(57)【要約】  品物の外観検査装置は品物の外観の少なくとも一部に対する撮影イメージを獲得するイメージ獲得部及び品物の撮影イメージを用いて品物の外観不良可否を判定する処理部を含む。処理部は、撮影イメージの少なくとも一部を含む検査領域に関する第１画像データを獲得し、検査領域内の位置による第１画像データのレベルの推移を追従する数式を獲得し、数式と第１画像データのレベルとの間の相対的レベルに基づいて第２画像データを獲得する。それによって、品物の外観が平面形状を有していない場合にも容易で正確に品物の外観不良可否を判定することができる。
2019514012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
品物の外観の少なくとも一部に対する撮影イメージを獲得するイメージ獲得部と、
前記品物の撮影イメージを用いて前記品物の外観不良可否を判定する処理部と、を含み、
前記処理部は、
前記撮影イメージの少なくとも一部を含む検査領域に関する第１画像データを獲得し、前記検査領域内の位置による前記第１画像データのレベルの推移を追従する数式を獲得し、前記数式と前記第１画像データのレベルとの間の相対的レベルに基づいて第２画像データを獲得することを特徴とする品物の外観検査装置。
【請求項２】
前記第２画像データは、前記検査領域内の各位置に対して、前記第１画像データと前記数式による値との間の距離から獲得されることを特徴とする請求項１に記載の品物の外観検査装置。
【請求項３】
前記処理部は、前記第２画像データに基づいて前記品物の外観不良可否を判定することを特徴とする請求項１に記載の品物の外観検査装置。
【請求項４】
前記処理部は、平面検査基準を前記第２画像データに適用して前記品物の外観不良可否を判定し、
前記平面検査基準は前記検査領域が平面に対応する場合適用される検査基準であることを特徴とする請求項３に記載の品物の外観検査装置。
【請求項５】
非パターン照明を提供する第１照明部と、
パターン照明を提供する第２照明部のうち少なくとも一つをさらに含み、
前記第１画像データは前記第１照明部によって獲得される明るさデータ及び前記第２照明部によって獲得される高さデータのうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１に記載の品物の外観検査装置。
【請求項６】
前記検査領域は１次元領域または２次元領域であり、
前記第１画像データのレベルの推移を追従する数式は前記検査領域の次元と同一の次元の領域に対する数式であることを特徴とする請求項１に記載の品物の外観検査装置。
【請求項７】
前記検査領域は２次元領域であり、
前記処理部は、２次元検査領域を形成する１次元領域に対する数式を獲得し、前記１次元領域に対する数式に基づいて前記２次元検査領域に対する数式を獲得することを特徴とする請求項１に記載の品物の外観検査装置。
【請求項８】
前記処理部は、
前記撮影イメージで対象領域を設定し、前記対象領域内で除外されるマスキング領域を獲得して、前記対象領域から前記マスキング領域を除外させることによって前記検査領域を設定することを特徴とする請求項１に記載の品物の外観検査装置。
【請求項９】
前記処理部は、前記数式を獲得する時、前記検査領域を有効領域に設定し前記有効領域に対して前記数式を一次的に獲得し、一次的に獲得された前記数式に基づいてノイズ領域を抽出して除去することによって前記有効領域を修正し、
前記修正された有効領域に基づいて前記数式を修正することを特徴とする請求項１に記載の品物の外観検査装置。
【請求項１０】
前記処理部は、
前記第２画像データを２値化処理して第３画像データを生成し、  
前記第３画像データを用いて前記品物の外観不良可否を判定することを特徴とする請求項１に記載の品物の外観検査装置。
【請求項１１】
品物の外観検査装置を用いた品物の外観検査方法であって、
前記外観検査装置が、
品物の外観の少なくとも一部に対する撮影イメージの少なくとも一部を含む検査領域に関する第１画像データを獲得する段階と、
前記検査領域内の位置による前記第１画像データのレベルの推移を追従する数式を獲得する段階と、
前記数式と前記第１画像データのレベルとの間の相対的レベルに基づいて第２画像データを獲得する段階と、
を含むことを特徴とする品物の外観検査方法。
【請求項１２】
前記数式と前記第１画像データのレベルとの間の相対的レベルに基づいて第２画像データを獲得する段階以後に、前記第２画像データに基づいて前記品物の外観不良可否を判定する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の品物の外観検査方法。
【請求項１３】
前記第２画像データに基づいて前記品物の外観不良可否を判定する段階において、平面検査基準を前記第２画像データに適用して前記品物の外観不良可否を判定し、
前記平面検査基準は前記検査領域が平面に対応する場合適用される検査基準であることを特徴とする請求項１２に記載の品物の外観検査方法。
【請求項１４】
前記品物の外観の少なくとも一部に対する撮影イメージの少なくとも一部を含む検査領域に関する第１画像データを獲得する段階は、
前記撮影イメージで対象領域を設定する段階と、
前記対象領域内で除外されるマスキング領域を獲得する段階と、
前記対象領域から前記マスキング領域を除外させて前記検査領域を設定する段階と、を含むことを特徴とする請求項１１に記載の品物の外観検査方法。
【請求項１５】
前記検査領域内の位置による前記第１画像データのレベルの推移を追従する数式を獲得する段階は、
前記検査領域を有効領域に設定し前記有効領域に対して前記数式を一次的に獲得する段階と、
一次的に獲得された前記数式に基づいてノイズ領域を抽出して除去することによって前記有効領域を修正する段階と、
前記修正された有効領域に基づいて前記数式を修正する段階と、を含むことを特徴とする請求項１１に記載の品物の外観検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は品物の外観検査装置及びそれを用いた品物の外観検査方法に関わり、より詳細には品物の外観不良可否を判定する品物の外観検査装置及びそれを用いた品物の外観検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、多様な加工方法によって生産される各種品物はその機能的な側面で不良を有する場合もあるが、加工工程上の問題や外部的な要因によって外観にも不良を有する場合もある。
【０００３】
このような外観に不良を有する場合には、機能的な問題を惹起したり、機能的には問題がなくてもデザイン側面で問題を惹起することもある。従って、最近では品物の製造過程で発生する中間品物または最終完成品の外観を検査する過程を要求される。
【０００４】
従来には、このような検査過程をまったく手作業によるか、または検査対象となる品物に対して画像を撮影し撮影された手作業を通じて確認する過程を採用してきた。
【０００５】
しかし、このような方式は検査に対する費用を大きく増加させ、作業者の熟練度、疲労度、労働環境など多様な外部要因によって品物の信頼性及び一定性が確保されにくく、検査を遂行するための時間が大きく増加されるので、品物の生産性が低下されるという問題があった。
【０００６】
このような問題を解決するために、検査対象となる品物に対して撮影された画像を用いて自動に外観検査を遂行しようとする時、多様な形状を有して屈曲された部分を複数含む品物の場合には検査の正確性を担保することが難しかった。
【０００７】
従って、品物の外観が多様な形状を有し屈曲された部分を含むなど平面形状を有していない場合にも、容易で正確に品物の外観不良可否が判定できる外観検査装置及び検査方法の開発が要請される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明が解決しようとする課題は、検査領域に対する第１データの分布を代表する数式に相対的な第２データを獲得してそれに基づいて品物の外観不良可否を判定することで、品物の外観が多様な形状を有して屈曲された部分を含むなどフラットな平面形状を有していない場合にも、容易で正確に製品の外観不良可否を判定することができ、前記検査領域が平面に対応する場合適用される平面検査基準を前記第２データに直接適用して前記品物の外観不良可否を容易に判定することができ、２次元平面イメージや３次元形状を測定するために獲得されたデータを活用して容易に前記第１データを獲得しカーブフィッティングすることで簡単に前記数式を獲得することができ、前記品物に形成されたホールなどをマスキング領域で獲得して除外させることでより正確な検査結果を獲得することができ、前記検査領域からノイズ領域を除去して前記数式を修正することによってより正確な数式を獲得することができ、前記第２データを各種データ処理または画像処理を遂行することでより正確な検査結果を獲得することのできる品物の外観検査装置を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の解決しようとする他の課題は、前記した品物の外観検査装置を用いた品物の外観検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施形態による品物の外観検査装置は、品物の外観の少なくとも一部に対する撮影イメージを獲得するイメージ獲得部と、前記品物の撮影イメージを用いて前記品物の外観不良可否を判定する処理部と、を含む。前記処理部は、前記撮影イメージの少なくとも一部を含む検査領域に関する第１画像データを獲得し、前記検査領域内の位置による前記第１画像データのレベルの推移を追従する数式を獲得し、前記数式と前記第１画像データのレベルとの間の相対的レベルに基づいて第２画像データを獲得する。
【００１１】
一例として、前記第２画像データは、前記検査領域内の各位置に対して、前記第１画像データと前記数式による値との間の距離から獲得される。
【００１２】
前記処理部は、前記第２画像データに基づいて前記品物の外観不良可否を判定することができる。前記処理部は、平面検査基準を前記第２画像データに適用して前記品物の外観不良可否を判定することができる。この際、前記平面検査基準は前記検査領域が平面に対応する場合適用される検査基準である。
【００１３】
一例として、前記外観検査装置は、非パターン照明を提供する第１照明部及びパターン照明を提供する第２照明部のうち少なくとも一つをさらに含み、前記第１画像データは前記第１照明部によって獲得される明るさデータ及び前記第２照明部によって獲得される高さデータのうち少なくとも一つを含んでいてもよい。
【００１４】
例えば、前記検査領域の少なくとも一部は屈曲された部分に対応することができ、前記処理部は前記検査領域が平面である場合適用される平面検査基準を前記第２画像データに適用して前記品物の外観不良可否を判定することができる。
【００１５】
例えば、前記検査領域は１次元領域または２次元領域であり、前記第１画像データのレベルの推移を追従する数式は前記検査領域の次元と同一の次元の領域に対する数式であってもよい。即ち、一例として、前記検査領域は１次元領域であり、前記第１画像データのレベルの推移を追従する数式は前記１次元領域に対する数式であってもよい。他の実施例として、前記検査領域は２次元領域であってもよく、前記第１画像データのレベルの推移を追従する数式は前記２次元領域に対する数式であってもよい。
【００１６】
また、前記検査領域は２次元領域であってもよく、前記処理部は、前記２次元検査領域を形成する１次元領域に対する数式を獲得し、前記１次元領域に対する数式に基づいて前記２次元検査領域に対する数式を獲得する。
【００１７】
一例として、前記処理部は、前記検査領域内の各位置に対して、前記第１画像データから前記数式による値を差し引きして、前記第２画像データを前記各位置別に獲得することができる。
【００１８】
前記処理部は、前記撮影イメージで対象領域を設定し、前記対象領域内で除外されるマスキング領域を獲得して、前記対象領域から前記マスキング領域を除外させることによって前記検査領域を設定してもよい。この際、前記処理部は、前記第１画像データが所定範囲を外れる領域をマスキング領域で獲得することができる。
【００１９】
一例として、前記処理部は、前記数式を獲得する時、前記検査領域を有効領域に設定し前記有効領域に対して前記数式を一次的に獲得し、一次的に獲得された前記数式に基づいてノイズ領域を抽出して除去することによって前記有効領域を修正し、前記修正された有効領域に基づいて前記数式を修正してもよい。
【００２０】
一例として、前記処理部は、前記第２画像データを２値化処理して第３画像データを生成し、前記第３画像データを用いて前記品物の外観不良可否を判定することができる。
【００２１】
本発明の例示的な一実施形態による品物の外観検査方法は、品物の外観検査装置を用いた品物の外観検査方法として、前記外観検査装置が、品物の外観の少なくとも一部に対する撮影イメージの少なくとも一部を含む検査領域に関する第１画像データを獲得する段階と、前記検査領域内の位置による前記第１画像データのレベルの推移を追従する数式を獲得する段階と、前記数式と前記第１画像データのレベルとの間の相対的レベルに基づいて第２画像データを獲得する段階と、を含む。
【００２２】
例えば、前記第２画像データは、前記検査領域内の各位置に対して、前記第１画像データと前記数式による値との間の距離から獲得することができる。
【００２３】
一例として、前記品物の外観検査方法は、前記数式と前記第１画像データのレベルとの間の相対的レベルに基づいて第２画像データを獲得する段階以後に、前記第２画像データに基づいて前記品物の外観不良可否を判定する段階をさらに含んでいてもよい。前記第２画像データに基づいて前記品物の外観不良可否を判定する段階において、平面検査基準を前記第２画像データに適用して前記品物の外観不良可否を判定することができる。この際、前記平面検査基準は前記検査領域が平面に対応する場合適用される検査基準である。
【００２４】
例えば、前記第１画像データは明るさデータ及び高さデータのうち少なくとも一つを含んでいてもよい。
【００２５】
一例として、前記検査領域内の位置による前記第１画像データのレベルの推移を追従する数式を獲得する段階は、前記検査領域を有効領域に設定し前記有効領域に対して前記数式を一次的に獲得する段階と、一次的に獲得された前記数式に基づいてノイズ領域を抽出して除去することによって前記有効領域を修正する段階と、前記修正された有効領域に基づいて前記数式を修正する段階と、を含んでいてもよい。
【００２６】
本発明の一実施形態によって、前記品物の外観検査方法を具現するコンピューターソフトウェアを記録した記録媒体が提供されてもよい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によると、検査領域に対する第１画像データのレベルの推移を追従する数式に相対的な第２画像データを獲得してそれに基づいて品物の外観不良可否を判定することで、品物の外観がフラットな平面形状を有しない場合にもより容易で正確に品物の外観不良可否を判定することができ、前記検査領域が平面である場合適用される平面検査基準を前記第２画像データに直接適用して前記品物の外観不良可否を容易に判定することができる。
【００２８】
また、前記検査領域が屈曲された部分に対応する場合、２次以上の曲線方程式または曲面方程式でカーブフィッティングを遂行することで簡単に前記数式を獲得することができる。
【００２９】
また、明るさデータを前記第１画像データに採用する場合、撮影された２次元平面イメージから容易に前記第１画像データを獲得することができ、高さデータを前記第１データに採用する場合、３次元形状を測定するために獲得されたデータから容易に前記第１画像データを獲得することができる。
【００３０】
また、前記品物にホールなどが形成された場合、前記ホールなどをマスキング領域で獲得して除外させることによって、より正確な検査結果を獲得することができる。
【００３１】
また、前記数式を獲得する過程で、前記検査領域からノイズ領域を除去して有効領域を修正した後前記数式を修正することで、より正確な数式を獲得することができ、それによってより正確な検査結果を獲得することができる。
【００３２】
また、前記第２画像データを２値化、各種フィルタリング、モルフォロジー処理などのデータ処理または画像処理を遂行することでより正確な検査結果を獲得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態による品物の外観検査装置を示す概念図である。
【図２】本発明の一実施形態による品物の外観検査方法を示す流れ図である。
【図３】図２の品物の外観検査方法のために設定された検査領域の例を示す平面図である。
【図４】図３のＩ−Ｉ‘方向に沿って切断した断面図である。
【図５】図２の品物の外観検査方法の第１データを獲得する過程の一例を示す流れ図である。
【図６】図５の第１データを獲得する過程で第１データの分布とそれによる数式の一例を示すグラフである。
【図７】図２の数式を獲得する過程で第１データの分布とそれによる数式の一例を示すグラフである。
【図８】図２の品物の外観検査方法の数式を獲得する過程の一例を示す流れ図である。
【図９】図７のグラフから抽出された位置別第２データの分布を折れ線で示すグラフである。
【図１０】本発明の一実施形態による品物の外観検査方法によって示す各種データによるイメージの例である。
【図１１】本発明の一実施形態による品物の外観検査方法によって示す各種データによるイメージの例である。
【図１２】本発明の一実施形態による品物の外観検査方法によって示す各種データによるイメージの例である。
【図１３】本発明の一実施形態による品物の外観検査方法によって示す各種データによるイメージの例である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明は多様な変更を加えることができ、多様な形態を有することできる。ここでは、特定の実施形態を図面に例示し本文に詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の開示形態に限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物乃至代替物を含むこととして理解されるべきである。
【００３５】
第１、第２などの用語は多用な構成要素を説明するのに使用されることがあるが、前記構成要素は前記用語によって限定解釈されない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみとして使用される。例えば、本発明の権利範囲を外れることなく第１構成要素を第２構成要素ということができ、類似に第２構成要素も第１構成要素ということができる。
【００３６】
本出願において使用した用語は単なる特定の実施形態を説明するために使用されたもので、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は文脈上明白に示さない限り、複数の表現を含む。本出願において、「含む」または「有する」などの用語は明細書に記載された特徴、数字、ステップ、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを意味し、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除しないこととして理解されるべきである。
【００３７】
一般的に使用される辞書に定義されている用語は関連技術の文脈上有する意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本出願で明白に定義しない限り、理想的か過度に形式的な意味で解釈されない。
【００３８】
本発明は適切なコンピューティング環境で具現されると例示されてもよい。また、本発明による多様な方法は、それを具現するコンピューターソフトウェアを記録した記録媒体で提供されてもよい。
【００３９】
前記記録媒体は通常的に多様なコンピューター判読可能媒体を含み、コンピューターによってアクセスできる任意の利用可能な媒体で提供されてもよい。また、前記記録媒体は消滅性または非消滅性媒体、分離形または非分離形媒体などを含んでいてもよい。例えば、前記記録媒体は、コンピューター判読可能命令、データ構造、プログラムモジュールまたはその他のデータのような情報貯蔵のための任意の方法や技術で具現される媒体を全部含んでいてもよい。前記記録媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリーまたはその他のメモリー技術、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤまたはその他の光学ディスク貯蔵装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク貯蔵装置またはその他の磁気貯蔵装置、または所望する情報を貯蔵するに使用されるコンピューターによってアクセスできる任意の他の媒体などを含むことができるが、それに限られない。
【００４０】
以下、図面を参照して本発明の好適な一実施形態をより詳細に説明する。
【００４１】
図１は本発明の一実施形態による品物の外観検査装置を示す概念図である。
【００４２】
図１を参照すると、本発明の一実施形態による品物の外観検査装置１００はイメージ獲得部及び処理部１３０を含む。
【００４３】
前記イメージ獲得部は検査対象となる品物ＰＤの外観の少なくとも一部に対する撮影イメージを獲得する。例えば、前記イメージ獲得部は前記品物ＰＣを直接撮影して前記撮影イメージを獲得することもでき、外部から前記品物ＰＣの撮影イメージの入力を受けて前記撮影イメージを獲得することもできる。前記撮影イメージは後述する前記品物ＰＤの少なくとも一部に対する２次元平面イメージ、前記品物ＰＤの少なくとも一部に対するパターンイメージなどを含み、前記品物ＰＤに対する２次元形状または３次元形状に対する情報と色相、明度、彩度などの各種属性に対する情報を含むイメージを含んでいてもよい。
【００４４】
一実施例として、前記イメージ獲得部は照明部１１０及び撮影部１２０を含んでいてもよい。
【００４５】
前記照明部１１０は前記品物ＰＤに光を提供する。
【００４６】
前記品物ＰＤは携帯電話を含み、例えば、前記品物ＰＤは携帯電話の本体、ケース、カバーなどを含んでいてもよい。一例として、前記品物ＰＤが回路基板のような携帯電話本体を後面でカバーして配置される後面ケースである時、前記携帯電話の後面ケースは大体に多様な突出部、陥没部、ホール（hole）、開口部などが形成され、前記後面ケースは少なくとも一部に屈曲された部分（rounded  portion）を含む直方体形状を有してもよい。
【００４７】
前記品物ＰＤはその他の多様な形状の製品または加工品を含み、表面に多様な形状的特徴、例えば、突出部、陥没部、ホール、開口部などを有する品物であってもよい。
【００４８】
一実施形態として、前記照明部１１０は第１照明部１１２及び第２照明部１１４のうち少なくとも一つを含んでいてもよい。
【００４９】
前記第１照明部１１２は非パターン照明を提供することができる。前記非パターン照明は、例えば、前記品物ＰＤの２次元形状に対する平面イメージを獲得するための照明であってもよい。前記平面イメージは前記品物ＰＤの色相、明度または明るさ、彩度のうち少なくとも一つの情報を含んでいてもよい。
【００５０】
一実施形態として、前記第１照明部１１２は平面で観測する時測定対象物である前記品物ＰＤを基準として円形で配置されて光Ｌを照射する複数の照明ユニットを含んでいてもよい。例えば、前記第１照明部１１２は白色光または所定カラーの単色光を照射する光源を含んでいてもよく、赤色、緑色、青色などの互いに異なる複数のカラー光を互いに異なる傾斜角で照射することもでき、それぞれリング形状を有するように複数のＬＥＤが連続的に配置されてもよい。
【００５１】
前記第２照明部１１４はパターン照明を提供することができる。前記パターン照明は、例えば、前記品物ＰＤの３次元形状を抽出することのできるパターンイメージを獲得するための照明であってもよい。一実施形態として、前記第２照明部１１４は前記品物ＰＤに向かって互いに異なる方向で傾斜して格子パターン光ＰＬを照射するように配置された複数のパターン照明ユニットを含んでいてもよい。例えば、前記第２照明部１１４は複数の前記品物ＰＤの３次元形状情報を獲得するための格子パターンを形成する格子パターン光ＰＬを前記品物ＰＤの平面に垂直した法線を基準として傾斜するように照射してもよい。また、前記第２照明部１１４は前記品物ＰＤを中心として円周方向に沿って互いに離隔されて配置されるか、前記品物ＰＤを中心として多角形の各頂点に配置でき、円周を分割する位置にそれぞれ交互的に等間隔で離隔して配置されてもよい。前記第２照明部１１４のパターン照明ユニットはＭ個具備され（Ｍは２以上の自然数）、例えば、２個、４個または８個などの多様な個数で備えられてもよい。
【００５２】
一実施形態として、前記第２照明部１１４の各パターン照明ユニットは前記品物ＰＤに向かって格子パターン光ＰＬをＮ回照射することができ（Ｎは２以上の自然数）、位相遷移された格子パターン光を照射するためにデジタル小型鏡装置（digital  light  processing、ＤＬＰ）を用いたデジタル光源処理方式を採用したパターン画像を用いるか、液晶表示装置のパターン画像を用いて格子パターンをＮ回移送することができ、多様なディスプレー方式のパターン画像を用いて格子パターンを移送することができる。それとは異なり、格子移送器具を用いて格子パターンを物理的にＮ回移送することもできる。
【００５３】
一実施形態として、前記第２照明部１１４の各パターン照明ユニットは光源１１４ａ、格子１１４ｂ、格子移送器具１１４ｃ及び投影レンズ部１１４ｄを含んでいてもよい。
【００５４】
前記光源１１４ａは前記品物ＰＤに向かって光を照射する。前記格子１１４ｂは前記光源１１４ａから照射された光を格子パターン光ＰＬに変換させる。前記格子１１４ｂは位相遷移された格子パターン光ＰＬを発生させるために、例えば、ピエゾアクチュエーター（piezo  actuator、ＰＺＴ）のような格子移送器具１１４ｃを通じて２π/Ｎ分だけずつＮ回移送される（Ｎは２以上の自然数）。前記投影レンズ部１１４ｄは前記格子１１４ｂによって生成された格子パターン光ＰＬを前記品物ＰＤに投影させる。前記投影レンズ部１１４ｄは、例えば、複数レンズ組合で形成され、前記格子１１４ｂを通じて形成された格子パターン光ＰＬをフォーカシングして前記品物ＰＤに投影させる。従って、それぞれのパターン照明ユニット１１０は前記格子１１４ｂをＮ回移送させながら移送毎に前記品物ＰＤに格子パターン光ＰＬを照射する。
【００５５】
前記撮影部１２０は前記提供された光に基づいて前記品物ＰＤの外観の少なくとも一部を撮影して撮影イメージを獲得する。
【００５６】
一実施形態として、前記撮影部１２０は前記第１照明部１１２の非パターン照明に基づいて前記品物ＰＤの２次元平面イメージを獲得することができ、前記第２照明部１１４のパターン照明に基づいて前記品物ＰＤに対するパターンイメージを獲得することができる。具体的に、前記撮影部１２０は前記第１照明部１１２から前記品物ＰＤに照射されて前記品物ＰＤによって反射された光の提供を受けて前記品物ＰＤの２次元平面イメージを獲得でき、前記第２照明部１１４から前記品物のＰＤに照射されて前記品物ＰＤによって反射されたパターン光の提供を受けて前記品物ＰＤのパターンイメージを獲得することができる。
【００５７】
一実施形態として、前記撮影部１２０はカメラ１２２及び結像レンズ１２４を含んでいてもよい。例えば、前記カメラ１２２はＣＣＤまたはＣＭＯＳカメラを採用してもよい。前記品物ＰＤから反射された光またはパターン光は前記結像レンズ１２４によって結像されて前記カメラ１２２によって撮像されてもよい。
【００５８】
一実施形態として、前記撮影部１２０は一つまたは複数で設置されてもよい。前記撮影部１２０は前記品物ＰＤの上に配置され、複数の撮影部が前記品物ＰＤを中心として円周方向に沿って互いに離隔されて配置されるか前記品物ＰＤを中心として多角形の各頂点に配置され円周を分割する位置にそれぞれ交互的に等間隔に離隔されて配置されてもよい。
【００５９】
一方、前記撮影部１２０が複数に設置される場合、公知のステレオ方式によって前記品物ＰＤの３次元形状を獲得することができ、この場合前記第２照明部１１４は採用されてもよいが省略されてもよい。
【００６０】
前記処理部１３０は前記品物ＰＤの撮影イメージを用いて前記品物の外観不良可否を判定する。
【００６１】
前記処理部１３０は、前記品物ＰＤの外観の少なくとも一部に対応する検査領域に関する第１データを獲得し、前記検査領域内の位置による前記第１データの分布を代表する数式を獲得し、前記数式と前記第１データとの間の相対的関係に基づいて第２データを獲得して、前記第２データに基づいて前記品物ＰＤの外観不良可否を判定する。
【００６２】
一方、前記品物の外観検査装置１００は前記品物ＰＤを固定し指示するステージ１４０をさらに含み、前記処理部１３０または別途の移送制御装置（図示せず）は前記ステージ１４０の移動及び前記品物ＰＤの検査面設定のための制御動作を遂行することができる。例えば、前記品物ＰＤが携帯電話の後面ケースの場合、前記携帯電話の後面ケースを定義する背面と四個の側面などに対して外観検査を遂行することができ、それによって前記処理部１３０または別途の移送制御装置は前記ステージ１４０上で前記検査面を自動に設定するために、位相及び回転動作を制御することができる。
【００６３】
以下で、前記処理部１３０の外観不良可否の判定過程を図面を参照してより詳細に説明する。
【００６４】
図２は本発明の一実施形態による部品の外観検査方法を示す流れ図である。
【００６５】
図１及び図２を参照すると、本発明の一実施形態によって前記品物ＰＤの外観を検査するために、まず、前記処理部１３０は前記品物Ｐｄの外観の少なくとも一部に対応する検査領域に関する第１データを獲得する（Ｓ１１０）。
【００６６】
例えば、前記検査領域の少なくとも一部は前記品物ＰＤの屈曲された部分に対応する。前記検査領域は前記品物ＰＤを一方向に検査できるように１次元的に設定され、前記品物ＰＤを平面的に検査できるように２次元的に設定されてもよい。
【００６７】
一方、前記検査領域の少なくとも一部は前記品物ＰＤの傾斜した部分に対応してもよい。即ち、前記検査領域は傾斜していないフラットな平面以外の多様な部分を含み、前述した屈曲された部分、傾斜した部分以外にも前記品物ＰＤの形状を形成する多様な部分を含んでいてもよい。
【００６８】
前記検査領域は前記品物ＰＤの外観を検査するために多様な形態で設定してもよい。前記検査領域は長方形形態で設定できその他の多角形形態で設定してもよい。また。曲線を含む図形形態で設定してもよく、前記品物ＰＤの形状によって等高線形態で形成されてもよい。
【００６９】
図３は図２の品物の外観検査方法のために設定された検査領域の例を示す平面図であり、図４は図３のＩ−Ｉ‘方向に沿って切断した断面図である。
【００７０】
図３及び図４を参照すると、図３に示された第１検査領域ＩＲ１は前記検査領域が１次元的に設定された例を示し、第２検査領域ＩＲ２は前記検査領域が２次元的に設定された例を示し、図４に示されたように前記第２及び第２検査領域ＩＲ１、ＩＲ２は前記品物ＰＤの屈曲された部分（rounded  portion）（ＲＰ）に対応する。
【００７１】
一実施形態として、前記品物ＰＤは携帯電話の後面ケースであり、前記後面ケースの横面の一部が図３及び図４に示されている。前記後面ケースの横面は図４に示されたように屈曲された部分ＲＰを含んで形成されてもよい。
【００７２】
一実施形態として、前記第１データは明るさデータ及び高さデータのうち少なくとも一つを含んでいてもよい。それとは異なり、前記第１データは前記平面イメージから獲得可能な多様なデータを含み、例えば、色相、明度、彩度などを含んでいてもよい。また、前記第１データは前記品物ＰＤの形状と関連された多様なデータを含み、例えば、３次元空間座標、曲率、曲率半径などを含んでいてもよい。
【００７３】
前記明るさデータは前記第１照明部１１２に基づいて獲得されたデータや２次元平面イメージから獲得でき、前記高さデータは前記第２照明部１１４に基づいて獲得されたデータや３次元形状から獲得されてもよい。
【００７４】
即ち、前記明るさデータを前記第１データと採用する場合、撮影された２次元平面イメージから容易に第１データを獲得することができ、前記高さデータを前記第１データと採用する場合、３次元形状を測定するために獲得されたデータから容易に前記第１データを獲得することができる。
【００７５】
一方、前記検査領域が検査から除外される領域を含む場合には、前記第１データを獲得する過程（Ｓ１１０）で前記除外される領域を除外させることができる。
【００７６】
図５は図２の品物の外観検査方法の第１データを獲得する過程の一例を示す流れ図であり、図６は図５の第１データを獲得する過程の一例を説明するための平面図である。
【００７７】
図５及び図６を参照すると、一実施形態として、前記品物ＰＤの外観の少なくとも一部に対応する検査領域に関する第１データを獲得するために（Ｓ１１０）、まず、前記品物ＰＤの外観の少なくとも一部に対応する対象領域ＴＲを設定する（Ｓ１１２）。
【００７８】
前記対象領域ＴＲは、例えば、図６に示されたように、２次元長方形形状の領域であってもよい。
【００７９】
続いて、前記対象領域ＴＲ内で除外されるマスキング領域ＭＲを獲得する（Ｓ１１４）。
【００８０】
前記マスキング領域ＭＲは前記品物ＰＤに該当されなくて除外されるべき部分であってもよい。例えば、前記品物ＰＤが携帯電話の後面ケースである時、前記マスキング領域ＭＲは携帯電話本体に形成されたボタンが外部に露出されるためのホール（hole）、携帯電話本体のマスクまたはスピーカに対応して形成されたホール、携帯電話本体に入出力連結のための端子が外部に露出されるためのホール、カメラ撮影のためのホール、バッテリが装着される位置に対応する空間などのような携帯電話の機能実現のために形成された複数のホール及び開口部を含んでいてもよい。
【００８１】
例えば、前記処理部１３０は前記第１データが所定範囲を外れる領域を前記マスキング領域で獲得することができる。
【００８２】
一実施形態として、前記第１データが明るさデータを含む場合、前記対象領域ＴＲ内で除外されるマスキング領域ＭＲを獲得するために、前記明るさデータが既設定された基準明るさ範囲を外れる領域から前記マスキング領域ＭＲを獲得することができる。
【００８３】
一実施形態として、前記第１データが高さデータを含む場合、前記対象領域ＴＲ内で除外されるマスキング領域ＭＲを獲得するために、前記高さデータが既設定された基準高さ範囲を外れる領域から前記マスキング領域ＭＲを獲得することができる。
【００８４】
それとは異なり、事前に登録された形状に対応する形状が含まれる場合、前記登録された形状に対応する領域を前記マスキング領域ＭＲで獲得する段階を含んでいてもよい。
【００８５】
次に、前記対象領域ＴＲから前記マスキング領域ＭＲを除外させ前記検査領域ＩＲを設定する（Ｓ１１６）。
【００８６】
例えば、図６において、前記検査領域ＩＲは前記大きい長方形形状の対象領域ＴＲで前記小さい長方形形状のマスキング領域ＭＲを除外した残り領域になる。
【００８７】
前記のように、前記品物ＰＤにホールなどが形成された場合、前記ホールなどをマスキング領域に獲得して除外させることで、より正確な検査結果を獲得することができる。
【００８８】
再度、図１及び図２を参照すると、続いて前記処理部１３０は、前記検査領域内の位置による前記第１データの分布を代表する数式を獲得する（Ｓ１２０）。
【００８９】
一実施形態として、前記検査領域は１次元領域、例えば、図３に示されたような第１検査領域ＩＲ１であってもよい。この場合、前記第１データの分布を代表する数式は前記１次元領域に対する数式であってもよく、一例として、少なくとも２次以上の曲線方程式であってもよい。例えば、前記曲線方程式は前記第１データの分布をカーブフィッティング（curve  fitting）して獲得してもよい。
【００９０】
図７は図２の数式を獲得する過程で第１データの分布とそれによる数式の一例を示すグラフである。
【００９１】
図７を参照すると、前記第１検査領域ＩＲ１のＤ１−方向に位置に沿って獲得された各位置別明るさデータのグレイレベル（gray  level）を２次元グラフで示し、前記グラフのＸ軸はＤ−方向による位置、Ｙ軸は該当位置のグレイレベルを示す。
【００９２】
図７のグラフに示されたように、前記グレイレベルの推移は大略的に２次以上の曲線方程式追従すると仮定でき、それによって前記第１データの分布を代表する数式を２次曲線方程式でカーブフィッティングして獲得することができる。ここで、レベルの推移を“追従する”（follow）するというのは、レベルの推移を代表するか、近似する（approximate）か、示す（show）などと同一の概念であってもよく、他の均等した概念を含んでいてもよい。
【００９３】
例えば、前記数式は数式１のようにモデル化してもよい。
【００９４】
［数式１］
【数１】
2019514012.tif 000003
【００９５】
他の実施形態として、前記検査領域は２次元領域、例えば、図３に示されたような第２検査領域ＩＲ２であってもよい。この場合、前記第１データの分布を代表する数式は前記２次元領域に対する数式であってもよく、一例として少なくとも２次以上の曲面方程式であってもよい。例えば、前記曲面方程式は前記第１データの分布をカーブフィッティングして獲得することができる。
【００９６】
図示されていないが、前記第２検査領域ＩＲ２のＤ１−方向及びＤ２方向の位置によって獲得された各位置別明るさデータのグレイレベルを３次元グラフで示し、前記グラフのＸ軸はＤ１−方向による位置、Ｙ軸はＤ２−方向による位置、Ｚ軸は該当位置のグレイレベルを示してもよい。
【００９７】
前記グレイレベルの推移は大略的に２次以上の曲面方程式を追従すると仮定でき、それによって前記第１データの分布を代表する数式を２次曲面方程式でカーブフィッティングして獲得することができる。例えば、前記数式は数式２のようにモデル化することができる。
【００９８】
［数式２］
【数２】
2019514012.tif 000004
【００９９】
図４に示されたように、前記検査領域が屈曲された部分ＲＰに対応する場合、前記のような２次以上の曲線方程式または曲面方程式でカーブフィッティング遂行することで簡単に前記数式を獲得することができる。
【０１００】
一方、前記検査領域が２次元領域である場合、まず前記２次元検査領域を形成する１次元領域に対する数式を獲得した後、続いて、前記１次元領域に対する数式に基づいて前記２次元検査領域に対する数式を獲得することもできる。即ち、前記２次元検査領域を１次元領域に分割し、分割された前記１次元領域に対する数式を獲得した後、前記１次元領域に対する数式を空間上に配置して２次元検査領域に対する数式を導出することができる。
【０１０１】
一方、前記第１データにはノイズが含まれ、この場合、前記数式は正確な第１データの推移を代表することが難しい。従って、前記検査領域内の位置による前記第１データの変化を代表する数式を獲得する過程（Ｓ１２０）で、ノイズ除去を通じてより正確な数式を得ることができる。
【０１０２】
図８は図２の品物の外観検査方法の数式を獲得する過程の一例を示す流れ図である。
【０１０３】
図８を参照すると、一実施形態として、前記検査領域内の位置による前記第１データの変化を代表する数式を獲得するために（Ｓ１２０）、まず、前記検査領域を有効領域に設定し前記有効領域に対して前記数式を一次的に獲得し（Ｓ１２２）、続いて、一次的に獲得された前記数式に基づいてノイズ領域を抽出して（Ｓ１２４）除去することによって前記有効領域を修正し（Ｓ１２６）、次に前記修正された有効領域に基づいて前記数式を修正することができる（Ｓ１２２）。
【０１０４】
例えば、まず前記検査領域を前記数式獲得のために有効な領域である有効領域に設定し、前記有効領域に対して数式を一次的に獲得した後、一次的に獲得された前記数式から既設定された基準値から外れた値は有効な値として見られないのでノイズとして判定し該当値に対応する領域は前記有効領域から除外させることで前記有効領域を修正する。前記ノイズは後述される前記品物ＰＤの外観不良可否の判定の際不良に該当する染みやスクラッチなどであってもよい。このような不良に該当する領域も本過程で前記有効領域から除外されてもよい。
【０１０５】
このように修正された有効領域に基づいて再度数式を獲得することで、一次的に獲得された数式を修正することができる。この過程は１回または一回以上繰り替えして遂行されてもよい。
【０１０６】
前記のように、前記数式を獲得する過程で、ノイズ領域を抽出して有効領域を修正した後前記数式を修正することで、より正確な数式を獲得することができ、それによってより正確な検査結果を獲得することができる。
【０１０７】
再度、図１及び図２を参照すると、次に前記処理部１３０は、前記数式と前記第１データとの間の相対的関係に基づいて第２データを獲得する（Ｓ１３０）。
【０１０８】
一実施形態として、前記第２データは、前記検査領域内の各位置に対して、前記第１データと前記数式による値との間の距離から獲得されてもよい。例えば、前記第２データを獲得するために前記処理部１３０は、前記検査領域内の各位置に対して、前記第１データから前記数式による値を差し引きして、前記第２データを前記各位置別に獲得することがでできる。即ち、位置別に該当位置で前記数式に対する相対的な前記第１データの値に該当する第２データを獲得することができ、単純に前記第１データから数式１または数式２を差し引きして獲得することができる。
【０１０９】
図９は図７のグラフから抽出された第２データの分布を折れ線で示すグラフである。
【０１１０】
図９を参照すると、前記第１検査領域ＩＲ１のＤ１−方向の位置によって獲得された各位置別の明るさデータと該当位置での数式１の値を差し引きした第２データのグレイレベルを２次元グラフで示し、前記グラフのＸ軸はＤ１−方向による位置、Ｙ軸は該当位置の相対的グレイレベルを示す。
【０１１１】
図９のグラフに示すように、前記グレイレベルの推移はグレイレベルの値が０である地点を基準として上下に離隔されて位置したことがわかる。従って、後述する前記品物ＰＤの外観不良可否をより容易に判定することができる。
【０１１２】
具体的に、図９に示された前記第２データのグレイレベルの推移は、２次曲線方程式を追従していたのから常数値（０に該当）を追従するのに修正されたことがわかる。前記第１データのグレイレベルの推移が常数値を追従する代わりに２次以上の曲線方程式を追従する原因は、前記検査領域が屈曲された部分ＲＰ（図４参照）に対応するからであると見られる。反面、前記第２データのグレイレベルの推移は常数値を追従するので、屈曲された部分のない平面に対するグレイレベルと同一の推移を有すると見られる。従って、前記処理部１３０は、平面検査基準を前記第２データに適用して前記品物ＰＤの外観不良可否を判定することができる。前記平面検査基準は前記検査領域が平面に対応する場合適用される検査基準として、例えば、フラットな平面からなる品物の外観不良、例えば、異物質付着、スクラッチ、表面染みなどを判断するために敵将できる明るさ、色、高さなどが均一に分布するかの可否を判断する所定の検査基準のようなものが前記平面検査基準に含まれてもよい。
【０１１３】
このように獲得された前記第２データに基づいて、後述されるように前記処理部１３０で前記品物ＰＤの外観不良可否を直接判定することができる。これとは異なり、別途に提供される判定手段が前記第２データに基づいて前記品物ＰＤの外観不良可否を判定することもでき、作業者が前記第２データに基づいて前記品物ＰＤの外観不良可否を判定することもできる。
【０１１４】
再度、図１及び図２を参照すると、一実施形態として、前記処理部１３０は、前記第２データに基づいて前記品物ＰＤの外観不良可否を判定する（Ｓ１４０）。
【０１１５】
前記品物ＰＤの外観不良は多様な原因によって発生され、多様な結果として示されてもよい。例えば、前記品物ＰＤの外観不良は異物質付着、スクラッチ及び表面染みのうち少なくとも一つを含んでいてもよい。具体的に、前記品物ＰＤは製造工程の際固着性異物性が付着されるかスクラッチが発生し、アノダイジング（anodizing）過程の際染みが形成され、それによって前記のような外観不良が発生されてもよい。
【０１１６】
前記のような外観不良を判定するために、検査領域内で周辺と異なる明るさ分布及び/高さ分布を有する領域が存在するかの可否をチェックすることができる。
【０１１７】
一実施形態として、前記第２データに基づいて前記品物ＰＤの外観不良可否を判定するために（Ｓ１４０）、前記第２データを２値化処理して第３データを生成し、生成された前記第３データを用いて前記品物ＰＤの外観不良可否を判定することができる。
【０１１８】
例えば、前記第２データを所定閾値と比較して大きい場合１を、小さい場合０を割当する２値化処理を遂行して前記第３データを生成することができる。それによって、前記第３データは周辺と異なる分布を有する領域のみを極端的に明るく示すことができ、それによって前記品物ＰＤの外観不良可否を容易に判定することができる。
【０１１９】
この際、前記第２データを２値化処理して第３データを生成した以後に、前記第３データをモルフォロジー（morphology）処理することができる。この際、前記第３データのうち一部を抽出して前記モルフォロジー処理することもできる。
【０１２０】
前記モルフォロジー処理は該当領域が狭くなる浸食演算（erode）、該当領域が広くなる膨張演算（dilate）、該当領域から細部領域が除去されるオープン演算（open）、該当領域で空き間が満たされるクローズ演算（close）などを含み、前記検査領域内で該当領域をより広くまたはより狭く変化させるなどの画像処理を遂行することで周辺と異なる分布を有する領域を容易に抽出できるようにすることができる。
【０１２１】
一方、前記第２データを２値化処理して第３データを生成する以前に、前記第２データをガバウェーブレット（garbor  wavelet）フィルタリングする処理を遂行してもよい。
【０１２２】
前記フィルタリング処理によって前記第２データは線形性がより強調されるように修正されてもよい。従って、前記第３データを用いて前記品物ＰＤの外観不良可否を判定する時前記品物ＰＤのスクラッチ不良をより容易に判定することができ、前記モルフォロジー処理によってスクラッチ不良が真面に現れないという問題点を防ぐことができる。
【０１２３】
このようなガバウェーブレットフィルタリング過程はスクラッチ不良をより容易に把握するために主に活用されるので選択的に採用され、この過程を採用した場合と採用しない場合を全部適用した後両方の結果を集めて最終外観不良可否を判定することもできる。
【０１２４】
その他に、より正確で効果的なデータ処理のために公知の各種フィルタリング作業が追加で遂行されてもよい。
【０１２５】
前記のように、前記第２データを２値化、各種フィルタリング、モルフォロジー処理などのデータ処理または画像処理を遂行することでより正確な検査結果を獲得することができる。
【０１２６】
図１０乃至図１３は本発明の一実施形態による品物の外観検査方法によって示される各種データによるイメージの例である。一例として、前記イメージは携帯電話ケースのボタンホールが形成された横面の例を示し、図４に示されたように屈曲された部分を含んで形成された例である。
【０１２７】
図１０は図２の段階Ｓ１１０によって獲得された前記第１データに対応するイメージとして、前記品物ＰＤの実際撮影イメージであり、図１１は図２の段階Ｓ１２０によって獲得された前記第１データの分布を代表する曲面方程式に対応するイメージである。図１２は図２の段階Ｓ１３０によって獲得された前記第２データに対応するイメージであり、図１３は図２の段階Ｓ１４０によって不良可否を判定するために獲得された２値化されたイメージである。
【０１２８】
図１０乃至図１３を参照すると、前記品物ＰＤの実際撮影イメージで示される染みが上述した過程を経て明確に外観不良として判定可能な部分として示されることがわかる。
【０１２９】
図１０に示されたように、前記第１データに対応する前記品物ＰＤの実際撮影イメージで、前記品物ＰＤに肉眼で確認可能である第１染みＳＴ１とホールＨＬが存在する。
【０１３０】
前記第１染みＳＴ１に対して前記品物の外観検査装置１００（図１参照）で不良可否を判定するために、前記ホールＨＬを除外し前記第１データの分布を代表する数式である曲面方程式を獲得することができ、それによるイメージを図１１に示されたように示すことができる。
【０１３１】
図１０に示された第１データに対応するイメージで図１１に示された曲面方程式によるイメージを差し引きして、図１２に示されたように前記第２データによるイメージを獲得する。図１２には、前記第１染みＳＴ１が第２染みＳＴ２に示され、屈曲された部分による全体的なグラデーションは大部分除去されて示されてもよい。
【０１３２】
前記第２データを２値化処理し、その他選択的に各種画像処理を遂行して図１３に示されたように外観不良可否を判定するための最終イメージを獲得する。図１３では前記第２染みＳＴ２が第３染みＳＴ３に明確に現れるように示され、屈曲された部分による全体的なグラデーションは殆ど除去されて示される。
【０１３３】
前記のような品物の外観検査装置及び品物の外観検査方法によると、検査領域に対する第１データの分布を代表する数式に相対的な第２データを獲得してそれを基づいて品物の外観不良可否を判定することで、品物の外観がフラットな平面形状でない場合にもより容易で正確に品物の外観不良可否を判定することができ、前記検査領域が平面である場合適用される平面検査基準を前記第２データに直接適用して前記品物の外観不良可否を容易に判定することができる。
【０１３４】
以上、本発明の実施形態によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる。
【図１】
2019514012.tif 000005
【図２】
2019514012.tif 000006
【図３】
2019514012.tif 000007
【図４】
2019514012.tif 000008
【図５】
2019514012.tif 000009
【図６】
2019514012.tif 000010
【図７】
2019514012.tif 000011
【図８】
2019514012.tif 000012
【図９】
2019514012.tif 000013
【図１０】
2019514012.tif 000014
【図１１】
2019514012.tif 000015
【図１２】
2019514012.tif 000016
【図１３】
2019514012.tif 000017
【国際調査報告】
2019514012.tif 000018
2019514012.tif 000019
2019514012.tif 000020
2019514012.tif 000021