KR101987146B1 - Focusing module, LED Light Source Device having Focusing module, and vision inspection apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 엘이디광원장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엘이디칩에서 발생된 광을 집광하는 집광모듈, 엘이디광원장치, 및 비전검사장치에 관한 것이다.
본 발명은 하나 이상의 엘이디칩와, 상기 엘이디칩에서 발생된 광을 집중시키는 렌즈부재가 설치된 복수의 엘이디기판들과; 상기 복수의 엘이디기판들이 설치되는 지지부재를 포함하며, 상기 복수의 엘이디기판들은, 상기 렌즈부재와 함께 상기 엘이디칩로부터 일정한 거리를 가지는 집광지점에 상기 엘이디칩에서 발생된 광을 집중시키도록 상기 지지부재에 설치되고, 그 집광지점들이 일정한 직경을 가지는 집광영역 내에 모두 위치되도록 상기 지지부재에 배치된 것을 특징으로 하는 집광모듈을 개시한다.The present invention relates to an LED light source device, and more particularly, to a light collecting module, an LED light source device, and a vision inspection device that collect light emitted from an LED chip.
The present invention provides a light emitting device comprising: at least one LED chip; a plurality of LED substrates provided with a lens member for concentrating light emitted from the LED chip; And a plurality of LED substrates mounted on the LED chip, wherein the plurality of LED substrates together with the lens member are disposed at a converging point having a predetermined distance from the LED chip, And the light-converging points are all disposed in the light-collecting region having a constant diameter.
Description
본 발명은 엘이디광원장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엘이디칩에서 발생된 광을 집광하는 집광모듈, 엘이디광원장치, 및 비전검사장치에 관한 것이다.The present invention relates to an LED light source device, and more particularly, to a light collecting module, an LED light source device, and a vision inspection device that collect light emitted from an LED chip.
조명장치란 광원의 빛을 반사·굴절·투과시켜 광원을 고정하거나 보호하는 기구로서, 광원(光源)의 빛을 반사·굴절·투과시켜 광원을 고정하거나 보호하는 기구를 말한다.An illumination device is a mechanism that fixes or protects a light source by reflecting, refracting, or transmitting light from the light source. It is a device that fixes or protects a light source by reflecting, refracting, or transmitting light from a light source.
조명장치의 광원으로는 실내에서 사용되는 백열등 및 형광등이 있으며, 공원등, 가로등과 같이 실외에서 사용되는 할로겐램프 등이 있다. Examples of the light source of the lighting device include incandescent lamps and fluorescent lamps used in the interior, and halogen lamps used in outdoor such as parks and street lamps.
한편 엘이디(LED; Lighting Emitting Diode)는 빛을 내는 반도체로서, 낮은 전력소비(백열등의 1/6), 긴 수명(백열등의 8배), 친환경적 특성(수은 등 유해물질 미함유)으로 각종 LCD의 광원, 실내등, 가로등, 조명등, 자동차 등 다양한 분야에서 각 용도에 맞게 응용되고 있다.On the other hand, LED (Lighting Emitting Diode) is a semiconductor that emits light. It has low power consumption (1/6 of incandescent lamp), long life (8 times of incandescent lamp) and environment- Light source, interior light, street light, illumination light, automobile, and so on.
특히 엘이디의 응용범위가 일반 조명장치를 넘어, 한국공개특허 제2011-009335호와 같이, 기판에 광을 조사하고 광이 조사된 기판에 대한 이미지를 획득하고 획득된 이미지를 분석하여 기판의 상태를 검사하는 비전검사장치로 확대되고 있다.Particularly, the application range of the LED exceeds the general illumination device, and as disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2011-009335, the substrate is irradiated with light, an image of the substrate irradiated with light is obtained, It is expanding to vision inspection equipment to inspect.
그러나 기판의 비전검사장치에 엘이디를 응용함에 있어 기존 할라이드램프에 최적화되어 있는 구성에 곧바로 적용이 불가한바 엘이디를 광원으로 대체하기 위한 최적의 구성이 제시될 필요가 있다.However, in applying the LED to the vision inspection system of the substrate, it is necessary to present the optimal structure for replacing the LED with the light source because it is not applicable immediately to the configuration optimized for the existing halide lamp.
본 발명의 목적은 하나 이상의 엘이디칩에서 발생된 광의 손실을 최소화하여 최대한 많은 양의 광을 집광할 수 있는 집광모듈, 엘이디광원장치 및 비전검사장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a light-collecting module, an LED light source device, and a vision inspection device which can minimize the loss of light generated in one or more LED chips and collect as much light as possible.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은 하나 이상의 엘이디칩와, 상기 엘이디칩에서 발생된 광을 집중시키는 렌즈부재가 설치된 복수의 엘이디기판들과; 상기 복수의 엘이디기판들이 설치되는 지지부재를 포함하며, 상기 복수의 엘이디기판들은, 상기 렌즈부재와 함께 상기 엘이디칩로부터 일정한 거리를 가지는 집광지점에 상기 엘이디칩에서 발생된 광을 집중시키도록 상기 지지부재에 설치되고, 그 집광지점들이 일정한 직경을 가지는 집광영역 내에 모두 위치되도록 상기 지지부재에 배치된 것을 특징으로 하는 집광모듈을 개시한다.The present invention has been made in order to accomplish the above-mentioned object of the present invention, and it is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device, comprising: at least one LED chip; a plurality of LED substrates provided with a lens member for concentrating light emitted from the LED chip; And a plurality of LED substrates mounted on the LED chip, wherein the plurality of LED substrates together with the lens member are disposed at a converging point having a predetermined distance from the LED chip, And the light-converging points are all disposed in the light-collecting region having a constant diameter.
상기 집광영역의 직경은, 4㎜~10㎜인 것이 바람직하다.The diameter of the light converging region is preferably 4 mm to 10 mm.
상기 각 엘이디기판들은 엘이디칩에서 발광되는 광의 광축이 상기 집광영역으로 향하도록 상기 지지부재에 설치될 수 있다.Each of the LED substrates may be mounted on the support member such that an optical axis of light emitted from the LED chip is directed to the light-converging region.
상기 복수의 엘이디기판들은, 상기 집광영역의 중심과 직선으로 연결되는 중심 엘이디기판과, 상기 중심 엘이디기판을 중심으로 하여 복수의 엘이디기판들이 원형 또는 다각형을 이루어 복수개로 배치되는 하나 이상의 외곽엘이디기판군을 이룰 수 있다.The plurality of LED substrates may include a central LED substrate connected in a straight line to the center of the condensing region, at least one outer LED substrate group in which a plurality of LED substrates are circular or polygonal, .
상기 외곽엘이디기판군은 각각 상기 중심 엘이디기판으로부터 거리가 순차적으로 증가하도록 복수개로 배치될 수 있다.The plurality of outer LED substrate groups may be arranged such that the distance from the central LED substrate increases sequentially.
상기 지지부재는, 하나 이상의 부재로 형성될 수 있다.The support member may be formed of one or more members.
상기 복수의 엘이디기판들은, 상기 집광영역의 중심과 직선으로 연결되는 중심 엘이디기판과, 상기 중심 엘이디기판을 중심으로 하여 복수의 엘이디기판들이 원형 또는 다각형을 이루어 복수개로 배치되는 하나 이상의 외곽엘이디기판군을 이루며, 상기 지지부재는, 상기 중심 엘이디기판을 지지하는 지지플레이트와, 상기 지지플레이트와 결합되며 상기 외곽엘이디기판군을 이루는 하나 이상의 엘이디기판을 지지하는 하나 이상의 외곽지지부재를 포함할 수 있다.The plurality of LED substrates may include a central LED substrate connected in a straight line to the center of the condensing region, at least one outer LED substrate group in which a plurality of LED substrates are circular or polygonal, The support member may include a support plate for supporting the center LED substrate and at least one outer support member coupled to the support plate and supporting one or more LED substrates constituting the outer LED substrate group.
상기 외곽엘이디기판군은 각각 상기 중심 엘이디기판으로부터 거리가 순차적으로 증가하도록 복수개로 배치되며, 상기 지지플레이트는, 상기 중심 엘이디기판과 가장 가까운 상기 엘이디기판군의 엘이디기판들이 설치되고, 상기 외곽지지부재는 나머지 상기 외곽엘이디기판군의 엘이디기판들이 설치될 수 있다.Wherein the plurality of outer LED substrate groups are arranged such that a distance therefrom increases sequentially from the central LED substrate, and the support plate is provided with LED substrates of the LED substrate group closest to the center LED substrate, And the LED substrates of the remaining outer LED substrate group may be installed.
상기 외곽엘이디기판군들 중 최외곽의 외곽엘이디기판군의 엘이디기판을 지지하는 상기 외곽지지부재는, 열방출을 위한 복수의 핀들이 형성될 수 있다.The outer supporting member for supporting the LED substrate of the outermost outer LED substrate group among the outer LED substrate groups may have a plurality of fins for heat dissipation.
상기 지지부재는, 상기 복수의 엘이디기판들 각각을 면접촉에 의하여 지지하는 복수의 지지면들이 형성되며, 상기 복수의 지지면들 중 일부는 상기 중심 엘이디기판을 중심으로 더 내측에 위치된 지지면과 상기 지지플레이트의 판면에 투영되는 투영영역이 중첩되도록 형성될 수 있다.Wherein the support member is formed with a plurality of support surfaces for supporting each of the plurality of LED substrates by surface contact, and a part of the plurality of support surfaces is supported on a support surface located further inward about the center LED substrate And a projection area to be projected onto the plate surface of the support plate are overlapped with each other.
상기 지지부재는, 결합되는 상기 엘이디기판과 면접촉에 의하여 열을 방출할 수 있도록 금속재질을 가질 수 있다.The support member may have a metal material so that heat can be released by surface contact with the LED substrate to be coupled.
상기 지지부재들 중 적어도 일부는, 열방출을 위한 복수의 핀들이 형성될 수 있다.At least some of the support members may be formed with a plurality of fins for heat dissipation.
상기 렌즈부재는, 상기 엘이디기판에 설치된 엘이디칩이 수용되는 수용홈이 형성될 수 있다.The lens member may be formed with a receiving groove for receiving an LED chip mounted on the LED substrate.
상기 렌즈부재는, 상기 엘이디기판에 형성된 삽입홈에 삽입되는 삽입돌기가 형성될 수 있다.The lens member may have an insertion protrusion inserted into an insertion groove formed in the LED substrate.
상기 렌즈부재는, PC, PMMA 수지(메타크릴산메탈 수지)와 같은 합성수지재질을 가질 수 있다.The lens member may have a synthetic resin material such as PC, PMMA resin (methacrylic acid metal resin).
본 발명은 또한 상기 본체에 설치되는 상기 집광모듈과; 상기 본체에 설치되어 상기 광케이블의 수광면에 상기 집광모듈의 집광영역이 위치되도록 상기 광케이블이 고정되는 광케이블고정부를 포함하는 엘이디광원장치를 개시한다. The present invention also relates to a light condensing module installed in the main body; And an optical cable fixing unit installed in the main body and fixing the optical cable so that the light-collecting area of the light-condensing module is positioned on the light-receiving surface of the optical cable.
상기 본체는 상기 엘이디부에 전원공급을 위한 전원공급부가 추가로 설치될 수 있다.The main body may further include a power supply unit for supplying power to the LED unit.
상기 광케이블의 수광면의 법선과 상기 엘이디칩에서 발생된 광의 진행하는 경로가 이루는 각은 60°보다 크고 90°보다 작은 것이 바람직하다.The angle formed between the normal line of the light receiving surface of the optical cable and the traveling path of the light generated from the LED chip is preferably larger than 60 ° and smaller than 90 °.
본 발명은 또한 기판에 광을 조사하도록 설치된 광조사부와; 상기 광조사부에 대하여 상대이동하는 상기 기판에 대한 이미지를 획득하는 카메라부와; 상기 카메라부에 의하여 획득된 이미지를 분석하여 기판에 대한 검사를 수행하는 기판검사부와; 상기 광조사부와 광케이블에 의하여 연결되어 상기 광조사부에 전달될 광을 발생시키는 상기 엘이디광원장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 비전검사장치를 개시한다.The present invention also provides a light emitting device, comprising: a light irradiating unit installed to irradiate light onto a substrate; A camera unit for acquiring an image of the substrate relative to the light irradiating unit; A substrate inspection unit for analyzing an image obtained by the camera unit to inspect a substrate; And an LED light source device connected to the light irradiation part by an optical cable to generate light to be transmitted to the light irradiation part.
본 발명에 따른 집광모듈, 엘이디광원장치 및 비전검사장치는, 복수의 엘이디칩 및 각 엘이디칩에 대응되어 설치된 광의 집광을 위한 렌즈부재를 포함하여 구성됨과 아울러, 렌즈부재가 결합된 엘이디칩에서 발광되는 광을 하나의 집광영역에 집광하도록 구성됨으로써 엘이디가 집광모듈에서의 사용을 가능하게 한 이점이 있다.The light condensing module, the LED light source device, and the vision inspection device according to the present invention include a plurality of LED chips and a lens member for condensing light provided corresponding to each LED chip, And the light is condensed in one condensing area, which is advantageous in that the LED can be used in the condensing module.
또한 본 발명에 따른 집광모듈, 엘이디광원장치 및 비전검사장치는, 광케이블과 같은 작은 크기의 수광면에 보다 많은 수의 엘이디칩들에 의한 집광이 가능하도록 함으로써 집광영역에서의 광량을 최대화할 수 있는 이점이 있다.Further, the light-collecting module, the LED light source device, and the vision inspection device according to the present invention can maximize the light amount in the light-collecting area by allowing a larger number of LED chips to collect light on a small- There is an advantage.
도 1은 본 발명에 따른 엘이디광원장치를 보여주는 개념도이다.
도 2는 도 1의 엘이디광원장치의 일부를 보여주는 측면도이다.
도 3은 도 1의 엘이디광원장치의 집광모듈을 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 3의 집광모듈의 평면도이다.
도 5는 도 4에서 Ⅴ-Ⅴ방향의 단면도이다.
도 6은 도 3의 집광모듈의 렌즈의 사시도이다.
도 7은 도 1의 엘이디광원장치에 사용되는 엘이디칩의 일예를 보여주는 회로도이다.
도 8은 도 1의 엘이디광원장치가 사용되는 비전검사장치의 개념을 보여주는 개념도이다.
도 9는 도 8의 비전검사장치의 개념을 보여주는 측면도이다.1 is a conceptual diagram showing an LED light source device according to the present invention.
2 is a side view showing a part of the LED light source device of FIG.
3 is a perspective view showing a light collecting module of the LED light source device of FIG.
4 is a plan view of the condensing module of Fig.
5 is a cross-sectional view taken along the line V-V in Fig.
Fig. 6 is a perspective view of the lens of the condensing module of Fig. 3;
7 is a circuit diagram showing an example of an LED chip used in the LED light source device of FIG.
FIG. 8 is a conceptual diagram showing the concept of a vision inspection apparatus in which the LED light source device of FIG. 1 is used.
9 is a side view showing the concept of the vision inspection apparatus of FIG.
이하 본 발명에 따른 집광모듈, 엘이디광원장치 및 비전검사장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the condensing module, the LED light source device, and the vision inspection device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 엘이디광원장치(20)는 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본체(23)와; 본체(23)에 설치되는 집광모듈(100)과; 본체(23)에 설치되어 광케이블(30)의 수광면(33)에 집광모듈(100)의 집광영역이 위치되도록 광케이블(30)이 고정되는 광케이블고정부(22)를 포함한다.As shown in FIGS. 1 to 5, the LED
상기 본체(23)는 집광모듈(100) 및 광케이블고정부(22)가 설치되는 구성으로서, 광케이블(30)이 결합됨과 아울러 집광모듈(100)이 설치될 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.The
상기 본체(23)는 집광모듈(100) 등이 외부로 노출되는 프레임 구조 또는 광케이블(30)이 외부로 연결되도록 관통공(미도시)이 형성되고 밀폐된 구조를 가지는 하우징 구조 등 다양한 구조를 가질 수 있다.The
그리고 상기 본체(23)는 집광모듈(100)에 전원공급을 위한 전원공급부(21)가 추가로 설치되는 등 다양한 부재들이 설치될 수 있다.The
한편 상기 집광모듈(100)의 설치와 관련하여 집광모듈(100)의 설치의 편의를 위하여 지지브라켓(24)이 추가로 설치될 수 있다.The supporting
상기 지지브라켓(24)은 집광모듈(100)이 설치되고 집광모듈(100)을 지지할 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다. 여기서 상기 지지브라켓(24)은 집광모듈(100)의 집광영역이 광케이블(30)의 수광면 상에 정확하게 위치되도록 지그(Jig) 역할을 할 수 있다.The
상기 광케이블고정부(22)는 집광모듈(100)에서 발생된 광이 광케이블(30)의 수광면(33)에 집광되도록 광케이블(30)을 고정하기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The optical
여기서 상기 광케이블고정부(22)는 집광모듈(100)의 집광영역이 광케이블(30)의 수광면 상에 정확하게 위치되도록 광케이블(30)의 결합상태를 미세조정하는 하나 이상의 결합나사(미도시)가 설치될 수 있다.The optical
한편 상기 본체(23)에는 후술하는 집광모듈(100)의 냉각을 위하여 공기유동을 발생시키는 팬(25)이 추가로 설치될 수 있다. Meanwhile, the
여기서 상기 본체(23)는 팬(25)에 의하여 발생되는 공기유동에 의하여 집광모듈(100)의 냉각이 용이하도록 다양한 형태의 공기유로가 형성될 수 있다.Here, the
그리고 상기 본체(23)는 외부로부터 공기가 내부로 유입된 후 집광모듈(100)을 거쳐 다시 외부로 배출될 수 있도록 하나 이상의 개구부(미도시)가 형성됨과 아울러 이물질의 유입을 위한 필터 등이 설치되는 등 다양한 구성이 가능하다.At least one opening (not shown) is formed in the
상기 집광모듈(100)은 보다 높은 광량의 광을 집광하기 위하여 복수의 엘이디칩(110)들에서 발생된 광을 광케이블(30)의 수광면(33)과 같이 특정 위치에 집광하기 위한 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.The condensing module 100 is configured to condense the light generated from the plurality of
예로서, 상기 집광모듈(100)은, 하나 이상의 엘이디칩(110)과, 엘이디칩(110)에서 발생된 광을 집중시키는 렌즈부재(130)가 설치된 복수의 엘이디기판(120)들과; 복수의 엘이디기판(120)들이 설치되는 지지부재(150)를 포함한다.For example, the light-collecting module 100 may include at least one
여기서 상기 엘이디칩(110)은 요구되는 광특성에 따라서 백색광, R, G, B 등 다양한 엘이디칩이 사용될 수 있다.Here, the
또한 상기 엘이디칩(110)은, 엘이디부(130)는 광원의 용도로서 사용될 때 보다 큰 광량을 가질 필요가 있는바, 도 7에 도시된 바와 같이, 복수의 엘이디소자(111)들이 패키징 처리된 어레이형 엘이디 또는 파워 엘이디로 구성될 수 있다.In addition, the
상기 엘이디기판(120)은 엘이디칩(110)의 고정, 전원공급 및 열방출을 위한 구성으로서, PCB, 메탈PCB 등 다양한 구성이 가능하다.The
한편 상기 복수개의 엘이디기판(120)들은 집광영역에서 요구되는 충분한 광량의 광이 집광되도록 다양하게 배치될 수 있다.On the other hand, the plurality of
특히 상기 복수의 엘이디기판들은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 집광영역에서의 광량을 높이기 위하여, 집광영역의 중심과 직선으로 연결되는 중심 엘이디기판(120)과, 중심 엘이디기판(120)을 중심으로 하여 복수의 엘이디기판(120)들이 원형 또는 다각형을 이루어 복수개로 배치되는 하나 이상의 외곽엘이디기판군을 이루어 배치될 수 있다.3 and 4, the plurality of LED substrates include a
여기서 상기 외곽엘이디기판군은 각각 중심 엘이디기판(120)으로부터 거리가 순차적으로 증가하도록 복수개로 배치-본 발명의 실시예에서는 중심에 하나의 엘이디기판(120)에 배치되고, 동심원을 이루는 복수의 원들을 이루도록 배치-될 수 있다.In this case, the outer LED substrate groups are arranged in a plurality so that the distance from the
예로서, 상기 복수의 엘이디기판(120)들은 도 4에 도시된 바와 같이, 중심에 하나의 엘이디기판(120)이 설치되고, 중심에 위치된 엘이디기판(120)을 중심으로 6개의 엘이디기판(120)들이 제1원주방향으로 일정한 간격을 두고 설치되고, 다시 제1원주방향보다 큰 직경의 제2원주방향으로 중심에 위치된 엘이디기판(120)을 중심으로 6개의 엘이디기판(120)들이 일정한 간격을 두고 설치되고, 다시 제2원주방향보다 큰 직경의 제3원주방향으로 중심에 위치된 엘이디기판(120)을 중심으로 6개의 엘이디기판(120)들이 일정한 간격을 두고 설치되고, 다시 제3원주방향보다 큰 직경의 제4원주방향으로 중심에 위치된 엘이디기판(120)을 중심으로 12개의 엘이디기판(120)들이 일정한 간격을 두고 설치될 수 있다.For example, as shown in FIG. 4, the plurality of
여기서 제1원주방향, 제2원주방향 및 제4원주방향으로 설치된 엘이디기판(120)들은 바로 내측의 원주방향으로 설치된 엘이디기판(120)과 반경방향으로 직선을 이루지 않도록 배치될 수 있다.Here, the
그리고 각 원주방향에 배치된 엘이디기판(120)은 후술하는 지지부재(150)에 의하여 지지되는 지지면이 중심에 위치된 엘이디기판(120)의 지지면에 대하여 전방을 향하여 이루는 경사각이 증가 될 수 있다.In addition, the angle of inclination of the
상기 렌즈부재(130)는 엘이디칩(110)이 설치된 엘이디기판(150)과 결합되어 후술하는 지지부재(150)에서의 엘이디기판(120)의 배치와 함께 엘이디칩(110)에서 발생된 광을 집광영역으로 집광할 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.The
예로서, 상기 렌즈부재(130)는 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 대략 원뿔형 또는 원뿔대 형상을 가지는 등 다양한 형상을 가질 수 있다.For example, the
상기 렌즈부재(130)의 재질은, 합성수지, 유리 등이 사용될 수 있으며, PC(폴리카보나이트) PMMA 수지(메타크릴산메탈 수지)와 같은 합성수지가 사출 등에 의하여 제조될 수 있다.As the material of the
한편 상기 렌즈부재(130)는 광의 수광효율을 높이기 위하여 하나 이상의 엘이디칩(110)이 수용되는 수용홈(131)이 형성될 수 있다.Meanwhile, the
상기 수용홈(131)은 하나 이상의 엘이디칩(110)을 충분히 감쌈으로써 엘이디칩(110)에서 발생된 광을 효과적으로 수광하게 된다.The receiving
또한 상기 수용홈(131)은 광축부근의 수광효율을 높이기 위하여 엘이디칩(110)을 향하여 볼록하게 형성될 수 있다.In addition, the receiving
한편 상기 렌즈부재(130)는, 엘이디기판(120) 및 지지부재(150) 중 적어도 어느 하나에 결합될 수 있으며, 특히 엘이디기판(120)에 형성된 하나 이상의 삽입홈(124)에 삽입되는 삽입돌기(134)가 형성되어 끼움 결합될 수 있다.The
한편 상기 집광모듈(100)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 엘이디칩(110)에서 발생된 광을 광케이블(30)의 수광면(33)과 같은 매우 작은 크기를 가지는 부재에 집중시키기 위한 구성으로서, 복수의 엘이디기판(120)들은, 렌즈부재(130)와 함께 엘이디칩(110)로부터 일정한 거리를 가지는 집광지점에 엘이디칩(110)에서 발생된 광을 집중시키도록 지지부재(150)에 설치되고, 그 집광지점들이 일정한 직경(D)을 가지는 집광영역 내에 모두 위치되도록 지지부재(150)에 배치되는 것을 특징으로 한다.4 and 5, the light collecting module 100 concentrates the light generated from the
여기서 상기 집광영역의 직경(D)은, 광케이블(30)의 직경에 따라서 달라지며, 그 집광효율을 고려하여 4㎜~10㎜인 것이 바람직하다.The diameter D of the condensing region varies depending on the diameter of the
상기 집광영역의 직경(D)이 너무 작은 경우 렌즈부재(130)의 정밀도에 한계가 있어 제조비용이 증가할 수 있으며, 상기 집광영역의 직경(D)이 너무 큰 경우 광케이블(30)의 수광면(33)의 범위보다 커져 수광효과가 떨어지는 문제점이 있다.If the diameter D of the light-collecting area is too small, the precision of the
또한 상기 각 엘이디칩(110)에서 발생된 광이 광케이블(30)에 입사되는 입사각- 광케이블(30)의 광축, 광케이블(30)의 수광면(33)의 법선과 엘이디칩(110)에서 발생된 광의 진행하는 경로가 이루는 각 -은 60°보다 크고 90°보다 작은 것이 바람직하며, 62°보다 크고 90°보다 작은 것이 더욱 바람직하다.The light emitted from each
상기 지지부재(150)는 엘이디기판(120)을 지지하여, 각 엘이디기판(120)들이 엘이디칩(110)에서 발광되는 광이 집광영역에 집광, 특히 각 엘이디기판(120)들이 엘이디칩(110)에서 발광되는 광의 광축이 집광영역으로 향하도록 하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The
상기 지지부재(150)는 복수의 엘이디기판(120)들을 적절하게 배치된 상태로 지지할 수 있은 구성이면 어떠한 구성도 가능하며, 하나 또는 복수의 부재들로 구성되는 등 다양한 구성이 가능하다.The supporting
상기 지지부재(150)의 구성에 관한 일예로서, 복수의 엘이디기판(120)들이 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 집광영역에서의 광량을 높이기 위하여, 집광영역의 중심과 직선으로 연결되는 중심 엘이디기판(120)과, 중심 엘이디기판(120)을 중심으로 하여 복수의 엘이디기판(120)들이 원형 또는 다각형을 이루어 복수개로 배치되는 하나 이상의 외곽엘이디기판군을 이루어 배치될 때, 지지부재(150)는, 중심 엘이디기판(120)을 지지하는 지지플레이트(151)와, 지지플레이트(151)와 결합되며 외곽엘이디기판군을 이루는 하나 이상의 엘이디기판(120)을 지지하는 하나 이상의 외곽지지부재(152, 153)를 포함할 수 있다.As an example of the structure of the
상기 지지플레이트(151)는 광케이블(30)의 수광면(33)의 중심에 대응되는 위치에 중심 엘이디기판(120)이 설치되고, 외곽지지부재(152, 153)를 지지함과 아울러 앞서 설명한 본체(23)에 설치되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The supporting
그리고 상기 지지플레이트(151)는 중심 엘이디기판(120) 이외에, 외곽엘이디기판군의 엘이디기판(120)들의 일부, 예로서, 외곽엘이디기판군이 각각 중심 엘이디기판(120)으로부터 거리가 순차적으로 증가하도록 복수개로 배치될 때, 중심 엘이디기판(120)과 가장 가까운 외곽엘이디기판군의 엘이디기판(120)들이 설치될 수 있다.In addition to the
상기 외곽지지부재(152, 153)는 외곽엘이디기판군을 이루는 하나 이상의 엘이디기판(120)을 지지하기 위한 구성으로서, 각 엘이디기판(120)의 위치에 따라서 그 지지면은 광케이블(30)의 수광면(33)의 광축과 소정의 각도를 이룰 수 있다.The supporting
한편 상기 지지부재(150)의 지지면에 설치되는 엘이디기판(120)은 광케이블(30)의 수광면(30)에 최대한 큰 각도로 입사되는 것이 바람직하다.The
따라서 상기 복수의 엘이디기판(120)은 중심에 설치된 엘이디기판(120)에 최대한 근접하여 설치됨이 바람직하다.Therefore, it is preferable that the plurality of
이에 상기 지지부재(150)는, 복수의 엘이디기판(120)들 각각을 면접촉에 의하여 지지하는 복수의 지지면들이 형성되며, 복수의 지지면들 중 일부는 중심 엘이디기판(120)을 중심으로 더 내측에 위치된 지지면과 지지플레이트(151)의 판면에 투영되는 투영영역이 중첩되도록 형성됨이 바람직하다.The
상기와 같이, 상기 지지부재(150)의 복수의 지지면들 중 일부가 중심 엘이디기판(120)을 중심으로 더 내측에 위치된 지지면과 지지플레이트(151)의 판면에 투영되는 투영영역이 중첩되도록 형성되면, 엘이디기판(120)을 동일한 숫자의 엘이디기판(120)을 중심에 보다 가깝게 배치함으로써 광케이블(30)의 수광면(30)에 최대한 큰 각도로 입사되도록 할 수 있다.As described above, a part of the plurality of support surfaces of the
여기서 상기 지지부재(150)의 복수의 지지면들 중 일부가 중심 엘이디기판(120)을 중심으로 더 내측에 위치된 지지면과 지지플레이트(151)의 판면에 투영되는 투영영역이 중첩되도록 형성되는 예로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 외곽지지부재(152)의 지지면이 중심으로부터 외곽으로 가면서 지지플레이트(151)로부터 더 높게 위치시키고, 최외곽에 위치된 지지면의 하측을 절개하여 최외곽에 위치된 지지면이 중심을 향하어 더 가깝게 위치시키도록 할 수 있다.Here, some of the plurality of support surfaces of the
한편 상기 지지부재(150)는 결합되는 엘이디기판(120)과 면접촉에 의하여 열을 방출할 수 있도록 알루미늄, 알루미늄합금 등, 금속재질을 가질 수 있다.Meanwhile, the
그리고 상기 지지부재(150)는 지지플레이트(151), 외곽지지부재(152, 153) 등 복수의 부재들로 구성된 경우 볼트 등에 의하여 체결되거나 용접 등에 의하여 결합되는 등 다양하게 결합될 수 있다.The
또한 상기 지지부재(150) 중 적어도 일부는, 예로서, 외곽엘이디기판군들 중 최외곽의 외곽엘이디기판군의 엘이디기판(120)을 지지하는 외곽지지부재(152, 153)는, 열방출을 위한 복수의 핀(154)들이 형성될 수 있다.At least a part of the
한편 상기 지지부재(150)는 복수의 엘이디기판(120)들의 배치에 있어서 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 엘이디기판(120)들을 지지하는 지지면들이 전체적으로 집광영역을 향하여 오목하게 형성될 수 있다.5, the
또한 상기 지지부재(150)는 도 5에 도시된 바와 같이, 복수, 예를 들면 2개의 엘이디기판(120)을 지지하도록 설치되거나, 엘이디기판(120) 각각을 지지하도록 엘이디기판(120)의 수에 대응되는 부재들과, 그 부재들이 결합되는 지지플레이트로 구성되는 등 다양한 구성이 가능하다.5, the
한편 상기와 같은 구성을 가지는 엘이디광원장치(20)는 광의 발생 및 광케이블(30)에 의한 광전달에 의하여 광의 조사를 요하는 다양한 장치에 적용될 수 있다.Meanwhile, the LED
예로서, 본 발명에 따른 엘이디광원장치(20)는, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 기판(10)에 광을 조사하도록 설치된 광조사부(40)와; 광조사부(40)에 대하여 상대이동하는 기판(10)에 대한 이미지를 획득하는 카메라부(50)와; 카메라부(40)에 의하여 획득된 이미지를 분석하여 기판(10)에 대한 검사를 수행하는 기판검사부(미도시)와; 광조사부(40)와 광케이블(30)에 의하여 연결되어 광조사부(40)에 전달될 광을 발생시키는 엘이디광원장치(20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 비전검사장치에 적용될 수 있다.As an example, the LED
상기 기판(10)은 비전검사를 요하는 기판이면 어떠한 기판도 가능하며, 반도체 기판, LCD패널 기판, 태양전지기판 등이 될 수 있다.The
여기서 기판(10)은 그 표면에 대한 효율적 검사를 위하여 광조사부(40) 및 카메라부(50)에 대한 상대이동이 가능하도록 설치되며 그 이송을 위한 가이드레일, 트레이 등 다양한 구성이 추가로 구비될 수 있다.Here, the
상기 광조사부(40)는 양단이 광케이블(30)에 연결되어 광케이블(30)을 통하여 전달된 광을 기판(10)에 조사하는 장치로서 다양한 구성이 가능하다.The
상기 광조사부(40)는 일예로서, 상면에 반사물질이 코팅된 석영봉이 사용될 수 있다.The
상기 카메라부(50)는 광조사부(40)에 의하여 조사된 기판(10)에 대한 이미지를 획득하여 후술하는 기판검사부로 전달하기 위한 구성으로서 CCD카메라, 라인스캐너 등 다양한 구성이 가능하다.The
상기 기판검사부는 카메라부(50)에 의하여 획득된 이미지를 분석하여 기판(10)에 대한 외관 등의 검사를 수행하는 장치로서 물리적 구성보다는 회로적 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The substrate inspection unit analyzes the image obtained by the
한편 상기 광케이블(30)은 엘이디광원장치(20)에서 발생된 광을 광의 조사를 위한 발광장치로 전달하기 위한 구성으로서 설계 및 디자인에 따라서 다양한 스펙이 선택될 수 있다.
Meanwhile, the
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It is to be understood that both the technical idea and the technical spirit of the invention are included in the scope of the present invention.
10 : 기판 20 : 엘이디광원장치
100 : 집광모듈
110 : 제2집광렌즈 120 : 제2집광렌즈10: substrate 20: LED light source device
100: condensing module
110: second condenser lens 120: second condenser lens
Claims (20)
상기 복수의 엘이디기판들은, 상기 렌즈부재와 함께 상기 엘이디칩으로부터 일정한 거리를 가지는 집광지점에 상기 엘이디칩에서 발생된 광을 집중시키도록 상기 지지부재에 설치되고, 그 집광지점들이 일정한 직경을 가지는 집광영역 내에 모두 위치되도록 상기 지지부재에 배치되며,
상기 엘이디기판들은, 엘이디칩에서 발광되는 광의 광축이 상기 집광영역으로 향하도록 상기 지지부재에 설치되며,
상기 복수의 엘이디기판들은,
상기 집광영역의 중심과 직선으로 연결되는 중심 엘이디기판과,
상기 중심 엘이디기판을 중심으로 하여 복수의 엘이디기판들이 원형 또는 다각형을 이루어 복수개로 배치되는 하나 이상의 외곽엘이디기판군을 이루며
상기 지지부재는, 상기 복수의 엘이디기판들 각각을 면접촉에 의하여 지지하는 복수의 지지면들이 형성되며,
상기 복수의 지지면들은, 중심에 위치된 엘이디기판을 지지하는 지지면에 대하여 전방을 향하여 이루는 경사각이 증가되며,
상기 지지부재는, 결합되는 상기 엘이디기판과 면접촉에 의하여 열을 방출할 수 있도록 알루미늄 재질을 가지며,
상기 지지부재들 중 적어도 일부는, 열방출을 위한 복수의 핀들이 형성되며,
상기 지지부재는, 상기 중심 엘이디기판을 지지하는 지지플레이트와, 상기 지지플레이트와 결합되며 상기 외곽엘이디기판군을 이루는 하나 이상의 엘이디기판을 지지하는 하나 이상의 외곽지지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 집광모듈.A plurality of LED substrates provided with at least one LED chip, and a lens member for concentrating light emitted from the LED chip; And a support member on which the plurality of LED substrates are mounted,
Wherein the plurality of LED substrates are provided on the support member so as to concentrate light generated from the LED chip at a light converging point having a predetermined distance from the LED chip together with the lens member, Wherein the support member is disposed on the support member so as to be located within the region,
Wherein the LED substrates are mounted on the support member such that an optical axis of light emitted from the LED chip is directed to the light-
Wherein the plurality of LED substrates
A central LED substrate connected in a straight line to the center of the condensing region,
And a plurality of LED substrates arranged in a circular or polygonal manner with the center LED substrate as a center,
Wherein the support member is formed with a plurality of support surfaces for supporting each of the plurality of LED substrates by surface contact,
Wherein the plurality of support surfaces have an inclination angle formed toward a front side with respect to a support surface for supporting an LED substrate positioned at the center,
Wherein the support member has an aluminum material so as to emit heat by surface contact with the LED substrate to be coupled,
Wherein at least some of the support members are formed with a plurality of fins for heat dissipation,
Wherein the support member includes a support plate for supporting the center LED substrate and at least one outer support member for supporting at least one LED substrate that is coupled to the support plate and constitutes the outer LED substrate group. .
상기 집광영역의 직경은, 4㎜~6㎜인 것을 특징으로 하는 집광모듈.The method according to claim 1,
And the diameter of the light converging region is 4 mm to 6 mm.
상기 외곽엘이디기판군은 각각 상기 중심 엘이디기판으로부터 거리가 순차적으로 증가하도록 복수개로 배치된 것을 특징으로 하는 집광모듈.The method according to claim 1,
Wherein a plurality of the outer LED substrate groups are arranged so that distances from the central LED substrate are sequentially increased, respectively.
상기 지지부재는, 하나 이상의 부재로 형성된 것을 특징으로 하는 집광모듈.The method according to claim 1,
Wherein the support member is formed of at least one member.
상기 외곽엘이디기판군은 각각 상기 중심 엘이디기판으로부터 거리가 순차적으로 증가하도록 복수개로 배치되며,
상기 지지플레이트는, 상기 중심 엘이디기판과 가장 가까운 엘이디기판군의 엘이디기판들이 설치되고, 상기 외곽지지부재는 나머지 상기 외곽엘이디기판군의 엘이디기판들이 설치된 것을 특징으로 하는 집광모듈.The method according to claim 1,
The plurality of outer LED substrate groups are arranged so that the distances from the central LED substrate are sequentially increased,
Wherein the support plate is provided with LED substrates of a group of LED substrates closest to the center LED substrate, and the outer support members are provided with LED substrates of the remaining group of outer LED substrates.
상기 외곽엘이디기판군들 중 최외곽의 외곽엘이디기판군의 엘이디기판을 지지하는 상기 외곽지지부재는, 열방출을 위한 복수의 핀들이 형성된 것을 특징으로 하는 집광모듈.The method according to claim 1,
Wherein the outer supporting member for supporting the LED substrate of the outermost outer LED substrate group among the outer LED substrate groups has a plurality of fins for heat dissipation.
상기 복수의 지지면들 중 일부는 상기 중심 엘이디기판을 중심으로 더 내측에 위치된 지지면과 상기 지지플레이트의 판면에 투영되는 투영영역이 중첩되도록 형성된 것을 특징으로 하는 집광모듈.The method according to claim 1,
Wherein some of the plurality of support surfaces are formed so that a support surface positioned further inward with respect to the center LED substrate and a projection area projected onto the plate surface of the support plate are overlapped.
상기 렌즈부재는, 상기 엘이디기판에 설치된 엘이디칩이 수용되는 수용홈이 형성된 것을 특징으로 하는 집광모듈.The method according to claim 1,
Wherein the lens member has a receiving groove for receiving an LED chip mounted on the LED substrate.
상기 렌즈부재는, 상기 엘이디기판에 형성된 삽입홈에 삽입되는 삽입돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 집광모듈.14. The method of claim 13,
Wherein the lens member is formed with an insertion protrusion inserted into an insertion groove formed in the LED substrate.
상기 렌즈부재는, 합성수지인 것을 특징으로 하는 집광모듈.The method according to claim 1,
Wherein the lens member is a synthetic resin.
상기 렌즈부재는, PC 또는 PMMA 수지(메타크릴산메탈 수지)인 것을 특징으로 하는 집광모듈.The method according to claim 1,
Wherein the lens member is PC or PMMA resin (methacrylic acid metal resin).
상기 본체에 설치되는 청구항 1, 청구항 2, 청구항 5 내지 청구항 6, 청구항 8 내지 청구항 10, 청구항 13 내지 청구항 16 중 어느 하나의 항에 따른 집광모듈과;
상기 본체에 설치되어 광케이블의 수광면에 상기 집광모듈의 집광영역이 위치되도록 상기 광케이블이 고정되는 광케이블고정부를 포함하는 엘이디광원장치.A body;
A light condensing module according to any one of claims 1, 2, 5 to 6, 8 to 10, and 13 to 16 installed in the main body;
And an optical cable fixing unit installed on the main body and fixing the optical cable so that the light-collecting area of the light-collecting module is positioned on the light-receiving surface of the optical cable.
상기 본체는 상기 집광모듈에 전원공급을 위한 전원공급부가 추가로 설치된 것을 특징으로 하는 엘이디광원장치.18. The method of claim 17,
Wherein the main body further comprises a power supply unit for supplying power to the light collecting module.
상기 광케이블의 수광면의 법선과 상기 엘이디칩에서 발생된 광의 진행하는 경로가 이루는 각은 60°보다 크고 90°보다 작은 것을 특징으로 하는 엘이디광원장치.18. The method of claim 17,
Wherein an angle formed between a normal line of the light receiving surface of the optical cable and an advancing path of light generated from the LED chip is greater than 60 degrees and smaller than 90 degrees.
상기 광조사부에 대하여 상대이동하는 상기 기판에 대한 이미지를 획득하는 카메라부와;
상기 카메라부에 의하여 획득된 이미지를 분석하여 기판에 대한 검사를 수행하는 기판검사부와;
상기 광조사부와 광케이블에 의하여 연결되어 상기 광조사부에 전달될 광을 발생시키는 청구항 17에 따른 엘이디광원장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 비전검사장치.A light irradiation unit installed to irradiate the substrate with light;
A camera unit for acquiring an image of the substrate relative to the light irradiating unit;
A substrate inspection unit for analyzing an image obtained by the camera unit to inspect a substrate;
And an LED light source device according to claim 17 for generating light to be transmitted to the light irradiation part by being connected to the light irradiation part by an optical cable.
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