KR101566391B1 - 렌즈 이미지상의 빛튐 검출 방법 - Google Patents

렌즈 이미지상의 빛튐 검출 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, LED와 렌즈를 포함하는 발광체의 빛튐을 검출하는 방법으로서, 상기 렌즈 상측에 광을 확산시키는 확산판을 배치하는 단계; 상기 렌즈와 상기 확산판을 통하여 촬영하고 촬영물을 출력하는 단계; 상기 촬영물 상에서 검출 영역을 설정하는 단계; 상기 검출 영역의 광도의 평균값을 환산하는 단계; 상기 평균값과 상기 검출 영역의 광도를 비교하는 단계; 및 상기 단계에서의 비교 결과 상기 평균값보다 일정값 이상 높은 광도를 갖는 영역을 빛튐으로 설정하는 단계를 포함하는 렌즈 이미지상의 빛튐 검출 방법을 제공한다.
본 발명은, 백라이트 유닛에서 사용하는 LED 모듈의 렌즈에 의해 형성된 이미지상에 설정된 영역에서 일정 이상의 광도를 갖는 부분을 이미지상의 빛튐으로서 검출할 수 있다.

Description

렌즈 이미지상의 빛튐 검출 방법{Smudge detecting method in lens image}
본 발명은 렌즈 이미지상의 빛튐 검출 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 렌즈에 의해 형성된 이미지상에 설정된 영역에서 일정 이상의 광도를 갖는 부분을 이미지상의 빛튐으로서 검출하는 렌즈 이미지상의 빛튐 검출 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 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 LED 모듈을 포함한다.
도 1은 LED 모듈의 일 예의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 발광 다이오드 모듈(이하; LED 모듈)(10)은 소정의 길이와 폭으로 형성되는 로드(11) 상에 발광체(12)가 일정 간격으로 배치되는 구성임을 알 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 발광체(12)의 형태를 나타내는 평면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 발광체(12)의 구성의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 발광체(12)는 LED(14)와 LED(14)를 커버하고 LED(14)에서 발광된 광을 일정 방향으로 균일하게 조사하는 렌즈(16)를 포함한다.
이때, 도 3에 도시된 바와 같이 렌즈(16)는 일면이 구면인 평볼록 형태의 렌즈일 수 있다. 그리고, 광의 집광을 할 수 있다면, LED 모듈(10)에서 사용하는 렌즈의 형태는 사용자의 필요에 따라 다양하게 형성될 수 있다.
한편, 렌즈에 의해 형성되는 영상(image)은 상 전체에 걸쳐 일정한 광도를 유지하거나, 중심부에서 주위로 갈수록 일정하게 광도가 감소되는 것이 바람직하지만, 다양한 원인(렌즈 내부의 불균일 등)에 의해 영상의 일부분이 주위보다 밝은 '빛튐'이 발생하는 문제점이 있다. 여기서, '빛튐'은 광학 기구에 의해 형성에서 영상의 일부 영역에서 광도가 지나치게 밝게 나타나는 현상으로, 핫스폿(hot spot)이라고도 불리운다.
영상내의 빛튐은, 백라이트 유닛이 사용되는 액정 패널에 의해 표시되는 화상의 불량의 원인이 되므로, 렌즈 제작 단계에서 이를 용이하게 검출할 필요가 있다.
본 발명에 대한 선행기술로는 등록특허 10-0602397호를 예시할 수 있다.
본 발명은 상기한 필요성을 해결하기 위한 것으로서, 백라이트 유닛에서 사용하는 LED 모듈의 렌즈에 의해 형성된 이미지상에 설정된 영역에서 일정 이상의 광도를 갖는 부분을 이미지상의 빛튐으로서 검출하는 렌즈 이미지상의 빛튐 검출 방법에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, LED와 렌즈를 포함하는 발광체의 빛튐을 검출하는 방법으로서, 상기 렌즈 상측에 광을 확산시키는 확산판을 배치하는 단계; 상기 렌즈와 상기 확산판을 통하여 촬영하고 촬영물을 출력하는 단계; 상기 촬영물 상에서 검출 영역을 설정하는 단계; 상기 검출 영역의 광도의 평균값을 환산하는 단계; 상기 평균값과 상기 검출 영역의 광도를 비교하는 단계; 및 상기 단계에서의 비교 결과 상기 평균값보다 일정값 이상 높은 광도를 갖는 영역을 빛튐으로 설정하는 단계를 포함하는 렌즈 이미지상의 빛튐 검출 방법을 제공한다.
상기 렌즈와 상기 확산판의 이격 간격은 0.6 내지 1.0 mm 일 수 있다.
상기 검출 영역은 일정한 폭을 갖고 중심점이 상기 이미지의 중심점과 일치하는 링 형태일 수 있다.
상기 검출 영역은 복수의 픽셀을 포함할 수 있다.
상기 평균값은, 상기 복수의 픽셀 각각의 광도를 측정하여 환산될 수 있다.
상기 비교하는 단계는, 상기 평균값과 상기 복수의 픽셀 각각의 광도를 비교할 수 있다.
상기와 같은 본 발명은, 백라이트 유닛에서 사용하는 LED 모듈의 렌즈에 의해 형성된 이미지상에 설정된 영역에서 일정 이상의 광도를 갖는 부분을 이미지상의 빛튐으로서 검출할 수 있다.
도 1은 LED 모듈의 일 예의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 발광체의 형태를 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 발광체의 구성의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 렌즈 이미지상의 빛튐 검출 방법의 구성을 나타내는 흐름도이다.
도 5은 본 발명에 따른 렌즈 이미지상의 빛튐 검출 방법의 수행을 위해 사용되는 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6은 확산판의 배치 상태의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 촬영부에서 출력되는 촬영물의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 촬영부에서 출력되는 촬영물의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 촬영물 상에 설정된 검출 영역의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 10은 촬영물 상의 검출 영역만을 도출한 일 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 촬영물 상에서의 설정된 빛튐의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 12는 촬영물 상의 빛튐만을 도출한 예를 나타내는 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 렌즈 이미지상의 빛튐 검출 방법의 구성을 나타내는 흐름도이다. 또한, 도 5는 본 발명에 따른 렌즈 이미지상의 빛튐 검출 방법의 수행을 위해 사용되는 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 렌즈 이미지상의 빛튐 검출 방법은 확산판을 배치하는 단계(S120), 촬영물을 출력하는 단계(S130), 검출 영역을 설정하는 단계(S140), 평균값을 환산하는 단계(S150), 비교하는 단계(S160) 및 빛튐으로 설정하는 단계(S170)를 포함한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 수행을 위해 사용되는 장치(100)는 전원 공급부(110), 촬영부(140), 판단부(150), 기록부(160) 및 출력부(170)를 포함한다.
도 4에 도시된 본 발명의 각 단계는 도 5에 도시된 장치의 각 구성 요소를 참조하여 설명하기로 한다.
렌즈를 배치하는 단계(S110)에서는 검사 대상인 렌즈가 LED와 함께 발광체로 조립된 상태에서 소정의 스테이지 상에 배치 고정된다. 따라서, 렌즈는 LED(미도시)에서 발광된 광이 지나는 광로 상에 배치된다. 또한, 렌즈는 LED와 후술하는 촬영부(140) 사이에 배치되어, 렌즈를 통과한 광이 촬영부에 의해 용이하게 촬영될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
여기서, 발광체가 배치 고정되는 스테이지는 지면상에 고정되도록 하여 LED에 대한 측정이 이루어지는 동안 흔들림 발생과 같이 측정에 영향을 주는 현상이 방지될 수 있도록 한다.
또한, 스테이지는 필요에 따라 발광체의 위치를 X, Y, Z 방향으로 이동시킬 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 이는 발광체와 촬영부가 동일한 광로상에 배치되도록 하기 위함이다. 그리고, 배치된 LED에 대하여는 소정의 전원이 인가될 수 있도록 전원 공급부(110)가 연결된다.
또한, 스테이지는 발광체의 각도를 조절할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
확산판을 배치하는 단계(S120)는 촬영부(140)와 발광체(14) 사이에 확산판(120)을 배치한다.
도 6은 확산판의 배치 상태의 일 예를 나타내는 도면이다.
확산판(120)은 본 발명에서의 검사 대상인 렌즈가 사용되는 백라이트 유닛에서 LED에서 발광된 후 렌즈를 통과한 광을 소정 범위로 확산시키는 구성 요소이다. 따라서, 렌즈에 대한 검사를 위해, 촬영부(140)는 확산판(120)을 통과한 광을 촬영한 후, 촬영물을 출력한다. 이때, 확산판(120)은 백라이트 유닛에 적용 시, 확산을 위해 렌즈와의 이격 거리는 대략 7mm 의 이격거리를 갖지만, 본 발명에서는 렌즈 이미지의 빛튐을 극대화하기 위해 이격 거리는 보다 작게 설정되는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 렌즈와 확산판의 이격 거리가 0.6 내지 1.0mm로 설정되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.8mm로 설정될 수 있다.
촬영물을 출력하는 단계(S130)는 LED에 전원이 인가되어 발광되도록 하는 상태에서 발광된 광이 렌즈를 통과한 후, 이를 촬영하여 얻어진 촬영물을 출력하는 단계이다.
촬영물을 출력하는 단계(S130)의 수행을 위해, 촬영부(140)가 적용된다.
촬영부(140)는 LED에 전원이 공급되어 발광이 이루어질 때 렌즈를 통과한 광을 촬영하여 촬영물을 출력한다. 이를 위해, 촬영부(140)는 전원 공급부(110)와 신호 전달이 가능하게 연결되어, 전원 공급부(110)와 촬영부(140)의 동작이 연동될 수 있다. 촬영부(140)는 발광체의 직상방에 배치될 수 있다. 또한, 촬영부(140)는 사용자의 필요에 따라 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동 가능하게 배치될 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(140)는 촬영 직후 그래픽 파일 형태의 촬영물을 출력하는 디지털 카메라 또는 디지털 카메라 모듈인 것이 바람직하다. 따라서, 촬영부(140)에서 출력되는 촬영물은 소정의 픽셀 사이즈(예를 들어 1024x768)를 갖는 그래픽 파일(예를 들어, jpg, tif 등) 일 수 있다.
본 실시예에서는, 촬영부(140)는 사용자의 필요에 따라 노출 시간 조절이 가능하고 CCD 또는 CMOS와 같은 고체 촬영 소자를 사용하는 카메라를 사용하는 것이 바람직하다.
도 7은 촬영부에서 출력되는 촬영물의 일 예를 나타내는 도면으로서, (a)는 백라이트 유닛과 동일한 이격거리가 적용되었을 때의 촬영물을 나타내고, (b)는 0.8mm의 이격거리가 적용되었을 때의 촬영물을 나타낸다.
도 7을 참조하면, 확산판과 렌즈의 이격거리가 적게 적용되면 확산의 정도가 적어 촬영물의 중심부의 광도가 높게 나타남을 알 수 있다.
촬영부(140)에서 출력되는 촬영물은 판단부(150)로 입력된다.
검출 영역을 설정하는 단계(S140)는 촬영부(140)에서 출력된 촬영물 상에서 빛튐이 발생되는 예상 영역을 설정하는 단계이다.
검출 영역의 설정은 다음과 같이 이루어진다.
도 8은 촬영부(140)에서 출력되는 촬영물의 일 예를 나타내는 도면이다.
우선, 판단부(150)는 도 8에 나타나 있는 촬영물 상에서, LED 이미지의 중심점을 구하고, 중심점을 기준으로 하여, 폭이 일정한 링 형태의 검출 영역을 설정한다.
도 9는 촬영물 상에 설정된 검출 영역의 일 예를 나타내는 도면이다. 여기서, 검출 영역의 중심점은 LED 이미지의 중심점과 일치하는 것이 바람직하다. 이때, 검출 영역(DA; detecting area)은 소정의 폭으로서 LED 이미지 상에서 LED의 외주 측으로 설정된다.
도 10은 촬영물 상의 검출 영역만을 도출한 일 예를 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 여기서, 촬영물은 소정의 픽셀 사이즈를 갖고 있고, 설정된 검출 영역(DA)은 소정의 면적을 갖고 있으므로, 검출 영역(DA)은 검출 영역(DA)의 면적에 대응하는 복수의 픽셀 사이즈를 갖는다.
평균값을 환산하는 단계(S150)은 설정된 검출 영역의 광도값의 평균값을 환산하는 단계이다. 평균값을 환산하는 단계(S150)의 수행을 위해 판단부(150)가 적용된다.
판단부(150)는 검출 영역이 포함하는 복수의 픽셀 각각의 광도를 측정한 후, 측정된 광도값의 평균값을 환산하여, 이를 검출 영역의 평균 광도값으로 설정한다.
비교하는 단계(S160)는 검출 영역이 포함하는 픽셀 각각의 광도와 평균값을 비교한다. 비교하는 단계(S160)의 수행을 위해 판단부(150)가 적용된다.
판단부(150)는 검출 영역이 포함하는 픽셀 각각의 광도와 평균값을 비교한다. 그리고, 판단부(150)는 평균값보다 일정 이상의 큰 광도를 갖는 픽셀을 이미지의 빛튐으로 설정한다(S170).
이를 보다 상세히 설명하면, 다음과 같다.
비교하는 단계(S160)에서 각각의 픽셀의 광도값과 평균 광도값을 비교한다.
비교 결과 특정 픽셀의 광도값은 평균 광도값 보다 작거나 같을 수 있고, 클 수도 있다. 이때, 평균값을 구하는 단계(S150)에서 산출된 평균 광도값이 예를 들어 1lux 라면, 특정 픽셀의 광도값이 그 차이가 일정 이상 예를 들어 1.1 lux 또는 그 이상이면, 비교된 특정 픽셀의 이미지를 이미지 상의 빛튐으로 설정할 수 있다.
여기서, 빛튐으로 설정되는 특정 픽셀의 광도값과 평균 광도값의 차이는 사용자가 임의로 설정한 값으로서, 사용자의 필요(예를 들어 LED의 공차)에 따라 평균 광도값보다 0.1 lux 이상이거나, 0.2 lux이상 일 수 있다.
도 11은 촬영물 상에서의 설정된 빛튐의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 11을 참조하면, 검출 영역(DA) 상에서 빛튐이 설정되었음을 알 수 있다. 도면 상에서, 설정된 빛튐이 원형으로 표시되었으나 이는 사용자가 알기 용이하게 하기 위함이다.
여기서, 빛튐으로 설정된 이미지의 면적에 따라 렌즈의 양부 판정을 수행한다. 여기서, 렌즈의 양부 판정을 하는 빛튐의 면적은 사용자의 필요에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
빛튐이 설정된 촬영물은 기록부(160)에 저장될 수 있다.
또한, 촬영물의 빛튐은 출력부(170)를 통해 사용자에게 제공될 수 있다.
도 12는 촬영물 상의 빛튐만을 도출한 예를 나타내는 도면이다.
본 발명은, 백라이트 유닛에서 사용하는 LED 모듈의 렌즈에 의해 형성된 이미지상에 설정된 영역에서 일정 이상의 광도를 갖는 부분을 이미지상의 빛튐으로서 검출할 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.
110: 전원 공급부
120: 확산판
140: 촬영부
150: 판단부
160: 기록부
170: 출력부

Claims (6)

  1. LED와 렌즈를 포함하는 발광체의 빛튐을 검출하는 방법으로서,
    상기 렌즈 상측에 광을 확산시키는 확산판을 배치하는 단계;
    상기 렌즈와 상기 확산판을 통하여 촬영하고 촬영물을 출력하는 단계;
    상기 촬영물 상에서 복수의 픽셀을 포함하는 검출 영역을 설정하는 단계;
    상기 검출 영역의 광도의 평균값을 환산하는 단계;
    상기 평균값과 상기 검출 영역이 포함하는 상기 복수의 픽셀 각각의 광도를 비교하는 단계; 및
    상기 단계에서의 비교 결과 상기 평균값보다 일정값 이상 높은 광도를 갖는 영역을 빛튐으로 설정하는 단계를 포함하는 렌즈 이미지상의 빛튐 검출 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈와 상기 확산판의 이격 간격은 0.6 내지 1.0 mm 렌즈 이미지상의 빛튐 검출 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 검출 영역은 일정한 폭을 갖고 중심점이 상기 이미지의 중심점과 일치하는 링 형태인 렌즈 이미지상의 빛튐 검출 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 평균값은,
    상기 복수의 픽셀 각각의 광도를 측정하여 환산되는 렌즈 이미지상의 빛튐 검출 방법.
  6. 삭제
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