KR20240079499A - 카메라를 이용한 표면검사 시스템에서 빛 번짐을 방지하는 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예는 검사 대상물의 상측에 배치되며, 상기 검사 대상물의 폭 또는 결함을 검출하기 위해 상기 검사 대상물을 촬영하는 카메라부, 상기 검사 대상물의 하측에서 상기 검사 대상물에 대하여 기울어지게 배치되며, 상기 검사 대상물을 향해 광을 조사하는 조명부 및 상기 검사 대상물의 하측에서 상기 카메라부와 마주보는 위치에 배치되며, 상기 검사 대상물로부터 반사되는 광을 상기 카메라부를 향해 재 반사하는 반사부를 포함하는, 카메라를 이용한 표면검사 시스템에서 빛 번짐을 방지하는 장치를 제공한다.

Description

카메라를 이용한 표면검사 시스템에서 빛 번짐을 방지하는 장치 {Apparatus for preventing glare in a surface inspection system using cameras}

본 발명은 카메라를 이용한 표면검사 시스템에서 빛 번짐을 방지하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 검사 대상물을 사이에 두고 카메라와 조명을 반대편에 설치하여 검사 대상물의 폭 또는 결함을 검출하는 시스템에서 빛 번짐 현상으로 인해 폭 또는 결함 검출이 방해되는 것을 방지하는 장치에 관한 것이다.

철강, 제지, 유리 등 검사 대상물의 표면검사 시스템은 검사 대상물의 크기, 폭을 검출하거나 홀(hole), 크랙(crack)과 같은 결함 검출하기 위해 도 1에 도시된 바와 같이 카메라(1)가 조명(2)을 직접적으로 보도록 설치하고 그 사이에 검사 대상물(3)이 위치하도록 구성된다. 즉, 조명(2)은 백라이트(backlight)로서, 경계 이물, 형상 판정,　홀, 크랙 및 절단을 검출하게 된다.

이때 조명 광원의 빛 번짐으로 인해 검사 대상물의 경계에 있는 결함들이 보이지 않거나 검사 대상물의 폭이 정확하게 검출되지 않는 경우가 발생할 수 있으며, 이에 따라 검출 결과를 제대로 활용할 수 없는 문제가 있다.

이에, 백라이트 조명 사용 시 빛 번짐을 방지하기 위해 카메라나 조명에 편광 필터를 사용하여 빛 번짐을 줄이고 있으나 빛 번짐을 100% 방지할 수 없고 이 경우 필터로 인해 빛이 약해져서 결함 검출에 어려움이 발생할 수 있다.

또한, 생산되는 검사 대상물의 폭 정보를 받아서 검사 대상물의 폭 이내의 특정 영역의 조명만 켜지도록 할 수도 있으나, 이는 검사 대상물의 좌, 우 움직임으로 인해 백라이트 조명에 의한 빛 번짐 현상을 방지하기에는 부족함이 있다.

한국 공개특허공보 제10-2012-0019083호　(2012.03.06)

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 검사 대상물을 사이에 두고 카메라와 조명을 반대편에 설치하여 검사 대상물의 폭 또는 결함을 검출하는 시스템에서 빛 번짐 현상으로 인해 폭 또는 결함 검출이 방해되는 것을 방지하는 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면은 검사 대상물의 상측에 배치되며, 상기 검사 대상물의 폭 또는 결함을 검출하기 위해 상기 검사 대상물을 촬영하는 카메라부, 상기 검사 대상물의 하측에서 상기 검사 대상물에 대하여 기울어지게 배치되며, 상기 검사 대상물을 향해 광을 조사하는 조명부 및 상기 검사 대상물의 하측에서 상기 카메라부와 마주보는 위치에 배치되며, 상기 검사 대상물로부터 반사되는 광을 상기 카메라부를 향해 재 반사하는 반사부를 포함하는, 카메라를 이용한 표면검사 시스템에서 빛 번짐을 방지하는 장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 카메라부는 상기 검사 대상물의 검사 대상 영역(A1)을 촬영하고, 상기 조명부는 상기 검사 대상물의 비 검사 대상 영역(A2)을 향해 광을 조사하며, 상기 반사부는 상기 비 검사 대상 영역(A2)으로부터 반사되는 광을 상기 검사 대상 영역(A1)으로 재 반사하는 것을 특징으로 하는, 카메라를 이용한 표면검사 시스템에서 빛 번짐을 방지하는 장치일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 카메라부의 촬영 방향 축(X1)과 상기 조명부의 광 축(X2)은 서로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는, 카메라를 이용한 표면검사 시스템에서 빛 번짐을 방지하는 장치일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 카메라부는 하나 이상의 라인 스캔 카메라인 것을 특징으로 하는, 카메라를 이용한 표면검사 시스템에서 빛 번짐을 방지하는 장치일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 카메라부는 상기 검사 대상물의 경계 영역을 촬영하도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 카메라를 이용한 표면검사 시스템에서 빛 번짐을 방지하는 장치일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 조명부는 하나 이상의 LED 광원인 것을 특징으로 하는, 카메라를 이용한 표면검사 시스템에서 빛 번짐을 방지하는 장치일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 반사부는 상기 조명부로부터 상기 검사 대상물로 조사된 광의 정반사각에 대응하는 위치에 구비되는 것을 특징으로 하는, 카메라를 이용한 표면검사 시스템에서 빛 번짐을 방지하는 장치일 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 카메라를 이용한 표면검사 시스템에서 빛 번짐을 방지하는 장치는 조명부에서 검사 대상물을 향해 조사되는 광이 검사 대상물에 반사되고, 검사 대상물에서 반사되는 광은 반사부에서 재 반사되어 카메라부를 향하도록 구성됨에 따라, 검사 대상물의 폭 또는 길이에 대응하는 광 조사 범위가 설정될 수 있다. 이에 따라, 검사 대상물의 경계 영역에서의 빛 번짐 현상을 방지할 수 있어 검사 대상물(10)의 결함을 보다 명확하게 검출할 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 카메라를 이용한 표면검사 시스템에서 검사 대상물의 폭 또는 결함을 검출하는 장치를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라를 이용한 표면검사 시스템에서 빛 번짐을 방지하는 장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라를 이용한 표면검사 시스템에서 빛 번짐을 방지하는 장치의 측면도이다.
도 4의 (a)는 종래 기술에 따른 빛 번짐 현상을 나타내고, 도 4의 (b) 및 (c)는 각각 본 발명의 일 실시예에 따라 검출된 크랙 및 홀을 나타낸다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 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 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라를 이용한 표면검사 시스템에서 빛 번짐을 방지하는 장치의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라를 이용한 표면검사 시스템에서 빛 번짐을 방지하는 장치의 측면도이며, 도 4의 (a)는 종래 기술에 따른 빛 번짐 현상을 나타내고, 도 4의 (b) 및 (c)는 각각 본 발명의 일 실시예에 따라 검출된 크랙 및 홀을 나타낸다.

도 2 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라를 이용한 표면검사 시스템에서 빛 번짐을 방지하는 장치(1000)는 카메라부(100), 조명부(200) 및 반사부(300)를 포함한다.

보다 구체적으로, 본 발명의 검사 대상물의 카메라를 이용한 표면검사 시스템에서 빛 번짐을 방지하는 장치(1000)는 상측에 배치되며, 상기 검사 대상물(10)의 폭 또는 결함을 검출하기 위해 상기 검사 대상물(10)을 촬영하는 카메라부(100), 상기 검사 대상물(10)의 하측에서 상기 검사 대상물(10)에 대하여 기울어지게 배치되며, 상기 검사 대상물(10)을 향해 광을 조사하는 조명부(200) 및 상기 검사 대상물(10)의 하측에서 상기 카메라부(100)와 마주보는 위치에 배치되며, 상기 검사 대상물(10)로부터 반사되는 광을 상기 카메라부(100)를 향해 재 반사하는 반사부(300)를 포함하여 구성된다.

이때, 카메라를 이용한 표면검사 시스템에서 빛 번짐을 방지하는 장치(1000)의 카메라부(100)는 검사 대상물(10)의 검사 대상 영역(A1)을 촬영하도록 배치되고, 조명부(200)는 검사 대상물(10)의 비 검사 대상 영역(A2)을 향해 광을 조사하며, 반사부(300)는 비 검사 대상 영역(A2)으로부터 반사되는 광을 검사 대상 영역(A1)으로 재 반사하도록 구성된다. 반사부(300)에서 재 반사된 광은 검사 대상물(10)을 거쳐 카메라부(100)로 입사된다.

즉, 카메라를 이용한 표면검사 시스템에서 빛 번짐을 방지하는 장치(1000)는 검사 대상물(10)로부터 반사되는 광을 반사부(300)를 통해 재 반사하여 카메라부(100)로 향하도록 구성되어 실제 검사 대상물(10)이 있는 영역에만 조명부(200)의 광이 도달하게 됨에 따라 검사 대상물(10)의 경계 영역에서 빛 번짐 없이 결함을 검출할 수 있게 된다.

카메라부(100)는 라인(line) 스캔 카메라 또는 영역(area) 스캔 카메라일 수 있으며, 바람직하게는 대면적 검사 대상물(10)에 대응할 수 있고, 비용 및 효율성에 따라 라인 스캔　카메라일 수 있다.

카메라부(100)는 검사 대상물(10)의 표면에서 홀, 크랙 등의 결함을 검출하기 위해 상기 검사 대상물(10)을 촬영한다.

바람직하게는 카메라부(100)는 검사 대상물(10)의 경계 영역을 검사하기 위해 상기 검사 대상물(10)의 경계 영역을 촬영하도록 배치될 수 있다.

또한, 카메라부(100)는 검사 대상물(10)의 상측에 위치하며, 촬영 방향이 평면 형상 검사 대상물(10)의 법선에 대하여 평행하게 배치될 수 있다.

조명부(200)는 카메라부(100)에 불필요한 광이 유입되지 않도록 검사 대상물(10)의 하측에서 위치하되, 검사 대상물(10)에 대하여 기울어지게 배치되며, 검사 대상물(10)을 향해 경사 방향으로 광을 조사한다.

즉, 카메라부(100)의 촬영 방향 축(X1)과 조명부(200)의 광 축(X2)은 서로 경사지게 형성될 수 있다.

조명부(200)는 평행광 타입의 LED 광원일 수 있으며, 대면적 검사 대상물(10)에 대응되도록 복수의 LED 광원이 바(bar)형태로 배열되는 구조일 수 있다.

반사부(300)는 검사 대상물(10)의 하측에서 카메라부(100)와 마주보는 위치에 배치되며, 검사 대상물(10)로부터 반사되는 광을 상기 카메라부(100)를 향해 재 반사한다.

즉, 조명부(200)에서 조사되는 광은 검사 대상물(10)에 반사되어, 반사부(300)를 향하고, 반사부(300)에서 재 반사되어 검사 대상물(10)을 투과하여 카메라부(100)로 입사된다.

반사부(300)는 평행광 타입 조명부(200)와 평행하게 배치될 수 있으며, 검사 대상물(100)의 폭 길이에 대응되는 길이의 바(bar) 형태로 형성될 수 있다.

이때, 반사부(300)는 조명부(200)로부터 검사 대상물(10)로 조사된 광의 정반사각(θ)에 대응하는 위치에 구비되어 반사부(300)에서 재 반사되는 광을 카메라부(100)로 보다 용이하게 입사시킬 수 있게 된다.

도 1 및 도 4의 (a)를 참조하면, 도 1에 따른 종래 기술은 카메라(1)가 조명(2)을 직접적으로 보도록 설치되고, 그 사이에 검사 대상물(3)이 위치하도록 구성된다. 이 경우, 도 4의 (a)와 같이 조명(2)에서 조사되는 광의 범위가 제어되지 않아 검사 대상물(3)의 경계 영역에서 빛 번짐 현상이 발생할 수 있으며, 이로 인해 검사 대상물(3)의 결함을 제대로 검출하지 못하게 된다.

반면에, 도 2, 도 3 및 도 4의 (b), (c)를 참조하면, 본 발명의 카메라를 이용한 표면검사 시스템에서 빛 번짐을 방지하는 장치(1000)는 조명부(200)에서 검사 대상물(10)을 향해 조사되는 광이 검사 대상물(10)에 반사되고, 검사 대상물(10)에서 반사되는 광은 반사부(300)에서 재 반사되어 카메라부(100)를 향하도록 구성된다. 이 경우, 도 4의 (b), (c)와 같이 검사 대상물(10)의 폭에 대응하는 광 조사 범위가 설정되어 검사 대상물(10)의 경계 영역에서의 빛 번짐 현상을 방지할 수 있으며, 이에 따라 검사 대상물(10)의 결함을 보다 명확하게 검출할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1000 카메라를 이용한 표면검사 시스템에서 빛 번짐을 방지하는 장치
100 카메라부
200 조명부
300 반사부
A1 검사 대상 영역
A2 비 검사 대상 영역
X1 카메라부의 촬영 방향 축
X2 조명부의 광 축

Claims (7)

1. 검사 대상물의 상측에 배치되며, 상기 검사 대상물의 폭 또는 결함을 검출하기 위해 상기 검사 대상물을 촬영하는 카메라부;
   상기 검사 대상물의 하측에서 상기 검사 대상물에 대하여 기울어지게 배치되며, 상기 검사 대상물을 향해 광을 조사하는 조명부; 및
   상기 검사 대상물의 하측에서 상기 카메라부와 마주보는 위치에 배치되며, 상기 검사 대상물로부터 반사되는 광을 상기 카메라부를 향해 재 반사하는 반사부를 포함하는, 카메라를 이용한 표면검사 시스템에서 빛 번짐을 방지하는 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 카메라부는 상기 검사 대상물의 검사 대상 영역(A1)을 촬영하고,
   상기 조명부는 상기 검사 대상물의 비 검사 대상 영역(A2)을 향해 광을 조사하며,
   상기 반사부는 상기 비 검사 대상 영역(A2)으로부터 반사되는 광을 상기 검사 대상 영역(A1)으로 재 반사하는 것을 특징으로 하는, 카메라를 이용한 표면검사 시스템에서 빛 번짐을 방지하는 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 카메라부의 촬영 방향 축(X1)과 상기 조명부의 광 축(X2)은 서로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는, 카메라를 이용한 표면검사 시스템에서 빛 번짐을 방지하는 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 카메라부는 하나 이상의 라인 스캔 카메라인 것을 특징으로 하는, 카메라를 이용한 표면검사 시스템에서 빛 번짐을 방지하는 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 카메라부는 상기 검사 대상물의 경계 영역을 촬영하도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 카메라를 이용한 표면검사 시스템에서 빛 번짐을 방지하는 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 조명부는 하나 이상의 LED 광원인 것을 특징으로 하는, 카메라를 이용한 표면검사 시스템에서 빛 번짐을 방지하는 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 반사부는 상기 조명부로부터 상기 검사 대상물로 조사된 광의 정반사각에 대응하는 위치에 구비되는 것을 특징으로 하는, 카메라를 이용한 표면검사 시스템에서 빛 번짐을 방지하는 장치.