KR20230023420A - 다채널 led 조명의 균일도 측정장치 및 이를 이용한 다채널 led 조명의 균일도 측정방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 LED 조명의 균일도를 측정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 외관 검사장비의 조명으로 적용되는 다채널 LED 조명장치에 대하여 불량 여부를 확인하기 위한 장치나 방법이 제시되지 못한 한계가 있었던 종래기술의 조명 검사장치 및 방법들의 문제점을 해결하기 위해, 바닥에 고정된 그레이 타겟(Gray Target)에 다채널 LED 조명을 조사하고 샤임플러그 카메라(Scheimpflug Camera)를 통해 조명이 조사된 그레이 타겟을 촬영하여, 각각의 조명별, 밝기별로 촬영된 영상을 분석하는 것에 의해 다채널 LED 조명의 균일도를 측정할 수 있도록 구성됨으로써, 비교적 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 다채널 LED 조명의 불량 여부를 신속하고 정확하게 확인할 수 있는 동시에, 동일한 다채널 LED 조명을 사용하는 외관 검사장비에 대하여 균일한 밝기를 가지는 조명을 사용하도록 하는 것에 의해 검사결과의 일관성을 유지하고 정확도와 신뢰도를 높일 수 있도록 구성되는 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치 및 이를 이용한 다채널 LED 조명의 균일도 측정방법이 제공된다.
Description
본 발명은 LED 조명의 균일도를 측정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는, 조명기구의 성능을 측정하기 위한 구성이 상대적으로 복잡함으로 인해 시간적 및 비용적으로 비효율적인 문제가 있었던 종래기술의 조명 검사장치 및 방법들의 문제점을 해결하기 위해, 비교적 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 외관 검사장비에 사용되는 다채널(multi-channel) LED 조명의 불량 여부를 신속하고 정확하게 확인할 수 있도록 구성되는 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치 및 이를 이용한 다채널 LED 조명의 균일도 측정방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 외관 검사장비의 조명으로 적용되는 다채널 LED 조명장치에 대하여 불량 여부를 확인하기 위한 장치나 방법이 제시되지 못한 한계가 있었던 종래기술의 조명 검사장치 및 방법들의 문제점을 해결하기 위해, 바닥에 고정된 그레이 타겟(Gray Target)에 다채널 LED 조명을 조사하고 샤임플러그 카메라(Scheimpflug Camera)를 통해 조명이 조사된 그레이 타겟을 촬영하여, 각각의 조명별, 밝기별로 촬영된 영상을 분석하는 것에 의해 다채널 LED 조명의 균일도를 측정할 수 있도록 구성됨으로써, 비교적 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 외관 검사장비에 사용되는 다채널 LED 조명의 불량 여부를 신속하고 정확하게 확인할 수 있도록 구성되는 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치 및 이를 이용한 다채널 LED 조명의 균일도 측정방법에 관한 것이다.
아울러, 본 발명은, 상기한 바와 같이 다채널 LED의 조명 균일성을 측정하여 조명의 불량 여부를 검사하는 것에 더하여, 검사결과에 근거하여 동일한 다채널 LED 조명을 사용하는 외관 검사장비에 대하여 균일한 밝기를 가지는 조명을 사용하도록 하는 것에 의해 검사결과의 일관성을 유지할 수 있고, 그것에 의해, 외관 검사 및 검사장비의 정확도와 신뢰도를 높일 수 있도록 구성되는 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치 및 이를 이용한 다채널 LED 조명의 균일도 측정방법에 관한 것이다.
일반적으로, 제품의 불량여부를 판별하기 위한 외관 검사에 있어서, 카메라를 통해 촬영된 이미지나 영상을 통해 제품 표면의 파손, 변형, 크랙 및 스크래치 등과 같은 결함 여부를 판별하는 외관 검사장비가 널리 사용되고 있다.
이러한 외관 검사장비는 카메라와 렌즈 및 조명을 포함하여 구성되고, 이미지를 통해 결함 여부를 판별하는 특성상 같은 제품이라도 조명에 따라 검사결과가 달라질 수 있다.
즉, 검사대상이 되는 제품의 종류와 검사장비가 설치되는 위치 등과 같은 환경적 요인 및 조명장치의 동작특성 등과 같은 여러 가지 요인에 따라 상황별로 각각 요구되는 최적의 조명이 달라지게 되며, 이러한 조건이 모두 충족되어야 정확한 검사결과를 얻을 수 있다.
따라서 보다 정확한 검사결과를 위하여는 검사장비에 구비되는 조명기구의 성능을 정확히 파악하는 것에 더하여, 조도 불균일 등과 같은 불량이나 결함이 없어야 하므로, 이에, 외관 검사장비를 위한 조명장치의 성능 및 불량여부를 보다 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 신속하고 정확하게 측정하기 위한 기술이 요구되고 있다.
여기서, 상기한 바와 같이 조명기구의 성능을 측정하기 위한 장치 및 방법에 관한 종래기술의 예로는, 예를 들면, 한국 등록특허공보 제10-1595179호에 제시된 바와 같은 "조도와 균제도 측정을 이용한 조명기구 성능 판단방법"이 있다.
더 상세하게는, 상기한 한국 등록특허공보 제10-1595179호는, 정육면체 형태의 암실에 3×3의 배열로 조도측정을 위한 조도계를 배열하는 제 1 단계; 제 1 단계의 암실에서 측정한 조명기구의 배광으로 배광파일을 제조하는 제 2 단계; 제 2 단계에서 제조된 배광파일을 포함하는 데이터를 저장하고 시뮬레이션을 계산을 통해 평균조도와 균제도를 산출하는 제 3 단계; 제 1 단계의 조도계를 사용하여 측정한 조명기구의 조도로 계산하여 얻은 평균조도와 제 3 단계에서 시뮬레이션 계산을 통하여 얻은 평균조도를 서로 비교하는 제 4 단계; 제 1 단계의 조도계를 사용하여 조명기구를 실제로 측정하여 계산하여 얻은 균제도와 제 3 단계에서 시뮬레이션 계산을 통하여 얻은 균제도를 비교하는 제 5 단계를 포함하여, 암실로 이루어진 공간에서 미리 측정된 조명기구의 배광파일을 이용하여 실제 조도측정값과 시뮬레이션 계산값을 비교하여 조명기구의 성능을 판단하도록 구성되는 조도와 균제도 측정을 이용한 조명기구 성능 판단방법에 관한 것이다.
상기한 바와 같이, 종래, LED와 같은 조명기구의 성능을 측정하기 위한 장치 및 방법에 관한 여러 가지 기술내용들이 제시된 바 있으나, 상기한 바와 같은 종래기술의 내용들은 다음과 같은 문제점이 있는 것이었다.
즉, 상기한 바와 같이 정확한 검사결과를 위하여는 검사장비에 구비되는 조명기구의 성능 및 조도 불균일 등과 같은 불량이나 결함 여부를 정확하게 판별하는 것이 요구되며, 이를 위하여 별도의 측정장치 및 측정과정이 필요하므로, 전체적인 시간 및 비용이 증가하게 되는 문제가 있다.
더 상세하게는, 상기한 한국 등록특허공보 제10-1595179호에 제시된 바와 같이, 종래기술에 제시된 조명기구의 성능 측정장치나 방법들은 그 구성이나 절차가 상대적으로 복잡하여 효율적이지 못한 한계가 있는 것이었다.
더욱이, 최근에는, 외관 검사장비의 조명으로서 다채널(multi-channel) LED 조명장치가 많이 사용되고 있으나, 상기한 바와 같은 종래기술의 내용들에는 이러한 다채널 LED 조명장치에 대하여 각 채널별로 조명의 밝기 및 균일도를 비교적 간단한 구성으로 빠르고 정확하게 측정할 수 있는 장치나 방법도 제시된 바 없었다.
따라서 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위하여는, 비교적 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 다채널 LED 조명장치의 조명 균일도를 신속하고 정확하게 측정할 수 있도록 구성되는 새로운 구성의 조명 균일도 측정장치 및 방법을 제시하는 것이 바람직하나, 아직까지 그러한 요구를 모두 만족시키는 장치나 방법은 제시되지 못하고 있는 실정이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 따라서 본 발명의 목적은, 조명기구의 성능을 측정하기 위한 구성이 상대적으로 복잡함으로 인해 시간적 및 비용적으로 비효율적 문제가 있었던 종래기술의 조명 검사장치 및 방법들의 문제점을 해결하기 위해, 비교적 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 외관 검사장비에 사용되는 다채널(multi-channel) LED 조명의 불량 여부를 신속하고 정확하게 확인할 수 있도록 구성되는 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치 및 이를 이용한 다채널 LED 조명의 균일도 측정방법을 제시하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 외관 검사장비의 조명으로 적용되는 다채널 LED 조명장치에 대하여 불량 여부를 확인하기 위한 장치나 방법이 제시되지 못한 한계가 있었던 종래기술의 조명 검사장치 및 방법들의 문제점을 해결하기 위해, 바닥에 고정된 그레이 타겟(Gray Target)에 다채널 LED 조명을 조사하고 샤임플러그 카메라(Scheimpflug Camera)를 통해 조명이 조사된 그레이 타겟을 촬영하여, 각각의 조명별, 밝기별로 촬영된 영상을 분석하는 것에 의해 다채널 LED 조명의 균일도를 측정할 수 있도록 구성됨으로써, 비교적 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 외관 검사장비에 사용되는 다채널 LED 조명의 불량 여부를 신속하고 정확하게 확인할 수 있도록 구성되는 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치 및 이를 이용한 다채널 LED 조명의 균일도 측정방법을 제시하고자 하는 것이다.
아울러, 본 발명의 또 다른 목적은, 상기한 바와 같이 다채널 LED의 조명 균일성을 측정하여 조명의 불량 여부를 검사하는 것에 더하여, 검사결과에 근거하여 동일한 다채널 LED 조명을 사용하는 외관 검사장비에 대하여 균일한 밝기를 가지는 조명을 사용하도록 사용하도록 하는 것에 의해 검사결과의 일관성을 유지할 수 있고, 그것에 의해, 외관 검사 및 검사장비의 정확도와 신뢰도를 높일 수 있도록 구성되는 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치 및 이를 이용한 다채널 LED 조명의 균일도 측정방법을 제시하고자 하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치에 있어서, 측정대상이 되는 다채널 LED 조명을 설치하기 위한 조명설치부; 상기 조명설치부에 고정된 상기 다채널 LED 조명의 빛이 조사되는 광조사부; 빛이 조사된 상기 광조사부를 촬영하기 위한 카메라를 포함하여 이루어지는 영상취득부; 및 상기 측정장치의 전체적인 동작을 제어하고, 상기 영상취득부에 의해 촬영된 영상을 분석하여 상기 다채널 LED 조명의 불량 여부를 판별하는 처리가 수행되도록 이루어지는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치가 제공된다.
여기서, 상기 조명설치부는, 다양한 다채널 LED 조명장치가 거치 및 고정될 수 있도록 크기 및 위치 조절이 가능하게 형성되는 거치대나 고정지그를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광조사부는, 미리 정해진 일정 면적을 가지는 평평한 직사각형 또는 정사각형 모양의 판 형태로 형성되고, 상기 조명설치부에 고정된 상기 다채널 LED 조명의 빛이 수직으로 입사되도록 바닥면에 고정 배치되는 그레이 타겟(Gray Target)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 영상취득부는, 카메라 및 렌즈를 포함하여 이루어지는 카메라 모듈로 구성되고, 상기 조명설치부 또는 상기 광조사부의 일측에서 미리 정해진 각도로 상기 그레이 타겟을 바라보도록 설치되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 카메라는 샤임플러그 카메라(Scheimpflug camera)를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
더욱이, 상기 제어부는, 상기 조명설치부에 설치된 상기 다채널 LED 조명의 동작을 채널별 및 밝기별로 원격 제어하도록 이루어지는 조명 컨트롤러를 더 포함하여 구성되고, 각각의 채널별 및 밝기별로 상기 다채널 LED 조명의 동작을 제어하면서 상기 다채널 LED 조명에 대하여 각 채널별 및 밝기별 영상을 각각 취득하여 밝기 및 균일도에 대한 분석을 행하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 다채널 LED 조명의 모든 LED 채널에 대하여, 영상의 밝기가 100이 되도록 조명의 세기를 조절하여 각 채널별 영상을 수신하고, 수신된 각각의 영상에 대하여 최외각의 100 픽셀은 제외하고 나머지 영역을 10×10 배열로 분할하며, 등분된 각 영역의 평균 밝기를 계산하여 가장 높은 평균 밝기와 가장 낮은 평균 밝기의 비율을 구하는 것에 의해 각 채널별로 균일도를 산출하고, 산출된 각각의 균일도에 근거하여, 미리 정해진 기준에 따라 상기 다채널 LED 조명의 불량 여부를 판단하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명에 따르면, 다채널 LED 조명의 균일도 측정방법에 있어서, 측정장치에 측정대상 다채널 LED 조명을 설치하는 처리가 수행되는 설치단계; 측정장치에 측정대상 다채널 LED 조명을 설치하는 처리가 수행되는 설치단계; 상기 측정장치를 통하여 상기 측정대상 다채널 LED 조명의 각 채널별 영상을 촬영하는 처리가 수행되는 이루어지는 측정단계; 및 상기 측정단계에서 쵤영된 각각의 영상을 분석하여 상기 측정대상 다채널 LED 조명의 균일도를 산출하고 불량 여부를 판별하는 처리가 수행되는 분석단계를 포함하여 구성되고, 상기 측정장치는, 상기에 기재된 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다채널 LED 조명의 균일도 측정방법이 제공된다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 바닥에 고정된 그레이 타겟(Gray Target)에 다채널 LED 조명을 조사하고 샤임플러그 카메라(Scheimpflug Camera)를 통해 조명이 조사된 그레이 타겟을 촬영하여, 각각의 조명별, 밝기별로 촬영된 영상을 분석하는 것에 의해 비교적 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 외관 검사장비에 사용되는 다채널 LED 조명의 균일도 및 불량 여부를 신속하고 정확하게 확인할 수 있도록 구성되는 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치 및 이를 이용한 다채널 LED 조명의 균일도 측정방법이 제공됨으로써, 외관 검사장비의 조명으로 적용되는 다채널 LED 조명장치에 대하여 불량 여부를 확인하기 위한 장치나 방법이 제시되지 못한 한계가 있었던 종래기술의 조명 검사장치 및 방법들의 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 비교적 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 외관 검사장비에 사용되는 다채널 LED 조명의 불량 여부를 신속하고 정확하게 확인할 수 있도록 구성되는 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치 및 이를 이용한 다채널 LED 조명의 균일도 측정방법이 제공됨으로써, 조명기구의 성능을 측정하기 위한 구성이 상대적으로 복잡함으로 인해 시간적 및 비용적으로 비효율적 문제가 있었던 종래기술의 조명 검사장치 및 방법들의 문제점을 해결할 수 있다.
아울러, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 다채널 LED의 조명 균일성을 측정하여 조명의 불량 여부를 검사하도록 구성되는 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치 및 이를 이용한 다채널 LED 조명의 균일도 측정방법이 제공됨으로써, 검사결과에 근거하여 동일한 다채널 LED 조명을 사용하는 외관 검사장비에 대하여 균일한 밝기를 가지는 조명을 사용하도록 하는 것에 의해 검사결과의 일관성을 유지할 수 있고, 그것에 의해, 외관 검사 및 검사장비의 정확도와 신뢰도를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치의 전체적인 구성 및 동작을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치의 균일도 측정 알고리즘의 처리과정을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다채널 LED 조명의 균일도 측정방법의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 플로차트이다.
도 2는 도 1에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치의 전체적인 구성 및 동작을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치의 균일도 측정 알고리즘의 처리과정을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다채널 LED 조명의 균일도 측정방법의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 플로차트이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치 및 이를 이용한 다채널 LED 조명의 균일도 측정방법의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
여기서, 이하에 설명하는 내용은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예일 뿐이며, 본 발명은 이하에 설명하는 실시예의 내용으로만 한정되는 것은 아니라는 사실에 유념해야 한다.
또한, 이하의 본 발명의 실시예에 대한 설명에 있어서, 종래기술의 내용과 동일 또는 유사하거나 당업자의 수준에서 용이하게 이해하고 실시할 수 있다고 판단되는 부분에 대하여는, 설명을 간략히 하기 위해 그 상세한 설명을 생략하였음에 유념해야 한다.
즉, 본 발명은, 후술하는 바와 같이, 조명기구의 성능을 측정하기 위한 구성이 상대적으로 복잡함으로 인해 시간적 및 비용적으로 비효율적인 문제가 있었던 종래기술의 조명 검사장치 및 방법들의 문제점을 해결하기 위해, 비교적 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 외관 검사장비에 사용되는 다채널(multi-channel) LED 조명의 불량 여부를 신속하고 정확하게 확인할 수 있도록 구성되는 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치 및 이를 이용한 다채널 LED 조명의 균일도 측정방법에 관한 것이다.
아울러, 본 발명은, 후술하는 바와 같이, 외관 검사장비의 조명으로 적용되는 다채널 LED 조명장치에 대하여 불량 여부를 확인하기 위한 장치나 방법이 제시되지 못한 한계가 있었던 종래기술의 조명 검사장치 및 방법들의 문제점을 해결하기 위해, 바닥에 고정된 그레이 타겟(Gray Target)에 다채널 LED 조명을 조사하고 샤임플러그 카메라(Scheimpflug Camera)를 통해 조명이 조사된 그레이 타겟을 촬영하여, 각각의 조명별, 밝기별로 촬영된 영상을 분석하는 것에 의해 다채널 LED 조명의 균일도를 측정할 수 있도록 구성됨으로써, 비교적 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 외관 검사장비에 사용되는 다채널 LED 조명의 불량 여부를 신속하고 정확하게 확인할 수 있도록 구성되는 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치 및 이를 이용한 다채널 LED 조명의 균일도 측정방법에 관한 것이다.
더욱이, 본 발명은, 후술하는 바와 같이, 다채널 LED의 조명 균일성을 측정하여 조명의 불량 여부를 검사하는 것에 더하여, 검사결과에 근거하여 동일한 다채널 LED 조명을 사용하는 외관 검사장비에 대하여 균일한 밝기를 가지는 조명을 사용하도록 하는 것에 의해 검사결과의 일관성을 유지할 수 있고, 그것에 의해, 외관 검사 및 검사장비의 정확도와 신뢰도를 높일 수 있도록 구성되는 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치 및 이를 이용한 다채널 LED 조명의 균일도 측정방법에 관한 것이다.
계속해서, 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치 및 이를 이용한 다채널 LED 조명의 균일도 측정방법의 구체적인 내용에 대하여 설명한다.
더 상세하게는, 먼저, 도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치(10)의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치(10)는, 크게 나누어, 측정대상이 되는 다채널 LED 조명을 설치하기 위한 조명설치부(11)와, 조명설치부(11)에 고정된 다채널 LED 조명의 빛이 조사되는 광조사부(12)과, 빛이 조사된 광조사부(12)를 촬영하기 위한 카메라를 포함하여 이루어지는 영상취득부(13) 및 영상취득부(13)에 의해 촬영된 영상을 분석하여 다채널 LED 조명의 불량 여부를 판별하고, 상기한 각 부 및 측정장치(10)의 전체적인 동작을 제어하는 제어부(14)를 포함하여 구성될 수 있다.
더 상세하게는, 먼저, 상기한 조명설치부(11)는, 다양한 다채널 LED 조명장치가 거치 및 고정될 수 있도록 크기 및 위치 조절이 가능하게 형성되는 거치대나 고정지그 등의 형태로 구성될 수 있다.
여기서, 상기한 거치대나 고정지그의 구체적인 구성은 당업자에 의해 적당히 구성될 수 있으며, 이에, 본 발명에서는, 설명을 간략히 하기 위해, 상기한 바와 같이 종래기술의 문헌 등을 참조하여 당업자가 용이하게 이해하고 실시할 수 있는 내용에 대하여는 그 상세한 설명을 생략하였음에 유념해야 한다.
또한, 상기한 광조사부(12)는, 일정 면적을 가지는 평평한 직사각형 또는 정사각형 모양의 판 형태로 형성되고, 조명설치부(11)에 고정된 LED 조명의 빛이 수직으로 입사되도록 바닥면에 고정 배치되는 그레이 타겟(Gray Target)을 포함하여 구성될 수 있다.
아울러, 상기한 영상취득부(13)는, 카메라 및 렌즈를 포함하여 이루어지는 카메라 모듈로 구성되고, 조명설치부(11) 또는 광조사부(12)의 일측에서 특정 각도로 그레이 타겟을 바라보도록 설치될 수 있다.
여기서, 상기한 카메라는 일반적인 광학 카메라를 이용하여 구성될 수 있으나, 바람직하게는, 샤임플러그 카메라(Scheimpflug camera)를 이용하여 보다 정확한 측정이 가능하도록 구성될 수 있다.
더 상세하게는, 일반 카메라를 사선 위치에 두고 영상을 촬영할 경우 렌즈 왜곡으로 인해 균일한 포커스와 밝기의 영상을 획득하기 어려우나, 샤임 플러그 카메라를 사용할 경우 이러한 문제를 보상할 수 있으며, 따라서 조명의 밝기 균일도 측정시 보다 정밀하게 측정할 수 있는 이점이 있다.
더욱이, 상기한 제어부(14)는, 도시되지는 않았으나, 조명설치부(11)에 설치된 측정대상 다채널 LED 조명의 동작을 채널별 및 밝기별로 원격 제어하도록 이루어지는 조명 컨트롤러를 더 포함하여, 각각의 채널별 및 밝기별로 다채널 LED 조명의 동작을 제어하면서 각 채널별 및 밝기별로 복수의 영상을 취득하여 밝기 및 균일도에 대한 분석을 행하는 처리가 수행되도록 구성될 수 있다.
즉, 도 2를 참조하면, 도 2는 도 1에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치(10)의 전체적인 구성 및 동작을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치(10)는, 평평한 사각형 모양의 회색 판(Gray Targe)으로 형성되는 광조사부(12)를 바닥에 설치하고, 수직이 되는 위치에 조명설치부(11)를 통해 다채널 LED 조명(21)을 설치하여, 제어부(14)의 조명 컨트롤러를 통해 광의 조사를 제어하면서 일측에 설치된 영상취득부(13)의 샤임플러그 카메라를 이용하여 각각의 채널별 및 밝기별 영상을 촬영하고 각각의 영상을 분석하는 것에 의해 밝기 균일도를 측정하는 처리가 수행되도록 구성될 수 있다.
계속해서, 도 3을 참조하면, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치(10)의 균일도 측정 알고리즘의 처리과정을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
상기한 바와 같이, 다채널 LED 조명의 영상 획득시 각각의 채널별 및 밝기별로 영상을 모두 획득하며, 획득된 영상은 제어부(14)로 전송되어 다채널 LED 조명의 밝기 균일도를 계산하는 처리가 수행된다.
이때, 각각의 밝기는 0 ~ 255의 값을 가지며, 영상 획득은 모든 LED 채널에 대하여 수행되고, 영상의 밝기가 100이 되도록 조명의 세기를 조절하며, 균일도 계산시, 도 3에 나타낸 바와 같이, 최외각의 100 픽셀은 제외하고 나머지 영역을 10×10 배열로 분할한다.
즉, 예를 들면, 12개의 LED 채널을 가지는 조명의 경우, 밝기가 100인 총 12장의 채널별 영상이 획득되고, 획득된 영상은 최외각 100px을 제외하고 가로, 세로를 각각 10등분한다.
이어서, 등분된 각 영역의 평균 밝기를 계산하고 가장 높은 평균 밝기와 가장 낮은 평균 밝기의 비율을 구하는 것에 의해 각 채널별로 균일도를 산출하며, 이때, 평균 밝기의 비율은 균일도를 나타내는 지축이 되고, 0 ~ 1 사이의 값으로 계산된다.
또한, 획득된 영상 데이터를 3차원 지표상에 나타내는 것에 의해 3차원 그래프 형태로 출력될 수 있으며, 가장 밝은 부분과 어두운 부분에 대한 비율을 계산하여 채널별로 산출된 각각의 균일도에 근거하여 미리 정해진 기준에 따라 다채널 LED 조명의 불량 여부를 판단한다.
아울러, 획득한 모든 영상에 대하여 상기한 계산 영역에 대한 모든 평균 밝기 값을 구한 후, 초기 조명을 기준으로 하여 다른 조명과의 결과값을 비교하여 상관관계(Correlation) 분석을 수행하도록 구성될 수 있다.
따라서 상기한 바와 같이 하여 다채널 LED 조명의 균일도 측정을 통해 불량 여부를 파악할 수 있으며, 다채널 LED 조명의 조명 밝기 품질을 평가 할 수 있는 지표를 만들 수 있다.
아울러, 외관 검사장비 업체에서 활용시 품질검사 단계에서 사전에 불량 조명을 검출 할 수 있으며, 동일한 조명을 사용하는 검사장비에 대하여 장비마다 동일 내지 유사한 조명 밝기 및 균일도를 가지는 다채널 LED 조명을 사용하는 것에 의해 검사결과의 일관성을 확보할 수 있다.
더욱이, 영상처리를 이용한 검사설비의 경우 조명 밝기정보를 토대로 변색이나 크랙(crack) 등과 같은 표면 불량이 영상에 출력되는 특성을 분석하는 지표로 활용될 수도 있다.
상기한 바와 같이 하여 본 발명의 실시예에 따른 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치(10)를 구현할 수 있으며, 또한, 상기한 바와 같이 하여 구성되는 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치(10)를 이용하여 다채널 LED 조명의 균일도 측정방법을 용이하게 구현할 수 있다.
더 상세하게는, 도 4를 참조하면, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다채널 LED 조명의 균일도 측정방법의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 플로차트이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다채널 LED 조명의 균일도 측정방법은, 크게 나누어, 균일도 측정장치와 측정대상 다채널 LED 조명을 각각의 측정위치에 설치하는 설치단계(S10)와, 측정장치를 통하여 측정대상 다채널 LED 조명에 대한 측정이 이루어지는 측정단계(S20) 및 측정단계(S20)의 측정결과에 근거하여 측정대상 다채널 LED 조명의 균일도를 분석하고 불량 여부를 판별하는 분석단계(S30)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기한 측정장치는, 도 1 내지 도 3을 참조하여 상기한 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치(10)를 이용하여 구성될 수 있다.
즉, 상기한 설치단계(S10)는 상기한 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치(10)의 조명설치부(11)에 측정대상 다채널 LED 조명을 고정하는 처리가 수행되도록 구성될 수 있고, 상기한 측정단계(S20)는 상기한 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치(10)의 광조사부(12) 및 영상취득부(13)를 통해 각 채널별 영상을 촬영하는 처리가 수행되도록 구성될 수 있으며, 상기한 분석단계(S30)는 상기한 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치(10)의 제어부(14)를 통해 각각의 영상을 분석하여 균일도를 산출하고 불량 여부를 판단하는 처리가 수행되도록 구성될 수 있다.
이때, 상기한 각 단계의 보다 구체적인 처리과정은 도 1 내지 도 3을 참조하여 상기한 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치(10)의 구성을 참조하여 당업자에 의해 적절히 구성될 수 있으므로, 이에, 본 발명에서는, 설명을 간략히 하기 위해 중복되는 내용에 대하여는 그 상세한 설명을 생략하였음에 유념해야 한다.
따라서 상기한 바와 같이 하여 본 발명의 실시예에 따른 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치 및 이를 이용한 다채널 LED 조명의 균일도 측정방법을 구현할 수 있으며, 그것에 의해, 본 발명에 따르면, 바닥에 고정된 그레이 타겟(Gray Target)에 다채널 LED 조명을 조사하고 샤임플러그 카메라(Scheimpflug Camera)를 통해 조명이 조사된 그레이 타겟을 촬영하여, 각각의 조명별, 밝기별로 촬영된 영상을 분석하는 것에 의해 비교적 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 외관 검사장비에 사용되는 다채널 LED 조명의 균일도 및 불량 여부를 신속하고 정확하게 확인할 수 있도록 구성되는 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치 및 이를 이용한 다채널 LED 조명의 균일도 측정방법이 제공됨으로써, 외관 검사장비의 조명으로 적용되는 다채널 LED 조명장치에 대하여 불량 여부를 확인하기 위한 장치나 방법이 제시되지 못한 한계가 있었던 종래기술의 조명 검사장치 및 방법들의 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 비교적 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 외관 검사장비에 사용되는 다채널 LED 조명의 불량 여부를 신속하고 정확하게 확인할 수 있도록 구성되는 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치 및 이를 이용한 다채널 LED 조명의 균일도 측정방법이 제공됨으로써, 조명기구의 성능을 측정하기 위한 구성이 상대적으로 복잡함으로 인해 시간적 및 비용적으로 비효율적 문제가 있었던 종래기술의 조명 검사장치 및 방법들의 문제점을 해결할 수 있다.
아울러, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 다채널 LED의 조명 균일성을 측정하여 조명의 불량 여부를 검사하도록 구성되는 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치 및 이를 이용한 다채널 LED 조명의 균일도 측정방법이 제공됨으로써, 검사결과에 근거하여 동일한 다채널 LED 조명을 사용하는 외관 검사장비에 대하여 균일한 밝기를 가지는 조명을 사용하도록 하는 것에 의해 검사결과의 일관성을 유지할 수 있고, 그것에 의해, 외관 검사 및 검사장비의 정확도와 신뢰도를 높일 수 있다.
이상, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명에 따른 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치 및 이를 이용한 다채널 LED 조명의 균일도 측정방법의 상세한 내용에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 기재된 내용으로만 한정되는 것은 아니며, 따라서 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 설계상의 필요 및 기타 다양한 요인에 따라 여러 가지 수정, 변경, 결합 및 대체 등이 가능한 것임은 당연한 일이라 하겠다.
10. 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치
11. 조명설치부 12. 광조사부
13. 영상취득부 14. 제어부
21. 다채널 LED 조명
11. 조명설치부 12. 광조사부
13. 영상취득부 14. 제어부
21. 다채널 LED 조명
Claims (8)
- 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치에 있어서,
측정대상이 되는 다채널 LED 조명을 설치하기 위한 조명설치부;
상기 조명설치부에 고정된 상기 다채널 LED 조명의 빛이 조사되는 광조사부;
빛이 조사된 상기 광조사부를 촬영하기 위한 카메라를 포함하여 이루어지는 영상취득부; 및
상기 측정장치의 전체적인 동작을 제어하고, 상기 영상취득부에 의해 촬영된 영상을 분석하여 상기 다채널 LED 조명의 불량 여부를 판별하는 처리가 수행되도록 이루어지는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 조명설치부는,
다양한 다채널 LED 조명장치가 거치 및 고정될 수 있도록 크기 및 위치 조절이 가능하게 형성되는 거치대나 고정지그를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 광조사부는,
미리 정해진 일정 면적을 가지는 평평한 직사각형 또는 정사각형 모양의 판 형태로 형성되고, 상기 조명설치부에 고정된 상기 다채널 LED 조명의 빛이 수직으로 입사되도록 바닥면에 고정 배치되는 그레이 타겟(Gray Target)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치.
- 제 3항에 있어서,
상기 영상취득부는,
카메라 및 렌즈를 포함하여 이루어지는 카메라 모듈로 구성되고, 상기 조명설치부 또는 상기 광조사부의 일측에서 미리 정해진 각도로 상기 그레이 타겟을 바라보도록 설치되는 것을 특징으로 하는 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치.
- 제 4항에 있어서,
상기 카메라는 샤임플러그 카메라(Scheimpflug camera)를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 조명설치부에 설치된 상기 다채널 LED 조명의 동작을 채널별 및 밝기별로 원격 제어하도록 이루어지는 조명 컨트롤러를 더 포함하여 구성되고,
각각의 채널별 및 밝기별로 상기 다채널 LED 조명의 동작을 제어하면서 상기 다채널 LED 조명에 대하여 각 채널별 및 밝기별 영상을 각각 취득하여 밝기 및 균일도에 대한 분석을 행하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치.
- 제 6항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 다채널 LED 조명의 모든 LED 채널에 대하여, 영상의 밝기가 100이 되도록 조명의 세기를 조절하여 각 채널별 영상을 수신하고,
수신된 각각의 영상에 대하여 최외각의 100 픽셀은 제외하고 나머지 영역을 10×10 배열로 분할하며,
등분된 각 영역의 평균 밝기를 계산하여 가장 높은 평균 밝기와 가장 낮은 평균 밝기의 비율을 구하는 것에 의해 각 채널별로 균일도를 산출하고,
산출된 각각의 균일도에 근거하여, 미리 정해진 기준에 따라 상기 다채널 LED 조명의 불량 여부를 판단하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치.
- 다채널 LED 조명의 균일도 측정방법에 있어서,
측정장치에 측정대상 다채널 LED 조명을 설치하는 처리가 수행되는 설치단계;
상기 측정장치를 통하여 상기 측정대상 다채널 LED 조명의 각 채널별 영상을 촬영하는 처리가 수행되는 이루어지는 측정단계; 및
상기 측정단계에서 쵤영된 각각의 영상을 분석하여 상기 측정대상 다채널 LED 조명의 균일도를 산출하고 불량 여부를 판별하는 처리가 수행되는 분석단계를 포함하여 구성되고,
상기 측정장치는,
청구항 1항 내지 청구항 7항 중 어느 한 항에 기재된 다채널 LED 조명의 균일도 측정장치를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다채널 LED 조명의 균일도 측정방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210105548A KR20230023420A (ko) | 2021-08-10 | 2021-08-10 | 다채널 led 조명의 균일도 측정장치 및 이를 이용한 다채널 led 조명의 균일도 측정방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210105548A KR20230023420A (ko) | 2021-08-10 | 2021-08-10 | 다채널 led 조명의 균일도 측정장치 및 이를 이용한 다채널 led 조명의 균일도 측정방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230023420A true KR20230023420A (ko) | 2023-02-17 |
Family
ID=85327485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210105548A KR20230023420A (ko) | 2021-08-10 | 2021-08-10 | 다채널 led 조명의 균일도 측정장치 및 이를 이용한 다채널 led 조명의 균일도 측정방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230023420A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101595179B1 (ko) | 2014-04-30 | 2016-02-17 | 호서대학교 산학협력단 | 조도와 균제도 측정을 이용한 조명기구 성능 판단방법 |
-
2021
- 2021-08-10 KR KR1020210105548A patent/KR20230023420A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101595179B1 (ko) | 2014-04-30 | 2016-02-17 | 호서대학교 산학협력단 | 조도와 균제도 측정을 이용한 조명기구 성능 판단방법 |
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