KR101497523B1 - 발광 다이오드 모듈 렌즈 검사 장치 및 방법 - Google Patents

발광 다이오드 모듈 렌즈 검사 장치 및 방법 Download PDF

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유현진
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태백하이텍 주식회사
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Abstract

본 발명의 제1 측면에 따르면, LED와 렌즈를 포함하는 발광 다이오드 모듈 발광체에서 발생되는 광을 검출하여 발광 다이오드 모듈을 검사하는 발광 다이오드 모듈 렌즈 검사 장치로서, 복수의 LED와 렌즈 사출물이 차례로 배치되는 배치부; 상기 배치부보다 높은 위치에 배치되고, 렌즈 사출물에 대하여 압력을 인가하는 렌즈 가압부; 상기 렌즈 가압부의 양측으로 배치되고 상기 렌즈 가압부의 높이를 조절하는 높이 조절부; 상기 LED에 대하여 전원을 공급하는 전원 공급부; 상기 렌즈 가압부의 상부에 배치되고 상기 렌즈 가압부에 의해 상기 렌즈 사출물이 가압되는 상태에서 상기 렌즈 사출물을 통해 출력되는 광을 촬영하여 촬영물을 출력하는 촬영부; 및 상기 촬영부에서 출력되는 상기 촬영물을 분석하여 광축 상태를 판정하는 비교부; 를 포함하는 발광 다이오드 모듈 렌즈 검사 장치를 제공한다.
본 발명은, 발광다이오드 모듈의 발광체가 포함하는 렌즈를 모듈로서 조립하기 이전에 검사하여 모듈 조립 이전에 렌즈의 정합 상태를 판정할 수 있다.

Description

발광 다이오드 모듈 렌즈 검사 장치 및 방법{Apparaus and method for lens inspecting in light emitting module}
본 발명은 발광 다이오드 모듈 렌즈 검사 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발광 다이오드 모듈에 사용되는 렌즈를 모듈로서 조립하기 전에 모듈에 적용되는 렌즈 정합 상태를 검사할 수 있는 발광 다이오드 모듈 렌즈 검사 장치 및 방법에 관한 것이다.
디스플레이 장치에 대한 요구도 다양한 형태로 증가하고 있으며, 이에 부응하여 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display)등 여러 디스플레이 장치가 연구되어 사용되고 있다.
그 중 LCD의 액정 패널은 액정층 및 상기 액정층을 사이에 두고 서로 대향하는 TFT 기판 및 컬러 필터 기판을 포함한다. 그리고, 액정 패널은 화상 표시를 위한 광을 제공하는 백라이트 유닛은 광을 발생하는 발광 다이오드 모듈을 포함한다.
도 1은 발광 다이오드 모듈의 일 예의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 발광 다이오드 모듈(10)은 소정의 길이와 폭으로 형성되는 로드(11) 상에 발광체(12)가 일정 간격으로 배치되는 구성임을 알 수 있다.
발광 다이오드 모듈(10)은 단일개로 배치될 수 있지만, 복수개가 배치될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 발광체(12)의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 발광체(12)는 LED(14)와 LED(14)를 커버하고 LED(14)에서 발광된 광을 일정 방향으로 균일하게 조사하는 렌즈(16)를 포함한다.
LED(14)에서 발광된 광은 렌즈(16)를 통해 소정 방향으로 조사된다. 상기 LED(14)와 렌즈로 이루어진 발광다이오드모듈의 광축이 오차 없이 정렬되어 광의 조사가 정확하게 이루어지기 위해서는 LED(14)와 렌즈(16)가 동축선상에 배치되고, 상기 렌즈(16)의 하측 내부의 원뿔형상공간의 중심과 상측 내부의 원뿔형상공간의 중심이 일치하여야 한다.
일반적으로, 이와 같은 LED(14)와 렌즈(16)의 광축정열상태의 검사는 LED(14)와 렌즈(16)가 완성품으로서 조립된 이후에 판단하는데, LED(14)와 렌즈(16)의 조립이 완료된 후 검사를 통하여 불량으로 판정되는 경우, 완성품을 폐기 처리하거나 상기 렌즈(16)를 분리한 후 렌즈를 재접착한 후 검사를 재실시하여야 한다.
상기 발광다이오드모듈의 광축정열상태 불량의 대부분이 렌즈의 불량이라는 점을 감안하였을 때, 렌즈의 상태를 미리 검사하지 않고 LED에 장착된 상태에서 광축정열상태를 검사하고, 정열상태의 불량 발생 시 불량 렌즈를 분리하고, 새로운 렌즈를 다시 부착하는 공정을 반복하는 것은 렌즈가 불량인 경우에는 필요치 않은 검사 및 렌즈의 탈부착과정을 불필요하게 반복 실시하게 되어 생산효율성이 저하된다는 문제점을 가진다.
본 발명에 대한 선행기술로는 등록특허 10-0616684호를 예시할 수 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 발광다이오드 모듈의 발광체가 포함하는 렌즈를 모듈로서 조립하기 전에 검사하여 모듈에 적용되는 렌즈 정합 상태를 파악할 수 있는 발광 다이오드 모듈 렌즈 검사 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 측면에 따르면, LED와 렌즈를 포함하는 발광 다이오드 모듈 발광체에서 발생되는 광을 검출하여 발광 다이오드 모듈을 검사하는 발광 다이오드 모듈 렌즈 검사 장치로서, 복수의 LED와 렌즈 사출물이 차례로 배치되는 배치부; 상기 배치부보다 높은 위치에 배치되고, 렌즈 사출물에 대하여 압력을 인가하는 렌즈 가압부; 상기 렌즈 가압부의 양측으로 배치되고 상기 렌즈 가압부의 높이를 조절하는 높이 조절부; 상기 LED에 대하여 전원을 공급하는 전원 공급부; 상기 렌즈 가압부의 상부에 배치되고 상기 렌즈 가압부에 의해 상기 렌즈 사출물이 가압되는 상태에서 상기 렌즈 사출물을 통해 출력되는 광을 촬영하여 촬영물을 출력하는 촬영부; 및 상기 촬영부에서 출력되는 상기 촬영물을 분석하여 광축 상태를 판정하는 비교부; 를 포함하는 발광 다이오드 모듈 렌즈 검사 장치를 제공한다.
상기 배치부와 상기 촬영부 사이에 배치되어, 상기 LED에서 발광된 광을 확산시키는 확산판을 더 포함할 수 있다.
상기 배치부는, 상기 본체 상에 일 방향으로 이동 가능하게 배치되는 지지판과 상기 지지판 상에 배치되고 상기 LED가 삽입되는 복수개의 삽입홀이 형성되는 LED 배치 플레이트를 포함할 수 있다.
상기 배치부가 장착되는 본체 및 상기 배치부를 직선으로 이동시키는 이동 조절부를 더 포함하고, 상기 이동 조절부는, 상기 본체 상에 고정되고 일단이 상기 지지판의 일측으로 연결되는 동작 실린더를 포함할 수 있다.
상기 렌즈 가압부는, 판 형태로서, 상기 삽입홀에 대응하는 위치에 형성되는 가압홀을 포함할 수 있다.
상기 높이 조절부는, 일단이 상기 렌즈 가압부의 일측으로 연결되는 동작 실린더를 포함할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 측면에 따르면, LED와 렌즈를 포함하는 발광 다이오드 모듈 발광체에서 발생되는 광을 검출하여 발광 다이오드 모듈을 검사하는 발광 다이오드 모듈 검사 방법으로서, 상기 LED를 검사 위치에 배치하는 단계; 상기 LED 상에 상기 렌즈를 배치하는 단계; 상기 LED 상의 상기 렌즈를 가압하는 단계; 상기 LED에 대하여 전원을 인가하는 단계; 상기 렌즈를 통해 출력되는 상기 LED의 광을 상기 발광 다이오드 모듈의 전방에 배치되는 확산판을 통하여 확산시키는 단계; 상기 광이 확산된 상기 발광체를 촬영하여 촬영물을 출력하는 단계; 및 상기 촬영물의 중심점 좌우의 명도에 따른 변곡점을 구하여 상기 발광체의 광축을 판단하는 단계; 를 포함하는 발광 다이오드 모듈 렌즈 검사 방법을 제공한다.
상기 촬영물 상의 노이즈를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 광축을 판단하는 단계는, 상기 촬영물 상에서 측정선을 설정하는 단계와, 상기 측정선 상의 명도를 측정하는 단계와, 상기 측정된 명도를 표시하는 단계와, 상기 측정선을 일정 각도로 회전시키는 단계와, 상기 측정선이 최초 위치로 순환할 때까지 상기 명도를 측정하는 단계를 재수행하는 단계와, 상기 측정된 명도를 표시하는 단계와, 상기 표시된 명도의 기울기를 구하는 단계와, 상기 기울기와 기준 기울기를 비교하여 일정 범위 이내이면 변곡점으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 명도 측정은 상기 중심점에서 - 방향과 + 방향으로 각각 진행하며 수행될 수 있다.
상기 명도 측정은 화소 단위로 수행될 수 있다.
상기 명도의 기울기는 상기 명도와 상기 화소 위치의 변화량의 미분 성분일 수 있다.
상기 기준 기울기는 절대값 0.1 내지 0.3 일 수 있다.
상기 기울기와 기준 기울기의 비교는 복수회로 수행될 수 있다.
도 1은 일반적인 발광 다이오드 모듈의 일 예의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 발광체의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 측면에 따른 발광 다이오드 모듈 렌즈 검사 장치의 구성의 일 예를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 측면에 따른 발광 다이오드 모듈 렌즈 검사 장치의 구성의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 제2 측면에 따른 발광 다이오드 모듈 검사 방법의 구성을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명에서 사용하는 렌즈 사출물의 일 예의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 3에 도시된 발광 다이오드 모듈 렌즈 검사 장치의 동작 상태의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에서 사용하는 촬영부의 일 예의 구성을 나타내는 도면이다.
도 9는 확산판의 배치 상태의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 10은 촬영부에서 출력되는 촬영물의 일 예를 나타나는 도면이다.
도 11은 광축을 판단하는 단계의 구성을 나타내는 흐름도이다.
도 12는 측정된 명도값의 일 예를 나타내는 그래프이다.
도 13은 도 12의 A1을 상세히 나타내는 도면이다.
도 14는 촬영물 상의 변곡점을 나타내는 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제1 측면에 따른 발광 다이오드 모듈 렌즈 검사 장치의 구성의 일 예를 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1 측면에 따른 발광 다이오드 모듈 렌즈 검사 장치의 구성의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 측면에 따른 발광 다이오드 모듈 렌즈 검사 장치(100)는 본체(110), 배치부(120), 이동 조절부(130), 렌즈 가압부(140), 높이 조절부(150), 전원 공급부(160), 촬영부(170) 및 비교부(180)를 포함한다.
또한, 도 5는 본 발명의 제2 측면에 따른 발광 다이오드 모듈 검사 방법의 구성을 나타내는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 측면에 따른 발광 다이오드 모듈 검사 방법은 LED를 검사 위치에 배치하는 단계(S110), LED 상에 상기 렌즈를 배치하는 단계(S120), LED 상의 상기 렌즈를 가압하는 단계(S130), LED에 대하여 전원을 인가하는 단계(S140), 광을 확산시키는 단계(S150), 촬영물을 출력하는 단계(S160) 및 광축을 판단하는 단계(S170)를 포함한다.
도면을 참조하여, 본 발명의 구성과 방법을 차례대로 설명하기로 한다.
본체(110) 상에는 후술하는 구성 요소들이 배치된다. 본체(110)는 검사 작업이 진행되는 동안 흔들림이 발생되지 않도록 소정의 강도를 갖는 금속으로 제작되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서, 본체(110)는 평판 형태이지만, 사용자의 필요에 따라 다양한 형태로 제작되는 것이 바람직하다.
본체(110) 상에는 배치부(120)가 배치된다.
배치부(120)에는 LED(14)와 검사 대상인 렌즈(16)가 차례로 배치된다(S120, S130). 여기서, 배치부(120)에 배치되는 LED(14)는 기판 상에 조립된 상태로서, 정품 발광체(12)에 사용되는 것과 동일한 상태와 규격인 것이 바람직하다.
그리고, 렌즈(16)는 렌즈 사출 기기를 이용하여 사출되는 방식으로 제작될 수 있다. 렌즈(16)는 렌즈 사출 기기에서 사출된 형태이다. 도 6은 본 발명에서 사용하는 렌즈 사출물의 일 예의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, LED(14) 상부에 배치되는 렌즈는 복수개의 렌즈 사출물(20)이 러너(runner)에 부착된 상태이다. 여기서, 렌즈 사출물의 단면 형태는 사용자의 필요에 따라 다양하게 설정될 수 있으므로 이에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
배치부(120)는 지지판(122), 배치 플레이트(124)를 포함한다.
지지판(122)은 소정의 크기를 갖는 직사각형으로서, 본체(110) 상에서 일 방향으로 이동 가능하게 배치된다.
지지판(122)의 상부에는 소정의 지지대(125)가 양측으로 배치되어 있는 정사각형의 배치 플레이트(124)가 하나 또는 그 이상으로 배치되고, 동시에 이동할 수 있다.
배치 플레이트(124)는 렌즈(16)가 조립되는 발광 다이오드 모듈의 형태와 동일한 것이 바람직하다.
배치 플레이트(124) 상에는 LED(14)와 렌즈(16)가 삽입 배치될 수 있는 삽입홀(126)이 복수개로 형성된다.
여기서, 삽입홀(126)의 형성 개수와 형태는 렌즈 사출물의 형태에 대응하는 것이 바람직하다.
지지판(122)의 일측으로는 이동 조절부(130)가 연결된다.
이동 조절부(130)는 본체(110) 상에 고정되고, 일단은 지지판(122)의 일측으로 연결되는 실린더를 포함한다, 여기서, 실린더는 공압 실린더 또는 유압 실린더를 사용할 수 있다. 또한, 실린더 이외에도 직선 방향으로 전후진할 수 있는 구성 요소(예를 들어 LM 가이드)를 포함할 수 있다.
이동 조절부(130)에 의해 배치부(120)는 본체(110) 상에서 일측 방향으로 직선 이동할 수 있다.
배치부(120)의 상부로는 렌즈 가압부(140)가 배치된다.
렌즈 가압부(140)는 소정의 크기를 갖는 판 형태로서, 삽입홀(126)에 배치되어 있는 렌즈(16)에 대하여 소정의 압력을 인가하여, 렌즈(16)가 LED(14)에 밀착될 수 있도록 한다. 렌즈 가압부(140)의 면적은 하부에 배치되어 있는 배치 플레이트(124)를 커버할 수 있는 정도인 것이 바람직하다.
여기서, 렌즈 가압부(140) 상에는 복수의 삽입홀(126) 각각에 대응할 수 있도록 복수의 가압홀(142)이 형성된다. 가압홀(142)의 직경은 렌즈(16)의 크기에 대응하며, 그 내주가 렌즈(16)의 외주에 걸리는 정도인 것이 바람직하다.
렌즈 가압부(140)의 양측으로는 렌즈 가압부(140)의 높이를 조절할 수 있는 높이 조절부(150)가 배치된다.
높이 조절부(150)는 일단은 본체(110) 상에 연결되고, 타단은 렌즈 가압부(140)에 연결되는 실린더를 포함한다. 양측의 높이 조절부(150)는 서로 동일한 구성으로 이루어지고, 서로 연동하는 것이 바람직하다.
여기서, 높이 조절부(150)는 동작의 안정화를 위해 복수의 실린더를 포함할 수 있다.
도 7은 도 3에 도시된 발광 다이오드 모듈 렌즈 검사 장치의 동작 상태의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 삽입홀(126) 상에 LED(14)와 렌즈(16)가 배치되면, 이동 조절부(130)를 동작시켜 배치부(120)가 가압부(140)의 하부에 위치되도록 한다.
이후, 높이 조절부(150)가 동작하여 가압부(140)가 하강하며, 렌즈(16)를 가압한다(S130).
여기서, LED(14)는 전원을 공급하는 전원 공급부(160)와 연결된 상태로서, 전원 공급부(160)는 LED(14)에 대하여 소정의 전원을 공급할 수 있다(S140). 또한, 전원 공급부(160)는 전원 공급 시, 후술하는 촬영부(170)로 소정의 신호를 출력하여 연동이 가능하도록 하는 것이 바람직하다.
전원 공급부(160)는 검사 대상인 LED 모듈(10)에 대하여 전원을 공급하여 LED 모듈(10)의 발광체(12)의 검사 시 발광체(12)가 발광될 수 있도록 한다.
전원 공급부(160)는 배치부(120)에 배치된 LED(14)에 발광 동작에 필요한 전원을 인가한다. 이때, 전원 공급부(160)에서 공급하는 전원은 LED(16)의 발광에 필요한 정격 전류이다.
LED(16)는 전원을 공급받아 소정의 밝기로 발광한다.
촬영부(170)는 렌즈 가압부(140)의 직 상부에 배치되어, 렌즈(16)를 통해 조사되는 광을 촬영한 후, 촬영물을 출력하는 것이 바람직하다.
도 8은 본 발명에서 사용하는 촬영부의 일 예를 나타낸다.
촬영부(170)는 LED(14)에 전원이 공급되어 발광이 이루어질 때 가압되고 있는 렌즈(16)을 통해 LED(14)를 촬영하여 촬영물을 출력한다(S160). 이를 위해, 촬영부(170)는 전원 공급부(160)와 신호 전달이 가능하게 연결되는 것이 바람직하다. 또한, 촬영부(170)는 전원 공급부(160)를 통해 필요한 전원을 공급받을 수 있다.
여기서, 출력되는 촬영물은 명도 상태의 확인이 가능한 흑백 영상일 수 있다. 또한, 흑백 영상인 경우 인식성 향상을 위해 컬러화 처리될 수 있다.
촬영부(170)는 촬영 직후 그래픽 파일 형태의 촬영물을 출력하는 디지털 카메라 또는 카메라 모듈인 것이 바람직하다. 따라서, 촬영부(170)에서 출력되는 촬영물은 소정의 픽셀 사이즈(예를 들어 1024x768)를 갖는 그래픽 파일(예를 들어, jpg, tif 등) 일 수 있다.
본 실시예에서는, 촬영부(170)는 사용자의 필요에 따라 노출 시간 조절이 가능하고 CCD 또는 CMOS와 같은 고체 촬영 소자를 사용하는 카메라를 사용하는 것이 바람직하다.
본 실시예에서, 촬영 효율의 향상을 위해 촬영부(170)는 서로 연동하는 한 쌍의 카메라를 포함하고, 각각의 카메라는 배치 플레이트(124)의 상부에 배치된다. 여기서, 촬영부(170)가 포함하는 카메라의 개수는 배치 플레이트(124)의 개수에 대응하게 설정될 수 있다.
촬영부(170)는 배치 플레이트(124)의 상부에서 1회의 촬영으로 배치 플레이트(124) 상의 LED(14) 전체를 촬영할 수 있지만, 각각의 LED(14)에 대하여 개별적으로 촬영을 수행할 수도 있다.
촬영에 의해 얻어진 촬영물은 후술하는 비교부(150)로 출력된다. 이때, 출력되는 촬영물 상에는 촬영부(130)의 촬영 소자가 자체적으로 갖고 있는 열점(hot pixel)과 같은 노이즈(noise)가 포함될 수 있으므로, 노이즈를 제거하는 단계를 수행하여 촬영물 상에서 노이즈를 제거하는 것이 바람직하다(S164).
한편, 검사 대상인 발광체(12)와 촬영부(170)의 사이에는 확산판(172)이 배치될 수 있다.
확산판(172)은 발광체(12)에서 발광된 광을 확산시켜, 촬영물 상에서 LED(14) 부분만 밝게 나타나는 것을 방지한다. 또한, 확산판(172)은 발광체(12)에서 발광된 광을 확산시켜, 광축이 정렬되어 있는 발광체에 대한 촬영물의 경우 촬영물 전체에 걸쳐 균일한 명도가 나타나도록 한다(S150).
도 9는 확산판의 배치 상태의 일 예를 나타내는 도면이다.
확산판(172)은 LED 모듈(10) 전체를 커버하도록 배치될 수 있지만, 도 9와 같이 LED 모듈(10)이 포함하고 있는 복수개의 발광체(12) 중, 촬영 대상인 발광 다이오드와 렌즈만을 커버하도록 배치될 수 있다.
여기서, 확산판(172)은 렌즈(16)와 0.75mm 내지 2.25mm 이격되어 배치되는 등, 사용자의 필요에 따라 소정의 이격 거리를 갖는 것이 바람직하다.
한편, 발광체(12)의 검사 위치에는 외부에서 유입되는 광에 의해 촬영물에 영향을 주는 것을 방지하기 위해 차광막이 설치되는 것이 바람직하다.
비교부(180)는 촬영부(170)에서 출력되는 촬영물을 이용하여 LED(14)와 렌즈(16)의 정합 상태 및 렌즈(16)의 제작 상태를 판정할 수 있다.
이를 위해, 비교부(180)는 소정의 기억 장소에 LED(14)와 렌즈(16)를 포함하는 정품 발광체에 대한 영상이 저장되어 있다. 비교부(180)는 촬영부(170)에서 출력되는 촬영물과 기 저장되어 있는 영상을 비교하여 발광 다이오드 모듈에 조립 예정인 렌즈(16)의 정합 상태에 대한 양불을 판정한 후, 이를 표시부(190)를 통해 표시할 수 있다.
비교부(180)에서 수행되는 렌즈 정합 상태에 대한 양불 판정은 다음과 같이 수행될 수 있다.
도 10은 촬영부(170)에서 출력되는 촬영물의 일 예를 나타나는 도면이다.
도 10을 참조하면, 촬영물은 가조립 상태의 LED(14)와 렌즈(16)에서 출력되는 광이 확산판(172)을 통과하며 소정의 확산도로 확산된 상태임을 알 수 있다.
도 11은 광축을 판단하는 단계(S170)의 구성을 나타내는 흐름도이다.
우선, 명도 측정을 위한 측정선을 설정한다(S171). 여기서, 다시, 도 10을 참조하기로 한다.
다시 도 10을 참조하면, 도면 상에는 수평선으로 중심점(C)를 지나는 선(A)이 도시되어 있음을 알 수 있다. 도시된 선은 촬영물 상에서의 명도 측정이 이루어지는 측정선이다.
우선, 촬영물 상에서 렌즈의 중심축을 수평으로 지나는 측정선(A)을 설정(S171)한 후, 설정된 측정선(A)을 따라 명도 측정(S172)이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. 이때, 명도 측정의 시작점은 측정선(A)의 중심에 위치하는 중심점(C)인 것이 바람직하다. 그리고, 중심점(C)에서 시작한 명도 측정은 중심축에서 양측 단부를 향하여 진행하는 것이 바람직하다. 여기서, 중심점(C)은 렌즈의 중심축과 동일하게 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 측정선(A)에 대한 명도 측정이 완료되면, 이를 그래프상에 표시한다(S173).
이후, 측정선(A)을 중심축을 기준으로 소정의 각도(예를 들어 0.5도)로 회전시킨 후(S174), 측정선(A) 상의 명도 측정을 재 수행한다. 측정선(A) 상의 명도 측정은 측정선(A)이 최초의 위치로 순환할 때까지(S175) 회전시마다 반복적으로 수행되는 것이 바람직하다.
사용자는 상기 단계에서 측정된 명도를 그래프 상에 표시한다(S176). 그래프 상에서의 명도값 표시가 완료되면, 사용자는 표시된 각각의 값을 서로 연결한다.
도 12는 측정된 명도값을 일 예를 나타내는 그래프로서, 표시된 값을 연결함으로서 측정된 명도값은 소정 형태의 곡선으로 나타남을 알 수 있다. 도 12에 도시된 그래프는 단일의 측정선에 대한 명도값을 나타낸다.
도 12에서, 촬영물 상에서 측정선의 중심축과의 거리는 X값으로, 명도값은 Y축값으로 표시하였다. 여기서, X축상의 -값은 중심축의 좌측에 위치되어 있음을 나타낸다.
이후, 사용자는 그래프 상에서의 명도 곡선의 기울기를 환산(S177)하고, 그 기울기가 일정 범위 이내인 경우에는 그 지점을 변곡점으로 판단할 수 있다.
여기서 변곡점이란, 위로 볼록인 상태에서 오목인 상태로, 또는 위로 오목인 상태에서 볼록인 상태로 변하는 점으로서, 광축 상태가 정상인 경우 중심점을 기준으로 양측으로 동일한 위치에 동일한 기울기로서 한 쌍의 변곡점이 표시될 수 있다. 따라서, 본원발명에서는 명도 곡선의 기울기를 측정한 후 이를 이용하여 변곡점을 환산하여 광축 상태를 판단할 수 있다.
기울기를 환산하는 단계(S177)는 각 화소에서 측정된 명도값의 변화를 나타내는 기울기를 환산하는 단계이다. 기울기는 다음과 같이 환산한다.
도 13은 도 12의 A1을 상세히 나타내는 도면으로서, 화소의 위치에 따른 명도값의 변화를 나타내고 있다. 가조립 상태의 LED(14)와 렌즈(16)의 소정 위치를 촬영한 화소에서 측정한 명도값(a)은 이웃하는 화소에서 측정한 명도값(b)과는 차이가 있음을 알 수 있다. 도면에서는 기울기 측정의 이해를 위해 a와 b의 이격 거리가 크게 도시되어 있으나, 실제로는 a와 b는 서로 이웃하여 위치될 수 있다.
화소값의 위치 차이(dx)와 명도값의 차이(dy)를 환산한 후, (dy/dx)의 미분 성분을 환산하여 그 값을 기울기로 정한다.
정해진 기울기는 기준 기울기와 비교한다(S177-1). 여기서, 기준 기울기는 사용자의 필요(제품의 광축 정밀도 등)에 따라 다양하게 설정될 수 있지만, 본 발명에서는 기준 기울기는 절대값 0.1 내지 0.3으로 설정하는 것이 바람직하다.
여기서, 미분값의 절대값이 일정 범위 내에 있으면 그 위치를 변곡점으로 판단할 수 있다. 다만, 촬영부(170)에서의 촬영 오차 또는 렌즈 결점 등에 의해 발생될 수 있는 오류를 방지하기 위해 기준 기울기와의 비교 회수를 카운트(S177-2)하며 복수회로 수행되는 것이 바람직하다. 기울기가 기준 기울기 범위 내이면 그 위치를 변곡점으로 판단(S177-3)한다. 여기서, 미분값의 절대값과 기준 기울기와의 비교 회수는 15회 내지 30회인 것이 바람직하다.
이때, 변곡점 판단의 오류를 방지하기 위해 비교회수를 카운트(S177-2) 한 후, 판정회수가 일정 회수 미만(S177-5)이면, 이웃 화소의 명도를 측정하여 그 기울기를 환산(S177-7) 한 후, 기울기에 의해 변곡점을 판정하는 상기 단계를 다시 수행하는 것이 바람직하다.
판정회수가 일정 회수 이상(S177-5)이면, 변곡점 판정 회수가 전체 비교 회수에서 일정 회수 이상인지 판단(S177-6)하여, 설정치 이상이면 변곡점으로 확정(S177-8)하여, 표시부(160)를 통해 광축이 정렬된 것으로 표시한다. 그러나, 변곡점 판정 회수가 전체 비교 회수에서 일정 이하이면, 변곡점이 아닌 것으로 판단하여 기울기 측정을 계속 수행하는 것이 바람직하다.
상기한 단계에서, 비교 회수와 판정 회수는 사용자의 필요(제품 정밀도 등)에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
도 14는 촬영물 상의 변곡점을 나타내는 도면으로서, 측정선을 중심축을 기준으로 회전시키며 명도 측정을 연속적으로 수행하며 얻어진 변곡점(B)을 연속적으로 표시한 도면이다.
도 14와 같이 변곡점의 연속적인 배치 상태가 발광체와 동심원 상태에 있게 되면 렌즈의 정합 상태가 양호한 것으로 판단할 수 있다.
한편, 상기와 같이 변곡점은 중심점을 기준으로 양측에 각각 변곡점이 있는 것으로 환산되는 것이 바람직하지만, 비교에 사용되는 기준 기울기에 따라서는 중심점의 어느 일측에만 변곡점이 있는 것으로 판단될 수 있다. 이러한 경우는 검사 대상인 렌즈(16)의 정합 상태는 변곡점이 있는 방향으로 오류가 크게 있는 것으로 판단할 수 있다. 이 경우에는, 표시부(160)를 이용하여 사용자에게 오류 표시와 오류 방향을 알리는 것이 바람직하다.
또한, 중심점 양측에 각각 2개의 변곡점이 구해진 경우에도 다음과 같이 비교를 하는 것이 바람직하다. 사용자는 발광체의 사양에 따른 표준적인 변곡점의 위치와 명도 측정에 의해 얻어진 변곡점의 위치와 기울기를 서로 비교하여, 그 차이가 일정 이내인지 판단한다. 판단결과, 오차 범위 이내이면, 레즈의 정합 상태가 양호한 것으로 판단할 수 있지만, 오차 범위를 벗어나는 경우에는 정합 상태가 양호하지 않은 것으로 판단할 수 있다.
정합 상태가 양호하지 않은 경우, 2개의 변곡점 중, 높이가 높은 변곡점이 위치된 방향으로 오류가 있는 것으로 판단한다.
광축 상태에 대한 판단이 완료되면, 표시부(190)를 통하여 광축 상태를 알리도록 한다.
상기와 같은 광축 측정이 이루어질 때, 렌즈(16)의 종류에 따라 높이가 다르게 설정될 수 있으므로, 확산판(172)과 렌즈(16)의 이격 거리를 측정하고, 실제 측정된 이격 거리와 설정된 값을 비교하여 그 차이만큼 확산판(172)을 이동시키는 것이 바람직하다.
본 발명은, 발광다이오드 모듈의 발광체가 포함하는 렌즈를 모듈로서 조립하기 이전에 검사하여 모듈 조립 이전에 렌즈의 정합 상태를 판정하여, 불량 렌즈를 조립 전에 제거하여 불필요한 검사공정과, 렌즈부착 및 렌즈제거공정이 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 발광 다이오드 모듈 렌즈 검사 장치
110: 본체
120: 배치부
130: 이동 조절부
140: 렌즈 가압부
150: 높이 조절부
160: 전원 공급부
170: 촬영부
180: 비교부
190: 표시부

Claims (14)

  1. LED와 렌즈를 포함하는 발광 다이오드 모듈 발광체에서 발생되는 광을 검출하여 발광 다이오드 모듈을 검사하는 발광 다이오드 모듈 렌즈 검사 장치로서,
    복수의 LED와 렌즈 사출물이 차례로 배치되는 배치부;
    상기 배치부보다 높은 위치에 배치되고, 렌즈 사출물에 대하여 압력을 인가하는 렌즈 가압부;
    상기 렌즈 가압부의 양측으로 배치되고 상기 렌즈 가압부의 높이를 조절하는 높이 조절부;
    상기 LED에 대하여 전원을 공급하는 전원 공급부;
    상기 렌즈 가압부의 상부에 배치되고 상기 렌즈 가압부에 의해 상기 렌즈 사출물이 가압되는 상태에서 상기 렌즈 사출물을 통해 출력되는 광을 촬영하여 촬영물을 출력하는 촬영부; 및
    상기 촬영부에서 출력되는 상기 촬영물을 분석하여 광축 상태를 판정하는 비교부; 를 포함하는 발광 다이오드 모듈 렌즈 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배치부와 상기 촬영부 사이에 배치되어, 상기 LED에서 발광된 광을 확산시키는 확산판을 더 포함하는 발광 다이오드 모듈 렌즈 검사 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배치부는,
    본체 상에 일 방향으로 이동 가능하게 배치되는 지지판과;
    상기 지지판 상에 배치되고 상기 LED가 삽입되는 복수개의 삽입홀이 형성되는 LED 배치 플레이트를 포함하는 발광 다이오드 모듈 렌즈 검사 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 배치부가 장착되는 본체 및 상기 배치부를 직선으로 이동시키는 이동 조절부를 더 포함하고,
    상기 이동 조절부는,
    상기 본체 상에 고정되고 일단이 상기 지지판의 일측으로 연결되는 동작 실린더를 포함하는 발광 다이오드 모듈 렌즈 검사 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 렌즈 가압부는,
    판 형태로서, 상기 삽입홀에 대응하는 위치에 형성되는 가압홀을 포함하는 발광 다이오드 모듈 렌즈 검사 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 높이 조절부는,
    일단이 상기 렌즈 가압부의 일측으로 연결되는 동작 실린더를 포함하는 발광 다이오드 모듈 렌즈 검사 장치.
  7. LED와 렌즈를 포함하는 발광 다이오드 모듈 발광체에서 발생되는 광을 검출하여 발광 다이오드 모듈을 검사하는 발광 다이오드 모듈 검사 방법으로서,
    상기 LED를 검사 위치에 배치하는 단계;
    상기 LED 상에 상기 렌즈를 배치하는 단계;
    상기 LED 상의 상기 렌즈를 가압하는 단계;
    상기 LED에 대하여 전원을 인가하는 단계;
    상기 렌즈를 통해 출력되는 상기 LED의 광을 상기 발광 다이오드 모듈의 전방에 배치되는 확산판을 통하여 확산시키는 단계;
    상기 광이 확산된 상기 발광체를 촬영하여 촬영물을 출력하는 단계; 및
    상기 촬영물의 중심점 좌우의 명도에 따른 변곡점을 구하여 상기 발광체의 광축을 판단하는 단계; 를 포함하는 발광 다이오드 모듈 렌즈 검사 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 촬영물 상의 노이즈를 제거하는 단계를 더 포함하는 발광 다이오드 모듈 렌즈 검사 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 광축을 판단하는 단계는,
    상기 촬영물 상에서 측정선을 설정하는 단계와,
    상기 측정선 상의 명도를 측정하는 단계와,
    상기 측정된 명도를 표시하는 단계와,
    상기 측정선을 일정 각도로 회전시키는 단계와,
    상기 측정선이 최초 위치로 순환할 때까지 상기 명도를 측정하는 단계를 재수행하는 단계와,
    상기 측정된 명도를 표시하는 단계와,
    상기 표시된 명도의 기울기를 구하는 단계와,
    상기 기울기와 기준 기울기를 비교하여 일정 범위 이내이면 변곡점으로 판단하는 단계를 포함하는 발광 다이오드 모듈 렌즈 검사 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 명도 측정은 상기 중심점에서 - 방향과 + 방향으로 각각 진행하며 수행되는 발광 다이오드 모듈 렌즈 검사 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 명도 측정은 화소 단위로 수행되는 발광 다이오드 모듈 렌즈 검사 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 명도의 기울기는 상기 명도와 상기 화소 위치의 변화량의 미분 성분인 발광 다이오드 모듈 렌즈 검사 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 기준 기울기는 절대값 0.1 내지 0.3 인 발광 다이오드 모듈 렌즈 검사 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 기울기와 기준 기울기의 비교는 복수회로 수행되는 발광 다이오드 모듈 렌즈 검사 방법.
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