KR0145255B1 - 도트패턴 검사장치 - Google Patents

Abstract

도트패턴검사장치는, 표시화면의 2차원 화상을 촬상하고 또한 2차원 화상위의 도트패턴에 대해서 화상처리를 행함으로써, 표시화면위에 표시된 도트패턴을 검사한다. 화상투영데이터발생부는, 각 행에 대해서 표시화면의 2차원 화상의 개개의 도트의 농도치를 소정의 축위에 축적하므로써, 1세트의 농도치를 나타내는 화상투영데이터를 발생한다. 다음에, 런렝스데이터발생부는, 2차원 화상의 화상투영데이터에 의거하여 축적된 농도치와 길이로 구성되는 1세트의 조합을 나타내는 런렝스데이터를 발생한다. 다음에, 런렝스데이터매칭부는, 런렝스데이터발생부에 의해 미리 발생되고 또한 기준도트패턴을 나타내는 기준런렝스데이터와 2차원의 런렝스데이터를 비교하고, 이에 의해 기준런렝스데이터와 가장 일치하는 런렝스데이터를 가지는 위치를, 검사대상의 도트패턴이 존재하는 위치로서, 결정한다.

Description

도트패턴 검사장치

제 1도는 본 발명의 제 1실시예에 의한 도트패턴검사장치의 블록도.

제 2도는 본 발명의 제 2실시예에 의한 도트패턴검사장치의 블록도.

제 3도는 본 발명의 제 3실시예에 의한 도트패턴검사장치의 블록도.

제 4도는 검사대상의 도트패턴에 대해서 행한 데이터변환을 도시한 개략도.

제 5도는 도트패턴의 위치를 결정하는 방법을 나타내는 개략도.

제 6도는 도트패턴의 각도편차를 측정하는 방법을 나타내는 도면.

제 7도는 화상데이터를 압축하는 방법을 나타내는 도면.

제 8도는 인접한 화소의 농도를 서로 비교하는 방법을 도시한 도면.

제 9도는 기존도트패턴이 형성된 부분적인 화상템플레이트 및 검사대상의 도트패턴이 표시되는 표시화면의 2차원화상을 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 화상투영데이터발생부 2 : 런렝스데이터발생부

3 : 템플레이트 런렝스테이터기억부 4 : 런렝스데이터매칭부

5 : 도트패턴검사부 6 : 에지검출부

7 : 직선근사부 8 : 검사영역결정부

9 : 경계판정부 10 : 화상데이터압축수단

11 : 농도비교수단 20 : 소정의 축

21 : 검사대상의 도트패턴 22 : 라인

23 : 도트의 열 24 : 근사직선

25 : 도트부분 26 : 화소

27 : 대표화소

본 발명은, 시각인식장치를 검사하는 검사장치에 관한 것으로서, 특히, 시각인식장치가 액정이나 발광다이오드 등에 의해 표시화면위에 도트패턴을 정확하게 표시하는지의 여부를 검사하는 도트패턴 검사장치에 관한 것이다.

도트패턴 검사장치는, 액정이나 발광다이오드 등에 의해 도트패턴을 표시하는 시각인식장치의 기능을 검사하기 위해, 액정이나 발광다이오드 등의 발광에 의해 형성된 도트패턴을 촬상해서 화상처리하고, 표시화면에 형성된 도트패턴의 2차원화상을 기준도트패턴과 비교한다. 이와 같은 방식으로, 도트패턴검사장치는 상기 액정이나 발광다이오드 등이 정확한 도트패턴을 형성하고 있는지의 여부를 검사한다.

종래의 도트패턴 검사장치에 대하여 제 9도를 참조하면서 설명한다.

제 9도에 있어서, 우측에 표시한 것은, 검사대상의 도트패턴이 표시된 표시화면의 2차원화상이며, 좌측에 표시한 것은 기준도트패턴이 형성된 부분적인 화상템플레이트이다.

이 2차원 화상내에 있는 각종 도트패턴중에서 검사대상의 도트패턴을 화상처리에 의해서 검사하기 위해서는, 도트패턴검사장치가 검사대상의 도트패턴의 위치를 구하여야 한다.

이를 위하여, 종래의 도트패턴검사장치는 우선 제 9도의 좌측에 표시한 기준 도트패턴의 부분화상 템플레이트를 사용해서, 우측의 표시화면의 2차원 화상을 주사한 다음에, 2차원 화상내에 있는 각종의 도트패턴의 각각을 비교한다. 다음에, 도트패턴검사장치는, 기준도트패턴과 가장 일치하는 도트패턴을 가지는 영역을, 검사대상의 도트패턴을 가지는 영역으로서, 위치결정하고 있다.

그러나, 종래의 도트패턴 검사장치는, 가장 일치하는 도트패턴을 가지는 영역을 발견하기 위해 하드웨어나 소프트웨어를 일반적으로 사용한다. 어느 경우에도 표시화면위에 형성된 각각의 패턴은 부분적으로 화상템플레이트의 기준도트패턴과 직접 비교한다. 따라서, 부분적인 화상템플레이트의 각도트와 검사대상의 도트패턴의 각 도트를 1도트씩 비교해서 일치도를 결정할 필요가 있고, 이에 의해 처리에 많은 시간이 걸린다고 하는 문제점이 있다.

그리고, 하드웨어를 사용하는 방법에서는, 검사정밀도를 높이기 위해, 부분적인 화상템플레이트를 크게 하면, 하드웨어의 규모가 크게되어 코스트가 고가로 된다고 하는 문제점이 있다. 또한 소프트웨어를 사용하는 방법에서는, 특히 처리 시간이 걸리고 실용적이 아니며, 그 뿐만 아니라, 부분적인 화상데이터자체를 템플레이트로서 사용되기 때문에 템플레이트의 메모리 용량이 중대된다고 하는 문제점이 있다.

또, 상기 종래예에서는, 표시화면의 2차원 화상에 포함되어 있는 대응도트패턴을 검사하기 위해 각종의 기준도트패턴이 요구된다. 이 경우에는, 검사할 도트패턴의 일부가 경사져 있는 경우에는, 각각의 기준도트패턴마다 경사가 다른 복수의 기준도트패턴을 부가적으로 준비할 필요가 있다. 그럼에도 불구하고, 종래의 도트패턴검사장치는 각도의 편차를 정확하게 검출하는 것이 어렵다고 하는 문제점이 있다.

또, 상기 종래예에서는, 부분적인 화상패턴매칭에 2진화상을 사용한 경우, 도트패턴검사장치는, 조명의 불균일성이 존재할 때에 정확한 검사를 할 수 없다. 이 문제를 극복하기 위해서, 우선 조명의 불균일성을 가지는 배경화상을 준비한 다음에, 배경화상과 도트패턴사이에 농도차를 계산하므로써 도트패턴을 2진화형태로 변화하는 방법이 있다. 그러나, 이 방법은, 경시적으로 변화하는 조명의 불균일성에 대응할 수 없다. 또, 농담화상에서는, 패턴매칭을 위해 많은 처리시간이 필요하므로, 이 방법은 실용적인 아니라고 하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 개발하였다.

본 발명의 제 1목적은, 고속처리가 가능하며, 사용메모리의 용량이 저감되고 또한 가격이 저렴한 도트패턴검사장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 제 2목적은, 검사대상 도트패턴의 각도편차의 측정이 가능하며, 또한 조명의 불균일성이 존재하여도 고속으로 정확한 검사가 가능한 도트패턴 검사장치를 제공하는데 있다.

상기 목적 및 기타 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 도트패턴검사장치는, 표시화면의 2차원화상을 촬상하고 또한 2차원화상위의 도트패턴에 대해서 화상처리를 행하므로써, 표시화면위에 표시된 도트패턴을 검사한다. 도트패턴검사장치는, 각 행에 대해서 표시화면의 2차원화상의 개개의 도트의 농도치를 소정의 축위에 축적하므로써, 1세트의 농도치를 나타내는 화상투영데이터를 발생하는 화상투영데이터발생부를 포함하고 있다. 또한 도트패턴검사장치는, 2차원화상의 화상투영데이터에 의거하여, 축적된 농도치와 길이로 이루어진 1세트의 조합을 나타내는 런렝스데이터를 발생하는 런렝스데이터발생부와; 이 런렝스데이터발생부에 의해 미리 발생되고 또한 기준도트패턴을 나타내는 기준런렝스데이터와 2차원의 런렝스데이터를 비교하고, 이에 의해 기준런렝스데이터와 가장 일치하는 런렝스데이터를 가지는 위치를 검사대상의 도트패턴이 존재하는 위치로서 결정하는 런렝스데이터매칭부를 포함한다.

상기한 구성의 도트패턴검사장치는, 도트패턴의 형상검사전에, 검사대상의 도트패턴의 위치를 적절하게 결정할 수 있다.

바람직하게는, 도트패턴의 2차원화상위에 복수의 행을 그림으로써, 런렝스데이터매칭부에 의해 결정된 위치 즉, 도트패턴의 2차원화상의 에지위에 놓여 있는 도트의 적어도 1열을 검출하는 에지검출부를 구비한다. 또한, 직선근사부는, 도트의 열에 대해서 직선근사를 행하므로써, 근사직선을 구하고, 이에 의해 근사직선이 연장되는 방향으로부터 도트패턴의 2차원화상의 에지의 각도편차량을 검출한다.

이와 같이 하므로써, 도트패턴의 위치결정의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 의한 도트패턴검사장치는, 표시화면의 2차원화상위에 위치결정된 도트패턴을 검사하는 도트패턴검사부를 포함한다. 도트패턴검사부는, 2차원의 화상을 복수의 도트부로 분할하고, 또한 분할된 복수의 도트부를, 복수의 도트부의 각각의 농도와 일반적으로 동일한 농도를 가지는 대표화소로, 대치하므로써, 화상데이터를 압축하는 화상대이터압축수단을 포함한다. 또한, 도트패턴검사부는, 인접한 대표화소사이의 밝기차와 한계치를 비교하므로써, 검사대상의 도트패턴의 에지를 결정하는 농도비교수단을 포함한다.

데이터압축에 의해, 도트패턴의 위치 결정후에, 형상검사를 신속하게 행할 수있다.

제 1도는 X, Y방향으로 검사될 도트패턴의 위치를 결정하고자 하는 본 발명의 제1실시예에 의한 도트패턴검사장치를 도형으로 표시한다. 도트패턴검사장치의 구성과 작용에 대하여 제 1도, 제 4도, 제 5도를 참조하면서 설명한다.

제 1도에 도시한 바와 같이, 화상투영데이터발생부(1)는, 검사대상의 도트패턴의 화상데이터를, 도트패턴의 위치가 용이하게 결정될 수 있는 투영데이터로, 변환한다.

보다 상세하게는, 촬상부(도시하지 않음)가 표시화면의 2차원화상을 촬상한 후에, 화상투영데이터발생부(1)는 각 수직선에 대해 2차원화상의 개개의 도트의 농도치를 소정의 축(20)위에 축적하고, 상기 축(20)위에 배열된 1세트의 축적농도치를 구성한다. 종래의 방법은 검사대상의 도트패턴의 개개의 도트와 기준도트패턴의 도트를 1개씩 순차적으로 비교하는 반면에, 제 1도의 도트패턴검사장치는, 2차원화상의 모든 도트의 농도치가 행마다 상기 축(20)위에 수직으로 축적되기 때문에, 화상투영데이터의 형상과 기준화상투영데이터의 형상을 비교하는 것만으로 충분하다.

다음에 런렝스데이터 발생부(2)는, 화상투영데이터의 형상에 의거하여 축적된 농도치의 크기와 이 축적된 농도치의 길이로 이루어진 1세트의 조합을 구성하는 런렝스데이터를 발생한다. 제 4도에 도시된 예에서는, 런렝스데이터는 (3, 4)와 (2, 1)이고, 괄호내의 제 1, 제 2의 숫자는 각각 축적된 농도치의 크기 및 동일한 축적된 농도치를 가지는 수직선의 개수이다. 축적된 농도치의 크기를 화상데이터의 동일 수직선위에 놓인 고농도 도트의 개수를 나타낸다. 이와 같은 세트의 데이터조합과 대응하는 세트의 기준도트패턴의 데이터조합을 비교하는 것은 비교적 용이하고, 따라서 검사대상의 도트패턴의 위치결정은 이하에 설명하는 바와 같이 고속으로 행할 수 있다.

기준도트패턴의 데이터조합의 세트 즉, 기준런렝스데이터는, 기준도트패턴의 투영데이터에 의거하여 런렝스데이터발생부(4)에 의해 발생되고, 템플레이트런렝스데이터기억부(3)에 기억한다. 런렝스데이터매칭부(4)는, 검사대상의 런렝스데이터와 템플레이트런렝스데이터기억부(3)에 저장된 기준런렝스데이터를 비교하고, 기준런렝스데이터와 가장 일치하는 런렝스데이터를 가지는 도트패턴의 위치를 검사대상의 도트패턴이 존재하는 위치로서, 판정한다.

제 5도는 일치도를 검사하는 방식을 표시한다. 제 5도에 표시한 바와 같이, 기준투영데이터의 왼쪽에지는, 우선 검사대상의 도트패턴을 포함하는 영역의 개시점Xr으로 정렬된다. 일치도의 검사시에, 개시점 Xr은 제 5도에 도시한 바와 같이 오른쪽으로 점차적으로 이동되고, 또한 검사대상으로 도트패턴의 런렝스데이터와 기준런렝스데이터사이의 단순한 나머지 계산을 행하므로써 또는 런렝스데이터를 모두 각각의 벡터로 나타내는 경우 예를들면 두 벡터사이의 각도 차이를 나타내는 상관계수를 계산하므로써, 각각의 개시점에 대해서 일치도의 검사를 행할 수 있다.

다음에, 도트패턴 검사부(5)는, 상기한 바와 같이 위치결정된 도트패턴의 2차원 화상과 기준도트패턴의 2차원 화상을 비교하므로써, 검사대상의 도트패턴의 형상을 검사한다. 검사대상의 도트패턴의 단순한 형상을 가지는 경우, 2차원화상의 형상을 비교하기 위해 런렝스데이터를 사용할 수 있다.

제 2도는 본 발명의 제 2실시예에 의한 도트패턴검사장치를 도형으로 도시한다. 본 실시예에서는, 검사대상의 도트패턴의 각도의 편차량을 측정한다. 도트패턴검사장치의 구성과 작용에 대하여 제 2도, 제 6도를 참조하며서 설명한다.

제 2도의 도트패턴검사장치는, 화상투영데이터발생부(1), 템플레이트런렝스데이터발생부(2), 템플레이트런렝스데이터기억부(3), 런렝스데이터매칭부(4) 및 도트패턴검사부(5)이외에, 에지검출부(6)와 직선근사부(7)을 포함하는 점이 제 1도의 도트패턴검사장치와 상이하다.

에지검출부(6)는, 제 6도에 표시한 바와 같이, X, Y방향으로 상기 런렝스데이터매칭부(4)에 이해 위치결정된 도트패턴(21)의 2차원화상위에 수평방향과 수직방향으로 선을 그림으로써, 상기 도트패턴(21)의 명암부분사이의 좌상측경계위에 놓여 있는 2개의 열의 도트(23)을 구한다. 이 2개의 열의 도트(23)는 각각 도트패턴(21)의 좌상측에지의 방향을 나타낸다.

다음에, 직선근사부(7)는, 상기 두 개의 열의 도트(23)에 대해서 직선근사를 행하므로써, 수직, 수평의 근사직선(24)를 구한다. 이들의 근사직선(24)의 방향은 각각 상기 도트패턴(21)의 좌상측에지의 방향을 정확하게 표시한다.

2개의 근사직선의 교차점을 대표 X, Y좌표의 원점으로 설정한 상태에서, 2개의 근사직선중 적어도 1개의 근사직선을 사용하므로써, 검사대상의 도트패턴의 각도 편차량을 계산한다. 2개의 근사직선중에서 많은 샘플점을 가지거나 또는 도트의 관련된 열로부터 편차가 적은 근사직선이 사용된다. 또는, 양쪽의 직선(24)을 사용하여도 된다. 본 실시예에서는, 각각의 도트를 구성하는 화소보다 작은 부화소의 규모로 에지도트를 계산한다. 따라서, 도트패턴이 명확한 콘크라스트를 가지는 경우 정밀한 측정을 달성할 수 있고, 따라서 검사정밀도를 향상시킬 수 있다.

제 3도는 본 발명의 제 3실시예에 따른 도트패턴검사장치를 도형으로 표시한다, 본 실시에서는, 도트패턴의 위치가 결정된 후에, 다음의 형상검사를 위해 도트패턴의 2차원화상의 정보가 압축된다. 도트패턴검사장치의 구성과 작용에 대하여 제 3도, 제 7도, 제 8도를 참조하면서 이하 설명한다.

제 3도에 도시된 검사영역결정부(8)는, 화상투영데이터발생부(2), 런렝스데이터발생부(2), 템플레이터런렝스데이터기억부(3), 런렝스데이터매칭부(4), 에지검출부(6), 직선근사부(7)을 포함하고, 이들의 모든 구성은 제 2도에 도시되어 있다. 따라서, 이들의 구성에 대한 설명은 생략한다. 제 3도의도트패턴검사장치는, 제 1, 제 2실시예에서 설명한 도트패턴검사부(5)에 의해 특징지운다. 경계판정기구(9)는 화상데이터압축수단(10)과 농도비교수단(11)을 포함한다.

검사영역결정부(8)는, X, Y방향의 위치측정과 도트패턴의 각도편차량의 측정을 종료한 후에, 측정결과는 다음과 같이 보정된다.

도트패턴검사부(5)에서는, 경계판정기구(9)의 화상데이터압축수단(10)은, 도트패턴의 2차원화상을, 도트패턴의 각 도트의 크기가 동일한 크기를 각각 가지는 도트부분(25)으로, 분할하고, 또한 각 도트부분(25)의 화소(26)의 평균밝기를 나타내는 각 도트부분(25)의 화상농도를 1개의 대표화소(27)의 밝기의 데이터로 치환하고, 따라서 제 7도에 도시한 바와 같이, 도트패턴의 2차원화상의 정보를, 복수의 대표화소(27)로 구성된 압축화상으로 압축한다.

각 도트부분(25)의 화상농도를 계산하기 위하여, 각 도트부분(25)의 개개의 화소(26)의 농도는, 분류된 농도의 중앙값을 다음에 사용하기 위해, 평균화되거나 또는 분류된다. 계산의 속도를 높이기 위해, 화소를 솎아내어도 된다.

다음에, 제 7도, 제 8도에 표시한 바와 같이, 경계판정기구(9)의 농도비교수단(11)은, 상기 압축화상의 인접하는 대표화소(27)사이의 밝기의 차를 한계치와 비교해서, 도트패턴의 상기 2차원 화상의 밝은 부분과 어두운부분 사이의 경계위치를 판정한다. 제 8도에 표시한 바와 같이, 상기 처리를 행하는 동안 농도비교수단(11)은, 수직선과 수평선위에 각각 놓여있는 인접하는 대표화소(27)사이의 농도차이를 계산한다. 본 실시예에서는, 2개의 인정하는 대표화소(27)사이의 농도차이가 +30보다 크면, 화소가 OFF상태에서 ON상태로 부여되고, 농도차이가 -30보다 작으면, 화소가 ON상태에서 OFF상태로 부여된다. 또한, 농도차이가 -30이상 +30이하이면, 2개의 인접한 대표화소(27)의 상태변화가 발생하지 않는 것으로 판정된다.

종래의 방법은 도트패턴의 각도트를 구성하는 복수의 화소의 기준도트패턴의 화소를 하나씩 비교하는 반면에, 제 3도의 도트패턴검사장치는 검사대상의 도트패턴의 압축정보를 사용하여 각각의 대표화소(27)와 기준도트패턴의 대응도트부분을 비교하는 것으로 충분하다. 따라서, 제 3도의 도트패턴검사장치는 연산량을 상당히 저감 할 수 있다.

또한, 인접한 대표화소사이의 농도차에 의거하여 제 8도에 표시한 바와 같이, 결정된 판정에 의해, 조명의 불균일에 영향을 줌이 없이 도트패턴검사장치가 가능하도록 한다.

본 발명에 의하면, 검사대상의 도트패턴의 위치를 계산할때에, 신속하게 투영계산을 행할 수 있는 저렴한 하드웨어를 사용할 수 있다. 또한, 투영처리에 의해 화상테이터와 메모리용량이 상당히 저감되므로, 도트패턴검사장치는 고속처리를 행할 수 있고 또한 저렴하게 된다.

또한, 검사대상의 도트패턴의 각도편차량이 부화소의 규모로 계산되므로, 측정 정밀도가 향상되고, 따라서 도트패턴 검사장치의 신뢰성을 향상시킨다.

또한, 각각의 도트부분에 대해서 1개의 대표화소를 사용하므로, 연산량을 상당히 감소시킬 수 있고, 또한 본 발명의 도트표시검사장치는 불균일한 조명에 영향을 받지 않는다.

Claims (4)

1. 표시화면의 2차원화상을 촬상하고 또한 2차원화상위의 도트패턴에 대해서 화상처리를 행하므로써, 표시화면위에 표시된 도트패턴을 검사하는 도트패턴검사장치에 있어서, 각각의 행에 대해서 표시화면의 2차원 화상의 개개의 도트의 농도치를 소정의 축위에 축적하므로써 1세트의 농도치를 나타내는 화상투영데이터를 발생하는 화상투영데이터발생부와; 2차원 화상의 화상투영데이터에 의거하여, 화상투영데이터의 축적된 농도치와 길이로 구성되는 1세트의 조합을 나타내는 런렝스데이터를 발생하는 런렝스데이터발생부와; 상기 런렝스데이터발생부에 의해 미리 발생되고 또한 기준도트패턴을 나타내는 기준런렝스데이터와 2차원화상의 상기 런렝스데이터를 비교하므로써, 기준런렝스데이터와 가장 일치하는 런렝스데이터를 가지는 위치를, 검사대상의 도트패턴이 존재하는 위치로서, 결정하는 런렝스데이터매칭부를 구비하는 것을 특징으로 하는 도트패턴검사장치.
2. 제 1항에 있어서, 도트패턴의 2차원화상위에 복수의 행을 그림으로써, 상기 런렝스데이터매칭부에 의해 위치결정되었던 도트패턴의 2차원화상의 에지위에 놓여있는 적어도 1개의 열의 도트를 검출하는 예지검출부와; 직선근사부는, 도트의 열에 대해서 직선근사를 행함으로써, 근사직선을 구하고, 또한 상기 직선근사부는, 근사직선이 연장되는 방향으로부터 도트패턴의 2차원화상의 에지의 각도편차량을 검출하는 직선근사부를 부가하여 포함한 것을 특징으로 하는 도트패턴검출장치.
3. 도트패턴에 대해서 화상처리를 행함으로써, 표시화면위에 도트패턴을 검사하는 도트패턴검사장치에 있어서, 표시화면의 2차원화상위에 위치결정된 도트패턴을 검사하는 도트패턴검사부와; 화상데이터압축수단은, 상기 도트패턴검사부내에 배치되고, 상기 화상데이터압축수단은, 2차원의 화상을 복수의 도트부분으로 분할하고, 또한 상기 복수의 도트부분의 각각을, 상기 복수의 도트부분의 각각의 농도와 일반적으로 동일한 농도를 가지는 대표화소로, 치환하는 화상데이터압축수단과; 농도비교수단은, 상기 도트패턴검사부내에 배치되고, 상기 농도비교수단은, a) 인접하는 대표화소사이의 밝기 차이와 b)한계치를 비교하는 농도비교수단을 구비하므로써, 검사대상의 도트패턴의 에지를 결정하는 것을 특징으로 하는 도트패턴검사장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 농도비교수단은, 다음의 ON-OFF상태를 결정하기 위한 ON상태와 OFF상태중 한 상태를 복수의 도트부분의 각각에 부여하는 것을 특징으로 하는 도트패턴검사장치.