KR20140036808A - 집광모듈, 엘이디광원장치 및 비전검사장치 - Google Patents

집광모듈, 엘이디광원장치 및 비전검사장치 Download PDF

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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.

Description

집광모듈, 엘이디광원장치 및 비전검사장치 {Focusing module, LED Light Source Device having Focusing module, and vision inspection apparatus}
본 발명은 엘이디광원장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엘이디칩에서 발생된 광을 집광하는 집광모듈, 엘이디광원장치, 및 비전검사장치에 관한 것이다.
조명장치란 광원의 빛을 반사·굴절·투과시켜 광원을 고정하거나 보호하는 기구로서, 광원(光源)의 빛을 반사·굴절·투과시켜 광원을 고정하거나 보호하는 기구를 말한다.
조명장치의 광원으로는 실내에서 사용되는 백열등 및 형광등이 있으며, 공원등, 가로등과 같이 실외에서 사용되는 할로겐램프 등이 있다.
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.
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.
그러나 기판의 비전검사장치에 엘이디를 응용함에 있어 기존 할라이드램프에 최적화되어 있는 구성에 곧바로 적용이 불가한바 엘이디를 광원으로 대체하기 위한 최적의 구성이 제시될 필요가 있다.
본 발명의 목적은 하나 이상의 엘이디칩에서 발생된 광의 손실을 최소화하여 최대한 많은 양의 광을 집광할 수 있는 집광모듈, 엘이디광원장치 및 비전검사장치를 제공하는 데 있다.
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.
상기 집광영역의 직경은, 4㎜~10㎜인 것이 바람직하다.
상기 각 엘이디기판들은 엘이디칩에서 발광되는 광의 광축이 상기 집광영역으로 향하도록 상기 지지부재에 설치될 수 있다.
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.
상기 외곽엘이디기판군은 각각 상기 중심 엘이디기판으로부터 거리가 순차적으로 증가하도록 복수개로 배치될 수 있다.
상기 지지부재는, 하나 이상의 부재로 형성될 수 있다.
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.
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.
상기 외곽엘이디기판군들 중 최외곽의 외곽엘이디기판군의 엘이디기판을 지지하는 상기 외곽지지부재는, 열방출을 위한 복수의 핀들이 형성될 수 있다.
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.
상기 지지부재는, 결합되는 상기 엘이디기판과 면접촉에 의하여 열을 방출할 수 있도록 금속재질을 가질 수 있다.
상기 지지부재들 중 적어도 일부는, 열방출을 위한 복수의 핀들이 형성될 수 있다.
상기 렌즈부재는, 상기 엘이디기판에 설치된 엘이디칩이 수용되는 수용홈이 형성될 수 있다.
상기 렌즈부재는, 상기 엘이디기판에 형성된 삽입홈에 삽입되는 삽입돌기가 형성될 수 있다.
상기 렌즈부재는, PC, PMMA 수지(메타크릴산메탈 수지)와 같은 합성수지재질을 가질 수 있다.
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.
상기 본체는 상기 엘이디부에 전원공급을 위한 전원공급부가 추가로 설치될 수 있다.
상기 광케이블의 수광면의 법선과 상기 엘이디칩에서 발생된 광의 진행하는 경로가 이루는 각은 60°보다 크고 90°보다 작은 것이 바람직하다.
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.
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.
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.
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.
이하 본 발명에 따른 집광모듈, 엘이디광원장치 및 비전검사장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
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.
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.
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.
그리고 상기 본체(23)는 집광모듈(100)에 전원공급을 위한 전원공급부(21)가 추가로 설치되는 등 다양한 부재들이 설치될 수 있다.
한편 상기 집광모듈(100)의 설치와 관련하여 집광모듈(100)의 설치의 편의를 위하여 지지브라켓(24)이 추가로 설치될 수 있다.
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.
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.
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.
한편 상기 본체(23)에는 후술하는 집광모듈(100)의 냉각을 위하여 공기유동을 발생시키는 팬(25)이 추가로 설치될 수 있다.
여기서 상기 본체(23)는 팬(25)에 의하여 발생되는 공기유동에 의하여 집광모듈(100)의 냉각이 용이하도록 다양한 형태의 공기유로가 형성될 수 있다.
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.
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.
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.
여기서 상기 엘이디칩(110)은 요구되는 광특성에 따라서 백색광, R, G, B 등 다양한 엘이디칩이 사용될 수 있다.
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.
상기 엘이디기판(120)은 엘이디칩(110)의 고정, 전원공급 및 열방출을 위한 구성으로서, PCB, 메탈PCB 등 다양한 구성이 가능하다.
한편 상기 복수개의 엘이디기판(120)들은 집광영역에서 요구되는 충분한 광량의 광이 집광되도록 다양하게 배치될 수 있다.
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.
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.
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.
여기서 제1원주방향, 제2원주방향 및 제4원주방향으로 설치된 엘이디기판(120)들은 바로 내측의 원주방향으로 설치된 엘이디기판(120)과 반경방향으로 직선을 이루지 않도록 배치될 수 있다.
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.
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.
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.
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.
한편 상기 렌즈부재(130)는 광의 수광효율을 높이기 위하여 하나 이상의 엘이디칩(110)이 수용되는 수용홈(131)이 형성될 수 있다.
상기 수용홈(131)은 하나 이상의 엘이디칩(110)을 충분히 감쌈으로써 엘이디칩(110)에서 발생된 광을 효과적으로 수광하게 된다.
또한 상기 수용홈(131)은 광축부근의 수광효율을 높이기 위하여 엘이디칩(110)을 향하여 볼록하게 형성될 수 있다.
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.
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.
여기서 상기 집광영역의 직경(D)은, 광케이블(30)의 직경에 따라서 달라지며, 그 집광효율을 고려하여 4㎜~10㎜인 것이 바람직하다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
한편 상기 지지부재(150)의 지지면에 설치되는 엘이디기판(120)은 광케이블(30)의 수광면(30)에 최대한 큰 각도로 입사되는 것이 바람직하다.
따라서 상기 복수의 엘이디기판(120)은 중심에 설치된 엘이디기판(120)에 최대한 근접하여 설치됨이 바람직하다.
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.
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.
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, 최왹곽에 위치된 지지면의 하측을 절개하여 최왹곽에 위치된 지지면이 중심을 향하어 더 가깝게 위치시키도록 할 수 있다.
한편 상기 지지부재(150)는 결합되는 엘이디기판(120)과 면접촉에 의하여 열을 방출할 수 있도록 알루미늄, 알루미늄합금 등, 금속재질을 가질 수 있다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
상기 기판(10)은 비전검사를 요하는 기판이면 어떠한 기판도 가능하며, 반도체 기판, LCD패널 기판, 태양전지기판 등이 될 수 있다.
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.
상기 광조사부(40)는 양단이 광케이블(30)에 연결되어 광케이블(30)을 통하여 전달된 광을 기판(10)에 조사하는 장치로서 다양한 구성이 가능하다.
상기 광조사부(40)는 일예로서, 상면에 반사물질이 코팅된 석영봉이 사용될 수 있다.
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.
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.
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.
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.
10 : 기판 20 : 엘이디광원장치
100 : 집광모듈
110 : 제2집광렌즈 120 : 제2집광렌즈

Claims (20)

  1. 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 집광모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 집광영역의 직경은, 4㎜~6㎜인 것을 특징으로 하는 집광모듈.
  3. 청구항 에 있어서,
    상기 각 엘이디기판들은 엘이디칩에서 발광되는 광의 광축이 상기 집광영역으로 향하도록 상기 지지부재에 설치된 것을 특징으로 하는 집광모듈.
  4. 청구항 1에 있어서,
    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 이루는 것을 특징으로 하는 집광모듈.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 외곽엘이디기판군은 각각 상기 중심 엘이디기판으로부터 거리가 순차적으로 증가하도록 복수개로 배치된 것을 특징으로 하는 집광모듈.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지부재는, 하나 이상의 부재로 형성된 것을 특징으로 하는 집광모듈.
  7. 청구항 1에 있어서,
    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 포함하는 것을 특징으로 하는 집광모듈.
  8. 청구항 7에 있어서,
    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 설치된 것을 특징으로 하는 집광모듈.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 외곽엘이디기판군들 중 최외곽의 외곽엘이디기판군의 엘이디기판을 지지하는 상기 외곽지지부재는, 열방출을 위한 복수의 핀들이 형성된 것을 특징으로 하는 집광모듈.
  10. 청구항 7에 있어서,
    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 형성된 것을 특징으로 하는 집광모듈.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지부재는, 결합되는 상기 엘이디기판과 면접촉에 의하여 열을 방출할 수 있도록 금속재질을 가지는 것을 특징으로 하는 집광모듈.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지부재들 중 적어도 일부는, 열방출을 위한 복수의 핀들이 형성된 것을 특징으로 하는 집광모듈.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 렌즈부재는, 상기 엘이디기판에 설치된 엘이디칩이 수용되는 수용홈이 형성된 것을 특징으로 하는 집광모듈.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 렌즈부재는, 상기 엘이디기판에 형성된 삽입홈에 삽입되는 삽입돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 집광모듈.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 렌즈부재는, 합성수지인 것을 특징으로 하는 집광모듈.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 렌즈부재는, PC 또는 PMMA 수지(메타크릴산메탈 수지)인 것을 특징으로 하는 집광모듈.
  17. 본체와;
    상기 본체에 설치되는 청구항 1 내지 청구항 16 중 어느 하나의 항에 따른 집광모듈과;
    상기 본체에 설치되어 상기 광케이블의 수광면에 상기 집광모듈의 집광영역이 위치되도록 상기 광케이블이 고정되는 광케이블고정부를 포함하는 엘이디광원장치.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 본체는 상기 엘이디부에 전원공급을 위한 전원공급부가 추가로 설치된 것을 특징으로 하는 엘이디광원장치.
  19. 청구항 17에 있어서,
    상기 광케이블의 수광면의 법선과 상기 엘이디칩에서 발생된 광의 진행하는 경로가 이루는 각은 60°보다 크고 90°보다 작은 것을 특징으로 하는 엘이디광원장치.
  20. 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 청구항 17에 따른 엘이디광원장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 비전검사장치.
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