KR101058408B1 - Lighting unit for vision inspection equipment - Google Patents
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Abstract
고휘도 LED를 적용하여 발광원의 사이즈를 최소함과 아울러 LED에서 방사되는 광의 손실을 줄일 수 있도록 집광함으로써, 효율을 극대화할 수 있을 뿐만 아니라 유지보수가 용이한 비전 검사장비용 조명유닛이 개시되어 있다. 본 발명에 따른 조명유닛은, PCB와, PCB의 상부면 상에 결합되는 LED를 구비하는 다수의 조명모듈과, 내주면 상에 집광렌즈가 배치됨과 아울러 LED를 감싸고, LED에서 산란되는 광을 집광렌즈 측으로 반사시키는 광축 조정링을 구비하는 집광부, 및 하우징과, 하우징 내부에 배치되어 집광부에서 집광된 광을 피검사체에 전달하는 다수의 유리섬유모듈을 구비하는 출력부,로 이루어진다. By applying a high-brightness LED to minimize the size of the light emitting source and to reduce the loss of light emitted from the LED, there is disclosed a lighting unit for vision inspection equipment that can maximize efficiency as well as easy maintenance. Lighting unit according to the present invention, a plurality of lighting modules having a PCB, LEDs coupled to the upper surface of the PCB, and a condensing lens is disposed on the inner peripheral surface and wraps the LED, the light scattering light from the LED condensing lens And a light collecting unit having an optical axis adjusting ring for reflecting to the side, and a housing, and an output unit having a plurality of glass fiber modules disposed inside the housing and transferring the light collected at the light collecting unit to the inspected object.
Description
본 발명은 비전 검사장비용 조명유닛에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고휘도 LED를 적용하여 발광원의 사이즈를 최소함과 아울러 LED에서 방사되는 광의 손실을 줄일 수 있도록 집광함으로써, 효율을 극대화할 수 있을 뿐만 아니라 유지보수가 용이한 비전 검사장비용 조명유닛에 관한 것이다. The present invention relates to a lighting unit for vision inspection equipment, and more specifically, by applying a high-brightness LED to minimize the size of the light emitting source and to reduce the loss of light emitted from the LED, not only can maximize the efficiency It also relates to an illumination unit for vision inspection equipment that is easy to maintain.
일반적으로, 반도체 및 디스플레이 패널의 검사는 사람이 육안검사에서 카메라를 이용하여 자동으로 검사하는 방식으로 전환되고 있으며, 그 대표적인 장비로는 자동 비전 검사시스템(Automatic Optical Inspection; AOI)이 개발되어 널리 사용되고 있다. In general, the inspection of semiconductors and display panels has been shifted from the human eye to the automatic inspection using a camera, and the representative equipment is an automatic optical inspection system (AOI) developed and widely used. have.
자동 비전 검사시스템은 눈이나 일반 센서로 찾아내지 어려운 산업현장의 불량이나 결합을 카메라와 렌즈 광학계 그리고 일련의 소프트웨어 알고리즘을 적용하여 고속으로 결함을 정확하게 찾아내는 시스템으로써, 반도체 및 LCD 등의 미세 패턴 제조공정에서 널리 사용되고 있는 시스템이다. 전술한 카메라는 주로 특정한 영역을 촬영하는 구역 스캔 카메라(Area Scan Camera) 또는, 직선상의 구역을 촬영하 는 라인 스캔 카메라(Line Scan Camera) 등이 사용되며, 이와 같은 카메라가 기능을 발휘하기 위해서는 조명장치가 반드시 필요하다. The automatic vision inspection system is a system that finds defects at high speed by applying cameras, lens optics, and a series of software algorithms to defects or combinations of industrial sites that are difficult to find with eyes or general sensors. It is a widely used system in. The above-mentioned cameras are mainly used as an area scan camera that photographs a specific area, or a line scan camera that photographs a linear region. The device is necessary.
전술한 조명장치로는 할로겐 조명장치, 형광램프 조명장치 및 LED 조명장치가 사용되는데, LED 조명장치는 반영구적으로 사용할 수 있고, 전압 또는 전류의 조절에 의해 광량의 조절이 용이하며, 발열이 비교적 적고(팬에 의한 방열로 충분함), PCB의 형태에 따라서 다양한 형태로 구성할 수 있는 장점이 있어 널리 사용되고 있다. As the above-described lighting device, a halogen lighting device, a fluorescent lamp lighting device and an LED lighting device are used. The LED lighting device can be used semi-permanently, and the light amount can be easily adjusted by adjusting the voltage or current, and the heat generation is relatively low. (The heat dissipation by the fan is enough), there is an advantage that can be configured in various forms according to the form of the PCB is widely used.
그런데, 전술한 종래 LED를 조명장치는, 1~5W의 저휘도 LED를 사용하기 때문에 광량이 부족하고, 이를 해결하기 위해 다수의 LED와 집광렌즈를 구비함으로써 조명장치가 효율에 비해 크기가 상대적으로 커지는 문제점이 있었다. By the way, the above-described conventional LED lighting device is low in the amount of light because it uses a low-brightness LED of 1 ~ 5W, to solve this problem by providing a plurality of LEDs and condensing lens, the lighting device is relatively large in size compared to the efficiency There was a growing problem.
또한, 종래 LED 조명장치는 광원과 광학계를 연결하는 글라스 파이버(Class Fiber)가 반드시 필요하기 때문에 조명장치 제조에 따른 비용이 증가하고 조명장치 제작이 용이하지 못한 문제점이 있었다. In addition, the conventional LED lighting device is a glass fiber (Class Fiber) that connects the light source and the optical system is required, there is a problem that the increase in the cost of manufacturing the lighting device and the manufacturing of the lighting device is not easy.
게다가, 종래 LED 조명장치는 방열판에 의해서만 방열이 이루어지기 때문에 LED의 기능 및 수명을 단축시키는 문제점이 있었으며, LED에서 방사되는 광이 넓게 산란되기 때문에 효율이 떨어지는 문제점이 있었다. In addition, the conventional LED lighting device has a problem of shortening the function and life of the LED because the heat radiation is made only by the heat sink, there is a problem that the efficiency is lowered because the light emitted from the LED is widely scattered.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 고휘도 LED를 적용하여 발광원의 사이즈를 최소함과 아울러 LED에서 방사되는 광의 손실을 줄일 수 있도록 집광함으로써, 효율을 극대화할 수 있을 뿐만 아니라 유지보수가 용이한 비전 검사장비용 조명유닛을 제공하는데 있다. The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, the object of the present invention by applying a high brightness LED to minimize the size of the light emitting source and to reduce the loss of light emitted from the LED, efficiency In addition to providing a light unit for the vision inspection equipment that can be maximized as well as easy to maintain.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, In order to achieve the object of the present invention as described above, the present invention,
비전 검사장비용 조명유닛에 있어서, In the lighting unit for vision inspection equipment,
조명유닛은,Lighting unit,
PCB와, PCB의 상부면 상에 결합되는 LED를 구비하는 다수의 조명모듈;A plurality of lighting modules having a PCB and an LED coupled on an upper surface of the PCB;
내주면 상에 집광렌즈가 배치됨과 아울러 LED를 감싸고, LED에서 산란되는 광을 집광렌즈 측으로 반사시키는 광축 조정링을 구비하는 집광부; 및A condenser disposed on the inner circumferential surface and surrounding the LED and including an optical axis adjusting ring for reflecting light scattered from the LED toward the condenser lens; And
하우징과, 하우징 내부에 배치되어 집광부에서 집광된 광을 피검사체에 전달하는 다수의 유리섬유모듈을 구비하는 출력부;로 이루어진 비전 검사장비용 조명유닛을 제공한다. It provides a lighting unit for a vision inspection equipment consisting of a housing and an output unit disposed in the housing and having a plurality of glass fiber modules for transmitting the light collected by the light collecting portion to the test object.
바람직하게는, 다수의 조명모듈은 수평한 제 1 방열판의 상부에 서로 간섭되지 않게 이격 배치되고, 다수의 조명모듈은 고정브라켓에 의해서 제 1 방열판의 상부에 흔들림 없이 고정되며, 고정브라켓에는 조명모듈의 노출될 수 있도록 노출공이 형성되며, 광축 조정링은 집광 초점거리를 맞출 수 있도록 노출공에 상하 이동가능하게 장착된다. Preferably, the plurality of lighting modules are spaced apart so as not to interfere with each other on the horizontal first heat sink, the plurality of lighting modules are fixed to the upper portion of the first heat sink by the fixing bracket without shaking, the lighting module on the fixing bracket An exposure hole is formed to expose the light, and the optical axis adjustment ring is mounted to the exposure hole to move up and down to adjust the focusing focal length.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 비전 검사장비용 조명유닛은, 종래 광원과 광학계를 연결하는 글라스 파이버(Class Fiber)가 필요 없기 때문에 조명유닛을 제조비용을 절감할 수 있고, 방열핀 그리고 에어라인홈을 통해 LED에서 발생하는 열을 방열할 수 있어 LED의 기능 및 수명을 연장시킬 수 있는 이점이 있다. As described above, the lighting unit for vision inspection equipment according to the present invention can reduce the manufacturing cost of the lighting unit because it does not require a glass fiber (Class Fiber) connecting the conventional light source and the optical system, the heat radiation fin and the airline groove Through this, the heat generated from the LED can be dissipated, which has the advantage of extending the function and life of the LED.
또한 광축 조정링을 상하 이동가능하게 구비함으로써, 집광렌즈의 조립편차에 따른 광의 분포가 틀려지는 것을 교정할 수 있는 이점이 있다. In addition, by providing the optical axis adjustment ring to move up and down, there is an advantage that can be corrected that the distribution of light according to the assembly deviation of the condenser lens is wrong.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 비전 검사장비용 조명유닛에 대해 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a lighting unit for vision inspection equipment according to an embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 비전 검사장비용 조명유닛을 분해 하여 나타낸 도면이며, 그리고 도 2는 도 1에 도시된 조명유닛을 하부에서 바라본 도면이다. 1 is an exploded view showing a lighting unit for vision inspection equipment according to the present invention, and FIG. 2 is a view of the lighting unit shown in FIG.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 비전 검사장비용 조명유닛(100)은, 다수의 조명모듈(110)과, 조명모듈(110)에서 방사되는 광을 집광하는 집광부(130), 및 집광부(130)에서 집광된 광을 피검사체(도시되지 않음)에 전달하는 출력부(150)로 이루어진다. Referring to FIG. 1, the
먼저, 조명모듈(110)은 PCB(112)와, PCB(112)의 상부면 상에 대략 "+"자 형상을 이루도록 결합되는 4개의 LED(114; 도 3참조)로 이루어진다. "+"자 형상으로 배치된 LED(114)는 상부로 볼록하게 만곡된 돔 형상의 투광커버(116)에 의해 한정된다. 바람직하게는 LED(114)는 백색광으로 상용화된 10W급 고휘도 LED(114)를 채택한다. First, the
전술한 바와 같이 형성된 다수의 조명모듈(110)은 수평한 제 1 방열판(118) 의 상부에 서로 간섭되지 않게 이격 배치된다. 제 1 방열판(118)의 하부면 상에는 각각의 조명모듈(110)에서 발생하는 열을 제거할 수 있도록 에어라인홈(120)이 형성되는데, 이러한 제 1 방열판(118)은 부도체인 알루미늄(Al)으로 제작됨과 아울러 표면은 아노다이징 처리된다. 그리고 제 1 방열판(118)의 하부면 상에는 공기와의 접촉면적으로 최대화시킬 수 있도록 단면이 "+"자 형상을 가지는 수직한 다수의 방열핀(124)으로 이루어진 제 2 방열판(122)이 장착된다. The plurality of
한편, 제 1 방열판(118)에 배치된 다수의 조명모듈(110)은 고정브라켓(126)에 의해서 제 1 방열판(118)의 상부에 흔들림 없이 고정되는데, 고정브라켓(126)은 제 1 방열판(118)의 상부에 통상의 볼트에 의해서 고정되며, 고정브라켓(126)에는 조명모듈(110)의 노출될 수 있도록 노출공(128)이 형성된다. 누구나 알 수 있듯이 노출공(128)은 제 1 방열판(118)에 배치된 조명모듈(110)의 개수와 동일한 개수를 갖는다. Meanwhile, the plurality of
도 3은 도 1에 도시된 조명모듈에 집광부가 결합된 상태를 보인 단면도이다. 3 is a cross-sectional view illustrating a state in which a light collecting unit is coupled to the lighting module illustrated in FIG. 1.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 집광부(130)는 노출공(128)에 장착되는 광축 조정링(132)과, 광축 조정링(132)의 내주면 상에 장착되어 조명모듈(110)에서 산란되는 광을 평행광이 되도록 집광하는 집광렌즈(140)를 구비한다. 1 to 3, the
광축 조정링(132)은 집광 초점거리를 맞출 수 있도록 노출공(128)에 상하 이동가능하게 장착된다. 이를 위해서 광축 조정링(132)의 외주면 상에는 수나사(134)가 형성되고, 노출공(128)의 내주면 상에는 암나사(136)가 형성된다. 그리고 광축 조정링(132)의 내주면은 조명모듈(110)에서 산란되는 광을 집광렌즈(140) 측으로 용이하게 반사할 수 있도록 니켈 도금 처리된다. 한편, 광축 조정링(132)의 상부에 인접한 외주면 상에는 광축 조정링(132)을 고정브라켓(126)에 통상의 볼트를 이용해 결합시킬 수 있도록 환형이 플랜지(138)가 일체로 형성된다. 즉, 집광 초점거리를 맞추기 위해서 노출공(128)의 상하로 광축 조정링(132)을 이동시킨 후, 볼트를 이용하여 광축 조정링(132)을 고정브라켓(126)에 고정시킨다. The optical
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 출력부(150)는 하부 내측으로 조명모듈(110)을 한정하면서 제 1 방열판(118)의 상부에 하부가 통상의 볼트에 의해서 결합되는 하우징(152) 및, 하우징(152) 내부에 배치되어 집광부(130)에서 집광된 광을 피검사체에 전달하는 다수의 유리섬유모듈(158)을 구비한다. Referring back to FIGS. 1 and 2, the
하우징(152)은 내부에 다수의 유리섬유모듈(158)이 배치될 수 있도록 내부가 빈 수직한 함체 형상을 가진다. 이러한 하우징(152)의 상부에는 라인(line)형상의 발광장공(154)이 형성되며, 하우징(152)의 하부에는 집광부(130)와 마주보는 다수의 안내공(156)이 형성된다. 한편, 유리섬유모듈(158)은 다수의 유리섬유가닥의 조합으로 이루어진다. 이러한 유리섬유모듈(158)의 일단은 안내공(156)과 마주보게 배치되고 유리섬유모듈(158)의 타단은 발광장공(154)에 배치되는데, 유리섬유모듈(158)의 일단은 뭉쳐진 상태를 유지하면서 안내공(156)과 마주보며, 유리섬유모듈(158)의 타단은 일렬로 펼쳐진 상태를 유지하면서 발광장공(154)과 마주보게 배치된다. 이때, 발광장공(154)에 펼쳐진 유리섬유모듈(158)의 타단은 또 다른 유리섬유모듈(158)의 타단과 서로 불규칙하게 혼합되어 일렬로 펼쳐진다. The
바람직하게는, 각각의 유리섬유모듈(158)에서 소량의 유리섬유가닥을 취출하 여 광량을 실시간 측정할 수 있다. Preferably, a small amount of glass fiber strands may be taken out from each
하기에는 전술한 바와 같이 형성된 비전 검사장비용 조명유닛(100)의 작동상태를 간략하게 설명한다. Hereinafter, a brief description of the operating state of the
조명유닛(100)의 조명모듈(110)에 전원이 인가되면, 인가되는 전원에 비례하여 LED(114)는 발광하게 된다. 이렇게 발광하는 LED(114)의 광은 주변으로 산란되는데, 산란되는 LED(114)의 광은 LED(114)를 감싸고 있는 광축 조정링(132)의 내주면에 반사되어 집광렌즈(140)로 안내되고, 그리고 집광렌즈(140)는 LED(114)에서 안내되는 광과 광축 조정링(132)에서 반사된 광을 평행광으로 집광하여 유리섬유모듈(158)의 일단으로 안내하게 된다. 전술한 바와 같이 유리섬유모듈(158)의 일단으로 안내된 광은 유림섬유모듈(158)의 타단으로 안내된 후, 발광장공(154)을 거쳐 피검사체에 전달된다. When power is applied to the
한편, 발광하는 LED(114)에 의해서 발생된 열은 제 2 방열판(122)의 방열핀(124)에 의해서 방열되고, 그리고 온도 및 이상동작으로 인한 광량 저하 시에는 에어라인홈(120)을 통해 에어를 흘러보내 LED(114)를 냉각하게 된다. On the other hand, the heat generated by the
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art can be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims You will understand.
도 1은 본 발명에 따른 비전 검사장비용 조명유닛을 분해 하여 나타낸 도면이며, 1 is an exploded view showing the lighting unit for vision inspection equipment according to the present invention,
도 2는 도 1에 도시된 조명유닛을 하부에서 바라본 도면이며, 그리고FIG. 2 is a view of the lighting unit shown in FIG. 1 from below; and
도 3은 도 1에 도시된 조명모듈에 집광부가 결합된 상태를 보인 단면도이다. 3 is a cross-sectional view illustrating a state in which a light collecting unit is coupled to the lighting module illustrated in FIG. 1.
<도면의주요부분에대한부호의설명>Explanation of symbols on the main parts of the drawing
100 : 비전 검사장비용 조명유닛 110 : 조명모듈100: lighting unit for vision inspection equipment 110: lighting module
114 : LED 118 : 제 1 방열판114: LED 118: the first heat sink
122 : 제 2 방열판 130 : 집광부122: second heat sink 130: light collecting part
132 : 광축 조정링 140 : 집광렌즈132: optical axis adjustment ring 140: condensing lens
150 : 출력부 152 : 하우징150: output unit 152: housing
158 : 유리섬유모듈158: glass fiber module
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2009
- 2009-10-15 KR KR1020090098376A patent/KR101058408B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
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