KR101806114B1

KR101806114B1 - 초고속 패널 얼라인 시스템

Info

Publication number: KR101806114B1
Application number: KR1020160098183A
Authority: KR
Inventors: 정한섭
Original assignee: 주식회사 트윔
Priority date: 2016-08-01
Filing date: 2016-08-01
Publication date: 2017-12-07

Abstract

본 발명은 진공챔버 내부에서 패널과 얼라인을 합착시킬 때, 패널과 얼라인의 위치를 카메라로 촬영하여 정렬하는 패널 얼라인(정렬) 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 패널과 윈도우의 정렬을 위한 촬영 장치의 고속화 및 지연시간 단축을 통해 패널 정렬 시간을 단축시킨 초고속 패널 얼라인 시스템에 관한 것이다.

Description

초고속 패널 얼라인 시스템{Superhigh Speed Panel Align System}

일반적으로 LCD 등의 패널에는 편광필름이 부착되고, 손으로 직접 터치하여 데이터 및 신호를 입력하는 터치패널에는 표면 손상을 방지하기 위한 윈도우 필름이 부착된다.

이처럼 패널에 각종 필름이나 윈도우를 부착하는 장치는 현재 자동화된 설비에 의해 연속으로 수행된다. 그런데, 패널에 필름을 부착하기 위해서는 먼저 패널과 필름의 배향을 일치시키는 얼라인 작업이 수행되어야 윈도우 부착 후 패널과 윈도우의 배향이 달라지는 불량을 사전에 예방할 수 있게 된다.

이와 관련된 기술로 “패널 얼라인 장치” (한국등록특허공보 제10-1618792호, 특허문헌 1) 에는 상하 각각 두 개의 카메라가 구비되어 상측의 두 카메라는 상방으로 윈도우를 촬영하고, 하부의 두 카메라는 하방으로 패널을 촬영함으로써 종래에 2,3개의 카메라로 윈도우와 패널을 겹쳐 촬영하는 방식에 비해 얼라인 정확도가 향상되도록 한 패널 얼라인 장치가 제시되어 있다.

도 1에는 특허문헌 1의 패널 얼라인 장치를 이용한 얼라인 방법 개략도가 도시되어 있고, 도면을 참조하여 특허문헌 1의 얼라인 방법을 간단히 설명하면, 우선 상하 각각 두 개의 카메라(3a, 3b)가 구비된 촬영부(3)를 윈도우(W)와 패널(P) 사이에 위치시킨 상태에서 촬영부(3)를 윈도우(W)와 패널(P)의 일측 끝단으로 이동시킨다. (도 1 좌측 참조) 다음으로, 촬영부(3)의 안정화를 위한 지연 시간(약 0.5초)을 거친 후 윈도우(W)와 패널(P)의 일측에 위치한 양 모서리부를 촬영하여 정렬 상태를 확인하게 된다.

다음으로 촬영부(3)를 윈도우(W)와 패널(P)의 타측 끝단으로 이동시킨다. (도 1 중앙 참조) 다음으로, 촬영부(3)의 안정화를 위한 지연 시간(약 0.5초)을 거친 후 윈도우(W)와 패널(P)의 타측에 위치한 양 모서리부를 촬영하여 정렬 상태를 확인하게 된다.

다음으로 촬영된 정렬 상태 영상을 바탕으로 윈도우(W) 또는 패널(P)의 위치를 보정한 후 윈도우(W)와 패널(P)을 접합하게 된다(도 1 우측 참조).

위와 같은 특허문헌 1의 패널 얼라인 장치는 종래 얼라인 장치에 비해 얼라인 정확도가 향상된다는 장점이 있으나, 촬영부(3)가 이동된 상태에서 정확한 영상 획득을 위한 모션 이동 지연이 발생하게 된다. 이는 촬영부(3)의 이동 중 정지 시 촬영부(3)의 흔들림이나 진동으로 인한 불량 영상 획득을 방지하기 위함이다. 특허문헌 1이 제시한 기술은 얼라인 정확도는 높아지지만, 얼라인 공정 시간이 증가되는 단점이 있다.

최근에는 얼라인 공정 시간 단축을 통해 제품 생산성을 향상시키려는 기술적 과제가 지속적으로 요구되고 있는바, 얼라인의 정확도 향상은 물론 얼라인 공정 시간 단축을 위한 기술의 개발이 시급한 실정이다.

한국등록특허공보 제10-1618792호(2016.04.29. 등록)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 상하 각각 두 개의 카메라가 구비되어 상측의 두 카메라는 상방으로 윈도우를 촬영하고, 하부의 두 카메라는 하방으로 패널을 촬영함으로써 얼라인 정확도가 향상됨은 물론 촬영부 이동 시 지연시간을 최소화하여 얼라인 공정 시간을 단축시킨 초고속 패널 얼라인 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 초고속 패널 얼라인 시스템은, 패널과 윈도우를 정렬하는 패널 얼라인 시스템에 있어서, 윈도우를 로딩 하는 윈도우로딩장치; 상기 윈도우로딩장치에서 상방 또는 하방으로 일정거리 이격 배치되며, 패널을 로딩 하는 패널로딩장치; 상기 윈도우로딩장치와 패널로딩장치의 사이에 설치되며, 일측 방향으로 전진 및 후진하도록 이루어져 있는 카메라고정블록; 상기 카메라고정블록의 상부에 서로 이격된 채 상방을 향해 설치되어 상기 윈도우의 양측 모서리를 촬영하는 제1 카메라; 상기 카메라고정블록의 하부에 서로 이격된 채 하방을 향해 설치되어 상기 패널의 양측 모서리를 촬영하는 제2 카메라; 외부 전원과 연결되어 있으며, 상기 윈도우로딩장치, 패널로딩장치, 제1 카메라 및 제2 카메라와 전기적으로 연결되어 있는 컨트롤장치; 및 상기 카메라고정블록이 이동하는 상태에서 상기 제1 카메라 및 제2 카메라가 윈도우 및 패널의 모서리를 촬영하도록 상기 컨트롤장치에 촬영 신호를 전달하는 트리거; 를 포함하며, 상기 컨트롤장치는 제1 카메라 및 제2 카메라로부터 각각 인식된 윈도우 및 패널의 위치를 서로 비교하여 윈도우로딩장치와 패널로딩장치를 작동시켜 윈도우 및 패널을 정렬하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 얼라인 장치는, 상기 카메라고정블록이 이동하는 상태에서 제1 및 제2 카메라를 통해 윈도우 및 패널의 모서리 정렬 상태 확인을 위한 영상 획득이 가능하도록 상기 컨트롤 장치는 상기 트리거를 통해 촬영 신호 수신 시 제1 및 제2 카메라에 연속촬영신호를 전달하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 얼라인 장치는, 상기 카메라고정블록이 이동하는 상태에서 제1 및 제2 카메라를 통해 윈도우 및 패널의 모서리 정렬 상태 확인을 위한 영상 획득이 용이하도록 상기 카메라고정블록 상에 상기 제1 및 제2 카메라와 이웃하여 설치되는 조명장치; 를 더 포함한다.

본 발명의 패널 얼라인 장치를 이용한 패널 얼라인 방법에 있어서, 카메라고정블록을 윈도우와 패널(P)의 일측으로 이동시킨 상태에서 제1 및 제2 카메라가 윈도우와 패널의 일측 양 모서리를 촬영하는 단계; 카메라고정블록을 윈도우와 패널의 타측으로 이동시킨 상태에서 제1 및 제2 카메라가 윈도우와 패널의 타측 양 모서리를 촬영하는 단계; 윈도우와 패널의 일측과 타측 네 모서리의 정렬 상태 영상을 통해 윈도우와 패널의 위치를 보정하는 단계; 를 포함하되, 상기 제1 카메라 및 제2 카메라는 상기 카메라고정블록이 이동하는 상태에서 영상을 촬영하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 패널 얼라인 방법은, 상기 카메라고정블록이 이동하는 상태에서 상기 제1 카메라 및 제2 카메라를 통해 영상을 촬영하도록, 카메라고정블록이 상기 윈도우와 패널의 일측 양 모서리에 도달 시 트리거를 통해 상기 제1 및 제2 카메라에 촬영신호를 전달하는 단계; 및 카메라고정블록이 상기 윈도우와 패널의 타측 양 모서리에 도달 시 트리거를 통해 상기 제1 및 제2 카메라에 촬영신호를 전달하는 단계; 를 더 포함한다.

아울러, 상기 제1 및 제2 카메라는 상기 트리거를 통해 촬영 신호를 전달 받을 시 연속 촬영을 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 초고속 패널 얼라인 시스템은 패널과 윈도우의 네 모서리를 두 번에 걸쳐 순차적으로 촬영하여 정렬 상태를 확인하기 때문에 얼라인 정확도가 향상됨은 물론 촬영부 이동 및 정지에 따른 모션 이동 지연 시간이 최소화되기 때문에 얼라인 공정 시간이 획기적으로 단축된 효과가 있다.

도 1은 종래의 얼라인 공정 개략도
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 얼라인 시스템 정면도
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 얼라인 공정 정면도
도 6은 본 발명의 초고속 패널 얼라인 시스템을 이용한 얼라인 방법의 순서도

이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1에는 본 발명의 일실시 예에 따른 초고속 패널 얼라인 시스템의 정면도가 도시되어 있다.

본 발명의 패널 얼라인 시스템은, 크게 윈도우로딩장치(100), 패널로딩장치(200), 카메라프레임(300), 제1 카메라(310) 및 제2 카메라(320) 및 컨트롤 장치(미도시)를 포함하여 구성된다.

윈도우로딩장치(100)는 패널(Panel)과 윈도우(Window)의 합착을 위한 진공챔버 내부에 설치되어 있고, 윈도우(W)를 로딩 하도록 이루어져 있다. 도면상에는 도시되지 않았으나, 윈도우로딩장치(100)는 윈도우(W)를 고정시킨 상태에서 윈도우(W)를 X축, Y축, Z축 방향으로 이동시키도록 좌우이동장치, 전후이동장치 및 상하이동장치가 더 포함될 수 있다. 아울러, 윈도우(W)를 고정 및 탈락시키기 위한 흡착 장치가 구비됨은 자명하다 할 것이다.

패널로딩장치(200) 역시 위 진공챔버 내부에 윈도우로딩장치(100)의 하측에 일정 거리 이격되어 설치되어 있으며, 패널(P)을 로딩 하도록 이루어져 있다. 도면상에는 도시되지 않았으나, 패널로딩장치(200)는 패널(P)을 고정한 채, 패널(P)을 X축, Y축, Z축 방향으로 이동시키도록 좌우이동장치, 전후이동장치 및 상하이동장치가 더 포함될 수 있다. 아울러, 패널(P)을 고정 및 탈락시키기 위한 흡착 장치가 구비됨은 자명하다 할 것이다.

카메라고정블록(300)은 도시된 바와 같이 일측이 위 진공챔버 벽면에 연결된 채 윈도우로딩장치(100)와 패널로딩장치(200)의 사이에 설치되어 있고, 일측 방향(도면상의 좌우 방향)으로 전진 및 후진하도록 이루어져 있다. 카메라고정블록(300)의 이동을 위해 카메라고정블록(30)을 일측 방향으로 전진 및 후진시키는 블록이동장치가 구비될 수 있다.

제1 카메라(310)는 카메라고정블록(300)의 상부에서 상방을 향해 설치되어 윈도우(W)의 양측 모서리를 촬영하도록 이루어져 있다. 따라서 도면상에는 도시되어 있지 않지만 제1 카메라(310)는 한 쌍이 서로 이격 배치될 수 있다. 이때 제1 카메라(310)는 일반적인 카메라의 프레임 속도(약 15fps)보다 20배 정도 빠른 프레임 속도(300fps)를 갖는 고속 프레임 카메라가 적용될 수 있다.

제2 카메라(320)는 카메라고정블록(300)의 하부에서 하방을 향해 설치되어 패널(P)의 양측 모서리를 촬영하도록 이루어져 있다. 따라서 도면상에는 도시되어 있지 않지만 제2 카메라(320)는 한 쌍이 서로 이격 배치될 수 있다. 이때 제2 카메라(320) 역시 일반적인 카메라의 프레임 속도(약 15fps)보다 20배 정도 빠른 프레임 속도(300fps)를 갖는 고속 프레임 카메라가 적용될 수 있다.

더불어, 제2 카메라(320)는 수직선상에서 제1 카메라(310)와 일직선을 이루는 것이 바람직하다.

특히 본 발명은 카메라고정블록(300)이 이동되는 상태 즉 정지하지 않은 상태에서 제1 및 제2 카메라(310, 320)를 통한 영상 정보 획득을 위한 고속 트리거가 구비될 수 있다. 또한, 이동 중 영상 정보 획득을 보다 용이하게 하기 위해 고 휘도의 조명장치(350)가 더 구비될 수 있다.

컨트롤장치는 일측이 외부 전원과 연결되어 작동하며, 윈도우로딩장치(100), 패널로딩장치(200), 블록이동장치, 제1 및 제2 카메라(310, 320)와 전기적으로 연결되어 있다. 구체적으로, 상기 컨트롤장치는 제1 및 제2 카메라(310, 320)로부터 촬영된 이미지에 관한 신호를 받아 저장하며, 내장된 프로그램 알고리즘에 따라 신호를 처리한다. 구체적으로 각각 인식된 윈도우(W) 및 패널(P)의 위치를 서로 비교하여 윈도우로딩장치(100)와 패널로딩장치(200)를 작동시켜 윈도우(W) 및 패널(P)을 정렬하게 된다. 컨트롤장치는 제1 및 제2 카메라(310, 320)로부터 수신된 이미지 데이터를 픽셀기반의 매칭 방법으로 처리하거나, 외곽선 기반의 매칭방법으로 처리할 수 있다. 또는 이 두 처리 방법을 모두 사용하여 정렬 정확도를 향상시키도록 할 수 있다. 특히, 키보드, 버튼 등의 외부입력장치와 연결되어 매칭 순서를 사용자가 조절할 수 있도록 구성될 수 있는데, 이 경우 매칭순서 설정에 의해 플렉서블한 윈도우나 필름을 얼라인 시킬 때 명암의 변화에도 불구하고 인식률을 크게 높일 수 있다. 이러한 컨트롤장치는 제1 및 제2 카메라(310, 320)가 각각 전, 후로 이동하면서 제공한 윈도우(W) 및 패널(P)의 각 4개의 이미지 데이터를 처리하여 한 번에 이동 변위를 제공하게 된다. 즉, 종래에 얼라인 동작 이후 허용범위에 들어올 때까지 다시 촬영하고 얼라인 하는 리얼라인 동작을 하지 않게 된다.

한편, 제1 및 제2 카메라(310, 320)는, 모서리 촬영 방식이 아닌 마크 인식 방법으로 작동될 수 있는데 이 경우 마크 획득 과정에서 NG가 발생할 경우 획득하지 못한 마크를 제외한 3포인트 얼라인, 2포인트 얼라인 기능을 선택적으로 수행하도록 할 수도 있다.

이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 초고속 패널 얼라인 시스템을 이용한 패널 얼라인 방법에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 3 내지 도 5에는 본 발명의 초고속 패널 얼라인 시스템을 이용한 얼라인 방법의 공정도가 도시되어 있고, 도 6에는 본 발명의 초고속 패널 얼라인 시스템을 이용한 얼라인 방법의 순서도가 도시되어 있다.

도 3을 참조하면, 우선 카메라고정블록(300)을 윈도우(W)와 패널(P)의 일측으로 이동시킨 상태에서 제1 및 제2 카메라(310, 320)가 윈도우(W)와 패널(P)의 일측 양 모서리에 도달한 경우 트리거 신호를 컨트롤장치로 보내는 단계(S10)를 수행한다.

다음으로 컨트롤 장치를 통해 제1 및 제2 카메라(310, 320)가 윈도우(W)와 패널(P)의 일측 양 모서리의 정렬 상태를 촬영하는 단계(S20)를 수행한다.

다음으로 도 4에 도시된 바와 같이 카메라고정블록(300)을 윈도우(W)와 패널(P)의 타측으로 이동시킨 상태에서 제1 및 제2 카메라(310, 320)가 윈도우(W)와 패널(P)의 타측 양 모서리에 도달한 경우 트리거 신호를 컨트롤장치로 보내는 단계(S30)를 수행한다.

다음으로 컨트롤 장치를 통해 제1 및 제2 카메라(310, 320)가 윈도우(W)와 패널(P)의 타측 양 모서리의 정렬 상태를 촬영하는 단계(S40)를 수행한다.

다음으로 윈도우(W)와 패널(P)의 일측과 타측 네 모서리의 정렬 상태 영상을 통해 윈도우(W)와 패널(P)의 위치를 보정하는 단계(S50)를 수행한다.

마지막으로 도 5에 도시된 바와 같이 위치가 보정된 윈도우(W)와 패널(P)을 접합하는 단계(S60)를 수행한다.

위와 같은 본 발명의 얼라인 방법은 기존의 카메라고정블록(300) 이동 및 정지에 따른 모션 이동 지연 시간을 생략함에 따라 기존 방법 대비 약 1초 정도의 공정 시간을 단축시킬 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

100 : 윈도우로딩장치
200 : 패널로딩장치
300 : 카메라고정블록
310 : 제1 카메라 320 : 제2 카메라
350 : 조명장치
W : 윈도우 P : 패널

Claims

패널과 윈도우를 정렬하는 패널 얼라인 시스템에 있어서,
윈도우를 로딩 하는 윈도우로딩장치;
상기 윈도우로딩장치에서 상방 또는 하방으로 일정거리 이격 배치되며, 패널을 로딩 하는 패널로딩장치;
상기 윈도우로딩장치와 패널로딩장치의 사이에 설치되며, 일측 방향으로 전진 및 후진하도록 이루어져 있는 카메라고정블록;
상기 카메라고정블록의 상부에 서로 이격된 채 상방을 향해 설치되어 상기 윈도우의 양측 모서리를 촬영하는 제1 카메라;
상기 카메라고정블록의 하부에 서로 이격된 채 하방을 향해 설치되어 상기 패널의 양측 모서리를 촬영하는 제2 카메라;
외부 전원과 연결되어 있으며, 상기 윈도우로딩장치, 패널로딩장치, 제1 카메라 및 제2 카메라와 전기적으로 연결되어 있는 컨트롤장치;
상기 카메라고정블록이 이동하는 상태에서 상기 제1 카메라 및 제2 카메라가 윈도우 및 패널의 모서리를 촬영하도록 상기 컨트롤장치에 촬영 신호를 전달하는 트리거; 및
상기 카메라고정블록이 이동하는 상태에서 제1 및 제2 카메라를 통해 윈도우 및 패널의 모서리 정렬 상태 확인을 위한 영상 획득이 용이하도록 상기 카메라고정블록 상에 상기 제1 및 제2 카메라와 이웃하여 설치되는 조명장치
를 포함하고,
상기 컨트롤장치는 제1 카메라 및 제2 카메라로부터 각각 인식된 윈도우 및 패널의 위치를 서로 비교하여 윈도우로딩장치와 패널로딩장치를 작동시켜 윈도우 및 패널을 정렬하며,
상기 카메라고정블록이 이동하는 상태에서 제1 및 제2 카메라를 통해 윈도우 및 패널의 모서리 정렬 상태 확인을 위한 영상 획득이 가능하도록 상기 컨트롤 장치는 상기 트리거를 통해 촬영 신호 수신 시 제1 및 제2 카메라에 연속촬영신호를 전달하는 것을 특징으로 하는 패널 얼라인 시스템.
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패널 얼라인 시스템을 이용한 패널 얼라인 방법에 있어서,
카메라고정블록을 윈도우와 패널(P)의 일측으로 이동시킨 상태에서 제1 및 제2 카메라가 윈도우와 패널의 일측 양 모서리를 촬영하는 단계;
카메라고정블록을 윈도우와 패널의 타측으로 이동시킨 상태에서 제1 및 제2 카메라가 윈도우와 패널의 타측 양 모서리를 촬영하는 단계;
윈도우와 패널의 일측과 타측 네 모서리의 정렬 상태 영상을 통해 윈도우와 패널의 위치를 보정하는 단계; 를 포함하되,
상기 카메라고정블록이 이동하는 상태에서 상기 제1 카메라 및 제2 카메라를 통해 영상이 촬영되도록, 상기 카메라고정블록이 상기 윈도우와 패널의 일측 양 모서리에 도달 시 트리거를 통해 상기 제1 및 제2 카메라에 촬영신호를 전달하는 단계와, 상기 카메라고정블록이 상기 윈도우와 패널의 타측 양 모서리에 도달 시 트리거를 통해 상기 제1 및 제2 카메라에 촬영신호를 전달하는 단계를 더 포함하며,
상기 제1 및 제2 카메라는 상기 트리거를 통해 촬영 신호를 전달 받을 시 연속 촬영을 수행하는 것을 특징으로 하는 패널 얼라인 방법.
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