KR102078662B1 - 플랫 돔 조명 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 빛의 회절에 대한 간섭 현상을 제거하여 객체의 상태를 정확하게 검사 할 수 있도록 하는 플랫 돔 조명 장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 제1투광면에 반사 방지막이 부착된 투광판부, 투광판부의 제2투광면에 가로 또는 세로 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 이격되며 프린팅 된 흰색의 제1반사선과 상기 제1반사선의 위에 제1반사선의 너비 이상의 너비로 프린팅된 검정색의 제2반사선을 포함하는 반사선부, 복수 개의 엘이디와 엘이디가 연결된 소자연결판을 포함하여 투광판부의 측면에 설치되며, 투광판부의 내부로 빛을 조사하는 광원부 및 내부에 광원부를 수용하고 내측이 개방되어 투광판부의 둘레에 연결되는 프레임부를 포함한다.

Description

플랫 돔 조명 장치{Lighting Device For Inspection}
본 발명은 빛의 회절에 대한 간섭 현상을 제거하여 객체의 상태를 정확하게 검사 할 수 있도록 하는 검사용 조명 장치와 관련된 기술이다.
검사용 조명 장치는 CCD 카메라 등의 장치를 이용해 제품의 외관을 검사할 수 있도록 빛을 조사해 주는 장치를 말한다. 이러한 검사용 조명 장치는 액정표시장치에 사용되는 필름 등의 제조과정에서 불량을 판별하는 등의 검사에 사용되고 있다. 과거에는 하프 미러(Half Mirror)를 이용한 검사장치가 많이 사용되어 왔다.
하프 미러(Half Mirror)를 이용한 검사장치는 촬상 장치의 관측 축과 같은 축 방향으로부터 45도 기울여 객체에 빛을 조사하며 객체의 외관을 다소 정확하게 검사할 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 하프 미러(Half Mirror)를 이용한 검사장치는 45도로 경사시킨 하프 미러를 배치하는 특정에 따라, 장치 전체가 대형화 되는 문제를 나타내고 있다. 아울러, 빛의 회절에 의한 간섭현상으로 인해 검사 화면이 밝고 어두운 부분이 반복되어 나타나는 문제 등을 나타내고 있다.
더욱이, 이와 같은 검사장치는 표면조도가 높은 검사대상체를 검사할 시, 환경 빛 또는 검사조명으로 인한 정반사 및 난반사로 인하여 매우 낮은 선명도의 이미지만을 취득하는 문제 또한 가지고 있다.
대한민국 등록특허 제10-0675059호 (공고일자: 2007.01.26)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 검사대상체의 특징과 무관하게 검사대상체의 외관을 선명하게 촬상(撮像)하며 높은 선명도를 나타내는 이미지를 획득할 수 있도록 하는 플랫 돔 조명 장치를 제공하는 것이다.
이와 같이 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 플랫 돔 조명 장치는,
제1투광면에 반사 방지막이 부착된 투광판부;
상기 투광판부의 제2투광면에 가로 또는 세로 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 이격되며 프린팅 된 흰색의 제1반사선과 상기 제1반사선의 위에 상기 제1반사선의 두께 이상의 두께로 프린팅된 검정색의 제2반사선을 포함하는 반사선부;
복수 개의 엘이디와 상기 엘이디가 연결된 소자연결판을 포함하여 상기 투광판부의 측면에 설치되며, 상기 투광판부의 내부로 빛을 조사하는 광원부; 및
내부에 상기 광원부를 수용하고 내측이 개방되어 상기 투광판부의 둘레에 연결되는 프레임부를 포함한다.
상기 제1반사선은 0.28mm 내지 0.48mm의 너비를 가지는 직선의 선이 되고, 상기 제2반사선은 0.3mm 내지 0.5mm의 너비를 가지는 직선의 선이 될 수 있다.
복수 개의 상기 제2반사선은 0.5mm 내지 0.7mm로 이격될 수 있다.
상기 광원부는 빨간색 엘이디, 초록색 엘이디 및 파란색 엘이디를 포함하며 외측에 위치하여 유선 연결된 제어모듈을 통해 상기 빨간색 엘이디, 초록색 엘이디 및 파란색 엘이디의 광 출력이 제어될 수 있다.
본 발명에 따른 플랫 돔 조명 장치는 도광판 측면에서 입사되는 빛을 도광판 위쪽에 인쇄된 백색의 제1반사선과 흑색의 제2반사선을 통해 검사 대상물이 위치하는 하방으로 굴절시켜, 장치의 상방에서 CCD 카메라 등의 촬상 장치로 대상물 이미지를 보다 선명하게 획득할 수 있도록 한다.
더욱이, 본 발명은 외부에서 유입되는 빛 및 검사 조명으로 인한 정반사 및 난반사 등의 빛의 회절에 의한 간섭 현상을 제거하여 밝고 어두운 부분 없는 이미지를 취득할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명은 빛의 회절에 의한 간섭 현상을 제거하여 표면조도가 높은 필름형태의 제품의 찍힘, 구김 그리고 이물질이 존재 여부 등을 용이하게 파악할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플랫 돔 조명 장치의 사용 상태도이다.
도 2는 도 1의 플랫 돔 조명 장치의 사시도이다.
도 3은 도 1의 플랫 돔 조명 장치의 분해 사시도이다.
도 4는 도 2를 종단면으로 절단 한 후, 일부를 확대한 도면이다.
도 5 및 도 6은 플랫 돔 조명 장치의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 플랫 돔 조명 장치를 통해 취득한 이미지이다.
도 8은 본 발명의 플랫 돔 조명 장치의 투과율의 특성을 그래프이다.
도 9는 도 1의 플랫 돔 조명 장치가 검사대상체와 다양한 거리를 두고 검사하는 상태를 나타낸 도면이다.
먼저, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기 앞서, 본 발명의 실시 예는 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것 임을 밝혀둔다. 따라서, 하기 실시 예가 본 발명의 청구 범위를 한정하는 것은 아니다. 본 발명의 청구 범위는 오로지 청구항에 의해서만 정의될 수 있다.
또한, 본 명세서 상에서의 도면은 도면에 참조에 의한 설명이 명확하게 이해될 수 있도록 하기 위한 것이다. 이러한 목적을 위해 본 발명의 도시된 도면은 다소 과장되게 도시 있었다. 이에, 본 명세서 상의 도면과 실제 본 발명의 실제품은 동일하지 않을 수 있다.
이하, 본 발명의 하기의 실시예의 도면을 참조하여 본 발명의 플랫 돔 조명 장치에 대해 설명한다. 다만, 본 발명에 대한 설명이 명확하고 간결해질 수 있도록, 도 1 및 도 2를 참조하여 플랫 돔 조명 장치에 대해 개괄적으로 설명 한 후, 도 3 및 도 4을 참조하여 본 발명을 이루는 구성요소에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플랫 돔 조명 장치의 사용 상태도이다. 그리고 도 2는 도 1의 플랫 돔 조명 장치의 사시도이다.
본 발명의 플랫 돔 조명 장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 촬상장치(A)와 대향되는 위치에 놓인 제1검사대상체(B1) 사이에 위치하며 광원부(30)에서 출력된 빛(D, 도 5참조)이 제1검사대상체(B1)가 위치한 쪽으로 출력되도록 한다. 본 명세서 상에서 제1검사대상체(B1)는 편광필름이 될 수 있다.
플랫 돔 조명 장치(1)는 빛이 제1검사대상체(B1)가 위치한 방향으로 출력되도록 투광판부(10)의 제1투광면(101) 즉 하단면에 반사 방지막(110)이 부착되고, 제2투광면(102) 즉 상단면에 반사선부(20)가 프린팅된 구조로 형성된다. 여기서, 반사선부(20)는 제1반사선(210)이 흰색의 선으로 형성되고, 제2반사선(220)이 제1반사선(210)위에 검정색의 선으로 형성되어, 광원부(30)에서 출력된 빛이 하방으로 원활하게 나갈 수 있도록 한다.
이와 같은 플랫 돔 조명 장치(1)는 반사선부(20)가 투광판부(10)의 측면에 설치된 광원부(30)를 통해 입사되는 빛을 검사대상물이 위치한 하방으로 조사시켜, 플랫 돔 조명 장치의 상방에 위치한 촬상장치 즉 CCD 카메라가 검사대상물에 대한 이미지를 선명하게 획득할 수 있도록 한다. 또한, 플랫 돔 조명 장치(1)는 외부에서 유입되는 빛 및 검사조명으로 인한 정반사 및 난반사 등의 빛의 회절에 의한 간섭 현상을 제거하여 이미지 상에 밝고 어두운 부분 없이, 밝은 부분만이 존재하는 이미지를 취득할 수 있도록 한다.
아울러, 본 발명은 이와 같은 특징에 기반하여 표면조도가 높은 편광필름에서 흔히 발견될 수 있는 찍힘, 구김 등의 부분을 정확하게 파악할 수 있다. 그리고 편광필름 상에 존재하는 이물질을 명확하게 파악할 수 있도록 한다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여, 플랫 돔 조명 장치(1)를 이루는 구성요소에 대해 구체적으로 설명한다.
도 3은 도 1의 플랫 돔 조명 장치의 분해 사시도이고, 도 4는 도 2를 종단면으로 절단 한 후, 일부를 확대한 도면이다.
플랫 돔 조명 장치(1)는 투광판부(10), 반사선부(20), 광원부(30) 및 프레임부(40)를 구성요소로 포함한다.
투광판부(10)는 균등한 두께를 가지는 무색 투명하게 형성된 판이 된다. 일례로, 투광판부(10)는 아크릴이나 유리 등과 같은 소재로 형성될 수 있다. 이와 같은 투광판부(10)는 하측면인 제1투광면(101)과 상측면인 제2투광면(102)을 갖는다. 여기서, 투광판부(10)의 제1투광면(101)에는 반사 방지막(110)이 부착되고 제2투광면(102)에는 반사선부(20)가 부착된다. 이때, 반사 방지막(110)은 입사되는 빛의 반사를 억제하며 투과율을 향상시키는 필름이 되고, 반사선부(20)는 입사되는 빛을 반사시켜 반사 방지막(110)을 통해 투과되도록 하는 필름이 될 수 있다.
반사선부(20)는 제1반사선부(210)와 제2반사선부(220)가 중첩되어 투광판부(10)의 상측면에 부착된다. 이러한 반사선부(20)는 광원부(30)에서 출력된 빛이 위로 올라 올 수 없도록 하며 빛의 회절의 의한 간섭 현상을 제거한다. 특히, 반사선부(20)의 제1반사선(210)은 흰색으로 형성되고, 제2반사선(220)은 검정색으로 형성되며 제1반사선의 위에 제1반사선의 너비 이상의 너비로 형성된 특징을 나타낸다.
이와 같은 구조의 반사선부(20)는 투광판부의 제2투광면에 가로 또는 세로 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 이격되어 형성되며 광원부(30)에서 출력되는 빛을 반사 방지막(110)으로 반사시킬 수 있다.
광원부(30)는 투광판부(10)의 테두리에 설치되어, 투광판부(10)의 내부로 빛을 조사한다. 광원부(30)는 복수 개의 엘이디(310)와 복수 개의 엘이디를 일 열로 설치할 수 있는 소자연결판(320)을 포함한다. 이러한 광원부(30)는 백색 LED를 기본으로 한다. 다만, 광원부(30)는 빨간색 엘이디, 초록색 엘이디 및 파란색 엘이디를 각각 포함하여 백색 빛을 낼 수 있다. 이러한 광원부(30)는 외측에 위치하여 유선 연결된 제어모듈을 통해 빨간색 엘이디, 초록색 엘이디 및 파란색 엘이디의 광 출력이 제어될 수 있다. 이를 통해, 광원부(30)는 빨간색 엘이디, 초록색 엘이디 및 파란색 엘이디에서 출력되는 색의 조합으로 다양한 색상의 빛을 선택적으로 출력할 수 있도록 한다.
프레임부(40)는 투광판부(10)를 수용하며, 광원부(30)가 설치될 수 있도록 하는 틀이 된다. 이러한 프레임부(40)는 하부의 본체모듈(410)과 상부의 커버모듈(420)로 이루어 질 수 있다. 여기서, 본체모듈(410)은 외측의 높이가 내측의 높이 보다 더 높은 구조 즉, 단턱 지고, 내측에 홈이 형성된 구조 그리고 내측에 기준위치돌기 등이 형성된 구조로 형성될 수 있다.
이를 통해, 프레임부(40)는 내측에 형성된 기준위치돌기를 통해 내부에 수용되는 투광판부(10)가 올바른 위치에 위치하도록 하며 단턱 진 부분에 광원부(30)가 안정적으로 설치되도록 한다.
이하, 도 5 내지 도 9를 참조하여, 플랫 돔 조명 장치의 작동에 대해 구체적으로 설명한다.
도 5 및 도 6은 플랫 돔 조명 장치의 작동 상태를 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 플랫 돔 조명 장치를 통해 취득한 이미지를 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명의 플랫 돔 조명 장치의 투과율의 특성을 그래프이다. 그리고 도 9는 도 1의 플랫 돔 조명 장치가 검사대상체와 다양한 거리를 두고 검사하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 플랫 돔 조명 장치의 엘이디(310)가 발광하여 투광판부(10)의 측면으로 빛이 입사하면 빛(D)은 투광판부(10)의 내에서 반사하여 전진한다. 그리고 이러한 빛(D)은 앞으로 직진하며 투광판부(10)의 상부면에 마련된 제1반사선(210)을 통해 반사되면서 투광판부(10)의 하방으로 나가게 된다. 더욱이, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 상부면으로 빠져 나가는 빛은 투광판부(10)의 상부면에 제1반사선의 너비 이상으로 형성되어 제1반사선의 양측으로 돌출 형성된 제2반사선(220)으로 흡수되어 상부면으로 빛이 빠져 나가지 않게 된다. 여기서, 반사선부(20)는 제1반사선(210)이 0.28mm 내지 0.48mm의 너비를 가지는 직선의 선, 제2반사선(220)이 0.3mm 내지 0.5mm의 너비를 가지는 직선의 선 그리고 제2반사선(220) 간의 간격이 0.5mm 내지 0.7mm로 되도록 형성될 수 있다.
이와 같은 반사선부(20)를 갖는 플랫 돔 조명 장치(1)는 출력된 빛(D)이 제1검사대상체(B1)에서 반사되어, 반사선부(20) 사이의 틈(C)을 통해 촬상장치(A)에 전달될 수 있도록 한다. 반사선부(20)의 틈(C)은 미세한 직선으로 형성되어, 제1검사대상체(B1)의 상처를 통해 회절되어 반사되는 빛을 차단하며, 촬상장치(A)에서 촬상되는 이미지에 빛이 회절된 부분이 명확히 표시되도록 한다. 일례로, 플랫 돔 조명 장치(1)는 도 7에 도시된 바와 같이 촬상장치(A)가 제1검사대상체(B1)에 있는 찍힘, 눌려진 부분(E), 구겨진 부분 및 이물질(F) 등이 정확히 나타난 이미지를 취득할 수 있도록 한다. 아울러, 도 7에 도시된 바와 같이 플랫 돔 조명 장치(1)는 촬상장치(A)를 통해 촬상된 이미지가 일부는 밝고 일부는 어두분 부분 없이 전체적으로 균일한 밝기의 이미지를 취득할 수 있도록 한다.
아울러, 전술한 구조의 반사선부(20)를 갖으며 제어모듈에 의해 광원부의 색상이 조절되는 플랫 돔 조명 장치(1)는 도 8에 도시된 바와 같이 530nm 내지 580nm 파장대의 빛에 대해 높은 반사율을 나타낼 수 있다. 그리고 반사 방지막(110)을 통해 반사된 빛을 원활하게 제1검사대상체(B1)에 조사시킬 수 있다.
이와 같은 플랫 돔 조명 장치(1)를 통해, 제1검사대상체(B1)에서 반사된 빛을 촬영하는 촬상장치(A)는 제1검사대상체(B1)에 구김 및 이물질(F)이 있을 시, 이를 통해 발생되는 빛의 회절을 촬영하여 도 8에 도시된 바와 같은 이미지를 취득할 수 있다.
아울러, 플랫 돔 조명 장치(1)는 도 9에 도시된 바와 같이, 검사대상체와 서로 다른 이격거리를 두고 검사대상체를 검사할 수 있다.
도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 플랫 돔 조명 장치(1)가 제2검사대상체(B2)와 10mm 이격되어 제2검사대상체(B2)를 검사할 시, 촬상장치(A)에서 제2검사대상체(B2)에 있는 단차가 표현되지 않은 이미지를 취득 가능하게 할 수 있다.
또한, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 플랫 돔 조명 장치(1)가 제3검사대상체(B3)와 70mm 이격되어 검사대상체를 검사할 시, 촬상장치(A)에서 제3검사대상체에서 두드러지는 단차가 표현된 이미지를 취득 가능하게 할 수 있다. 그리고, 도 9의 (c)에 도시된 바와 같이, 플랫 돔 조명 장치(1)가 제4검사대상체(B4)와 250mm 이격되어 검사대상체를 검사할 시, 촬상장치(A)에서 제4검사대상체(B4)에 있는 모든 단차가 표현된 이미지를 취득 가능하게 할 수 있다.
이와 같이, 플랫 돔 조명 장치(1)는 하나의 검사대상체에서 검사하고자 하는 목적에 따라, 서로 다른 거리를 두고 검사할 수 있을 뿐 만 아니라, 여러 종류의 검사대상체를 그에 맞은 방법으로 검사할 수 있도록 한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.
1: 플랫 돔 조명 장치
10: 투광판부
101: 제1투광면 102: 제2투광면
110: 반사 방지막
20: 반사선부
210: 제1반사선 210: 제2반사선
30: 광원부
310: 엘이디 320: 소자연결판
40: 프레임부
410: 본체모듈 420: 커버모듈
A: 촬상장치 B1: 제1검사대상체
B2: 제2검사대상체
C: 틈 D: 빛
E: 눌려진 부분 F: 이물질

Claims (3)

  1. 제1투광면(101)에 반사 방지막(110)이 부착된 투광판부(10);
    상기 투광판부의 제2투광면에 가로 또는 세로 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 이격되며 프린팅 된 흰색의 제1반사선(210)과, 상기 제1반사선의 위에 상기 제1반사선의 너비이상의 너비로 프린팅된 검정색의 제2반사선(220)을 포함하는 반사선부(20);
    복수 개의 엘이디(310)와, 상기 엘이디가 연결된 소자연결판(320)을 포함하여 상기 투광판부의 측면에 설치되며 상기 투광판부의 내부로 빛을 조사하는 광원부(30); 및
    내부에 상기 광원부(30)를 수용하고 내측이 개방되어 상기 투광판부의 둘레에 연결되는 프레임부(40)를 포함하고,
    상기 제1반사선(210)은,
    0.28mm 내지 0.48mm의 너비를 가지는 직선의 선이 되고,
    상기 제2반사선(220)은,
    0.3mm 내지 0.5mm의 너비를 가지는 직선의 선이 되고, 상기 제1반사선의 일측과 타측에 동일한 길이로 돌출되며, 0.5mm 내지 0.7mm로 이격 되고,
    상기 광원부(30)는,
    빨간색 엘이디, 초록색 엘이디, 파란색 엘이디를 포함하며 외측에 위치하여 유선 연결된 제어모듈을 통해 상기 빨간색 엘이디, 초록색 엘이디 및 파란색 엘이디의 광 출력이 제어될 수 있는, 플랫 돔 조명 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
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