KR102199313B1 - 커버 글라스 검사장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 커버 글라스 검사장치에 관한 것이다. 제1 촬상기기는 검사대상인 커버 글라스의 상방에서 원점으로부터 스텝 단위로 하강하면서 커버 글라스에 대한 영상을 획득한다. 제2 촬상기기는 제1 촬상기기와 함께 스텝 단위로 하강하면서 커버 글라스에 대한 영상을 동시에 획득한다. 컨트롤러는 제2 촬상기기에 의해 획득된 영상 정보를 기초로 커버 글라스의 최상단 위치를 검출하고, 검출된 커버 글라스의 최상단 위치 정보와 제1 촬상기기에 의해 획득된 영상 정보를 기초로 커버 글라스의 불량 위치를 검출하여 진성 불량 여부를 판정한다.

Description

커버 글라스 검사장치{Apparatus for inspecting cover glass}
본 발명은 스마트폰 등에 사용되는 커버 글라스의 불량을 검사하는 기술에 관한 것이다.
커버 글라스는 스마트폰 등의 화면을 충격과 긁힘으로부터 보호하기 위해 화면의 가장 바깥쪽에 위치하는 제품이다. 스마트폰의 경우, 커버 글라스는 스마트폰 화면의 가장 바깥쪽에 위치하여 스마트폰의 디스플레이와 터치패널을 보호한다.
한편, 커버 글라스에 이물질 등에 의한 불량이 있게 되면, 불량으로 인해 화면 시야가 방해되어 화면 가시성이 떨어질 수 있다. 커버 글라스가 멀티-레이어(multi-layer)로 구성되는 경우, 불량은 커버 글라스의 표면뿐 아니라 커버 글라스의 내부에 위치되기도 한다.
커버 글라스의 표면 불량은 표면 가공 등을 통해 쉽게 보수될 수 있으므로 가성 불량으로 분류할 수 있고, 커버 글라스의 내부 불량은 보수될 수 없으므로 진성 불량으로 분류할 수 있다. 따라서, 커버 글라스에 대한 불량 검사시, 불량 위치를 확인하여 진성 불량 여부를 판정할 필요가 있다.
본 발명의 과제는 커버 글라스에 대한 불량 검사시 진성 불량 여부를 판정하여 검사 정확도를 높일 수 있는 커버 글라스 검사장치를 제공함에 있다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 커버 글라스 검사장치는 제1 촬상기기와, 제2 촬상기기, 및 컨트롤러를 포함한다. 제1 촬상기기는 검사대상인 커버 글라스의 상방에서 원점으로부터 스텝 단위로 하강하면서 커버 글라스에 대한 영상을 획득한다. 제2 촬상기기는 제1 촬상기기와 함께 스텝 단위로 하강하면서 커버 글라스에 대한 영상을 동시에 획득한다. 컨트롤러는 제2 촬상기기에 의해 획득된 영상 정보를 기초로 커버 글라스의 최상단 위치를 검출하고, 검출된 커버 글라스의 최상단 위치 정보와 제1 촬상기기에 의해 획득된 영상 정보를 기초로 커버 글라스의 불량 위치를 검출하여 진성 불량 여부를 판정한다.
여기서, 컨트롤러는 제1 촬상기기에 의해 획득된 영상에 순번을 부여하고, 커버 글라스의 불량 부위에 대한 선명도가 가장 높은 영상 번호로부터 커버 글라스의 최상단 위치에서 획득된 영상 번호를 뺀 값에 스텝 값을 곱해서 불량 위치를 검출할 수 있다.
제1 촬상기기는 커버 글라스의 상방에서 커버 글라스를 조명하는 제1 조명기와, 제1 조명기에 의해 조명된 커버 글라스에 대한 영상을 획득하는 제1 카메라를 포함할 수 있다. 제2 촬상기기는 커버 글라스의 측방에서 커버 글라스를 조명하는 제2 조명기와, 제2 조명기에 의해 조명된 커버 글라스에 대한 영상을 획득하는 제2 카메라를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 커버 글라스에 대한 불량 검사시 진성 불량인지 혹은 가성 불량인지 여부를 판정하여 불량 종류를 분류할 수 있으므로, 커버 글라스에 대한 검사 정확도를 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 커버 글라스 검사장치에 대한 구성도이다.
도 2는 제1 촬상기기 및 제2 촬상기기가 원점 위치에 대기한 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 제2 촬상기기가 하강해서 커버 글라스의 최상단 위치를 검출한 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 제1 촬상기기가 하강해서 커버 글라스의 불량 위치를 검출한 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 제1 촬상기기가 도 2 내지 도 4의 각 위치에서 획득한 영상을 나타낸 도면이다.
도 6은 제2 촬상기기가 도 2 내지 도 4의 각 위치에서 획득한 영상을 나타낸 도면이다.
본 발명에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 커버 글라스 검사장치에 대한 구성도이다. 도 2는 제1 촬상기기 및 제2 촬상기기가 원점 위치에 대기한 상태를 도시한 도면이다. 도 3은 제2 촬상기기가 하강해서 커버 글라스의 최상단 위치를 검출한 상태를 도시한 도면이다. 도 4는 제1 촬상기기가 하강해서 커버 글라스의 불량 위치를 검출한 상태를 도시한 도면이다. 도 5는 제1 촬상기기가 도 2 내지 도 4의 각 위치에서 획득한 영상을 나타낸 도면이다. 도 6은 제2 촬상기기가 도 2 내지 도 4의 각 위치에서 획득한 영상을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 커버 글라스 검사장치(100)는 제1 촬상기기(110)와, 제2 촬상기기(120), 및 컨트롤러(130)를 포함한다.
제1 촬상기기(110)는 검사대상인 커버 글라스(10)의 상방에서 원점으로부터 스텝(step) 단위로 하강하면서 커버 글라스(10)에 대한 영상을 획득한다. 제1 촬상기기(110)는 도 5에 도시된 바와 같이, 커버 글라스(10)의 불량 부위(11) 상방에서 스텝 단위로 하강하면서 커버 글라스(10)의 불량 부위(11)에 대한 포커싱이 가장 잘된 영상, 즉 선명도가 가장 높은 영상을 획득하여 컨트롤러(130)로 제공할 수 있게 한다.
커버 글라스(10)가 스테이지(101)의 수평면 상에 안착되어 위치 고정된 상태에서, 제1 촬상기기(110)가 승강 기구(102)에 의해 승강 동작할 수 있다. 제1 촬상기기(110)는 승강 기구(102)에 의해 원점으로 상승한 상태에서 원점으로부터 스텝 단위로 하강하면서 커버 글라스(10)에 대한 영상을 획득할 수 있다.
여기서, 스텝 값은 제1 촬상기기(110)의 초점심도(depth of focus)보다 크게 설정될 수 있다. 초점심도는 렌즈의 광축에 따라 물체의 위치를 바꾸었을 때 초점을 맞춘 채로 움직일 수 있는 범위로서, 선명한 상을 찍을 수 있는 거리의 의미이다. 따라서, 제1 촬상기기(110)는 스텝마다 커버 글라스(10)의 불량 부위(11)에 대해 포커싱된 영상을 획득할 수 있게 된다. 제1 촬상기기(110)의 하사점은 커버 글라스(110)의 최하단에 대한 영상까지 획득하도록 설정될 수 있다.
승강 기구(102)는 압전 액추에이터 등과 같은 리니어 액추에이터로 이루어질 수 있다. 스테이지(101)는 수평 이동 기구(미도시)에 의해 수평 이동함에 따라 커버 글라스(10)를 수평 이동시킬 수 있다. 따라서, 제1 촬상기기(110)는 커버 글라스(10)에 대해 수평으로 상대 이동하면서 스캐닝함으로써, 커버 글라스(10)의 불량 부위를 미리 검출할 수 있다. 물론, 스테이지(101)가 위치 고정된 상태에서 제1 촬상기기(110)가 수평 이동할 수도 있다.
일 예로, 제1 촬상기기(110)는 커버 글라스(10)의 상방에서 커버 글라스(10)를 조명하는 제1 조명기(111)와, 제1 조명기(111)에 의해 조명된 커버 글라스(10)에 대한 영상을 획득하는 제1 카메라(116)를 포함할 수 있다.
제1 조명기(111)는 광원(112)과, 미러(113a), 및 빔 스플리터(113b)를 구비할 수 있다. 광원(112)은 LED(light emitting diode)로 이루어질 수 있다. 광원(112)은 커버 글라스(10)의 상면에 수직한 방향으로 광을 조사하도록 배치될 수 있다. 미러(113a)는 광원(112)으로부터 출사된 광을 빔 스플리터(113b)로 전달한다. 빔 스플리터(113b)는 광을 반사시켜 커버 글라스(10)를 상방에서 조명하고, 커버 글라스(10)로부터 반사된 광을 투과시켜 제1 카메라(116)로 전달할 수 있다.
제1 촬상기기(110)는 커버 글라스(10)로부터 반사된 광을 대물 렌즈(114)와 튜브 렌즈(tube lens, 115)를 거쳐 제1 카메라(116)로 전달될 수 있다. 대물 렌즈(114)는 근적외선용 대물 렌즈로 이루어져, 가시광선 대역에서 근적외선 대역까지 색수차를 보정할 수 있다. 튜브 렌즈(115)는 대물 렌즈(114)와 함께 배율을 결정하고 수차를 보정할 수 있다. 예컨대, 튜브 렌즈(115)는 0.75배율을 가질 수 있고, 대물 렌즈(114)는 10배율을 가질 수 있다. 즉, 제1 촬상기기(110)는 현미경 광학계를 포함하여, 커버 글라스(10)의 불량 부위(11)에 대한 영상 정보를 획득할 수 있다.
제2 촬상기기(120)는 제1 촬상기기(110)와 함께 스텝 단위로 하강하면서 커버 글라스(10)에 대한 영상을 동시에 획득한다. 제2 촬상기기(120)는 도 6에 도시된 바와 같이, 스텝 단위로 하강하면서 커버 글라스(10)의 최상단 위치 정보를 컨트롤러(130)로 제공할 수 있게 한다. 제2 촬상기기(120)는 제1 촬상기기(100)와 함께 승강 지지체에 고정되어 승강 기구(102)에 의해 승강 동작할 수 있다.
예컨대, 제2 촬상기기(120)는 커버 글라스(10)의 측방에서 커버 글라스(100)를 조명하는 제2 조명기(121)와, 제2 조명기(121)에 의해 조명된 커버 글라스(10)에 대한 영상을 획득하는 제2 카메라(126)를 포함할 수 있다. 제2 조명기(121)는 커버 글라스(10)의 상면에 대해 경사진 각도로 광을 조사할 수 있다. 제2 조명기(121)는 레이저 광원 또는 LED 광원을 포함하여, 라인 빔 형태의 광을 조사하도록 구성될 수 있다. 즉, 제2 촬상기기(120)는 광삼각법 광학계를 포함하여 커버 글라스(10)의 최상단 위치 정보를 획득할 수 있다.
컨트롤러(130)는 제2 촬상기기(120)에 의해 획득된 영상 정보를 기초로 커버 글라스(10)의 최상단 위치를 검출하고, 검출된 커버 글라스(10)의 최상단 위치 정보와 제1 촬상기기(110)에 의해 획득된 영상 정보를 기초로 커버 글라스(10)의 불량 위치를 검출하여 진성 불량 여부를 판정한다.
예컨대, 컨트롤러(130)는 제1 촬상기기(110)에 의해 획득된 영상에 순번을 부여하고, 커버 글라스(10)의 불량 부위에 대한 선명도가 가장 높은 영상 번호로부터 커버 글라스(10)의 최상단 위치에서 획득된 영상 번호를 뺀 값에 스텝 값을 곱해서 불량 위치를 검출할 수 있다.
즉, 컨트롤러(130)는 하기 수학식 1에 의해 커버 글라스(10)의 최상단 위치를 기준으로 커버 글라스의 불량 위치를 검출할 수 있다.
Figure 112018127631429-pat00001
여기서, N번째 영상 번호는 커버 글라스(10)의 최상단 위치에서 획득된 영상으로부터 커버 글라스(10)의 불량 부위(11)에 대한 선명도가 가장 높은 영상까지 순서대로 매겨진 번호에 해당한다.
컨트롤러(130)는 제2 촬상기기(120)가 스텝 단위로 하강하면서 커버 글라스(10)에 대한 영상을 획득하는 과정에서, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 제2 조명기(121)로부터 커버 글라스(10)를 거쳐 반사된 광이 제2 카메라(126)의 설정 영역에 감지되는 시점의 위치를 커버 글라스(10)의 최상단 위치로 판단할 수 있다. 제2 카메라(126)의 설정 영역은 제2 카메라(126)의 촬상 부위 중앙 영역에 해당할 수 있으나, 예시된 바에 한정되지 않는다. 컨트롤러(130)는 커버 글라스(10)의 최상단 위치에서 제1 촬상기기(110)에 의해 획득된 영상 번호를 메모리에 저장할 수 있다.
컨트롤러(130)는 제1 촬상기기(110)가 스텝 단위로 하강하면서 커버 글라스(10)에 대한 영상을 획득하는 과정에서, 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 커버 글라스(10)의 불량 부위(11)에 대한 선명도가 가장 높은 영상을 선택하여 그 영상 번호를 메모리에 저장할 수 있다.
여기서, 컨트롤러(130)는 공간 상에서 경계(edge)의 퍼짐 정도를 측정하여 선명도를 추정하는 이미지 경계 기반 기법(edge-based methods)이나, 주파수 분포를 측정하여 선명도를 추정하는 주파수 기반 기법(spectral-based methods) 등을 이용하여, 제1 촬상기기(110)에 의해 스텝마다 획득된 영상들을 비교함으로써, 커버 글라스(10)의 불량 부위(11)에 대한 선명도가 가장 높은 영상을 선택할 수 있다.
따라서, 컨트롤러(130)는 상기 수학식 1에 의해 커버 글라스(10)의 불량 위치를 검출할 수 있다. 컨트롤러(130)는 검출된 불량 위치가 커버 글라스(10)의 최상단과 최하단 사이에, 즉 커버 글라스(10)의 내부에 위치하는 것으로 판단되면, 진성 불량으로 판정하게 된다. 컨트롤러(130)는 검출된 불량 위치가 커버 글라스(10)의 최상단 또는 최하단, 즉 커버 글라스(10)의 표면에 위치하는 것으로 판단되면, 가성 불량으로 판정하게 된다.
전술한 커버 글라스 검사장치(100)에 의해 커버 글라스(10)의 불량을 검사하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제1 촬상기기(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 원점 높이에서 커버 글라스(10)에 대해 수평으로 상대 이동하면서 스캐닝함으로써, 커버 글라스(10)의 불량 부위(11)를 미리 검출할 수 있다. 이때, 컨트롤러(130)는 제1 촬상기기(110)에 의해 스캐닝되어 획득된 영상을 기준 영상과 비교하여 커버 글라스(10)의 불량 부위(11)를 검출할 수 있다.
커버 글라스(10)의 불량 부위(11)가 검출되면, 제1 촬상기기(110)는 도 3에 도시된 바와 같이, 커버 글라스(10)의 불량 부위(11) 상방에서 원점으로부터 스텝 단위로 하강하면서 커버 글라스(10)에 대한 영상을 획득한다. 이와 동시에, 제2 촬상기기(120)는 제1 촬상기기(110)와 함께 스텝 단위로 하강하면서 커버 글라스(10)에 대한 영상을 획득한다.
이 과정에서, 컨트롤러(130)는 제2 촬상기기(120)에 의해 획득된 영상 정보를 기초로 커버 글라스(10)의 최상단 위치를 검출한다. 이때, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(130)는 제2 조명기(121)로부터 커버 글라스(10)를 거쳐 반사된 광이 제2 카메라(126)의 설정 영역에 감지되는 시점의 위치를 커버 글라스(10)의 최상단 위치로 판단하고, 커버 글라스(10)의 최상단 위치에서 제1 촬상기기(110)에 의해 획득된 영상 번호를 메모리에 저장할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 촬상기기(110)는 계속해서 스텝 단위로 하강하면서 커버 글라스(10)에 대한 영상을 획득하게 된다. 제1 촬상기기(110)는 커버 글라스(10)의 최하단 위치까지 하강해서 커버 글라스(10)에 대한 영상을 획득할 수 있다. 이 과정에서, 컨트롤러(130)는 커버 글라스(10)의 불량 부위(11)에 대한 선명도가 가장 높은 영상을 선택할 수 있다. 이때, 컨트롤러(130)는 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 커버 글라스(10)의 불량 부위(11)에 대한 선명도가 가장 높은 영상 번호를 메모리에 저장할 수 있다.
이어서, 컨트롤러(130)는 메모리로부터 커버 글라스(10)의 불량 부위(11)에 대한 선명도가 가장 높은 영상 번호와 커버 글라스(10)의 최상단 위치에서 획득된 영상 번호를 읽어 들인 후, 커버 글라스(10)의 불량 부위(11)에 대한 선명도가 가장 높은 영상 번호로부터 커버 글라스(10)의 최상단 위치에서 획득된 영상 번호를 뺀 값에 스텝 값을 곱해서 불량 위치를 검출할 수 있다.
이어서, 컨트롤러(130)는 검출된 불량 위치가 커버 글라스(10)의 최상단과 최하단 사이, 즉 커버 글라스(10)의 내부에 위치하는 것으로 판단되면, 진성 불량으로 판정하게 된다. 컨트롤러(130)는 검출된 불량 위치가 커버 글라스(10)의 최상단 또는 최하단, 즉 커버 글라스(10)의 표면에 위치하는 것으로 판단되면, 가성 불량으로 판정하게 된다.
이와 같이, 커버 글라스 검사장치(100)는 커버 글라스(10)에 대한 불량 검사시 진성 불량인지 혹은 가성 불량인지 여부를 판정하여 불량 종류를 분류할 수 있으므로, 커버 글라스(10)에 대한 검사 정확도를 높일 수 있게 된다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10..커버 글라스 11..불량 부위
110..제1 촬상기기 111..제1 조명기
116..제1 카메라 120..제2 촬상기기
121..제2 조명기 126..제2 카메라
130..컨트롤러

Claims (3)

  1. 검사대상인 커버 글라스의 상방에서 원점으로부터 승강 기구에 의해 스텝 단위로 하강하면서 커버 글라스에 대한 영상을 획득하는 제1 촬상기기;
    상기 제1 촬상기기와 함께 승강 지지체에 고정되어 상기 승강 기구에 의해 상기 제1 촬상기기와 함께 스텝 단위로 하강하면서 커버 글라스에 대한 영상을 동시에 획득하는 제2 촬상기기; 및
    상기 제2 촬상기기에 의해 획득된 영상 정보를 기초로 상기 커버 글라스의 최상단 위치를 검출하고, 검출된 커버 글라스의 최상단 위치 정보와 상기 제1 촬상기기에 의해 획득된 영상 정보를 기초로 커버 글라스의 불량 위치를 검출하여 진성 불량 여부를 판정하는 컨트롤러;를 포함하며,
    상기 컨트롤러는,
    상기 제1 촬상기기에 의해 획득된 영상에 순번을 부여하고, 커버 글라스의 불량 부위에 대한 선명도가 가장 높은 영상 번호로부터 커버 글라스의 최상단 위치에서 획득된 영상 번호를 뺀 값에 스텝 값을 곱해서 불량 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 커버 글라스 검사장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 촬상기기는,
    커버 글라스의 상방에서 커버 글라스를 조명하는 제1 조명기와, 상기 제1 조명기에 의해 조명된 커버 글라스에 대한 영상을 획득하는 제1 카메라를 포함하며;
    상기 제2 촬상기기는,
    커버 글라스의 측방에서 커버 글라스를 조명하는 제2 조명기와, 상기 제2 조명기에 의해 조명된 커버 글라스에 대한 영상을 획득하는 제2 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 커버 글라스 검사장치.
KR1020180164771A 2018-12-19 2018-12-19 커버 글라스 검사장치 KR102199313B1 (ko)

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