KR100833936B1 - 부품 위치 인식 장치용 조명장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 부품 위치 인식 장치용 조명장치는, 서로 다른 색의 광을 중심부를 향해 투사하는 복수 개의 광원;

상기 광원중의 일 광원에서 조사된 광을 일부는 수직 방향으로 굴절시키고 일부는 투과시키기 위한 것으로, 광원 선택이 가능하도록 상기 중심부에 회전 가능하게 위치하는 광분리부; 및

상기 투과광을 흡수하기 위한 것으로, 상기 광원의 대면에 구비되는 흡광(吸光) 마스크;를 구비하여 된 것을 특징으로 한다.

Description

부품 위치 인식 장치용 조명장치{Lighting apparatus for component position recognizer}

도 1은 종래의 부품 위치 인식 장치를 개략적으로 도시한 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 부품 인식 장치용 조명장치의 제 1 실시예를 도시한 사시도.

도 3은 상기 제 1 실시예의 각도 조절부를 도시한 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 부품 인식 장치용 조명장치의 제 2 실시예를 도시한 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 부품 인식 장치용 조명장치의 제 3 실시예를 도시한 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1' ...전자 부품 10' ...부품 흡착 노즐

50' ...CCD 카메라 100 ...조명장치

111,112 ...광원 121,122 ...흡광(吸光) 마스크

130 ...회전축 140 ...광분리판

150 ...디스크 155 ...손잡이

160 ...위치 고정핀 171,172 ...스토퍼

본 발명은 표면 실장기에 사용되는 부품 위치 인식 장치용 조명장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모듈을 교환하지 않고 상이한 색상의 광으로 전환 가능한 부품 위치 인식 장치용 조명장치에 관한 것이다.

표면 실장기는 인쇄회로기판(PCB)에 반도체 패키지 등의 부품을 장착하는 작업을 수행하는 장치이다. 상기 부품을 소정 위치에 정확히 장착하기 위해서는 공급된 부품을 상기 기판에 장착하기에 앞서 부품의 흡착상태 및 중심 위치를 정확히 확인해야 할 필요가 있는데 이에 사용되는 것이 부품 위치 인식 장치이다.

도 1에는 이러한 종래의 부품 위치 인식 장치의 일 예가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 부품 위치 인식장치는 부품(1)을 진공으로 흡착하는 흡착 노즐(10)과, 상기 노즐의 동축상 아래에 위치한 것으로 부품(1)을 촬상하여 그 흡착 상태 및 중심 위치를 검출하는 CCD 카메라(50)와, 상기 CCD 카메라의 촬상을 돕는 조명장치를 구비한다.

상기 조명장치는 상기 노즐(10)과 CCD 카메라(50) 사이에 위치하며, 광원(20)과, 상기 광원에서 조사된 광을 일부는 굴절시켜 부품(1)을 비추도록 하고 일부는 투과시키는 광분리판(40)과, 상기 투과된 광을 반사되지 못하도록 흡착하는 흡광(吸光) 마스크(30)를 구비한다.

상기 부품(1)이 CCD 카메라(50)에 선명하게 촬상되어야 상기 부품의 정확한 위치 검출이 가능한데, 이를 위해서 부품(1)의 저면의 색과 보색 관계인 광원을 사용하여 조명함으로써 콘트라스트를 향상시키는 방법이 공지되어 있다. 그러나 종래의 조명장치는 단색의 광원(20)과, 고정된 광 분리판(40)과, 흡광 마스크(30)가 하나의 모듈를 구성하여, 노즐(10)에 종전과 다른 종류의 부품이 부착되면 다른 색의 광원을 갖는 조명장치 모듈로 교체해야 하는 문제점이 있다. 또한 이로 인해 부품 위치 인식 장치에 의한 작업 능률이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 2 이상의 색광(色光)을 조사할 수 있는 단일 모듈로 된 부품 위치 인식 장치용 조명장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 이로 인해 부품 종류의 변경에 불구하고 부품 위치 인식 작업의 능률 저하가 방지될 수 있는 부품 위치 인식 장치용 조명장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 부품 위치 인식 장치용 조명장치는, 서로 다른 색의 광을 중심부를 향해 투사하는 복수 개의 광원;

상기 광원중의 일 광원에서 조사된 광을 일부는 수직 방향으로 굴절시키고 일부는 투과시키기 위한 것으로, 광원 선택이 가능하도록 상기 중심부에 회전 가능하게 위치하는 광분리부; 및

상기 투과광을 흡수하기 위한 것으로, 상기 광원의 대면에 구비되는 흡광(吸 光) 마스크;를 구비하여 된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 조명장치에 있어서 상기 광원은 LED를 복수 개 배열한 면광원인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 부품 위치 인식 장치용 조명장치에 있어서, 상기 광원은 서로 마주보는 대면에 한 쌍이 구비되고, 청색, 적색, 또는 녹색 중 2 색을 채용하며, 상기 흡광 마스크는 검정색 융(絨) 재질로서 각 광원의 전면에 인접하여 설치되고, 그 배면에서 투사되는 광이 차단되지 않도록 격자 조직으로 된 것을 특징으로 한다.

상기 조명장치의 광분리부는 광분리판과, 상기 광분리판을 회전시키기 위해 연결된 것으로 광원으로부터의 조사광 및 굴절광에 모두 수직 방향인 회전축과, 상기 회전축의 일단에 연결된 각도 조절부를 구비하여 된 것을 특징으로 한다.

상기 조명장치의 각도 조절부는 일면에 홈이 형성된 디스크와, 상기 홈에 안착 가능하도록 스프링이 개재된 고정핀을 구비하여, 상기 광분리판이 소정 각도를 이루며 고정될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 조명장치는 회전하는 광분리판을 소정 위치에 정지 및 고정시키기 위하여 상기 광분리판의 테두리에는 강자성체(强磁性體) 물질을 부착하고, 각 광원의 일단에는 스토퍼 및 자석을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 다른 일 실시예에 따른 부품 위치 인식 장치용 조명장치에 있어서, 상기 광분리부는 소정 각도로 기울어진 광분리판과, 이를 지지하는 서포트와, 상기 광분리판이 굴절광의 진행 방향을 회전축으로 하여 회전할 수 있도록 상기 서포트에 연결된 제 1 기어와, 상기 제 1 기어에 맞물려 회전력을 제공하는 제 2 기어와, 상기 제 2 기어를 구동하는 스텝 모터를 구비하여 된 것을 특징으로 한다.

상기 조명장치에 있어서, 상기 광원은 서로 마주보는 대면에 한 쌍이 구비되고, 청색, 적색, 또는 녹색 중 2 색을 채용하며, 상기 흡광 마스크는 검정색 융(絨) 재질로서 각 광원의 전면에 인접하여 설치되고, 그 배면에서 투사되는 광이 차단되지 않도록 격자 조직으로 될 수도 있다.

또한 상기 광원은 서로 마주보지 않도록 청색, 적색, 및 녹색의 광원을 각각 채용하고, 각 광원의 마주보는 대면에 검정색 융(絨) 재질의 흡광 마스크가 구비될 수도 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 위치 인식 장치용 조명장치를 상세하게 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명에 따른 부품 인식 장치용 조명장치의 제 1 실시예를 도시한 사시도이다.

도면을 참조하면, 조명장치(100)는 서로 이격되어 마주보는 대면에 위치한 한 쌍의 제 1 및 제 2 광원(111,112)을 구비한다. 상기 광원은 단색의 발광 다이오드(LED)를 행렬로 집합시킨 소위 'LED 집합램프'를 채용하는 것이 바람직한데, 이는 형광등이나 백열등과 같은 기존의 조명기구에 비해 수명이 길고 소비전력이 적으며, 또한 휘도를 변화시킬 수 있다는 장점이 있다. 상기 제 1 및 제 2 광원(111,112)은 청색, 녹색, 적색 가운데 2 색이 채택될 수 있다. 즉, 제 1 및 제 2 광원이 각각 청색과 적색, 청색과 녹색, 또는 적색과 녹색으로 조합될 수 있다.

상기 제 1 및 제 2 광원(111,112)의 전면에는 제 1 및 제 2 흡광(吸光) 마스크(121,122)가 각각 구비된다. 이는 마주보는 대면의 광원으로부터 조사되는 광이 반사되어 나가지 못하도록 하기 위하여 검정색 융(絨) 재질로 되는 것이 바람직하다. 또한 씨실과 날실을 엇갈리게 조직하여 다수의 격자가 형성되도록 하고, 각 격자의 통공으로 발광 다이오드의 광이 조사되도록 함으로써, 흡광 마스크(121,122)의 배면에 배치된 광원(111,112)의 조사광이 차단되지 않도록 한다.

상기 제 1 및 제 2 흡광 마스크(121,122)의 사이에는 광분리판(140)이 구비된다. 상기 광분리판은 투명한 투명한 평판의 표면에 코팅을 하여 형성하는데 코팅의 방법에 따라 코팅면에서 반사되는 광반사량과 광투과량이 조절될 수 있으며, 이는 통상의 렌즈 코팅 기술에 의해 구현 가능하다. 상기 광분리판(140)은 회전축(130)을 기준으로 소정 각도, 바람직하게는 90°만큼 쌍방향으로 회전 가능하다. 상기 회전축은 X축 방향인 광원으로부터의 조사광을 상방 굴절시키기 위해 Y축 방향으로 연장되며, 상기 광분리판의 중심부를 관통하여 연결되어 있다.

상기 광분리판(140)은 각 광원(111,112)의 조사광과 45°의 각을 이루도록 회전하고 정지되어야 하므로, 이를 위해 스토퍼(171a,171b,172a,172b)가 마련된다. 도시된 스토퍼는 단순한 형태의 스토퍼로 각 광원(111,112)의 상단 양 측에 위치하며, 광분리판(140)은 그 상단의 양 코너가 상기 스토퍼와 충돌하여 정지한다. 상기 스토퍼는 충돌로 인해 광분리판에 손상이 가해지는 것을 방지하기 위해 충돌되는 단부가 테이퍼지게 가공되는 것이 바람직하다. 상기 각 광원(111,112)의 상측에는 자석(181,182)이 마련되고, 상기 광분리판(140)의 상단 테두리에는 이에 대응하여 철(Fe) 등 강자성체(强磁性體) 물질(미도시)이 부착된다. 이에 따라 상기 스토퍼(171a,171b,172a,172b)와 충돌하여 정지된 광분리판(140)은 자석에 의한 인력으로 상기 광원과 45°의 각도를 유지할 수 있다.

상기 조명장치(100)의 작용을 살펴보면, 부품(1')이 흡착된 흡착 노즐(10')을 상기 조명장치 및 CCD 카메라(50')와 일직선상 상방에 오도록 이동시킨 상태에서 제 1 광원(111)을 켠다. 이때 광분리판(140)은 제 2 광원(112)의 양 측에 위치한 스토퍼(172a,172b)에 기대어진 상태이다. 상기 광분리판(140)의 테두리에 부착된 강자성체 물질(미도시)과 제 1 광원(111)의 상측에 마련된 자석(181)의 인력에 의해, 제 1 광원(111)의 조사광과 마주보는 광분리판(140)의 일 면이 이루는 각은 45°가 유지된다. 상기 제 1 광원의 조사광은 그 전면의 제 1 흡광 마스크(121)를 투과하여 상기 광분리판에 도달한다. 상기 조사광의 일부는 상기 광분리판에 의해 굴절되어 부품(1')을 비추고, 일부는 상기 광분리판을 그대로 투과하여 제 2 흡광 마스크(122)에 흡수된다. 상기 부품(1')에 조사된 광은 반사되어 광분리판(140)을 다시 투과하고, CCD 카메라(50')에 포착됨으로써 촬상된다.

부품을 교환하여 제 2 광원(112)을 사용해서 조사하는 것이 필요한 경우에는, 상기 제 1 광원(111)을 끄고 광분리판(140)을 시계방향으로 90° 회전시켜 점선으로 도시된 바와 같이 제 1 광원(111)의 양 측에 위치한 스토퍼(171a,171b)에 기대어지도록 한다. 이후 제 2 광원(112)을 켜면 그 조사광이 상기된 바와 동일한 방식으로 교환된 부품을 비춰 CCD 카메라(50')에 촬상되도록 한다.

도 3은 상기 제 1 실시예의 회전축(130)에 연결된 각도 조절부를 도시한 부분 사시도이다.

도면을 참조하면, 광분리판의 회전축(130)은 조명장치의 하우징(170) 밖으로 연장되고, 그 말단에는 디스크(150)가 연결된다. 상기 디스크의 일면 측부에는 이를 회전시킬 수 있도록 손잡이(155)가 구비된다. 상기 회전축(130)과 소정 간격 이격되어 평행하게 연장된 위치고정 핀(160)은 스프링(165)이 개재되어 있으며, 상기 디스크(150)를 가압하도록 상기 하우징(170) 밖으로 돌출된다. 상기 디스크의 손잡이(155)가 구비된 면의 반대면에는 위치고정 핀(160)의 말단이 안착될 수 있도록 복수 개의 홈(152a,152b)이 형성된다. 상기 홈은 디스크(150)의 중심점(150a)을 기준으로 90°를 이루며 2 개 형성되나, 선택적으로 2 개의 홈 사이를 등간격으로 구분하는 홈이 더 형성될 수도 있다.

상기한 구성에 의해 손잡이(155)를 회전시키면 광분리판(도 2의 140)이 회전된다. 상기 광분리판의 정지 위치에 상응하게 홈(152a,152b)이 형성되어 있으므로 위치고정 핀(160)이 이에 안착됨에 의해 광분리판(도 2의 140)은 정확한 위치에서 정지하여 고정될 수 있다. 상기 위치고정 핀(160) 및 홈(152a,152b)이 형성된 디스크(150)는, 도 2의 스토퍼(171a,171b,172a,172b) 및 자석(181,182)와 동등한 역할을 하는 것으로 선택적으로 적용될 수 있으나 함께 적용하면 더욱 신뢰성있는 동작을 구현할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 부품 인식 장치용 조명장치의 제 2 실시예를 도시한 사시도이다. 도시된 제 2 실시예에 있어서 제 1 및 제 2 광원(211,212)과, 제 1 및 제 2 흡광 마스크(221,222)는 제 1 실시예와 동일하므로 설명을 생략한다.

도면을 참조하면, 흡광 마스크(221,222) 사이에는 선택적 광굴절 및 광투과를 위한 광분리부가 구비된다. 이는 광분리판(240)과, 서포트(251)와, 제 1, 제 2 기어(255,265), 및 스텝모터(260)를 구비하여 구성된다. 상기 광분리판(240)은 제 1 실시예의 그것과 동종의 것으로, 서포트(251)에 의해 고정 지지되어 XY 평면에 45°를 이룬다. 상기 서포트(251)의 저면에 구비된 제 1 기어(255)는 상기 광분리판(240)이 Z축을 중심으로 회전될 수 있도록 한다. 상기 제 1 기어의 중심은 흡착 노즐(도 2의 10')과 CCD 카메라(도 2의 50')의 중심을 잇는 CCD 카메라의 광축상에 위치하도록 하여, 서포트(251)의 회전에 불구하고 각 광원(211,212)의 조사광이 부품(도 2의 1')을 정확히 비출 수 있도록 한다. 상기 제 2 기어(265)는 상기 제 1 기어(255)의 이(爾)에 맞물리고, 스텝 모터(260)는 상기 제 2 기어를 회전시킨다.

상기 제 2 실시예에 따른 조명장치(200)의 작용을 살펴보면, 스텝 모터(260)의 구동력에 의해 제 2 기어(265) 및 이에 맞물린 제 1 기어(255)를 화살표 방향으로 회전시켜 광분리판(240)을 제 1 또는 제 2 광원(211,212)과 마주본 상태로 정지시킨다. 이후 상기 마주보는 광원을 켜서 부품(도 2의 1')을 조사하여 CCD 카메라(도 2의 50')로 상기 부품이 촬상되도록 한다. 이를 위해 광분리판(240) 뿐만 아니라, CCD 카메라의 광축 상에 위치하는 서포트(251) 및 제 1 기어(255)도 투명한 재질로 되어야 할 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 부품 인식 장치용 조명장치의 제 3 실시예를 도시한 사시도이다. 상기 실시예의 광분리부는 제 2 실시예의 그것과 동종의 것이므로 설 명을 생략한다.

도면을 참조하면, 제 1 내지 제 3 광원(311 내지 313)은 삼각형을 이루며 그 중심을 향해 광을 조사하도록 배열된다. 상기 광원은 청색, 녹색, 적색의 광을 각각 조사한다. 상기 중심에는 광분리판(340)과, 서포트(351)와, 제 1, 제 2 기어(355,365) 및 스텝 모터(360)로 구성된 광분리부가 설치된다. 상기 광원의 마주보는 대면에는 조사광의 흡수를 위한 제 1 내지 제 3 흡광 마스크(321 내지 323)가 구비된다. 상기 흡광 마스크는 검정색 융(絨) 재질로 구성되는 것이 바람직하나, 상기 광원(311 내지 313)의 전면에 배열되지 않으므로 격자 조직으로 형성될 필요는 없다.

제 3 실시예에 따른 조명장치(300)는 3 원색광을 조사하는 광원을 하나의 모듈에 포함할 수 있어 상기 제 1 및 제 2 실시예에 비해 더욱 다양한 종류의 부품에 적합한 조명을 제공할 수 있다.

이상에서 설명한 부품 위치 인식 장치용 조명장치는 2 이상의 색광을 일 장치로 조사할 수 있으므로 부품 종류의 변경에 따른 조명광의 변경에 불구하고 조명장치를 교체할 필요가 없는 장점이 있다.

또한 이에 따라 부품 종류의 변경에 불구하고 부품 위치 인식 작업의 능률 저하가 방지될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (9)

1. 서로 다른 색의 광을 중심부를 향해 투사하는 복수 개의 광원;

   상기 광원중의 일 광원에서 조사된 광을 일부는 수직 방향으로 굴절시키고 일부는 투과시키기 위한 것으로, 광원 선택이 가능하도록 상기 중심부에 회전 가능하게 위치하는 광분리부; 및

   상기 투과광을 흡수하기 위한 것으로, 상기 광원의 대면에 구비되는 흡광(吸光) 마스크;를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 부품 위치 인식 장치용 조명장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 광원은 발광 다이오드를 복수 개 배열한 면광원인 것을 특징으로 하는 부품 위치 인식 장치용 조명장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 광원은 서로 마주보는 대면에 한 쌍이 구비되고, 청색, 적색, 또는 녹색 중 2 색을 채용하며, 상기 흡광 마스크는 검정색 융(絨) 재질로서 각 광원의 전면에 인접하여 설치되고, 그 배면에서 투사되는 광이 차단되지 않도록 격자 조직으 로 된 것을 특징으로 하는 부품 위치 인식 장치용 조명장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 광분리부는 광분리판과, 상기 광분리판을 회전시키기 위해 연결된 것으로 상기 광원으로부터의 조사광 및 굴절광에 모두 수직 방향인 회전축과, 상기 회전축의 일단에 연결된 각도 조절부를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 부품 위치 인식 장치용 조명장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 각도 조절부는 일면에 홈이 형성된 디스크와, 상기 홈에 안착 가능하도록 스프링이 개재된 고정핀을 구비하여, 상기 광분리판이 소정 각도를 이루며 고정될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 부품 위치 인식 장치용 조명장치.
6. 제 4 항에 있어서,

   회전하는 상기 광분리판을 소정 위치에 정지 및 고정시키기 위하여 상기 광분리판의 테두리에는 강자성체(强磁性體) 물질을 부착하고, 상기 각 광원의 일단에는 스토퍼 및 자석을 구비하는 것을 특징으로 하는 부품 위치 인식 장치용 조명장치.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 광분리부는 소정 각도로 기울어진 광분리판과, 이를 지지하는 서포트 와, 상기 광분리판이 굴절광의 진행 방향을 회전축으로 하여 회전할 수 있도록 상기 서포트에 연결된 제 1 기어와, 상기 제 1 기어에 맞물려 회전력을 제공하는 제 2 기어와, 상기 제 2 기어를 구동하는 스텝 모터를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 부품 위치 인식 장치용 조명장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 광원은 서로 마주보는 대면에 한 쌍이 구비되고, 청색, 적색, 또는 녹색 중 2 색을 채용하며, 상기 흡광 마스크는 검정색 융(絨) 재질로서 각 광원의 전면에 인접하여 설치되고, 그 배면에서 투사되는 광이 차단되지 않도록 격자 조직으로 된 것을 특징으로 하는 부품 위치 인식 장치용 조명장치.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 광원은 서로 마주보지 않도록 청색, 적색, 및 녹색의 광원을 각각 채용하고, 각 광원의 마주보는 대면에 검정색 융(絨) 재질의 흡광 마스크가 구비되는 것을 특징으로 하는 부품 위치 인식 장치용 조명장치.

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