KR20130077652A - Ｌｅｄ 모듈 검사 장치 - Google Patents

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KR20130077652A
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Abstract

본 발명은, LED 모듈이 포함하는 복수의 발광 다이오드의 광 특성을 검사하는 장치에 있어서, 상기 LED 모듈이 상부에 배치되는 본체; 상기 LED 모듈에 전원을 인가하여 발광이 이루어지도록 하는 전원 공급부; 상기 전원 공급부의 전원 인가 시 상기 발광 다이오드에서 방출되는 광을 수광하여 상기 발광 다이오드의 광 특성을 측정하여 해당하는 신호를 출력하는 광 측정부; 일단으로는 광 유입 홀이 형성되고 타단으로는 확산판이 배치되는 파이프 형태로서, 상기 발광 다이오드와 상기 광 측정부 사이의 이격 간격이 유지되도록 하는 경통부; 상기 본체 상에 배치되고 상기 광 측정부가 측정 대상인 상기 발광 다이오드의 직상부에 위치되도록 하는 이송부; 및 상기 광 측정부의 출력 신호에 의해 상기 발광 다이오드의 측정된 광특성값을 기준값과 비교하여 결과를 출력하는 제어부를 포함하는 LED 모듈 검사 장치를 제공한다.
본 발명은 측정 대상인 LED 모듈의 발광 다이오드와 광 측정기의 사이에 경통을 배치하여 발광 다이오드와 측정기의 거리를 일정하게 유지할 수 있어 LED 모듈이 포함하는 발광 다이오드의 광 특성 검사 조건을 균일하게 유지할 수 있고, 측정 대상인 LED 모듈의 발광 다이오드와 광 측정기의 사이에 경통을 배치하여 외부의 잡광이 유입되는 것을 방지하여 LED 모듈이 포함하는 발광 다이오드에 대한 광 특성 측정의 효율이 향상될 수 있다.

Description

ＬＥＤ 모듈 검사 장치{Apparatus for led module inspecting}
본 발명은 LED 모듈 검사 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 측정 대상인 LED 모듈의 발광 다이오드와 광 측정기의 거리를 일정하게 유지하고 외부의 잡광의 유입을 방지할 수 있는 LED 모듈 검사 장치에 관한 것이다.
발광 소자는 전기를 빛으로 변환시키는 전자 소자의 일종으로서, 발광 다이오드(light emitting diode; LED)를 대표적인 예로 들 수 있다. 발광 다이오드는 형광등이나 백열등에 비해서 소비 전력이 낮고 수명이 긴 장점이 있으며, 구조가 간단하여 대량 생산이 용이하고 가격이 비교적 저렴한 장점이 있다.
완성된 발광 소자는 모듈 형태로 제작되어 사용되는 것이 일반적이다.
LED 모듈은 복수개의 발광소자가 연속적으로 배열되는 형태로서, 칩온보드(Chip on board;COB) 형태로서 사각형, 바(bar) 형태 등 다양한 형태로 제작된 후, 조명 도구 또는 디스플레이 장치의 백라이트 유닛(Backlight unit) 등 다양한 용도로 사용된다.
LED 모듈이 포함하는 복수개의 발광 소자 중, 어느 하나의 발광 소자가 불량인 경우, LED 모듈을 사용하는 제품의 기능이 저하되므로 LED 모듈의 출시 전 LED 모듈이 포함하는 발광 소자에 대하여 측정을 수행하는 것이 바람직하다.
LED 모듈에 대한 광 특성 검사 시, LED 모듈이 포함하는 발광 소자에서 방출되는 광 이외의 잡광이 광 측정기에 수광된다면 LED 모듈에 대한 광 특성 검사의 정확성이 저하되므로 이를 방지할 필요가 있다.
또한, 측정 대상인 LED 모듈과 광 측정기의 거리가 균일하게 유지되지 못한다면 광 측정기에 수광되는 광의 조도가 변화되므로 측정 대상인 LED 모듈과 광 측정기의 거리를 일정하게 유지할 필요가 있다.
본 발명은 상기한 필요성을 해결하기 위한 것으로서, 측정 대상인 LED 모듈의 발광 다이오드와 광 측정기의 사이에 경통을 배치하여 외부의 잡광이 광 측정기 측으로 유입되는 것을 방지하여 LED 모듈이 포함하는 발광 다이오드에 대한 광 특성 측정 효율이 향상되도록 하는 LED 모듈 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 측정 대상인 LED 모듈의 발광 다이오드와 광 측정기의 사이에 경통을 배치하여 발광 다이오드와 측정기의 거리를 일정하게 유지하여 LED 모듈이 포함하는 발광 다이오드에 대한 광 특성 측정 조건을 균일하게 유지할 수 있는 LED 모듈 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, LED 모듈이 포함하는 복수의 발광 다이오드의 광 특성을 검사하는 장치에 있어서, 상기 LED 모듈이 상부에 배치되는 본체; 상기 LED 모듈에 전원을 인가하여 발광이 이루어지도록 하는 전원 공급부; 상기 전원 공급부의 전원 인가 시 상기 발광 다이오드에서 방출되는 광을 수광하여 상기 발광 다이오드의 광 특성을 측정하여 해당하는 신호를 출력하는 광 측정부; 일단으로는 광 유입 홀이 형성되고 타단으로는 확산판이 배치되는 파이프 형태로서, 상기 발광 다이오드와 상기 광 측정부 사이의 이격 간격이 유지되도록 하는 경통부; 상기 본체 상에 배치되고 상기 광 측정부가 측정 대상인 상기 발광 다이오드의 직상부에 위치되도록 하는 이송부; 및 상기 광 측정부의 출력 신호에 의해 상기 발광 다이오드의 측정된 광특성값을 기준값과 비교하여 결과를 출력하는 제어부를 포함하는 LED 모듈 검사 장치를 제공한다.
상기 전원 공급부는 상기 LED 모듈에 전원을 인가하되 상기 광 측정부에 의한 검사 대상인 상기 발광 다이오드에 대하여만 전원을 공급할 수 있다.
상기 전원 공급부는 상기 LED 모듈의 복수의 상기 발광 다이오드에 대하여 동일한 전원을 공급할 수 있다.
상기 전원 공급부는 상기 LED 모듈의 복수의 상기 발광 다이오드에 대하여 공급하는 전원은 펄스 구동 방식의 정전류일 수 있다.
상기 광 측정부가 측정하는 광 특성은 광도, 색도, 피크 파장, 주파장, 조도, 색온도, 연색성을 포함할 수 있다.
상기 기준값과 비교되는 광 특성값은 복수의 회수로 측정된 광 특성값의 평균값일 수 있다.
상기와 같은 본 발명은, 측정 대상인 LED 모듈의 발광 다이오드와 광 측정기의 사이에 경통을 배치하여 발광 다이오드와 측정기의 거리를 일정하게 유지할 수 있어 LED 모듈이 포함하는 발광 다이오드의 광 특성 검사 조건을 균일하게 유지할 수 있다.
또한, 측정 대상인 LED 모듈의 발광 다이오드와 광 측정기의 사이에 경통을 배치하여 외부의 잡광이 유입되는 것을 방지하여 LED 모듈이 포함하는 발광 다이오드에 대한 광 특성 측정의 효율이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 모듈 검사 장치의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 모듈 검사 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3과 도 4는 본 발명에서 사용하는 경통의 구성을 나타내는 사시도 및 단면도이다.
도 4는 본 발명에서 사용하는 경통과 LED 모듈의 상관 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 의한 LED 모듈 검사 장치의 광 특성 측정 대기 상태를 나타내는 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 모듈 검사 장치의 구성을 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 모듈 검사 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 모듈 검사 장치(100)는 본체(110), 전원 공급부(120), 광 측정기(130), 이송부(140), 경통(160) 및 제어부(170)를 포함한다.
본체(110)는 상부에 LED 모듈(10)에 대한 검사 위치를 제공하고, LED 모듈(10)에 대한 검사를 위한 후술하는 구성 요소들이 설치된다.
도면에 의하면, 본체(110)는 금속 프레임 등을 이용하여 직육면체 형태로 형성되지만, 사용자의 필요에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있다. 또한, 필요한 장소로 이동할 수 있도록 바퀴가 설치될 수 있고, 필요 장소에 고정될 수도 있다.
본체(110)의 상부에는 검사 대상인 LED 모듈(10)이 배치된다.
본 실시예에서, 측정 대상인 LED 모듈(10)은 소정 개수의 발광 다이오드가 일렬로 배치되어 있는 바(bar) 형태로 이루어지지만, 검사의 진행에 대응하여 후술하는 광 측정기(130)의 위치를 이동할 수 있다면, LED 모듈(10)의 형태는 바 형태로 제한되지 않는다. 다만, 설명의 용이함을 위해 LED 모듈(10)은 바 형태인 것으로 상정하여 설명하기로 한다.
검사 대상인 LED 모듈(10)은 본체(110) 상에 복수개로 배치될 수 있다.
전원 공급부(120)는 LED 모듈(10)이 배치되는 검사 위치인 본체(110)에 설치될 수 있다.
전원 공급부(120)는 LED 모듈(10)에 포함되어 있는 발광 다이오드 각각에 대하여 전원을 공급하여 발광 다이오드에서 광이 방출되도록 한다. 이때, 전원 공급부(120)는 LED 모듈(10)이 포함하는 복수의 발광 다이오드에 대하여 개별적으로 전원을 공급하는 것이 바람직하다.
본 실시예에서 사용하는 전원 공급부(120)는 10mA ~ 400 mA(±0.1mA)의 최대 300V(±0.1V)의 직류 전원을 공급할 수 있다. 이때, 전원 공급부(120)는 펄스 구동 방식으로 정전류의 전원을 공급할 수 있도록 구성된다. 전원 공급부(120)에서 공급되는 전원의 펄스 간격과 대기 시간 등은 사용자의 필요에 따라 변경될 수 있다.
이때, 전원 공급부(120)는 하나의 LED 모듈(10)에 대한 검사가 진행되는 동안, LED 모듈(10)이 포함하고 있는 복수의 발광 다이오드 각각에 대하여 동일한 전원을 공급하여, 발광 다이오드에서 방출되는 광이 동일하도록 하는 것이 바람직하다. 전원 공급부(120)에서 LED 모듈(10)에 대하여 전원을 공급한 후, LED 모듈(10)이 포함하는 복수의 발광 다이오드에 대하여 순방향 전압을 측정할 수 있다. 측정된 순방향 전압은 LED 모듈(10)이 포함하는 복수의 발광 다이오드의 성능을 나타내는 특성으로서 인식될 수 있다.
전원 공급부(120)는 LED 모듈(10)의 복수의 발광 다이오드에 대하여 개별적으로 전원을 공급하기 용이하도록 핀 블록(121)과 플레이트 형태의 모듈 배치판(122)를 포함할 수 있다. 여기서, 전원 공급을 위해 핀 블록(121)을 사용하는 것이 바람직하지만, 사용자의 필요에 따라 다양한 형태의 전원 공급 구성 요소가 사용될 수 있다.
또한, 전원 공급부(120)는 광 특성의 측정을 위해 후술하는 광 측정기(130)의 직 하부에 위치된 발광 다이오드에 대하여 전원 공급이 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다.
광 측정기(130)는 LED 모듈(10)의 발광 다이오드에 전원이 공급되어 광이 방출될 때 방출된 광을 수광하여, 발광 다이오드의 광 특성을 측정하고 그 측정 결과를 출력한다. 이를 위해, 광 측정기(130)는 전원 공급부(120)와 신호 전달이 가능하게 연결되어, 전원 공급부(120)에서 발광 다이오드로 전원이 공급될 때, 광 측정기(130)의 동작이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
여기서, 광 측정기(130)가 측정하는 발광 다이오드의 광 특성은 광도, 색도, 피크 파장, 주파장, 조도, 색온도, 연색성을 포함할 수 있다. 이외에도, 광 측정기(130)가 측정하는 발광 다이오드의 광 특성은 광분광분포, 색좌표 등을 포함할 수 있다. 여기서, 발광 다이오드의 광특성 측정은 복수의 회수로 측정을 수행한 후, 평균값을 산출하여 수행하는 것이 바람직하다.
광 측정기(130)는 발광 다이오드에 대한 광 특성 검사 시 발광체(12)의 검사 위치에서 전원이 인가된 발광 다이오드의 직상방에 위치되는 것이 바람직하다. 이를 위해 광 측정기(130)의 고정 및 이송을 위한 이송부(140)가 설치될 수 있다.
이송부(140)는 발광 다이오드의 광 특성을 측정하는 광 측정기(130)가 검사 대상인 LED 모듈(10)의 발광 다이오드 상부에 위치될 수 있도록 한다.
이송부(140)는 광 측정기(130)를 X축 방향으로 이송하는 X축 레일(141)과 광 측정기(130)를 Y축 방향으로 이송하는 Y축 레일(142) 및 광 측정기(130)를 상하로 이송하는 Z 축 레일(143)을 포함한다. 본 실시예에서, X축 레일(141)은 LED 모듈(10)과 평행하게 배치되는 레일로 이루어지고, Y축 레일(142)은 X축 레일(141)이 Y축 방향으로 이동가능하게 하는 레일로 이루어질 수 있다.
이송부(140)에 의해 광 측정기(130)의 이동 시, 광 측정기(130)의 이동 시작 위치와 종료 위치의 판별을 위해 이송부(140)에는 소정의 마킹이 표시될 수 있다. 마킹의 인식은 레이저 조사기(미도시)에 의해 이루어질 수 있다.
또한, 이송부(140)는 소정의 높이를 갖는 프레임(150) 상에 설치될 수 있다.
따라서, 작업자가 LED 모듈(10)를 배치한 후 광 측정기(130)와 이송부(140)를 동작시키면, 이송부(140)는 복수로 배치되어 있는 LED 모듈(10)의 일측에서 타측으로 X축 레일(141)을 따라 광 측정기(130)를 이송시키며 발광 다이오드에 대한 광 특성 측정을 수행한다. 하나의 LED 모듈(10)에 대하여 검사가 완료되면 다음 열의 LED 모듈(10)로 Y축 레일(142)을 따라 광 측정기(130)를 이송시켜 광 특성 검사가 계속 수행되도록 한다.
LED 모듈(10)에 대한 광 측정기(130)의 정확한 이동을 위해 이송부(140)에는 LED 모듈(10)의 위치, LED 모듈(10) 간의 간격, LED 모듈(10)에 포함되는 발광 다이오드간의 간격에 대한 값이 설정되어 있다.
광 측정기(130)와 측정 대상인 발광 다이오드의 사이에는 경통(160)이 부착된다.
경통(160)은 광 측정기(130)와 측정 대상인 발광 다이오드의 이격 거리가 일정하게 유지되도록 한다. 또한, 경통(160)은 측정 대상인 발광 다이오드에서 방출된 광 이외의 외부의 잡광이 광 측정기(130)로 유입되는 것을 방지한다.
도 3과 도 4는 본 발명에서 사용하는 경통의 구성을 나타내는 사시도 및 단면도이다.
경통(160)은 소정의 길이로 형성되고 내측으로는 공간이 형성되어 있는 파이프 형태이다. 본 실시예에서, 경통(160)의 길이는 70mm 이다. 경통(160)의 길이는 가감될 수 있지만, 본체(110) 상부의 구조물 즉, LED 모듈(10)이 배치와 고정을 위한 구성 요소(예들 들어 핀블록(121))와 간섭되지 않는 최대의 길이로 설정하는 것이 바람직하다.
경통(160)의 직경은 광 측정기(130)의 하단부에 고정 가능한 정도로 형성되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서, 경통(160)의 내경은 12mm이고, 외경은 50mm 로 설정하였으나, 필요에 의해 가감될 수 있다.
경통(160)의 내주면은 빛의 난반사 방지를 위한 처리가 되어 있는 것이 바람직하다.
그리고, 발광 다이오드의 광이 유입되는 경통(160)의 일단에는 경통(160)의 내측 직경보다 작은 직경의 홀(162)이 형성된다. 홀(162)에 의해 외부에서의 잡광 유입 방지 효과가 향상될 수 있다. 여기서, 홀(162)은 면적은 100mm2 인 정원 형태로 형성되는 것이 바람직하지만, 사용자의 필요에 따라 변경될 수 있다.
도면에서는 홀(162)에 대하여 이해를 용이하게 하기 위하여 상대적으로 확대하여 도시하였다.
경통(160)의 타단으로는 확산판(164)이 배치된다.
확산판(164)은 발광 다이오드에서 방출된 광이 광 측정기(130)의 측정면 전체에 걸쳐 균일하게 확산된 상태에서 입사되도록 하여 광 측정기(130)에 의한 발광 다이오드의 광 특성 측정이 용이하도록 한다.
한편, 경통(160)은 발광 다이오드에서 방출되는 광에 대하여 불투명한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 발광 다이오드에서 방출되는 광이 가시광선인 경우, 경통(160)은 가시광선이 투과하지 못하는 재질로 만들어지고, 발광 다이오드에서 방출되는 광이 자외선 또는 적외선인 경우에는 자외선 또는 적외선이 투과하지 못하도록 제작되는 것이 바람직하다.
제어부(170)는 광 측정기(130)에서 출력되는 신호를 입력받고, 기 설정되어 있는 발광 다이오드의 광 특성의 기준값과 비교하여 측정된 대상인 발광 다이오드의 광 특성이 기준값과 오차범위 이내인지 판단하고, 판단 결과를 출력한다.
제어부(170)에서 출력되는 판단 결과는 측정된 발광 다이오드의 불량 여부로서, 판단 결과는 다양한 신호(음성, 발광 신호 등)를 이용하여 사용자에게 알려질 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 사용에 대해 살펴보기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본체(110) 상부에 복수의 LED 모듈(10)이 배치된 다.
도 5는 본 발명에 의한 LED 모듈 검사 장치(100)의 광 특성 측정 대기 상태를 나타내는 도면으로서, 도시의 간략화를 위해 일부 구성요소만을 도시하였다.
이후, 이송부(140)의 동작에 의해 광 측정기(130)는 복수의 LED 모듈(10) 중 측정 대상인 LED 모듈(10) 상부에 위치된다. 그리고, 이송부(140)의 더 세밀한 동작에 의해 광 측정기(130)는 LED 모듈(10)의 일단 즉, LED 모듈(10)이 포함하고 있는 발광 다이오드 중 일단부에 위치하고 있는 발광 다이오드의 직 상부에 위치된다.
여기서, 사용자는 Z축 레일(143) 상의 광 측정기(130)의 높이를 조정하여 경통(160)이 핀 블록(121)과 같은 다른 구성요소와 간섭되지 않는 범위에서 가장 낮은 위치에 배치되도록 한 후, 측정 작업을 개시하는 것이 바람직하다.
전원 공급부(120)는 LED 모듈(10)이 포함하는 발광 다이오드 중, 광 측정기(130)의 직하부에 위치한 발광 다이오드에 전원을 공급하고, 전원 공급 신호를 광 측정기(130)로 출력한다. 광 측정기(130)는 전원 공급 신호에 의해 발광 다이오드에서 발광이 이루어지는 것으로 판단하여, 발광 다이오드에 대한 광 특성 측정이 이루어지도록 한다.
하나의 발광 다이오드에 대한 광 특성 측정이 완료되면, 이송부(140)는 광 측정기(130)를 이동시켜 이웃하는 발광 다이오드에 대하여 차례대로 광 특성 측정을 수행한다. 광 특성 측정 시, 발광 다이오드에 인가된 전원의 전류 소모량, 전압 강하 정도의 측정에 의한 전기 특성 특정도 동시에 수행될 수 있다.
여기서, 발광 다이오드의 광특성 측정은 복수의 회수로 이루어지는 것이 바람직하다. 복수의 회수로 광특성 측정을 수행한 후, 제어부(170)는 측정된 값의 평균값을 산출하고, 평균값을 기준값과 비교하여 양품 판정을 수행한다. 또한, 제어부(170)는 평균값과 기준값과의 차이 정도에 따라 등급 판정을 수행할 수 있다.
이때, 이송부(140)에 의해 광 측정기(130)가 이동하는 동안에는 전원 공급부(120)에 의한 전원 공급은 정지된다. 이송부(140)의 동작이 정지하면 전원 공급부(120)는 전원 공급을 재개한다.
발광 다이오드의 광 특성 측정 시, 경통(160)은 LED 모듈(10)의 발광 다이오드와 광 측정기(130)의 간격이 일정하게 유지되도록 한다. 또한, 발광 다이오드에서 방출된 광 이외의 잡광이 광 측정기(130)로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
측정 대상인 LED 모듈(10)이 포함하는 발광 다이오드의 광 특성 측정이 모두 완료되면, 이웃하는 LED 모듈(10)에 대한 광특성 측정을 위해 이송부(140)는 광 측정기(130)를 이동시킨다.
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.
10: LED 모듈
100: 모듈 검사 장치
110: 본체
120: 전원 공급부
130: 광 측정기
140: 이송부
160: 경통
170: 제어부

Claims (6)

  1. LED 모듈이 포함하는 복수의 발광 다이오드의 광 특성을 검사하는 장치에 있어서,
    상기 LED 모듈이 상부에 배치되는 본체;
    상기 LED 모듈에 전원을 인가하여 발광이 이루어지도록 하는 전원 공급부;
    상기 전원 공급부의 전원 인가 시 상기 발광 다이오드에서 방출되는 광을 수광하여 상기 발광 다이오드의 광 특성을 측정하여 해당하는 신호를 출력하는 광 측정부;
    일단으로는 광 유입 홀이 형성되고 타단으로는 확산판이 배치되는 파이프 형태로서, 상기 발광 다이오드와 상기 광 측정부 사이의 이격 간격이 유지되도록 하는 경통부;
    상기 본체 상에 배치되고 상기 광 측정부가 측정 대상인 상기 발광 다이오드의 직상부에 위치되도록 하는 이송부; 및
    상기 광 측정부의 출력 신호에 의해 상기 발광 다이오드의 측정된 광 특성값을 기준값과 비교하여 결과를 출력하는 제어부를 포함하는 LED 모듈 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전원 공급부는 상기 LED 모듈에 전원을 인가하되 상기 광 측정부에 의한 검사 대상인 상기 발광 다이오드에 대하여만 전원을 공급하는 LED 모듈 검사 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전원 공급부는 상기 LED 모듈의 복수의 상기 발광 다이오드에 대하여 동일한 전원을 공급하는 LED 모듈 검사 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전원 공급부는 상기 LED 모듈의 복수의 상기 발광 다이오드에 대하여 공급하는 전원은 펄스 구동 방식의 정전류인 LED 모듈 검사 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광 측정부가 측정하는 광 특성은 광도, 색도, 피크 파장, 주파장, 조도, 색온도, 연색성을 포함하는 LED 모듈 검사 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기준값과 비교되는 광 특성값은 복수의 회수로 측정된 광 특성값의 평균값인 LED 모듈 검사 장치.

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