KR100378490B1 - 씨씨디 카메라의 조명장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 CCD 카메라에 있어서, 평면상으로 배치되어 있는 조명을 입체적 층상으로 배열함으로써 피사체의 형상에 따라 조명 위치를 달리하여 음영이 지지 않게 피사체를 조명할 수 있는 CCD 카메라의 조명장치를 제공하기 위한 것으로, 씨씨디 카메라 렌즈의 상부로 조명부 몸체가 구비되고, 조명부 몸체 내부로 적어도 하나 이상의 발광소자를 구비한 전자회로기판이 적어도 2층이상으로 배설되어, 그 전자회로기판의 중심이 피사체를 향하도록 하며, 각 층은 상부로 갈수록 넓어지는 계단상으로 단을 이루어 형성되고, 아울러 전기적으로 독립하여 제어되는 것을 특징으로 하는 씨씨디 카메라의 조명장치에 관한 것이다.

Description

씨씨디 카메라의 조명장치{Illumination device of CCD camera}

본 발명은 CCD(Charge Coupled Device) 카메라 및 라인 CCD 카메라의 조명장치에 관한 것으로, 특히 전자 부품 등의 조립이나 검사, 측정과 같은 비젼처리가 필요한 분야에 흔히 사용되는 라인 CCD 카메라의 조명장치에 관한 것이다.

CCD 카메라는 현재 산업계의 여러 장비나 설비에 사용되고 있다. 이중 특히라인 CCD 카메라와 같은 것은 통상적으로 반도체 팩키지와 같은 전자 부품들을 인쇄 회로 기판에 장착하기 위한 부품실장장치에서 이미지 센서로서 사용된다. 이러한 이미지 센서를 통해 부품이 부품 흡착부에 올바른 상태로 흡착되어 있는지에 대한 정보를 획득하여, 그 이미지 정보에 따라 부품의 자세를 교정할 수 있게 되는 것이다.

이와 같은 이미지 센서는 촬상의 대상체를 올바로 포착하기 위해 조명을 사용하고 있는데, 종래에 사용되고 있는 라인 CCD 카메라용 조명은 Fiber를 일렬로 배열한 라인 형태의 조명을 사용하거나, 발광 다이오드(이하 LED)를 일렬로 배치하여 피사체를 조명하는 구조로 되어 있다. 곧, 카메라 렌즈의 주위에서 피사체를 향해 단층의 상태에서 주사하는 구조인 것이다.

그러나 이와 같은 단층의 평행 조명은 피사체가 Text원고나 기타 평면체인 경우 내지는 기타 조명에 수직적 형상인 경우에는 제대로 반사가 이루어져 촬상의 효과를 얻을 수 있으나, 피사체의 표면에 굴곡이 있거나 기구적인 변형이 있는 부분에는 음영이 생기게 된다. 이는 이러한 조명이 특정각도와 위치로 조명하기 때문이다.

특히 표면 실장 전자부품과 같은 것은 리드(Lead)나 몰드(Mold) 등 광학적 특성이 다른 여러부분들이 삼차원적 형상을 이루고 있어, 위와 같은 단순 조명으로는 원하는 영상을 파악하기가 어렵게 되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 CCD 카메라 조명장치의 문제를 해결하기 위한 것으로, 평면상으로 배치되어 있는 조명을 입체적 층상으로 배열함으로써 피사체의 형상에 따라 조명 위치를 달리하여 음영이 지지 않게 피사체를 조명할 수 있는 CCD 카메라의 조명장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 조명장치를 개략적으로 도시한 단면도

도 2는 본 발명의 조명장치의 평면도

도 3은 본 발명의 확산판을 설치한 조명장치를 도시한 단면도

도 4는 본 발명의 조명밝기와 조명각도와의 관계를 나타낸 도면

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

10: 피사체 20: 조명부 몸체

30: 렌즈 40: CCD 센서

50: 발광소자 60: 전자회로기판

70: 확산판

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 씨씨디 카메라 렌즈의 상부로 조명부 몸체가 구비되고, 조명부 몸체 내부로 적어도 하나 이상의 발광소자를 구비한 전자회로기판이 적어도 2층이상으로 배설되어, 그 전자회로기판의 중심이 피사체를 향하도록 하며, 각 층은 상부로 갈수록 넓어지는 계단상으로 단을 이루어 형성되고, 아울러 전기적으로 독립하여 제어되는 것을 특징으로 하는 씨씨디 카메라의 조명장치를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명에 대해 보다 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 씨씨디 카메라의 조명장치의 단면을 개략적으로 나타낸 그림이다. 그림의 본 발명의 바람직한 일실시예에서는 발광소자(50)를 구비한 전자회로기판을 3층으로 하였다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 발광소자(50)로서 발광다이오드(LED)를 사용하였다. 이는 LED의 특성상 반응 시간이 짧아 ON/OFF의 제어가 용이하고, 수명이 길기 때문이다. 고휘도를 얻기 위하여는 LED 방사각이 15도 이내인 집광성이 강한 LED를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 조명장치는 씨씨디 카메라 렌즈(30)의 상부에 설치되며, 하면으로 조명기에 의해 투사되어 피사체(10)에서 반사된 빛이 통과할 수 있도록 중심에 구멍이 형성되어 있다. 각 조명은 모두 피사체를 향하도록 배치되어 있는 데, 제 1층(60c, 60d)은 조명부 몸체(20)의 저면에 부착하고, 제 2층(60b, 60e)은 제 1층(60c, 60d)으로부터 상부에, 그리고 좀더 바깥쪽으로 배설된다. 제 3층(60a, 60f)은 다시 제 2층(60b, 60e)으로부터 좀 더 상부 바깥쪽에 배설된다. 이렇게 계단상으로 배설된 각 층은 그 전자회로기판(60)에 설치된 LED(50)가 피사체(10)를 향하도록 배설된다. 따라서 렌즈(30)를 중심으로 양 쪽의 LED(50)는 피사체(10)와 일정한 각도를 이루게 되는 데, 제 1 층 내지 제 3 층이 피사체(10)의 중심과 이루는 각을 각각 θ₁, θ₂, θ₃라고 명명한다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 θ₁은 약 7도, θ₂는 약 30도, θ₃는 약 50도로 정하였으나, 이는 피사체와 조명장치와의 거리에 따라, 또한 각 층의 간격에 따라 조절될 수 있다.

이렇게 배치된 조명장치는 각 층의 전자회로기판(60)이 개별적으로 ON/OFF될 수 있도록 한다. 이렇게 함으로써, 피사체에 따라 각기 다른 각도의 조명 입사각 조건을 만들 수 있는 것이다. 곧, 평면상의 칩(CHIP)부품류의 경우에는 제 1층 및 제 2층의 조명만으로도 충분히 조명할 수 있으며, 리드(LEAD)가 있는 부품류의 경우에는 제 2층 및 제 3층으로 조명하며, BGA(Ball Grid Array)와 같은 부품류의 경우에는 제 3층만으로 조명할 수 있다.

도 2는 이와 같은 본 발명의 조명장치의 바람직한 일실시예의 평면도를 나타낸 것이다. 그림에서 볼 수 있는 바와 같이 전자회로기판(60)에 배설되는 LED의 갯수는 조명하는 면적에 따라 달라질 수 있다. 또한 그 배치 형태도 다양하게 변형시킬 수 있는 데, 렌즈의 좌우로 배치된 층은 3개층으로 하며, 앞뒤로 배치된 층은 2개층으로 할 수 있다. 곧, 좌우로 보다 긴 3개층을 배치하며, 앞뒤로 이보다 짧은 2개층을 배치하는 것이다. 앞뒤로 배치되는 층은 제 2 층, 제 3층과 같은 높이로 배치한다. 이렇게 배치하는 이유는 좌우로 배치된 층을 길게 형성하므로서 평면형상을 조명할 경우에는 좌우 제 1층의 조명만으로도 충분해 질 수 있기 때문이다. 도면부호 40은 씨씨디 카메라의 센서를 나타낸 것이다.

도 3은 이와 같은 본 발명의 또다른 일실시예의 단면을 도시한 것이다. 그림과 같이 확산판(70)을 LED를 구비한 전자회로기판의 전면에 배치할 경우에는 조명각도의 확산에 의해 빛을 받는 구역을 보다 세부적으로 할 수 있고, 골고루 조명할 수 있다. 도 4는 이와 같은 조명 각도와 조명 밝기와의 관계를 나타낸 그림이다. 그림에서 확산판을 설치하기 전에는 실선으로 나타난 조명 영역이 확산판을 설치한 후에는 점선의 영역까지 확대된 것을 볼 수 있다. 이와 같이 확산판을 설치함으로써 CCD 카메라로 센싱되는 이미지를 보다 명확히 할 수 있는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 CCD 카메라의 조명장치에 의하면, 각 단별로 빛을 주사하는 방향을 달리 함으로서, CCD 카메라로 센싱하고자 하는 피사체를 다양한 각도에서 조명할 수 있고, 특히 입체적 피사체의 경우 골고루 조명을 받게 할 수 있다.

또한, 각 단별로 조명의 전기적 제어를 독립적으로 함으로서, 피사체의 형상에 따라 효과적으로 조명을 적용할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명한 것이나, 당해기술 분야의 통상의 지식을 가진 자들에게는 다양한 변형 및 다른 실시예가 가능하다는 점이 이해될 것이다. 따라서 본원 발명의 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서 정해질 것이다.

Claims (4)

1. 씨씨디 카메라 렌즈의 상부로 조명부 몸체가 구비되고, 상기 조명부 몸체 내부로 상기 씨씨디 카메라 렌즈를 중심으로 적어도 하나 이상의 발광소자를 구비한 전자회로기판이 배설된 조명장치에 있어서,

   상기 전자회로기판은 적어도 2층 이상으로 하되, 그 중심이 피사체를 향하도록 하며, 각 층은 상부로 갈수록 넓어지는 계단상으로 단을 이루어 배설되고, 전기적으로 독립하여 제어되는 것을 특징으로 하는 씨씨디 카메라의 조명장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 전자회로기판은 직선형 판상으로 하되, 상기 씨씨디 카메라 렌즈를 중심으로 좌우로는 제 1 내지 제 3 층을 배설하고, 전후로는 제 2 및 제 3 층을 배설한 것을 특징으로 하는 씨씨디 카메라의 조명장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 전자회로기판은 상기 씨씨디 카메라 렌즈를 중심으로 한 중공의 원판상인 것을 특징으로 하는 씨씨디 카메라의 조명장치.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 전자회로기판의 전면에는 확산판이 설치된 것을 특징으로 하는 씨씨디 카메라의 조명장치.