KR101493991B1 - 비전검사용 센서모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비전검사용 센서모듈을 개시한 것으로, 이러한 본 발명은 검사대상물의 평면광원에 대한 전체 밝기(색좌표값)를 측정하는 제 1 센서부와, 검사대상물의 균등분할면들에 대한 각 평면광원들의 밝기(크기)를 측정하는 제 2 센서부를 포함하는 센서모듈을 구성한 것이며, 이에따라 TV, 모니터, 휴대단말기 등의 영상표시기로 평면광원을 제공하게 되는 백라이트 유닛의 검사대상물인 확산판에서의 패턴 이상유무와 이물질 존재 여부를 보다 효과적이고 정밀하게 검사하는 한편, 제품의 제조 단가를 낮추고, 크기를 소형화하면서 사용의 편리성을 제공하는 것이다.

Description

비전검사용 센서모듈{Sensor module for vision inspection}
본 발명은 비전검사용 센서모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 검사대상물의 평면광원에 대한 전체 밝기(색좌표값)를 측정하는 제 1 센서부와, 검사대상물의 균등분할면들에 대한 각 평면광원들의 밝기(크기)를 측정하는 제 2 센서부를 포함하는 센서모듈을 구성하여, 영상표시기(예; TV, 모니터, 휴대단말기 등)로 평면광원을 제공하게 되는 백라이트 유닛의 검사대상물인 확산판에서의 패턴 이상유무와 이물질 존재 여부를 보다 효과적이고 정밀하게 검사할 수 있도록 하는 비전검사용 센서모듈에 관한 것이다.
일반적으로, 휴대단말기(스마트폰 포함), TV, 모니터 등의 액정표시장치에 적용되는 백라이트유닛의 백라이트 조명은 설계 규격에 의해 균일한 밝기를 나타내어야 하며, 이를 통해 확산판을 포함하게 된다.
즉, 영상표시기의 액정표시장치는 자체 발광이 이루어지지 않기 때문에 외부의 광원을 필요로 하며, 이는 장치 하우징의 배부에 백라이트유닛을 배치하고, 패턴이 형성된 확산판에 의해 입사한 빛을 확산시켜 휘도가 균일한 면상의 광으로 변환시키도록 한 것이다.
이에따라, 종래에는 확산판을 제작하게 되면, 상기 확산판에서의 패턴 이상유무, 이물질 존재여부를 검사함으로써, 제작된 확산판의 양품 또는 불량을 구별하도록 하였다.
이때, 비전 검사 방법은 육안검사와, 등록특허공보 제 10-1169765 호(등록일 2012.07.24)에서와 같이 영상촬영장비 또는 비디오 판독 장비를 포함하는 비전검사장치를 사용하도록 하였다.
그러나, 상기 육안검사는 불량판별을 결정함에 있어 계량된 수치로서의 양,불량 기준을 정하기 어려웠고, 상기 비전검사장치는 장비의 크기, 고가격, 긴 측정시간 등의 문제점으로 인하여 실제 사용에 상당한 제약이 따르는 문제점을 가지고 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 검사대상물의 평면광원에 대한 전체 밝기(색좌표값)를 측정하는 제 1 센서부와, 검사대상물의 균등분할면들에 대한 각 평면광원들의 밝기(크기)를 측정하는 제 2 센서부를 포함하는 센서모듈을 구성함으로써, 영상표시기(예; TV, 모니터, 휴대단말기 등)로 평면광원을 제공하게 되는 백라이트 유닛의 검사대상물인 확산판에서의 패턴 이상유무와 이물질 존재 여부를 보다 효과적이고 정밀하게 검사하는 한편, 제품의 제조 단가를 낮추고, 크기를 소형화하면서 사용의 편리성을 제공할 수 있도록 하는 비전검사용 센서모듈을 제공함에 그 주된 목적이 있는 것이다.
상기 목적 달성을 위한 본 발명 비전검사용 센서모듈은, 광원입사로를 가지는 센서본체; 상기 센서본체내의 일단에 배치되고, 상기 광원입사로를 통해 입사되는 검사대상물의 평면광원에 대한 전체 밝기(색좌표값)를 측정하는 제 1 센서부; 및, 상기 센서본체내의 타단에 배치되고, 상기 광원입사로를 통해 입사되는 검사대상물의 균등분할면들에 대한 각 평면광원들의 밝기(크기)를 측정하는 제 2 센서부; 를 포함하여 구성한 것이다.
또한, 상기 제 1 센서부는, 제 1 기판; 상기 제 1 기판에 실장되고, 광원입사로를 통해 입사되는 광원을 수광하여 검사대상물의 평면 광원에 대한 전체 밝기 및 색상을 검출하여 RGB신호를 출력하는 컬러센서; 및, 상기 제 1 기판에 실장되고, 상기 컬러센서에서 출력하는 RGB신호에서 색좌표값(x,y)과 휘도(밝기)값(Y)을 연산하고, 연산된 색좌표값을 디지털신호로 변환하여 제 1 커넥터를 통해 분석장치로 전송처리하는 제 1 처리부(MCU); 를 포함하여 구성한 것이다.
또한, 상기 컬러센서는, 광원입사로를 통해 입사되는 광원을 수광하여 전기에너지로 변환하는 제 1 포토다이오드와, 상기 제 1 포토다이오드의 출력신호인 전류를 증폭 변환하여 상기 제 1 처리부로 출력하는 제 1 증폭회로부를 내장한 제 1 반도체 칩; 및, 상기 제 1 반도체 칩의 상면에 배치되고, 상기 제 1 반도체 칩에 내장된 상기 제 1 포토다이오드에서 가시광선만을 수광하도록 상기 광원입사로를 통해 입사되는 광원에서 가시광선만을 통과시키는 필터부; 를 포함하여 구성한 것이다.
또한, 상기 제 1 반도체 칩은 제 1 기판에 실장되는 리드프레임(Lead Frame) 상부에 고정된 상태에서, 골드와이어로 상기 제 1 반도체 칩과 전기적으로 연결 구성한 것이다.
또한, 상기 제 2 센서부는, 제 2 기판; 상기 제 2 기판에 실장되고, 광원입사로를 통해 입사되는 광원을 균등분할하여 수광하여 검사대상물의 균등분할면들에 대한 각 평면광원들의 밝기를 검출한 후 출력하는 광검출센서; 및, 상기 제 2 기판에 실장되고, 상기 광검출센서에서 출력하는 각 평면광원들의 밝기에 대한 크기값을 연산하고, 연산된 밝기의 크기값을 디지털신호로 변환하여 제 2 커넥터를 통해 분석장치로 전송처리하는 제 2 처리부(MCU); 를 포함하여 구성한 것이다.
또한, 상기 광검출센서는, 검사대상물의 전체 평면 광원에서 균등분할된 면의 광원들을 수광하여 전기에너지로 각각 변환시키는 4개의 제 2 포토다이오드와, 상기 제 2 포토다이오드의 출력신호들인 전류를 증폭 변환하여 상기 제 2 처리부로 출력하는 제 2 증폭회로부를 내장한 제 2 반도체 칩; 을 포함하여 구성한 것이다.
또한, 상기 제 2 반도체 칩은 제 2 기판에 실장되는 리드프레임(Lead Frame)의 상부에 고정된 상태에서, 골드와이어로 상기 제 2 반도체 칩과 전기적으로 연결 구성한 것이다.
또한, 상기 센서본체에는 상기 제 1 센서부를 외부의 분석장치와 연결시키는 제 1 커넥터와, 상기 제 2 센서부를 외부의 분석장치와 연결시키는 제 2 커넥터를 더 포함하여 구성한 것이다.
또한, 상기 센서본체의 광원입사로에는 상기 컬러센서로 균일하게 광원이 입사되도록 가이드하는 렌즈를 장착 구성한 것이다.
또한, 상기 센서본체의 광원입사로에는 입사되는 검사대상물의 평면 광원을 분할한 후 이를 광검출센서로 입사시키는 광학미러를 장착 구성한 것이다.
또한, 상기 센서본체의 광원입사로에는 상기 광학미러에 의해 분할된 광원을 제 2 반도체 칩에 구성되는 4개의 포토다이오드에 각각 입사시키는 슬릿형(Slit type) 핀홀렌즈(Pin Hole)를 장착 구성한 것이다.
또한, 상기 분석장치는 제 1 센서부 및/또는 제 2 센서부에서 변환하여 전송 처리하는 디지털신호를 기준값과 비교하여 검사대상물의 이상유무를 판단하게 되는 분석프로그램을 탑재 구성한 것이다.
이와 같이, 본 발명은 검사대상물의 평면광원에 대한 전체 밝기(색좌표값)를 측정하는 제 1 센서부와, 검사대상물의 균등분할면들에 대한 각 평면광원들의 밝기(크기)를 측정하는 제 2 센서부를 포함하는 센서모듈을 구성한 것으로, 이를 통해 TV, 모니터, 휴대단말기 등의 영상표시기로 평면광원을 제공하게 되는 백라이트 유닛의 검사대상물인 확산판에서의 패턴 이상유무와 이물질 존재 여부를 보다 효과적이고 정밀하게 검사하는 한편, 제품의 제조 단가를 낮추고, 크기를 소형화하면서 사용의 편리성을 제공하는 효과를 기대할 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예로 비전검사용 센서모듈의 구조를 보인 단면 개략도.
도 2는 본 발명의 실시예로 비전검사용 센서모듈에 대한 개략적인 블럭회로도.
도 3은 본 발명의 실시예로 제 1 처리부의 수학적 연산 동작을 수행하기 위한 CIE 표준 색상관측기의 색체대응함수 그래프.
도 4는 본 발명의 실시예로 검사대상물의 균등분할면에 대한 광원 분포도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예로 비전검사용 센서모듈의 구조를 보인 단면 개략도이고, 도 2는 본 발명의 실시예로 비전검사용 센서모듈에 대한 개략적인 블럭회로도이며, 도 3은 본 발명의 실시예로 제 1 처리부의 수학적 연산 동작을 수행하기 위한 CIE 표준 색상관측기의 색체대응함수 그래프이고, 도 4는 본 발명의 실시예로 검사대상물의 균등분할면에 대한 광원 분포도를 도시한 것이다.
첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 비전검사용 센서모듈은, 광원입사로(11)를 가지는 센서본체(10)의 내부에 제 1,2 센서부(20)(30)를 배치 구성한 것이다.
이때, 상기 센서본체(10)에는 상기 제 1 센서부(20)를 외부의 분석장치(호스트 컴퓨터)(100)와 연결시키는 제 1 커넥터(12)와, 상기 제 2 센서부(30)를 외부의 분석장치(호스트 컴퓨터)(100)와 연결시키는 제 2 커넥터(13)를 구성하여둔 것이다.
상기 제 1 센서부(20)는 상기 광원입사로(11)를 통해 입사되는 검사대상물의 평면광원에 대한 전체 밝기(색좌표값)를 측정하는 것으로, 제 1 기판(21), 컬러센서(22), 그리고 제 1 처리부(MCU)(23)를 포함하여 구성한 것이다.
상기 제 1 기판(21)은 센서본체(10)의 내부에서 일단(도면 기준으로 우측)에 배치 고정되는 것이고, 상기 컬러센서(22)는 상기 제 1 기판(21)에 실장되면서 광원입사로(11)를 통해 입사되는 광원을 수광하여 검사대상물의 평면 광원에 대한 전체 밝기 및 색상을 검출하여 RGB신호를 출력하는 것이며, 이러한 컬러센서(22)는 광원입사로(11)를 통해 입사되는 광원을 수광하여 전기에너지로 변환하는 제 1 포토다이오드(221a)와, 상기 제 1 포토다이오드(221)의 출력신호인 전류를 증폭 변환하여 상기 제 1 처리부(23)로 출력하는 제 1 증폭회로부(221b)를 내장한 제 1 반도체 칩(221), 그리고 상기 제 1 반도체 칩(221)의 상면에 배치되면서 상기 제 1 반도체 칩(221)에 내장된 상기 제 1 포토다이오드(221a)에서 가시광선만을 수광하도록 상기 광원입사로(11)를 통해 입사되는 광원에서 가시광선만을 통과시키는 필터부(222)를 포함하여 구성한 것이다.
여기서, 상기 제 1 반도체 칩(221)은 제 1 기판(21)에 실장되는 리드프레임(Lead Frame)(미도시)의 상부에 고정된 상태에서, 골드와이어(미도시)로 상기 제 1 반도체 칩(221)과 전기적으로 연결 구성이 이루어지도록 하였다.
상기 제 1 처리부(23)는 상기 제 1 기판(21)에 실장되면서, 상기 컬러센서(22)에서 출력하는 RGB신호에서 색좌표값(x,y)과 휘도(밝기)값(Y)을 연산하고, 그 연산된 색좌표값을 디지털신호로 변환한 후 이를 제 1 커넥터(12)를 통해 분석장치(100)로 전송처리하는 것이다.
즉, 상기 제 1 처리부(23)는 컬러센서(22)의 CIE색도 다이어그램에 맞는 색좌표(x, y)값과 휘도(밝기)값(Y)을 정수값 및 부동소수값으로 연산한 후 이를 분석장치(100)의 통신 규격(I2C)에 맞게, 상기 분석장치(100)로 전송처리하도록 구성하여둔 것이다.
이때, 상기 제 1 처리부(33)의 수학적 연산에 대하여 살펴보면, 첨부된 도 3에서와 같이, 우선 사람의 색상 시각(Human Color Vision)은 가시광선의 파장이 긴 것, 중간 것, 짧은 것을 느끼는 세 종류의 광-수용체로 설명되고, 사람의 색상 시각은 CIE 표준 색상 관측기의 색체대응함수(color matching function) x-bar(λ), y-bar(λ), z-bar(λ)로 모형화할 수 있다.
즉, 사람의 눈은 약 380nm에서 780nm에 이르는 가시영역의 빛에 민감하고, 반면에 실리콘은 약 300nm와 1100nm 사이에 있는 빛의 파장에 반응하므로, 색상대응함수에 대한 밀접한 상관성을 위해 RGB필터가 사용된다.
그리고, 인간의 색상 시각에 대한 색상대응함수는 CIE 1931 표준 데이터에 대하여 구성하며, 짧은 파장은 z-bar(파랑), 중간 파장은 y-bar(초록), 긴 파장은 x-bar(빨강)이다.
따라서, 상기 제 1 처리부(33)에서 색도 좌표를 구하기 위해서는 색상 센서의 빨강, 초록, 파랑 채널의 출력을 CIE XYZ 3-자극과 상관성을 갖게 해야 하고, 어떤 광원의 x,y 색도 좌표를 결정하기 위해서는 아래의 수식1과 같은 적분 공식을 사용하여 그 광원의 CIE XYZ 3-자극 값을 구해야 한다.
[수식 1]
Figure 112014025032179-pat00001
여기서, S(λ)는 측정할 광원의 스펙트럼 일률 분포이고, x-bar(λ) y-bar(λ) z-bar(λ)는 1931 CIE 색상대응함수이며, k는 표준화 인수이다.
또한, 색도 좌표는 아래의 수식2와 같은 수식을 사용하여 3-자극 값으로부터 유도할 수 있다.
[수식 2]
Figure 112014025032179-pat00002
여기서, x + y + z = 1이다.
CIE 1931 표준 관측기에서 정의한 것처럼, Y의 3-자극치는 명도에 비례하고, 휘도(밝기)는 인간의 눈의 효율에 표준화된 지점 위에서 인식된 빛의 밝기이며, 555nm에서 극대(peak)가 된다.
또한, 색상은 xyY triple의 형태로 채도와 명도에 의해 정해질 수 있으며, x,y 채도와 명도(Y)로부터 X와 Z를 구하기 위해서는 아래의 수식3이 사용되도록 한 것이다.
[수식 3]
Figure 112014025032179-pat00003
상기 제 2 센서부(30)는 상기 센서본체(10)내의 타단에 배치되면서, 상기 광원입사로(11)를 통해 입사되는 검사대상물의 균등분할면들에 대한 각 평면광원들의 밝기(크기)를 측정하는 것으로, 제 2 기판(31), 광검출센서(32), 제 2 처리부(MCU)(33)를 포함하여 구성한 것이다.
상기 제 2 기판(31)은 센서본체(10)의 내부에서 타단(도면 기준으로 좌측)에 배치 고정되는 것이고, 상기 광검출센서(32)는 상기 제 2 기판(31)에 실장되면서 광원입사로(11)를 통해 입사되는 광원을 균등분할로 수광하여 검사대상물의 균등분할면들에 대한 각 평면광원들의 밝기를 검출한 후 출력하는 것이며, 이러한 광검출센서(32)는 검사대상물인 확산판의 전체 평면 광원에서 균등분할된 면의 광원들을 수광하여 전기에너지로 각각 변환시키는 4개의 제 2 포토다이오드(321a)와, 상기 제 2 포토다이오드(321a)의 출력신호들인 전류를 증폭 변환하여 상기 제 2 처리부(33)로 출력하는 제 2 증폭회로부(321b)를 내장한 제 2 반도체 칩(321)으로 구성하여둔 것이다.
여기서, 상기 제 2 반도체 칩(321)은 제 2 기판(31)에 실장되는 리드프레임(Lead Frame)(미도시)의 상부에 고정된 상태에서, 골드와이어(미도시)로 상기 제 2 반도체 칩(321)과 전기적으로 연결 구성이 이루어지도록 하였다.
상기 제 2 처리부(33)는 상기 제 2 기판(31)에 실장되는 것으로, 상기 광검출센서(32)에서 출력하는 각 평면광원들의 밝기에 대한 크기값을 연산하고, 연산된 밝기의 크기값을 디지털신호로 변환하여 제 2 커넥터(13)를 통해 분석장치(100)로 전송처리하도록 구성하여둔 것이다.
즉, 상기 제 2 처리부(33)는 광원의 밝기에 대한 크기를 광검출센서(32)가 전압의 크기로 변환시, 상기 전압의 크기값를 정수값 및 부동소수값으로 한 후 이를 분석장치(100)의 통신 규격(I2C)에 맞게, 상기 분석장치(100)로 전송처리하도록 구성하여둔 것이다.
이때, 상기 제 2 처리부(33)에서 균등분할면에 대한 광원의 밝기를 수학적으로 연산하는 것은, 첨부된 도 4에서와 같이, 검사대상물(200)의 평면광원에 대하여 컬러센서(22)에 의해 전체 광원의 밝기가 측정되었을 때, 전체 광원을 균등 분할(A, B, C, D)하고, 분할된 광원에 대한 비율(100분율)을 계산한 후 밝기 비율에 대한 오차 값(±x%)을 설정하여 그 비율차이를 계산함으로써 얻어질 수 있도록 한 것이다.
한편, 상기 센서본체(10)의 광원입사로(11)에는 상기 컬러센서(22)로 균일하게 광원이 입사되도록 가이드하는 렌즈(14)와, 입사되는 검사대상물인 확산판의 평면 광원을 분할한 후 이를 상기 광검출센서(32)로 입사시키는 광학미러(15)와, 상기 광학미러(15)에 의해 분할된 광원을 제 2 반도체 칩(321)에 구성되는 4개의 포토다이오드(321)에 각각 입사시키는 슬릿형(Slit type)의 핀홀렌즈(Pin Hole)(16)를 각각 장착 구성하였고, 상기 분석장치(100)는 제 1 센서부(20) 및/또는 제 2 센서부(30)에서 변환하여 전송 처리하는 디지털신호를 기준값과 비교하여 검사대상물의 이상유무를 판단하는 분석프로그램이 탑재되어 있는 것이다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 비전검사용 센서모듈은 첨부된 도 1 내지 도 4에서와 같이, 검사대상물인 확산판에 대한 이상유무를 검사하기 위하여, 우선적으로 상기 확산판 전체에 대하여 광원을 조사한다.
그러면, 상기 확산판에 조사되는 광원은 센서본체(10)의 광원입사로(11)를 통해 입사가 이루어지고, 이렇게 입사된 광원은 렌즈(14)를 통해 가이드되어 제 1 센서부(20)에 포함되는 컬러센서(22)로 입사된다.
이때, 상기 컬러센서(22)에는 제 1 포토다이오드(221a)와 제 2 증폭회로부(221b)를 포함하는 제 1 반도체 칩(221), 그리고 필터부(222)를 구성하고 있는 바, 상기 필터부(222)는 상기 렌즈(14)를 통해 입사되는 광원에서 가시광선만을 통과시키게 된다.
그러면, 상기 제 1 포토다이오드(221a)는 상기 필터부(222)를 통과한 가시광선의 광원을 수광한 후 이를 전기에너지로 변환 출력하게 되고, 상기 제 1 증폭회로부(221b)에서는 상기 제 1 포토다이오드(221)의 출력신호인 전류를 증폭 변환한 후 이를 제 1 처리부(23)로 출력시킨다.
이에따라, 상기 제 1 처리부(23)는 상기 제 1 증폭회로부(221b)에서 출력하는 RGB신호에서 색좌표값(x,y)과 휘도(밝기)값(Y)을 수학적으로 연산처리한 후 그 연산된 색좌표값을 디지털신호로 변환하여 제 1 커넥터(12)를 통해 분석장치(100)로 전송처리하게 되는 것이다.
즉, 상기 제 1 처리부(23)는 컬러센서(22)의 CIE색도 다이어그램에 맞는 색좌표(x, y)값과 휘도(밝기)값(Y)을 정수값 및 부동소수값으로 연산한 후 이를 분석장치(100)의 통신 규격(I2C)에 맞게, 상기 분석장치(100)로 전송처리하게 되고, 이에따라 상기 분석장치(100)의 분석프로그램은 상기 제 1 센서부(20)에서 변환하여 전송 처리하는 디지털신호를 기준값과 비교함으로써 검사대상물인 확산판이 양품 또는 불량인지를 판단할 수 있는 것이다.
즉, 상기 분석장치(100)는 확산판의 패턴 이상유무 또는 이물질 존재여부 등을 분석하여, 패턴에 이상이 없고, 이물질이 존재하지 않을 경우에는 검사대상물인 확산판을 양품으로 판단하며, 패턴에 이상이 있거나 이물질이 존재하는 경우에는 검사대상물인 확산판을 불량으로 판단하게 되는 것이다.
한편, 상기 확산판에 조사되는 광원이 센서본체(10)의 광원입사로(11)를 통해 입사가 이루어지고, 이렇게 입사된 광원을 광학미러(Beam Splitter)(15)를 통해 분할하여 제 2 센서부(30)에 포함되는 광검출센서(32)로 입사시킬 때, 상기 광검출센서(32)에 포함되는 제 2 반도체 칩(321)에 구성된 4개의 제 2 포토다이오드(321a)에는 각각 슬릿형(Slit type) 핀홀렌즈(Pin Hole)(16)에 의해 분할 입사가 가이드되는 것이다.
그러면, 상기 제 2 포토다이오드(321a)에서는 각각 검사대상물인 확산판의 전체 평면 광원에서 균등분할된 면의 광원들을 수광한 후 이를 전기에너지로 각각 변환하여 출력하고, 상기 제 2 포토다이오드(321a)의 출력신호들인 전류는 제 2 증폭회로부(321b)를 통해 증폭 변환된 후 제 2 처리부(33)로 출력된다.
이에따라, 상기 제 2 처리부(33)는 제 2 증폭회로부(321b)에서 출력하는 각 평면광원들의 밝기에 대한 크기값을 수학적으로 연산한 후 그 연산된 밝기의 크기값을 디지털신호로 변환하여 제 2 커넥터(13)를 통해 분석장치(100)로 전송처리하게 되는 것이다.
즉, 상기 제 2 처리부(33)는 광원의 밝기에 대한 크기를 광검출센서(32)가 전압의 크기로 변환시, 상기 전압의 크기값를 정수값 및 부동소수값으로 한 후 이를 분석장치(100)의 통신 규격(I2C)에 맞게, 상기 분석장치(100)로 전송처리하게 되고, 이에따라 상기 분석장치(100)의 분석프로그램은 상기 제 2 센서부(30)에서 변환하여 전송 처리하는 디지털신호를 기준값과 비교함으로써 검사대상물인 확산판이 양품 또는 불량인지를 판단할 수 있는 것이다.
즉, 상기 분석장치(100)는 확산판의 패턴 이상유무 또는 이물질 존재여부 등을 분석하여, 패턴에 이상이 없고, 이물질이 존재하지 않을 경우에는 검사대상물인 확산판을 양품으로 판단하며, 패턴에 이상이 있거나 이물질이 존재하는 경우에는 검사대상물인 확산판을 불량으로 판단하게 되는 것이다.
여기서, 상기 분석장치(100)의 분석프로그램이 각각 제 1 센서부(20)에서 검출한 검사대상물의 평면광원에 대한 전체 밝기(색좌표값), 또는 상기 제 2 센서부(30)에서 검출한 검사대상물의 균등분할면들에 대한 각 평면광원들의 밝기(크기)를 통해, 검사대상물인 확산판의 양품 또는 불량을 판단하도록 하였지만, 상기 검사대상물인 확산판의 양품과 불량을 상기 제 1,2 센서부(10)(20)에서 검출한 검사대상물의 평면광원에 대한 전체 밝기(색좌표값)와 검사대상물의 균등분할면들에 대한 각 평면광원들의 밝기(크기)를 조합하여 보다 정밀하게 판정할 수도 있는 것이다.
이상에서 본 발명 비전검사용 센서모듈에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
따라서, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.
10; 센서본체 11; 광원입사로
12; 제 1 커넥터 13; 제 2 커넥터
14; 렌즈 15; 광학미러
16; 핀홀렌즈 20; 제 1 센서부
21; 제 1 기판 22; 컬러센서
221; 제 1 반도체 칩 221a; 제 1 포토다이오드
221b; 제 1 증폭회로부 222; 필터부
23; 제 1 처리부 30; 제 2 센서부
31; 제 2 기판 32; 광검출센서
321; 제 2 반도체 칩 321a; 제 2 포토다이오드
321b; 제 2 증폭회로부 33; 제 2 처리부
100; 분석장치 200; 검사대상물

Claims (12)

  1. 광원입사로를 가지는 센서본체;
    상기 센서본체내의 일단에 배치되고, 상기 광원입사로를 통해 입사되는 검사대상물의 평면광원에 대한 전체 밝기(색좌표값)를 측정하는 제 1 센서부; 및,
    상기 센서본체내의 타단에 배치되고, 상기 광원입사로를 통해 입사되는 검사대상물의 균등분할면들에 대한 각 평면광원들의 밝기(크기)를 측정하는 제 2 센서부; 를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 비전검사용 센서모듈.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 센서부는,
    제 1 기판;
    상기 제 1 기판에 실장되고, 광원입사로를 통해 입사되는 광원을 수광하여 검사대상물의 평면 광원에 대한 전체 밝기 및 색상을 검출하여 RGB신호를 출력하는 컬러센서; 및,
    상기 제 1 기판에 실장되고, 상기 컬러센서에서 출력하는 RGB신호에서 색좌표값(x,y)과 휘도(밝기)값(Y)을 연산하고, 연산된 색좌표값을 디지털신호로 변환하여 제 1 커넥터를 통해 분석장치로 전송처리하는 제 1 처리부(MCU); 를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 비전검사용 센서모듈.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 컬러센서는,
    광원입사로를 통해 입사되는 광원을 수광하여 전기에너지로 변환하는 제 1 포토다이오드와, 상기 제 1 포토다이오드의 출력신호인 전류를 증폭 변환하여 상기 제 1 처리부로 출력하는 제 1 증폭회로부를 내장한 제 1 반도체 칩; 및,
    상기 제 1 반도체 칩의 상면에 배치되고, 상기 제 1 반도체 칩에 내장된 상기 제 1 포토다이오드에서 가시광선만을 수광하도록 상기 광원입사로를 통해 입사되는 광원에서 가시광선만을 통과시키는 필터부; 를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 비전검사용 센서모듈.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 반도체 칩은 제 1 기판에 실장되는 리드프레임(Lead Frame) 상부에 고정된 상태에서, 골드와이어로 상기 제 1 반도체 칩과 전기적으로 연결 구성하는 것을 특징으로 하는 비전검사용 센서모듈.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 센서부는,
    제 2 기판;
    상기 제 2 기판에 실장되고, 광원입사로를 통해 입사되는 광원을 균등분할하여 수광하여 검사대상물의 균등분할면들에 대한 각 평면광원들의 밝기를 검출한 후 출력하는 광검출센서; 및,
    상기 제 2 기판에 실장되고, 상기 광검출센서에서 출력하는 각 평면광원들의 밝기에 대한 크기값을 연산하고, 연산된 밝기의 크기값을 디지털신호로 변환하여 제 2 커넥터를 통해 분석장치로 전송처리하는 제 2 처리부(MCU); 를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 비전검사용 센서모듈.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 광검출센서는,
    검사대상물의 전체 평면 광원에서 균등분할된 면의 광원들을 수광하여 전기에너지로 각각 변환시키는 다수의 제 2 포토다이오드와, 상기 제 2 포토다이오드의 출력신호들인 전류를 증폭 변환하여 상기 제 2 처리부로 출력하는 제 2 증폭회로부를 내장한 제 2 반도체 칩; 인 것을 특징으로 하는 비전검사용 센서모듈.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 2 반도체 칩은 제 2 기판에 실장되는 리드프레임(Lead Frame)의 상부에 고정된 상태에서, 골드와이어로 상기 제 2 반도체 칩과 전기적으로 연결 구성하는 것을 특징으로 하는 비전검사용 센서모듈.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 센서본체에는 상기 제 1 센서부를 외부의 분석장치와 연결시키는 제 1 커넥터와, 상기 제 2 센서부를 외부의 분석장치와 연결시키는 제 2 커넥터를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 비전검사용 센서모듈.
  9. 제 3 항에 있어서, 상기 센서본체의 광원입사로에는 상기 컬러센서로 균일하게 광원이 입사되도록 가이드하는 렌즈를 장착 구성하는 것을 특징으로 하는 비전검사용 센서모듈.
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 센서본체의 광원입사로에는 입사되는 검사대상물의 평면 광원을 분할한 후 이를 광검출센서로 입사시키는 광학미러를 장착 구성하는 것을 특징으로 하는 비전검사용 센서모듈.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 센서본체의 광원입사로에는 상기 광학미러에 의해 분할된 광원을 제 2 반도체 칩에 구성되는 다수의 포토다이오드에 각각 입사시키는 슬릿형(Slit type) 핀홀렌즈(Pin Hole)를 장착 구성하는 것을 특징으로 하는 비전검사용 센서모듈.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 분석장치는 제 1 센서부 및/또는 제 2 센서부에서 변환하여 전송 처리하는 디지털신호를 기준값과 비교하여 검사대상물의 이상유무를 판단하게 되는 분석프로그램을 탑재 구성하는 것을 특징으로 하는 비전검사용 센서모듈.
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