KR101346335B1 - Diffusion type lighting device for inspecting object using vision - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 대상물의 비전 검사에 사용되는 확산형 조명 디바이스에 관한 것이다.
The present invention relates to a diffused lighting device for use in vision inspection of an object.
전자 산업의 발전 및 수요 증대에 힘입어 체결요소 부품도 전자제품의 고품질화 트렌드를 뒷받침하기 위해 소형화·정밀화되고 있다. 이러한 전자제품의 고품질화에는 체결요소 부품의 품질 신뢰도 향상도 수반하게 된다. 그에 따라, 체결요소 부품의 검사는 품질관리의 중요한 부분으로 정착되고 있다.Due to the development and demand of the electronics industry, fastener components are also being miniaturized and precisiond to support the trend of high quality electronic products. In order to improve the quality of such electronic products, it is also accompanied with an improvement in the quality reliability of fastening element parts. Accordingly, inspection of fastening component parts has become an important part of quality control.
이러한 체결요소 부품의 품질관리를 위해, 최근에는 비전 검사 장치가 주로 사용되고 있다. 비전 검사 장치는 체결요소 부품과 같은 대상물을 촬영하고, 촬영한 이미지를 처리하여 대상물의 표면을 검사하도록 구성된다.For quality control of such fastening component parts, vision inspection apparatuses are mainly used in recent years. The vision inspection apparatus is configured to photograph an object, such as a fastening element part, and process the photographed image to inspect the surface of the object.
이러한 비전 검사 장치는 대상물로부터 선명한 이미지를 얻기 위해, LED와 같은 점광원을 이용하여 대상물을 조명하도록 구성될 수 있다. 이러한 점광원을 이용한 조명은 대상물에 일방향으로 입사되므로 대상물에 그림자 등이 나타나게 될 수 있다. 이에 따라, 대상물의 정확한 이미지를 획득할 수 없어 비전 검사의 신뢰도가 저하될 수 있다.
Such vision inspection apparatus may be configured to illuminate the object using a point light source such as an LED to obtain a clear image from the object. Since the illumination using the point light source is incident on the object in one direction, shadows may appear on the object. As a result, an accurate image of the object may not be obtained, thereby reducing the reliability of vision inspection.
본 발명의 목적은, 대상물에 균일한 조명을 제공함으로써 비전 검사의 신뢰도를 향상시킬 수 있는, 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스를 제공하는 것이다.
It is an object of the present invention to provide a diffused illumination device for object vision inspection, which can improve the reliability of vision inspection by providing uniform illumination to the object.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예와 관련된 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스는, 프레임과, 상기 프레임의 중앙 영역에 그 두께 방향을 따라 관통 개구되는 관통공을 구비하는 베이스; 상기 프레임에 설치되는 주 광원; 및 상기 주 광원으로부터 입력된 광을 전반사하여 전반사광을 발생시키는 도광층과, 상기 도광층의 일면에 형성되어 상기 전반사광을 산란시켜 대상물 측으로 출력광으로 출력하는 산란부를 구비하는 출광 유닛을 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a diffused lighting device for vision inspection, comprising: a base having a frame and a through hole penetrating through a thickness direction in a central region of the frame; A main light source installed in the frame; And a light emitting unit including a light guide layer which totally reflects the light input from the main light source to generate total reflection light, and a scattering unit which is formed on one surface of the light guide layer to scatter the total reflection light and output the output light to an object. Can be.
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여기서, 상기 출광 유닛은, 상기 베이스의 둘레 방향을 따라 상기 베이스에서 복수개가 방사상으로 설치될 수 있다.Here, the light emitting unit may be provided in a plurality of radially from the base along the circumferential direction of the base.
여기서, 상기 출광 유닛은, 그 자유단이 상기 대상물 측으로 굽어지는 원호형의 종단면을 가지도록 형성될 수 있다.Here, the light exit unit may be formed such that its free end has an arc-shaped longitudinal section that is bent toward the object side.
여기서, 상기 산란부는, 상기 출광 유닛에 복수개가 형성되고 상기 주 광원에 근접할수록 서로의 간격이 멀어지도록 배치될 수 있다.Here, the scattering unit may be formed in a plurality of the light emitting unit, the closer to the main light source may be arranged so that the distance from each other.
여기서, 상기 출광 유닛은, 상기 도광층의 일면에 상기 산란부를 덮도록 설치되어 상기 출력광을 상기 대상물 측으로 반사시키도록 형성되는 반사층을 더 포함할 수 있다.The light emitting unit may further include a reflective layer formed on one surface of the light guide layer to cover the scattering unit and reflect the output light toward the object.
여기서, 상기 출광 유닛은, 상기 도광층에서 상기 대상물과 마주하는 면에 설치되어 상기 출력광을 상기 대상물에 확산시켜 조사하도록 형성되는 확산층을 더 포함할 수 있다.The light emitting unit may further include a diffusion layer disposed on a surface of the light guide layer facing the object, and configured to diffuse and output the output light to the object.
여기서, 상기 도광층은 가요성을 갖는 광섬유의 다발을 포함하고, 상기 산란부는 상기 광섬유의 외면에 형성되는 요철부를 포함할 수 있다.The light guide layer may include a bundle of flexible optical fibers, and the scattering unit may include an uneven portion formed on an outer surface of the optical fiber.
여기서, 상기 출광 유닛은, 상기 베이스에 연결된 제1 출광부; 및 상기 제1 출광부에 대해 선회 가능하게 연결되며, 상기 제1 출광부보다 상기 주 광원에서 떨어져서 배치되는 제2 출광부로 나뉘어질 수 있다.Here, the light exit unit, the first light exit unit connected to the base; And a second light output part pivotally connected to the first light output part and disposed away from the main light source than the first light output part.
여기서, 상기 출광 유닛은, 상기 전반사광이 상기 제1 출광부에서 상기 제2 출광부로 진행할 수 있도록, 상기 제1 출광부와 상기 제2 출광부가 연결되는 부위를 감싸도록 형성되는 반사 커버를 더 포함할 수 있다.The light exit unit may include a reflection cover formed to surround a portion where the first light exit part and the second light exit part are connected so that the total reflection light may travel from the first light exit part to the second light exit part. It may further include.
여기서, 상기 제2 출광부는, 상기 주 광원과 독립적으로 점멸되도록 형성되는 보조 광원을 포함할 수 있다.Here, the second light output part may include an auxiliary light source which is formed to blink independently of the main light source.
여기서, 상기 출광 유닛의 자유단에 설치되어 상기 출력광을 상기 대상물 측으로 반사시키도록 형성되는 광 안내 유닛을 더 포함할 수 있다.
The light guide unit may further include a light guide unit installed at a free end of the light exit unit to reflect the output light toward the object.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스에 의하면, 대상물에 조사되는 광을 산란시킴으로써 대상물에 균일한 조명을 제공할 수 있다.According to the diffused illumination device for the object vision inspection according to the present invention configured as described above, it is possible to provide a uniform illumination to the object by scattering the light irradiated to the object.
이에 따라, 대상물의 표면에 관한 정밀한 이미지를 획득하도록 할 수 있어 비전 검사의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
Accordingly, it is possible to obtain a precise image of the surface of the object to improve the reliability of vision inspection.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스(200)가 적용된 비전 검사 장치(100)를 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스(200)를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1의 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스(200)를 도시한 종단면도이다.
도 4는 도 1의 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스(200)의 출광 유닛(230)을 구체적으로 도시한 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스(300)를 도시한 종단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스(400)를 도시한 종단면도이다.1 is a plan view illustrating a
FIG. 2 is a perspective view of the diffused
3 is a longitudinal cross-sectional view illustrating a diffused
4 is a longitudinal cross-sectional view illustrating in detail the
5 is a longitudinal sectional view showing a diffused
6 is a longitudinal sectional view showing a
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.Hereinafter, a diffused lighting device for inspecting an object vision according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification, the same or similar reference numerals are given to different embodiments in the same or similar configurations.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스(200)가 적용된 비전 검사 장치(100)를 도시한 평면도이다.1 is a plan view illustrating a
본 도면을 참조하면, 비전 검사 장치(100)는, 공급 유닛(110), 정렬 유닛(120), 이송 유닛(130), 대상물 감지 유닛(140), 표면 검사 유닛(150), 형상 측정 유닛(160), 및 배출 유닛(170)을 포함할 수 있다.Referring to this drawing, the
공급 유닛(110)은 호퍼(hopper) 형태로 형성되며, 대상물(N)을 시간당 일정 양만큼 정렬 유닛(120)에 공급한다. 여기서, 대상물(N)은 너트, 볼트와 같은 나사류가 될 수 있다. The
정렬 유닛(120)은 서로 모여져 있는 대상물(N)을 겹치지 않게 낱개 단위로 분리하고 일정한 자세로 정렬시킨다. 구성적인 측면에 있어서, 정렬 유닛(120)은 볼(bowl) 피더(121), 직선 피더(122), 및 스페이서(123)를 포함할 수 있다.The
볼 피더(121)는 대상물(N)이 모여져 있는 상태에서 진동에 의하여 상호 분리되면서 특정 방향을 따라 안내되도록 구성된다. 볼 피더(121)는 대상물(N)을 이송하는 중에 가이드의 형상에 의하여 대상물(N)이 특정 자세를 갖도록 유도하거나 특정된 자세를 갖지 않는 대상물(N)을 탈락시킨다. 종류에 있어서 볼 피더(121)는 계단형, 원추형, 원통형, 접시형, 단종형 등 알려져 있는 다양한 타입으로 형성될 수 있다.The
볼 피더(121)에 의해 일정 자세로 공급된 대상물(N)은 직선 피더(122)에 의해 일렬로 이송 유닛(130)에 정렬될 수 있도록 준비된다. 직선 피더(122)는 대상물(N)을 자중에 의해 자연적으로 이송되도록 하여 먼저 진행된 대상물(N)에 밀착시킨다. 공급 속도를 증대시키고 상호 간의 간격을 일정하게 유지하기 위해, 직선 피더(122)에는 공압 노즐과 같은 푸셔(pusher)가 구비될 수 있다. 직선 피더(122)의 끝단에는 한꺼번에 대상물(N)이 복수 개가 공급되는 것(잼)을 방지하기 위한 기계적 또는 전자적 장치가 구비될 수 있다. 그러한 잼 방지 장치로는 스프링에 의해 젖혀질 수 있는 암(arm) 또는 게이트(gate)나 롤러(roller) 등을 채택할 수 있다.The object N supplied in a predetermined posture by the
스페이서(123)는 직선 피더(122)에 의해 이송 유닛(130)에 놓여진 대상물(N)이 이송 유닛(130) 상에서 일정한 위치에 놓여 지도록 안내한다. 이송 유닛(130)에 놓여진 대상물(N)은 관성 또는 흔들림에 의해 설정된 위치에서 벗어나 있을 수 있다. 이를 맞추기 위해, 스페이서(123)는 대상물(N)과 접촉하여 대상물(N)을 이송 유닛(130)의 반경 방향으로 이동할 수 있게 구성된다.The
도 1에는 이송 유닛(130)의 상면에 대상물(N)이 '놓여 지는' 방식으로서 정렬 유닛(120)도 그에 적용될 수 있는 일 예를 보인 것이나, 정렬을 위한 메커니즘은 대상물(N)에 따라 다양한 형태가 될 수 있다. 그러한 예로서, 정렬 유닛(120)은 대상물(N)이 끼워지는 홈이 일정한 간격으로 외주 측면에 형성된 회전판을 포함할 수 있다. 1 illustrates an example in which the
이송 유닛(130)은 일정한 회전 속도를 갖는 원형의 이송판(131)을 구비할 수 있다. 대상물(N)은 이송판(131)에 놓여지게 되며, 이송 유닛(130)은 대상물(N)을 이송하는 동안 단계적으로 측정(검사)을 받도록 하고 측정이 마쳐진 후 배출되도록 한다. 이송판(131)의 구동을 위하여 회동부 및 속도 제어를 위한 감속 장치 등이 포함될 수 있다. 이송판(131)은 대상물(N)을 상면에 배치하고 이송판(131)의 저면에서도 측정이 가능하도록 투명 글라스 형태로 형성될 수 있다. 이외에도 이송판(131)은 외주의 측면에 대상물(N)이 끼워질 수 있는 홈이 일정 간격으로 형성된 타입으로 형성될 수도 있다. The
대상물 감지 유닛(140)은 이송 유닛(130)에 옮겨진 대상물(N)을 감지한다. 대상물 감지 유닛(140)은 대상물(N)이 대상물 감지 유닛(140)을 지나쳐서 검사 영역으로 향하는지 감지하여 위치 및 대상물(N) 간의 간격에 관한 정보를 데이터 처리부에 전송한다. 대상물(N)의 감지를 위하여 광센서, 근접센서 등이 사용될 수 있다. 이외에도 대상물 감지 유닛(140)은 엔코더 형태로 구현될 수 있다.The
표면 검사 유닛(150)은 대상물(N)이 검사 영역 내의 설정된 위치(범위)에 왔을 때 대상물(N)의 표면에 대한 정보를 얻을 수 있게 구성된다. 얻어진 표면에 대한 정보는 나사산의 결손이나 결함 또는 크랙의 존재 등을 평가하는데 활용된다. 표면 검사 유닛(150)은, 본 발명의 일 실시예에 따른 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스(200), 및 카메라(C)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스(200)의 상세한 구성 및 작용에 대하여는 도 2 내지 도 6을 참조하여 후술한다.The
다시 도 1을 참조하면, 형상 측정 유닛(160)은 대상물(N)의 헤드 규격, 몸체의 직경, 몸체의 길이 등 다양한 크기적 요소를 측정할 수 있게 구성된다. 형상 측정 유닛(160)은 대상물(N)의 일측에 배치되는 백라이트와, 백라이트의 반대쪽에 배치되는 촬영기를 갖춤으로써 대상물(N)의 실루엣을 검사할 수 있게 구성될 수 있다.Referring back to FIG. 1, the
배출 유닛(170)은 검사가 완료되었거나 재검사가 필요한(측정되지 않은) 대상물(N)을 분류하여 배출시킨다. 배출 유닛(170)은 적어도 하나의 양품 배출부(171, 272), 불량품 배출부(173), 및 재검사품 배출부(174)를 포함할 수 있다. 정확한 배출을 위하여 배출 유닛(170)은 공압으로 대상물(N)을 이동시키는 공압 노즐을 포함할 수 있다.The
이외에도 비전 검사 장치(100)는 각 전자 부품들을 제어하거나 감지 또는 측정된 결과를 받는 데이터 처리부와, 검사 상태를 시각적으로 표시하기 위한 디스플레이를 포함할 수 있다. 데이터 처리부는 양품과 불량품, 및 재검사품을 구별하기 위한 알고리즘이 포함된 소프트웨어를 내장하고, 또한 사용자의 비전 검사 장치(100)에 대한 조작 또는 알림을 용이하게 하기 위한 시각적 사용자 인터페이스(graphic user interface: GUI)를 갖출 수 있다. 이하에서는, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스(200)에 대해 도 2를 참조하여 설명한다.In addition, the
도 2는 도 1의 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스(200)를 도시한 사시도이다.FIG. 2 is a perspective view of the diffused
본 도면을 참조하면, 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스(200)는 베이스(210), 주 광원(220), 출광 유닛(230), 및 광 안내 유닛(250)을 포함할 수 있다.Referring to this figure, the diffuse
베이스(210)는 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스(200)의 상단에 배치될 수 있다. 베이스(210)는 정다각형의 단면을 갖도록 형성될 수 있다.
주 광원(220)은 광을 출력하는 요소로서, 베이스(210)에 설치될 수 있다. 구체적으로, 주 광원(220)은 베이스(210)의 가장자리에 베이스(210)의 둘레 방향을 따라 설치될 수 있다.The main
출광 유닛(230)은 대상물(N) 측으로 광을 조사하는 요소이다. 출광 유닛(230)은 원호형의 종단면을 가질 수 있으며, 베이스(210)의 둘레 방향을 따라 베이스(210)에 복수개가 설치될 수 있다. 또한, 출광 유닛(230)은 복수개가 서로 연접하도록 배치되면서, 베이스(210)에 방사상으로 설치될 수 있다. 이에 따라, 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스(200)는 전체적으로 돔의 형상을 갖도록 형성될 수 있다.The
광 안내 유닛(250)은 출광 유닛(230)의 양 단부 중 베이스(210)의 반대편 단부에 설치될 수 있다. 또한, 광 안내 유닛(250)은 복수의 출광 유닛(230)에 각각 설치될 수 있다. The
도 3은 도 1의 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스(200)를 도시한 종단면도이다.3 is a longitudinal cross-sectional view illustrating a diffused
본 도면을 참조하면, 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스(200)는 상술한 것과 같이 베이스(210), 주 광원(220), 출광 유닛(230), 및 광 안내 유닛(250)을 포함할 수 있다.Referring to this figure, the diffuse
베이스(210)는 출광 유닛(230)이 연결되는 요소이다. 베이스(210)는 프레임(211), 관통공(213), 및 오목홈(215)을 포함할 수 있다.The
프레임(211)은 정다각형의 단면을 갖는 판의 형태로 이루어질 수 있다. 이와 달리, 프레임(211)은 원형의 단면을 가질 수도 있다.The
관통공(213)은 카메라(C)를 통해 대상물(N)을 촬영할 수 있도록 형성되는 홀이다. 관통공(213)은 프레임(211)의 중앙 영역에 프레임(211)의 두께 방향을 따라 관통 개구될 수 있다.The through
오목홈(215)은 주 광원(220)이 설치되는 장소이다. 오목홈(215)은 프레임(211)의 측면에 프레임(211)의 가장자리를 따라 형성될 수 있다.The
주 광원(220)은 출광 유닛(230) 측으로 광을 출력하는 요소이다. 주 광원(220)은 프레임(211)의 오목홈(215)에 설치되어, 광이 외부로 새어나가지 않고 출광 유닛(230) 측으로만 입력되도록 배치될 수 있다. 주 광원(220)으로는 LED 또는 냉음극관(CCFL) 등이 사용될 수 있다.The main
출광 유닛(230)은 주 광원(220)으로부터 광을 입력 받아 대상물(N) 측으로 광을 출력하는 요소이다. 출광 유닛(230)은 주 광원(220)으로부터 광을 직접 입력 받을 수 있도록, 오목홈(215)과 직접 마주하면서 프레임(211)의 측면에 연결될 수 있다. 또한, 출광 유닛(230)은 양 단부가 대상물(N) 측으로 굽어지는 원호형의 단면을 가질 수 있다. 출광 유닛(230)의 구체적인 구성 및 작동 방식에 대해서는 도 4를 참조하여 후술한다.The
다시 도 3을 참조하면, 광 안내 유닛(250)은 출광 유닛(230)으로부터 출력광(Lo)을 대상물(N) 측으로 반사시키는 요소이다. 광 안내 유닛(250)은 반사 부재(251), 및 회전 부재(253)를 포함할 수 있다.Referring back to FIG. 3, the
반사 부재(251)는 출력광(Lo)을 반사시키는 요소이다. 반사 부재(251)는 직사각형 또는 마름모꼴의 단면을 가질 수 있다. The
회전 부재(253)는 반사 부재(251)의 각도를 조절하는 요소이다. 회전 부재(253)는 반사 부재(251)를 출광 유닛(230)에 대해 회전 가능하게 연결할 수 있다.The rotating
이하에서는, 상술한 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스(200)의 작동 방식을 살펴본다.Hereinafter, a method of operating the diffused
주 광원(220)이 점등되면, 주 광원(220)으로부터 출력되는 광은 외부로 새어나가지 않고 출광 유닛(230)으로 입력된다. 출광 유닛(230)으로 입력된 광(Li)은 출광 유닛(230)의 내부에서 산란되어, 출광 유닛(230)의 대상물(N)과 마주하는 면으로 출력된다. 이때, 출광 유닛(230)으로부터 출력광(Lo)은 면광원으로부터 출력되는 광과 유사한 특성을 가질 수 있다. 이에 따라, 대상물(N)은 점광원인 주 광원(220)으로부터 직접 광을 받을 때보다 균일하게 입사되는 광을 받을 수 있다.When the main
여기서, 출광 유닛(230)은 상술한 것과 같이 원호형의 단면을 가질 수 있으므로, 출광 유닛(230)으로부터 출력광(Lo)은 대략 대상물(N) 쪽을 향해 출력될 수 있다.Here, since the
출광 유닛(230)에서 대상물(N) 측으로 출력되지 않는 광은 광 안내 유닛(250)에 의해 대상물(N) 측으로 반사될 수 있다. 여기서, 반사 부재(251)는 회전 부재(253)에 의해 각도가 조절될 수 있다. 따라서, 반사 부재(251)의 각도를 조절함으로써, 대상물(N)의 종류 및 위치에 따라 대상물(N) 측으로 최대의 광량이 조사되도록 할 수 있다.Light that is not output from the
이하에서는, 상술한 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스(200)의 출광 유닛(230)의 구성 및 작동 방식에 대해 도 4를 참조하여 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of the
도 4는 도 1의 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스(200)의 출광 유닛(230)을 구체적으로 도시한 종단면도이다.4 is a longitudinal cross-sectional view illustrating in detail the
본 도면을 참조하면, 출광 유닛(230)은 도광층(231), 산란부(233), 반사층(235), 및 확산층(237)을 포함할 수 있다.Referring to this figure, the
도광층(231)은 주 광원(220)으로부터 입력된 광(Li)을 전반사시키는 요소이다. 도광층(231)은 PMMA(Poly Methyl Meth Acrylate) 등의 아크릴 수지, PC(Poly Carbonate), COP(Cyclo-Olefin Polymer), 또는 노보넨 수지 등과 같은 투명한 소재로 형성될 수 있다. The
산란부(233)는 전반사광을 산란시키는 요소이다. 산란부(233)는 도광층(231)의 양면 중 대상물(N)과 마주하는 면의 반대쪽 면에 형성될 수 있다. The
산란부(233)는 일정한 패턴을 가지는 요철부(234)를 포함할 수 있다. 이러한 요철부(234)는 마스크를 이용하는 인쇄 방식, 몰드를 이용하는 사출 방식, 또는 공작 기계를 사용하여 스크래치를 생성하는 커팅 방식 등을 이용하여 형성될 수 있다. The
또한, 산란부(233)는 복수로 형성될 수 있다. 여기서, 복수의 산란부(233)는 주 광원(220)에 근접할수록 서로의 간격이 멀어지도록 배치될 수 있다.In addition, the
반사층(235)은 주 광원(220)으로부터 입력된 광(Li) 또는 산란부(233)에서 산란된 광을 반사시키는 요소이다. 반사층(235)은 산란부(233)가 형성된 도광층(231)의 일면에 산란부(233)를 덮도록 설치될 수 있다.The
확산층(237)은 출력광(Lo)을 확산시키는 요소이다. 확산층(237)은 도광층(231)에서 출력광(Lo)을 확산시켜 입력된 광(Li)보다 상대적으로 균일한 광 특성을 갖도록 할 수 있다. 확산층(237)은 도광층(231)에서 대상물(N)과 마주하는 면에 설치될 수 있다.The
이외에도, 출광 유닛(230)은 출력광(Lo)이 대상물(N)에 집광될 수 있도록 하는 굴절층을 포함할 수도 있다. 굴절층으로는 프리즘 시트 등이 사용될 수 있다.In addition, the
이하에서는, 상술한 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스(200)의 작동 방식을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a method of operating the diffused
주 광원(220)은 LED와 같은 점광원일 수 있다. 따라서, 주 광원(220)으로부터 생성된 광은 도광층(231)으로 입력될 때 도광층(231)과 복수의 입사각을 이루면서 입력될 수 있다. The main
구체적으로, 이러한 입력된 광(Li)은 도광층(231)의 길이 방향을 따르는 축(X)과 이루는 입사각에 따라 제1 입력광(L1), 및 제2 입력광(L2)으로 나뉘어질 수 있다. 제1 입력광(L1)은 도광층(231)의 길이 방향을 따르는 축(X)과 일정 각도 이상의 입사각을 이루면서 도광층(231)으로 입력되는 광이며, 제2 입력광(L2)은 도광층(231)의 길이 방향을 따르는 축(X)과 일정 각도 이하의 입사각을 이루면서 도광층(231)으로 입력되는 광이다.Specifically, the input light Li is divided into the first input light L 1 and the second input light L 2 according to an incident angle formed with the axis X along the longitudinal direction of the
이중 제1 입력광(L1)은 비교적 큰 입사각으로 인해 도광층(231)의 경계면에서 전반사되지 않을 수 있다. 이 경우, 제1 입력광(L1)은 반사층(235)에 의해 반사되어 대상물(N) 측으로 조사될 수 있다.The first input light L 1 may not be totally reflected at the boundary surface of the
제2 입력광(L2)은 투광층의 경계면에서 전반사되면서 도광층(231)의 길이 방향을 따라 진행될 수 있다. 이후, 제2 입력광(L2)은 도광층(231)의 경계면에 형성된 산란부(233)에 의해 복수의 방향으로 산란될 수 있다. 이때, 산란된 광은 반사층(235)에 의해 대상물(N) 측으로 반사될 수 있다.The second input light L 2 may travel along the longitudinal direction of the
여기서, 산란부(233)는 상술한 것과 같이 주 광원(220)에 근접할수록 서로의 간격이 멀어지도록 배치될 수 있다. 따라서, 제2 입력광(L2)은 광량이 상대적으로 많은 주 광원(220)과 근접한 부분보다, 광량이 상대적으로 적은 주 광원(220)과 멀리 떨어진 부분에서 보다 많이 산란될 수 있다. 이에 따라, 제2 입력광(L2)은 도광층(231)의 전 영역에 걸쳐 비교적 균일한 광량을 가지면서 산란될 수 있다.As described above, the scattering
이후, 제1 입력광(L1) 및 제2 입력광(L2)은 반사층(235)에 의해 확산층(237)으로 반사된다. 이에 따라, 제1 입력광(L1) 및 제2 입력광(L2)은 확산층(237)에 의해 확산되어 대상물(N)을 보다 균일하게 조사할 수 있게 된다.Thereafter, the first input light L 1 and the second input light L 2 are reflected by the
상술한 것과 같이, 출광 유닛(230)에는 프리즘 시트와 같은 굴절층이 설치될 수도 있다. 이에 따라, 확산된 광은 굴절층에 의해 대상물(N)에 집중적으로 조사될 수도 있다.As described above, the
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스(300)를 도시한 종단면도이다.5 is a longitudinal sectional view showing a diffused
본 도면을 참조하면, 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스(300)는 베이스(310), 주 광원(320), 출광 유닛(330), 및 광 안내 유닛(350)을 포함할 수 있다. 여기서, 베이스(310), 주 광원(320), 및 광 안내 유닛(350)은 상술한 실시예의 대응하는 요소들과 동일하게 형성될 수 있다. Referring to this figure, the diffuse
출광 유닛(330)은 도광층(331), 산란부(333), 반사층(335), 및 확산층(337)을 포함할 수 있다. 여기서, 도광층(331)은 가요성을 갖는 광섬유의 다발로 형성될 수 있다.The
산란부(333)는 요철부(334)를 포함할 수 있으며, 이 요철부(334)는 광섬유의 외면에 형성될 수 있다. 또한, 요철부(334)는 광섬유 내부에서 전반사되면서 진행되는 광이 도광층(331)의 전 영역에 걸쳐 균일하게 출력될 수 있도록, 일정한 간격을 이루며 배치될 수 있다. The
반사층(335) 및 확산층(337)은 도광층(331)과 함께 휘어질 수 있도록, 가요성을 갖는 소재로 형성될 수 있다. 구체적으로, 반사층(335)은 은박 필름으로 형성될 수 있고, 확산층(337)은 PET(Poly Ethylene Terephthalate)와 같은 가요성의 확산 시트로 형성될 수 있다.The
이하에서는, 본 실시예에 따른 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스(300)의 작동 방식을 설명한다.Hereinafter, a method of operating the diffused
대상물(N)은 종류에 따라 다양한 크기 및 외형을 가질 수 있다. 이에 따라, 대상물(N)에 요구되는 최적의 조명은 대상물(N)의 종류마다 달라질 수 있다.The object N may have various sizes and appearances depending on the type. Accordingly, the optimal illumination required for the object N may vary depending on the type of the object N.
본 실시예에 따른 출광 유닛(330)은 가요성의 광섬유 다발로 형성되는 도광층(331)을 가진다. 따라서, 출광 유닛(330)은 복수의 형태 및 각도를 갖도록 구부러지거나 휘어질 수 있다.The
이러한 구성에 의하면, 대상물(N)에 많은 광량이 필요한 경우, 출광 유닛(330)을 대상물(N) 측으로 구부려트림으로써 대상물(N)에 집중광이 조사되도록 할 수 있다. 이보다 적은 광량이 필요한 경우에는 출광 유닛(330)을 선형으로 펼 수도 있다. According to this structure, when a large amount of light is required for the object N, the focused light can be irradiated to the object N by bending the
따라서, 본 실시예에 의하면, 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스(300)를 교체할 필요 없이, 출광 유닛(330)의 각도 및 형태를 조절함으로써 복수의 종류의 대상물(N)에 최적의 조명을 제공할 수 있다.Therefore, according to this embodiment, the optimum illumination for the plurality of types of objects (N) by adjusting the angle and shape of the
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스(400)를 도시한 종단면도이다.6 is a longitudinal sectional view showing a diffuse
본 도면을 참조하면, 출광 유닛(430)은 제1 출광부(430a), 및 제2 출광부(430b)로 나뉘어질 수 있으며, 연결부(439), 및 반사 커버(441)를 포함할 수 있다.Referring to this drawing, the
제1 출광부(430a)는 출광 유닛(430)의 영역 중 베이스(410)에 연결되는 영역이다. 제2 출광부(430b)는 출광 유닛(430)의 영역 중 베이스(410)에서 떨어져서 배치되는 영역이다. 제2 출광부(430b)는 주 광원(420)과 독립적으로 점멸되도록 형성되는 보조 광원(443)을 포함할 수 있다. The first
이러한 제1 출광부(430a)와 제2 출광부(430b)는 각각 상술한 도광층(431), 산란부(433), 반사층(435), 및 확산층(437)을 포함할 수 있다.The
연결부(439)는 제1 출광부(430a)와 제2 출광부(430b)를 서로 연결하는 요소이다. 연결부(439)는 제2 출광부(430b)를 제1 출광부(430a)에 대해 선회 가능하게 연결할 수 있다.The
반사 커버(441)는 도광층(431)에서 전반사되는 전반사광이 외부로 새어나가지 않도록 하는 요소이다. 반사 커버(441)는 제1 출광부(430a)와 상기 제2 출광부(430b)가 연결되는 부위를 감싸도록 형성되어, 전반사광이 제1 출광부(430a)와 제2 출광부(430b) 사이를 왕복하도록 할 수 있다.The
이하에서는, 상술한 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스(400)의 작동 방식을 살펴본다.Hereinafter, the operation of the diffused
상술한 것과 같이, 주 광원(420)으로부터 제1 출광부(430a)로 입력된 광(Li)은 제1 출광부(430a)의 도광층(431)에서 전반사되면서 진행된다. 진행된 광은 제2 출광부(430b)와 인접한 제1 출광부(430a)의 단부로 방출된다. 방출된 광은 반사 커버(441)에 의해 반사되어 제2 출광부(430b)의 도광층(431)으로 입력된다. 제2 출광부(430b)의 도광층(431)으로 입력된 광(Li)은 제2 출광부(430b)의 산란부(433), 반사층(435), 및 확산층(437)에 의해 대상물(N) 측으로 출력된다.As described above, the light Li input from the main
제2 출광부(430b)는 보조 광원(443)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 반사 커버(441)에 의해 제2 출광부(430b)로 입력된 광(Li)의 광량이 부족한 경우, 보조 광원(443)을 점등시킴으로써 대상물(N) 측으로 충분한 광량이 출력되도록 할 수 있다.The
제2 출광부(430b)는 연결부(439)에 의해 각도가 조절될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스(400)를 교체할 필요 없이, 제2 출광부(430b)의 각도를 조절함으로써 복수의 종류의 대상물(N)에 최적의 조명을 제공할 수 있다.The angle of the second
상기와 같은 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
Such a diffused lighting device for object vision inspection is not limited to the configuration and manner of operation of the embodiments described above. The above embodiments may be configured such that various modifications may be made by selectively combining all or part of the embodiments.
200,300,400: 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스
210: 베이스 220: 주 광원
230: 출광 유닛 231: 도광층
233: 산란부 235: 반사층
237: 확산층 250: 광 안내 유닛200,300,400: Diffuse Lighting Devices for Object Vision Inspection
210: base 220: main light source
230: light exit unit 231: light guide layer
233: scattering portion 235: reflective layer
237
Claims (12)
상기 프레임에 설치되는 주 광원; 및
상기 주 광원으로부터 입력된 광을 전반사하여 전반사광을 발생시키는 도광층과, 상기 도광층의 일면에 형성되어 상기 전반사광을 산란시켜 대상물 측으로 출력광으로 출력하는 산란부를 구비하는 출광 유닛을 포함하는, 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스.
A base having a frame and through holes penetrating through the thickness direction in a central region of the frame;
A main light source installed in the frame; And
And a light emitting unit including a light guide layer which totally reflects the light input from the main light source to generate total reflection light, and a scattering unit which is formed on one surface of the light guide layer to scatter the total reflection light and output the output light to an object side. Diffuse illumination device for object vision inspection.
상기 출광 유닛은,
상기 베이스의 둘레 방향을 따라 상기 베이스에서 복수개가 방사상으로 설치되는, 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스.
The method of claim 1,
The light exit unit,
And a plurality of radially installed at the base along the circumferential direction of the base.
상기 출광 유닛은,
그 자유단이 상기 대상물 측으로 굽어지는 원호형의 종단면을 가지도록 형성되는, 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스.
The method of claim 1,
The light exit unit,
And a free end thereof formed to have an arcuate longitudinal section that is bent toward the object side.
상기 산란부는,
상기 출광 유닛에 복수개가 형성되고 상기 주 광원에 근접할수록 서로의 간격이 멀어지도록 배치되는, 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스.
The method of claim 1,
The scattering unit,
A plurality of light emitting units are formed in the light emitting unit, the closer to the main light source is arranged so that the distance from each other, the diffuse type lighting device for the vision inspection.
상기 출광 유닛은,
상기 도광층의 일면에 상기 산란부를 덮도록 설치되어 상기 출력광을 상기 대상물 측으로 반사시키도록 형성되는 반사층을 더 포함하는, 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스.The method of claim 1,
The light exit unit,
And a reflection layer disposed on one surface of the light guide layer to cover the scattering portion, and configured to reflect the output light toward the object side.
상기 출광 유닛은,
상기 도광층에서 상기 대상물과 마주하는 면에 설치되어 상기 출력광을 상기 대상물에 확산시켜 조사하도록 형성되는 확산층을 더 포함하는, 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스.
The method of claim 1,
The light exit unit,
And a diffusion layer disposed on a surface of the light guide layer facing the object, the diffusion layer being configured to diffuse and irradiate the output light onto the object.
상기 도광층은 가요성을 갖는 광섬유의 다발을 포함하고,
상기 산란부는 상기 광섬유의 외면에 형성되는 요철부를 포함하는, 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스.
The method of claim 1,
The light guide layer comprises a bundle of flexible optical fibers,
The scattering unit comprises a concave-convex portion formed on the outer surface of the optical fiber, diffuse type lighting device for the object vision inspection.
상기 출광 유닛은,
상기 베이스에 연결된 제1 출광부; 및
상기 제1 출광부에 대해 선회 가능하게 연결되며, 상기 제1 출광부보다 상기 주 광원에서 떨어져서 배치되는 제2 출광부로 나뉘어지는, 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스.The method of claim 1,
The light exit unit,
A first light output unit connected to the base; And
And pivotally connected to the first light exit portion and divided into a second light exit portion disposed away from the main light source than the first light exit portion.
상기 출광 유닛은,
상기 전반사광이 상기 제1 출광부에서 상기 제2 출광부로 진행할 수 있도록, 상기 제1 출광부와 상기 제2 출광부가 연결되는 부위를 감싸도록 형성되는 반사 커버를 더 포함하는, 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스.
10. The method of claim 9,
The light exit unit,
And a reflection cover formed to surround a portion where the first light exiting part and the second light exiting part are connected so that the total reflection light may travel from the first light exiting part to the second light exiting part. Diffused lighting device.
상기 제2 출광부는,
상기 주 광원과 독립적으로 점멸되도록 형성되는 보조 광원을 포함하는, 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스.
10. The method of claim 9,
The second light exit unit,
And an auxiliary light source configured to blink independently of said main light source.
상기 출광 유닛의 자유단에 설치되어 상기 출력광을 상기 대상물 측으로 반사시키도록 형성되는 광 안내 유닛을 더 포함하는, 대상물 비전 검사를 위한 확산형 조명 디바이스.The method of claim 1,
And a light guide unit installed at a free end of the light exiting unit and configured to reflect the output light toward the object side.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120137880A KR101346335B1 (en) | 2012-11-30 | 2012-11-30 | Diffusion type lighting device for inspecting object using vision |
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---|---|---|---|
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KR101346335B1 true KR101346335B1 (en) | 2013-12-31 |
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KR (1) | KR101346335B1 (en) |
Citations (4)
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---|---|---|---|---|
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KR101105679B1 (en) | 2009-09-10 | 2012-01-18 | 주식회사 미르기술 | Vision inspection apparatus |
KR20120033071A (en) * | 2010-09-29 | 2012-04-06 | (주) 엔지온 | Lighting apparatus for vision inspection |
KR20120087409A (en) * | 2011-01-28 | 2012-08-07 | 엘지이노텍 주식회사 | Backlight Unit |
-
2012
- 2012-11-30 KR KR1020120137880A patent/KR101346335B1/en not_active IP Right Cessation
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