KR20240059701A - 드럼형 라인 스캔 카메라 모듈 - Google Patents

드럼형 라인 스캔 카메라 모듈 Download PDF

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KR20240059701A
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Abstract

본 발명은 드럼형 라인 스캔 카메라 모듈에 관한 것으로서, 종방향축이 지면과 평행하도록 배치되고, 종방향축을 중심으로 회전하는 중공드럼형 케이스; 상기 케이스 내부에 삽입되어, 케이스의 종방향축을 따라 평행하게 배치된 지지체; 상기 지지체의 상면에 평행하게 부착된 Line CCD; 상기 Line CCD와 일정 간격을 두고 Line CCD 상측에 평행하게 설치된 조명; 상기 케이스 양 말단에 삽입된 베어링; 및 상기 케이스 양 말단을 실링하고, 상기 지지체의 양 말단이 고정된 앤드캡;을 포함하여, 콤팩트화 및 카메라 출력성을 향상시키는, 드럼형 라인 스캔 카메라 모듈에 관한 것이다.

Description

드럼형 라인 스캔 카메라 모듈{Drum type line scan camera module}
본 발명은 드럼형 라인 스캔 카메라 모듈에 관한 것으로서, 라인 스캔 카메라, 조명 및 엔코더를 하나의 모듈로 구성하여, 콤팩트화, 설치공간 축소화 및 엔코더에 의한 센싱 정확도 향상으로 라인 스캔 카메라의 출력 정확도를 높이는, 드럼형 라인 스캔 카메라 모듈에 관한 것이다.
일반적으로 라인 스캔 카메라는 라인(Line)단위로 피사체의 영상을 스캔하여 이차원 이미지를 가진 영상을 획득하는 장치로서, 조명부에서 발생된 조명이 피사체에 조사된 상태에서 라인 스캔 카메라가 피사체를 촬영하여 영상을 획득하게 된다.
이러한 라인 스캔 카메라는 고해상도 출력이 가능하고, 움직이는 피사체에 대한 촬영이 가능하여, 고해상도 검사용 카메라, 복사기, 스캐너에 사용될 수 있고, 최근에는 라인 스캔 카메라를 이용하여 종이, 섬유, 금속, 유리 테이프 등과 같은 연속 웹 검사 애플리케이션과 같이 대형, 고해상도, 고속 이미지 캡처가 필요한 애플리케이션에 적용되고 있다. 예로서, 철도 및 도로 검사, 위성 이미징, 표면 지형 스캔, 실리콘 웨이퍼, 태양전지 등의 결함 검사가 있다.
관련하여, 특허문헌 1은 라인스캔 카메라에 의한 도전성 필름 압흔상태 검사장치에 관한 것으로서, 라인스캔 카메라, 조명 및 리니어 엔코더를 포함하고, 상기 라인스캔 카메라는 리니어 엔코더가 구비되어 사전설정간격 또는 사전설정위치마다 펄스신호를 발생시켜, 펄스신호 발생시마다 촬영이 되도록 함으로써, 검사체의 상면을 이동하면서 사전설정시간 또는 간격마다 연속촬영할 수 있고, 이에 따라 압흔 상태의 검사 정확도를 높일 수 있음을 개시하고 있다.
그러나, 라인 스캔 카메라의 사용 시, 롤 투 롤(Roll to Roll) 이송 방식에 의해 대상 물질을 이동시켜 촬영함에 따라, 촬영대상물질이 공급되는 롤러(Roller)로 부터 수급 롤러로 이동할 시, 상기 공급 롤러와 수급 롤러의 크기가 변화되고, 이에 따라 라인 스캔 카메라 기준으로 필름의 이동속도가 변화되어 엔코더에 의한 정확한 이동처리 산출에 어려움이 있어 카메라에 의한 정확한 영상 획득에 어려움이 있고, 더욱이 라인 스캔 카메라 사용시, 렌즈, 조명 및 엔코더를 각각 설치하여야 함에 따라 공간적 제약이 있다.
상기 특허문헌 또한 종래 Area camera 방식을 보완하여 검사영역을 확장 및 검사 정확도를 높일 수 있음을 개시하고 있을 뿐, 검사체가 롤러에 의해 이동할 시 속도변화에 따른 문제점은 여전히 개선할 문제점으로 남아있다.
따라서, 본 발명은 이러한 종래의 문제점을 개선함은 물론이고, 콤팩트화를 실현할 수 있도록 새로운 형태의 드럼형 라인 스캔 카메라 모듈을 개발하였다.
한국 공개특허 제10-2020-0032898호(공개일:2020.03.27)
본 발명은 종래 라인 스캔 카메라로 측정할 시, 공급롤러(Roller)에서 수급롤러로 물류가 이동함에 따라 카메라 기준으로 필름의 이송 속도가 변화되는 문제를 개선함은 물론이고, 카메라, 조명 및 엔코더를 하나의 모듈로 구성하여, 각각의 부품을 위한 별개의 공간이 불필요하여 설치공간에 대한 제약을 감소시킴은 물론이고, 엔코더가 하나의 모듈내에 위치함에 따라 이동되는 필름의 위치 및 속도를 보다 정확하게 출력할 수 있어, 카메라에 의한 영상 정확도를 향상시키는, 드럼형 라인 스캔 카메라 모듈을 제공한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여, 일 측면으로 종방향축이 지면과 평행하도록 배치되고, 종방향축을 중심으로 회전하는 중공드럼형 케이스; 상기 케이스 내부에 삽입되어, 케이스의 종방향 축을 따라 평행하게 배치된 지지체; 상기 지지체의 상면에 평행하게 부착된 Line CCD; 상기 Line CCD와 일정 간격을 두고 Line CCD 상측에 평행하게 설치된 조명; 상기 케이스 양 말단에 삽입된 베어링; 및 상기 케이스 양 말단을 실링하고, 상기 지지체의 양 말단이 고정된 앤드캡;을 포함하는 것을 특징으로 하는, 드럼형 라인 스캔 카메라 모듈을 제공한다.
일 실시예로, 상기 케이스의 외주면으로 필름이 이동할 수 있고, 상기 케이스는 유리관일 수 있다.
일 실시예로, 상기 조명은 하프미러를 사용하는 동축조명일 수 있다.
일 실시예로, 상기 모듈은 하나의 앤드캡에 설치된 엔코더(Encoder)를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 라인 스캔 카메라, 조명 및 엔코더를 하나의 모듈로 구성하여, 콤팩트화 또는 각각의 부품을 위한 별개의 공간이 불필요하여 설치공간에 대한 제약을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 종래 롤-투-롤(Roll-to-Roll) 방식의 라인 스캔 카메라에 의한 필름의 이송속도 변화에 따른 문제를 개선함은 물론이고, 엔코더가 하나의 모듈 내에 위치함에 따라 이동되는 필름의 위치 및 속도를 보다 정확하게 센싱하여 카메라를 통한 보다 정확한 출력이 가능하다.
도 1 본 발명의 일 실시예에 따른 드럼형 라인 스캔 카메라 모듈의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 드럼형 라인 스캔 카메라 모듈의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 드럼형 라인 스캔 카메라 모듈의 (a) 측면도 및 (b) 상부도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 드럼형 라인 스캔 카메라 모듈에 의한 필름의 이동을 나타낸 모식도이다.
도 5(a)는 롤-투-롤(Roll-to-Roll) 방식의 라인 스캔 카메라에 의한 필름의 이동을 나타낸 도면이고, 도 5(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 드럼형 라인 스캔 카메라 모듈에 의한 필름의 이동을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 포함한 발명의 구성을 상세히 설명한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
다른 식으로 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명은 일 측면으로, 종방향축이 지면과 평행하도록 배치되고, 종방향축을 중심으로 회전하는 중공드럼형 케이스; 상기 케이스 내부에 삽입되어, 케이스의 종방향축을 따라 평행하게 배치된 지지체; 상기 지지체의 상면에 평행하게 부착된 Line CCD; 상기 Line CCD와 일정 간격을 두고 Line CCD 상측에 평행하게 설치된 조명; 상기 케이스 양 말단에 삽입된 베어링; 및 상기 케이스 양 말단을 실링하고, 상기 지지체의 양 말단이 고정된 앤드캡; 을 포함하는 것을 특징으로 하는, 드럼형 라인 스캔 카메라 모듈을 제공한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예인 드럼형 라인 스캔 카메라 모듈의 사시도, 평면도, 측면도 및 상부도이고, 도 4는 일 실시예에 따른 드럼형 라인 스캔 카메라 모듈에 의한 필름의 이동을 나타낸 모식도이다.
이를 참고하여, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 드럼형 라인 스캔 카메라 모듈에 있어서, 케이스(10)는 도 1 및 도 4와 같이, 종방향축이 지면과 평행하도록 배치된 중공의 드럼형상으로, 케이스(10)의 외주면을 통해 필름이 이동할 수 있도록 종방향축을 중심으로 회전하며, 빛이 투과될 수 있도록 투명한 재질로 이루어진다. 상기 케이스는 빛의 투과도가 우수하고 마찰력이 크지 않아 필름 이동에 의해 회전가능한 물질인 경우 제한없이 사용될 수 있고, 일 예로, 유리관일 수 있다.
본 발명에 있어서, 지지체(20)는 도 1 내지 도 4와 같이, 케이스(10) 내부에 삽입되어, 케이스(10)의 종방향축을 따라 평행하게 배치되고, 양 말단은 상기 케이스(10)를 실링하는 앤드캡(70)에 고정된 성분으로서, 케이스(10) 내부에 삽입된 Line CCD(30) 및 조명(40)을 지지 및 고정하는 역할을 하여, 상기 케이스(10)의 외주면으로 필름이 이동할 시, 케이스(10)만이 회전하도록 한다(도 4 참조). 상기 지지체(20)는 Line CCD(30) 및 조명(40)을 지지 및 고정할 수 있도록 이들의 크기에 따라 조절될 수 있다.
본 발명에 있어서, Line CCD(30)는 도 1 내지 4와 같이, 상기 지지체(20)의 상면에 평행하게 부착되어, 케이스 외주면을 통해 이동하는 필름을 라인 단위로 촬영하며, 상기 Line CCD(30)의 크기는 상기 케이스(10) 외주면 통해 이동하는 필름의 너비에 따라 조절될 수 있고, 드럼형, 사각기둥형태일 수 있다.
본 발명에 있어서, 조명(40)은 도 1 내지 4와 같이, 상기 Line CCD(30)가 개체 픽셀의 라인을 따라 개체를 조명할 수 있도록 Line CCD(30)의 상측에 위치한다.
구체적으로, 상기 조명(40)은 통상의 기술자에게 자명한 통상의 수단에 의해, 조명, 지지대, 혹은 엔드캡 중 어느 하나에 결합되어 상기 Line CCD(30)의 상측에 위치되며, 도 2의 평면도에 나타낸 바와 같이, 상기 조명(40)은 하프미러를 사용하는 동축조명으로, 상기 케이스(10)의 횡방향으로 투과되어 Line CCD(30)로 입사된 빛을 하프미러에 반사하여 Line CCD(30)가 촬영하고자 하는 대상으로 광선을 보내며, 이때 상기 광선은 입사된 광에 대하여 90도를 이룬다.
본 발명에 있어서, 베어링(60)은 도 2의 평면도와 같이, 상기 케이스(10) 양 말단에 삽입되어, 케이스의 회전시 마찰력을 감소시켜 주는 역할을 하며, 그 종류가 제한되지 않으나, 바람직하게는 볼베어링일 수 있다.
본 발명에 있어서, 앤드캡(70)은 도 1과 같이, 상기 케이스(10) 양 말단을 실링하고, 지지체(20)의 양 말단을 고정하는 역할을 하는 것으로서, 재질 및 형태는 케이스 및 지지체의 형태 및 재질, 그리고 하나의 앤드캡에 설치되는 엔코더의 설치효율 등을 고려하여 조절될 수 있다.
본 발명에 있어서, 엔코더(Encoder)(80)는 도 1 및 도 3과 같이, 상기 양 말단의 앤드캡(70) 중 하나의 앤드캡(70)에 설치되어 상기 케이스(10)의 외주면으로 이동하는 필름의 위치와 속도의 정보를 전기적인 신호로 출력한다.
도 5(a)는 종래 롤-투-롤(Roll-to-Roll) 이송방식의 라인 스캔 카메라에 의한 촬영대상물질(필름)의 이동을 나타낸 도면으로, 공급 필름롤러(Roller)에서 수급롤러로 필름이 이동함에 따라 공급 필름롤러의 원의 크기가 작아지고 수급롤러의 원의 크기가 커지게 되어 라인 스캔 카메라 기준으로 필름의 이송 속도가 변화하게 된다. 이에 따라 엔코더에 의한 정확한 필름의 위치 및 속도 산출이 어려워, 카메라에 의한 정확한 이미지 출력에 한계가 있다. 따라서, 종래 기술의 경우, 이를 보완하기 위하여, 별도의 가이드 롤러를 라인 스캔 카메라 주위에 설치하여 필름의 이송 엔코더를 받아서 이미지를 취득해야 한다.
반면, 예시적으로, 본 발명은 도 5(b)와 같이 드럼형 라인 스캔 카메라 모듈로 구성될 수 있으며, 이는 종래 롤-투-롤(Roll-to-Roll) 방식의 라인 스캔 카메라 기준으로 필름의 이송 속도가 변화되는 문제를 개선함은 물론이고, 조명 및 엔코더가 하나의 모듈 내에 위치함에 따라 공간의 제약성이 감소할 뿐만 아니라 이동되는 필름의 위치 및 속도를 보다 정확하게 출력할 수 있어, 카메라에 의한 정확한 이미지 획득이 가능하다.
또한, 본 발명의 모듈은 모듈을 고정하기 위한 거치대(90)를 더 포함할 수 있다.
100: 드럼형 라인 스캔 카메라 모듈
10: 케이스
20: 지지체
30: Line CCD
40: 조명
50: 하프미러
60: 베어링
70: 앤드캡
80: 엔코더
90: 거치대

Claims (5)

  1. 종방향축이 지면과 평행하도록 배치되고, 종방향축을 중심으로 회전하는 중공드럼형 케이스;
    상기 케이스 내부에 삽입되어, 케이스의 종방향 축을 따라 평행하게 배치된 지지체;
    상기 지지체의 상면에 평행하게 부착된 Line CCD;
    상기 Line CCD와 일정 간격을 두고 Line CCD 상측에 평행하게 설치된 조명;
    상기 케이스 양 말단에 삽입된 베어링; 및
    상기 케이스 양 말단을 실링하고, 상기 지지체의 양 말단이 고정된 앤드캡;을 포함하는 것을 특징으로 하는, 드럼형 라인 스캔 카메라 모듈.
  2. 상기 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스의 외주면으로 필름이 이동하는 것을 특징으로 하는, 드럼형 라인 스캔 카메라 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스는 유리관인 것을 특징으로 하는, 드럼형의 라인 스캔 카메라 모듈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 조명은 하프미러를 사용하는 동축조명인 것을 특징으로 하는, 드럼형의 라인 스캔 카메라 모듈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 모듈은 하나의 앤드캡에 설치된 엔코더(Encoder)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 드럼형 라인 스캔 카메라 모듈.
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