KR20120025644A - Ｌｅｄ어레이 검사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라로 2차원 영상 및 3차원 모아레 영상을 획득하고, 사이드 카메라를 이용하여 단차를 갖는 LED칩의 들뜸, 경사짐의 유무, 커넥터의 솔더링 상태 등을 동시에 점검할 수 있도록 하는 LED어레이 검사장치에 관한 것으로, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 LED어레이가 장착되는 카세트와, 상기 카세트를 수평방향과 수직방향으로 이송시키는 카세트 구동드라이버와, 상기 LED어레이의 이상여부를 판단하기 위한 상기 LED어레이의 영상을 획득하는 영상획득모듈과, 상기 영상획득모듈을 전후좌우로 이송시키는 영상획득모듈 구동드라이버와, 상기 영상획득모듈로부터 전송되는 영상을 해석하여 LED어레이를 검사하는 영상처리수단으로 이루어진 LED어레이 검사장치에 있어서, 상기 영상획득모듈은 상기 LED어레이의 영상을 획득하도록 상기 LED어레이의 수직 상방에 배치하는 메인카메라와, 상기 LED어레이의 영상을 획득하도록 상기 LED어레이를 향해 경사지도록 배치되는 사이드 카메라와, 상기 LED어레이를 향해 빛을 조사하는 조명수단을 포함하도록 구성된다.

Description

ＬＥＤ어레이 검사장치{Apparatus for Inspecting LED Array}

본 발명은 LED어레이 검사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 메인 카메라로 2차원 영상 및 3차원 모아레 영상을 획득하고, 사이드 카메라를 이용하여 LED칩의 들뜸, 경사짐의 유무, 커넥터의 솔더링 상태 등을 동시에 점검할 수 있도록 하는 LED어레이 검사장치에 관한 것이다.

최근 들어, 평판표시장치에 대한 연구가 활발한데, 그 중에서 각광받고 있는 것으로 액정표시장치(LCD; Liquid Crystal Display Device), FED(Field Emission Display Device), ELD(Electro-luminescence Display Device), PDP(Plasma Display Panels) 등이 있다.

이 중, 액정표시장치는 콘트라스트 비(contrast ratio)가 크고, 계조 표시나 동화상 표시에 적합하며 전력소비가 적다는 특징 때문에 노트북 PC, 데스크탑 모니터 및 액정TV로 그 영역이 확대되고 있는 추세이다.

하지만, 상기 액정표시장치는 그 자체가 비발광성이므로 빛을 조사하기 위한 별도의 외부광원이 필요하다.

특히, 투과형 액정표시장치의 경우 LCD 패널의 배면에 광을 발산하고 안내하는 별도의 조광장치, 즉 백라이트가 반드시 필요하다.

상기 백라이트는 광을 투사시키는 방식에 따라, 에지형 방식과 직하형 방식으로 구분된다.

이 중, 에지형 백라이트는 액정패널의 측면에 관 형상의 발광 램프(열음극, 냉음극)를 설치하고, 투명한 도광판을 이용하여 상기 발광 램프로부터의 광을 액정패널 화면 전체에 투사시키는 방식이고, 직하형 백라이트는 액정패널 하부에 선택적으로 장착된 발광 램프에서 나오는 광이 발광 램프와 액정패널 사이에 설치된 확신시트에 의해 확산되어 액정패널 화면 전체에 분포되도록 하는 방식이다.

그러나, 상기 에지형 백라이트에서, 열음극 형광 램프 또는 냉음극 형광 램프를 사용하므로, 백라이트의 두께가 두껍고, 형광 램프의 수명이 짧고, 큰 소비 전력을 요구하므로, 최근에는 발광 다이오드(LED) 어레이를 이용한 에지형 백라이트가 주목받고 있다. 특히, 노트북용 백라이트 유닛의 경우 저전력, 고수명, 소형화 등의 장점으로 인해 향후 LED를 액정표시장치의 백라이트 광원으로 사용하고 있다.

이와 같은 액정표시장치용 에지형 백라이트의 광원으로 사용되는 LED 어레이는, 유연한 회로 기판(Flecxible printed sircuit board, FPCB)에 일 열로 복수개의 발광 다이어드를 배열한 것으로, 상기 복수개의 발광 다이오드에서 발광된 광이 상기 도광판의 일측면으로 입사되도록 백라이트 유닛에 체결된다.

이와 같은 액정표시장치의 백라이트용 LED 어레이는 각 발광 다이오드에서 일정한 방향으로 일정한 밝기의 광을 발광하여야만 액정표시장치의 화질을 향상시킬 수 있다.

따라서, 상기 액정표시장치의 백라이트에 상기 LED 어레이를 적용하기 위해서는 균일한 광을 발산하도록 하기 위하여 먼저 상기 LED 어레이에 배치된 LED가 어느 한방향으로 경사지지 않고 일정한 높이로 정위치에 배치되었는지, LED 표면에 이물질이 침착되어 있지 않은지, LED 표면에 스크래치 등이 있는지, 솔더링 상태는 양호한지 등의 불량여부를 판단하고, 불량 LED는 색출해서 출하가 되지 않게 하는 불량 LED 검사공정을 반드시 거쳐야 한다.

상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 메인카메라 통해 LED어레이의 2차원 및 3차원 영상을 획득하고, 사이드카메라를 통해 LED어레이의 모든 영역의 영상을 획득할 수 있어 LED어레이의 검사정밀도를 높일 수 있으며, 메인카메라와 사이드카메라가 동시에 영상을 획득함에 따라 종래의 검사장치에 비해 측정시간을 현저히 단축시킬 수 있는 LED어레이 검사장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 모아레 영사수단을 이용하여 작은 높이 단차를 갖는 LED의 3차원 형상을 복원하고 LED칩의 들뜸, 경사짐의 유무 및 솔더링 상태 등을 용이하게 측정할 수 있는 LED어레이 검사장치를 제공하는 데 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 LED어레이가 장착되는 카세트와, 상기 카세트를 수평방향과 수직방향으로 이송시키는 카세트 구동드라이버와, 상기 LED어레이의 이상여부를 판단하기 위한 상기 LED어레이의 영상을 획득하는 영상획득모듈과, 상기 영상획득모듈을 전후좌우로 이송시키는 영상획득모듈 구동드라이버와, 상기 영상획득모듈로부터 전송되는 영상을 해석하여 LED어레이를 검사하는 영상처리수단으로 이루어진 LED어레이 검사장치에 있어서, 상기 영상획득모듈은 상기 LED어레이의 영상을 획득하도록 상기 LED어레이의 수직 상방에 배치하는 메인카메라와, 상기 LED어레이의 영상을 획득하도록 상기 LED어레이를 향해 경사지도록 배치되는 사이드 카메라와, 상기 LED어레이를 향해 빛을 조사하는 조명수단을 포함하는 LED어레이 검사장치를 제공한다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 메인카메라 통해 LED어레이의 2차원 및 3차원 영상을 획득하고, 사이드카메라를 통해 LED어레이의 모든 영역의 영상을 획득할 수 있어 LED어레이의 검사정밀도를 높일 수 있으며, 메인카메라와 사이드카메라가 동시에 영상을 획득함에 따라 종래의 검사장치에 비해 측정시간이 단축되는 효과가 있다.

특히, 본 발명은 모아레 영사수단을 이용하여 작은 높이 단차를 갖는 LED의 3차원 형상을 복원하고 LED칩의 들뜸, 경사짐의 유무 및 솔더링 상태 등을 용이하게 측정할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 LED어레이 검사장치의 정면도,
도 2는 본 발명에 따른 LED어레이 검사장치의 부분 사시도,
도 3은 영상획득모듈의 일 실시 예를 보인 구성도,
도 4는 사이드 카메라의 다른 실시 예를 도시한 구성도,
도 5는 영상획득모듈의 다른 변형 예를 도시한 구성도.

이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명에 따른 LED어레이 검사장치의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명한다.

먼저, 도 1은 본 발명에 따른 LED어레이 검사장치의 정면도,이고, 도 2는 본 발명에 따른 LED어레이 검사장치의 부분 사시도이며, 도 3은 영상획득모듈의 일 실시 예를 보인 구성도로서, 상기에 도시된 바와 같은 본 발명 LED어레이 검사장치는 LED어레이(10)가 장착되는 카세트(20)와, 상기 카세트(20)를 수평방향과 수직방향으로 이송시키는 카세트 구동드라이버(30)와, 상기 LED어레이(10)의 이상여부를 판단하기 위한 상기 LED어레이(10)의 영상을 획득하는 영상획득모듈(100)과, 상기 영상획득모듈(100)을 전후좌우로 이송시키는 영상획득모듈 구동드라이버(40)와, 상기 영상획득모듈(100)로부터 전송되는 영상을 해석하여 LED어레이(10)를 검사하는 영상처리수단(200)으로 이루어진 것으로, 상기 영상획득모듈(100)은 상기 LED어레이(10)의 영상을 획득하도록 상기 LED어레이(10)의 수직 상방에 배치하는 메인카메라(110)와, 상기 LED어레이(10)의 영상을 획득하도록 상기 LED어레이(10)를 향해 경사지도록 배치되는 사이드 카메라(120)와, 상기 LED어레이(10)를 향해 빛을 조사하는 조명수단(130)을 포함한다.

먼저, 상기 카세트(20)는 상기 영상획득모듈(100)로 LED어레이(10)를 공급하기 위한 수단으로, LED어레이(200)가 수납되도록 별도의 수납홈(21)이 다수 형성된다.

여기서 상기 카세트(20)는 LED어레이(10)가 수납된 상태에서 좌우방향과 상하방향으로 이동 가능하게 카세트 구동드라이버(30)와 연결된다. 따라서, 카세트(20)에 LED어레이(10)를 수납하고자 할 경우에 하우징 밖으로 카세트(20)를 배출시킨 뒤 LED어레이(10)를 수납홈(21)에 수납하고, 상기 LED어레이(10)가 수납된 카세트(20)는 다시 하우징 내부로 삽입한다.

상기 LED어레이(10)가 수납된 카세트(20)는 상하로 이송하면서 영상획득모듈(100)과 LED어레이(10) 사이 거리를 조절하고, 영상획득모듈(100)은 카세트(20)에 수납된 LED어레이(10)를 검사할 수 있다.

상기 영상획득모듈(100)은 LED어레이(10)의 이상여부를 판단하기 위해 상기 LED어레이(10)의 영상을 획득하는 수단으로, 상기 영상획득모듈(100)은 LED어레이(10)의 영상을 부분적으로 획득하고 전후좌우로 이송하면서, 카세트(20)에 수납된 LED어레이(10)를 전체적으로 검사할 수 있도록 영상획득모듈 구동드라이버(40)와 연결된다.

여기서, 상기 영상획득모듈(100)은 메인카메라(110), 사이드카메라(120), 조명수단(130)을 포함한다.

상기 메인카메라(110)는 LED어레이(10)의 수직 상방으로 배치되어 조명수단(130)에서 조명이 조사된 상태에서 LED어레이(10)의 상면을 촬영하여, 영상처리수단(200)으로 출력한다.

사이드카메라(120)는 상기 메인카메라(110)의 일측 또는 양측에 소정의 거리만큼 이격하여 LED어레이(10)를 향해 경사지도록 배치된다.

상기 사이드카메라(120)는 LED어레이(10)를 향해 경사진 형태로 배치되므로, 상기 메인카메라(110)가 촬영하지 못한 영역, 즉 LED칩의 들뜸, 경사짐의 유무, LED어레이(10)의 커넥터, 솔더링 상태 등을 3차원적으로 촬영하게 되고, 촬영된 영상을 영상처리수단(200)으로 출력한다.

본 발명에서는 상기 메인카메라(110)와 사이드카메라(120)가 동시에 촬영하기 때문에 카세트(20)에 수납된 LED어레이(10)의 전영역을 검사할 수 있다.

또한, 도4는 사이드 카메라의 다른 실시 예를 보인 구성도이며, 상기 도 4에 도시한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 사이드 카메라(120)는 상기 메인카메라(110)의 양측에 한 쌍으로 배치된다.

상기와 같이 사이드 카메라(120)가 메인카메라(110)의 양측에 배치될 경우, LED어레이(10)의 양측에 마련된 커넥터를 둘 다 검사할 수 있게 되고, 경사면의 경사진 방향에 상관 없이 기울기를 검사할 수 있게 된다.

또, 도 5는 영상획득모듈의 다른 변형 예를 도시한 구성도이며, 상기 도 5에 도시한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 영상획득모듈(100)은 상기 LED어레이(10)에 빛을 공급하는 광원(141)과, 상기 광원(141)에서 발생한 빛을 집광하도록 상기 광원(141)의 전방에 동축상에 배치되는 집광렌즈(142)와, 상기 집광렌즈(142)에서 집광된 빛의 경로를 조절하여 LED어레이(10)에 투영되는 격자무늬를 생성하도록 집광렌즈(142)의 전방에 동축상에 배치되는 격자무늬생성수단(143)과, 상기 격자무늬생성수단(143)으로부터 공급되는 격자무늬를 LED어레이(10)에 투영하도록 배치되는 투영수단(144)을 포함하는 영사수단(140)이 추가로 배치되고, 상기 메인카메라(110)는 상기 LED어레이(10)로부터 반사되는 모아레 무늬를 획득한다.

먼저, 상기 격자무늬생성수단(143)은 광원(141)으로부터 발생하는 빛에 의해 LED어레이(10)에 일정한 간격을 갖는 격자무늬를 투영시키도록 광원(141)의 전방에 배치되는 집광렌즈(342) 및 상기 광원(141)과 동축상에 위치하도록 구성된다.

또한, 상기 투영수단(144)은 상기 격자무늬생성수단(143)으로부터 공급되는 격자무늬를 LED어레이(10)에 투영하도록 배치된다. 상기 영사수단(140)에 의해 투영된 격자무늬가 LED어레이(10)에서 반사된 영상, 즉 변형된 격자무늬는 메인카메라(110)의 촬상면에 맺힌다.

따라서, 상기 영사수단(140)이 구비되지 않을 경우 상기 메인카메라(110)는 LED어레이(10)의 상면을 2차원적으로 검사하고, 영사수단(140)이 구비될 경우에는 상기 영사수단(140)에서 투영된 격자무늬가 LED모듈에서 반사된 모아레 영상을 획득하여 3차원적으로 검사한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 조명수단(130)은 원형의 중공을 갖는 링형 프레임(131)의 내측벽에 LED(132)가 배치된 링조명(133)과, 상기 링조명(133) 상부에서 수평방향으로 빛을 조사하는 조명부(134)과, 상기 조명부(134)의 조명광을 분할시켜 LED어레이(10)로 조사하는 빔 스플리터(135)를 포함한다.

링조명(133)은 다수의 LED램프가 일상으로 배치되어 연결된 것으로, LED어레이(10)에 낙사조명을 제공한다.

또한, 조명부(134)와 빔 스플리터(135)는 LED어레이(10)의 2D검사 시 필요한 검사영역보다 큰 동축조명으로 작용한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 LED어레이 검사장치를 이용한 검사방법을 실시 예로 설명한다.

먼저, LED어레이(10)를 검사하도록 카세트(20)에 LED어레이(10)를 수납해야하므로 하우징의 일측으로 카세트(20)를 빼낸다. 상기 카세트(20)의 수납홈(21)에는 각각 검사할 LED어레이(10)가 수납되고, 상기 LED어레이(10)의 수납이 완료되면, 카세트(20)를 하우징 내부로 삽입하여 LED어레이(10)의 검사가 이루어지도록 한다. 여기서 상기 카세트(20)를 배출하고 삽입하는 과정은 카세트(20)와 연결된 카세트 구동드라이버(30)의 작용으로 이루어진다.

한편, 하우징 내부로 삽입된 카세트(20)는 상하로 이송하면서 LED어레이(10)와 영상획득모듈(100)사이 거리를 조절하게 되는데 LED어레이(10)의 검사가 용이하도록 LED어레이(10)와 영상획득모듈(100)사이에 근접한 적정거리를 유지한다. 상기와 같이 카세트(20)를 상하로 이송하는 과정 또한 상기 카세트(20)와 연결된 카세트 구동드라이버(30)의 작용으로 진행된다.

상기와 같이 카세트(20)의 세팅이 완료되면, 영상획득모듈(100)은 상기 카세트(20)에 수납된 LED어레이(10)의 영상을 부분적으로 획득하고, 전후좌우로 이송하면서 카세트(20) 전영역의 LED어레이(10)를 검사한다.

상기와 같이 영상획득모듈(100)이 전후좌우로 이송하는 과정은 영상획득모듈(100)과 연결된 영상획득모듈 구동드라이버(40)의 작용으로 이루어진다

여기서, 상기 영상획득과정은 메인카메라(110)와, 사이드카메라(120)에서 이루어지는데, 상기 각각의 카메라(110, 120)는 전방에 결상렌즈(111, 121)를 포함한다.

상기 사이드카메라(120)는 LED어레이(10)의 수직상방에 위치하여 LED어레이(10)의 평면을 2D방식으로 검사하는 메인카메라(110)와는 달리 LED어레이(10)를 향해 경사지도록 배치되므로, LED어레이(10)의 측면, 솔더링상태, 경사짐 유무, LED어레이(10) 양측의 커넥터 등을 3D방식으로 검사하게 된다.

또한, 영상획득모듈(100)에 LED어레이(10)에 격자무늬를 투영하는 영사수단(140)이 추가로 배치될 경우 상기 메인카메라(110)는 영사수단(140)에 의해 LED어레이(10)에 투영된 격자무늬가 LED어레이(10)에서 반사하여 형성된 모아레 무늬 영상을 획득하여 LED어레이(10)의 2D검사 뿐 아니라 3D검사를 시행하게 된다.

상기 영상획득모듈(100)에 의해 촬영된 영상은 영상처리수단(200)으로 출력된다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

10 : LED어레이 20 : 카세트
30 : 카세트 구동드라이버 40 : 영상획득모듈 구동드라이버
100 : 영상획득모듈 110 : 메인카메라
120 : 사이드 카레라 130 : 조명수단
131 : 프레임 132 : LED
133 : 링조명 134 : 조명부
135 : 빔 스플리터 140 : 영사수단
141 : 광원 142 : 집광렌즈
143 : 격자무늬생성수단 144 : 투영수단
200 : 영상처리수단

Claims (4)

1. LED어레이가 장착되는 카세트와, 상기 카세트를 수평방향과 수직방향으로 이송시키는 카세트 구동드라이버와, 상기 LED어레이의 이상여부를 판단하기 위한 상기 LED어레이의 영상을 획득하는 영상획득모듈과, 상기 영상획득모듈을 전후좌우로 이송시키는 영상획득모듈 구동드라이버와, 상기 영상획득모듈로부터 전송되는 영상을 해석하여 LED어레이를 검사하는 영상처리수단으로 이루어진 LED어레이 검사장치에 있어서,
   상기 영상획득모듈은
   상기 LED어레이의 영상을 획득하도록 상기 LED어레이의 수직 상방에 배치하는 메인카메라;
   상기 LED어레이의 영상을 획득하도록 상기 LED어레이를 향해 경사지도록 배치되는 사이드 카메라;
   상기 LED어레이를 향해 빛을 조사하는 조명수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED어레이 검사장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 사이드 카메라는
   상기 메인카메라의 양측에 한 쌍으로 배치되는 것을 특징으로 하는 LED어레이 검사장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 영상획득모듈은
   상기 LED어레이에 빛을 공급하는 광원;
   상기 광원에서 발생한 빛을 집광하도록 상기 광원의 전방에 동축상에 배치되는 집광렌즈;
   상기 집광렌즈에서 집광된 빛의 경로를 조절하여 LED어레이에 투영되는 격자무늬를 생성하도록 집광렌즈의 전방에 동축상에 배치되는 격자무늬생성수단;
   상기 격자무늬생성수단으로부터 공급되는 격자무늬를 LED어레이에 투영하도록 배치되는 투영수단;을 포함하는 영사수단이 추가로 배치되고, 상기 메인카메라는 상기 LED어레이로부터 반사되는 모아레 무늬를 획득하는 것을 특징으로 하는 LED어레이 검사장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 조명수단은
   원형의 중공을 갖는 링형 프레임의 내측벽에 LED가 배치된 링조명;
   상기 링조명 상부에서 수평방향으로 빛을 조사하는 조명부;
   상기 조명부의 조명광을 분할시켜 LED어레이로 조사하는 빔 스플리터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED어레이 검사장치.

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