KR20220103745A - Led 매트릭스 조명 디바이스 - Google Patents

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KR20220103745A
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자리 리토니에미
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프로세멕스 오와이
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Abstract

본 발명은 균일한 강도로 조명 패턴을 조명하기 위한 LED 매트릭스 조명 디바이스(20)에 관한 것이다. LED 매트릭스 조명 디바이스는 복수의 LED들(22), LED(22)의 광을 시준하기 위한 각 LED(22) 전방의 시준 렌즈(23), 및 LED들(22)의 적어도 제2 부분과 다른 굴절각으로 LED들(22)의 적어도 제1 부분의 광을 굴절시키도록 배열된 시준 렌즈(23) 전방의 광 굴절 요소(24)를 포함한다. 본 발명은 또한 머신 비전 시스템, 방법, 및 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.

Description

LED 매트릭스 조명 디바이스
본 발명은 모니터링 타겟, 예를 들어 연속 목재 섬유 웹(web)의 표면에 균일하고 고른 조명 패턴(illumination pattern)을 생성하도록 배열된 LED 매트릭스 조명 디바이스에 관한 것이다. 본 발명은 또한 적어도 하나의 LED 매트릭스 조명 디바이스를 포함하는 머신 비전 시스템, LED 매트릭스 조명 디바이스를 활용하는 방법 및 시스템이 이 방법을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.
종이, 펄프 및 판지 머신과 같은 연속 제조 공정에는, 머신을 통해 끊임없이 형성되고 이동하는 재료 또는 제품이 존재한다. 이러한 프로세스에서, 머신의 다른 부분들에서 발생할 수 있는 편차(deviation) 또는 웹 파손(web break)을 검출하기 위해 프로세스를 모니터링하는 데 복수의 카메라들, 예를 들어 10 내지 40개의 카메라들이 사용된다. 연속 재료 웹을 이미지화하려면 조명이 켜져 있어야 한다. 종이 웹은 120km/h 이상으로 이동할 수 있으므로 카메라는 움직임을 멈추기 위해 매우 짧은 셔터 속도 시간을 사용해야 한다. 따라서 움직이는 웹의 이미지 품질은 조명에 따라 크게 달라진다.
요즘에는, 움직이는 웹을 조명하기 위해 LED 조명 디바이스도 자주 사용된다. 아이디어는 웹 표면에 균일한 조명 패턴을 제공하는 것이다. 그러나 이는 항상 가능한 것은 아니며, 움직이는 웹의 위(또는 아래) 공간이 부족하여 페이퍼 웹에 수직으로 LED 조명 디바이스를 장착하여 조명 및 모니터링할 수 없기 때문이며, 웹은 종이 머신의 측에서 조명되며 종종 종이 웹에 대해 30 내지 60도 각도로 조명된다. 따라서 조명 패턴이 균일하지 않을 수 있지만 패턴의 상이한 부분들은 다른 밝기를 갖는다.
이제 개선된 방법 및 이 방법을 구현하는 기술 장비가 발명되었다. 본 발명의 다양한 양태는 모니터링 타겟, 예를 들어 연속 목재 섬유 웹의 표면에 균일하고 고른 조명 패턴을 생성하도록 배열된 LED 매트릭스 조명 디바이스를 포함한다. 본 발명은 또한 적어도 하나의 LED 매트릭스 조명 디바이스를 포함하는 머신 비전 시스템, LED 매트릭스 조명 디바이스를 활용하고 제어하는 방법, 및 시스템이 방법을 수행하고 LED 매트릭스 조명 디바이스를 제어하도록 하는 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 균일한 강도로 조명 패턴을 조명하기 위한 LED 매트릭스 조명 디바이스가 제공된다. LED 매트릭스 조명 디바이스는 복수의 LED들, LED의 광을 시준하기 위한 각 LED의 전방의 시준 렌즈, 및 LED들의 적어도 제2 부분과 다른 굴절각으로 LED들의 적어도 제1 부분의 광을 굴절시키도록 배열된 시준 렌즈 전방의 광 굴절 요소를 포함한다.
일 실시예에 따르면, LED 매트릭스 조명 디바이스는 LED들의 적어도 하나의 전원공급 회로를 더 포함하고, LED들의 제1 부분에 제공된 전류의 양은 LED들의 적어도 제2 부분에 제공된 전류의 양과 상이하다. 실시예에 따르면, LED들의 제1 부분은 하나의 LED, LED 매트릭스의 LED들의 하나의 라인 또는 LED 매트릭스의 LED들의 하나의 컬럼을 포함한다. 일 실시예에 따르면, 굴절각은 LED 매트릭스 조명 디바이스에서 LED의 배치에 기초하여 결정된다. 일 실시예에 따르면, 굴절각은 LED의 시준된 광의 광학 중심 축과 동일한 LED의 굴절된 광의 광학 중심 축 사이의 각도이다. 일 실시예에 따르면, LED들의 시준된 광의 FWHM 시야각은 적어도 굴절각들 사이의 차이만큼 크다. 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 LED에 제공되는 전류는 조정 가능하다. 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 LED에 제공되는 전류는 캡처된 이미지에서 검출된 강도 편차에 기초하여 조정 가능하다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 목재 섬유 웹으로부터의 편차를 검출하기 위한 머신 비전 시스템이 제공되며, 머신 비전 시스템은 제1 양태 및 그 실시예에 따른 LED 매트릭스 조명 디바이스, 조명된 영역의 이미지를 캡처하기 위한 적어도 하나의 이미지화 디바이스, 및 데이터 처리 디바이스를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 데이터 처리 디바이스는 캡처된 이미지에서 강도 편차를 검출하기 위해 이미지 데이터를 분석하도록 배열된다.
일 실시예에 따르면, 데이터 처리 디바이스는 검출된 강도 편차에 기초하여 적어도 하나의 LED에 제공된 전류를 조정하도록 배열된다.
본 발명의 제3 양태에 따르면, 이미지 데이터를 획득하는 단계, 이미지 데이터를 분석하는 단계, 캡처된 이미지에서 제1 양태 및 그 실시예에 따른 LED 매트릭스 조명 디바이스에 의해 제공되는 조명 패턴의 강도 편차를 검출하는 단계, 및 LED 매트릭스 조명 디바이스의 적어도 하나의 LED에 제공된 전류를 조정하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
본 발명의 제4 양태에 따르면, 적어도 하나의 프로세서 상에서 실행될 때 시스템이 방법을 수행하게 하도록 구성된 컴퓨터 프로그램 코드를 포함하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체 상에 구현된 컴퓨터 프로그램 제품이 제공되며, 방법은 이미지 데이터를 획득하는 단계, 이미지 데이터를 분석하는 단계, 캡처된 이미지에서 제1 양태 및 그 실시예에 따른 LED 매트릭스 조명 디바이스에 의해 제공되는 조명 패턴의 강도 편차를 검출하는 단계 및 LED 매트릭스 조명 디바이스의 적어도 하나의 LED에 제공된 전류를 조정하는 단계를 포함한다.
다음에서, 본 발명의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 더 상세하게 설명될 것이며, 여기서
도 1a, b는 위 및 측면에서 본 종래 기술 LED 매트릭스 조명 디바이스의 LED들의 광축을 도시하고;
도 1c, d는 대응하는 도 1a 및 1b의 LED 매트릭스 조명 디바이스의 LED들의 시야각을 도시하고;
도 2a, b는 예시적인 실시예에 따른 LED 매트릭스 조명 디바이스의 LED들의 광축을 도시하고;
도 2c, d는 대응하는 도 2a 및 2b의 LED 매트릭스 조명 디바이스의 LED들의 시야각을 도시하고;
도 3a는 예시적인 실시예에 따른 LED 매트릭스 조명 디바이스를 도시하고;
도 3b는 도 3a의 LED 매트릭스 조명 디바이스의 분해도를 도시하고;
도 4는 예시적인 실시예에 따른 LED 매트릭스 조명 디바이스를 포함하는 머신 비전 시스템을 도시하고; 및
도 5는 예시적인 실시예에 따른 LED 매트릭스 조명 디바이스를 포함하는 머신 비전 시스템을 도시한다.
종이, 셀룰로오스 및 판지 머신과 같은 연속 제조 공정(continuous manufacturing process)에는 머신(machine)을 통해 끊임없이 형성되고 이동하는 재료 또는 제품이 존재한다. 복수의 카메라들, 예를 들어 10 내지 40개의 카메라들을 포함하는 머신 비전 시스템(machine vision system)은 프로세스의 다른 부분들에서 프로세스를 모니터링하는 데 사용될 수 있다. 모니터링은, 예를 들어, 움직이는 웹과 같은 모니터링 타겟을 이미지화하고, 이미지 데이터를 저장하고, 이미지 데이터를 분석하는 것을 포함할 수 있다. 카메라, 즉 이미지 센서는 예를 들어 CMOS 또는 CCD 카메라, 매트릭스 또는 라인 스캔 카메라, 흑백 또는 컬러 카메라, 일반 또는 스마트 카메라, 또는 임의의 적합한 카메라일 수 있다.
모니터링 타겟을 이미지화하기 위해, 모니터링 타겟이 조명되어야 한다. 예를 들어, 웹 제품을 이미지화하기 위해, 웹 제품은 예를 들어 웹 제품의 폭에 대응하는 폭을 갖는 조명 패턴 또는 라인에 의해 조명되어야 한다. "웹 제품", 즉 "웹"이라는 용어는 이 콘텍스트에서 종이, 셀룰로오스 또는 판지 머신에 의해 생산되는 임의의 유형의 목재 섬유 웹을 지칭하며, 이 콘텍스트에서 용어 "목재 섬유"는 예를 들어 종이, 셀룰로스 또는 판지 섬유와 같은 임의의 적합한 목질 섬유를 지칭한다. 사용되는 빛의 파장은 모니터링 타겟 및/또는 모니터링 시스템에 따라 넓은 스펙트럼에서 다양할 수 있으며, 파장은 자외선(UV) 영역에서 단파장 적외선 열 영역(SWIR)까지 다양할 수 있다.
위에서 이미 언급했듯이, 적절한 조명은 모니터링 타겟에 따라 다를 수 있지만, 모니터링 타겟에 조명되는 패턴 전체에 걸쳐 균일한 강도의 균일한 조명 패턴은 고품질 이미지화를 위한 좋은 출발점을 제공하며, 이는 미리 결정된 관심 대상, 예를 들어 웹 제품의 편차(들) 또는 웹 파손(들)을 검출할 확률을 향상시키기 때문이다. 조명 디바이스의 유형, 조명 디바이스의 수, 조명의 방향, 조명 디바이스의 동작 또는 사용중인 조명 디바이스는 이지미화될 배열된 오브젝트 및 사용되는 카메라(들)의 유형에 따라 다를 수 있다. 예를 들어 웹과 같은 모니터링 타겟을 조명하기 위해 사용되는 조명 디바이스는 일반적으로 적어도 두 개의, 여러 개 또는 복수의, LED들과 같은, 광원들을 포함한다. LED들은 적어도 하나의 LED 회로, LED 드라이버 또는 전류 소스 회로가 필요하며, 이는 LED들에 전력을 공급하기 위해 배열된 전자 회로들, 즉 전원공급(powering) 회로들이다. 일반적으로 하나의 전자 회로는 여러 개 또는 복수의 LED들에 전원을 공급한다. 전원공급 회로는 LED가 빛에 대해 요구되거나 원하는 강도에 도달하도록 LED(들)를 통해 그러한 전류를 제공하고 LED들을 손상시키는 것을 방지하기 위해 전류를 제한하도록 배열된다. LED들이 애플리케이션 전체에 걸쳐 논의되지만, LED 대신 다른 적절한 광원이 사용될 수 있다.
캡처된 이미지들의 이미지 데이터는 각 카메라의 데이터 처리 디바이스, 예를 들어 제조 공정을 이미지화하는 데 사용되는 스마트 카메라에 의해 저장 및 분석될 수 있고 및/또는 캡처된 이미지들의 이미지 데이터는 저장 및 분석을 위해 외부 데이터 처리 디바이스로 송신될 수 있다. 외부 데이터 처리 디바이스는 카메라의 일부가 아닌 데이터 처리 디바이스다. 데이터 처리 디바이스는 미리 결정된 관심 오브젝트를 찾기 위해 데이터를 모니터링한다. 위에 언급된 시스템들, 즉 통합 데이터 처리 디바이스(들) 및 외부 데이터 처리 디바이스(들)를 갖는 카메라(들)를 모두 포함하는 시스템에서 이미지 데이터를 저장하고 분석하는 것도 가능하다. 모든 시스템들, 통합 데이터 처리 디바이스가 있는 카메라, 외부 데이터 처리 디바이스가 있는 카메라 및 이들의 조합은 데이터베이스, 사용자 인터페이스 및 공장 시스템 및 제조 프로세스에 대한 가능한 인터페이스를 포함하거나 이에 연결된다.
연속 제조 공정의 이미지를 캡처하는 카메라들은 웹 파손을 모니터링하는 웹 모니터링 시스템(WMS)의 일부일 수 있다. 웹 모니터링 시스템은 복수의 카메라들로부터 수신된 이미지 데이터를 컴퓨터 프로그램 제품의 메모리에 지속적으로 저장할 수 있다. 이러한 저장된 이미지 데이터는 웹 파손이 발생한 후 종이 웹 파손의 원인을 결정하는 데 사용될 수 있다. 종이 웹은 120km/h 이상으로 이동할 수 있으므로, 카메라들은 움직임을 멈추기 위해 매우 짧은 셔터 속도 시간을 사용해야 한다. 따라서 빠르게 움직이는 웹으로부터 캡처된 이미지들의 품질은 균일한 조명 강도와 이미지 영역에서 조명이 분산되는 방식에 따라 크게 달라진다.
카메라들은 가능한 웹 편차를 모니터링하는 이벤트 캡처 카메라 시스템인 웹 검사 시스템(WIS)의 일부일 수도 있다. 이 콘텍스트에서 "웹 편차"라는 용어는 웹 제품으로부터 검출 가능한 임의의 편차, 예를 들어 웹 제품의 결함, 구멍, 얼룩, 명확한 변화, 회색 또는 어두운 반점, 줄무늬, 주름, 기포 또는 패턴이다. 웹 검사 시스템에서 카메라들은 종이 웹의 횡 방향(cross direction)으로 전체 웹 폭을 캡처하고 캡처된 이미지 데이터를 저장하기 위해 장착된다. 사용된 조명은 예를 들어 반사광일 수 있거나 웹은 웹을 통해 조명될 수 있다. 반사광의 각도는 찾고자 하는 종이 웹의 결함에 따라 크게 다를 수 있다. 그러나 다시 말하지만, 이미지의 품질은 조명의 품질에 의존한다.
위의 내용을 바탕으로, 조명은 품질 프로세스 모니터링의 중요한 부분임이 분명한다. 따라서, 본 발명의 아이디어는 캡처된 이미지들로부터 미리결정된 오브젝트를 검출하는 것이 가능한 한 효율적이라는 조건을 제공하는 조명 디바이스를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 조명 디바이스는 매트릭스형 발광 LED 조명 디바이스, 예를 들어 웹 제품과 같은 모니터링 타겟의 표면 상의 패턴 전체에 걸쳐 균일한 광도, 즉 밝기로 균일한 조명 패턴을 생성하도록 구성된 LED 매트릭스 조명 디바이스다. LED 매트릭스 조명 디바이스는 베이스, LED들, LED들에 대한 적어도 하나의 전원공급 회로, 시준(collimating) 렌즈, 및 광 굴절 요소를 포함할 수 있다. LED들은 LED들이 베이스의 표면에 부착되는, 예를 들어 회로 기판(들) 또는 다른 표면 또는 기판을 부착함으로써, 베이스의 표면에 매트릭스 형태로 배열된다.
매트릭스형 발광 LED 조명 디바이스, 예를 들어 웹 제품과 같은 모니터링 타겟의 표면 상의 패턴 전체에 걸쳐 균일한 광도, 즉 밝기로 균일한 조명 패턴을 생성하도록 구성된 LED 매트릭스 조명 디바이스다. LED 매트릭스 조명 디바이스는 베이스, LED들, LED들에 대한 적어도 하나의 전원공급 회로, 시준(collimating) 렌즈, 및 광 굴절 요소를 포함할 수 있다. LED들은 예를 들어 LED들이 베이스의 표면에 부착되는 회로 기판(들) 또는 다른 표면 또는 기판에 부착함으로써 베이스의 표면에 매트릭스 형태로 배열된다.
전원공급 회로는 LED들을 통해 전류를 제공하여 그들이 요구되거나 원하는 강도로 조명하도록 배열된다. LED들의 일부는 LED들의 적어도 하나의 다른 부분과 다르게 구동될 수 있고, 즉, 전원공급 회로는 LED들의 적어도 하나의 다른 부분과 LED의 한 부분에 다른 양의 전류를 제공할 수 있다. 각각의 LED가 다른 LED들과 다르게 구동되거나, LED 매트릭스의 LED들의 컬럼(column)이 LED 매트릭스의 LED들의 적어도 하나의 다른 컬럼과 다르게 구동되거나, LED 매트릭스의 LED들의 라인이 LED 매트릭스의 LED들의 적어도 하나의 다른 라인과 상이하게 구동되는 것 또한 가능하다. 제공된 전류량은 예를 들어 매트릭스에서 LED의 위치, 즉 LED의 광 빔이 지향되도록 배열된 위치, 즉 광 굴절 요소에 의해 굴절되도록 배열된 위치에 따라 달라질 수 있고, 즉, 다른 LED들의 광 위치들에 의해 조명되는 표면의 부분을 고려하여 LED의 광이 조명되도록 배열된 표면 부분에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, LED들의 제1 부분(예: LED들의 컬럼)의 거리가 LED들의 적어도 하나의 다른 부분(다른 컬럼(들))보다 조명 표면에 대해 더 먼 경우, 제1 부분의 LED들이 굴절되어 LED 광 빔의 광 중심축(굴절 요소로 인해 광 빔이 굴절되기 전)과 굴절된 LED 광 빔의 광 중심축 사이에 더 큰 굴절각이 형성되고 LED들의 제1 부분에 제공된 전류량은 LED들의 적어도 하나의 다른 부분에 제공된 전류보다 높을 수 있고, 이는 더 높은 전류가 이러한 LED들을 더 밝게 만들기 때문이고, 표면까지의 더 긴 거리에도 불구하고, LED들의 제1 부분은 이제 표면에 더 가깝고 더 낮은 전류에 의해 구동되는 LED들의 적어도 하나의 다른 부분과 유사하게 표면을 조명할 수 있다. 제공되는 전류의 양은 LED 매트릭스 조명 디바이스에 통합된 데이터 처리 디바이스 또는 외부 데이터 처리 디바이스, 예를 들어, 캡처된 이미지의 이미지 데이터도 분석하는 데이터 처리 디바이스에 의해 제어되고 또는 사용자가 LED들에 대한 전류량을 구성하여 제공되는 전류량을 제어할 수 있다.
시준기(collimator)는 LED에서 나오는 광 빔들을 시준하여 그들이 평행광이 되도록 굴절시키는 광학 요소이다. 시준기는 포물선(parabolic) 거울이나 렌즈로 구성될 수 있으며 LED는 그의 초점에 위치할 수 있다. 시준 렌즈는 각 LED 앞에 배열될 수 있으며, 즉, LED 매트릭스의 LED들로부터의 출력 광을 시준하기 위해 LED 매트릭스에 부착된 시준기들, 시준 렌즈들의 매트릭스가 존재한다. 그러나 시준 렌즈는 LED의 일체형 구조일 수 있으며, 이 경우 LED에 별도의 시준 렌즈가 필요하지 않다. LED와 시준 렌즈는 함께 LED의 시야각, 즉 LED 광원에서 방출되는 사용 가능한 빛을 나타내는 LED 광 빔 각도를 정의한다. 시야각은 반치폭(FWHM) 방식을 사용하여 정의될 수 있으며, 이는 각도로 지시될 수 있다. FWHM은 피크 강도의 50%에 도달하는 각도를 정의한다. 예를 들어, LED가 40
Figure pct00001
각도에서 50% 강도를 갖는 것으로 측정된 경우 LED의 시야각(FWFIM)은 40
Figure pct00002
가 된다.
광 굴절 요소는 각 LED 매트릭스에 부착된 굴절 렌즈들의 매트릭스 형태로 각 시준 렌즈 앞에 배열되어 각 LED는 시준 렌즈와 굴절 렌즈를 갖거나 LED 매트릭스의 모든 LED들에 부착된 단일 굴절 렌즈를 갖는다. 굴절 렌즈 매트릭스의 렌즈는 예를 들어 프리즘, 예를 들어 프레넬 프리즘일 수 있고, 단일 굴절 렌즈는 예를 들어 프레넬 유형(Fresnel-type) 렌즈 또는 프리즘을 형성하는 멤브레인(membrane) 또는 필름일 수 있다. 광 굴절 요소는 각각의 시준된 LED 광 빔의 중심 광축을 시준된 LED 광의 광 중심축으로부터 증분적으로 외측으로 지향, 즉 굴절시키도록 배열된다. 굴절 요소는 LED들의 광 빔을 더 넓은 영역으로 향하게 하여 모니터링 타겟 표면의 동일한 영역으로 빛을 향하지 않도록 하거나 표면의 조명된 영역이 거의 겹치지 않도록 구성된다. 중첩되지 않는 광 빔, 즉 굴절된 광 빔은 균일한 광도, 즉 모니터링 타겟 표면의 패턴 전체에 걸친 균일한 밝기로 균일한 조명 패턴을 형성할 수 있으며, 이는 LED들에 제공되는 전류가 제어되고 전류 제어가 조명 영역의 강도에 영향을 미치기 때문이다. 광 빔이 겹치는 경우, 적어도 동일한 영역이 여러 LED들에 의해 조명되기 때문에, LED들의 전류 제어는 조명 패턴에 영향을 미치지 않거나 각 LED가 조명 패턴의 자체 영역을 비출 때만큼 적어도 효율적이지 않다.
도 1a는 위에서 본 종래 기술의 LED 매트릭스 조명 디바이스(10)의 LED들(12)의 광축들(14), 즉 LED 매트릭스 조명 디바이스(10)의 수평 광축들이 도시되어 있다. LED 매트릭스 조명 디바이스(10)는 베이스(11), LED 매트릭스 및 시준기 매트릭스를 포함한다. LED 매트릭스는 9*4의 크기를 갖고, 즉, LED 매트릭스 조명 디바이스(10)의 LED 매트릭스에 36개의 LED들(12)이 존재한다. 매트릭스 조명 디바이스의 LED들(12)의 전자 회로는 베이스(11)에 배열된다. 시준기 매트릭스는 LED들(12) 상에 배열되고 또한 9*4의 크기를 갖는다. 시준기 매트릭스의 각 시준기 렌즈(13)는 LED들(12)로부터 광 빔들을 모으고 그들을 광축들(14)로 도시된 평행 광 빔들이 되도록 굴절시키는 광학 요소이다. 도 1b는 측면에서 종래 기술의 LED 매트릭스(10)의 LED들(12)의 광축들(14)을 도시하며, 즉 LED들(12)의 수직 광축들이 도시되어 있다. 도 1a 및 도 1b에서 알 수 있는 바와 같이, 각각의 광축(14)은 LED(12)로부터 직선으로 계속되며, 즉, 굴절되지 않는다.
도 1c는 위에서 본 도 1a의 LED 매트릭스 조명 디바이스(10)의 LED들(12)의 시야각을 나타내고, 도 1d는 측면에서 본 도 1b의 LED 매트릭스 조명 디바이스(10)의 LED들(12)의 시야각을 나타낸다. LED들(12)의 시야각(15)은 원추형이고; 처음에는 좁은 형상에서 빛이 LED(12)에서 멀어질수록 넓어지는 형상이 된다. LED들(12)의 반치폭(FWFIM) 시야각은 40도이다. 웹 측면으로부터 웹 전체에 균일한 조명 패턴을 구현하기 위해, 조명 디바이스의 각 LED의 반치폭(FWHM) 시야각은 넓어야 하고, 예를 들어 20 내지 60도 사이에 있어야 한다.
중간 LED(12)의 시야각(15)은 라인 패턴으로 지시된다. LED들의 광축들(14)은 직선이고 평행하게 연장되기 때문에, LED들(12)의 시야각들은 LED들로부터 특정 거리가 달성될 때 중첩되어 표면(16)에 형성된 조명 패턴이 불균일한 광도를 가지며; 조명 패턴의 중심 영역은 여러 LED들(12), 이 실시예의 모든 LED들에 의해 조명되고 패턴의 가장 바깥쪽 부분은 하나의 LED에 의해 생성된 빛에 의해서만 조명된다. 따라서 조명 라인 또는 패턴의 중심 영역은 에지 영역보다 더 밝고 종이 웹의 다른 부분들은 예를 들어 조명 패턴의 중심 부분으로부터 해당 부분의 거리에 따라 다른 강도로 조명되며; 조명 패턴의 중심 부분 근처에는 밝은 빛이 있지만 조명 패턴의 에지 영역에서는 빛의 양이 적다. 또한, 그렇지는 않지만 만약 이러한 종래 기술의 조명 디바이스(10)의 LED 전류를 조절하였다 하더라도, 동일한 영역이 여러 LED들에 의해 조명되기 때문에 LED의 전력 제어는 형성된 패턴에 큰 영향을 미치지 않는다.
도 2a는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 LED들(22)의 광이 시준 렌즈(23) 및 광 굴절 요소(24)를 통과한 후의 LED 매트릭스 조명 디바이스(20)의 LED들(22)의 광 빔의 광학 중심 축들(25)을 위에서부터 도시하며, 즉 시준되고 굴절된 LED 광 빔의 수평 광학 중심 축들(25)이 도시되어 있다. 도 2b는 측면으로부터의 광학 중심 축들(25)을 도시하며, 즉, LED들(22)의 시준되고 및 굴절된 LED 광 빔들의 수직 광학 중심 축들(25)이 도시되어 있다. LED 매트릭스 조명 디바이스(20)는 베이스(21), LED들(22), 시준 렌즈들(23), 및 광 굴절 요소(24)를 포함한다. LED 매트릭스의 크기는 본 실시예에서 9*4(컬럼들*라인들)이지만, 더 작거나 더 클 수도 있다. 일부 실시예에서, 컬럼들의 수는 예를 들어 1 내지 25일 수 있고 라인들의 수는 예를 들어 1 내지 25 또는 임의의 다른 적절한 수일 수 있다. 가장 작은 매트릭스에서, 숫자는 2일 수 있으며, 즉, 매트릭스는 2*1이다. LED들(22)은 예를 들어 베이스(21) 상에 부착된 회로 기판(들) 또는 일부 다른 기판(들) 상에 부착될 수 있다.
베이스(21) 및 기타 가능한 전자 회로 내부에 LED들(22)의 전원공급 회로가 적어도 하나 이상 있을 수 있고 또는 LED들(22)의 적어도 하나의 전원공급 회로는 LED들(22)에 전기적으로 연결된 LED들(22)의 외부 전원공급 회로일 수 있다. 적어도 하나의 전원공급 회로는 각각의 LED(22)가 그에 대해 정의된 요구되는 또는 원하는 강도로 조명하도록 LED들(22)에 전원을 공급하도록 배열된다. 적어도 하나의 전원공급 회로에 의해 제공되는 전류의 양은 LED 매트릭스 조명 디바이스(20)에 통합된 데이터 처리 디바이스 또는 외부 데이터 처리 디바이스(미도시)에 의해 제어 및/또는 결정될 수 있다.
각 LED(22) 앞에는 시준 렌즈(23)가 배열되며, 즉, LED의 출력 광을 시준하기 위해 LED 매트릭스 상에 부착된 시준 렌즈들(23), 시준기들의 매트릭스가 존재한다. LED와 시준 렌즈는 함께 LED의 FWHM 시야각을 정의하고, 즉, 각 LED(22)에 의해 제공되는 광 빔 및 시야각은 위에서 설명된 바와 같이 각도로 지시될 수 있다. 시준된 LED 광 빔의 중심 축은 시준 렌즈를 통과하지 못한 LED 광의 중심 축에 대응한다는 점에 유의해야 한다.
광 굴절 요소(24)는 각각의 시준 렌즈(23)(및 LED들(22))의 앞에 배열된다. 이러한 실시예에서, 광 굴절 요소(24)는 LED 매트릭스의 모든 LED들(22) 및 시준 렌즈들(23)의 매트릭스의 시준 렌즈들(23) 앞에 부착된 단일 굴절 멤브레인이다. 광 굴절 요소(24)는 또한 시준 렌즈들(23)의 매트릭스에 부착된 굴절 렌즈들/멤브레인들의 매트릭스일 수 있다. 광 굴절 요소(24)는 시준된 LED 광 빔의 중심 광학 축을 시준된 LED 광의 중심 축(및 LED 매트릭스 조명 디바이스(20)의 중심)으로부터 점진적으로 바깥쪽으로 지향시키도록 배열되어 시준된 LED 광 빔의 중심 광학 축과 굴절된 LED 광 빔의 중심 축(25) 사이에 굴절각이 형성된다. 굴절각은 LED 매트릭스 조명 디바이스(20)에서 LED(22)의 위치에 기초하여 결정된다. 예를 들어, LED(22)가 더 멀리 있는 영역을 조명하도록 배열된 경우, 그 굴절각은 더 가까운 영역을 조명하도록 배열된 LED의 굴절각보다 크므로, 더 멀리 있는 영역이 조명될 수 있다. 이러한 굴절은 도 2a 및 2b의 LED들(22)의 굴절된 LED 광 빔들의 광학 축들(25)을 도 1a 및 1b에 도시된 LED들(12)의 굴절되지 않은 LED 광 빔들의 광학 축들(14)과 비교할 때 도 2a 및 2b에서 확인된다. 광 굴절 요소(24)는 쉽게 변경될 수 있도록 배열된다. 이것은 광 굴절 요소(24)에 의해 야기되는 필요한 굴절 각도의 크기가 조명될 표면, 즉, 모니터링 타겟의 표면으로부터 LED의 거리에 의존하기 때문이며 LED 매트릭스 조명 디바이스의 위치가 타겟 표면(27)에 대해 변경되면 거리는 변경될 수 있다. 다른 굴절 각도는 다른 종류의 광 굴절 요소에 의해 달성될 수 있다. 굴절각은 예를 들어 5 내지 10
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일 수 있다.
도 2c는 도 2a의 LED 매트릭스 조명 디바이스(20)의 LED들(22)의 시야각(26)을 도시하고, 도 2d는 도 2b의 LED 매트릭스 조명 디바이스(20)의 LED들(22)의 시야각(26)을 도시한다. LED들(22)의 시야각(26)은 원추형이고; 처음에는 LED 근처에서, 좁은 형상을 가지며 빛이 LED(22)에서 멀어질수록 넓어진다. 굴절된 LED 광 빔의 하나의 중심 축(25)이 도 2c 및 2d 모두에 도시되어 있다.
도 2c 및 2d에서 모든 LED(22)의 시야각(26)은 상이한 체크 패턴으로 지시되다. LED들(22)의 광 빔의 중심 광학 축들(25)은 직선이고 광 굴절 요소(24)에 의해 바깥쪽으로 굴절되기 때문에, LED들(22)의 시야각들(26)은 타겟 표면(27)에 도달할 때 중첩되지 않으므로 조명 패턴의 각 부분은 하나의 LED(22)에 의해서만 조명되고, 각각의 LED, LED들의 컬럼 또는 LED들의 라인은 원하는 강도를 제공하도록 개별적으로 전력을 공급받을 수 있기 때문에, 표면(27) 상에 형성된 조명 패턴은 균일한 광도를 가질 수 있다. 또한, LED, LED들의 컬럼 또는 LED들의 라인의 전력 제어는 타겟 표면(27)에 형성된 패턴의 강도에 명확한 영향을 미치며, 이는 LED들(22)의 시야각들(26)이 타겟 표면(27)에 도달할 때 중첩되지 않고 따라서 조명 패턴의 각 부분이 하나의 LED(22)에 의해 조명되기 때문이다.
이 예시적인 실시예에서, 각각의 LED(22)의 FWHM 시야각은 수직 및 수평 방향 모두에서 10도이다. 일반적으로, 본 발명의 실시예에 따른 LED 매트릭스 조명 디바이스에서 LED들의 광 빔의 FWHM 시야각은 적어도 인접한 두 LED들의 광학 축들의 굴절각들 사이의 차이만큼 크게 정의된다. 인접한 LED들의 광학 축들의 굴절각들 사이에 차이가 존재하며, 이는 LED 매트릭스의 LED의 위치에 의존하여 따라서 또한 모니터링 타겟으로부터의 거리에 의존하여 광 굴절 요소가 시준된 LED 광 빔들의 중심 광학 축을 측면으로, 예를 들어 시준된 LED 빛의 광학 중심 축으로부터 및 조명 디바이스의 중심에서 바깥쪽으로 향하여 각 LED가 조명 패턴의 다른 부분을 비추도록 하고, 즉, 시야각이 겹치지 않게 하기 때문이다. 그러나, LED들의 광 빔들의 FWHM 시야각이 더 큰 경우, 예를 들어 20도 이상인 경우, 조명 패턴의 조정 정확도는 감소할 수 있으며, 즉, LED의 전력 제어에 의해 수행되는 강도 조정이 그렇게 정확하지 않을 수 있다.
도 3a는 예시적인 실시예에 따른 LED 매트릭스 조명 디바이스(30)를 도시한다. LED 매트릭스 조명 디바이스(30)는 바디(31), LED들(32)의 매트릭스, 시준 렌즈들(33)의 매트릭스, 및 광 굴절 요소들(34)의 매트릭스를 포함한다. LED들(32)은 예를 들어 그 자체로 또는 바디(31)에 부착되도록 배치된 별도의 표면을 사용하여 바디(31) 상에 배치된다. 바디(31)는 LED(들)에 전력을 공급하도록 배열된 전자 회로(35)를 더 포함하고, 그러나 이는 또한 적어도 하나의 프로세서, 하나 이상의 프로그램 유닛에 대한 컴퓨터 프로그램 코드를 포함하는 적어도 하나의 메모리, 및 머신 비전 시스템의 데이터 처리 디바이스 또는 기타 외부 데이터 처리 디바이스로부터 무선으로 또는 유선 연결을 통해 예를 들어 수신기 또는 송수신기로부터 LED들에 전력을 공급하는 방법에 대한 구성 정보를 수신하기 위한 수단을 포함하는 데이터 처리 디바이스를 포함할 수 있다. 시준 렌즈 매트릭스의 시준 렌즈(33)는 LED 매트릭스의 각 LED(32) 앞에 배열된다. 광 굴절 요소 매트릭스의 광 굴절 요소(34)는 LED(32)의 시준된 LED 광(37)의 광학 중심 축으로부터 측 방향으로 LED(32)의 시준된 광을 굴절시키기 위해 각 시준 렌즈(33)의 전방에 배치되고, LED(32)와의 시준 렌즈(33)의 다른 측에 배치된다. 굴절된 빛의 광학 중심 축은 참조 번호 38로 도 3b에서 지시된다. LED 매트릭스 조명 요소(30)는 전원에 연결된다. 하나 이상의 광 굴절 요소들(34)은 다른 광 굴절 요소(34)와 다른 굴절 속성을 가질 수 있고, 즉, 하나 이상의 광 굴절 요소들(34)은 다른 광 굴절 요소와 비교하여 상이한 굴절 속성을 가질 수 있고, 이는 시준된 광(37)의 광학 중심 축을 굴절시킬 필요성이 조명되도록 배열된 표면의 타겟/영역으로부터 LED(32)(및 광 굴절 요소(34))의 거리에 의존하기 때문이다. 광 굴절 요소들(34)의 매트릭스 대신에 단지 하나의 광 굴절 요소(34)가 존재하는 경우, 요소 내부의 굴절 속성이 변할 수 있다.
시준 렌즈(33)와 굴절 요소(34)로 인해, LED 매트릭스 조명 디바이스(30)는 이미지화 타겟을 균일하게 조명하도록 이미지화 타겟을 조명한다. 그러나 이미지화를 위해서, 조명 패턴의 강도가 또한 균일해야 하며, 따라서 전자 회로(35)에 의해 LED들의 제1 부분에 제공된 전류의 양은 LED들의 적어도 제2 부분에 제공된 전류의 양과 다르다. 제공되는 전류량은 예를 들어 조명 디바이스의 LED 매트릭스에 있는 LED의 배치 및 따라서 LED의 광학 중심 축(굴절 전)과 굴절된 LED 광 빔의 광학 중심 축 사이의 각도, 뿐만 아니라 조명 각도, 즉 조명 디바이스가 이미지화 타겟에서 얼마나 멀리 위치하는지에 따라 달라진다.
도 3b는 도 3a의 LED 매트릭스 조명 디바이스(30)의 분해도를 도시한다. 도 3b에는 LED들로부터의 광선들(36), 시준된 LED 광(37)의 광학 축 및 굴절된 LED 광(38)의 광학 중심 축이 도시되어 있다. 또한 시준된 LED 광(37)의 광학 중심 축과 굴절된 LED 광(38)의 광학 중심 축 사이의 굴절각(39)이 도시되어 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 타겟 오브젝트로서 움직이는 종이 웹(43)과 관련하여 개시된 WMS 또는 WIS 머신 비전 시스템(40)을 도시한다. 웹(43)의 이동 방향은 이미지를 향하여, 이미지를 보는 사람으로부터 멀어진다. 머신 비전 시스템(40)은 카메라(41), 본 발명의 실시예에 따른 LED 매트릭스 조명 디바이스(44) 및 데이터 처리 디바이스(42)를 포함한다. 카메라(41)는 조명된 종이 웹(43)으로부터 이미지를 캡처하고 각 이미지의 데이터를 데이터 처리 디바이스(42)로 송신하도록 배열된다. LED 매트릭스 조명 디바이스(44)는 별도의 조명 디바이스이지만, 조명 디바이스(44)는 또한 카메라(41)의 통합된 부분일 수 있다.
데이터 처리 디바이스(42)는 웹(43)에서 편차를 찾기 위해 카메라(41)에 의해 캡처 및 송신된 수신된 이미지 데이터를 분석하도록 구성된다. 데이터 처리 디바이스(42)는 이미지들에서 조명 패턴(46)을 더 분석할 수 있다. 데이터 처리 디바이스(42)가 이미지 데이터로부터 패턴(46)이 패턴 전체에 걸쳐 균일한 광도를 갖지 않는다는 것을 검출하는 경우, LED 매트릭스 조명 디바이스(44)의 전자 회로를 재구성하여 하나 이상의 LED들에 제공되는 전류의 양이 변화하고 조명 패턴의 강도가 패턴 전체에 걸쳐 일정해지고 웹(43)의 편차가 웹의 전체 폭에 걸쳐 더 정확하게 검출될 수 있도록 한다.
데이터 처리 디바이스(42)는 예를 들어 LED들의 제1 부분에 제공되는 전류량이 LED들의 적어도 제2 부분에 제공되는 전류량과 상이하도록 LED들의 전력을 제어할 수 있다. 제공된 전류량은 다시 예를 들어 조명 디바이스(44)의 LED 매트릭스에서 LED의 배치에 의존하고, 즉 굴절각, 따라서 조명하도록 구성된 종이 웹(43)의 부분으로부터 LED의 거리에도 의존한다. 따라서 LED들을 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 매트릭스 조명 디바이스(44)는 전원공급 디바이스가 개별적으로 또는 그룹으로 조정되고 균일한 강도의 조명 패턴(46), 예를 들어 균일한 강도의 조명 라인에 의한 이미지화를 위해 종이 웹(43)(또는 다른 재료 웹)을 조명하도록 배열된다.
조명 각도는 LED 매트릭스 조명 디바이스(44)의 수평 중심 축과 웹(43)의 표면 사이의 각도이다. 이 실시예에서 각도는 45도, 45
Figure pct00004
이지만 각도는 더 크거나 작을 수도 있고, 각도는 조명 디바이스(44)를 위해 배열된 공간에 의존하거나, 또는 예를 들어 조명되도록 배열된 조명 패턴의 폭에 의존할 수 있다.
데이터 처리 디바이스(42)는 적어도 하나의 프로세서, 하나 이상의 프로그램 유닛에 대한 컴퓨터 프로그램 코드를 포함하는 적어도 하나의 메모리, 및 무선으로 또는 유선 연결을 통해 카메라(41)로부터 이미지 데이터를 수신하기 위한 수단, 예를 들어 수신기 또는 송수신기 및 트리거 신호를 무선으로 또는 유선 연결을 통해 송신하기 위한 수단, 예를 들어 송신기 또는 트랜시버를 포함한다. 다수의 프로세서들, 예를 들어 범용 프로세서 및 그래픽 프로세서 및 DSP 프로세서 및/또는 다수의 상이한 메모리들, 예를 들어 런타임에 데이터 및 프로그램을 저장하기 위한 휘발성 메모리 및 데이터 및 프로그램을 영구적으로 저장하기 위한 하드 디스크와 같은 비휘발성 메모리가 존재할 수 있다. 데이터 처리 디바이스(42)는 외부 데이터 처리 디바이스이고 이미지 데이터를 처리하고 컴퓨터와 같은 LED들에 제공되는 전류를 결정하거나 제어하는 데 적합한 임의의 컴퓨팅 디바이스일 수 있다. 데이터 처리 디바이스(42)는 신호 라인을 통해 또는 무선으로 카메라(41) 및 조명 디바이스(44)와 전자 통신한다. 카메라(41)는 또한 컴퓨터 액세서리를 가진 사용자를 위해 생성될 수 있는 신호를 생성하기 위한 비디오 컨트롤러 및 오디오 컨트롤러를 포함할 수 있다. 카메라(41)는 출력 수단을 통해 사용자에게 출력을 생성할 수 있다. 비디오 컨트롤러는 디스플레이에 연결될 수 있다. 디스플레이는 예를 들어 평면 패널 디스플레이 또는 더 큰 이미지를 생성하기 위한 프로젝터일 수 있다. 오디오 컨트롤러는 확성기 또는 이어폰과 같은 음원(sound source)에 연결될 수 있다. 카메라(44)는 또한 마이크로폰과 같은 음향 센서를 포함할 수 있다.
도 5는 실시예에 따른 WMS 또는 WIS 머신 비전 시스템(50)이 이동하는 웹(57)을 모니터링하도록 배열된 본 발명의 실시예를 도시한다. 머신 비전 시스템(50)은 본 발명의 실시예에 따른 두 개의 LED 매트릭스 조명 디바이스들(58, 59)과 이미지 센서(52, 55) 및 데이터 처리 디바이스(53, 56)를 포함하는 두 개의 스마트 카메라들(51, 54)을 포함한다. LED 매트릭스 조명 디바이스들(58, 59)은 또한 스마트 카메라들(51, 54)의 통합된 부분일 수 있다. LED 매트릭스 조명 디바이스들(58, 59)은 40도의 조명 각도로 이동하는 웹(57)을 조명하고, LED 매트릭스 조명 디바이스(59)는 50도의 조명 각도에서 이동하는 웹(57)을 조명한다. LED 매트릭스 조명 디바이스들(58, 59)은 도 5에서 명확하게 보이지 않지만 측면에 위치하고, 즉 그들은 조명 패턴의 대칭 축에서 떨어져 위치하도록 패턴을 조명한다. 이미지 센서들(52, 55)은 이동하는 웹(57)으로부터 이미지를 캡처하고 스마트 카메라(51, 54)의 데이터 처리 디바이스(53, 56)에 이미지 데이터를 전송하도록 배열된다.
데이터 처리 디바이스(53, 56)는 데이터 처리 디바이스(42)와 유사한 구조 및 기능을 포함할 수 있다.
이미지 센서들(52, 55)은 웹(57)의 이미지를 캡처하도록 배열되고 LED 매트릭스 조명 디바이스들(58, 59)은 웹(57) 표면의 조명 패턴들(58a, 59a)에 의해 웹(57)을 조명한다. 패턴들(58a, 59a)은 웹(57)의 전체 폭으로 확장된다. 그러나 패턴들이 좁아지고 웹(57)의 전체 폭을 확장하는 것도 가능하다.
본 발명의 다양한 실시예는 메모리에 상주하고 장치가 본 발명을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램 코드의 도움으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스인 디바이스, 예를 들어 데이터 처리 디바이스는 메모리의 데이터, 컴퓨터 프로그램 코드를 분석, 수신 및 송신하기 위한 회로 및 전자 장치 및 컴퓨터 프로그램 코드를 실행할 때 장치가 실시예의 피처를 수행하게 하는 프로세서를 포함할 수 있다.
기존의 LED 매트릭스 조명 디바이스 또는 적어도 LED 매트릭스 조명 디바이스를 포함하는 머신 비전 시스템의 방법 및 시스템과 비교할 때 본 발명에 의해 상당한 이점이 달성된다. 본 발명에 따른 배열에 의해 LED 매트릭스 조명 디바이스를 웹 또는 조명할 다른 타겟의 측면에 배치하고 전체 패턴을 균일한 강도로 조명하는 것이 가능하며, 이는 LED 매트릭스 조명 디바이스가 시준 렌즈들(즉, LED와 다른 시준 렌즈의 반대쪽) 및 LED들 앞에 LED 광 빔들의 광 중심 축들을 특정 방향으로 굴절시켜 LED들에 의해 조명되는 영역이 겹치지 않거나 약간만 겹치도록 하기 위한 광 굴절 요소를 갖기 때문이며, 또한 LED들의 전력이 개별적으로 또는 그룹으로 제어되어 각 LED가 동일하거나 본질적으로 동일한 강도로 타겟을 조명할 수 있기 때문이다.
본 발명은 상술한 실시예로 제한되지 않고 첨부된 특허청구범위의 범위 내에서 변경될 수 있음은 자명하다.

Claims (11)

  1. 조명 패턴(lighting pattern)을 균일한 강도로 조명하기 위한 LED 매트릭스 조명 디바이스(20)로서, 상기 LED 매트릭스 조명 디바이스(20)는 복수의 LED들(22), 상기 LED(22)의 광을 시준하기 위한 각 LED(22) 전방의 시준 렌즈(collimating lens)(23), 및 상기 LED들(22)의 적어도 제2 부분과 상이한 굴절각(refraction angle)(39)으로 상기 LED들(22)의 적어도 제1 부분의 광을 굴절시키도록 배열된 상기 시준 렌즈(23) 전방의 광 굴절 요소(light refracting element)(24)를 포함하고, 적어도 하나의 LED(22)에 제공된 전류는 캡처된 이미지(captured image)에서 검출된 강도 편차에 기초하여 조정 가능한, LED 매트릭스 조명 디바이스(20).
  2. 제1항에 있어서, 상기 LED 매트릭스 조명 디바이스(20)는 LED들(22)의 적어도 하나의 전력공급 회로(powering circuit)(35)를 더 포함하고 상기 LED들(22)의 제1 부분에 제공된 전류의 양은 적어도 상기 LED들(22)의 제2 부분에 제공된 전류의 양과 상이한, LED 매트릭스 조명 디바이스(20).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 LED들(22)의 제1 부분은 하나의 LED(22), 상기 LED 매트릭스의 LED들(22)의 하나 라인(line) 또는 상기 LED 매트릭스의 LED들(22)의 하나의 컬럼(column)을 포함하는, LED 매트릭스 조명 디바이스(20).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 굴절각(39)은 상기 LED 매트릭스 조명 디바이스(20)에서 LED(22)의 배치에 기초하여 결정되는, LED 매트릭스 조명 디바이스(20).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 굴절각(39)은 LED(22)의 시준된 광의 광학 중심 축과 상기 동일한 LED(22)의 상기 굴절된 광(38)의 광학 중심 축 사이의 각도인, LED 매트릭스 조명 디바이스(20).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 LED들(22)의 시준된 광의 FWHM 시야각(26)은 적어도 상기 굴절각들(39) 사이의 차이만큼 큰 것인, LED 매트릭스 조명 디바이스(20).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 LED에 제공되는 전류가 조정 가능한, LED 매트릭스 조명 디바이스(20).
  8. 목재 섬유 웹(wood fibre web)으로부터의 편차(deviation)를 검출하기 위한 머신 비전 시스템(machine vision system)(40)으로서, 상기 머신 비전 시스템(40)은:
    제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 LED 매트릭스 조명 디바이스(20),
    조명된 영역의 이미지를 캡처하기 위한 적어도 하나의 이미지화 디바이스(41), 및
    데이터 처리 디바이스(42)를 포함하는, 머신 비전 시스템(40).
  9. 제8항에 있어서, 상기 데이터 처리 디바이스(42)는 상기 캡처된 이미지에서 강도 편차를 검출하기 위해 이미지 데이터를 분석하도록 배열되는, 머신 비전 시스템(40).
  10. 이미지 데이터를 획득하는 단계,
    이미지 데이터를 분석하는 단계,
    캡처된 이미지에서 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 LED 매트릭스 조명 디바이스(20)에 의해 제공되는 조명 패턴의 강도 편차를 검출하는 단계, 및
    캡처된 이미지에서 검출된 강도 편차에 기초하여 상기 LED 매트릭스 조명 디바이스(20)의 적어도 하나의 LED(22)에 제공된 전류를 조정하는 단계를 포함하는 방법.
  11. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 구현된 컴퓨터 프로그램 제품으로서, 적어도 하나의 프로세서 상에서 실행될 때 시스템이 방법을 수행하게 하도록 구성된 컴퓨터 프로그램 코드를 포함하고, 상기 방법은:
    이미지 데이터를 획득하는 단계,
    이미지 데이터를 분석하는 단계,
    캡처된 이미지에서 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 LED 매트릭스 조명 디바이스(20)에 의해 제공되는 조명 패턴의 강도 편차를 검출하는 단계, 및
    캡처된 이미지에서 검출된 강도 편차에 기초하여 상기 LED 매트릭스 조명 디바이스(20)의 적어도 하나의 LED(22)에 제공된 전류를 조정하는 단계를 포함하는, 컴퓨터 프로그램 제품.
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