KR101884136B1 - 비전검사용 광원장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제품 시료의 검사에 사용되는 비전검사용 광원장치에 관한 것으로, 내부에 수용공간이 구비된 함체; 상기 함체의 내부 측벽에 설치된 기판과, 상기 기판에 밀착 설치되며 다수개의 엘이디가 실장된 광원부; 상기 광원부에서 조사되는 광원이 유실되지 않도록 기밀 결합된 엘보우도파관; 상기 엘보우도파관 내부에 설치된 집광렌즈와, 상기 집광렌즈에서 모아진 광원의 진행 경로를 굴절시키는 반사경과, 상기 반사경과 일정거리 이격된 위치에 설치된 조리개를 포함하는 광도파부; 그리고 상기 광도파부를 통해 굴절된 광원이 출력되는 광케이블; 을 포함한다.

Description

비전검사용 광원장치{ILLUMINANT APPARATUS FOR VISION TESTING OF SAMPLE}

본 발명은 제품 시료의 검사에 사용되는 비전검사용 광원장치에 관한 것이다.

일반적으로, 비전검사용 광원장치는 제품 시료의 비전 검사 시 카메라와 함께 장치에 설치되어 광원을 제공하게 된다.

종래 광원장치들은 대부분 단색의 엘이디를 채용하여 광원을 제공하게 되는데, 이러한 이유는 엘이디(LED) 자체가 단일 파장이므로 카메라 측면에서 보면 상당히 좋은 화질을 얻을 수 있기 때문이다.

광원장치로서 설계 및 장착된 대부분의 광원장치의 경우 엘이디 자체에서 발생된 열은 크지 않으나, 엘이디가 실장된 기판에서 발생되는 열이 높기 때문에 기판의 온도를 신속하게 방열시키지 않게 되면 기판의 내구성이 크게 떨어져 기판 전체를 교체해야만 하는 문제점이 발생하게 된다.

이에 따라, 최근에는 기판의 온도를 빠르게 낮추도록 한 광원장치들이 출시되고 있다.

대한민국특허 제1528492호는 광원장치의 기판에서 발생되는 열이 신속하게 낮아질 수 있도록 기판의 후면에 다수의 방열부품들을 실장하고 있다.

즉, 종래 특허의 청구항에서는 발광부와 광학부, 제 1방열부재 및 제 2방열부재, 모듈부로 구성된 엘이디 광원장치로서, 발광부가 엘이디부와 기판과 비전도패드와 기판에서 발생된 열이 비전도 패드를 통해 케이스 모듈부로 전달되도록 하며, 케이스 모듈부가 복수개의 공간으로 구획되어 기판에서 발생되는 열이 방열되도록 하는 구조로 개시된 바 있다.

그러나, 종래 엘이디광원장치는 방열기능의 향상을 위해 매우 많은 부속품들 예를 들어, 방열블럭과 방열블럭과 연결된 복수개의 방열판 및 방열부재 등이 케이스 모듈부의 내부에 실장됨으로써, 제조 원가가 상승하게 됨은 물론 방열 패널에만 방열 기능을 의존하게 됨으로 방열 효과도 크게 기대하기 어렵기 때문에 제품성이 떨어지는 문제점이 있다.

또한 많은 부품들이 케이스 모듈부의 내부에 실장됨에 따라 크기가 크고 엘이디에서 조사되는 빛의 유실도 용기형상을 갖는 반사경에만 진행되도록 구성되어 있어 제품 성능도 크게 개선되지 못하는 문제점이 있다.

참조문헌: 대한민국특허 제1528492호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 기판에서 발생되는 열원이 케이스 전체에 직접 전달되도록 하여 방열기능이 향상됨은 물론, 최소한의 부품들을 이용하여 컴팩트하게 제조할 수 있어 생산공정의 간소화를 통한 제품 경쟁력을 확보할 수 있는 비전검사용 광원장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 엘이디의 광원을 적외선과 가시광선이 선택적 점등이 가능하도록 구성함으로써, 비전 검사 시 광원의 사용 범위를 확장시킬 수 있도록 하는데 있다.

이와 같은 목적을 효과적으로 달성하기 위해 본 발명은, 내부에 수용공간이 구비된 함체; 상기 함체의 내부 측벽에 설치된 기판과, 상기 기판에 밀착 설치되며 다수개의 엘이디가 실장된 광원부; 상기 광원부에서 조사되는 광원이 유실되지 않도록 기밀 결합된 엘보우도파관; 상기 엘보우도파관 내부에 설치된 집광렌즈와, 상기 집광렌즈에서 모아진 광원의 진행 경로를 굴절시키는 반사경과, 상기 반사경과 일정거리 이격된 위치에 설치된 조리개를 포함하는 광도파부; 그리고 상기 광도파부를 통해 굴절된 광원이 출력되는 광케이블; 을 포함한다.

상기 함체에는 외부 공기를 송풍시키도록 송풍팬과 환기구가 더 구비되며, 상기 함체의 둘레면에는 적어도 하나의 방열패널이 일체로 연장 설치된다.

상기 광도파부에 설치된 집광렌즈는 광원과 마주보며 인접하게 설치된 제1집광렌즈와 상기 반사경과 조리개 사이에 설치된 제2집광렌즈로 구성된다.

상기 광원부의 엘이디는 적외선과 가시광선이 선택적으로 조사되도록 혼합 배열된다.

상기 함체의 내부에는 기판의 온도를 감지하는 온도감지센서가 더 구비되며, 상기 온도감지센서에서 감지된 온도에 따라 마이컴을 통해 상기 송풍팬에 전원을 공급하도록 구성된다.

상기 조리개는 중앙에 광원이 진행되도록 관통홀이 천공되며, 상기 엘보우도파관의 내부가 밀폐 구획되도록 설치되며, 상기 광케이블은 광섬유 다발로 구성된다.

본 발명의 실시예에 따른 비전검사용 광원장치는 기판에서 발생되는 열원이 케이스 전체에 직접 전달되도록 하여 방열기능이 향상됨은 물론, 최소한의 부품들을 이용하여 컴팩트하게 제조할 수 있어 생산공정의 간소화를 통한 제품 경쟁력을 확보할 수 있으며, 또한 엘이디의 광원을 적외선과 가시광선이 선택적 점등이 가능하도록 구성함으로써, 비전 검사 시 광원의 사용 범위를 확장시키기 위하여 적외선과 가시광선 광원장치를 각각 별도로 설치하지 않아도 되기 때문에 설치 비용을 최소화시킬 수 있는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비전검사용 광원장치를 보인 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비전검사용 광원장치의 광도파부의 내부를 투과하여 보인 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 비전검사용 광원장치의 일부를 절개하여 보인 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 비전검사용 광원장치에 방열패널이 더 구비된 상태를 보인 예시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 비전검사용 광원장치에서 광원이 진행하는 방향을 나타낸 작용도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비전검사용 광원장치를 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비전검사용 광원장치의 광도파부의 내부를 투과하여 보인 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 비전검사용 광원장치의 일부를 절개하여 보인 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 비전검사용 광원장치에 방열패널이 더 구비된 상태를 보인 예시도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 비전검사용 광원장치에서 광원이 진행하는 방향을 나타낸 작용도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 비전검사용 광원장치(100)는 함체(10)와 함체(10) 내벽면에 설치된 기판(22) 및 다수개의 엘이디(24)로 구성된 광원부(20)와 상기 광원부(20)를 밀폐시키면서 결합된 엘보우도파관(30)과 엘보우도파관(30) 내부에 설치된 광도파부(40)와 광도파부(40)를 통과한 광원이 출력되는 광케이블(50)을 포함한다.

함체(10)는 내부에 수용공간이 구비되며, 열전도성이 우수한 알루미늄이나 아연합금과 같은 금속재가 소재로서 채용될 수 있다.

함체(10)의 둘레면에는 방열기능을 보다 증진시킬 수 있도록 적어도 하나의 방열패널(12)이 일체로 연장 설치된다.

즉, 함체(10)에 설치된 방열패널(12)은 함체(10)의 둘레면마다 일정길이를 갖는 사각 패널 형태로 돌출 연장되거나 다수개의 핀이 일정간격마다 이격된 형상을 갖도록 돌출 구성될 수 있다.

이때, 함체(10)에는 외부 공기를 흡입하여 송풍시킬 수 있도록 송풍팬(14)이 더 구비될 수 있으며, 송풍팬(14)에 의해 송풍되는 공기가 외부로 유출될 수 있도록 환기구(16)가 더 구비될 수 있다.

송풍팬(14)과 환기구(16)의 경우 필수구성요소는 아니며, 방열기능의 향상을 위해서는 송풍팬(14)과 환기구(16)를 함체에 구성하지 않고 함체(10)의 외부에서 함체(10)를 향하여 송풍팬(14)이 작동되도록 구성할 수도 있다.

또한 함체(10)의 내부 측벽에는 광원부(20)가 설치된다. 광원부(20)는 기판(22)과 기판(22)에 설치된 다수개의 엘이디(24)를 포함한다.

기판(22)은 함체(10)의 내부 측벽에 고정 설치되며, 다수개의 엘이디(24)가 기판(22)에 실장된다.

다수개의 엘이디(24)는 배열된 형상을 볼 때, 정사각형이나 직사각형 또는 회오리형 등 다양한 형태의 배열을 가질 수 있다.

또한 함체(10)의 내부에는 광원부(20)와 기밀을 유지하도록 엘보우도파관(30)이 설치된다. 엘보우도파관(30)은 'ㄱ'자 형상을 가지며 내부에 중공부가 형성된 사각 파이프 형상을 가질 수 있다.

이러한 엘보우도파관(30)은 내벽면이 암막을 형성하도록 어두운 색상의 페인트를 도장처리하여 구성할 수 있으며, 일측 단부는 광원부(20)를 내부에 수용하면서 결합되고, 반대측 단부는 함체(10)의 전방측에 고정 설치된다.

엘보우도파관(30)의 내부에는 광도파부(40)가 설치되어 광원부의 엘이디(24)에서 조사되는 광원의 경로를 변경함과 동시에 광원을 집광하게 된다.

광도파부(40)는 집광렌즈(42)와, 집광렌즈(42)에서 모아진 광원의 진행 경로를 굴절시키는 반사경(46)과, 반사경(46)과 일정거리 이격된 위치에 설치된 조리개(48)를 포함한다.

집광렌즈(42)는 제1집광렌즈(43)와 제2집광렌즈(44)를 포함하며, 제1집광렌즈(43)는 광도파부(40)의 내부 중 광원부(20)가 위치된 선단부에 설치되는 것으로, 광원부의 엘이디(24)와 인접하게 배치되어 광원부의 엘이디(24)에서 출사되는 광원을 집광하게 된다.

광도파부(40)의 내부에서 집광렌즈(42)와 일정거리 이격된 위치에는 반사경(46)이 배치되어 있다. 반사경(46)은 집광렌즈(42)에서 집광된 광원의 초점거리에 맞추어 배치되며, 집광된 광원을 90°굴절시키게 된다.

반사경(46)의 위치는 엘보우도파관(30)의 가로와 세로가 만나는 위치에 배치되어 광원을 굴절시키게 된다.

이렇게 굴절된 광원은 반사경(46)과 인접하게 배치된 제2집광렌즈(44)를 통해 다시 집광된다. 광원이 제1집광렌즈(43)와 제2집광렌즈(44)를 통해 집광된 상태로 진행하게 되면, 제2집광렌즈(44)와 일정거리 이격된 위치에 배치된 조리개(48)를 통과하면서 집광되지 못하고 분산된 상태로 진행하는 일부 광원의 진행을 차단하게 된다.

조리개(48)는 중앙에 광원이 진행되도록 관통홀(49)이 천공되어 있으며, 엘보우도파관(30)의 내부가 밀폐되도록 구획 설치된다.

즉, 조리개(48)는 엘이디(24)에서 출사되는 광원 중 조리개의 관통홀(49)을 통과하는 광원 이외의 광원은 차단함으로써, 엘이디(24)에서 출사되는 광원이 분산되지 않고 한 지점에 집중되도록 제한하는 역할을 하게 된다.

이와 같이 조리개(48)를 통과한 광원은 광케이블(50)을 통해 출력된다. 광케이블은 광원의 유실이 없는 광섬유 다발이 바람직하며, 광섬유 다발이 아니더라도 광원의 유실이 없는 케이블이라면 어는 것이라도 좋다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 비전검사용 광원장치(100)는 송풍팬(14)의 작동이 사용자가 수동으로 조작하지 않고 자동화된 작동이 가능하도록 구성할 수 있다.

다시 말해, 함체(10)의 내부에는 기판(22)의 온도를 감지하기 위한 온도감지센서(60)가 구비될 수 있다. 온도감지센서(60)에 감지된 기판(22)의 온도가 예를 들어, 40℃를 넘어가는 순간 온도감지센서(60)에서 이를 감지하고, 감지된 데이터 신호를 마이컴(미부호)으로 전송하여 송풍팬(14)이 작동될 수 있도록 전원을 공급할 수 있다.

반대로, 기판(22)의 온도가 허용된 온도 이하로 내려가게 되면, 온도감지센서(60)에서 이를 감지하고, 감지된 신호를 마이컴으로 전송하여 송풍팬(14)에 제공되는 전원을 차단할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 비전검사용 광원장치에 대한 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 5를 참조하여 설명하면, 비전검사가 진행되기 위해 검사 시료가 장치 테이블(미도시)에 안착되면, 사용자가 비전검사용 광원장치(100)를 조작하여 전원을 광원부의 기판(22)에 공급한다.

이때, 비전검사장치의 테이블에는 중량감지센서(미도시)가 설치될 수 있으며, 중량감지센서에서 감지된 신호에 따라 광원장치(100)에 전원이 공급되도록 설정할 수도 있다.

광원장치의 기판(22)에 전원이 공급되면, 기판(22)에 실장된 엘이디(24)에서 광원이 출사된다. 출사되는 광원은 검사 시료의 종류 및 구조에 따라 적외선과 가시광선 중 어느 하나를 작업자가 선택하여 진행할 수 있다.

기판(22)에 공급된 전원이 엘이디(24)에 공급되면, 엘이디(24)에서 광원이 출사되기 시작한다. 다수개의 엘이디(24)는 원형으로 배열되었을 경우 안쪽부터 가시광선을 출사하는 배열을 가지며, 안쪽 원형 바깥으로는 적외선을 출사하는 엘이디가 배치될 수 있다.

즉, 안쪽 원이 가시광선을 출사하는 엘이디(24)의 배열이라면, 바깥쪽 원에는 적외선을 출사하는 엘이디(24)가 배열될 수 있도록 하여 가시광선과 적외선 배열이 교번되게 배열되도록 구성할 수 있다.

엘이디(24)에서 광원이 출사되기 시작하면, 제1집광렌즈(43)를 통해 광원이 집광된 상태로 반사경(46)을 향하여 진행하게 된다.

반사경(46)으로 진행된 광원은 반사경(46)의 중앙부위를 통해 수직 방향으로 굴절되고, 굴절된 광원 다시 제2집광렌즈(44)를 통해 집광된 상태로 계속 진행하게 된다.

제2집광렌즈(44)에서 집광된 광원 중 중앙쪽에 위치한 광원은 조리개의 관통홀(49)을 통과하게 되고, 관통홀(49)의 직경보다 큰 폭으로 진행되는 광원은 조리개(48)의 외벽에 부딪혀 더이상 진행하지 못하고 차단된다.

따라서, 조리개(48)를 통과한 광원은 조도가 최대로 높은 상태로 광케이블(50)을 통해 출력될 수 있게 된다.

이때, 기판(22)의 온도가 상승하게 되면, 온도감지센서(60)에서 기판(22)의 온도를 감지하고 있는 상태이므로 설정된 온도보다 기판(22)의 온도가 높을 경우 온도감지센서(60)에서 감지된 데이터 신호를 마이컴으로 전송하여 송풍팬(14)이 가동된다.

송풍팬(14)의 경우, 함체(10)의 후방 중앙에 설치될 수도 있으나, 기판(22)을 향하여 직접 바람을 송풍시킬 수 있도록 함체(10)의 후방 일측에 설치되도록 하는 것이 보다 효과적일 것이다.

그러므로, 본 발명의 실시예에 따른 비전검사용 광원장치(100)는 기판(22)의 온도를 신속하게 내릴 수 있도록 기판(22)을 함체(10)의 내벽면에 밀착된 상태로 설치시킴으로써, 함체(10) 전체가 방열패널과 같은 기능을 수행할 수 있게 된다.

또한 엘보우도파관(30) 내부에 설치된 광도파부(40)를 통해 광원의 조도를 최대한 높은 상태로 광케이블(50)에 제공할 수 있어 광원장치(100)의 제품성을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

뿐만 아니라, 별도의 방열관련 구성부품들이 요구되지 않기 때문에 제품 제조 단가를 최소화시킬 수 있으며, 컴팩트한 규격을 통해 비전검사 장치 내부에 실장 시 최소화된 공간만을 사용하게 되므로 다른 부품들과의 간섭이 적어 우수한 설치성도 확보할 수 있게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 함체
12: 방열패널
14: 송풍팬
16: 환기구
20: 광원부
22: 기판
24: 엘이디
30: 엘보우도파관
40: 광도파부
42: 집광렌즈
43: 제1집광렌즈
44: 제2집광렌즈
46: 반사경
48: 조리개
49: 관통홀
50: 광케이블
60: 온도감지센서
100: 광원장치

Claims (8)

1. 내부에 수용공간이 구비되며, 둘레면에 다수개의 핀이 일정간격마다 이격된 형상을 갖도록 돌출 구성 적어도 하나의 방열패널이 일체로 연장 설치된 함체;
   상기 함체의 내부 측벽에 설치된 기판과, 상기 기판에 밀착 설치되며 다수개의 엘이디가 실장된 광원부;
   상기 광원부에서 조사되는 광원이 유실되지 않도록 기밀 결합되며, 내벽면이 암막을 형성하도록 어두운 색상의 페인트가 도장처리 된 엘보우도파관;
   상기 엘보우도파관 내부에 설치된 집광렌즈와, 상기 집광렌즈에서 모아진 광원의 진행 경로를 굴절시키는 반사경과, 상기 반사경과 일정거리 이격된 위치에 설치된 조리개를 포함하는 광도파부; 그리고
   상기 광도파부를 통해 굴절된 광원이 출력되는 광케이블; 을 포함하는 비전검사용 광원장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 함체에는 외부 공기를 송풍시키도록 송풍팬과 환기구가 더 구비된 비전 검사용 광원장치.
   
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 광도파부에 설치된 집광렌즈는 광원과 마주보며 인접하게 설치된 제1집광렌즈와 상기 반사경과 조리개 사이에 설치된 제2집광렌즈로 구성된 비전검사용 광원장치.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 광원부의 엘이디는 적외선과 가시광선이 선택적으로 조사되도록 혼합 배열된 비전검사용 광원장치.
   
6. 제 2항에 있어서,
   상기 함체의 내부에는 기판의 온도를 감지하는 온도감지센서가 더 구비되며, 상기 온도감지센서에서 감지된 온도에 따라 마이컴을 통해 상기 송풍팬에 전원을 공급하도록 구성된 비전검사용 광원장치.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 조리개는 중앙에 광원이 진행되도록 관통홀이 천공되며, 상기 엘보우도파관의 내부가 밀폐 구획되도록 설치된 비전검사용 광원장치.
   
8. 제 1항에 있어서,
   상기 광케이블은 광섬유 다발로 구성된 비전검사용 광원장치.
   
   
   
   
   
   
   

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