KR100293698B1 - 플라즈마디스플레이패널의패턴검사기및그검사방법 - Google Patents

플라즈마디스플레이패널의패턴검사기및그검사방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 CCD 카메라와 화상처리장치를 이용하여 형상 패턴에 결함이 있는지를 추출하는 플라즈마 디스플레이 패널의 패턴 검사기 및 그 검사방법( Pattern inspection apparatus & The inspection method for PDP )에 관한 것으로서,
패널(PDP)의 상부에 배치되어 패널의 영상을 라인 단위로 획득하면서 패턴의 결함을 추출하는 영상처리부와, 패널 전면의 영상이 획득될 수 있도록 상기 영상처리부 또는 패널을 이동시켜 패널에 대한 영상처리부의 위치를 변경하는 구동부와, 상기 구동부의 동작신호 및 외부의 사용자 입력에 따라 상기 영상처리부의 동작을 제어하는 디지털 회로부와, 상기 각 부분에 연결되어 시스템 전체의 동작을 제어함으로써 결함검사와 구동 및 신호 입출력 동작을 수행하고 그 결과를 사용자에게 알려주는 호스트 컴퓨터를 포함하여 구성되고,
검사 대상물인 패널(PDP)의 패턴 영상을 획득하는 제1 과정; 상기 제1 과정에서 획득된 영상을 패턴의 주기만큼 좌우측으로 시프트(shift) 시킨 영상을 각각 생성시키는 제2 과정; 상기 제1 과정에서 획득된 영상과 제2 과정에서 생성된 영상들의 차이값을 구하는 제3 과정; 및 상기 제3 과정에서 구한 각각의 차이값을 이용하여 AND 논리값을 구하고 그 결과를 결함 정보로 하는 제4 과정으로 이루어진다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 패턴 검사기 및 그 검사방법
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 패턴 검사기 및 그 검사방법에 관한 것으로서 특히, CCD 카메라와 화상처리장치를 이용하여 형상 패턴에 결함이 있는지를 추출하는 플라즈마 디스플레이 패널의 패턴 검사기 및 그 검사방법에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 의한 플라즈마 디스플레이 패널(이하, PDP라 한다.)의 패턴 검사기의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, PDP의 영상을 한줄씩 획득하여 출력하는 CCD 라인카메라(10) 및 라인조명(20)과, 상기 CCD 라인카메라(10) 및 라인조명(20)을 PDP의 전면으로 스캐닝(scanning) 시키는 3축 로봇(30)과, 상기 CCD 라인카메라(10)의 출력신호를 받아 이를 대용량의 메모리에 저장하고 영상처리를 수행하여 결함을 검출하는 화상처리부(40)와, 상기 화상처리부(40)의 결함 검출 결과를 입력받아 저장하고 그에 따라 시스템의 동작을 제어하는 메인 콘트롤러(50)와, 상기 메인 콘트롤러(50)의 제어신호에 따라 상기 라인조명(20)의 동작을 결정하는 조명구동부(60)와, 상기 메인 콘트롤러(50)의 제어신호에 따라 상기 3축 로봇(30)의 동작을 결정하는 로봇구동부(70)로 구성된다.
상기와 같은 구성을 갖는 종래 기술에 의한 PDP의 패턴 검사기의 동작을 첨부한 도 2의 플로우차트를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 사용자가 PDP의 설계치를 입력하고(S11), PDP가 로딩되면 상기 CCD 라인카메라(10)를 통해 입력되는 영상을 처리하여 기준 마크를 측정하고(S12), 상기 3축 로봇(30)을 동작시켜 상기 CCD 라인카메라(10) 및 라인조명(20)을 검사 시작위치로 이동시킨다.(S13) 그후, 미리 설정된 구간 만큼 등속으로 이동하면서 스캐닝을 시작하고(S14), 상기 CCD 라인카메라(10)를 통해 영상을 획득하여 상기 화상처리부(40)의 메모리에 저장시킨다.(S15) 이때, 영상 획득 구간이 끝날 때까지 영상획득 동작을 계속적으로 수행한다.(S16)
또한, 영상 획득 구간이 끝나면 모든 구간에 대한 영상획득이 이루어졌는지를 판단하고(S17), 다음 구간의 영상획득 동작을 위하여 다음 스캐닝 위치로 이동한다.(S18) 이때, 사용자는 결함이 없는 표준 패턴을 등록한다.(S19)
그후, PDP 전면에 대한 영상 획득이 수행되면 전처리를 수행한다.(S20) 상기 라인조명(20)의 특성상 가운데 부분이 밝고, 상기 3축 로봇(30)의 구동 특성상 완전한 등속으로 이동이 되지 않기 때문에 상기 CCD 라인 카메라(10)에서 획득한 영상은 제각기 밝기가 다르게 된다. 그에 따라 평준화하는 영상 전처리 동작을 수행하여야 한다.
상기의 전처리가 수행되면 미리 설정된 결함이 없는 표준 패턴과 일정 구간씩을 비교하여(S21) 차이가 발생되는 부분의 크기 및 위치값을 산출한다. 이후, 결함 검출 동작이 완료되면 결함 정보가 상기 메인 콘트롤러(50)로 전송되고, 상기 메인 콘트롤러(50)는 결함 위치 및 크기를 저장한다.(S22) 이때, 전 영상의 검사가 완료되었는지를 판단하여(S23) 표준패턴과의 비교를 반복적으로 수행한다.
상기의 동작에 따라 결함 위치 및 크기가 검출되면 그 결함을 확인하기 위하여 상기 로봇구동부(70)를 제어하여 3축 로봇(30)을 동작시킴으로써 상기 CCD 라인카메라(10) 및 라인조명(20)을 상기 결함 위치로 이동시킨다.
상기에서 설명한 바와 같은 종래의 PDP 패턴 검사기는 CCD 라인카메라를 통해 전면의 영상을 획득한 후 화상처리부의 대용량 메모리에 저장하고 이를 한꺼번에 노이즈 제거 및 표준 패턴과의 비교 처리하는 방식을 사용하기 때문에 구동 및 조명 특성에 따라 영상 정보의 밝기값의 변화 및 위치 정보의 틀어짐이 발생되는 문제점이 있다.
또한, 검사 알고리즘에서 전처리 및 많은 양의 영상 정보를 표준 패턴과 비교하기 때문에 검사시간이 많이 소요되는 문제점이 발생한다.
또한, 미리 설정되는 표준 패턴은 제조 공정에 따라 그 대상물이 조금씩 달라지기 때문에 자주 설정하여야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 결함이 없는 표준패턴 설정 및 저장이나 대용량의 메모리 채용없이 자기 영상 정보 내에서 비규칙적인 결함 성분을 검출함으로써 범용 화상처리장치의 사용이 가능한 플라즈마 디스플레이 패널의 패턴 검사기 및 그 검사방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 영상별 밝기가 다른 경우에도 정확한 검사를 수행할 수 있으며, 검사 알고리즘이 단순한 플라즈마 디스플레이 패널의 패턴 검사기 및 그 검사방법을 제공하는데 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 PDP 패턴 검사기의 구성을 나타내는 도면,
도 2는 종래 기술에 의한 PDP 패턴 검사 동작을 나타내는 플로우차트,
도 3은 본 발명에 의한 PDP 패턴 검사기의 구성을 나타내는 도면,
도 4는 본 발명에 의한 PDP 패턴 검사 동작을 나타내는 플로우차트,
도 5는 본 발명에서 패턴 결함 정보를 얻는 동작을 나타내는 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
110 : CCD 라인카메라 112 : CCD 영역카메라
114 : 프레임 그래버 120 : 4축 로봇
122 : 모션 콘트롤러 130 : 동기신호 발생부
132 : 디지털 입출력 인터페이스 140 : 호스트 컴퓨터
142 : 프린터
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 특징에 따르면, 패널(PDP)의 상부에 배치되어 패널의 영상을 라인 단위로 획득하면서 패턴의 결함을 추출하는 영상처리부와, 패널 전면의 영상이 획득될 수 있도록 상기 영상처리부 또는 패널을 이동시켜 패널에 대한 영상처리부의 위치를 변경하는 구동부와, 상기 구동부의 동작신호 및 외부의 사용자 입력에 따라 상기 영상처리부의 동작을 제어하는 디지털 회로부와, 상기 각 부분에 연결되어 시스템 전체의 동작을 제어함으로써 결함검사와 구동 및 신호 입출력 동작을 수행하고 그 결과를 사용자에게 알려주는 호스트 컴퓨터를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 패턴 검사기를 제공한다.
본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 영상처리부는 패널의 영상을 라인 단위로 획득하는 CCD 라인카메라와, 결함을 다시 관찰하기 위하여 결함이 발생된 위치 영역의 영상을 획득하는 CCD 영역카메라와, 상기 각 카메라로부터 입력되는 영상을 디지털 신호처리하여 결함을 추출하는 프레임 그래버를 포함한다.
또한, 상기 구동부는 패널 전면의 영상이 획득될 수 있도록 상기 영상처리부 또는 패널을 이동시키는 4축 로봇과, 상기 4축 로봇의 동작을 제어하는 모션 콘트롤러(motion controller)를 포함한다.
또한, 상기 디지털 회로부는 상기 구동부의 주된 스캐닝(scanning)축으로부터 구동펄스를 입력받아 일정 구간 단위로 영상처리부의 동작을 결정하는 동기신호를 생성하는 동기신호 발생부와, 각종 스위치와 버튼 및 액튜에이터를 제어하는 디지털 입출력 인터페이스(DIO interface)를 포함한다.
한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 특징에 따르면, 검사 대상물인 패널(PDP)의 패턴 영상을 획득하는 제1 과정; 상기 제1 과정에서 획득된 영상을 패턴의 주기만큼 좌우측으로 시프트(shift) 시킨 영상을 각각 생성시키는 제2 과정; 상기 제1 과정에서 획득된 영상과 제2 과정에서 생성된 영상들의 차이값을 구하는 제3 과정; 및 상기 제3 과정에서 구한 각각의 차이값을 이용하여 AND 논리값을 구하고 그 결과를 결함 정보로 하는 제4 과정으로 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널의 패턴 검사방법을 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 의한 PDP 패턴 검사기의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 참조번호 110은 패널(PDP)의 상부에 배치되어 패널의 패턴 영상을 라인 단위로 획득하는 CCD 라인카메라를 나타내고, 112는 본 발명에 의한 시스템의 동작에 의해 결함이 검출된 경우 결함 부분을 다시 관찰하기 위하여 결함이 발생된 위치 영역의 영상을 획득하는 CCD 영역카메라를 나타낸다. 결국, 상기 CCD 영역 카메라(112)는 결함 재확인용으로 사용된다. 또한, 참조번호 114는 상기 각 카메라(110,112)로부터 입력되는 영상에서 결함을 추출하는 프레임 그래버를 나타낸다. 이때, 상기 프레임 그래버(114)에는 영상신호를 처리하기 위한 디지털 신호처리기(DSP)가 구비된다.
또한, 참조번호 120은 상기 CCD 라인카메라(110)를 통해 패널 전면의 영상이 획득될 수 있도록 패널을 이동시키는 4축 로봇을 나타내고, 122는 상기 4축 로봇의 동작을 제어하는 모션 콘트롤러(motion controller)를 나타낸다. 이때, 상기 4축 로봇(120)은 X,Y,Z 축을 이동시키는 다수의 스테핑 모터(stepping motor)와, 패널의 기울기각을 조정하는 회전 테이블로 이루어진다.
또한, 참조번호 130은 상기 4축 로봇(120)의 주된 스캐닝(scanning)축으로부터 구동펄스를 입력받아 일정 구간 단위로 상기 프레임 그래버(114)가 동작하도록 하는 동기신호를 생성시키는 동기신호 발생부를 나타내고, 132는 각종 스위치와 버튼 및 액튜에이터를 제어하는 디지털 입출력 인터페이스(DIO interface)를 나타낸다.
또한, 참조번호 140은 상기 각 부분에 연결되어 시스템 전체의 동작을 제어함으로써 결함검사와 구동 및 신호 입출력 동작을 수행하고 그 결과를 사용자에게 알려주는 호스트 컴퓨터를 나타낸다. 이때, 상기 호스트 컴퓨터(140)에는 프린터(142)가 연결된다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 동작을 도 4 및 도 5를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 사용자가 PDP 유리기판을 본 발명에 의한 검사기의 작업 테이블에 올려놓아 지그에 고정시키고(S101), 각 카메라(110,112)의 분해능 및 중심간의 거리, 모델별 설계 데이터, 최적 조명 조건 등을 입력받고 각종 인터페이스 보드의 초기화가 이루어지면(S102), 상기 CCD 라인카메라(110)를 이용하여 유리기판의 상하좌우의 모서리에 있는 기준마크를 측정함으로써 유리기판의 원점과 기울기각 등을 산출한다.(S103) 이때, 상기 유리기판의 기울기각이 일정각 이상인지를 판단하여(S104), 그 결과가 일정각 이상이면 검출능력이 저하되기 때문에 상기 호스트 컴퓨터(140)는 모션 콘트롤러(122)를 제어하여 4축 로봇(120)을 동작시킴으로써 상기 작업 테이블을 일정량 회전시킨다. 이후 다시 기준마크의 측정을 수행한다.(S105) 이와 같은 동작에 의해 유리기판의 기울기각을 일정 범위 안으로 조정한다.
그후, 상기 4축 로봇(120)의 동작에 따라 CCD 라인카메라(110)가 검사 대상물인 패널(PDP)의 스캐닝 순서에 따라 이동하면서 패턴 영상을 획득하고, 획득되는 영상을 프레임 그래버(114)에서 분석하여 패턴의 불량을 검사한다.(S106) 이때, 상기 프레임 그래버(114)는 동기신호 발생부(130)에서 입력되는 동기신호에 따라 동작한다.
상기 패턴 검사동작은 호스트 컴퓨터 내의 패턴 검사 알고리즘에 따라 이루어지는데, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 CCD 라인카메라(110)를 통해 얻어진 영상정보를 패턴별로 밝기 범위를 설정하고, 이를 통해 이치화한 후 획득된 영상을 패턴의 주기만큼 좌우측으로 시프트(shift) 시킨 영상을 각각 생성시킨다. 그후, 원영상과 시프트된 영상들의 차이값에 대한 결과영상을 구하고, 상기 구한 각각의 결과영상을 이용하여 AND 논리값을 구하고 그 결과를 결함 정보로 한다.
상기의 동작에 의해 1열에 대해 스캐닝 검사를 하며(S107), 1열 검사후에 전명에 대한 검사가 완료되었는지를 판단하고(S108), 그 판단결과가 전명에 대한 검사가 완료되지 않았으면 상기 CCD 라인카메라(110)를 다음 열로 이동하여 다시 검사를 실시한다.(S109)
패널 전면에 대한 검사가 완료되면(S110), 자동적으로 불량결과를 호스트 컴퓨터(140)의 모니터 상에 디스플레이하여 불량에 대한 정보를 사용자에게 보여준다.(S111)
불량을 다시 분석하기 위해 확인모드가 선택된 경우에는(S112), 상기 CCD 영역카메라(112)를 결함 위치로 이동시켜(S113) 불량을 직접 보면서 불량 유형별 분석, 데이터 파일로의 저장 등을 수행한다.(S114)
그후, 모든 불량의 확인이 완료되었는지 판단하여(S115), 그 결과가 완료되지 않았으면 다른 불량 위치로 이동하고, 그 결과가 완료되었으면 시스템을 대기모드로 진입시킨다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 패턴 검사기는
대용량의 메모리가 필요없게 되는 효과가 있다.
또한, 영상별 밝기가 다른 경우에도 정확한 검사를 수행할 수 있으며, 검사 알고리즘이 단순하여 검사시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 패널(PDP)의 상부에 배치되어 패널의 영상을 라인 단위로 획득하는 CCD 카메라와, 결함을 다시 관찰하기 위하여 결함이 발생된 위치 영역의 영상을 획득하는 CCD 영역카메라와, 상기 각 카메라로부터 입력되는 영상을 디지털 신호처리하여 결함을 추출하는 프레임그래버로 이루어지는 영상처리부와; 패널 전면의 영상이 획득될 수 있도록 상기 영상처리부 또는 패널을 이동시켜 패널에 대한 영상처리부의 위치를 변경하는 구동부와, 상기 구동부의 동작신호 및 외부의 사용자 입력에 따라 상기 영상처리부의 동작을 제어하는 디지털 회로부와, 상기 각 부분에 연결되어 시스템 전체의 동작을 제어함으로써 결함검사와 구동 및 신호 입출력 동작을 수행하고 그 결과를 사용자에게 알려주는 호스트 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 패턴 검사기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동부는 패널 전면의 영상이 획득될 수 있도록 상기 영상처리부 또는 패널을 이동시키는 4축 로봇과, 상기 4축 로봇의 동작을 제어하는 모션 콘트롤러(motion controller)를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 패턴 검사기.
  3. 제 1 항에 있어서
    상기 디지털 회로부는 상기 구동부의 주된 스캐닝(scanning)축으로부터 구동펄스를 입력받아 일정 구간 단위로 영상처리부의 동작을 결정하는 동기신호를 생성하는 동기신호 발생부와, 각종 스위치와 버튼 및 액튜에이터를 제어하는 디지털 입출력 인터페이스(DIO interface)를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 패턴 검사기.
  4. 검사 대상물인 패널(PDP)의 패턴 영상을 획득하는 제1 과정;
    상기 제1 과정에서 획득된 영상을 패턴의 주기만큼 좌우측으로 시프트(shift) 시킨 영상을 각각 생성시키는 제2 과정;
    상기 제1 과정에서 획득된 영상과 제2 과정에서 생성된 영상들의 차이값을 구하는 제3 과정; 및
    상기 제3 과정에서 구한 각각의 차이값을 이용하여 AND 논리값을 구하고 그 결과를 결함 정보로 하는 제4 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 패턴 검사방법.
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