3의 A)에 대한 최종 이미지를 생산한다. 연산처리장치(140)는 통상적인 CPU(Central Processing Unit) 및 GPU(Graphic Processing Unit)으로 구성될 수 있다. 또한, 연산처리장치(140)는 디지털 영상 데이터에 대한 후보정을 수행할 수 있고, 생산된 최종 이미지를 저장한다. 도시되지는 않았으나, 연산처리장치(140)가 디지털 영상 데이터에 대한 연산 처리에 필요한 프로그램 및 최종 이미지를 포함한 데이터들이 저장되는 메모리 장치가 더 구비된다. 연산처리장치(140)에 의해 생산되는 최종 이미지는 촬영부(120)의 복수개의 촬영 유닛(121, 122, 123, 124)들 각각으로부터 획득된 복수개의 이미지들이거나, 복수개의 촬영 유닛(121, 122, 123, 124)들 각각으로부터 획득된 복수개의 이미지들 각각의 선명한 부분이 병합된 하나의 이미지일 수 있다.Referring to FIG. 1 , the
출력부(150)는 연산처리장치(140)에서 구현된 최종 이미지를 출력한다. 출력부(150)는 디스플레이 장치 또는 프린트 장치일 수 있다.The
이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.Although the present invention has been described through the above examples, the present invention is not limited thereto. The above embodiments may be modified or changed without departing from the spirit and scope of the present invention, and those skilled in the art will recognize that such modifications and changes also belong to the present invention.
100 : 비전 검사용 촬영장치
110 : 전원부
120 : 촬영부
121 : 제1 촬영 유닛
122 : 제2 촬영 유닛
123 : 제3 촬영 유닛
124 : 제4 촬영 유닛
121a : 제1 이미지 센서
122a : 제2 이미지 센서
123a : 제3 이미지 센서
124a : 제4 이미지 센서
121b : 제1 렌즈
122b : 제2 렌즈
123b : 제3 렌즈
124b : 제4 렌즈
130 : 변환부
140 : 연산처리장치
150 : 출력부100: imaging device for vision inspection 110: power unit
120: photographing unit 121: first photographing unit
122: second shooting unit 123: third shooting unit
124: fourth photographing
122a:
124a:
122b:
124b: fourth lens 130: converter
140: arithmetic processing unit 150: output unit
Claims (8)
상기 촬영부는 상기 검사 대상물에 대한 영상 데이터를 동시에 독립적으로 획득하는 복수개의 이미지 센서들과, 상기 복수개의 이미지 센서들 각각에 일대일로 대응하여 설치되는 복수개의 렌즈들을 구비하며,
상기 복수개의 렌즈들 각각은 대응하는 상기 이미지 센서에 서로 다른 초점거리를 제공하는,
비전검사용 촬영장치.Including a photographing unit for photographing the inspection target for vision inspection,
The photographing unit includes a plurality of image sensors that simultaneously and independently acquire image data for the test object, and a plurality of lenses installed in a one-to-one correspondence with each of the plurality of image sensors,
Each of the plurality of lenses provides a different focal length to the corresponding image sensor,
Filming device for vision inspection.
상기 복수개의 렌즈들 각각은 대응하는 상기 이미지 센서와의 상대 위치가 고정되는,
비전검사용 촬영장치.The method of claim 1,
Each of the plurality of lenses has a fixed relative position with the corresponding image sensor.
Filming device for vision inspection.
상기 복수개의 렌즈들 각각은 동일하며,
상기 복수개의 렌즈들 각각은 대응하는 상기 이미지 센서에 서로 다른 초점거리를 제공하도록 대응하는 이미지 센서와의 거리가 각기 다르게 설치되는,
비전검사용 촬영장치.The method of claim 2,
Each of the plurality of lenses is the same,
Each of the plurality of lenses is installed at a different distance from the corresponding image sensor to provide a different focal length to the corresponding image sensor.
Filming device for vision inspection.
상기 복수개의 렌즈들 각각은 대응하는 상기 이미지 센서에 서로 다른 초점거리를 제공하도록 다른 형상을 갖는,
비전검사용 촬영장치.The method of claim 2,
Each of the plurality of lenses has a different shape to provide a different focal length to the corresponding image sensor.
Filming device for vision inspection.
상기 복수개의 렌즈들 각각은 상기 초점거리들을 거리방향을 따라서 배치시키는,
비전검사용 촬영장치.The method of claim 1,
Each of the plurality of lenses arranges the focal lengths along the distance direction,
Filming device for vision inspection.
상기 복수개의 렌즈들 중 인접한 두 초점거리들을 각각 제공하는 두 렌즈들 각각의 피사체 심도는 상기 거리방향을 따라 일부 구간에서 겹치는,
비전검사용 촬영장치.The method of claim 5,
The depth of subject of each of the two lenses providing two adjacent focal lengths among the plurality of lenses, respectively, overlaps in some section along the distance direction.
Filming device for vision inspection.
상기 복수개의 이미지 센서들 각각에 의해 획득되는 영상 데이터는 아날로그 영상 데이터이며,
상기 아날로그 영상 데이터를 디지털 영상 데이터로 변환하는 변환부와,
상기 디지털 영상 데이터를 연산 처리하여 상기 검사 대상물의 최종 이미지를 생산하는 연산처리장치를 더 포함하는,
비전검사용 촬영장치.The method of claim 1,
Image data obtained by each of the plurality of image sensors is analog image data,
a converter for converting the analog image data into digital image data;
Further comprising an arithmetic processing device for producing a final image of the inspection object by arithmetic processing of the digital image data,
Filming device for vision inspection.
상기 최종 이미지는 상기 복수개의 이미지 센서들 각각으로부터 획득되는 영상 데이터들에 대응하는 복수개의 이미지들인,
비전검사용 촬영장치.The method of claim 7,
The final image is a plurality of images corresponding to image data obtained from each of the plurality of image sensors,
Filming device for vision inspection.
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