KR0184039B1 - 화질 검사 장치 및 그 화상 합성 방법 - Google Patents

화질 검사 장치 및 그 화상 합성 방법 Download PDF

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Abstract

검사대상 패널을 CCD 카메라의 CCD 화소에 의해 측정할 때, 적은 CCD 화소수로 검사대상 패널의 화상의 명암을 충실히 고해상도로 측정한다. 이때문에, 검사대상 패널의 화상을 받아들이기 위해 촬상 소자가 내장된 카메라부를 설치한다. 적색, 녹색, 청색 및 투명의 4종류의 광학 필터를 회전판에 실장한다. 카메라부에 화상을 결상하기 위한 초점 조정 기구를 갖춘 광학 렌즈부를 설치한다. 유리 두께와 회전 경사각에 의해 화상을 이동가능한 X방향 평면평행판 및 Y방향 평면평행판을 설치한다. 상기 회전판, X방향 평면평행판 및 Y방향 평면평행판은 각각 모터에 의해 구동되고, 각 모터는 모터제어부에서 제어한다. 카메라부로부터 출력된 화상은 A/D 변환부에서 디지탈로 변환되고, 화상 메모리 A에 기억된다. 평면평행판에 의한 화상 이동제어에 의해 얻어진 화상은 이동에 대응한 화상 끼워넣기 처리를 행하고, 1매의 촬상 소자 화상으로서 화상 합성 메모리 B에 기억된다.

Description

화질 검사 장치 및 그 화상 합성 방법
제1도는 본 발명의 화질 검사 장치의 구성을 도시하는 설명도.
제2도는 화상 벗어남을 행하지 않은 경우의 화상 받아들임 제어의 흐름도.
제3도는 화상 벗어남을 행하지 않은 경우의 LCD 패널과 화상 합성 메모리 B의 관계를 도시하는 설명도.
제4도는 평면평행 유리에 의한 화상 이동의 설명도.
제5도는 화상 벗어남에 의해 LCD 1화소당 CCD 16화소의 분해능으로 측정하는 경우의 화상 받아들임 제어의 흐름도.
제6도는 화상 벗어남에 의해 LCD 1화소당 CCD 16화소의 분해능으로 측정하는 경우의 LCD 패널과 화상 합성 메모리 B의 관계를 도시하는 설명도.
제7도는 화상 벗어남에 의해 LCD 1화소당 CCD 36화소의 분해능으로 측정하는 경우의 설명도.
제8도는 화상 벗어남에 의해 LCD 1화소당 CCD 36화소의 분해능으로 측정하는 경우의 LCD 패널의 화상 합성 메모리 B의 관계를 도시하는 설명도.
제9도는 화상 벗어남에 의해 X 방향 및 Y 방향으로 벗어나게 된 경우의 설명도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 검사대상 패널 11 : x 방향 평면평행판
12 : Y 방향 평면평행판 13 : 광학 렌즈부
14 : 회전판 15 : 모터 A
16 : 모터 B 17 : 모터 C
18 : 모터 제어부 19 : 카메라부
20 : A/D 변환부 21 : 화상 메모리 A
22 : 화상 합성 메모리 B 23 : CPU 제어부
30 : 평면평행 유리
본 발명은 저비용으로 고해상도의 화상을 얻을 수 있는 화질 검사 장치 및 그 화상 합성 방법에 관한 것이다.
LCD(Liquid Crystal Display) 패널과 같은 플렛 패널 디스플레이의 화질 검사에 있어서, CCD(Charge Coupled Device) 카메라를 사용하여 검사대상물의 화소의 명암을 측정하는 경우, 적은 CCD 화소수로 검사대상 패널의 화소의 명암을 어떻게 충실하게 받아들일 수 있는지가 검사 장치를 염가이고 측정정밀도가 좋고, 제조 라인에서의 사용에 적합한 장치로 하기 위한 조건으로 되어 있다.
종래, 예를 들어 LCD 패널의 화소 사이드 300㎛ 평방에 대하여, CCD 화소로 명암을 측정하고, 그 측정 결과에 의해 LCD 의 화상을 작성하기 위해서는 LCD 화소의 위치를 특정하기 위해 1개의 LCD 화소에 대하여 다수의 CCD 화소가 대응할 필요가 있으며, 예를 들어, LCD 화소에 대하여 36개의 CCD 화소를 대응시키고 있었다.
1개의 LCD 화소에 대하여 다수의 CCD 화소를 대응시키는 방법에서는 CCD의 화소 밀도를 높게 할 필요가 있으며, CCD가 비싸진다.
본 발명은 검사대상 패널(10)을 CCD 카메라의 CCD 화소에 의해 측정할 때에 적은 CCD 화소수로 검사대상 패널(10)의 화상의 명암을 충실히 고해상도로 측정하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 있어서는 LCD와 같은 검사대상 패널의 화상 명암 데이타를 받아들이기 위하여 CCD와 같은 촬상 소자가 내장된 카메라부를 설치한다. 컬러 화상에 관해서 적색, 녹색, 청색의 밝기를 구별하여 측정하거나. 백색의 밝기를 측정하기 위해 적색, 녹색, 청색 및 투명의 4종류의 광학 필터를 회전판에 실장한다. 또한, 카메라부에 화상을 결상하기 위한 초점 조정 기구를 가진 광학 렌즈부를 설치한다. 유리의 두께와 회전 경사각에 의해 화상을 이동가능한 X방향 평면평행판 및 Y방향 평면평행판을 설치한다. 상기 회전판, X방향 평면평행판 및 Y방향 평면평행판은 각각 모터 A, 모터 B 및 모터 C에 의해 구동되고, 각 모터는 모터제어부에서 제어한다. 카메라부에서 출력된 화상 명암 데이타는 A/D 변환부에서 디지탈로 변환되고, 화상 메모리 A에 일시적으로 기억된다. 평면평행판에 의한 X방향·Y방향의 화상 이동제어에 의해 얻어진 화상 명암 데이타는 이동에 대응한 화상 끼워 넣기 처리를 행하고, 1매의 촬상 소자 화상으로서 화상 합성 메모리 B에 기억된다. 화상 합성제어 및 모터 제어를 실행하고, 화상 합성된 데이타를 연산처리하며, 화상 결합 검출을 CPU 제어부에서 행한다.
한편, 화상 합성은 다음과 같이 행한다. 우선, 평면평행판에 의한 X방향 및 Y방향으로의 이동이 없는 검사대상 패널의 화상을 촬상 소자로 받아들이고, 화상 메모리 A에 기록되고 다시 화상 합성메모리 B에 기록된다. 다음에, 평면평행판의 회전 경사각을 제어함으로써 검사대상 패널의 화상을 이동시키고, 이동된 검사대상 패널의 화상 명암 데이타를 화상 메모리 A에 기록하고, 또 화상 합성메모리 B의 이동에 대응한 위치에 끼워 넣기 처리를 행한다. 예를 들어, X방향으로 화상을 이동한 경우는 이동이 없을 때의 화상 데이타에 대하여, X방향 이동에 대응한 메모리의 위치에 화상 데이타를 기억시킨다. 평면평행판의 회전 경사각의 제어에 의한 화상의 이동과, 이동한 화상의 화상 메모리 A로의 기록과 화상 합성메모리 B의 이동에 대응한 위치로의 끼워넣기 처리를 반복하는 것으로서 화상 합성 메모리로의 끼워 넣기 처리를 하여 1매의 촬상 소자 화상을 얻는다. 이 결과, 검사대상 패널의 화소수에 대하여 적은 촬상소자의 화소수로 분해능이 높은 측정을 할 수 있다.
상기한 바와 같이 구성된 화질 검사 장치에 있어서는 검사대상 패널의 화소수에 대하여 촬상 소자의 화소수를 많게 하는 안전하게 측정 해상도를 올릴 수 있으며, 정밀도가 좋은 측정이 가능하다.
제1도에 본 발명의 화질 검사 장치의 구성을 도시한다. 본 화질 검사 장치는 검사대상 패널(10)의 화상 명암 데이타를 받아들이기 위한 촬상 소자, 예를 들어 CCD가 내장된 카메라부(19)와, 화상을 R(Red), G(Green), B(Blue), 투명판의 4종류의 광학 필터를 통하여 받아들이기 위하여 그들 광학 필터를 실장한 회전판(14)과, 카메라부(19)에 화상을 결상하기 위해 초점 조정 기구를 갖춘 광학 렌즈부(13)와, 유리 두께와 회전 경사각에 의해 ±수 ㎛의 정밀도로 화상을 ±400㎛ 정도까지 이동가능한 X방향 평면평행판(11)및 Y방향 평면평행판(12)과, 회전판(14), X방향 평면평행판(11) 및 Y방향 평면평행판(12)을 회전시키는 모터A(15), 모터B(16)및 모터C(17)와, 이들 모터를 제어하는모터제어부(18)와, 카메라부(19)로부터 출력된 화상 명암 데이타를 디지탈로 변환시키는 A/D 변환부(20)와, A/D 변환된 화상 명암 데이타를 일시 저장하는 화상 메모리 A(21)와, 평면평행판에 의한 X방향·Y방향의 화상 이동 제어에 기초하여 화상 끼워 넣기 처리를 하여 1매의 CCD 화상으로서 합성하는 화상 합성 메모리 B(22)와, 화상 합성제어 및 모터 제어를 실행하고, 화상 합성된 데이타를 연산처리하며, 화상 결함을 검출하는 CPU 제어부(23)로 구성된다.
또, 광학 렌즈부(13)에는 조리개기능을 부가하여 카메라부(19)에 결상하는 화상을 최적화해도 좋다.
제2도에 평면평행판에 의한 화상 벗어남을 행하지 않은 경우의 제어 흐름을 도시한다. 이 경우, LCD 1화소에 대하여 CCD 4화소가 할당되고, 제3도에 도시된 바와 같이 640×480 화소의 LCD를 1280×960 화소의 CCD에 받아들일 수 있다.
평면평행판으로서 유리를 사용할 때의 유리판의 양면을 평면에 또는 양면을 평행하게 연마한 평면평행 유리의 기울기 및 두께와 검사대상 패널의 화상의 벗어남의 원리를 제4도에 도시한다. 제4a도와 같이 평면평행 유리(30)가 검사대상 패널(10)과 평행한 경우, 검사대상 패널(10)의 화상은 평면평행 유리를 직진한다. 한편, 제4b도와 같이 평면평행 유리(30)를 경사시키면, 유리의 굴절에 의해 검사대상 패널의 화상의 거리 d만큼 벗어나서 CCD에 받아들여진다.
제5도에 LCD 1화소가 300㎛각이고, LCD 1화소에 대하여 CCD 4화소가 대응하여 평면평행판에 의한 화상 벗어남을 X방향 및 Y방향으로 75㎛으로한 경우의 화상 받아들임의 제어 흐름을 도시한다. 이 경우, 화상 합성 메모리B(22)에 LCD 1화소당 4×4=16화소의 데이타 받아들임 화상이 얻어지며, LCD 1화소당 CCD 16화소의 분해능과 등가인 데이타를 얻을 수 있다. LCD 전체로서는 제6도에 도시된 바와 같이 640×480 화소의 LCD를 2560×1920 화소의 CCD와 등가인 데이타로서 화상 합성 메모리 B(22)에 받아들일 수 있다.
제7도에 LCD 1화소가 300㎛각이고, LCD 1화소에 대하여 CCD 4화소가 대응하며, 평면평행판에 의한 화상 벗어남을 X방향 및 Y방향으로 50㎛와 100㎛로 한 경우의 화상 합성 메모리 B(22)에 받아들여지는 LCD 1화소당의 데이타 받아들임을 도시한다. 이 경우, 화상 합성 메모리 B(22)에 LCD 1화소당 6×6=36화소의 데이타 받아들임 화상이 얻어지고, LCD 1화소당 CCD 36화소의 분해능과 등가인 데이타를 얻을 수 있다. LCD 전체로서는 제8도에 도시된 바와 같이 640×480 화소의 LCD를 3840×2880 화소의 CCD와 등가인 데이타로서 화상 합성 메모리 B(22)에 받아들일 수 있다.
평면평행판에 의해 X방향 및 Y방향에 임의로 LCD 화상을 벗어나게 할 수 있기 때문에, 제9a도와 같이 X방향에만 50㎛와 100㎛ 벗어나게 하여 데이타를 취득하거나, 제9b도와 같이 Y방향에만 50㎛와 100㎛ 벗어나게 하여 데이타를 취득할 수 있다.
이상과 같이, 평면평행판에 의한 LCD 화상의 이동은 프로그램에 의해 설정할 수 있기 때문에, 시험 대상물의 결함의 종류에 따라서, 이동 방향 및 이동 거리를 선택할 수 있다.
또, 이상의 설명은 주로 LCD 패널을 검사대상 패널로 하고, CCD를 촬상소자로서 상술했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니고, 검사대상 패널로서 EL(Electro Luminesence) 패널이나 플라스마 디스플레이 패널 등의 플렛 패널 디스플레이 전반에 및 촬상 소자로서 MOS(Metal Oxide Semiconductor)형 센서 등에 영향을 주는 것이다.
본 발명은 이상 설명한 바와 같이 구성되어 있으므로, 검사대상 패널의 화소수에 대하여 촬상 소자의 화소수를 많이 하지 않고 해상도를 울릴 수 있으며, 검사대상 패널의 화상의 명암을 충실히 정밀도가 좋게 측정할 수 있다. 또한, 촬상 소자의 화소 밀도를 낮게 할 수 있기 때문에, 저비용으로 고해상도의 화상을 얻을 수 있다.

Claims (2)

  1. 검사대상 패널(10)의 화상 명암 데이타를 받아들이기 위한 촬상 소자가 내장된 카메라부(19)와; 화상 명암 데이타를 적색, 녹색, 청색 및 투명의 4종류의 광학 필터를 통하여 받아들이기 위하여 그들 광학 필터를 실장한 회전판(14)과; 카메라부(19)에 화상을 결상하기 위해 초점 조정 기구를 갖춘 광학 렌즈부(13)와; 유리두께와 회전 경사각에 의해 화상을 이동가능한 X방향 평면평행판(11) 및 Y방향 평면평행판(12)과; 회전판(14), X방향 평면평행판(11) 및 Y방향 평면평행판(12)을 회전시키는 모터 A(15), 모터 B(16) 및 모터 C(17)와; 이들 모터를 제어하는 모터제어부(18)와; 카메라부(19)로부터 출력된 화상 명암 데이타를 디지탈로 변환시키는 A/D 변환부(20)와; A/D 변환된 화상 명암 데이타를 일시 저장하는 화상 메모리 A(21)와; 평면평행판에 의한 X방향·Y방향의 화상 이동제어에 기초하여 화상 끼워넣기 처리를 하여 1매의 촬상 소자 화상으로서 합성하는 화상 합성 메모리 B(22)와; 화상 합성 제어 및 모터 제어를 실행하고, 화상 합성된 데이타를 연산처리하며, 화상 결함을 검출하는 CPU 제어부(28)를 구비하는 것을 특징으로 하는 고해상도의 화상을 얻을 수 있는 화질 검사 장치.
  2. 카메라부(19)내의 촬상 소자로 받아들인 검사대상 패널(10)의 화상 명암 데이타를 화상 메모리 A(21)에 받아들여 화상 합성 메모리 B(22)에 기록하는 단계와; 평면평행판의 회전 경사각을 제어함으로써 검사대상 패널(10)의 화상을 이동시키는 단계와; 이동된 검사대상 패널(10)의 화상 명암 데이타를 화상 메모리 A(21)에 받아들여 화상 합성 메모리 B(22)의 화상 이동에 대응한 위치에 끼워 넣기 처리를 하는 단계와; 평면평행판의 회전 경사각의 제어에 의한 화상의 이동과, 이동된 화상 명암 데이타를 화상 메모리 A(21)에 받아들여 화상 합성 메모리 B(22)의 화상이동에 대응한 위치로의 끼워 넣기 처리를 반복하고, 화상 합성 메모리 B(22)로의 끼워 넣기 처리를 하여, 1매의 촬성 소자 화상을 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고해상도의 화상을 얻을 수 있는 화상 합성 방법.
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