KR20240117179A - 레이저 빔을 이용한 카메라 정렬 장치 및 그를 포함하는 검사 시스템 - Google Patents

Abstract

레이저 빔을 이용한 카메라 정렬 장치 및 그를 포함하는 검사 시스템을 개시한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 촬영 대상을 촬영하여 모니터링하며 검사하는 검사 시스템에 있어서, 외부로부터 입사되는 레이저 빔 또는 촬영 대상을 촬영하여 모니터링하는 카메라 및 카메라 정렬 장치를 포함하며, 상기 카메라 정렬장치는 레이저 빔을 조사하는 광원과 반사미러 또는 촬영 대상을 거치시키는 거치부와 상기 거치부에 거치되어 자신으로 입사되는 빔을 상기 카메라를 향해 반사시키는 반사미러와 반사면이 상기 반사미러를 향하도록 배치되어, 상기 광원에서 조사된 레이저 빔 일부를 상기 반사미러로 반사시키는 빔 스플리터와 상기 카메라의 위치나 방향을 조정하는 스테이지 및 상기 광원의 동작을 제어하며, 상기 카메라와 상기 반사미러 간 중심 및 방향을 정렬하도록 상기 스테이지를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 시스템을 제공한다.

Description

레이저 빔을 이용한 카메라 정렬 장치 및 그를 포함하는 검사 시스템{Camera Alignment Apparatus Using Laser Beam and Inspection System Including the Same}

본 발명은 레이저 빔을 이용하여 카메라와 촬영하고자 하는 대상을 정렬하는 장치 및 그를 포함하는 검사 시스템에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 일 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

산업현장에서 모니터링 또는 분석 등 다양한 목적으로, 카메라를 이용해 특정 대상을 정밀하게 촬영하는 시스템이 활용되고 있다. 시스템 내 모니터링 등을 위한 카메라는 촬영 대상과 정확히 광축이 정렬되어 있어야, 모니터링 결과에서 오차 등으로 인한 오판단이 일어나지 않을 수 있다.

종래에는 카메라와 촬영 대상의 광축을 정렬함에 있어, 카메라가 촬영하는 영상에 대한 번거로운 영상 분석(예를 들어, 영상 내 왜곡 또는 노이즈 보정, 특징점 분석 등)이 진행되어야 했다. 또는, 광축 정렬을 위해 복수의 카메라를 필요로 하는 번거로움이 존재해왔다.

본 발명의 일 실시예는, 레이저 빔을 이용하여 간편하면서 정확하게 카메라와 촬영하고자 하는 대상을 정렬하는 카메라 정렬 장치 및 그를 포함하는 검사 시스템을 제공하는 것에 일 목적이 있다.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 촬영 대상을 촬영하여 모니터링하며 검사하는 검사 시스템에 있어서, 외부로부터 입사되는 레이저 빔 또는 촬영 대상을 촬영하여 모니터링하는 카메라 및 카메라 정렬 장치를 포함하며, 상기 카메라 정렬장치는 레이저 빔을 조사하는 광원과 반사미러 또는 촬영 대상을 거치시키는 거치부와 상기 거치부에 거치되어 자신으로 입사되는 빔을 상기 카메라를 향해 반사시키는 반사미러와 반사면이 상기 반사미러를 향하도록 배치되어, 상기 광원에서 조사된 레이저 빔 일부를 상기 반사미러로 반사시키는 빔 스플리터와 상기 카메라의 위치나 방향을 조정하는 스테이지 및 상기 광원의 동작을 제어하며, 상기 카메라와 상기 반사미러 간 중심 및 방향을 정렬하도록 상기 스테이지를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 시스템을 제공한다.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 레이저 빔을 조사하는 광원과 반사미러 또는 촬영 대상을 거치시키는 거치부와 외부로부터 입사되는 레이저 빔 또는 상기 거치부에 거치된 촬영 대상을 촬영하여 모니터링하는 카메라와 상기 거치부에 거치되어 자신으로 입사되는 빔을 상기 카메라를 향해 반사시키는 반사미러와 반사면이 상기 반사미러를 향하도록 배치되어, 상기 광원에서 조사된 레이저 빔 일부를 상기 반사미러로 반사시키는 빔 스플리터와 상기 카메라의 위치나 방향을 조정하는 스테이지 및 상기 광원의 동작을 제어하며, 상기 카메라와 상기 반사미러 간 중심 및 방향을 정렬하도록 상기 스테이지를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 정렬장치를 제공한다.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 거치부는 일 위치에 상기 반사미러 또는 상기 촬영 대상을 거치시킬 수 있는 지그를 포함하거나, 상기 반사미러 또는 상기 촬영 대상에 형성된 구조와 결합될 수 있는 홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 촬영 대상은 상기 반사미러와 동일한 중심 및 방향을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 제어부는 상기 카메라와 상기 반사미러 간 방향을 정렬하도록 상기 스테이지를 제어함에 있어, 상기 카메라와 상기 반사미러의 중심을 지나는 수직축 또는 수평축이 서로 평행하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 스테이지는 상기 카메라와 상기 반사미러 간 간격을 조정하는 것을 특징으로 한다.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 스테이지는 상기 카메라와 상기 반사미러가 형성하는 축에 수직인 어느 일축을 중심으로 상기 카메라를 회전시키는 것을 특징으로 한다.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 레이저 빔을 조사하는 광원과 반사미러 또는 촬영 대상을 거치시키는 거치부와 외부로부터 입사되는 레이저 빔 또는 상기 거치부에 거치된 촬영 대상을 촬영하여 모니터링하는 카메라와 상기 거치부에 거치되어 자신으로 입사되는 빔을 상기 카메라를 향해 반사시키는 반사미러와 반사면이 상기 반사미러를 향하도록 배치되어, 상기 광원에서 조사된 레이저 빔 일부를 상기 반사미러로 반사시키는 빔 스플리터와 상기 빔 스플리터의 일 끝단에 연결되어, 상기 빔 스플리터의 반사면이 반사미러를 향하거나 그렇지 않도록 상기 빔 스플리터를 회전시키는 회전축과 상기 카메라의 위치나 방향을 조정하는 스테이지 및 상기 광원의 동작을 제어하며, 상기 카메라와 상기 반사미러 간 중심 및 방향을 정렬하도록 상기 스테이지를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 정렬장치를 제공한다.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 반사미러는 반사면이 상기 빔스플리터 및 상기 카메라를 향해 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 촬영 대상은 상기 반사미러와 동일한 중심 및 방향을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 레이저 빔을 조사하는 광원과 반사미러 또는 촬영 대상을 거치시키는 거치부와 외부로부터 입사되는 레이저 빔 또는 상기 거치부에 거치된 촬영 대상을 촬영하여 모니터링하는 카메라와 상기 거치부에 거치되어 자신으로 입사되는 빔을 상기 카메라를 향해 반사시키는 반사미러와 반사면이 상기 반사미러를 향하도록 배치되어, 상기 광원에서 조사된 레이저 빔 일부를 상기 반사미러로 반사시키는 빔 스플리터와 상기 광원에서 조사되어 상기 빔 스플리터를 거친 레이저 빔을 입사받아 소멸시키는 빔 덤프와 상기 카메라의 위치나 방향을 조정하는 스테이지 및 상기 광원의 동작을 제어하며, 상기 카메라와 상기 반사미러 간 중심 및 방향을 정렬하도록 상기 스테이지를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 정렬장치를 제공한다.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 빔 덤프는 입사되는 레이저 빔이 상기 레이저 정렬장치 외부로 노출되지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 거치부는 일 위치에 상기 반사미러 또는 상기 촬영 대상을 거치시킬 수 있는 지그를 포함하거나, 상기 반사미러 또는 상기 촬영 대상에 형성된 구조와 결합될 수 있는 홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 스테이지는 상기 카메라와 상기 반사미러 간 간격을 조정하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 레이저 빔을 이용하여 간편하면서 정확하게 카메라와 촬영하고자 하는 대상을 정렬할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2 내지 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 정렬장치의 동작예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 덤프의 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 정렬장치에 의해 카메라의 방향이 정렬되는 과정을 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 정렬장치에 의해 카메라의 중심이 정렬되는 과정을 예시한 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 동력 수단요소로 명명될 수 있고, 유사하게 동력 수단요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호 간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 시스템의 구성을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 시스템(100)은 카메라(150) 및 카메라 정렬장치를 포함하며, 카메라 정렬장치는 광원(110), 빔 스플리터(120), 회전축(125), 빔 덤프(130), 거치부(140), 반사미러(145), 스테이지(160) 및 제어부(미도시)를 포함한다.

검사 시스템(100)은 카메라(150)를 이용하여 촬영 대상(410, 도 4를 참조하여 후술)을 촬영하여 모니터링하는 시스템을 의미한다.

이때, 카메라 정렬장치는 거치부(140)에 거치될 촬영 대상(미도시)과 촬영 대상을 촬영하며 모니터링 등을 수행하도록 하는 카메라(150)의 광축을 정렬한다. 카메라(150)의 (촬영) 중심과 거치부(140)에 거치될 촬영 대상(미도시)의 중심이 일치해야 하며, 각 대상(촬영 대상 및 카메라)의 중심을 지나는 수직축 또는 수평축이 기울어져 있지 않고 서로 평행한 상태를 가져야 한다. 그렇지 않을 경우, 중심 불일치 또는 기울어진 상태로 인한 모니터링에서의 오차가 발생할 여지가 있다. 또한, 촬영 대상이 드릴의 날과 같이 중심을 기준으로 모든 방향에 걸쳐 있어 촬영 대상의 전면이 보여야 하는 구성인 경우에 있어, 양자의 중심이 정렬되지 않을 경우 촬영 대상의 일 방향으로의 부분이 카메라에 촬영되지 못하는 문제가 발생할 수 있다. 카메라 정렬장치는 촬영 대상(미도시)과 카메라(150)의 중심과 방향을 간단하면서 온전히 정렬함으로써 전술한 문제를 예방할 수 있다. 카메라 정렬장치에 의해 정렬된 거치부(140) 상으로 촬영 대상(미도시)를 거치할 경우, 카메라(150)는 촬영 대상(미도시)을 바로 정렬된 상태에서 모니터링할 수 있다.

광원(110)은 빔 덤프(130)를 향해 레이저 빔을 조사한다. 광원(110)은 레이저 빔을 조사하는 구성, 예를 들어, 레이저 다이오드 등으로 구현될 수 있으며, 빔 덤프(130)를 향해 레이저 빔을 조사한다. 레이저 빔의 파장은 카메라(150)에 의해 관찰될 수 있는 파장대역을 가진다. 예를 들어, 카메라(150)가 가시광 파장대역의 빔을 수광하여 모니터링할 수 있는 장치일 경우, 광원(110)은 가시광 파장대역을 갖는 레이저 빔을 발진한다. 다른 예로서, 카메라(150)가 적외선 또는 자외선 파장대역의 빔을 수광하여 모니터링할 수 있는 장치일 경우, 광원(110)은 적외선 또는 자외선 파장대역을 갖는 레이저 빔을 발진할 수 있다. 광원(110)과 빔 덤프(130)간의 경로 상에는 별도의 구성이 배치되지 않을 수(매질이 공기) 있고, 레이저 빔의 경로(빔 스플리터에 의해 분기될 레이저 빔 포함)를 변화시키지 않을 매질로 구현된 구성이 배치될 수도 있다.

빔 스플리터(120)는 광원(110)과 빔 덤프(130) 사이에 반사면이 반사미러(145)를 향하도록 배치되어, 광원(110)에서 조사된 레이저 빔 일부를 반사미러(145)로 반사시킨다. 빔 스플리터(120)는 광원(110)에서 조사된 레이저 빔을, 반사미러(145)와 빔 덤프(130) 각각을 향해 5:5 내지 9:1 비율로 분기시킨다. 광원(110)에서 조사된 레이저 빔의 일부는 빔 스플리터(120)를 거치며 반사미러(145)로 반사되며, 반사미러(145)에서 다시 반사되어 (빔 스플리터(120) 통과 후) 카메라(150)로 입사하게 된다.

빔 스플리터(120)의 일 끝단은 회전축(125)과 연결되어 회전할 수 있다. 제어부(미도시)의 제어에 따라 빔 스플리터(120)는 회전축(125)에 의해 회전하며, 반사면이 반사미러(145) 또는 거치부(140)를 향하도록 배치되거나 그렇지 않을 수 있다. 카메라(150)와 반사미러(145) 간 중심 및 방향을 조정하는 과정에서는 빔 스플리터(120)의 반사면이 반사미러(145) 또는 거치부(140)를 향하도록 배치되어야 한다. 그러나 조정과정이 끝난 후 카메라(150)가 거치부(140)에 거치된 촬영 대상(미도시)를 촬영하며 모니터링함에 있어서는, 오히려 전술한 바와 같이 배치될 경우 모니터링에 있어 불편을 야기할 수 있다. 이에 따라, 빔 스플리터(120)의 일 끝단은 회전축(125)과 연결되어 회전하며, 반사면이 반사미러(145) 또는 거치부(140)를 향하도록 배치되거나 그렇지 않을 수 있다.

빔 덤프(130)는 광원(110)에서 조사되어 빔 스플리터(120)를 거친 레이저 빔을 입사받는다. 빔 덤프(130)는 빔 스플리터(120)를 거치며 반사미러(145)로 반사되지 않은 레이저 빔을 입사받아, 카메라 정렬장치 외부로 레이저 빔이 노출되지 않도록 한다. 그와 함께 빔 덤프(130)는 도 5에 도시된 구조로 구현됨에 따라, 자신으로 입사되는 레이저 빔이 입사된 방향(빔 스플리터를 향하는 방향)으로도 다시 진행하지 않도록 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 덤프의 구성을 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 덤프(130)는 하우징(510), 돌기부(520), 볼록 미러(530) 및 빔 차단부(540, 545)를 포함한다.

하우징(510)은 역'ㄱ'자 형상을 가지며, 내부에 레이저 빔이 입사되는 동시에, 빔 덤프(130) 내 자신을 제외한 나머지 구성이 배치될 수 있을만큼의 공간을 갖도록 구현된다.

하우징(510)의 빔 스플리터(120)를 바라보는 끝단으로, 빔 스플리터(120)를 통과한 빔이 하우징(510) 내부로 유입될 수 있도록 하는 유입구(515)가 형성된다. 유입구(515)는 하우징(510) 내에 적어도 광원(110)에서 조사되는 레이저 빔의 폭보다는 크게 구현되어, 빔 스플리터(120)를 통과한 레이저 빔이 하우징(510) 내로 유입될 수 있도록 한다.

돌기부(520)는 하우징(510)의 빔 스플리터(120)로부터 먼 끝단에서 하우징(510) 내부를 향해 돌출되어, 입사된 레이저 빔을 분산시킨다. 돌기부(520)는 유입구(515)를 통과하여 하우징(510) 내부로 유입된 레이저 빔의 경로 상에서 (하우징(510)의) 가장 먼 끝단에서 돌출되 구조를 갖는다. 돌기부(520)는 원뿔 또는 다각뿔형으로 돌출됨으로서, 하우징(510) 내부로 입사되어 볼록 미러(530)를 거친 레이저 빔을 분산시킨다. 돌기부(520)에 의해 레이저 빔이 분산되며 보다 수월하게 레이저 빔이 하우징 내부에서 소멸될 수 있다.

볼록미러(530)는 하우징의 모서리 부분에 위치하여, 유입구(515)로 입사된 레이저 빔을 돌기부(520)를 향해 발산시키며 반사시킨다. 볼록미러(530)에 의해 레이저 빔이 발산되며 돌기부(520)를 향해 반사됨에 따라, 돌기부(520)를 거치며 레이저 빔이 빔 덤프(130) 내에서 보다 수월하게 소멸할 수 있다.

하우징(510)의 각 내벽에 기 설정된 간격마다 빔 차단부(540, 545)가 형성된다. 빔 차단부(540)는 유입구(515)로부터 볼록미러(530)까지의 하우징(510) 내벽에 형성되며, 빔 차단부(545)는 볼록미러(530)로부터 돌기부(520) 까지의 하우징(510) 내벽에 형성된다. 각 빔 차단부(540)는 하우징(510)의 내벽에서 하우징(510) 내부로 돌출되되, 빔 차단부(540)는 유입구(515)로부터 멀어지는 방향으로, 빔 차단부(545)는 볼록미러(530)로부터 멀어지는 방향으로 기울기를 가지며 돌출된다. 이에 따라, 혹여 볼록미러(530) 및 돌기부(520)를 거치며 유입된 레이저 빔이 소멸하지 않고 다시 유입구(515)를 향해 반사되더라도 빔 차단부(540, 545)에 의해 진행이 차단되며 레이저 빔이 소멸할 수 있다.

빔 덤프(130)는 전술한 구성을 포함함으로써, 빔 스플리터(120)를 통과한 레이저 빔을 유입받아 소멸시키며, 자신으로 유입된 레이저 빔이 다시 빔 스플리터(120)를 향해 진행하지 않도록 한다.

다시 도 1을 참조하면, 거치부(140)는 반사미러(145) 및 촬영 대상(미도시)을 거치시킨다. 거치부(140)는 일 위치에 반사미러(145) 및 촬영 대상(미도시)을 거치시킬 수 있는 지그(미도시)를 포함하거나, 반사미러(145) 및 촬영 대상(미도시)에 형성된 구조와 결합될 수 잇는 홈(미도시) 등을 포함하여, 반사미러(145) 및 촬영 대상(미도시)을 거치시켜 고정시킨다. 제어부(미도시)의 제어에 따라 반사미러(145)가 거치된 거치부(140)와 카메라(150)의 중심과 방향이 정렬될 경우, 거치부(140)에 촬영 대상(미도시)이 거치되더라도 카메라(150)와 중심 및 방향이 정렬될 수 있다.

반사미러(145)는 거치부(140)에 거치되어 자신으로 입사되는 빔을 반사시킨다. 반사미러(145)는 반사면이 빔 스플리터(120) 및 카메라(150)를 향해 배치됨에 따라, 빔 스플리터(120)에서 분기되어 반사된 레이저 빔을 입사받아 카메라(150)를 향해 반사시킨다. 반사미러(145)는 추후 거치부(140)에 거치될 촬영 대상(미도시)과 동일한 중심 및 방향을 구비함으로써, 반사미러(145)에 의해 중심과 방향이 조정된 카메라(150)가 추후 촬영 대상(미도시)도 온전히 촬영할 수 있도록 한다.

카메라(150)는 외부로부터 입사되는 레이저 빔 또는 거치부(140)에 거치된 촬영 대상(미도시)를 촬영하여 모니터링한다. 카메라(150)는 반사미러(145)에서 반사되어 입사되는 레이저 빔을 촬영하여 모니터링하여, 제어부(미도시)가 촬영한 결과를 토대로 카메라(150)의 위치나 방향을 조정하기 위해 스테이지(160)를 제어할 수 있도록 한다. 카메라(150)는 중심과 방향이 조정된 후 촬영 대상(미도시)을 촬영하여 모니터링한다.

스테이지(160)는 제어부(미도시)의 제어에 따라 카메라(150)의 위치나 방향을 조정한다. 스테이지(160)는 카메라(150)를 반사미러(145)와 가까워지거나 멀어지도록(z축 상에서) 이동시키며, 카메라(150)와 반사미러(145)간 간격을 조정한다. 한편 스테이지(160)는 카메라(150)와 반사미러가 형성하는 축에 수직인 일축(x축 또는 y축)을 중심으로 카메라(150)를 회전시키며, 카메라(150)와 반사미러(145)간 방향을 조정한다. 전술한 대로, 촬영 대상(미도시) 및 카메라(160) 각각의 중심을 지나는 수직축 또는 수평축이 기울어져 있지 않고 서로 평행한 상태를 가져야 한다. 즉, 카메라(150)와 반사미러(145) 어느 하나가 틀어져 있지 않고 같은 방향을 향하도록 배치되어 있어야 한다. 스테이지(160)는 이를 조정하기 위해 x축을 중심으로 카메라(150)를 회전시키거나, y축을 중심으로 카메라(150)를 회전시킨다.

제어부(미도시)는 카메라 정렬장치 내 각 구성의 동작을 제어한다.

제어부(미도시)는 카메라(150)와 반사미러(145) 간 중심 및 방향을 정렬하기 위해, 광원(110)을 동작시키고 빔 스플리터(120)의 반사면이 반사미러(145)를 향하도록 제어한다. 이에 따라, 광원(110)에서 조사된 빔이 빔 스플리터(120)를 거쳐 반사미러(145)에서 반사되어 카메라(150)로 입사된다. 통상적으로 카메라(150)로 입사되는 레이저 빔은 카메라(150)의 중심으로부터 벗어난 위치로 입사한다.

제어부(미도시)는 카메라(150)로의 레이저 빔의 입사위치를 토대로 카메라(150)의 중심으로 입사하도록 스테이지(160)를 제어한다.

우선하여, 제어부(미도시)는 카메라(150)와 반사미러(145)의 방향(틀어진 정도)을 정렬한다. 카메라(150)와 반사미러(145)의 중심을 우선하여 정렬할 경우, 카메라(150)와 반사미러(145)의 방향을 정렬하는 과정에서 기 정렬했던 양자의 중심이 다시 틀어지는 문제가 발생할 수 있다. 이를 방지하고자, 제어부(미도시)는 카메라(150)와 반사미러(145)의 방향을 우선하여 정렬한다. 카메라(150)와 반사미러(145)의 방향 정렬과정은 도 2 및 도 6에 도시되어 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 정렬장치의 동작예를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 정렬장치에 의해 카메라의 방향이 정렬되는 과정을 예시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 제어부(미도시)는 x축 또는 y축(카메라와 반사미러가 형성하는 축에 수직인 일축)을 중심으로 카메라(150)를 회전시킨 후, 카메라(150)와 반사미러(145) 간 거리(z축)를 조정하도록 스테이지(160)를 제어한다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 카메라(150)와 반사미러(145)간 방향이 일치하지 않을 경우, 카메라(150)와 반사미러(145) 간 거리가 가까워지거나 멀어지며 카메라(150)로 입사되는 레이저 빔의 위치가 가변하게 된다. 반대로, 도 6b에 도시된 바와 같이, 카메라(150)와 반사미러(145)간 방향이 일치할 경우, 카메라(150)와 반사미러(145) 간 거리가 가까워지거나 멀어지더라도 카메라(150)로 입사되는 레이저 빔의 위치가 가변하지 않는다. 제어부(미도시)는 카메라(150)와 반사미러(145) 간 거리(z축)를 가변하며 카메라(150)로 입사되는 레이저 빔의 위치가 변하지 않을 때까지, x축 또는 y축을 중심으로 카메라(150)를 회전시킨다.

전술한 과정으로 카메라(150)와 반사미러(145)의 방향이 정렬될 경우, 제어부(미도시)는 카메라(150)와 반사미러(145)의 중심을 정렬한다. 양자의 중심 정렬과정은 도 3 및 7에 도시되어 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 정렬장치의 동작예를 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 정렬장치에 의해 카메라의 중심이 정렬되는 과정을 예시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 제어부(미도시)의 제어에 따라 카메라(150)와 반사미러(145) 간 방향이 일치한 경우, 제어부(미도시)는 카메라(150)와 반사미러(145) 간 중심을 일치시키도록 스테이지(160)를 제어한다. 제어부(미도시)는 x축 또는 y축(카메라와 반사미러가 형성하는 축에 수직인 일축)으로 카메라(150)를 이동시켜 카메라(150)의 중심으로 레이저 빔이 입사하도록 스테이지(160)를 제어한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 카메라(150)와 반사미러(145)간 중심이 일치할 경우, 카메라(150)의 중심으로 레이저 빔이 입사하게 된다. 카메라(150)의 모니터링 결과를 토대로 카메라(150)의 중심으로 레이저 빔이 입사하지 않는 경우, 제어부(미도시)는 x축 또는 y축(카메라와 반사미러가 형성하는 축에 수직인 일축)으로 카메라(150)를 이동시켜 카메라(150)의 중심으로 레이저 빔이 입사하도록 스테이지(160)를 제어한다.

이러한 과정을 거치며, 제어부(미도시)의 제어에 따라 카메라(150)와 반사미러(145) 간 중심과 방향이 모두 정렬된다. 중심과 방향 모두가 정렬된 경우, 카메라(150)는 도 4에 도시된 바와 같이 촬영 대상(410)을 모니터링한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 정렬장치의 동작예를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 거치부(140)에 반사미러(145) 대신 촬영 대상(410)이 거치된다. 전술한 바와 같이, 반사미러(145)는 촬영 대상(410)과 동일한 중심 및 방향을 구비한다. 전술한 과정을 거치며 카메라(150)와 반사미러(145)의 중심 및 방향이 일치한 경우, 거치부(140)에 촬영 대상(410)이 거치되더라도 촬영 대상(410)과 카메라(150)의 중심 및 방향도 일치하게 된다. 제어부(미도시)는 카메라(150)가 촬영 대상(410)을 온전히 모니터링할 수 있도록, 빔 스플리터(120)의 반사면이 거치부(140)를 향하지 않도록 제어한다. 이에 따라, 카메라(150)는 온전히 촬영 대상(410)을 모니터링할 수 있다.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 검사 시스템
110: 광원
120: 빔 스플리터
125: 회전축
130: 빔 덤프
140: 거치부
145: 반사미러
150: 카메라
160: 스테이지
410: 촬영 대상
510: 하우징
515: 유입구
520: 돌기부
530: 볼록 미러
540, 545: 빔 차단부

Claims (14)

1. 촬영 대상을 촬영하여 모니터링하며 검사하는 검사 시스템에 있어서,
   외부로부터 입사되는 레이저 빔 또는 촬영 대상을 촬영하여 모니터링하는 카메라; 및
   카메라 정렬 장치를 포함하며,
   상기 카메라 정렬장치는
   레이저 빔을 조사하는 광원;
   반사미러 또는 촬영 대상을 거치시키는 거치부;
   상기 거치부에 거치되어 자신으로 입사되는 빔을 상기 카메라를 향해 반사시키는 반사미러;
   반사면이 상기 반사미러를 향하도록 배치되어, 상기 광원에서 조사된 레이저 빔 일부를 상기 반사미러로 반사시키는 빔 스플리터;
   상기 카메라의 위치나 방향을 조정하는 스테이지; 및
   상기 광원의 동작을 제어하며, 상기 카메라와 상기 반사미러 간 중심 및 방향을 정렬하도록 상기 스테이지를 제어하는 제어부
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 시스템.
2. 레이저 빔을 조사하는 광원;
   반사미러 또는 촬영 대상을 거치시키는 거치부;
   외부로부터 입사되는 레이저 빔 또는 상기 거치부에 거치된 촬영 대상을 촬영하여 모니터링하는 카메라;
   상기 거치부에 거치되어 자신으로 입사되는 빔을 상기 카메라를 향해 반사시키는 반사미러;
   반사면이 상기 반사미러를 향하도록 배치되어, 상기 광원에서 조사된 레이저 빔 일부를 상기 반사미러로 반사시키는 빔 스플리터;
   상기 카메라의 위치나 방향을 조정하는 스테이지; 및
   상기 광원의 동작을 제어하며, 상기 카메라와 상기 반사미러 간 중심 및 방향을 정렬하도록 상기 스테이지를 제어하는 제어부
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 정렬장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 거치부는,
   일 위치에 상기 반사미러 또는 상기 촬영 대상을 거치시킬 수 있는 지그를 포함하거나, 상기 반사미러 또는 상기 촬영 대상에 형성된 구조와 결합될 수 있는 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 정렬장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 촬영 대상은,
   상기 반사미러와 동일한 중심 및 방향을 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라 정렬장치.
5. 제2항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 카메라와 상기 반사미러 간 방향을 정렬하도록 상기 스테이지를 제어함에 있어, 상기 카메라와 상기 반사미러의 중심을 지나는 수직축 또는 수평축이 서로 평행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 카메라 정렬장치.
6. 제2항에 있어서,
   상기 스테이지는,
   상기 카메라와 상기 반사미러 간 간격을 조정하는 것을 특징으로 하는 카메라 정렬장치.
7. 제2항에 있어서,
   상기 스테이지는,
   상기 카메라와 상기 반사미러가 형성하는 축에 수직인 어느 일축을 중심으로 상기 카메라를 회전시키는 것을 특징으로 하는 카메라 정렬장치.
8. 레이저 빔을 조사하는 광원;
   반사미러 또는 촬영 대상을 거치시키는 거치부;
   외부로부터 입사되는 레이저 빔 또는 상기 거치부에 거치된 촬영 대상을 촬영하여 모니터링하는 카메라;
   상기 거치부에 거치되어 자신으로 입사되는 빔을 상기 카메라를 향해 반사시키는 반사미러;
   반사면이 상기 반사미러를 향하도록 배치되어, 상기 광원에서 조사된 레이저 빔 일부를 상기 반사미러로 반사시키는 빔 스플리터;
   상기 빔 스플리터의 일 끝단에 연결되어, 상기 빔 스플리터의 반사면이 반사미러를 향하거나 그렇지 않도록 상기 빔 스플리터를 회전시키는 회전축;
   상기 카메라의 위치나 방향을 조정하는 스테이지; 및
   상기 광원의 동작을 제어하며, 상기 카메라와 상기 반사미러 간 중심 및 방향을 정렬하도록 상기 스테이지를 제어하는 제어부
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 정렬장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 반사미러는,
   반사면이 상기 빔스플리터 및 상기 카메라를 향해 배치되는 것을 특징으로 하는 카메라 정렬장치.
10. 제8항에 있어서,
    상기 촬영 대상은,
    상기 반사미러와 동일한 중심 및 방향을 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라 정렬장치.
11. 레이저 빔을 조사하는 광원;
    반사미러 또는 촬영 대상을 거치시키는 거치부;
    외부로부터 입사되는 레이저 빔 또는 상기 거치부에 거치된 촬영 대상을 촬영하여 모니터링하는 카메라;
    상기 거치부에 거치되어 자신으로 입사되는 빔을 상기 카메라를 향해 반사시키는 반사미러;
    반사면이 상기 반사미러를 향하도록 배치되어, 상기 광원에서 조사된 레이저 빔 일부를 상기 반사미러로 반사시키는 빔 스플리터;
    상기 광원에서 조사되어 상기 빔 스플리터를 거친 레이저 빔을 입사받아 소멸시키는 빔 덤프;
    상기 카메라의 위치나 방향을 조정하는 스테이지; 및
    상기 광원의 동작을 제어하며, 상기 카메라와 상기 반사미러 간 중심 및 방향을 정렬하도록 상기 스테이지를 제어하는 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 정렬장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 빔 덤프는,
    입사되는 레이저 빔이 상기 레이저 정렬장치 외부로 노출되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 카메라 정렬장치.
13. 제11항에 있어서,
    상기 거치부는,
    일 위치에 상기 반사미러 또는 상기 촬영 대상을 거치시킬 수 있는 지그를 포함하거나, 상기 반사미러 또는 상기 촬영 대상에 형성된 구조와 결합될 수 있는 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 정렬장치.
14. 제11항에 있어서,
    상기 스테이지는,
    상기 카메라와 상기 반사미러 간 간격을 조정하는 것을 특징으로 하는 카메라 정렬장치.
    
    
    

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