머신 비전용 회절형 평판 조명계

Abstract

최근 산업의 발전에 따라 머신 비전 수용의 증가하면서 다양하고 작은 제품들의 이미지를 얻기 위해서 크고 무겁고 값이 비싼 기존의 조명보다는 공간 제약이 작은 소형화 된 조명을 찾기 시작하고 있다. 그 중 평판 조명을 기존의 diffuse 방식이 아닌 Grating 기반으로 제작된 각 구역의 회절격자 배열(Local Grating Array, 이하 LGA)을 이용한 머신비전용 평판 조명을 제작하고자 한다. Grating structure의 주기와 방향의 변화만으로 자유롭게 조절 가능한 system으로 지향성이 있고 자유도가 높은 조명이라는 장점이 있다. 본 논문에서는 MC Grating tool을 이용하여 제작 하고자 하는 평판 조명의 주기를 구하였고 이를 바탕으로 MATLAB을 이용하여 10 µm resolution 평판 조명계를 설계하고 노광장비를 이용하여 Grating structure를 제작하여 UV-imprinting 과정을 통해 Grating을 조명의 도광판 (Light Guide Plate, 이하 LGP)으로 전사하는 양산 기술까지 더한 LGA를 이용한 평판 조명을 세 가지 type으로 제작하여 실제 제작한 평판 조명을 비교하였고, 제작한 각각의 평판 조명의 기능 원리 검증을 하였으며 제작 한 조명들의 차이를 통하여 LGA를 이용한 조명의 잠재성을 다루어보고자 한다. |Recently, as the industry develops, a change in the trend of machine vision is taking place. In order to obtain images of small and diverse products, bulky and expensive lighting has been used in the past. Nowadays, industrial settings are demanding miniaturized and cheap lighting with less space constraints. Among the lights, we intend to fabricate flat panel lighting for machine vision using Local Grating Array(LGA) based on grating instead of conventional diffuse type flat lighting. The advantage of the flat light produced in this way is that it is a system that can be freely adjusted only by changing the period and direction of the grating structure, and has directivity and high degree of freedom. In this paper, the period of flat illumination to be manufactured was calculated using the MC grating software, and based on this, a flat panel illumination system with 10um resolution was designed using the MATLAB software. Using the designed data, the grating structure was implemented through the exposure equipment and the grating was transcripted to the light guide plate (LGP) of the lighting through the UV-imprinting process. In this way, three types of flat-panel lighting were fabricated, and the functional principle of lighting was verified by comparing them. And we will try to deal with the potential of lighting using LGA through the difference among these lights.