KR19990024862U

KR19990024862U - Imaging system

Info

Publication number: KR19990024862U
Application number: KR2019970037344U
Authority: KR
Inventors: 한병호
Original assignee: 유무성; 삼성항공산업 주식회사
Priority date: 1997-12-15
Filing date: 1997-12-15
Publication date: 1999-07-05

Abstract

최적의 조명조건과 촬상조건하에서 피사체를 촬상할 수 있도록 하는 촬상 시스템을 제공한다.An imaging system is provided that enables imaging of a subject under optimal illumination and imaging conditions.

본 촬상 시스템은, 촬상경로 상에서 피사체를 이동시키는 피사체 구동장치와, 상기 피사체에 대하여 소정 방향의 각도로 광을 조사하는 적어도 하나 이상의 발광면을 가진 조명장치와, 상기 촬상경로 상에 위치하여 상기 피사체에 의해 반사된 광을 촬상하는 촬상장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.The imaging system includes a subject driving device for moving a subject on an imaging path, an illuminating device having at least one light emitting surface for irradiating light at an angle in a predetermined direction with respect to the subject, and the subject located on the imaging path. And an imaging device which picks up the light reflected by it.

Description

Imaging system

본 고안은 촬상 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 촬상 조건을 변동시킬 수 있는 촬상 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an imaging system, and more particularly, to an imaging system capable of varying imaging conditions.

일반적으로 피사체를 인식하기 위하여 비전 시스템이 많이 활용되고 있다. 이러한 비전 시스템에서는 피사체를 촬영하는 카메라와 같은 촬상장치와 피사체를 조명하기 위한 조명장치가 필수적으로 사용된다. 피사체를 보다 명확하게 촬영하기 위하여는 피사체와 촬상장치사이의 거리 및 피사체와 조명장치사이의 거리가 중요한 영향을 미친다.In general, a vision system is widely used to recognize a subject. In such a vision system, an imaging apparatus such as a camera photographing a subject and an illumination apparatus for illuminating the subject are essentially used. In order to photograph the subject more clearly, the distance between the subject and the image pickup apparatus and the distance between the subject and the lighting apparatus have an important effect.

특히 비전 시스템의 적용대상이 보다 다양화되어감에 따라 피사체의 특성에 따른 최적의 조명조건 및 촬상조건을 요하게 된다. 피사체의 종류가 다양해져 다양한 이형 부품의 촬상이 필요하게 되었다. 예컨대 BGA(Ball Grid Array)와 같이 촬상대상인 피사체의 요철을 명확히 촬상하는 것이 중요한 경우에는 상기의 조명조건 및 촬상조건에 따라 그 촬상 결과가 크게 달라지게 된다. 따라서 이러한 피사체를 촬상하는 촬상 시스템은 다양한 조명조건과 촬상조건으로 피사체를 촬상할 수 있는 적응성 있는 구조를 가질 필요가 있다.In particular, as the application system of the vision system becomes more diversified, an optimal lighting condition and imaging condition are required according to the characteristics of the subject. Various types of subjects required imaging of various release parts. For example, when it is important to clearly capture the unevenness of a subject to be captured, such as a ball grid array (BGA), the imaging result may vary greatly depending on the above lighting conditions and imaging conditions. Therefore, the imaging system for imaging such a subject needs to have an adaptive structure capable of imaging the subject under various lighting conditions and imaging conditions.

그러나 종래의 촬상 시스템은 조명장치나 촬상장치가 고정되어 있기 때문에 다양한 피사체의 특성에 따라 유연하게 적응할 수가 없어 결과적으로 얻어지는 화상자료가 최적 상태에 미치지 못하게 되는 문제점이 있다. 그 결과 이러한 미흡한 화상자료를 기초로 한 비전 시스템의 처리 결과는 잘못된 결론을 도출하게 되는 문제점을 야기한다.However, the conventional imaging system has a problem in that the illumination device or the imaging device is fixed, and thus it is not flexible to adapt to the characteristics of various subjects, and the resulting image data does not reach the optimum state. As a result, the result of processing the vision system based on such inadequate image data causes a problem that leads to wrong conclusions.

따라서, 본 고안은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 최적의 조명조건과 촬상조건하에서 피사체를 촬상할 수 있도록 하는 촬상 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an image capturing system capable of capturing an object under an optimal lighting condition and an image capturing condition.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 촬상 시스템은, 촬상경로 상에서 피사체를 이동시키는 피사체 구동장치와, 상기 피사체에 대하여 소정 방향의 각도로 광을 조사하는 적어도 하나 이상의 발광면을 가진 조명장치와, 상기 촬상경로 상에 위치하여 상기 피사체에 의해 반사된 광을 촬상하는 촬상장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an imaging system according to the present invention includes a subject driving apparatus for moving a subject on an imaging path, an illumination apparatus having at least one light emitting surface for irradiating light at an angle in a predetermined direction with respect to the subject; And an imaging device positioned on the imaging path and configured to capture light reflected by the subject.

도 1은 본 고안에 따른 개략적인 촬상 시스템을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a schematic imaging system according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

2...피사체 8...촬상장치 구동장치2.Subject 8 ... Image drive

4a...발광면 11...피사체 구동장치4a ... Light-emitting surface 11 ... Subject drive

4...조명장치 14...점등장치4.Lighting device 14 ... Lighting device

5...반사경 20...촬상경로5 ... Reflective mirror 20 ... Photographic path

6...찰상장치 30...제어장치6.Scratch Device 30 ... Control Device

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 고안에 따른 촬상 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 피사체 구동장치(11)와 조명장치(4)와 촬상장치(6)를 포함한다.The imaging system according to the present invention includes a subject driving device 11, an illumination device 4, and an imaging device 6 as shown in FIG. 1.

피사체(2)는 촬상경로(20)를 따라 촬상장치(6)를 향하여 또는 멀어지는 방향으로 이동한다. 피사체(2)는 흡착 노즐(1)에 흡착되어서 피사체 구동장치(11)에 의하여 이동될 수도 있다. 피사체 구동장치(11)는 구동모터와 같은 공지의 구동수단으로 이루어진다. 여기서 촬상경로(20)란 피사체(2)로부터 촬상장치(6)로 광이 수광되는 광경로를 의미한다.The subject 2 moves along the imaging path 20 toward or away from the imaging device 6. The subject 2 may be absorbed by the suction nozzle 1 and moved by the subject driving device 11. The subject driving device 11 is made of known driving means such as a driving motor. Here, the imaging path 20 means an optical path through which light is received from the subject 2 to the imaging device 6.

조명장치(4)는 피사체(2)에 광을 조사하는 장치로서, 피사체(2)에 대하여 점선으로 도시된 바와 같이 소정 의 각도로 광을 조사하는 적어도 하나 이상의 발광면(4a)을 가진다. 발광면(4a)은 윤곽진 피사체(2)의 경우에도 그 피사체(2)를 구석까지 고르게 비출 수 있도록 소정의 각도로 경사지게 설치된다. 발광면(4a)은 환상으로 설치되는 것이 바람직하나, 발광면(4a)이 장착되는 통의 구조에 따라 다른 형상으로 설치되는 것도 가능하다. 발광면(4a)이 두 개 이상 설치될 경우에는 도시된 바와 같이 계단형으로 차례로 설치되는 것이 바람직하다. 또한 발광면(4a)의 일부를 점등 또는 소등하기 위한 점등 제어장치(14)를 두어 필요에 따라 특정 부위의 발광면(4a)을 점등하여 피사체(2)의 특성에 맞는 조명을 수행할 수도 있다.The lighting device 4 is a device for irradiating light to the subject 2 and has at least one light emitting surface 4a for irradiating light at a predetermined angle as shown by a dotted line with respect to the subject 2. The light emitting surface 4a is inclined at a predetermined angle so that even in the case of the contoured subject 2, the subject 2 can be evenly projected to the corner. The light emitting surface 4a is preferably provided in an annular shape, but may be provided in a different shape depending on the structure of the cylinder in which the light emitting surface 4a is mounted. When two or more light emitting surfaces 4a are provided, it is preferable that the light emitting surfaces 4a are sequentially provided in a stepped manner as shown. In addition, a lighting control device 14 for turning on or off a part of the light emitting surface 4a may be provided so as to light up the light emitting surface 4a of a specific part to perform lighting according to the characteristics of the subject 2. .

촬상장치(6)는 피사체(2)에 의해 반사된 광을 촬상하여 전기신호로 변환하는 CCD카메라와 같은 장치를 사용하는 것이 바람직하며, 또한 자동 줌(zoom) 기능이 있는 것이 바람직하다. 자동 줌 기능에 의해 피사체(2)의 초점이 자동으로 명확하게 맞춰질 수 있다. 촬상장치(6)는 촬상경로(20)를 따라 피사체(2)와의 사이의 거리를 변경할 수 있도록 이동할 수 있는 구조를 가지는 것이 바람직하다. 촬상장치(6)를 이동하는 수단으로는 도시된 바와 같이 모터와 같은 촬상장치 구동장치(8)에 의해 구동되는 타이밍 벨트(10)에 촬상장치(6)를 연결하여 타이밍 벨트(10)의 이동에 따라 직선방향으로 촬상장치(6)가 이동되게 할 수 있다. 촬상장치(6)가 타이밍 벨트(10)에 의해 안정되게 이동되도록 하기 위하여 촬상장치(6)를 지지하면서 촬상장치(6)의 직선운동을 가이드하는 가이드 레일(9)을 설치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 촬상장치(6)는 직선운동에 의해 피사체(2)와 촬상장치(6)사이의 거리가 조절되기 때문에 피사체(2)의 특성에 따라 최적의 촬상 위치에서 피사체(2)를 촬상할 수 있게 된다. 즉 피사체(2)의 크기가 작은 경우에 피사체(2)를 확대하여 촬영하기 위하여 촬상장치(6)를 피사체(2)쪽으로 전진하게 할 수 있다. 또는 다른 필요나 축소 촬영이 필요한 경우에는 피사체(2)에서 멀어지는 방향으로 후퇴시킬 수 있다. 또한 피사체(2)가 촬상장치(6)에 접근한 거리만큼 촬상장치(6)를 후퇴시켜 피사체(2)와 촬상장치(6)사이의 거리를 일정하게 유지할 수도 있다. 또한 피사체(2)가 지나치게 가까이 접근함으로 인하여 촬상장치(6)가 자동 줌 기능에 의해 조절할 수 있는 초점 조정 범위 밖인 경우에는 촬상장치(6)를 후퇴시킴으로써 초점을 정확히 맞출 수도 있다.The imaging device 6 preferably uses a device such as a CCD camera which picks up the light reflected by the subject 2 and converts it into an electrical signal, and preferably has an automatic zoom function. By the auto zoom function, the subject 2 can be automatically focused clearly. The imaging device 6 preferably has a structure that can be moved along the imaging path 20 so as to change the distance between the subject 2 and the subject 2. As a means for moving the imaging device 6, the imaging belt 6 is connected to a timing belt 10 driven by an imaging device driving device 8 such as a motor to move the timing belt 10 as shown. According to this, the imaging device 6 can be moved in the linear direction. In order to stably move the imaging device 6 by the timing belt 10, it is preferable to provide a guide rail 9 for guiding the linear movement of the imaging device 6 while supporting the imaging device 6. As described above, since the distance between the subject 2 and the imaging apparatus 6 is adjusted by the linear motion, the imaging apparatus 6 can capture the subject 2 at an optimal imaging position according to the characteristics of the subject 2. Will be. That is, when the size of the subject 2 is small, the imaging device 6 may be advanced toward the subject 2 in order to enlarge and photograph the subject 2. Alternatively, when other needs or reduced photographing are required, the retracting may be performed in a direction away from the subject 2. In addition, the distance between the subject 2 and the imaging device 6 may be kept constant by retracting the imaging device 6 by the distance that the subject 2 approaches the imaging device 6. In addition, when the image pickup apparatus 6 is out of the focus adjustment range which can be adjusted by the auto zoom function due to the subject 2 approaching too close, the image pickup apparatus 6 can be refocused accurately.

촬상장치(6)와 피사체(2)사이에 촬상경로(20)를 변경할 수 있도록 도시된 바와 같은 반사경(5)을 설치할 수 있다. 반사경(5)을 한 개 설치한 경우에는 촬상경로(20)는 도시된 바와 같은 '줍ㄴ'자 형 경로를 이루게 되나, 설치하지 않은 경우에는 직선경로를 이루게 되며, 두 개 설치한 경우에는 'ㄷ'자 형 경로를 이루게 된다.A reflecting mirror 5 as shown can be provided between the imaging device 6 and the subject 2 so as to change the imaging path 20. When one reflector 5 is installed, the imaging path 20 forms a 'picked-up' path as shown, but when not installed, it forms a straight path. You will have a c-shaped path.

또한 피사체 구동장치(11)와 점등장치(14)와 촬상장치 구동장치(8)를 제어하는 제어장치(30)를 더 부가하여 특정 피사체(2)에 대하여 특정의 조건하에서 촬상하도록 제어할 수 있다. 즉 특정 피사체(2)에 대하여 최적인 촬상 조건 및 조명 조건을 제어장치(30)에 입력함으로써 특정 피사체(2)는 이러한 최적 조건하에서 촬상되게 한다. 최적의 조건을 위하여 제어되는 요소들은 조명장치(4)에 대한 피사체(2)의 상대적인 위치와 점등장치(14)에 의한 특정 발광면(4a)의 점등 여부와 촬상장치(6)의 위치이다. 이러한 조건들은 각 장치에 센서들을 부착하여 센서의 신호를 부호화하여 제어장치(30)에 저장할 수 있다. 이러한 촬상 조건들에 의해 특정 피사체(2)가 촬상될 때는 반드시 그 조건하에서 촬상되게 함으로써 각 피사체(2)에 대한 최적의 품질을 가진 화상자료를 얻게 된다.Further, a control device 30 for controlling the subject driving device 11, the lighting device 14, and the imaging device driving device 8 may be further added to control the imaging of the specific subject 2 under specific conditions. . That is, by inputting the imaging conditions and illumination conditions which are optimal for the specific subject 2 to the control apparatus 30, the specific subject 2 is made to image under such optimal conditions. The factors controlled for optimal conditions are the relative position of the subject 2 with respect to the illumination device 4, whether the specific light emitting surface 4a is lit by the lighting device 14, and the position of the imaging device 6. These conditions may be attached to the sensors to each device to encode the signal of the sensor and stored in the control device (30). When the specific subject 2 is imaged by these imaging conditions, the image data having the optimum quality for each subject 2 is obtained by making sure that the specific subject 2 is imaged under the condition.

이와 같이 구성된 본 고안에 따른 촬상 시스템의 작용을 설명하면 다음과 같다.The operation of the imaging system according to the present invention configured as described above is as follows.

다양한 크기 및 형상을 지닌 피사체(2)가 흡착 노즐(1)에 의해 촬상경로(20)를 따라 조명장치(4)로 접근한다. 피사체(2)가 조명장치(4)에 가까이 접근함에 따라 피사체(2)에 조사되는 광량이 보다 많아지고, 피사체(2)와 조명장치(4)의 발광면(4a)과의 광의 조사 각도가 변화되며, 또한 발광면(4a)을 일부를 점등할 수 있기 때문에 특정 피사체(2)를 가장 잘 조명하는 최적의 피사체(2)의 위치 및 조건이 결정될 수 있다. 이와 같은 최적의 조명 조건하에서 특정 피사체(2)의 촬상에 필요한 최적의 촬상장치(6)의 위치를 결정할 수 있다. 이러한 최적 조건의 판단은 화면표시장치(미도시)에 표시되는 피사체의 화상자료의 결과를 보아서 작업자의 육안으로 할 수도 있고, 컴퓨터 비전장치를 활용하여 자동으로 되게 할 수도 있다. 이와 같은 최적 촬상 조건을 제어장치(30)에 입력함으로써 제어장치(30)는 특정 피사체(2)에 대하여 이미 입력된 최적의 촬상 조건에서 촬상되도록 피사체 구동장치(11), 점등장치(14), 및 촬상장치 구동장치(8)를 제어한다. 이처럼 특정 피사체(2)를 최적의 조건하에서 촬상할 수 있도록 하는 피사체(2)의 위치 및 촬상장치(6)의 위치 및 점등장치(14)의 조건을 결정하여 이러한 조건들을 특정 피사체(2)에 따른 부품 데이터와 함께 취급하여 데이터 베이스화 하면 촬상 시스템이 각 개별 부품에 따라 최적의 조건으로 적응성 있게 촬상할 수 있게 되어 결과적으로 최적의 화상 품질을 얻을 수 있다.The subject 2 having various sizes and shapes approaches the illumination device 4 along the imaging path 20 by the suction nozzle 1. As the subject 2 approaches the illuminator 4, the amount of light irradiated onto the subject 2 increases, and the irradiation angle of the light between the subject 2 and the light emitting surface 4a of the illuminator 4 increases. Since the light emitting surface 4a can be partially turned on, the position and condition of the optimum subject 2 that best illuminates the specific subject 2 can be determined. Under such optimal lighting conditions, the position of the optimum imaging device 6 necessary for imaging the specific subject 2 can be determined. The determination of the optimal condition may be performed by the human eye by looking at the result of the image data of the subject displayed on the screen display device (not shown), or may be automatically made by using a computer vision device. By inputting such an optimum imaging condition to the control device 30, the control device 30 allows the subject driving device 11, the lighting device 14, to capture an image under the optimum imaging conditions already inputted for the specific subject 2; And the imaging device driver 8. In this way, the position of the subject 2 and the position of the imaging device 6 and the condition of the lighting device 14 which allow the imaging of the specific subject 2 under the optimum conditions are determined and these conditions are applied to the specific subject 2. When the database is handled along with the component data, the imaging system can adaptively capture images under optimum conditions for each individual component, and as a result, an optimum image quality can be obtained.

이상 실시예를 들어 본 고안에 대해 설명하였으나, 본 고안은 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 이 실시예에 기재되어 있는 구성부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대적인 배치 등은 특히 특정된 기재가 없는 한은 본 고안의 범위를 그것들만으로 한정하는 취지의 것은 아니고 단지 설명예에 불과한 것으로 본 고안의 기술사상 및 범위 내에서의 각종 변경 및 개량이 가능하다.Although the present invention has been described with reference to the above embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiment. Dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to them unless specifically stated, and are merely illustrative examples. Various changes and improvements can be made within the spirit and scope.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안에 따른 촬상 시스템은 피사체와 조명장치 및 촬상장치사이의 거리를 조절할 수 있으며, 또한 각 발광면을 필요에 따라 부분적으로 점등할 수 있으므로 각 피사체의 특성에 따른 최적의 조명 조건과 촬상 조건으로 피사체를 촬상하여 각 피사체에 대하여 최적의 품질을 가진 화상자료를 얻을 수 있는 탁월한 효과가 있다.As described above, the imaging system according to the present invention can adjust the distance between the subject, the illumination device, and the imaging device, and can also partially light each light emitting surface as necessary, so that the optimum illumination according to the characteristics of each subject There is an excellent effect of obtaining an image material having an optimal quality for each subject by imaging the subject under conditions and imaging conditions.

Claims

A subject driving device which moves the subject on the imaging path;

An illumination device having at least one light emitting surface for irradiating light at an angle in a predetermined direction with respect to the subject;

And an imaging device positioned on the imaging path and configured to capture light reflected by the subject.

The method of claim 1,

And an imaging device driving device capable of moving the imaging device along the imaging path.

The method of claim 2,

And a lighting device for lighting a part of the light emitting surface.

The method of claim 3,

And a controller for controlling the subject driving device, the lighting device, and the imaging device driving device.

The method according to any one of claims 1 to 4,

And at least one reflecting mirror is provided between the imaging device and the subject so as to change the imaging path.