WO2018062633A1 - 엘이디 광특성 검사장치 및 이를 구비한 엘이디 융합조명용 자동화 검사 및 조립 시스템 - Google Patents

엘이디 광특성 검사장치 및 이를 구비한 엘이디 융합조명용 자동화 검사 및 조립 시스템 Download PDF

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WO2018062633A1
WO2018062633A1 PCT/KR2016/015503 KR2016015503W WO2018062633A1 WO 2018062633 A1 WO2018062633 A1 WO 2018062633A1 KR 2016015503 W KR2016015503 W KR 2016015503W WO 2018062633 A1 WO2018062633 A1 WO 2018062633A1
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led
measurement
plate
lighting
iris
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PCT/KR2016/015503
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권석준
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주식회사 파이맥스
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/4228—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors arrangements with two or more detectors, e.g. for sensitivity compensation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
    • H04N23/745—Detection of flicker frequency or suppression of flicker wherein the flicker is caused by illumination, e.g. due to fluorescent tube illumination or pulsed LED illumination
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J2001/4247—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors for testing lamps or other light sources
    • G01J2001/4252—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors for testing lamps or other light sources for testing LED's

Definitions

  • the present invention relates to an LED manufacturing apparatus, and in particular, flicker measurement and spectrum measurement for the LED lighting for almost a short time, while the LED optical characteristics inspection apparatus and the LED having the same to enable precise measurement through the three-axis position adjustment An automated inspection and assembly system for fusion lighting.
  • LED Light Eimitting Diode
  • the LED has high luminous efficiency, high output at low current, fast response speed, and can be modulated by high frequency pulse operation.
  • the LED is an environmentally friendly light source that can easily change the light output by the current control and can produce a variety of colors.
  • LED is widely used in electronic products, home appliances, remote control, automobiles, electronic signboards, various automation devices, traffic lights, lighting fixtures.
  • the inspection speed was slowed because the operator visually checks whether the LEDs are lit and then inspects each LED in a batch manner using the integrating sphere. .
  • Korean Laid-Open Patent Publication No. 2013-0080609 includes a function of checking whether an optical characteristic including a light quantity and color information of light emitted from an LED light is normal through spectral measurement, but having a luminance such as adultiness.
  • the normal check of the flicker which means that the periodic change of the visual sense is not achieved together.
  • optical characteristics including light quantity and color information of light and optical characteristics according to flicker it is very difficult to measure these heterogeneous characteristics together because different measurement sensors should be used.
  • the present invention has been proposed to solve the conventional problems as described above, and an object of the present invention is to perform precise measurement through three-axis positioning while simultaneously performing flicker measurement and spectrum measurement for LED lighting for a short time.
  • the present invention provides an LED optical characteristic inspection apparatus and an automated inspection and assembly system for LED fusion lighting having the same.
  • the LED optical characteristic inspection apparatus the X-axis frame; A Y-axis frame installed to slide along the X-axis frame; And a measurement module installed to slide along the Y axis frame, wherein the measurement module comprises: a slide plate installed to slide along the Y axis frame; An elevating plate installed to be capable of elevating in a supported state spaced apart from the lower side of the slide plate; An illuminance sensor installed downward from the elevating plate and measuring a flicker of LED lighting as an inspection object; The spectrometer is installed downward from the elevating plate and is disposed from side to side with the illuminance sensor to measure the spectrum of LED lighting, and thus the Z-axis displacement of the illuminance sensor and the spectrometer is possible, and the illuminance sensor and spectro It is a feature of the technical concept that flicker measurement and spectrum measurement can be continuously performed by the Y-axis displacement between meters.
  • a first iris for adjusting the field of view (FOV) when measuring flicker is installed in the lower part of the illuminance sensor
  • a second iris for adjusting the field of view (FOV) during spectrum measurement is installed in the lower part of the spectrometer. It can be characterized in that the area can be adjusted.
  • the lifting plate is further provided with a roller that rotates by driving the motor, and a belt passing through the outer side of the first iris and the second iris from the roller, the first iris and the second by the driving force of the roller It can be characterized in that the clock by the iris can be adjusted at the same time.
  • the front end of the slide plate may be characterized in that the vision camera is installed to measure the light emitting surface of the LED illumination.
  • the slide plate may be characterized in that the distance sensor is installed to measure the distance to the measurement surface of the LED light.
  • the distance sensor may be installed on the left side and the post of the slide plate, respectively, characterized in that for measuring the distance by a laser.
  • the screw is installed perpendicular to the center portion of the elevating plate so that its upper end portion penetrates the slide plate; It is installed in the center of the slide plate having a female screw member screwed to the upper end of the screw, characterized in that to raise or lower the lifting plate while the screw is raised or lowered by the rotation of the screw or female screw member.
  • the guide bar may be further provided on the left side and the post of the slide plate to further guide the lifting of the lifting plate while penetrating the lifting plate.
  • LED assembly unit An aging unit for aging for a predetermined time by lighting the LED lighting assembled in the LED assembly unit; It is characterized in that the technical configuration comprises an optical characteristic inspection unit having the optical characteristic inspection apparatus described above and inspecting whether the optical characteristic is normal with respect to the LED illumination aged by the aging unit.
  • the LED optical characteristic inspection apparatus and the automated inspection and assembly system for LED fusion lighting equipped with the same are capable of precise measurement through three-axis position adjustment while simultaneously performing flicker measurement and spectrum measurement for a short time. More reliable optical property inspection is possible.
  • FIG. 1 is a plan view for explaining the configuration of the automated inspection and assembly system for LED fusion light including the LED optical characteristic inspection apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a perspective view for explaining the configuration of the LED optical characteristic inspection apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a front view for explaining the configuration of the measurement module in the LED optical characteristic inspection apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a bottom view for explaining the configuration of the measurement module in the LED optical characteristic inspection apparatus according to an embodiment of the present invention
  • 5 and 6 is an operation diagram for explaining the configuration of the measurement module in the LED optical characteristic inspection apparatus according to an embodiment of the present invention
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • all terms used herein, including technical or scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.
  • FIG. 1 is a plan view illustrating a configuration of an automated inspection and assembly system for LED fusion lighting including an LED optical characteristic inspection apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is an LED optical characteristic according to an embodiment of the present invention 3 is a perspective view for explaining the configuration of the inspection apparatus
  • Figure 3 is a front view for explaining the configuration of the measurement module in the LED optical characteristic inspection apparatus according to an embodiment of the present invention
  • LED optical properties inspection apparatus as shown in Figure 1 LED assembly (A1), and the LED aging unit for aging for a predetermined time by lighting the LED assembly assembled in the LED assembly (A1)
  • LED assembly (A1) and the LED aging unit for aging for a predetermined time by lighting the LED assembly assembled in the LED assembly (A1)
  • the optical characteristic inspection unit (A3) constituting the automated inspection and assembly system for LED fusion lighting, and simultaneously performs flicker measurement and spectral measurement for the LED lighting aged by the aging unit (A2) for a short time. While performing, it is possible to enable precise measurement by adjusting the position of the three axes.
  • the LED optical characteristic inspection apparatus according to the embodiment of the present invention, the X-axis frame (Fx) and the Y-axis frame (Fy) installed to be slidable along the X-axis frame (Fx) for the three-axis position adjustment as described above And a measurement module CM installed to be slid along the Y-axis frame Fy and having a Z-axis displacement illuminance sensor 120 and a spectrometer 130.
  • the measurement module CM may include a slide plate 111 installed to slide along the Y-axis frame Fy, and a lifting plate installed to move up and down while being spaced apart from the lower side of the slide plate 111. 112 is provided.
  • the elevating plate 112 three-axis displacement of the X-axis, Y-axis, and Z-axis is possible.
  • the three-axis lift plate 112 is installed downward facing the illumination sensor 120 for measuring the flicker of the LED light to be inspected, and similarly installed downward but with the illumination sensor 120 from side to side
  • the spectrometer 130 is disposed to measure the spectrum of the LED illumination.
  • the illuminance sensor 120 and the spectrometer 130 installed on the elevating plate 112
  • the 3-axis displacement of the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis together with the elevating plate is possible, and the illuminance sensor 120 Between the spectrometers 130, the flicker measurement and the spectrum measurement can be continuously performed while changing positions by the Y-axis displacement.
  • the LED optical characteristic inspection apparatus according to the embodiment of the present invention capable of three-axis displacement as described above is capable of correcting the measurement position of the illumination sensor 120 and the spectrometer 130 according to the type of LG illumination to be inspected in association with the measurement position parameter program. When necessary, the correction time can be shortened by automatic correction by three-axis displacement.
  • the measurement module CM will be described in more detail with reference to each component.
  • the measurement module (CM) is a slide plate 111, elevating plate 112, illuminance sensor 120, spectrometer 130, vision camera 140 and And a first distance sensor 150a and a second distance sensor 150b, a first iris 160a and a second iris 160b.
  • the slide plate 111 is installed to be slidable along the Y-axis frame (Fy) as described above is responsible for the Y-axis displacement of the measurement module (CM).
  • the slide plate 111 may use a known technique such as an LM guide to move the slide plate 111 along the Y-axis frame.
  • the slide plate 111 includes the elevating plate 112 in pairs to serve to substantially support other components of the measurement module CM.
  • the elevating plate 112 is a member supporting the illuminance sensor 120 and the spectrometer 130 and is installed to be elevated in a state in which it is spaced apart from the lower side of the slide plate 111.
  • the screw 113 is installed perpendicular to the center of the elevating plate 112 so that its upper end penetrates the slide plate 111.
  • Is installed in the center of the slide plate 111 is provided with a female screw member 114 screwed with the upper end of the screw 113. According to such a configuration, as the screw 113 is raised or lowered by the rotation of any one of the screw and the female screw member, the elevating plate 112 is raised or lowered.
  • a pair of guide bars 116 are provided on the left side and the post of the slide plate 111 to guide the lifting of the lifting plate 112.
  • the pair of guide bars 116 are cylindrical members, each of which is installed in a downward direction and guides the lifting of the lifting plate 112 in a state of penetrating the lifting plate 112.
  • the guide bar 116 is additionally supported by the support beam 115 while the upper end is fixed to the slide plate 111.
  • the support beam 115 the upper end is fixed to the slide plate 111 and the lower end supports the guide bar 116 in a state coupled with the lower end of the guide bar 116 as described above.
  • the illuminance sensor 120 is installed downward from the elevating plate 112 and serves to measure the flicker of the LED lighting to be inspected.
  • the illuminance sensor 120 applies a 24-bit A / D converter to a maximum flicker sampling rate of 1000khz or more, and f1 'is preferably set to a specification of 3% or less and a response speed of 10 ⁇ sec or less.
  • the spectrometer 130 is installed downward from the elevating plate 112, and is disposed left and right with the illumination sensor 120 to measure the spectrum of LED lighting.
  • the spectrometer 130 is equipped with a cooling device on the CCD to reduce the dark current and increase the dynamic range.
  • the illuminance sensor 120 and the spectrometer 130 perform flicker measurement and spectral measurement for the LED lighting fixed in position while changing positions by the Y-axis displacement of the slide plate 111.
  • the vision camera 140 is installed to protrude forward from the front end of the slide plate 111 to measure the light emitting surface of the LED illumination. Through the measurement of the vision camera 140, it is possible to accurately determine the current measurement position and to proceed with the exact position setting.
  • the first distance sensor 150a and the second distance sensor 150b are respectively installed at the left side of the slide plate 111 and the front end of the post, and measure the distance to the measurement surface of the LED light by a laser. do.
  • the illuminance sensor 120 can more accurately measure the distance to the measurement surface of the LED light than when one distance sensor is installed.
  • the spectrometer 130 is the basis for positioning the correct measurement position.
  • the first distance sensor 150a and the second distance sensor 150b preferably use a laser rangefinder that can measure the distance by laser irradiation, but in terms of precision, an ultrasonic wave may be used depending on the situation. . It may be noted that as shown in FIG.
  • the first slide holes 111a and the first slide sensor 111a are disposed diagonally to the slide plate 111 such that the first distance sensor 150a and the second distance sensor 150b are displaceable.
  • the second slide long hole 111b is provided. The operator simply changes the distance measurement area by displacing the first distance sensor 150a and the second distance sensor 150b along the first slide hole 111a and the second slide hole 111b formed in diagonal directions. It can be done. In particular, since the first slide long hole 111a and the second slide long hole 111b are formed in a diagonal direction, the first distance sensor 150a and the second distance sensor 150b are respectively disposed in a desired direction in the front-rear direction and the left-right direction. Can be displaced.
  • the first iris 160a is installed at the lower part of the illuminance sensor 120 to adjust a clock (FOV) when measuring flicker
  • the second iris 160b is installed at the lower part of the spectrometer 130. It is used to control the field of view (FOV) during spectrum measurement.
  • the measurement area of each of the illumination sensor 120 and the spectrometer 130 can be automatically adjusted.
  • the lifting plate 112 has a roller 160c which is rotated by driving the motor 160e and the roller 160c.
  • a belt 160d is further provided from the first iris 160a and the second iris 160b at the same time.
  • the first iris 160a and the second iris (only the single motor 160e and the roller 160c are driven by the belt 160d driving method which simultaneously passes through the first iris 160a and the second iris 160b). Being able to adjust all the clocks according to 160b) greatly helps to reduce the installation area.
  • the clock by the first iris 160a and the second iris 160b cannot be simultaneously adjusted, but the illuminance sensor 120 and the spectrometer 130 change positions by the Y-axis displacement. Since flicker measurement and spectrum measurement are performed, the clock of the iris may be adjusted immediately after the illuminance sensor 120 and the spectrometer 130 are positioned at the correct positions.
  • the operator may individually adjust the iris. No replacement is required, reducing inspection time and reducing operator fatigue.

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Abstract

본 발명은 엘이디 광특성 검사장치 및 이를 구비한 엘이디 융합조명용 자동화 검사 및 조립 시스템에 관한 것으로, 엘이디 조명에 대한 플리커 계측과 스펙트럼 계측을 짧은 시간동안 거의 동시에 실시하면서도 3축의 위치 조정을 통한 정밀한 계측이 가능하도록 한 것으로, X축 프레임과; X축 프레임을 따라 슬라이딩 가능하도록 설치된 Y축 프레임과; 상기 Y축 프레임을 따라 슬라이딩 가능하도록 설치된 계측모듈을 포함하며, 상기 계측모듈은, 상기 Y축 프레임을 따라 슬라이딩 가능하도록 설치된 슬라이드 플레이트와; 상기 슬라이드 플레이트의 하측으로 이격되어 지지된 상태에서 승강 가능하도록 설치된 승강 플레이트와; 상기 승강 플레이트에서 하방을 향해 설치되어 검사 대상물인 엘이디 조명의 플리커를 계측하는 조도센서와; 상기 승강 플레이트에서 하방을 향해 설치되되 상기 조도센서와 함께 좌우로 배치되어 엘이디 조명의 스펙트럼을 계측하는 스펙트로미터를 포함한다.

Description

엘이디 광특성 검사장치 및 이를 구비한 엘이디 융합조명용 자동화 검사 및 조립 시스템
본 발명은 엘이디 제조장비에 관한 것으로, 특히 엘이디 조명에 대한 플리커 계측과 스펙트럼 계측을 짧은 시간동안 거의 동시에 실시하면서도 3축의 위치 조정을 통한 정밀한 계측이 가능하도록 한 엘이디 광특성 검사장치 및 이를 구비한 엘이디 융합조명용 자동화 검사 및 조립 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 엘이디(엘이디: Light Eimitting Diode)는 발광효율이 높고 저전류에서 고출력을 얻을 수 있으며, 응답속도가 빠르고 펄스동작 고주파에 의한 변조가 가능하다. 또한, 상기 엘이디는 광출력을 전류제어로 용이하게 변화시킬 수 있으며 다양한 색상연출이 가능한 친환경적인 광원에 해당한다.
이러한 장점들로 인하여 엘이디는 전자 제품류와 가정용 가전제품, 리모컨, 자동차, 전광판, 각종 자동화기기, 신호등, 조명기구 등에 많이 사용된다.
한편, 상기 엘이디가 원하는 용도에 사용되기 전에 요구사양에 맞게 제작되었는지를 검사하게 되는데, 이러한 검사 중에는 각각의 엘이디가 제대로 점등되는지에 대한 검사 및 엘이디의 광량과 색온도 등과 같은 광특성을 분석하는 광특성 검사가 있다.
이같은 광특성 검사를 수행하기 위한 장치의 경우 과거에는 작업자가 육안으로 엘이디의 점등 여부를 확인한 후 적분구를 이용하여 각각의 엘이디에 대하여 배치식으로 검사가 이루어지기 때문에 검사속도가 늦어지는 문제가 있었다.
위와 같은 문제의 개선책으로 최근에는 엘이디 조명에 대한 광특성 검사를 보다 신속하게 수행할 수 있도록 한 '인라인 타입의 엘이디 검사시스템(한국공개특허공보 제2013-0080609호)'가 개시되기도 하였다.
그러나, 한국공개특허공보 제2013-0080609호의 경우 스펙트럼 계측을 통해 엘이디 조명에서 방출되는 빛의 광량 및 색정보를 포함하는 광특성이 정상인지 여부를 검사하는 기능을 포함하고는 있으나 어른거림과 같은 광도의 주기적 변화가 시각으로 느껴지는 것을 의미하는 플리커의 정상 여부 검사는 함께 이루어지지 못하는 문제점이 있었다. 참고로, 빛의 광량 및 색정보를 포함하는 광특성과 플리커에 따른 광특성의 경우 서로 다른 계측센서를 이용해야 하는 관계로 이들 이질적인 특성을 함께 계측하는 것은 매우 곤란한 점이 있었다.
또한, 종래기술의 경우 대상물인 엘이디 조명에 대한 정밀한 위치 조절과 시계(FOV)를 조절하는데 어려움이 있어서 정확한 계측이 어려웠던 문제점도 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 엘이디 조명에 대한 플리커 계측과 스펙트럼 계측을 짧은 시간동안 거의 동시에 실시하면서도 3축의 위치 조정을 통한 정밀한 계측이 가능하도록 한 엘이디 광특성 검사장치 및 이를 구비한 엘이디 융합조명용 자동화 검사 및 조립 시스템을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 엘이디 광특성 검사장치는, X축 프레임과; 상기 X축 프레임을 따라 슬라이딩 가능하도록 설치된 Y축 프레임과; 상기 Y축 프레임을 따라 슬라이딩 가능하도록 설치된 계측모듈을 포함하며, 상기 계측모듈은, 상기 Y축 프레임을 따라 슬라이딩 가능하도록 설치된 슬라이드 플레이트와; 상기 슬라이드 플레이트의 하측으로 이격되어 지지된 상태에서 승강 가능하도록 설치된 승강 플레이트와; 상기 승강 플레이트에서 하방을 향해 설치되어 검사 대상물인 엘이디 조명의 플리커를 계측하는 조도센서와; 상기 승강 플레이트에서 하방을 향해 설치되되 상기 조도센서와 함께 좌우로 배치되어 엘이디 조명의 스펙트럼을 계측하는 스펙트로미터를 포함하여, 상기 조도센서와 스펙트로미터의 Z축 변위가 가능하고, 상기 조도센서와 스펙트로미터 간 Y축 변위에 의해 플리커 계측 및 스펙트럼 계측이 연속 진행 가능하도록 한 것을 그 기술적 구상상의 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 조도센서의 하부에는 플리커 계측시 시계(FOV) 조절을 위한 제1아이리스가 설치되고, 상기 스펙트로미터의 하부에는 스펙트럼 계측시 시계(FOV) 조절을 위한 제2아이리스가 설치되어 각각의 계측 면적을 조절할 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 승강 플레이트에는 모터 구동에 의해 회전하는 롤러와, 상기 롤러로부터 상기 제1아이리스와 제2아이리스의 외측을 경유하는 벨트가 더 설치되어, 상기 롤러의 구동력에 의해 상기 제1아이리스와 제2아이리스에 의한 시계를 동시에 조절할 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 슬라이드 플레이트의 전단부에는 엘이디 조명의 발광면을 측정할 수 있도록 비젼카메라가 설치된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 슬라이드 플레이트에 거리센서가 설치되어 엘이디 조명의 측정면까지의 거리를 측정할 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 거리센서는 상기 슬라이드 플레이트의 좌편과 우편에 각각 설치되며, 레이저에 의해 거리를 측정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 승강 플레이트의 승강을 위해, 상기 승강 플레이트의 중앙부에 수직하게 세워져서 그 상단부가 상기 슬라이드 플레이트를 관통하도록 설치된 스크루와; 상기 슬라이드 플레이트의 중앙부에 설치되어 상기 스크루의 상단부와 나사결합된 암나사부재를 구비하며, 상기 스크루 또는 암나사부재의 회전에 의해 상기 스크루가 상승하거나 하강하면서 상기 승강 플레이트를 상승시키거나 하강시켜주는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 슬라이드 플레이트의 좌편과 우편에 각각 하방향으로 길게 설치되어 상기 승강 플레이트를 관통한 상태에서 상기 승강 플레이트의 승강을 안내하는 가이드바가 더 구비된 것을 특징으로 할 수 있다.
한편, 본 발명에 의한 엘이디 융합조명용 자동화 검사 및 조립 시스템은. 엘이디 조립부와; 상기 엘이디 조립부에서 조립된 엘이디 조명을 점등하여 일정 시간동안 에이징하는 에이징부와; 전술된 광특성 검사장치를 구비하여 상기 에이징부에서 에이징된 엘이디 조명에 대하여 광특성이 정상인지 여부를 검사하는 광특성 검사부를 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에 의한 엘이디 광특성 검사장치 및 이를 구비한 엘이디 융합조명용 자동화 검사 및 조립 시스템은, 플리커 계측과 스펙트럼 계측을 짧은 시간동안 거의 동시에 실시하면서도 3축의 위치 조정을 통한 정밀한 계측이 가능하여 엘이디 조명에 대한 보다 신뢰도 높은 광특성 검사가 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 엘이디 광특성 검사장치를 포함하는 엘이디 융합조명용 자동화 검사 및 조립 시스템의 구성을 설명하기 위한 평면 구성도
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 엘이디 광특성 검사장치의 구성을 설명하기 위한 사시도
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 엘이디 광특성 검사장치에서 계측모듈의 구성을 설명하기 위한 정면도
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 엘이디 광특성 검사장치에서 계측모듈의 구성을 설명하기 위한 저면도
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 의한 엘이디 광특성 검사장치에서 계측모듈의 구성을 설명하기 위한 동작도
첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 의한 엘이디 광특성 검사장치 및 이를 구비한 엘이디 융합조명용 자동화 검사 및 조립 시스템에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.
또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 엘이디 광특성 검사장치를 포함하는 엘이디 융합조명용 자동화 검사 및 조립 시스템의 구성을 설명하기 위한 평면 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 엘이디 광특성 검사장치의 구성을 설명하기 위한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 엘이디 광특성 검사장치에서 계측모듈의 구성을 설명하기 위한 정면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 엘이디 광특성 검사장치에서 계측모듈의 구성을 설명하기 위한 저면도이며, 도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 의한 엘이디 광특성 검사장치에서 계측모듈의 구성을 설명하기 위한 동작도이다.
본 발명의 실시예에 의한 엘이디 광특성 검사장치는 도 1에서 볼 수 있는 것처럼 엘이디 조립부(A1)와, 상기 엘이디 조립부(A1)에서 조립된 엘이디 조명을 점등하여 일정 시간동안 에이징하는 에이징부(A2)와 함께 엘이디 융합조명용 자동화 검사 및 조립 시스템을 구성하는 광특성 검사부(A3)에 소속된 것으로, 에이징부(A2)에서 에이징된 엘이디 조명에 대하여 플리커 계측과 스펙트럼 계측을 짧은 시간동안 거의 동시에 실시하면서도 3축의 위치 조정을 통한 정밀한 계측이 가능하도록 한 것이다.
이같은 본 발명의 실시예에 의한 엘이디 광특성 검사장치는, 위와 같이 3축의 위치 조정을 위해 X축 프레임(Fx)과, 상기 X축 프레임(Fx)을 따라 슬라이딩 가능하도록 설치된 Y축 프레임(Fy)과, 상기 Y축 프레임(Fy)을 따라 슬라이딩 가능하도록 설치되고 Z축 변위가 가능한 조도센서(120)와 스펙트로미터(130)를 구비하고 있는 계측모듈(CM)을 포함하여 이루어진다.
여기서 상기 계측모듈(CM)은, 상기 Y축 프레임(Fy)을 따라 슬라이딩 가능하도록 설치된 슬라이드 플레이트(111)와, 상기 슬라이드 플레이트(111)의 하측으로 이격되어 지지된 상태에서 승강 가능하도록 설치된 승강 플레이트(112)를 구비한다. 이같은 구성에 따르면 상기 승강 플레이트(112)의 경우 X축, Y축, Z축의 3축 변위가 가능하다. 이처럼 3축 변위가 가능한 승강 플레이트(112)에는 하방을 향해 설치되어 검사 대상물인 엘이디 조명의 플리커를 계측하는 조도센서(120)와, 마찬가지로 하방을 향해 설치되되 상기 조도센서(120)와 함께 좌우로 배치되어 엘이디 조명의 스펙트럼을 계측하는 스펙트로미터(130)가 설치된다. 이처럼 상기 승강 플레이트(112)에 설치된 조도센서(120)와 스펙트로미터(130)의 경우 상기 승강플레이트와 함께 X축, Y축, Z축의 3축 변위가 가능하게 되며, 상기 조도센서(120)와 스펙트로미터(130) 간에는 Y축 변위에 의해 서로 자리를 바꾸면서 플리커 계측 및 스펙트럼 계측을 연속 진행할 수 있게 된다. 이같이 3축 변위가 가능한 본 발명의 실시예에 의한 엘이디 광특성 검사장치는 측정위치 파라미터 프로그램과 연동하여 검사대상인 엘이지 조명 종류에 따라 조도센서(120)와 스펙트로미터(130)의 측정 위치 보정이 필요할 때 3축 변위에 의한 자동 보정에 의하여 보정시간을 단축할 수 있다.
아래에서는 상기 계측모듈(CM)에 대해 각 구성요소들을 중심으로 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예에 의한 엘이디 광특성 검사장치에서 상기 계측모듈(CM)은 슬라이드 플레이트(111), 승강 플레이트(112), 조도센서(120), 스펙트로미터(130), 비젼카메라(140)와, 제1거리센서(150a) 및 제2거리센서(150b), 제1아이리스(160a) 및 제2아이리스(160b)를 포함하여 이루어진다.
상기 슬라이드 플레이트(111)는 전술된 것처럼 Y축 프레임(Fy)을 따라 슬라이딩 가능하도록 설치되어 상기 계측모듈(CM)의 Y축 변위를 담당한다. 상기 슬라이드 플레이트(111)는 이처럼 슬라이드 플레이트(111)가 Y축 프레임을 따라 이동하기 위해서는 LM 가이드 등의 공지기술을 이용하면 된다. 상기 슬라이드 플레이트(111)는 쌍을 이루고 있는 상기 승강 플레이트(112)를 포함하여 계측모듈(CM)의 다른 구성요소들을 실질적으로 지지하는 역할을 하게 된다.
상기 승강 플레이트(112)는 상기 조도센서(120)와 스펙트로미터(130)를 지지하는 부재로서 상기 슬라이드 플레이트(111)의 하측으로 이격되어 지지된 상태에서 승강 가능하도록 설치된다. 이처럼 상기 승강 플레이트(112)의 승강을 위해서 도 3에서 볼 수 있는 것처럼 상기 승강 플레이트(112)의 중앙부에 수직하게 세워져서 그 상단부가 상기 슬라이드 플레이트(111)를 관통하도록 설치된 스크루(113)와, 상기 슬라이드 플레이트(111)의 중앙부에 설치되어 상기 스크루(113)의 상단부와 나사결합된 암나사부재(114)를 구비한다. 이같은 구성에 의하면 상기 스크루 및 암나사부재 중 어느 하나의 회전에 의해 상기 스크루(113)가 상승하거나 하강하면서 상기 승강 플레이트(112)를 상승시키거나 하강시켜주게 된다.
또한, 상기 슬라이드 플레이트(111)의 좌편과 우편에는 상기 승강 플레이트(112)의 승강을 안내하기 위한 한 쌍의 가이드바(116)가 설치된다. 상기 한 쌍의 가이드바(116)는 원기둥 형상을 갖는 부재로서 각각 하방향으로 길게 설치되어 승강 플레이트(112)를 관통한 상태에서 상기 승강 플레이트(112)의 승강을 안내하게 된다. 상기 가이드바(116)는 상단부가 상기 슬라이드 플레이트(111)에 고정된 상태에서 하단부는 지지빔(115)에 의해 추가적으로 지지된다. 상기 지지빔(115)의 경우 상단부는 상기 슬라이드 플레이트(111)에 고정되어 있으며 하단부는 전술된 것처럼 상기 가이드바(116)의 하단부와 결합된 상태에서 상기 가이드바(116)를 지지한다. 이처럼 상기 승강 플레이트(112)의 승강을 안내하는 가이드바(116)가 구비되면 승강 플레이트(112)와 그에 수반된 조도센서(120) 및 스펙트로미터(130)의 승강이 보다 안정적으로 이루어진다.
상기 조도센서(120)는 상기 승강 플레이트(112)에서 하방을 향해 설치되어 검사 대상물인 엘이디 조명의 플리커를 계측하는 역할을 한다. 상기 조도센서(120)는 24비트 A/D 변환기를 적용하여 플리커 샘플링 속도를 최대 1000khz 이상으로 하고, f1'이 3% 이하, 응답속도 10μsec 이하의 제원으로 설치하는 것이 바람직하다.
한편 상기 스펙트로미터(130)는 상기 승강 플레이트(112)에서 하방을 향해 설치되되 상기 조도센서(120)와 함께 좌우로 배치되어 엘이디 조명의 스펙트럼을 계측하는 역할을 한다. 상기 스펙트로미터(130)에는 CCD에 냉각 장치를 장착하여 Dark Current를 감소시키고 Dynamic range 증대하도록 한다.
이같은 조도센서(120)와 스펙트로미터(130)는 슬라이드 플레이트(111)의 Y축 변위에 의해 서로 자리를 바꾸어 가면서 정위치에 고정된 엘이디 조명에 대한 플리커 계측 및 스펙트럼 계측을 진행한다.
상기 비젼카메라(140)는 상기 슬라이드 플레이트(111)의 전단부에서 전방으로 돌출된 형태로 설치되어 엘이디 조명의 발광면을 측정할 수 있도록 한다. 이같은 비젼카메라(140)의 측정을 통해 현 측정 위치를 정확하게 파악하고 정위치 세팅을 진행할 수 있게 된다.
상기 제1거리센서(150a) 및 제2거리센서(150b)는 상기 슬라이드 플레이트(111)의 좌편과 우편 전단부에 각각 설치되며, 레이저에 의해 엘이디 조명의 측정면까지의 거리를 측정하는 역할을 한다. 이같은 제1거리센서(150a) 및 제2거리센서(150b)가 설치되면 하나의 거리센서가 설치되는 경우보다 엘이디 조명의 측정면까지의 거리를 보다 정확하게 측정하는 것이 가능하여 상기 조도센서(120)와 스펙트로미터(130)를 정확한 측정위치에 위치시키는 기반이 된다. 여기서, 상기 제1거리센서(150a) 및 제2거리센서(150b)는 레이저 조사에 의해 거리를 측정할 수 있도록 한 레이저 거리계를 이용하는 것이 정밀도 측면에서 바람직하지만 상황에 따라 초음파를 이용하는 방식도 가능하다. 주목할 수 있는 점은 도 4에서 볼 수 있는 것처럼 상기 제1거리센서(150a) 및 제2거리센서(150b)가 변위 가능하도록 상기 슬라이드 플레이트(111)에 대각방향으로 제1슬라이드 장공(111a) 및 제2슬라이드 장공(111b)을 마련하였다는 점이다. 작업자는 이처럼 대각방향으로 형성된 제1슬라이드 장공(111a) 및 제2슬라이드 장공(111b)을 따라 제1거리센서(150a) 및 제2거리센서(150b)를 변위시키는 방법으로 간단히 거리 측정 영역을 변화시킬 수 있는 것이다. 특히 상기 제1슬라이드 장공(111a) 및 제2슬라이드 장공(111b)이 대각방향으로 형성되었기 때문에 제1거리센서(150a) 및 제2거리센서(150b)를 각각 전후방향, 좌우방향 중 원하는 방향으로 변위시킬 수 있다.
상기 제1아이리스(160a)는 조도센서(120)의 하부에 설치되어 플리커 계측시 시계(FOV)를 조절하는 역할을 하고, 상기 제2아이리스(160b)는 스펙트로미터(130)의 하부에 설치되어 스펙트럼 계측시 시계(FOV)를 조절하는 역할을 한다. 이같은 제1아이리스(160a)와 제2아이리스(160b)가 설치되면 조도센서(120)와 스펙트로미터(130) 각각의 계측 면적을 자동으로 조절할 수 있게 된다. 이처럼 제1아이리스(160a)와 제2아이리스(160b)의 계측 면적을 자동으로 조절하기 위해서 상기 승강 플레이트(112)에는 모터(160e) 구동에 의해 회전하는 롤러(160c)와, 상기 롤러(160c)로부터 상기 제1아이리스(160a)와 제2아이리스(160b)의 외측을 동시에 경유하는 벨트(160d)가 더 설치된다. 이같은 구성에 따르면 단지 하나의 모터(160e) 및 롤러(160c)의 구동력만으로 만으로 상기 제1아이리스(160a)와 제2아이리스(160b)에 의한 시계를 모두 조절할 수 있다는 점에 주목할 수 있다. 이처럼 제1아이리스(160a)와 제2아이리스(160b)를 동시에 경유하는 벨트(160d)구동 방식에 의해 단 하나의 모터(160e) 및 롤러(160c)만으로 제1아이리스(160a)와 제2아이리스(160b)에 의한 시계를 모두 조절할 수 있게 되면 설치면적을 줄이는데 큰 도움이 된다. 다만, 이같은 구성에 의하면 상기 제1아이리스(160a)와 제2아이리스(160b)에 의한 시계를 동시에 조절하지는 못하지만 어차피 조도센서(120)와 스펙트로미터(130)는 Y축 변위에 의해 자리를 바꾸어 가면서 플리커 계측 및 스펙트럼 계측을 진행하기 때문에 조도센서(120)와 스펙트로미터(130)가 정위치에 위치한 직후에 해당 아이리스의 시계를 조절하면 되는 것이다.
이같이 조도센서(120)의 제1아이리스(160a)와 스펙트로미터(130)의 제2아이리스(160b) 시계를 모터(160e) 및 롤러(160c)의 구동력에 의해 조절할 수 있게 되면 작업자가 일일이 아이리스를 교체하는 작업이 불필요하여 검사에 소요되는 시간을 줄이고 작업자의 피로도를 줄일 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

Claims (9)

  1. 엘이디 광특성 검사장치로서,
    X축 프레임과;
    상기 X축 프레임을 따라 슬라이딩 가능하도록 설치된 Y축 프레임과;
    상기 Y축 프레임을 따라 슬라이딩 가능하도록 설치된 계측모듈을 포함하며,
    상기 계측모듈은,
    상기 Y축 프레임을 따라 슬라이딩 가능하도록 설치된 슬라이드 플레이트와;
    상기 슬라이드 플레이트의 하측으로 이격되어 지지된 상태에서 승강 가능하도록 설치된 승강 플레이트와;
    상기 승강 플레이트에서 하방을 향해 설치되어 검사 대상물인 엘이디 조명의 플리커를 계측하는 조도센서와;
    상기 승강 플레이트에서 하방을 향해 설치되되 상기 조도센서와 함께 좌우로 배치되어 엘이디 조명의 스펙트럼을 계측하는 스펙트로미터로 이루어져,
    상기 조도센서와 스펙트로미터의 Z축 변위가 가능하고, 상기 조도센서와 스펙트로미터 간 Y축 변위에 의해 플리커 계측 및 스펙트럼 계측이 연속 진행 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 엘이디 광특성 검사장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조도센서의 하부에는 플리커 계측시 시계(FOV) 조절을 위한 제1아이리스가 설치되고, 상기 스펙트로미터의 하부에는 스펙트럼 계측시 시계(FOV) 조절을 위한 제2아이리스가 설치되어 각각의 계측 면적을 조절할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 엘이디 광특성 검사장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 승강 플레이트에는 모터 구동에 의해 회전하는 롤러와, 상기 롤러로부터 상기 제1아이리스와 제2아이리스의 외측을 동시에 경유하는 벨트가 더 설치되어, 하나의 모터 및 롤러의 구동력만으로 상기 제1아이리스와 제2아이리스에 의한 시계를 모두 조절할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 엘이디 광특성 검사장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 슬라이드 플레이트의 전단부에는 엘이디 조명의 발광면을 측정할 수 있도록 비젼카메라가 설치된 것을 특징으로 하는 엘이디 광특성 검사장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 슬라이드 플레이트에 거리센서가 설치되어 엘이디 조명의 측정면까지의 거리를 측정할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 엘이디 광특성 검사장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 거리센서는 상기 슬라이드 플레이트의 좌편과 우편에 각각 설치되며, 레이저에 의해 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 엘이디 광특성 검사장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 승강 플레이트의 승강을 위해, 상기 승강 플레이트의 중앙부에 수직하게 세워져서 그 상단부가 상기 슬라이드 플레이트를 관통하도록 설치된 스크루와; 상기 슬라이드 플레이트의 중앙부에 설치되어 상기 스크루의 상단부와 나사결합된 암나사부재를 구비하며, 상기 스크루 또는 암나사부재의 회전에 의해 상기 스크루가 상승하거나 하강하면서 상기 승강 플레이트를 상승시키거나 하강시켜주는 것을 특징으로 하는 엘이디 광특성 검사장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 슬라이드 플레이트의 좌편과 우편에 각각 하방향으로 길게 설치되어 상기 승강 플레이트를 관통한 상태에서 상기 승강 플레이트의 승강을 안내하는 가이드바가 더 구비된 것을 특징으로 하는 엘이디 광특성 검사장치.
  9. 엘이디 융합조명용 자동화 검사 및 조립 시스템으로서,
    엘이디 조립부와;
    상기 엘이디 조립부에서 조립된 엘이디 조명을 점등하여 일정 시간동안 에이징하는 에이징부와;
    제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 의 광특성 검사장치를 구비하여 상기 에이징부에서 에이징된 엘이디 조명에 대하여 광특성이 정상인지 여부를 검사하는 광특성 검사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 융합조명용 자동화 검사 및 조립 시스템.
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