KR101590455B1 - 렌즈 표면 검사 장치와, 렌즈 센터 검사 장치와, 렌즈 이물질 및 스크래치 검사 장치 및 이를 갖는 렌즈 검사 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 직하형 백라이트 유닛의 발광 소자 패키지의 광경로에 배치되는 렌즈의 정상 또는 불량 여부를 판별할 수 있는 렌즈 표면 검사 장치와, 렌즈 센터 검사 장치와, 렌즈 이물질 및 스크래치 검사 장치 및 이를 갖는 렌즈 검사 시스템에 관한 것으로서, 렌즈를 정렬하여 이송시키는 렌즈 이송 라인; 상기 렌즈 이송 라인에 설치되고, 상기 렌즈의 표면 형상을 검사하는 렌즈 표면 검사 장치; 상기 렌즈 이송 라인에 설치되고, 상기 렌즈의 센터 포인트 또는 상기 렌즈의 외곽선을 감지하는 렌즈 센터 검사 장치; 및 상기 렌즈 이송 라인에 설치되고, 상기 렌즈의 이물질 및 스크래치 또는 비정상을 검사하는 렌즈 이물질 및 스크래치 검사 장치;를 포함할 수 있다.

Description

렌즈 표면 검사 장치와, 렌즈 센터 검사 장치와, 렌즈 이물질 및 스크래치 검사 장치 및 이를 갖는 렌즈 검사 시스템{Lens surfaces inspection apparatus, lens center inspection apparatus, lens particle inspection apparatus and lens inspection system having the same}

본 발명은 렌즈 표면 검사 장치와, 렌즈 센터 검사 장치와, 렌즈 이물질 및 스크래치 검사 장치 및 이를 갖는 렌즈 검사 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 직하형 백라이트 유닛의 발광 소자 패키지의 광경로에 배치되는 렌즈의 정상 또는 불량 여부를 판별할 수 있는 렌즈 표면 검사 장치와, 렌즈 센터 검사 장치와, 렌즈 이물질 및 스크래치 검사 장치 및 이를 갖는 렌즈 검사 시스템에 관한 것이다.

발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)는 화합물 반도체(compound semiconductor)의 PN 다이오드 형성을 통해 발광원을 구성함으로써, 다양한 색의 광을 구현할 수 있는 일종의 반도체 소자를 말한다. 이러한 발광 소자는 수명이 길고, 소형화 및 경량화가 가능하며, 광의 지향성이 강하여 저전압 구동이 가능하다는 장점이 있다. 또한, 이러한 LED는 충격 및 진동에 강하고, 예열시간과 복잡한 구동이 불필요하며, 다양한 형태로 기판이나 리드프레임에 실장한 후, 패키징할 수 있어서 여러 가지 용도로 모듈화하여 백라이트 유닛(backlight unit)이나 각종 조명 장치 등에 적용할 수 있다.

백라이트 유닛에서 널리 사용되는 직하형 발광 소자 패키지는, 유닛의 두께를 줄이는 동시에 도광판에 광을 균일하게 조사할 수 있도록 1차로 발광 소자 패키지에서 발생된 빛을 표면 곡률을 갖는 광투과성 2차 렌즈를 통해서 넓게 분산시킬 수 있다.

이러한, 종래의 렌즈는 발광 소자 패키지나 기판에 실장한 다음, 작업자가 발광 소자를 발광시켜서 편심 테스트나, 이물질 검사나 스크래치 검사를 육안에 의존하여 수작업으로 직접 확인하였다.

그러나, 이러한 종래의 렌즈 검사 방법은, 렌즈 실장 이후에 검사를 수행하기 때문에 불량이 발생할 경우, 불량 렌즈를 발광 소자 패키지나 기판으로부터 분리하거나 전체 제품을 모두 폐기해야 하는 등 사후 조치가 매우 비경제적이고, 번거로우며, 작업자의 수작업에 의존해야 하기 때문에 검사의 정확도나 신뢰성이 매우 떨어지고, 검사 시간 및 검사 비용이 낭비되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 제품의 불량을 미연에 방지할 수 있고, 검사 작업을 자동화하여 검사의 정확도와 신뢰도를 향상시키며, 검사 시간 및 검사 비용을 절감하여 경제성과 생산성을 크게 향상시킬 수 있게 하는 렌즈 표면 검사 장치와, 렌즈 센터 검사 장치와, 렌즈 이물질 및 스크래치 검사 장치 및 이를 갖는 렌즈 검사 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 렌즈 표면 검사 장치는, 렌즈의 표면 형상을 감지하여 렌즈 표면 형상 신호를 출력하는 렌즈 표면 감지 장치; 및 상기 렌즈 표면 형상 신호를 인가받아 이를 정상 렌즈치와 비교하여 상기 렌즈의 정상 여부를 판별할 수 있는 렌즈 표면 판별 장치;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 렌즈 표면 감지 장치는, 일정한 경로를 따라 움직이는 상기 렌즈의 표면에 접촉되는 탐침; 상기 탐침을 상기 렌즈 방향으로 복원시키는 복원력을 갖는 탐침 복원 부재; 및 상기 탐침의 움직임을 전기적 신호를 변환하여 렌즈 표면 형상 신호를 출력하는 탐침 감지 센서;를 포함할 수 있다.

한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 렌즈 센터 검사 장치는, 렌즈를 촬영하는 렌즈 촬영 카메라; 상기 렌즈 촬영 카메라로 촬영된 영상에서 상기 렌즈의 센터 포인트 또는 상기 렌즈의 외곽선을 감지하여 렌즈 센터 포인트 신호 또는 렌즈 외곽선 신호를 출력하는 렌즈 영상 감지 장치; 및 상기 렌즈 센터 포인트 신호 또는 상기 렌즈 외곽선 신호를 인가받아 이를 정상 렌즈치와 비교하여 상기 렌즈의 정상 여부 또는 렌즈 이탈 여부를 판별할 수 있는 렌즈 센터 판별 장치;를 포함할 수 있다.

한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 렌즈 이물질 및 스크래치 검사 장치는, 렌즈에 검사광을 조사하는 발광 소자; 상기 렌즈를 통과한 상기 검사광을 광학적인 상으로 변환하는 광학계; 상기 광학계를 통과한 상기 검사광의 상이 투영되는 스크린; 상기 스크린에 투영된 영상을 촬영하는 스크린 촬영 카메라; 상기 스크린 촬영 카메라로 촬영된 영상에서 상기 렌즈의 이물질 및 스크래치 포인트 또는 상기 렌즈의 비정상 포인트를 감지하여 렌즈 이물질 및 스크래치 신호 또는 렌즈 비정상 신호를 출력하는 스크린 영상 감지 장치; 및 상기 렌즈 이물질 및 스크래치 신호 또는 상기 렌즈 비정상 신호 인가받아 이를 정상 렌즈치와 비교하여 상기 렌즈의 정상 여부를 판별할 수 있는 렌즈 이물질 및 스크래치 판별 장치;를 포함할 수 있다.

한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 렌즈 검사 시스템은, 렌즈를 정렬하여 이송시키는 렌즈 이송 라인; 상기 렌즈 이송 라인에 설치되고, 상기 렌즈의 표면 형상을 검사하는 렌즈 표면 검사 장치; 상기 렌즈 이송 라인에 설치되고, 상기 렌즈의 센터 포인트 또는 상기 렌즈의 외곽선을 감지하는 렌즈 센터 검사 장치; 및 상기 렌즈 이송 라인에 설치되고, 상기 렌즈의 이물질 및 스크래치 또는 비정상을 검사하는 렌즈 이물질 및 스크래치 검사 장치;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 렌즈 이송 라인은, 진동 모터 및 진동판을 이용하여 복수개의 렌즈를 일방향으로 정렬시켜서 이동시키는 렌즈 피딩 장치; 및 상기 렌즈 피딩 장치와 연결되고, 상기 렌즈의 이동 경로를 안내하는 가이드 레일;을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 렌즈 표면 검사 장치는, 렌즈의 표면 형상을 감지하여 렌즈 표면 형상 신호를 출력하는 렌즈 표면 감지 장치; 및 상기 렌즈 표면 형상 신호를 인가받아 이를 정상 렌즈치와 비교하여 상기 렌즈의 정상 여부를 판별할 수 있는 렌즈 표면 판별 장치;를 포함하고, 상기 렌즈 표면 감지 장치는, 일정한 경로를 따라 움직이는 상기 렌즈의 표면에 접촉되는 탐침; 상기 탐침을 상기 렌즈 방향으로 복원시키는 복원력을 갖는 탐침 복원 부재; 및 상기 탐침의 움직임을 전기적 신호를 변환하여 렌즈 표면 형상 신호를 출력하는 탐침 감지 센서;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 렌즈 센터 검사 장치는, 렌즈를 촬영하는 렌즈 촬영 카메라; 상기 렌즈 촬영 카메라로 촬영된 영상에서 상기 렌즈의 센터 포인트 또는 상기 렌즈의 외곽선을 감지하여 렌즈 센터 포인트 신호 또는 렌즈 외곽선 신호를 출력하는 렌즈 영상 감지 장치; 및 상기 렌즈 센터 포인트 신호 또는 상기 렌즈 외곽선 신호를 인가받아 이를 정상 렌즈치와 비교하여 상기 렌즈의 정상 여부 또는 렌즈 이탈 여부를 판별할 수 있는 렌즈 센터 판별 장치;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 렌즈 센터 검사 장치는, 상기 렌즈 센터 판별 장치로부터 렌즈 위치 신호를 인가받아 상기 탐침을 이동 또는 가동시키는 탐침 구동 장치에 탐침 구동 제어 신호를 인가하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 렌즈 이물질 및 스크래치 검사 장치는, 렌즈에 검사광을 조사하는 발광 소자; 상기 렌즈를 통과한 상기 검사광을 광학적인 상으로 변환하는 광학계; 상기 광학계를 통과한 상기 검사광의 상이 투영되는 스크린; 상기 스크린에 투영된 영상을 촬영하는 스크린 촬영 카메라; 상기 스크린 촬영 카메라로 촬영된 영상에서 상기 렌즈의 이물질 및 스크래치 포인트 또는 상기 렌즈의 비정상 포인트를 감지하여 렌즈 이물질 및 스크래치 신호 또는 렌즈 비정상 신호를 출력하는 스크린 영상 감지 장치; 및 상기 렌즈 이물질 및 스크래치 신호 또는 상기 렌즈 비정상 신호 인가받아 이를 정상 렌즈치와 비교하여 상기 렌즈의 정상 여부를 판별할 수 있는 렌즈 이물질 및 스크래치 판별 장치;를 포함할 수 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 렌즈 실장 이전에 렌즈를 검사하여 제품의 불량을 미연에 방지할 수 있고, 검사 작업을 자동화하여 검사의 정확도와 신뢰도를 향상시키며, 각각의 검사 장치들을 라인화 및 시스템화하여 검사 시간 및 검사 비용을 절감함으로써 경제성과 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 효과를 갖는 것이다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 렌즈 이송 라인과, 렌즈 표면 검사 장치와, 렌즈 센터 검사 장치와, 렌즈 이물질 및 스크래치 검사 장치 및 이를 갖는 렌즈 검사 시스템을 나타내는 사용 상태 사시도이다.
도 2는 도 1의 렌즈 이송 라인과, 렌즈 표면 검사 장치와, 렌즈 센터 검사 장치와, 렌즈 이물질 및 스크래치 검사 장치 및 이를 갖는 렌즈 검사 시스템을 개념적으로 나타내는 개념도이다.
도 3은 도 1의 렌즈 표면 검사 장치를 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 1의 렌즈 센터 검사 장치에서 감지된 렌즈의 센터 포인트 및 렌즈의 외곽선의 일례를 나타내는 영상이다.
도 5는 도 1의 렌즈 이물질 및 스크래치 검사 장치에서 감지된 렌즈의 이물질 및 스크래치 포인트 및 렌즈의 비정상 포인트의 일례를 나타내는 영상이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.

명세서 전체에 걸쳐서, 막, 영역 또는 기판과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", "직접 연결되어", 또는 "직접 커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제 1 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제 2 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.

또한, "상의" 또는 "위의" 및 "하의" 또는 "아래의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 소자가 뒤집어 진다면, 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상기 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다. 소자가 다른 방향으로 향한다면(다른 방향에 대하여 90도 회전), 본 명세서에 사용되는 상대적인 설명들은 이에 따라 해석될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.

이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 렌즈 이송 라인(10)과, 렌즈 표면 검사 장치(20)와, 렌즈 센터 검사 장치(30)와, 렌즈 이물질 및 스크래치 검사 장치(40) 및 이를 갖는 렌즈 검사 시스템(100)을 나타내는 사용 상태 사시도이다.

도 2는 도 1의 렌즈 이송 라인(10)과, 렌즈 표면 검사 장치(20)와, 렌즈 센터 검사 장치(30)와, 렌즈 이물질 및 스크래치 검사 장치(40) 및 이를 갖는 렌즈 검사 시스템(100)을 개념적으로 나타내는 개념도이다.

먼저, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 렌즈 검사 시스템(100)은, 크게 렌즈 이송 라인(10)과, 렌즈 표면 검사 장치(20)와, 렌즈 센터 검사 장치(30) 및 렌즈 이물질 및 스크래치 검사 장치(40)를 포함할 수 있다.

여기서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈 이송 라인(10)은, 렌즈(1)를 정렬하여 일렬로 이송시키는 이송 장치의 일종으로서, 각종 피더(feeder)나, 컨베이어 장치나, 밸트 이송 장치나, 이송 로울러 장치나 이송 로봇 장치 등 매우 다양한 형태의 이송 장치들이 적용될 수 있다.

더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 렌즈 이송 라인(10)은, 도 1 및 도 2에 예시된 바와 같이, 렌즈 피딩 장치(11) 및 가이드 레일(12)을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 렌즈 피딩 장치(11)는, 진동 모터(13) 및 상기 진동 모터(13)에 의해서 초음파 진동이나 미세 진동 등 미세하게 진동하는 진동판(14)을 이용하여 복수개의 렌즈(1)를 일방향으로 자동 정렬시켜서 이동시키는 피딩 장치의 일종일 수 있다. 이러한 상기 렌즈 피딩 장치(11)는 각종 타블렛이나 필렛 등을 자동으로 정렬하여 이동시키는 각종 피더에 널리 적용될 수 있는 기술로 상세한 설명은 생략한다.

또한, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 가이드 레일(12)은 상기 렌즈 피딩 장치(11)와 연결되는 것으로서, 상기 렌즈(1)의 이동 경로를 안내하는 역할을 할 수 있다.

이러한, 상기 가이드 레일(12)은 하면의 일부분이 상하로 관통되어 개방된 형태의 레일이거나 상기 렌즈(1)의 테두리 부분만 접촉되는 2열 단턱 형태의 레일 등 각종 레일이 모두 적용될 수 있다.

따라서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈(1)는 상기 진동판(14) 위에 불규칙한 형태로 안착되었다가 상기 진동 모터(13)가 상기 진동판(14)을 특정한 방향으로 진동시키면 진동력에 의해서 가장 안정된 형태로 직립하여 상기 렌즈 피딩 장치(11)의 외곽 레일을 따라 돌다가 상기 가이드 레일(12)에 의해서 특정한 방향으로 이송될 수 있다.

여기서, 상기 렌즈 피딩 장치(11) 및 상기 가이드 레일(12)은 본 발명의 기술에 대한 이해를 돕기 위해서 간략하게 도시되어 있을 뿐, 상기 가이드 레일(12)의 상면이 밀폐된 형태이거나 상기 가이드 레일(12)의 하면에 유리창이 형성되는 등 매우 다양한 형태로 적용될 수 있다.

한편, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈 표면 검사 장치(20)는, 상기 렌즈 이송 라인(10)에 의해 이송되는 상기 렌즈(1)의 표면 형상을 감지하여 렌즈 표면 형상 신호를 출력하는 렌즈 표면 감지 장치(21) 및 상기 렌즈 표면 형상 신호를 인가받아 이를 정상 렌즈치와 비교하여 상기 렌즈(1)의 정상 여부를 판별할 수 있는 렌즈 표면 판별 장치(22)를 포함할 수 있다.

도 3은 도 1의 렌즈 표면 검사 장치(20)를 확대하여 나타내는 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 렌즈 표면 감지 장치(21)는, 일정한 경로를 따라 움직이는 상기 렌즈(1)의 표면에 접촉되는 탐침(21-1)과, 상기 탐침(21-1)을 상기 렌즈(1) 방향으로 복원시키는 복원력을 갖는 탐침 복원 부재(21-2) 및 상기 탐침(21-1)의 움직임을 전기적 신호를 변환하여 렌즈 표면 형상 신호를 출력하는 탐침 감지 센서(21-3)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 탐침(21-1)의 첨단부에는 볼(B)이 설치되거나 구면 등이 형성되어 상기 렌즈(1)와의 마찰력을 최소화할 수 있다.

또한, 상기 탐침(21-1)을 대신하여 접촉식 또는 비접촉식의 각종 표면 감지 센서들이 설치될 수 있다. 예를 들면, 거리나 형상 등을 감지할 수 있는 각종 광센서, 초음파 센서, 레이저 센서, 레벨 센서 등이 적용될 수 있다.

또한, 상기 탐침 복원 부재(21-2)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈(1) 방향으로 복원력이 작용할 수 있도록 설치된 코일 스프링일 수 있다. 여기서, 이러한 상기 탐침 복원 부재(21-2)는, 코일 스프링 이외에도 중력을 이용한 무게추, 자력을 이용한 자석, 탄성을 이용한 탄성체 등 다양한 형태의 가압 부재가 적용될 수 있다.

또한, 상기 탐침 감지 센서(21-3)는, 상기 탐침(21-1)의 승하강 위치를 감지할 수 있는 것으로서, 각종 접촉식 또는 비접촉식의 위치 감지 센서들이 설치될 수 있다. 예를 들면, 위치나 거리나 형상 등을 감지할 수 있는 각종 자력 센서, 자기장 센서, 저항 센서, 광센서, 초음파 센서, 레이저 센서, 레벨 센서 등이 적용될 수 있다.

또한, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈 표면 검사 장치(20)는, 상기 탐침(21-1)을 이동 또는 가동시키는 탐침 구동 장치(23)를 더 포함할 수 있다.

이러한, 상기 탐침 구동 장치(23)는 상기 탐침(21-1)의 위치를 X축이나, Y축이나, Z축 등 다축 방향으로 이동시킬 수 있는 각종 로봇이나, 액츄에이터나, 동력원이나 동력전달장치 등을 포함할 수 있다.

따라서, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈 이송 라인(10)을 따라 이송되는 상기 렌즈(1)의 표면에 상기 탐침(21-1)이 접촉되고, 상기 렌즈(1)의 표면을 따라 상기 탐침(21-1)이 승하강되면 이를 상기 탐침 감지 센서(21-3)가 전기적인 신호로 감지하여 상기 렌즈(1)의 표면 형상 신호를 출력할 수 있다.

여기서, 상기 탐침(21-1)은 이송되는 상기 렌즈(1)를 고정된 위치에서 기다리면서 감지하는 수동적인 형태의 감지 방식으로 감지할 수 있고, 상기 탐침 구동 장치(23)에 의해서 상기 렌즈(1)를 따라 다니거나 X축이나, Y축이나, Z축 등 다축 방향으로 움직이면서 상기 렌즈(1)를 액티브하게 감지하는 능동적인 형태의 감지 방식으로 감지할 수도 있다.

또한, 도면에서는 1개의 상기 탐침(21-1)을 예시하였으나, 이외에도 상기 탐침(21-1)을 복수개로 매트릭스 배치하여 복수개의 표면 형상 신호를 동시에 출력하게 할 수 있다.

이어서, 상기 렌즈 표면 판별 장치(22)가 상기 렌즈 표면 형상 신호를 인가받아 이를 미리 입력된 정상 렌즈치와 비교하여 상기 렌즈(1)의 정상 여부를 판별할 수 있다. 예컨데, 상기 렌즈 표면 형상 신호에 렌즈 요철면에 의한 급격한 변화치가 감지되거나, 신호의 패턴이 일정하지 않고 이상 패턴으로 판단되는 경우, 감지된 상기 렌즈(1)를 불량으로 판별하고, 도 2의 디스플레이 장치(D) 또는 기타 경광, 경고, 경음 장치 등을 이용하여 작업자에게 이를 알릴 수 있다.

그러므로, 상기 렌즈(1)의 이송을 라인화하고, 상기 렌즈(1)의 표면 검사 작업을 자동화하여 표면 검사의 정확도와 신뢰도를 향상시키며, 표면 검사 시간 및 표면 검사 비용을 절감하여 경제성과 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.

한편, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈 센터 검사 장치(30)는, 크게 렌즈 촬영 카메라(31)와, 렌즈 영상 감지 장치(32)와, 렌즈 센터 판별 장치(33) 및 제어부(34)를 포함할 수 있다.

더욱 구체적으로는, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈 촬영 카메라(31)는, 렌즈(1)를 촬영하여 정지 영상이나 동영상을 구현할 수 있는 카메라 또는 각종 비젼 장치일 수 있다.

도 4는 도 1의 렌즈 센터 검사 장치(30)에서 감지된 렌즈의 센터 포인트(P1) 및 렌즈의 외곽선(P2)의 일례를 나타내는 영상이다.

즉, 예컨데, 도 1, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈 영상 감지 장치(32)는, 상기 렌즈 촬영 카메라(31)로 촬영된 영상에서 상기 렌즈(1)의 센터 포인트(P1) 또는 상기 렌즈(1)의 외곽선(P2)을 감지하여 렌즈 센터 포인트 신호 또는 렌즈 외곽선 신호를 출력하는 전자 부품이나 전자 모듈이나 전자 장치일 수 있다.

또한, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈 센터 판별 장치(33)는, 상기 렌즈 센터 포인트 신호 또는 상기 렌즈 외곽선 신호를 인가받아 이를 정상 렌즈치와 비교하여 상기 렌즈(1)의 정상 여부 또는 렌즈 이탈 여부를 판별할 수 있다.

따라서, 도 1 및 도 2의 상기 렌즈 영상 감지 장치(32)를 이용하여 상기 렌즈 촬영 카메라(31)로 촬영된 영상에서 상기 렌즈(1)의 센터 포인트(P1) 또는 상기 렌즈(1)의 외곽선(P2)을 감지하여 렌즈 센터 포인트 신호 또는 렌즈 외곽선 신호를 출력할 수 있다.

이어서, 상기 렌즈 센터 판별 장치(33)를 이용하여 상기 렌즈 센터 포인트 신호 또는 상기 렌즈 외곽선 신호를 인가받아 이를 정상 렌즈치와 비교하여 상기 렌즈(1)의 정상 여부 또는 렌즈 이탈 여부를 판별할 수 있다.

예컨데, 도 4의 상기 렌즈(1)의 센터 포인트(P1)가 정중앙에 위치하지 않거나, 상기 렌즈(1)의 외곽선(P2)이 원형이 아니거나 파단된 형상으로 판별되는 경우, 감지된 상기 렌즈(1)를 불량으로 판별할 수 있다. 여기서, 도 4의 상기 렌즈(1)의 센터 포인트(P1) 또는 상기 렌즈(1)의 외곽선(P2)은 이해를 돕기 위해 예시한 것으로 실제로는 매우 다양하고 불규칙적인 형태로 나타날 수 있다.

한편, 상기 제어부(34)는 상기 렌즈 센터 판별 장치(33)로부터 렌즈 위치 신호를 인가받아 상기 탐침(21-1)을 이동 또는 가동시키는 탐침 구동 장치(23)에 탐침 구동 제어 신호를 인가하는 전자 부품이나 전자 모듈이나 전자 장치일 수 있다.

따라서, 상기 렌즈 센터 판별 장치(33)를 이용하여 상기 렌즈(1)의 정상 여부 또는 렌즈 이탈 여부를 판별하고, 도 2의 디스플레이 장치(D) 또는 기타 경광, 경고, 경음 장치 등을 이용하여 작업자에게 이를 알릴 수 있는 것은 물론이고, 상기 제어부(34)를 이용하여 상기 렌즈(1)의 위치를 정확하게 감지한 다음, 상기 탐침(21-1)이 상기 렌즈(1)를 추적하거나 X축이나, Y축이나, Z축 등 다축 방향으로 움직이면서 상기 렌즈(1)를 액티브하게 감지하는 등 능동적인 형태로 상기 렌즈(1)를 감지할 수 있다.

그러므로, 그러므로, 상기 렌즈(1)의 이송을 라인화하고, 상기 렌즈(1)의 센터 검사 작업을 자동화하여 센터 검사의 정확도와 신뢰도를 향상시키며, 센터 검사 시간 및 센터 검사 비용을 절감하여 경제성과 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.

한편, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈 이물질 및 스크래치 검사 장치(40)는, 크게 발광 소자(41)와, 광학계(42)와, 스크린(43)과, 스크린 촬영 카메라(44)와, 스크린 영상 감지 장치(45) 및 렌즈 이물질 및 스크래치 판별 장치(46)를 포함할 수 있다.

이러한, 상기 발광 소자(41)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈 이송 라인(10)을 따라 이송 중에 상기 렌즈(1)에 비접촉 방식으로 검사광(L1)을 조사하는 것으로서, 반도체로 이루어지는 LED(Light Emitting Diode)일 수 있다. 또한, 후속 공정에서 실장될 수 있는 동일한 규격의 LED가 적용될 수도 있다. 그러나, 이러한 상기 발광 소자(41)는 반드시 LED에만 국한되지 않고, 검사광(L1)을 발생시킬 수 있는 각종 전구나 램프나 전등 등 다양한 광원이 적용될 수 있다.

여기서, 상기 발광 소자(41)는 상기 렌즈 이송 라인(10)의 상기 가이드 레일(12)의 하방에 설치되어 상기 가이드 레일(12)을 따라 이송되는 상기 렌즈(1)에 상기 검사광(L1)을 조사할 수 있다.

또한, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 광학계(42)는, 상기 렌즈(1)를 통과한 상기 검사광(L1)을 확장시키거나 변환하여 상기 스크린(43)에 상이 맺힐 수 있게 하는 각종 광학 부재일 수 있다.

예컨데, 상기 광학계(42)는 상기 렌즈(1)를 통과한 상기 검사광(L1)의 초점을 맞출 수 있도록 적어도 하나 이상 설치되는 광학 렌즈일 수 있다. 이외에도 각종 광학 반사경이나 조리개나 초점 조절 장치 등 매우 다양한 형태의 광학 부재들이 적용될 수 있다.

또한, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 스크린(43)은, 상기 광학계(42)를 통과한 상기 검사광(L1)의 상이 투영되는 일종의 영사막으로서, 상기 검사광(L1)의 반대편에 상이 맺히는 후면 투사형 스크린이 적용될 수 있다. 이외에도 상기 스크린(43)은 반사형 스크린 등 매우 다양한 형태의 스크린이 적용될 수 있다.

또한, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 스크린 촬영 카메라(44)는 상기 스크린(43)에 투영된 영상(L2)을 촬영하여 정지 영상이나 동영상을 구현할 수 있는 카메라 또는 각종 비젼 장치일 수 있다.

도 5는 도 1의 렌즈 이물질 및 스크래치 검사 장치(40)에서 감지된 렌즈의 이물질 및 스크래치 포인트(P3) 및 렌즈의 비정상 포인트(P4)의 일례를 나타내는 영상이다.

도 1, 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 스크린 영상 감지 장치(45)는, 상기 스크린 촬영 카메라(44)로 촬영된 영상에서 상기 렌즈(1)의 이물질 및 스크래치 포인트(P3) 또는 상기 렌즈(1)의 비정상 포인트(P4)를 감지하여 렌즈 이물질 및 스크래치 신호 또는 렌즈 비정상 신호를 출력하는 전자 부품이나, 전자 모듈이나, 전자 장치일 수 있다.

또한, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈 이물질 및 스크래치 판별 장치(46)는, 상기 렌즈 이물질 및 스크래치 신호 또는 상기 렌즈 비정상 신호 인가받아 이를 정상 렌즈치와 비교하여 상기 렌즈(1)의 정상 여부를 판별할 수 있는 전자 부품이나, 전자 모듈이나, 전자 장치일 수 있다.

따라서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈 이송 라인(10)을 따라 이송되는 상기 렌즈(1)에 상기 발광 소자(41)를 이용하여 비접촉 방식으로 검사광(L1)을 조사할 수 있고, 상기 광학계(42)를 이용하여 상기 렌즈(1)를 통과한 상기 검사광(L1)을 확장시키거나 변환하여 상기 스크린(43)에 상이 맺게 하며, 상기 스크린 촬영 카메라(44)를 이용하여 상기 스크린(43)에 투영된 영상(L2)을 정지 영상이나 동영상의 형태로 구현할 수 있다.

이어서, 상기 스크린 영상 감지 장치(45)를 이용하여 상기 스크린 촬영 카메라(44)로 촬영된 영상에서 도 5의 상기 렌즈(1)의 이물질 및 스크래치 포인트(P3) 또는 상기 렌즈(1)의 비정상 포인트(P4)를 감지하고, 출력된 렌즈 이물질 및 스크래치 신호 또는 렌즈 비정상 신호를 상기 렌즈 이물질 및 스크래치 판별 장치(46)가 정상 렌즈치와 비교하여 상기 렌즈(1)의 정상 여부를 판별할 수 있다. 예컨데, 상기 렌즈 이물질 및 스크래치 신호 또는 렌즈 비정상 신호에 비정상적인 암부가 발생되거나 포인트의 패턴이 일정하지 않고 이상 패턴으로 판단되는 경우, 감지된 상기 렌즈(1)를 불량으로 판별하고, 도 2의 디스플레이 장치(D) 또는 기타 경광, 경고, 경음 장치 등을 이용하여 작업자에게 이를 알릴 수 있다. 여기서, 도 5의 상기 렌즈(1)의 이물질 및 스크래치 포인트(P3) 또는 상기 렌즈(1)의 비정상 포인트(P4)는 이해를 돕기 위해 예시한 것으로 실제로는 매우 다양하고 불규칙적인 형태로 나타날 수 있다.

그러므로, 상기 렌즈(1)의 이송을 라인화하고, 상기 렌즈(1)의 이물질 및 스크래치 검사 작업을 자동화하여 이물질 및 스크래치 검사의 정확도와 신뢰도를 향상시키며, 이물질 및 스크래치 검사 시간 및 이물질 및 스크래치 검사 비용을 절감하여 경제성과 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.

이 후에, 정상으로 판별된 상기 렌즈(1)들만 후속 공정으로 이송하여 기판에 실장함으로써 제품의 불량을 미연에 방지할 수 있는 이점이 있다.

따라서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 렌즈 검사 시스템(100)의 작동 과정을 설명하면, 먼저, 상기 렌즈 이송 라인(10)을 이용하여 복수개의 상기 렌즈(1)들을 일렬로 정렬하여 이송시킬 수 있다.

이 때, 상기 렌즈(1)는 상기 진동판(14) 위에 불규칙한 형태로 안착되었다가 상기 진동 모터(13)가 상기 진동판(14)을 특정한 방향으로 진동시키면 진동력에 의해서 가장 안정된 형태로 직립하여 상기 렌즈 피딩 장치(11)의 외곽 레일을 따라 돌다가 상기 가이드 레일(12)에 의해서 후속 공정 라인 방향으로 이송될 수 있다.

이어서, 상기 렌즈 표면 검사 장치(20)를 이용하여 1차로 상기 렌즈(1)의 표면 형상을 검사할 수 있다.

이 때, 상기 렌즈 이송 라인(10)을 따라 이송되는 상기 렌즈(1)의 표면에 상기 탐침(21-1)이 접촉되고, 상기 렌즈(1)의 표면을 따라 상기 탐침(21-1)이 승하강되면 이를 상기 탐침 감지 센서(21-3)가 전기적인 신호로 감지하여 상기 렌즈(1)의 표면 형상 신호를 출력할 수 있고, 상기 렌즈 표면 판별 장치(22)가 상기 렌즈 표면 형상 신호를 인가받아 이를 미리 입력된 정상 렌즈치와 비교하여 상기 렌즈(1)의 정상 여부를 판별할 수 있다. 예컨데, 상기 렌즈 표면 형상 신호에 렌즈 요철면에 의한 급격한 변화치가 감지되거나, 신호의 패턴이 일정하지 않고 이상 패턴으로 판단되는 경우, 감지된 상기 렌즈(1)를 불량으로 판별하고, 도 2의 디스플레이 장치(D) 또는 기타 경광, 경고, 경음 장치 등을 이용하여 작업자에게 이를 알릴 수 있다.

이어서, 상기 렌즈 센터 검사 장치(30)를 이용하여 2차로 상기 렌즈(1)의 센터 포인트(P1) 또는 상기 렌즈(1)의 외곽선(P2)을 감지할 수 있다.

이 때, 상기 렌즈 센터 판별 장치(33)는 상기 렌즈(1)의 정상 여부 또는 렌즈 이탈 여부를 판별하고, 도 2의 디스플레이 장치(D) 또는 기타 경광, 경고, 경음 장치 등을 이용하여 작업자에게 이를 알릴 수 있다.

이어서, 상기 렌즈 이물질 및 스크래치 검사 장치(40)를 이용하여 3차로 상기 렌즈(1)의 이물질 및 스크래치 또는 비정상을 검사할 수 있다.

이 때, 상기 렌즈 이송 라인(10)을 따라 이송되는 상기 렌즈(1)에 상기 발광 소자(41)를 이용하여 비접촉 방식으로 검사광(L1)을 조사할 수 있고, 상기 광학계(42)를 이용하여 상기 렌즈(1)를 통과한 상기 검사광(L1)을 확장시키거나 변환하여 상기 스크린(43)에 상이 맺게 하며, 상기 스크린 촬영 카메라(44)를 이용하여 상기 스크린(43)에 투영된 영상(L2)을 정지 영상이나 동영상의 형태로 구현할 수 있고, 상기 스크린 영상 감지 장치(45)를 이용하여 상기 스크린 촬영 카메라(44)로 촬영된 영상에서 상기 렌즈(1)의 이물질 및 스크래치 포인트(P3) 또는 상기 렌즈(1)의 비정상 포인트(P4)를 감지하고, 출력된 렌즈 이물질 및 스크래치 신호 또는 렌즈 비정상 신호를 상기 렌즈 이물질 및 스크래치 판별 장치(46)가 정상 렌즈치와 비교하여 상기 렌즈(1)의 정상 여부를 판별하여 도 2의 디스플레이 장치(D) 또는 기타 경광, 경고, 경음 장치 등을 이용하여 작업자에게 이를 알릴 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 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.

1: 렌즈
10: 렌즈 이송 라인
11: 렌즈 피딩 장치
12: 가이드 레일
20: 렌즈 표면 검사 장치
21: 렌즈 표면 감지 장치
21-1: 탐침
21-2: 탐침 복원 부재
21-3: 탐침 감지 센서
22: 렌즈 표면 판별 장치
30: 렌즈 센터 검사 장치
31: 렌즈 촬영 카메라
32: 렌즈 영상 감지 장치
33: 렌즈 센터 판별 장치
40: 렌즈 이물질 및 스크래치 검사 장치
41: 발광 소자
42: 광학계
43: 스크린
44: 스크린 촬영 카메라
45: 스크린 영상 감지 장치
46: 렌즈 이물질 및 스크래치 판별 장치
D: 디스플레이 장치
100: 렌즈 검사 시스템

Claims (10)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 렌즈(1)를 정렬하여 이송시키는 렌즈 이송 라인(10);
   상기 렌즈 이송 라인(10)에 설치되고, 상기 렌즈(1)의 표면 형상을 검사하는 렌즈 표면 검사 장치(20);
   상기 렌즈 이송 라인(10)에 설치되고, 상기 렌즈(1)의 센터 포인트 또는 상기 렌즈(1)의 외곽선을 감지하는 렌즈 센터 검사 장치(30); 및
   상기 렌즈 이송 라인(10)에 설치되고, 상기 렌즈(1)의 이물질 및 스크래치 또는 비정상을 검사하는 렌즈 이물질 및 스크래치 검사 장치(40);
   를 포함하고,
   상기 렌즈 센터 검사 장치(30)는,
   상기 렌즈(1)를 촬영하는 렌즈 촬영 카메라(31);
   상기 렌즈 촬영 카메라(31)로 촬영된 영상에서 상기 렌즈(1)의 센터 포인트 또는 상기 렌즈(1)의 외곽선을 감지하여 렌즈 센터 포인트 신호 또는 렌즈 외곽선 신호를 출력하는 렌즈 영상 감지 장치(32); 및
   상기 렌즈 센터 포인트 신호 또는 상기 렌즈 외곽선 신호를 인가받아 이를 정상 렌즈치와 비교하여 상기 렌즈의 정상 여부 또는 렌즈 이탈 여부를 판별할 수 있는 렌즈 센터 판별 장치(33);
   를 포함하고,
   상기 렌즈 센터 검사 장치(30)는,
   상기 렌즈 센터 판별 장치(33)로부터 렌즈 위치 신호를 인가받아 탐침(21-1)을 이동 또는 가동시키는 탐침 구동 장치(23)에 탐침 구동 제어 신호를 인가하는 제어부(34);
   를 더 포함하는, 렌즈 검사 시스템.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 렌즈 이송 라인(10)은,
   진동 모터(13) 및 진동판(14)을 이용하여 복수개의 렌즈를 일방향으로 정렬시켜서 이동시키는 렌즈 피딩 장치(11); 및
   상기 렌즈 피딩 장치(11)와 연결되고, 상기 렌즈(1)의 이동 경로를 안내하는 가이드 레일(12);
   을 포함하는, 렌즈 검사 시스템.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 렌즈 표면 검사 장치(20)는,
   상기 렌즈(1)의 표면 형상을 감지하여 렌즈 표면 형상 신호를 출력하는 렌즈 표면 감지 장치(21); 및
   상기 렌즈 표면 형상 신호를 인가받아 이를 정상 렌즈치와 비교하여 상기 렌즈의 정상 여부를 판별할 수 있는 렌즈 표면 판별 장치(22);를 포함하고,
   상기 렌즈 표면 감지 장치(21)는,
   일정한 경로를 따라 움직이는 상기 렌즈의 표면에 접촉되는 탐침(21-1);
   상기 탐침(21-1)을 상기 렌즈(1) 방향으로 복원시키는 복원력을 갖는 탐침 복원 부재(21-2); 및
   상기 탐침(21-1)의 움직임을 전기적 신호를 변환하여 렌즈 표면 형상 신호를 출력하는 탐침 감지 센서(21-3);
   를 포함하는, 렌즈 검사 시스템.
8. 삭제
9. 삭제
10. 제 5 항에 있어서,
    상기 렌즈 이물질 및 스크래치 검사 장치(40)는,
    렌즈에 검사광(L1)을 조사하는 발광 소자(41);
    상기 렌즈(1)를 통과한 상기 검사광(L1)을 광학적인 상으로 변환하는 광학계(42);
    상기 광학계(42)를 통과한 상기 검사광(L1)의 상이 투영되는 스크린(43);
    상기 스크린(43)에 투영된 영상을 촬영하는 스크린 촬영 카메라(44);
    상기 스크린 촬영 카메라(44)로 촬영된 영상에서 상기 렌즈(1)의 이물질 및 스크래치 포인트(P3) 또는 상기 렌즈(1)의 비정상 포인트(P4)를 감지하여 렌즈 이물질 및 스크래치 신호 또는 렌즈 비정상 신호를 출력하는 스크린 영상 감지 장치(45); 및
    상기 렌즈 이물질 및 스크래치 신호 또는 상기 렌즈 비정상 신호 인가받아 이를 정상 렌즈치와 비교하여 상기 렌즈의 정상 여부를 판별할 수 있는 렌즈 이물질 및 스크래치 판별 장치(46);
    를 포함하는, 렌즈 검사 시스템.

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