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아이코어, 고속 전류 제어 및 고효율 구동 가능한 조명 컨트롤러 ‘iPulse’

KMIVA 어워드 노미네이트

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헬로티 김진희 기자 |

 

 

아이코어가 개발한 고속 전류 제어 및 고효율 구동 가능한 조명 컨트롤러 ‘iPulse’가 제9회 한국머신비전산업전에서 열린 2021년 KMVIA 어워드에서 노미네이트됐다.

 

KMVIA(Korea Machine Vision Industry Association) 어워드는 산업 전반에 머신비전을 보급 및 활용해 산업 경쟁력 강화에 공이 큰 기업의 혁신제품에 대해 포상함으로써 이들의 사기를 높이고 다양한 산업으로 머신비전 도입을 가속화하는 데 기여하고자 추진되는 시상식이다. 특히, 매년 한국머신비전산업전을 기준으로 소개되지 않은 신제품이 심사 대상이 되며 공정하고 엄격한 심사를 통해 수상대상을 선정한다.

 

iPulse는 아이코어의 독자적인 기술로 개발된, 고사양 머신비전 애플리케이션에 특화된 High Power LED 컨트롤러로서, 고속 전류 제어 및 고효율 구동이 가능한 세계 최고 수준의 조명 컨트롤러다.

 

특히 LED 전압 및 종류에 관계없이 정확하게 전류제어가 가능하며, 높은 전력의 LED 구동을 위한 고효율 파워 회로를 내장하고 있고, 최대 200A 이상의 높은 전류에서도 매우 빠른 전류 응답성을 가지고 있어 최소 0.5us의 전류 펄스를 생성할 수 있다.

 

또한 LED를 순간적으로 높은 전류로 구동하는 Over-Driving 기능을 포함하고 있으며, Over-Driving 시 LED 소자 보호를 위한 특화된 기능을 내재화하여 LED의 손상 없이 안정적으로 제어할 수 있는 기능을 제공한다.

 

 

검사 장비 업체는 고해상도 및 고배율, 고속 및 고휘도(밝기)를 향상시키기 위한 검출 방법을 고민하는데 이 요소들은 서로 상충 관계(Trade Off)여서 4가지 모두를 만족시키는 검출 방법을 찾기가 매우 어렵다. 하지만 성능이 뛰어난 조명 컨트롤러는 밝기 및 노출 시간, 노출 간격의 제어를 통해 검출력 및 검사 속도를 향상시킬 수 있다.

 

디스플레이와 반도체 산업에서 Flexible Device의 수요 증가(Mobile Phone, AR, VR 등)와 자동차 전장 부품의 적용이 확대되면서, 생산 속도는 점점 빨라지고 불량의 검출 요구 조건은 더욱 강화되고 있다.

 

더욱 빨라지는 생산속도와 미세불량 검사에 대응하기 위하여 On the Flying 방식(영상 노출제어를 통해 빠르게 움직이는 물체를 멈춰 보이게 촬영하는 방식)을 적용한 자동화 검사 장비의 수요가 늘어나고 있고, 이에 특화된 고효율 LED 조명을 제어할 수 있는 초정밀, 초고속, 고효율 조명 컨트롤러의 시장요구가 점진적으로 증가하고 있어 이 제품을 개발하게 되었다.

 

 

고속 전류 제어 및 고효율 구동 가능한 조명 컨트롤러의 주요 특징은 4가지로 요약해 볼 수 있다.

 

첫째, 더 밝게. iPulse는 정전류 구동방식과 스트로브 조명방식의 장점을 취해, Over-driving 기술이 탑재되어 있다. Over-Driving이란 LED가 원래 갖고 있는 밝기보다 순간 수배 이상의 밝기를 출력하도록 조명 컨트롤러가 전류를 제어 및 증폭하는 기술로 LED를 구동을 위해 전압이 아닌 전류를 일정하게 제어해야 하기 때문에 기술 진입장벽이 매우 높다. iPulse는 동종업계 최고 수준인 200A까지 구동 시킬 수 있는 Over-driving 기술을 보유하고 있다.

 

둘째, 더 정밀하고 빠르게. iPulse는 200A의 고전류를 최소 500ns 동안 순간 구동할 수 있다. 이는 업계 최고 수준으로 노출시간을 획기적으로 줄일 수 있는 장점이 있다. Flying 검사처럼 고속으로 움직이는 물체를 촬영할 때, 카메라의 노출 시간으로 인해 블러(Blur) 현상이 나타날 수 있는데 iPulse를 사용하면 실질적인 노출시간을 줄여 블러(Blur)없이 밝은 이미지를 획득할 수 있다. 또한 iPulse의 Trigger Delay는 500ns 수준으로 그 응답성이 매우 빠르다. 초정밀 Over-driving 기술이 적용된 이미지는 오른쪽과 같이 블러 없이 선명하다.

 

셋째, 더 다양하게. 제품 내부에 시퀀스(Sequence) 기능이 탑재되어 다중 시분할 (Multi-imaging) 구현이 가능하다. 시퀀스 기능이란 외부의 트리거 신호에 맞춰 LED를 사용자가 원하는 순서대로 개별 구동하는 것이다. 사용자는 다중 시분할 촬영을 통해 한 번에 여러 조명 조건의 이미지를 획득할 수 있다.

 

넷째, 더 편리하게. iPulse는 LED 보호기능이 들어 있어 정격전류의 10배까지 Over-driving 구동하여도 LED를 안전하게 보호할 수 있다. 또한 탑재된 Auto Voltage 기능은 LED에 최적화된 전압을 실시간으로 공급해주기 때문에 사용자는 따로 전압에 대해 신경 쓰지 않아도 된다.

 

반도체, 디스플레이, 2차전지 등의 검사장비 업체에선 검사 영역이 미세해지고 불량 유형이 다양해짐에 따라 검사 효율을 높이기 위해 여러 방법을 고려하고 있다.

 

OLED 디스플레이 패널의 다양한 불량을 검출하기 위해서는 카메라와 조명의 각도 및 조명의 종류 조합이 필수인데, 공간의 물리적 한계, 검사시간 단축 요구로 인한 광학계의 추가로 인하여 검사장비의 비용이 상승한다.

 

그러나 iPulse를 적용하면 한번 스캔으로 최대 8가지 유형의 불량을 한 번에 빠르게 검사할 수 있기 때문에 공간을 적게 차지하고 비용도 절감할 수 있다. 또한 Flying 방식으로 물류 이동중에 멈춤 없이 밝고 선명한 이미지를 획득할 수 있다.

 

배터리 제조업체에서는 차량용 2차 전지 수요가 급등하고 소비자의 높아진 눈높이에 따라 까다로운 품질 검사기준을 요구하고 있다. 충전과 방전을 하는 과정에서 전지가 수축 및 팽창하기 때문에 폭발의 가능성이 있어서 검사 장비 업체는 최대한 다양한 조명 조건에서 미세한 결함을 찾길 원한다.

 

아이코어의 스트로브 기술 및 시퀀스 기능을 적용하면 여러 각도 조명에서의 불량을 한 번에 검출할 수 있다. 배터리 파우치 외관의 스크래치, 파임, 이물 등을 검사하기 위해 4각 혹은 그 이상의 라인조명을 사용하여 다양한 각도에서 보이는 불량을 검출할 수 있다.

 

아이코어는 국내외에서 전문가로 인정받던 엔지니어들이 아직 세상에 없는 제품을 개발하여 고객에게 제공하겠다는 사명을 가지고 2019년에 설립되었다.

 

아날로그 회로설계, FPGA 설계, 펌웨어 설계, 고속 이미지 프로세싱, 기구 및 초정밀광학계, 조명제어 그리고 소프트웨어 기술을 바탕으로 아이코어는 초정밀 스트로브 콘트롤러 및 스트로브 조명, 특수 렌즈 및 오토포커스 모듈 그리고 커스터마이징 제품 등 다양한 솔루션을 보유하고 있다.

 

지금까지 여러 혁신을 거듭한 아이코어는 그 기술력과 성과를 인정받아 ‘안양시 유망창업기업 BLUE100’, ‘소재·부품·장비 전문기업’, ‘수출유망중소기업’으로 선정되었을 뿐만 아니라 기술투자 회사로부터 투자를 유치하여 다양한 신제품 개발에 박차를 가하고 있다.

 

아이코어는 디스플레이와 반도체 분야를 비롯하여, 스마트 팩토리 구축의 기본이 되는 머신비전 관련 컴포넌트 및 광학모듈 그리고 솔루션을 자체 기술로 개발하고 있으며, 현재 4가지 제품군에 50여종의 제품을 제공하고 있다.

 

최근 아이코어는 중기부가 진행하는 민간투자주도형 기술창업 지원프로그램인 TIPS 대상 기업에 선정되어 초고휘도 스트로브 광원과 피에조 기반의 오토 포커스 모듈을 개발하여, 디스플레이 및 반도체 분야에서 서브미크론 검사에 최적화된 검사시스템을 고도화할 계획이다.

 

또한 ‘서브미크론 검사시스템을 자체적으로 개발중인 딥러닝 알고리즘과 결합하여 월등히 차별화된 서브미크론 검사 성능을 구현하고 이를 통해 소부장 전문기업으로서의 입지를 확고히 다져 나가고자 한다.




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