KR101962072B1

KR101962072B1 - 렌즈 표면 검사장치

Info

Publication number: KR101962072B1
Application number: KR1020180094835A
Authority: KR
Inventors: 김정덕
Original assignee: 김정덕
Priority date: 2018-08-14
Filing date: 2018-08-14
Publication date: 2019-03-25

Abstract

본 발명은 렌즈의 표면에 묻은 유기물 또는 지문과 같은 얼룩의 존재 여부를 검사하는 렌즈 표면 검사장치에 관한 것으로, 표면검사유닛은, 광모듈의 광이 상기 렌즈를 향해 경사각도로 조사할 수 있도록 렌즈의 일측에 배치되며, 렌즈를 중심으로 상기 광모듈을 360도 교번적으로 정,역 회동시키면서 렌즈의 표면으로 광을 조사하는 조명부; 상기 조명부와 연결된 상태로 상기 조명부를 360도로 정,역 회전시키는 회전구동부; 상기 회전구동부를 관통한 상태로 배치되며, 상기 렌즈로 조사되는 광을 수집하여 초점을 형성하는 검사용광학계; 및 상기 검사용광학계의 단부에 배치되며, 상기 검사용광학계에서 형성된 초점을 촬영하여 렌즈 표면의 이물 및 얼룩의 영상을 획득하는 카메라부;를 포함하여 구성된다.

Description

렌즈 표면 검사장치{Lens surface inspection device}

본 발명은 렌즈 표면 검사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 렌즈의 표면에 묻은 유기물 또는 지문과 같은 얼룩의 존재 여부를 검사하는 렌즈 표면 검사장치에 관한 것이다.

최근, 디지털 카메라 기능을 갖는 휴대폰과 같은 휴대형 전자기기가 널리 보급되고 있으며, 이러한 전자기기들은 점차 소형화를 추구하게되면서 디지털 카메라 기능을 구현하기 위해 탑재되는 카메라 역시 규격화되고 소형화되고 있다.

카메라 유닛은, 도달하는 빛의 명도를 식별하기 위한 다수의 픽셀을 구비한 촬상소자와, 촬상소자가 안착된 PCB와, 촬상소자의 전방에 위치하여 주변의 광을 수집하여 촬상소자에 초점을 맺도록 복수의 렌즈가 배치된 렌즈모듈을 구비한다.

여기서 렌즈모듈은, 촬상소자에 가장 가까운 접안렌즈와 물체를 향하는 대물렌즈, 접안렌즈와 대물렌즈 사이에 적어도 하나 또는 복수개로 배치되는 렌즈들, 렌즈들을 고정시키기 위한 하우징, 적어도 접안렌즈측에 배치되어 대물렌즈로 입사되어 접안렌즈로 출사하는 광에서 적외선을 차단하고 가시광만을 투과시키는 적외선 차단필터(IR 차단 필터)와, 하우징과 IR 차단 필터를 고정시키는 베럴하우징을 포함하여 이루어진다.

그러나, 렌즈모듈을 구성할 때, 어느 렌즈 표면 또는 IR 차단 필터의 표면에 이물(먼지 등)이 부착될 수 있는데, 이러한 이물은 렌즈가 촬영될 때 렌즈모듈을 투과하는 광에 영향을 주기 때문에 이물에 의해 투과하는 빛의 양이 줄어 촬영된 화상의 전체가 어두워지게 하거나 이물의 그림자가 보이게 한다.

따라서, 렌즈모듈을 구성함에 있어, 렌즈 표면에 부착된 이물의 유,무에 따라 렌즈모듈의 불량 또는 정상이 판정될 수 있다.

종래의 국내등록특허 제10-1447857호에는 렌즈의 이물을 검사하기 위한 렌즈 모듈 이물 검사시스템 기술이 개시되어 있으며, 대물 렌즈와 접안 렌즈와 IR 차단 필터가 배치된 렌즈 모듈의 상기 대물 렌즈를 향하여 조명광을 방출하는 광원부; 상기 광원부로부터 상기 대물 렌즈에 입사되어 상기 접안 렌즈 내지 상기 IR 차단 필터를 투과한 조명광을 수집하여 초점을 형성하는 검사용 광학계; 상기 검사용 광학계에서 형성하는 초점에 배치된 촬상소자를 구비하여 상기 렌즈 모듈을 통과한 조명광에 의하여 상기 접안 렌즈 또는 상기 IR 차단 필터의 표면에 부착된 이물이 그림자로 보여지는 이물 영상을 획득하는 촬영부; 상기 촬영부에서 획득한 상기 이물 영상을 분석하여, 상기 렌즈 모듈의 상기 접안 렌즈 또는 상기 IR 차단 필터의 표면들에 대한 이물의 부착 위치를 판정하는 제어부; 및 상기 대물 렌즈에 입사되어 상기 접안 렌즈의 모든 지점을 투과한 후 상기 IR 차단 필터로부터 출사되는 조명광의 광선속이, 상기 촬상소자에 동일한 밀도로 도달하여 밝기가 균일한 영상이 얻어지도록, 상기 광원부에서 방출되는 조명광의 광선속을 제어하는 조명용 광학계로 구성되어 있다.

그러나, 위 기술은 렌즈에 부착된 먼지와 같은 이물은 수직하게 조사되는 광원에 의해 쉽게 판별이 가능하지만, 유기물 또는 지문 등과 같이 렌즈의 표면에 묻은 얼룩에 대해서는 검사가 이루어지지 못하는 치명적인 문제가 있다.

이는, 얼룩이 먼지와 같이 특정된 형상과 색상을 갖는 것이 아니라 렌즈의 표면에 묻어있기 때문에, 수직으로 조사되는 광에 대해서는 산란 또는 굴절이 일어나지 않아 카메라의 영상에 나타나지 않기 때문이다.

국내등록특허 제10-1447857호 국내등록특허 제10-1416860호

본 발명은 상기와 같은 문제점 및 기술적 편견을 해소하기 위해 안출된 것으로, 렌즈 표면에 부착된 이물 감지와 더불어 렌즈 표면에 묻은 유기물 또는 지문과 같은 얼룩의 존재 유,무를 검사하는 렌즈 표면 검사장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 렌즈 표면 검사장치는, 표면검사유닛은, 광모듈의 광이 상기 렌즈를 향해 경사각도로 조사할 수 있도록 렌즈의 일측에 배치되며, 렌즈를 중심으로 상기 광모듈을 360도 교번적으로 정,역 회동시키면서 렌즈의 표면으로 광을 조사하는 조명부; 상기 조명부와 연결된 상태로 상기 조명부를 360도로 정,역 회전시키는 회전구동부; 상기 회전구동부를 관통한 상태로 배치되며, 상기 렌즈로 조사되는 광을 수집하여 초점을 형성하는 검사용광학계; 및 상기 검사용광학계의 단부에 배치되며, 상기 검사용광학계에서 형성된 초점을 촬영하여 렌즈 표면의 이물 및 얼룩의 영상을 획득하는 카메라부;를 포함하며, 상기 조명부는, 상기 회전구동부와 연결되어 연동하며, 상기 검사용광학계로 향하는 광이 통과하는 통과홀이 형성된 고정편; 상기 고정편의 일측에 서로 이격되게 배치되며, 일면에 곡선 형태의 원호슬롯이 형성된 한 쌍의 수직브라켓; 및 설정된 경사각도로 광이 조사될 수 있도록 상기 한 쌍의 수직브라켓의 원호슬롯을 따라 틸팅 가능하게 결합되며, 조사되는 광이 렌즈의 표면을 향하도록 상기 원호슬롯에서 회전할 수 있는 광모듈;로 구성된다.
이때, 상기 회전구동부는, 승강하는 승강플레이트에 고정된 고정바디; 상기 고정바디 일측에 배치된 회전모터; 및 상기 검사용광학계의 단부가 수용된 상태로 상기 고정바디를 관통하여 회전 가능하게 배치되며, 상기 회전모터와 회전수단을 통해 연결되어 360도로 정,역 회전하는 회전바디;로 구성된 것이 바람직하다.

삭제

그리고, 상기 회전수단은, 상기 회전모터에 구비된 구동기어와, 상기 회전바디에 구비되어 상기 구동기어와 치합하는 종동기어 인 것이 바람직하다.

또한, 상기 회전수단은, 상기 회전모터에 구비된 구동풀리와, 상기 회전바디에 구비되어 상기 구동풀리와 벨트를 통해 연결되는 종동풀리 인 것이 바람직하다.

더하여, 상기 고정바디에는 회전바디의 360도 정,역 회전을 센싱하는 회전스톱퍼센서가 더 구비된 것이 바람직하다.

한편, 상기 조명부는, 상기 회전구동부와 연결되어 연동하며, 상기 검사용광학계로 향하는 광이 통과하는 통과홀이 형성된 고정편; 상기 고정편의 일측에 서로 이격되게 배치되며, 일면에 곡선 형태의 원호슬롯이 형성된 한 쌍의 수직브라켓; 및 설정된 경사각도로 광이 조사될 수 있도록 상기 한 쌍의 수직브라켓의 원호슬롯이에 회전 가능하게 결합되며, 조사되는 광이 렌즈의 표면을 향하도록 상기 원호슬롯을 타고 틸팅하는 광모듈;로 구성된 것이 바람직하다.

이때, 상기 원호슬롯을 관통하는 상기 광모듈 축의 양측에서 결합되는 고정너트에 의해 상기 광모듈의 회전 및 틸팅이 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 원호슬롯을 관통하는 상기 광모듈 축의 일측에는 모듈회전모터가 구비되고, 광모듈 축의 타측에서 결합되는 고정너트에 의해 상기 광모듈의 회전 및 틸팅이 이루어지는 것이 바람직하다.

마지막으로, 상기 광모듈의 광원은 LED 인 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 렌즈 표면 검사장치에 의하면, 렌즈 표면으로 조사되는 광이 렌즈의 일측에서 설정된 경사각도로 조사되도록 함으로써, 렌즈 표면에 안착된 먼지와 더불어 렌즈 표면에 묻은 유기물 또는 지문과 같은 얼룩의 존재 유,무도 감지하는 탁월한 효과가 있다.

또한, 광모듈의 광 조사 각도 설정과 설정된 광모듈의 틸팅이 가능하기 때문에 다양한 렌즈의 표면검사가 가능한 효과가 있다.

또한, 표면검사유닛이 상,하 한 쌍으로 배열되어 렌즈 양 표면의 검사가 이루어짐에 따라 미세한 이물 또는 얼룩까지도 검출이 가능한 효과가 있다.

또한, 렌즈배럴에 결합된 렌즈의 표면검사 또는 렌즈배럴에 조립하기 전 렌즈의 개별 표면 검사가 가능한 구조적인 효과 또한 탁월하다.

도 1은 본 발명에 따른 렌즈 표면 검사장치를 나타낸 사시도이고,
도 2는 도 1의 측면도이며,
도 3은 본 발명에 따른 렌즈 표면 검사장치의 구성중 표면검사유닛의 요부확대도이고,
도 4는 도 3의 측면도로 요부단면도이며,
도 5는 본 발명에 따른 렌즈 표면 검사장치의 구성중 광모듈을 나타낸 요부사시도이고,
도 6은 본 발명 렌즈 표면 검사장치의 광모듈을 회동시키면서 렌즈 표면에 광원을 조사하는 상태를 보여주는 참고도이며,
도 7은 본 발명에 따른 렌즈 표면 검사장치의 구성중 광모듈의 다른 구조를 보여주는 요부사시도이고,
도 8은 본 발명에 따른 렌즈 표면 검사장치의 구성중 회전수단의 다른 실시예를 보여주는 요부단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예들은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1 내지 도 6에 나타낸 바와 같이 본 발명의 렌즈 표면 검사장치(100)는, 상,하 마주하게 배열된 상태로 각각 승강하며, 광을 조사하여 렌즈(L) 양 표면의 이물 및 얼룩(E)을 검사하는 한 쌍의 표면검사유닛(200)으로 구성된 렌즈 표면 검사장치(100)에 있어서, 표면검사유닛(200)은, 광모듈(213)의 광이 상기 렌즈(L)를 향해 경사각도(θ)로 조사할 수 있도록 렌즈(L)의 일측에 배치되며, 렌즈(L)를 중심으로 상기 광모듈(213)을 360도 교번적으로 정,역 회동시키면서 렌즈(L)의 표면으로 광을 조사하는 조명부(210); 상기 조명부(210)와 연결된 상태로 상기 조명부(210)를 360도로 정,역 회전시키는 회전구동부(220); 상기 회전구동부(220)를 관통한 상태로 배치되며, 상기 렌즈(L)로 조사되는 광을 수집하여 초점을 형성하는 검사용광학계(230); 및 상기 검사용광학계(230)의 단부에 배치되며, 상기 검사용광학계(230)에서 형성된 초점을 촬영하여 렌즈(L) 표면의 이물 및 얼룩(E)의 영상을 획득하는 카메라부(240);를 포함하여 구성된다.

설명에 앞서, 본 발명의 가장 큰 특징은 검사대상이 되는 렌즈(L)의 양 표면으로 소정의 경사각도(θ)로 광이 조사되도록 함으로써, 먼지와 더불어 렌즈(L)의 표면에 묻은 유기물 또는 지문 등과 같은 얼룩(E)까지 검사가 이루어지도록 하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 렌즈 표면 검사장치(100)는 표면검사유닛(200)이 한 쌍으로 구성됨에 따라 렌즈(L)가 렌즈배럴(110)에 조립된 상태이거나 또는 조립되기 전 개별 렌즈(L) 상태로도 렌즈(L)의 검사가 가능하다.

또한, 렌즈 표면 검사장치(100)는 도시하지 않은 제어장치의 제어에 따라 구동됨은 물론이다.

도 1 및 도 2와 같이 본 발명의 렌즈 표면 검사장치(100)는 전용기(미도시) 내부의 설정된 위치에 수직한 판 상의 고정플레이트(101)를 통해 설치된다.

이때, 고정플레이트(101)에는 한 쌍의 표면검사유닛(200)이 배치된다.

한 쌍의 표면검사유닛(200)은 고정플레이트(101)에 상,하로 마주하게 배열된 상태로 승강 가능하게 설치되며, 한 쌍의 표면검사유닛(200) 사이로 배치되는 검사 대상이되는 렌즈(L)의 양 표면으로 광(光)을 조사하여 표면에 안착된 먼지와 같은 이물 및 표면에 묻은 유기물 또는 지문과 같은 얼룩(E)의 검사가 이루어지도록 한다.

각 표면검사유닛(200)은 수직방향으로 승강하는 판 상의 승강플레이트(102)에 고정되며, 승강플레이트(102)는 수직겐트리(103)에 승강 가능하게 설치되어 있다.

상기 수직겐트리(103)에는 조명부(210)와, 회전구동부(220)와, 검사용광학계(230) 및 카메라부(240)가 수직방향을 향해 순차적으로 설치되어 있다.

이하에서는, 한 쌍의 표면검사유닛(200)이 동일한 구조를 이룸에 따라 도면상 상측에 배치된 표면검사유닛(200)을 대상으로 설명하기로 한다.

조명부(210)는 도 1 내지 도 6과 같이, 표면검사유닛(200)을 이루는 구성중 도면상 최하단에 설치되어 있으며, 검사대상이되는 렌즈(L)의 표면으로 광모듈(213)의 광이 경사각도(θ)로 조사될 수 있도록 렌즈(L)의 일측에 배치되어 있다.

일측에 배치된 광모듈(213)은 렌즈(L)를 중심으로 360도로 교번적 정,역 회전하면서 렌즈(L)의 표면으로 관을 조사하게 된다.

위와 같은 조명부(210)는 고정편(211)과, 수직브라켓(212) 및 광모듈(213)로 구성된다.

고정편(211)은 도 4 및 도 5와 같이, 사각의 판 상의 형태를 유지하고 있으며, 후술하는 회전구동부(220)의 회전바디(223) 저면에 결합된 상태로 회전바디(223)의 회전과 함께 연동 회전한다.

고정편(211)의 중심에는 렌즈(L)로 향하는 광모듈(213)의 광이 후술하는 검사용광학계(230)로 향할 수 있도록 광이 통과하는 소정의 직경을 갖는 통과홀(211a)이 관통되게 형성되어 있다.

수직브라켓(212)은 고정편(211)의 일측에 소정 간격을 두고 이격되게 한 쌍으로 배치되어 있으며, 각 수직브라켓(212)의 도면상 하측 일면에는 곡선 형태로 이루어진 원호슬롯(212a)이 관통된 상태로 형성되어 있다.

광모듈(213)은 설정된 경사각도(θ)로 검사 대상의 렌즈(L) 표면으로 광이 조사될 수 있도록 광모듈(213)의 양 축(213a)이 한 쌍의 수직브라켓(212)의 원호슬롯(212a)을 따라 틸팅 가능하게 결합되며, 조사되는 광이 렌즈(L)의 표면을 향하도록 원호슬롯(212a) 상에서 회전할 수 있도록 결합된다.

즉, 광모듈(213)이 도 6과 같이 렌즈(L)를 향해 일측에서 비스듬하게 광을 조사할 수 있도록 일차적으로 설정된 경사각도(θ)로 회전되고, 회전된 상태에서 조사되는 광이 렌즈(L)의 표면으로 향할 수 있도록 원호슬롯(212a)의 궤적을 타고 광모듈(213)의 높이를 이동시켜 틸팅이 이루어지도록 하는 것이다.

정확하게, 특정된 높이에서 광모듈(213)의 회전만 이루어진 상태에서 조사되는 광이 정확하게 렌즈(L) 표면으로 도달하지 못할 경우, 광모듈(213)의 높이를 변경시킴으로써 광이 렌즈(L) 표면으로 정확하게 조사될 수 있도록 하는 것이다.

위 광모듈(213)의 회전 및 틸팅은, 원호슬롯(212a)을 관통하는 광모듈(213)의 축(213a)의 양측에서 수직브라켓(212)을 사이에 두고 결합되는 각각 결합되는 고정너트(214)에 의해 이루어지게 된다.

여기서, 광모듈(213)의 광원은 고휘도를 갖는 LED 인 것이 바람직하며, LED는 산업전반에 걸쳐 통상적으로 적용되는 광원임에 따라 설명은 생략하기로 한다.

광모듈(213)을 이용하여 광을 설정된 각도로 조사하는 이유는, 렌즈(L) 표면이 특정된 형상의 곡률로 형성됨에 따라 종래와 같이 수직방향으로 광이 조사되는 경우 입체적인 형상을 갖는 먼지는 카메라의 영상에 나타나지만, 곡률의 면에 묻은 얼룩(E)에 대해서는 광이 렌즈(L)를 투과함에 따라 카메라의 화상에 얼룩(E)이 나타나지 않기 때문이다.

즉, 광을 경사각도(θ)로 조사하면, 도 6과 같이 광 조사각도에 유사하게 대응하는 렌즈(L) 곡률의 경사면에 묻은 얼룩(E)의 측부로 광이 조사되기 때문에, 얼룩(E)에 의해 광이 산란 또는 굴절됨에 따라 카메라부(240)의 화상에 얼룩(E)이 표시되는 것이다.

정확하게는, 평면에서의 얼룩(E)은 렌즈(L)에 희미하게 묻은 상태임에 따라 조사되는 광을 투과시키지만, 측면에서의 얼룩(E)은 희미하더라도 얼룩(E)면이 서로 겹치기 때문에 광의 일부만을 투과시키고 나머지는 산란 또는 굴절시키기 때문이다.

또한, 먼지는 입체적인 형상을 갖기 때문에 광을 어느 각도에서 조사하더라도 당연히 카메라부(240)의 화상에 나타난다.

한편, 광모듈(213)의 경사각도(θ)는 렌즈(L)를 향해 20도 ~ 30도 범위 내에서 조사되는 것이 바람직하다.

이는, 위 20도 ~30도의 경사각도(θ)가 렌즈(L) 표면 곡률의 경사에 근접하는 각도로써, 만일 20도 이하의 각도로 광의 조사가 이루어지면 광이 너무 비스듬하게 조사됨에 따라 렌즈(L) 표면으로의 조사가 완전하게 이루어지지 못하고, 반면 30도 이상의 각도로 광의 조사가 이루어지면 광의 조사 각도가 너무 세워지기 때문에 광이 얼룩(E)에 부딛히지 못하고 렌즈(L)를 바로 투과하여 카메라부(240)의 영상에 얼룩(E)이 나타나지 않기 때문이다.

한편, 도 7에는 광모듈(213)의 다른 구조를 보여주고 있다.

도 7의 구조는 광모듈(213)의 회전 및 틸팅이 제어장치(미도시)의 제어를 받으면서 자동으로 세팅될 수 있도록 하는 구조로써, 상기 원호슬롯(212a)을 관통하는 광모듈(213) 축(213a)의 일측에는 모듈회전모터(215)가 구비되고, 광모듈(213) 축(213a)의 타측에서 결합되는 고정너트(214)에 의해 상기 광모듈(213)의 회전 및 틸팅이 이루어지도록 하는 구조이다.

이때, 광모듈(213)과 모듈회전모터(215) 사이에는 도시하지는 않았지만 광모듈(213)의 틸팅을 위한 곡률형상을 갖는 레크와 피니언과 같은 기어구조가 구비될 수도 있다.

이렇게 되면, 광모듈(213)은 모듈회전모터(215)의 구동을 통한 레크와 피니언에 의해 검사대상 렌즈(L)의 크기에 따라 회전 및 틸팅 설정이 자동으로 이루어지게 된다.

회전구동부(220)는 도 3 및 도 4와 같이, 도면상 조명부(210)의 상측에 배치된 상태로 조명부(210)와 연결되어 조명부(210)를 연동 회전시키며, 조명부(210)의 광 조사가 360도로 이루어지도록 조명부(210)를 360도로 정,역 회전시킨다.

회전구동부(220)는 고정바디(221)와, 회전모터(222)와 회전바디(223)로 구성된다.

고정바디(221)는 소정의 두께를 갖는 원통 형상을 유지하고, 일측이 승강하는 승강플레이트(102)에 결합되어 있으며, 내측은 회전바디(223)가 관통할 수 있도록 개구되어 있다.

회전모터(222)는 고정바디(221)의 일측(도면상 우측)에 배치되어 있다.

회전바디(223)는 원통 형상으로 검사용광학계(230)의 단부가 수용될 수 있도록 내부가 개구되어 있으며, 고정바디(221)를 관통한 상태로 회전 가능하게 배치되어 있다.

그리고, 회전바디(223)는 회전모터(222)와 회전수단을 통해 연결되며, 회전모터(222)에 의해 360도로 정,역 회전한다.

이때, 회전수단은 회전모터(222)의 하측방향으로 구비된 구동기어(222a)와, 회전바디(223)의 상측에 구비되어 구동기어(222a)와 치합을이루는 종동기어(223a)로 구성되는 것이 바람직하다.

이 경우, 종동기어(223a)는 회전바디(223)와 일체로 형성될 수도 있고, 체결수단에 의해 회전바디(223)에 결합될 수도 있다.

위와 같은 회전구동부(220)는, 구동기어(222a)의 회전에 의해 종동기어(223a)와 함께 회전바디(223)가 회전하게 되고, 이 과정에서 하측으로 결합된 조명부(210)도 연동 회전함에 따라 광모듈(213)의 렌즈(L)를 중심으로 하는 360도 회동이 이루어지게 된다.

이때, 회전모터(222)의 회전은 광모듈(213)의 렌즈(L)를 향한 조사가 360도로 이루어지도록 제어장치의 제어를 받으며 어느 일 방향으로 이루어지고, 다음 렌즈(L)의 조사에서는 역 방향으로 360도 회전함으로써 교번적으로 정,역 회전한다.

한편, 고정바디(221)의 타측(도면상 좌측)에는 회전바디(223)의 360도 정,역 회전을 센싱하는 회전스톱퍼센서(227)가 더 구비되는 것이 바람직한데, 이는 회전바디(223)의 정,역회전이 정확히 360도로 이루어졌을 때 이를 감지하여 제어장치를 통해 회전모터(222)의 구동이 정지될 수 있도록 하기 위함이다.

설명되지 않은 부호 228은 보호커버로써, 고정바디(221)의 상부에 구비되어 회전모터(222)가 안착된 상태로 고정되면서, 구동기어(222a)와 종동기어(223a)를 외부로 노출되지 않도록 커버한다.

한편, 도 8에는 회전수단의 다른 실시예를 보여주고 있다.

도 8은 본 발명에 따른 렌즈 표면 검사장치(100)의 구성중 회전수단의 다른 실시예를 보여주는 요부단면도이다.

도 8의 회전수단은, 회전모터(222)의 하측에 구비된 구동풀리(224)와, 회전바디(223)의 상측에 구비되어 구동풀리(224)와 벨트(226)를 통해 연결되는 종동풀리(225)로 구성될 수도 있다.

이때, 구동풀리(224)와 종동풀리(225) 사이에는 벨트(226)의 장력을 조절하기 위한 장력조절장치(미도시)가 구비될 수 있음은 물론이다.

검사용광학계(230)는 도 1 내지 도 4와 같이, 하측이 회전구동부(220)를 관통한 상태로 직립되게 배치되며, 조명부(210)의 광모듈(213)을 통해 렌즈(L) 표면으로 조사되는 광을 수집하여 초점을 형성한다.

이때, 검사용광학계(230)는 직립도가 보장될 수 있도록 승강플레이트(102)의 상측으로 고정되는 홀더(105)에 의해 지지된다.

카메라부(240)는 도 1 내지 도 4와 같이, 검사용광학계(230)의 상측 단부에 배치되며, 검사용광학계(230)에서 렌즈(L) 표면으로 조사되는 광을 수집하여 형성된 초점을 촬영하여 렌즈(L) 표면의 이물 및 얼룩(E)의 영상을 획득한다.

여기서, 검사용광학계(230)와 카메라부(240)는 렌즈(L) 검사장치에서 범용적으로 실시되는 기술임에 따라 자세한 설명은 생략하기로 한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 렌즈 표면 검사장치(100)를 이용하여 렌즈(L) 표면을 검사하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

본 실시예에서는 렌즈배럴(110)에 조립된 렌즈(L) 표면의 검사가 이루어지는 것으로 설명한다. 개별 렌즈(L)의 경우는 개별 렌즈(L)가 안착될 수 있는 전용 스테이지(120)를 적용하여 검사가 이루어진다.

먼저, 도 2와 같이 스테이지(120)에 렌즈배럴(110)을 안착시킨 상태로 렌즈배럴(110)을 한 쌍의 표면검사유닛(200) 사이로 진입시킨다.

이때, 렌즈배럴(110)의 중심은 검사용광학계(230)의 수직방향 중심과 일치하게 된다.

이후, 한 쌍의 표면검사유닛(200)은 도 2에 표시된 화살표방향으로 하강하게 되고, 이 하강은 도 6과 같이 광모듈(213)이 렌즈배럴(110)과 근접할 때까지 이루어진다.

그리고, 광모듈(213)의 경사각도(θ)와 틸팅은 표면검사유닛(200)의 구동이 이루어지기 전 사전에 이미 세팅된 상태이다.

광모듈(213)의 이동이 도 6과 같이 완료되면, 제어장치의 제어에 의해 회전모터(222)가 구동하게 되고, 이로 인해 구동기어(222a)와 회전바디(223)의 종동기어(223a)가 어느 일 방향으로 회전하게 된다.

이때, 조명부(210)도 함께 연동하여 회전하게 되고, 이 과정에서 경사각도(θ)로 세팅된 광모듈(213)이 렌즈배럴(110)의 일측에서 도 6의 화살표와 같이 렌즈(L)를 중심으로 어느 일방향으로 회동하면서 렌즈(L) 표면으로 광을 조사하게 된다.

광모듈(213)의 광 조사는 어느 일 방향의 360도 회전이 완료될 때까지 진행된다.

이 과정에서, 검사용광학계(230)는 렌즈(L) 표면으로 조사되는 광을 수집하여 내부에서 초점을 형성한다.

카메라부(240)에서는 광모듈(213)이 광을 조사하면서 360도 회전할 때까지 설정된 분할 횟수로 검사용광학계(230)에 형성된 초점을 촬영하여 영상을 획득한다.

이때, 획득된 영상은 렌즈(L)의 상부표면과 하부표면의 영상으로써, 렌즈(L)의 상,하측에서 동시에 표면검사유닛(200)을 통해 얻어지는 영상이다.

이후, 카메라부(240)를 통해 획득된 영상은 영상판독기로 전송되고, 영상판독기에서는 전송된 영상을 판독하여 이물 또는 얼룩(E)의 존재 여부를 영상표시기에 표시함으로써, 작업자가 영상표시기를 통해 확인하여 렌즈(L)의 양부(良否)를 판정하여 검사를 완료한다.

다음으로, 검사가 완료된 렌즈배럴(110)의 배출과 함께 새로운 렌즈배럴(110)이 위치하면, 광모듈(213)은 회전모터(222)의 구동에 의해 회전되었던 역 방향으로 360도 회전하면서 렌즈(L) 표면에 광을 조사함과 동시에 앞서 서술된 공정이 반복적으로 수행되도록 함으로써 렌즈(L) 표면 검사가 계속적으로 이루어지도록 한다.

지금까지 서술된 바와 같이 본 발명의 렌즈 표면 검사장치는, 렌즈 표면으로 조사되는 광이 렌즈의 일측에서 설정된 각도로 조사되도록 함으로써, 렌즈 표면에 안착된 먼지와 더불어 렌즈 표면에 묻은 유기물 또는 지문과 같은 얼룩의 존재 유,무도 감지하는 탁월한 효과가 있다.

이상, 본 발명의 렌즈 표면 검사장치를 바람직한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 설명하였으나, 이는 발명의 이해를 돕고자 하는 것일 뿐 발명의 기술적 범위를 이에 한정하고자 함이 아님은 물론이다.

즉, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않고도 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형이나 개조가 가능함은 물론이고, 그와 같은 변경이나 개조는 청구범위의 해석상 본 발명의 기술적 범위 내에 있음은 말할 나위가 없다.

100 : 렌즈 표면 검사장치 101 : 고정플레이트
102 : 승강플레이트 103 : 수직겐트리
110 : 렌즈배럴 120 : 스테이지
200 : 표면검사유닛 210 : 조명부
211 : 고정편 211a : 통과홀
212 : 수직브라켓 212a : 원호슬롯
213 : 광모듈 213a : 축
214 : 고정너트 215 : 모듈회전모터
220 : 회전구동부 221 : 고정바디
222 : 회전모터 222a : 구동기어
223 : 회전바디 223a : 종동기어
224 : 구동풀리 225 : 종동풀리
226 : 벨트 227 : 회전스톱퍼센서
228 : 보호커버 230 : 검사용광학계
240 : 카메라부 E : 얼룩
L : 렌즈 θ : 경사각도

Claims

상,하 마주하게 배열된 상태로 각각 승강하며, 광을 조사하여 렌즈(L) 양 표면의 이물 및 얼룩(E)을 검사하는 한 쌍의 표면검사유닛(200)으로 구성된 렌즈 표면 검사장치(100)에 있어서,
표면검사유닛(200)은,
광모듈(213)의 광이 상기 렌즈(L)를 향해 경사각도(θ)로 조사할 수 있도록 렌즈(L)의 일측에 배치되며, 렌즈(L)를 중심으로 상기 광모듈(213)을 360도 교번적으로 정,역 회동시키면서 렌즈(L)의 표면으로 광을 조사하는 조명부(210);
상기 조명부(210)와 연결된 상태로 상기 조명부(210)를 360도로 정,역 회전시키는 회전구동부(220);
상기 회전구동부(220)를 관통한 상태로 배치되며, 상기 렌즈(L)로 조사되는 광을 수집하여 초점을 형성하는 검사용광학계(230); 및
상기 검사용광학계(230)의 단부에 배치되며, 상기 검사용광학계(230)에서 형성된 초점을 촬영하여 렌즈(L) 표면의 이물 및 얼룩(E)의 영상을 획득하는 카메라부(240);를 포함하며,
상기 조명부(210)는, 상기 회전구동부(220)와 연결되어 연동하며, 상기 검사용광학계(230)로 향하는 광이 통과하는 통과홀(211a)이 형성된 고정편(211); 상기 고정편(211)의 일측에 서로 이격되게 배치되며, 일면에 곡선 형태의 원호슬롯(212a)이 형성된 한 쌍의 수직브라켓(212); 및 설정된 경사각도(θ)로 광이 조사될 수 있도록 상기 한 쌍의 수직브라켓(212)의 원호슬롯(212a)을 따라 틸팅 가능하게 결합되며, 조사되는 광이 렌즈(L)의 표면을 향하도록 상기 원호슬롯(212a)에서 회전할 수 있는 광모듈(213);로 구성된 것을 특징으로 하는 렌즈 표면 검사장치.
제1항에 있어서,
상기 회전구동부(220)는,
승강하는 승강플레이트(102)에 고정된 고정바디(221);
상기 고정바디(221) 일측에 배치된 회전모터(222);
상기 검사용광학계(230)의 단부가 수용된 상태로 상기 고정바디(221)를 관통하여 회전 가능하게 배치되며, 상기 회전모터(222)와 회전수단을 통해 연결되어 360도로 정,역 회전하는 회전바디(223);로 구성된 것을 특징으로 하는 렌즈 표면 검사장치.
제2항에 있어서,
상기 회전수단은, 상기 회전모터(222)에 구비된 구동기어(222a)와, 상기 회전바디(223)에 구비되어 상기 구동기어(222a)와 치합하는 종동기어(223a) 인 것을 특징으로 하는 렌즈 표면 검사장치.
제2항에 있어서,
상기 회전수단은, 상기 회전모터(222)에 구비된 구동풀리(224)와, 상기 회전바디(223)에 구비되어 상기 구동풀리(224)와 벨트(226)를 통해 연결되는 종동풀리(225) 인 것을 특징으로 하는 렌즈 표면 검사장치.
제2항에 있어서,
상기 고정바디(221)에는 회전바디(223)의 360도 정,역 회전을 센싱하는 회전스톱퍼센서(227)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 렌즈 표면 검사장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 원호슬롯(212a)을 관통하는 상기 광모듈(213) 축(213a)의 양측에서 결합되는 고정너트(214)에 의해 상기 광모듈(213)의 회전 및 틸팅이 이루어지는 것을 특징으로 하는 렌즈 표면 검사장치.
제1항에 있어서,
상기 원호슬롯(212a)을 관통하는 상기 광모듈(213) 축(213a)의 일측에는 모듈회전모터(215)가 구비되고, 광모듈(213) 축(213a)의 타측에서 결합되는 고정너트(214)에 의해 상기 광모듈(213)의 회전 및 틸팅이 이루어지는 것을 특징으로 하는 렌즈 표면 검사장치.
제1항에 있어서,
상기 광모듈(213)의 광원은 LED 인 것을 특징으로 하는 렌즈 표면 검사장치.