KR102576277B1 - 불량 검출 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 불량 검출 장치는 복수의 화소부를 포함하는 이미지에 관심 영역을 설정하는 영역 설정부 및 관심 영역을 복수의 세그먼트로 분류하고, 복수의 세그먼트 각각에 대해 복수의 화소부의 그레이 레벨 값을 기초로 추세선을 생성하는 결함 검출부를 포함하고, 결함 검출부는 복수의 화소부의 그레이 레벨 값과 추세선을 비교하여, 이미지의 얼룩을 검출한다.

Description

불량 검출 장치 및 방법 {APPARATUS AND MEHTOD FOR DETECTING DEFECTS}
본 발명은 불량 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.
표시 장치는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display, OLED) 등과 같은 여러 종류의 표시 장치가 사용되고 있다.
다만, 표시 장치의 표면에는 서로 다른 이유로 얼룩과 같은 결함이 발생된다. 상기 얼룩 결함에 의해, 화면 전체를 일정한 계조로 표시했을 때 특정 영역이 불균일하게 표시된다. 이에 따라, 종래 오퍼레이터들은 얼룩 결함과 같은 불량을 검출하기 위해, 표시 장치에 대해 다양한 시각 검사를 수행한다. 그러나, 이러한 육안에 의한 방법은 개별 오퍼레이터의 판단에 의존하게 되므로 매우 주관적이고 실수로 인한 문제 발생 가능성이 높다. 한편, 스레스 홀드(threshold) 방식의 불량 검사는 특정 얼룩 결함의 형상에 따라, 검출 정확도가 떨어진다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 얼룩 결함에 의한 불량 검출 정확도를 높이기 위한 불량 검출 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 불량 검사가 모듈 공정 간에 적용되어 불필요한 뒷공정이 수행되는 것을 방지할 수 있는 불량 검출 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 불량 검출 장치는 복수의 화소부를 포함하는 이미지(image)에 관심 영역을 설정하는 영역 설정부; 및 상기 관심 영역을 복수의 세그먼트(segment)로 분류하고, 상기 복수의 세그먼트 각각에 대해 상기 복수의 화소부의 그레이 레벨(gray level) 값을 기초로 추세선을 생성하는 결함 검출부를 포함하고, 상기 결함 검출부는 상기 복수의 화소부의 그레이 레벨 값과 상기 추세선을 비교하여, 상기 이미지의 얼룩을 검출한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 불량 검출 장치는 대상 객체; 상기 대상 객체를 촬영하여 복수의 화소부를 갖는 이미지를 생성하는 촬영 유닛; 및 상기 이미지를 제공받아, 상기 이미지의 얼룩을 검출하여 상기 대상 객체의 불량 여부를 판단하는 불량 판단 유닛을 포함하고, 상기 불량 판단 유닛은, 상기 이미지를 복수의 세그먼트로 분류하여 상기 복수의 세그먼트 각각에 대해 상기 복수의 화소부의 그레이 레벨(gray level) 값을 기초로 추세선을 생성하고, 상기 복수의 화소부의 그레이 레벨 값과 상기 추세선을 비교하여, 상기 이미지의 얼룩을 검출한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 불량 검출 방법은 복수의 화소부를 포함하는 이미지에 관심 영역을 설정하는 단계; 상기 관심 영역을 복수의 세그먼트로 분류하는 단계; 상기 복수의 세그먼트 각각에 대해 상기 복수의 화소부의 그레이 레벨 값을 산출하는 단계; 상기 산출된 그레이 레벨 값을 기초로 추세선을 생성하는 단계; 및 상기 그레이 레벨 값과 상기 추세선을 비교하여 상기 이미지의 얼룩을 검출하는 단계를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 얼룩 결함에 의한 불량 검출 정확도를 높일 수 있다.
또한, 불량 검사가 모듈 공정 간에 적용되어 불필요한 뒷공정이 수행되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 불량 검출 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 불량 검출 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 도 1에 도시한 대상 객체의 일 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시한 대상 객체를 촬영한 이미지를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 도시한 이미지에 대응되는 실제 이미지를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 검사 열에 대응되는 그레이 레벨 값과 이를 기초로 생성된 추세선을 나타낸 그래프이다.
도 7은 도 5에 도시된 이미지에 얼룩의 윤곽을 표시한 도면이다.
도 8은 그라데이션 형태의 그레이 레벨 분포를 갖는 이미지를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8에 도시한 기준선에 대한 그레이 레벨 분포 및 추세선을 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 불량 검출 방법을 나타낸 순서도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 불량 검출 방법에 의해 복수의 세그먼트로 구분된 이미지를 나타낸 도면이다.
도 12는 도 11에 도시한 검사 열에 대응되는 그레이 레벨 값과 이를 기초로 생성된 추세선을 나타낸 그래프이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "위(on)", "상(on)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위"에 놓여질 수 있다. 또한 도면을 기준으로 다른 소자의 "좌측"에 위치하는 것으로 기술된 소자는 시점에 따라 다른 소자의 "우측"에 위치할 수도 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이 경우 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.
명세서 전체를 통하여 동일하거나 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 불량 검출 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 불량 검출 장치는 대상 객체(100)를 촬영하여 이미지를 생성하는 촬영 유닛(200) 및 상기 이미지를 기초로 대상 객체(100)의 불량 여부를 판단하는 불량 판단 유닛(300)을 포함할 수 있다. 본 명세서에서의 대상 객체(100)의 불량은 대상 객체(100)에 얼룩 등과 같은 결함이 존재하는 것으로 정의된다.
대상 객체(100)는 일 실시예로 영상을 표시하는 표시 장치(display device)의 일부 구성일 수 있다. 여기서, 상기 표시 장치의 일부 구성은 표시 장치로 형성되기 전의 상태에 해당되며, 외부로부터 충격 및 이물질 등으로부터 보호하기 위한 보호 필름을 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 대상 객체(100)는 표시 장치 자체일 수도 있다. 이하, 본 명세서에서는 대상 객체(100)가 표시 장치의 일부 구성인 것인 것을 예로 들어 설명하기로 한다. 한편, 대상 객체(100)에 대해서는 도 3을 참조하여 보다 상세히 후술하기로 한다.
촬영 유닛(200)은 검사 대상이 되는 대상 객체(100)를 촬영하여 이미지를 생성할 수 있다. 촬영 유닛(200)은 생성된 이미지를 불량 판단 유닛(300)으로 제공할 수 있다. 촬영 유닛(200)은 스테이지(210) 및 카메라(220)를 포함할 수 있다.
스테이지(210) 상에는 대상 객체(100)가 안착될 수 있다. 카메라(220)는 상기 스테이지(210) 상에 안착된 대상 객체(100)를 촬영하여 이미지를 생성할 수 있다. 불량 판단을 위한 이미지를 생성할 수 있는 경우라면, 카메라(220)의 배치 위치 및 기울어지는 각도는 특별히 제한되지 않는다. 일 실시예로, 카메라(220)는 스테이지(210) 상측에 소정의 거리 이격되어 배치되되, 대상 객체(100)를 향하여 약 30도 내지 60도의 각도를 갖도록 기울어질 수 있다. 카메라(220)의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 일 실시예로 CCD(Charge-Coupled Device) 카메라일 수 있다. 도면에는 도시되지 않았지만, 촬영 유닛(200)은 대상 객체(100)에 대해 광을 제공하는 조명 유닛을 더 포함할 수 있다.
불량 판단 유닛(300)은 카메라(220)로부터 제공받은 이미지를 이용하여, 대상 객체(100)의 얼룩과 같은 결함 유무를 판단할 수 있다. 일 실시예로, 불량 판단 유닛(300)은 얼룩 결함을 판단하는 알고리즘이 설치된 컴퓨터 등과 같은 전자 기기일 수 있다. 불량 판단 유닛(300)은 이미지의 그레이 레벨(gray level) 값을 검출하여 추세선을 생성한 후, 상기 그레이 레벨 값과 추세선을 비교함으로써 대상 객체(100)의 얼룩을 검출할 수 있다. 불량 판단 유닛(300)은 검출된 얼룩의 크기 등을 사전에 설정된 기준과 비교함으로써, 대상 객체(100)의 불량 여부를 판단할 수 있다.
이를 위해, 불량 판단 유닛(300)은 영역 설정부(310), 결함 검출부(320) 및 불량 판단부(330)를 포함할 수 있다.
영역 설정부(310)는 카메라(220)로부터 이미지를 획득하여, 이미지에 관심 영역을 설정할 수 있다. 관심 영역은 얼룩 결함 유무를 검출할 대상 영역으로 정의된다. 상기 관심 영역의 크기 및 위치 등은 특별히 제한되는 것이 아니며, 대상 객체(100)의 크기 및 종류 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 영역 설정부(310)는 이미지를 흑백으로 전환할 수 있다.
한편, 카메라(220)로부터 촬영된 대상 객체(100)의 이미지는 복수의 화소부를 포함할 수 있다. 여기서, 화소부는 이미지를 구성하고 있는 최소 단위의 명암의 점을 의미한다. 복수의 화소부의 개수는 카메라(220)의 성능 등에 따라 달라질 수 있다.
결함 검출부(320)는 영역 설정부(310)로부터 관심 영역이 설정된 이미지를 제공받아, 얼룩을 검출할 수 있다. 보다 상세히 설명하면, 결함 검출부(320)는 제공받은 흑백 이미지에 포함된 복수의 화소부 각각에 대한 그레이 레벨(gray level) 값을 산출할 수 있다. 여기서, 그레이 레벨 값은 흑색과 백색 사이의 명암에 대한 계조 값으로 정의된다. 다음으로, 결함 검출부(320)는 검출된 그레이 레벨 값을 기초로 복수의 추세선을 생성하고, 상기 복수의 추세선과 검출된 그레이 레벨 값을 비교함으로써, 얼룩의 윤곽(contour)을 추출하여 표시할 수 있다. 얼룩의 윤곽이 표시된 이미지는 얼룩이 발생된 부분과 발생되지 않은 부분의 대비가 커진 상태일 수 있다.
불량 판단부(330)는 윤곽이 추출된 이미지를 결함 검출부(320)로부터 제공받아, 대상 객체(100)의 불량 여부를 판단할 수 있다. 일 실시예로, 불량 판단부(330)는 얼룩의 윤곽을 수치화시킨 후, 수치화된 값과 사전에 설정된 기준 값을 비교하여 대상 객체(100)가 불량인지 여부를 판단할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 불량 검출 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 불량 검출 방법을 나타낸 순서도이다. 도 3은 도 1에 도시한 대상 객체의 일 실시예를 나타낸 단면도이다. 도 4는 도 3에 도시한 대상 객체를 촬영한 이미지를 나타낸 도면이다. 도 5는 도 4에 도시한 이미지에 대응되는 실제 이미지를 나타낸 도면이다. 도 6은 도 5에 도시된 검사 열에 대응되는 그레이 레벨 값과 이를 기초로 생성된 추세선을 나타낸 그래프이다. 도 7은 도 5에 도시된 이미지에 얼룩의 윤곽을 표시한 도면이다.
먼저 도 1 내지 도 3를 참조하여, 대상 객체(100)의 이미지를 획득하는 단계에 대해 설명하기로 한다.
카메라(220)는 스테이지(210) 상에 배치된 대상 객체(100)를 촬영하여 이미지를 획득할 수 있다(S10). 전술한 바와 같이, 대상 객체(100)는 표시 장치의 일부 구성일 수 있다. 이하, 상기 표시 장치의 일부 구성을 표시 모듈(110)이라고 지칭하기로 한다. 보다 상세히 설명하기로 한다.
대상 객체(100)는 표시 모듈(110) 및 보호 필름(120)을 포함할 수 있다.
표시 모듈(110)은 표시 장치의 일부 구성으로써, 불량이 없다고 판단되는 경우 표시 장치의 다른 구성과 결합되어 표시 장치를 형성할 수 있다. 일 실시예로, 표시 모듈(110)은 입력 감지 패널(111), 접착층(112) 및 윈도우 패널(113)을 포함할 수 있다. 본 명세서에서, 다른 구성과 접착 부재를 통해 결합된 구성은 ““패널””로 표현하기로 한다. 또한, 다른 구성과 연속 공정을 통해 형성된 당해 구성은 ““층””으로 표현하기로 한다. 패널은 베이스 면을 제공하는 베이스층을 포함한다. 이에 반해, 층은 상기 베이스층이 생략될 수 있다. 즉, ““층””이라 표현하면, 다른 구성 상부면을 베이스층으로 하여, 다른 구성의 상부면에 직접 배치되는 것을 의미한다. 여기서, 베이스층은 일 실시예로 합성 수지 필름 및 복합 재료 필름 등과 같은 단일 필름이거나, 복수의 필름이 적층된 형태일 수 있다. 또한, 베이스층은 유리 기판 등을 포함할 수 있다.
입력 감지 패널(111)은 일 실시예로 접촉된 사용자의 손 또는 터치 펜을 감지할 수 있다. 다른 실시예로, 입력 감지 패널(111)은 외부로부터 가해지는 압력 등을 감지할 수도 있다.
윈도우 패널(113)은 외부의 스크래치 등으로부터 입력 감지 패널(111)을 보호할 수 있다. 윈도우 패널(113)은 입력 감지 패널(111) 상에 배치되되, 접착층(112)을 통해 입력 감지 패널(111)과 결합될 수 있다.
접착층(112)은 입력 감지 패널(111) 및 윈도우 패널(113) 사이에 배치되어, 양자를 서로 결합시킬 수 있다. 접착층(112)은 일 실시예로 감압 접착 부재(PSA), 광학 투명 접착 부재(OCA) 또는 광학 투명 접착 필름(OCR)일 수 있다.
보호 필름(120)은 입력 감지 패널(111)의 하부에 배치될 수 있다. 보호 필름(120)은 표시 모듈(110)이 다른 모듈과 결합되기 전까지, 이물질 또는 외부 충격으로부터 표시 모듈(110)을 보호할 수 있다. 즉, 보호 필름(120)은 표시 모듈(110)이 다른 모듈과 결합되는 경우, 결합 전에 제거될 수 있다. 다른 실시예로, 보호 필름(120)은 제거되지 않고, 다른 모듈과의 결합을 위한 베이스층 또는 결합 부재로 사용될 수도 있다.
전술한 바와 같이, 표시 모듈(110)은 입력 감지 패널(111), 접착층(112) 및 윈도우 패널(113)이 적층되어 형성될 수 있다. 다만, 각 구성 예를 들어 입력 감지 패널(111) 또는 윈도우 패널(113) 자체의 결함, 각 구성 간의 이물 및 결합 과정에서의 사고 등으로 인해, 표시 모듈(110)에 얼룩과 같은 결함이 발생될 수 있다.
특히, 도 3과 같이, 표시 모듈(110)에 보호 필름(120)이 부착되어 있는 대상 객체(100)의 경우, 보호 필름(120) 자체, 예를 들어 보호 필름(120) 표면의 불균일한 반사율 또는 굴절율 등에 의해, 표시 모듈(110)의 결함이 쉽게 발견되지 않을 수 있다.
이하, 보호 필름(120)이 부착된 표시 모듈(110)을 포함하는 대상 객체(100)의 얼룩 결함을 검출하는 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1, 도 2 및 도 4를 참조하면, 영역 설정부(310)는 카메라(220)로부터 획득한 이미지(410)에 대해 관심 영역(ROI)을 설정하고, 이미지(410)를 흑백 전환시킬 수 있다(S20).
전술한 바와 같이, 관심 영역(ROI)은 이미지(410)에서 얼룩 결함 유무를 검출할 대상 영역으로 정의된다. 여기서, 이미지(410)는 복수의 화소부(PX)를 포함할 수 있다. 상기 복수의 화소부(PX)는 이미지(410)를 구성하고 있는 최소 단위의 명암의 점을 의미한다. 복수의 화소부의 개수, 배치 등은 카메라(220)의 성능 등에 따라 달라질 수 있다.
영역 설정부(310)는 복수의 화소부(PX)를 포함하는 이미지(410)에 대해 관심 영역(ROI)을 설정한 이후, 이미지(410)를 흑백으로 전환하여 결함 검출부(320)에 제공할 수 있다.
본 명세서에서는 영역 설정부(310)가 관심 영역(ROI) 설정 이후, 이미지(410)를 흑백으로 전환하는 것으로 설명하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 영역 설정부(310)는 다른 실시예로 그레이 레벨 값을 먼저 산출한 이후에, 관심 영역(ROI)을 설정할 수도 있다. 한편, 관심 영역(ROI)의 형상, 크기 및 위치 등의 경우, 도 4에 도시된 것으로 제한되는 것은 아니다.
다음으로, 결함 검출부(320)는 흑백 전환된 이미지(410)를 기초로, 얼룩 결함 유무를 검출할 수 있다. 보다 상세히 설명하기로 한다.
결함 검출부(320)는 흑백 전환된 이미지(410)에 대한 그레이 레벨 값을 산출할 수 있다. 즉, 결함 검출부(320)는 이미지(410)에 포함된 복수의 화소부(PX)에 각각의 위치별로, 그레이 레벨 값을 산출하여 흑색과 백색 사이의 명암에 대한 계조 변화선으로 표현할 수 있다.
결함 검출부(320)는 흑백 전환된 이미지(410)에 대해 수직 방향 및 수평 방향 각각에 대해, 그레이 레벨 값을 산출할 수 있다. 다만, 결함 검출부(320)의 그레이 레벨 값 산출 순서는 특별히 제한되지 않는다. 즉, 결함 검출부(320)는 수평 방향에 대한 그레이 레벨 값을 먼저 산출할 수도 있으며, 수직 방향에 대한 그레이 레벨 값을 먼저 산출할 수도 있다.
수직 방향에 대한 그레이 레벨 값을 먼저 산출하는 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
결함 검출부(320)는 수직 시작 라인(SC)부터 수직 종료 라인(EC)까지, 각각에 배치되는 복수의 화소부(PX)에 대해 수직 방향의 그레이 레벨 값을 산출할 수 있다(S30). 검사 열(CL1)을 기준으로 보다 상세히 설명하면, 결함 검출부(320)는 복수의 화소부(PX) 중 검사 열(CL1)에 배치되는 화소부 각각에 대한 그레이 레벨 값을 산출할 수 있다. 이후, 결함 검출부(320)는 검출된 그레이 레벨 값이 마지막 열인 수직 종료 라인(EC)에 대응되는 그레이 레벨 값인지 확인할 수 있다(S40).
수직 종료 라인(EC)에 해당되는 경우라면, 결함 검출부(320)는 수평 시작 라인(SR)부터 수평 종료 라인(ER)까지, 각각에 배치되는 복수의 화소부(PX)에 대해 수평 방향의 그레이 레벨 값을 산출할 수 있다(S50). 결함 검출부(320)는 검출된 그레이 레벨 값이 마지막 행인 수평 종료 라인(ER)에 대응되는 그레이 레벨 값인지 확인할 수 있다(S60).
수평 종료 라인(ER)에 해당되는 경우라면, 결함 검출부(320)는 산출된 복수의 그레이 레벨 값을 기초로 복수의 추세선을 생성하고, 복수의 추세선과 이에 대응되는 그레이 레벨 값을 비교할 수 있다(S70).
결함 검출부(320)는 각 열 및 각 행에 대한 그레이 레벨 값을 기초로, 복수의 추세선을 생성할 수 있다. 여기서, 복수의 추세선은 각 열에 대응되는 복수의 수직 추세선 및 각 행에 대응되는 복수의 수평 추세선을 포함할 수 있다. 결함 검출부(320)는 일 실시예로 행 또는 열에 대한 그레이 레벨 값을 모두 산출한 이후, 이를 기초로 복수의 추세선을 한번에 생성할 수도 있다. 다른 실시예로, 결함 검출부(320)는 하나의 행 또는 하나의 열에 대한 그레이 레벨 값을 산출한 이후에, 이에 대응되는 추세선을 바로 생성할 수도 있다. 한편, 결함 검출부(320)는 상기 그레이 레벨 값 및 생성된 추세선을 저장하기 위한 별도의 메모리부를 더 포함할 수도 있다.
이후, 결함 검출부(320)는 생성된 추세선과 상기 추세선에 대응되는 그레이 레벨 값을 비교할 수 있다. 도 1, 도 4, 도 5 및 도 6을 참조하여, 전술한 검사 열(CL1)에 대한 추세선 생성 및 그레이 레벨 값과의 비교 과정을 예로 들어 설명하기로 한다.
한편, 도 5에 도시된 A 영역 및 B 영역은 얼룩 결함 영역에 해당된다. 여기서, 얼룩 결함 영역은 주변 영역 대비 낮은 계조 또는 높은 계조를 갖는 영역에 해당되며, 비정형적인 형상을 가진다. 또한, 도 6에 도시된 그래프는 해당 검사 열(CL1)에 배치되는 화소부의 그레이 레벨 값, 즉 계조를 화소부의 배치 위치에 따라 나타낸 그래프이다.
먼저, 검사 열(CL1)에 대한 그레이 레벨 값을 기초로, 추세선(CL1a)을 생성하는 과정에 대해 설명하기로 한다.
결함 검출부(320)는 검사 열(CL1)에 대한 그레이 레벨 값의 분포를 고려하여 추세선(CL1a)을 생성할 수 있다. 도 6에 도시된 검사 열(CL1)의 그레이 레벨 값 분포를 선으로 이으면, 그레이 레벨 값 변화선(CL1b)이 생성된다. 상기 그레이 레벨 값 변화선(CL1b)의 전체적인 추세는 도 6에 도시된 추세선(CL1a)과 같이 2차 방정식으로 표현될 수 있다. 이와는 달리, 그레이 레벨 값 변화선(CL1b)의 전체적인 추세를 고려하여 추세선(CL1a)이 3차 방정식으로 표현될 수도 있다.
예를 들어 보다 상세히 설명하기로 한다. 결함 검출부(320)는 검사 열(CL1)의 그레이 레벨 값에 대해 최소 제곱법(Least Square Method)을 이용하여, 추세선(CL1a)을 생성할 수 있다. 여기서, 최소 제곱법은 측청치의 총 수가 미지수의 개수를 초과하는 경우, 미지수의 최확값(Most Probable Value)을 결정할 때 사용될 수 있다. 결함 검출부(320)는 검사 열(CL1)에 대한 그레이 레벨 값을 이은 그레이 레벨 값 변화선(CL1b)을 기초로, 최소 제곱법을 이용하여 아래의 수학식 1에 기재된 2차 방정식의 a, b 및 c값을 계산함으로써, 추정값을 구할 수 있다.
[수학식 1]
추정값: an2+bn+c
결함 검출부(320)는 상기 검사열(CL1a)에 배치되는 복수의 화소부 각각의 그레이 레벨 값을 기초로, 이에 대응되는 추정값을 산출할 수 있다. 상기 산출된 추정값을 이으면 도 6에 도시된 추세선(CL1a)이 생성된다. 한편, 검사 열(CL1)에 대응되는 그레이 레벨 값을 이으면, 도 6에 도시된 그레이 레벨 값 변화선(CL1b)이 생성된다.
결함 검출부(320)는 특정 화소부에서의, 추세선(CL1a) 및 그레이 레벨 값 변화선(CL1b)간의 이격 거리 값이, 사전에 설정된 범위를 벗어나는 경우 상기 특정 화소부를 얼룩 화소부로 지정한다.
수평 및 수직 방향에 대한 검사가 모두 종료된 이후, 결함 검출부(320)는 얼룩 화소부로 지정된 화소부들의 윤곽(contour)을 추출하여 표시할 수 있다(S80). 일 실시예로, 결함 검출부(320)는 윤곽을 추출하는 과정에서 발생될 수 있는 노이즈(noise)를 제거하기 위한 수단으로써 미디언 필터(median filter)를 적용할 수도 있다. 여기서, 노이즈는 최소 제곱법 적용 과정 중 발생한 일부 오차로 인해 얼룩 결함 영역이 아닌 화소부가 얼룩 화소부로 지정되는 경우를 말한다.
도 7을 참조하면, 도 5에 도시된 A 영역 및 B 영역에 배치되는 얼룩 화소부의 윤곽(CT1, CT2)이 이미지 상에 표시된 것을 알 수 있다.
불량 판단부(330)는 윤곽(CT1, CT2)에 의해 얼룩 결함으로 표시된 영역을 수치화시킨 후, 그 결과값과 사전에 설정된 기준 값을 비교하여 대상 객체(100)가 불량인지 여부를 판단할 수 있다(S90). 예를 들면, 윤곽(CT1, CT2)에 의해 얼룩 결함으로 표시된 영역의 면적이 사전에 설정된 기준 면적보다 크거나, 또는 윤곽(CT1, CT2)에 의해 얼룩 결함으로 표시된 영역의 평균 그레이 레벨 값이 사전에 설정된 기준 그레이 레벨 값보다 높은 경우, 대상 객체(100)를 불량으로 판단할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 불량 검출 장치는 대상 객체(100)를 촬영한 이미지(410)에 대해 그레이 레벨 값을 도출하고, 생성된 추세선과 비교함으로써 불량 여부를 판단할 수 있다. 이에 따라, 개별 오퍼레이터에 의한 주관적 판단에 비해 보다 객관적으로 대상 객체(100)의 불량 여부를 판단할 수 있다. 특히, 표시 모듈(110)에 보호 필름(120)이 부착되어 있는 대상 객체(100)와 같은 경우, 보호 필름(120) 표면이 불균일한 반사율 또는 굴절율을 갖더라도, 대상 객체(100)의 불량 여부를 보다 정확하게 검출할 수 있다. 나아가, 대상 객체(100)가 완성되기 전, 즉 모듈화된 상태에서 불량 여부를 판단할 수 있으므로, 불필요한 후공정이 진행되는 것을 최소화시킬 수 있다.
본 명세서에서는 대상 객체(100)가 입력 감지 패널(111), 접착층(112) 및 윈도우 패널(113)을 포함하는 표시 모듈(110)로 예를 들어 설명하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 대상 객체(100)는 영상을 표시하는 표시 패널, 입력을 감지하는 입력 감지 패널, 외부 광에 의한 반사율을 저감하기 위한 반사 방지 패널 및 윈도우 패널 등 중 적어도 일부를 포함할 수도 있다.
한편, 보호 필름(120)의 표면이 그라데이션(gradation) 형태의 그레이 레벨 분포를 갖는 경우, 즉 그래프 상 높낮이 변화가 큰 경우에는, 그레이 레벨 값 변화선의 전체적인 추세가 2차 또는 3차 방정식으로 표현되기 어렵다. 만약, 4차 방정식 이상으로 추세선을 생성하는 경우, 추세선이 부정확할 수 있다. 도 8 및 도 9를 예를 들어 설명하기로 한다.
도 8은 그라데이션 형태의 그레이 레벨 분포를 갖는 이미지를 나타낸 도면이다. 도 9는 도 8에 도시한 기준선에 대한 그레이 레벨 분포 및 추세선을 나타낸 그래프이다.
도 8에 도시한 이미지에서, 기준선(RL)이 위치하는 부분 중 일부 영역(C1, C2)은 상대적으로 다른 영역에 비해 그레이 레벨이 높다. 즉, 도 8에 도시한 이미지는 특히 기준선(RL)이 위치하는 부분에서, 그라데이션 형태의 그레이 레벨 분포를 가진다. 이에 따라, 기준선(RL)에 대응되는 그레이 레벨 값은 소정의 주기를 갖는 그레이 레벨 분포 변화선(RLb)으로 표현된다. 상기 그레이 레벨 분포 변화선(RLb)의 경우 2차 또는 3차 방정식으로 추세선을 표현하기 어렵다.
따라서, 4차 이상의 방정식을 통해 추세선(RLa)을 표현하는 경우, 도 9에 도시된 것과 같이 추세선(RLa)이 부정확하게 표현된다. 여기서, 추세선(RLa)이 부정확한 경우는, 상기 추세선(RLa)을 기초로 얼룩 결함을 판단하는 경우 실제 얼룩 결함이 아님에도 얼룩 결함으로 판단되는 것을 의미한다. 예를 들면, 추세선(RLa)과 이격 거리가 상대적으로 먼 영역(RG)은 보호 필름(120)의 그라데이션에 의해 그레이 레벨 값이 상대적으로 높거나 낮게 표현된 경우임에도, 얼룩 결함으로 판단될 수 있다. 이 경우, 해당 대상 객체는 실제 불량이 아님에도 불량으로 판단될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 불량 검출 방법은 이미지를 복수의 세그먼트로 구분하고, 각각의 세그먼트에 대해 그레이 레벨 값과 추세선을 비교하는 연산을 수행함으로써, 불량 여부 판단의 정확성을 높일 수 있다. 이에 대해서는, 도 10 내지 도 12를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 불량 검출 방법을 나타낸 순서도이다. 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 불량 검출 방법에 의해 복수의 세그먼트로 구분된 이미지를 나타낸 도면이다. 도 12는 도 11에 도시한 검사 열에 대응되는 그레이 레벨 값과 이를 기초로 생성된 추세선을 나타낸 그래프이다. 다만, 도 1 내지 도 9에서 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1, 도 4, 도 10, 도 11 및 도 12를 참조하면, 결함 검출부(320)는 이미지(410)를 복수의 세그먼트(SG)로 분류할 수 있다(S21). 다만, 본 명세서에서는 복수의 세그먼트(SG)로 분류하는 단계(S21)를 관심 영역(ROI) 설정 및 흑백 전환하는 단계(S20) 이후로 설명하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 이미지(410)의 관심 영역(ROI) 설정, 흑백 전환 및 복수의 세그먼트(SG)로 분류하는 것들의 순서는 특별히 제한되지 않는다.
이미지(410)는 복수의 세그먼트(SG)로 분류되되, 그 개수는 특별히 제한되지 않는다. 또한, 복수의 세그먼트(SG) 각각이 서로 다른 형상 및 크기를 가질 수도 있다.
결함 검출부(320)는 일 세그먼트에 대해 수직 방향에 대한 그레이 레벨 값을 산출할 수 있다(S31). 수직 라인 검사가 종료된 경우, 즉 마지막 수직 열에 해당되는 경우라면(S41), 결함 검출부(320)는 상기 수직 라인 검사가 종료된 일 세그먼트에 대해 수평 방향에 대한 그레이 레벨 값을 산출할 수 있다(S51). 수평 라인 검사가 종료된 경우, 즉 마지막 수평 행에 해당되는 경우라면(S61), 상기 일 세그먼트가 마지막 세그먼트(S62)에 해당되는지 확인할 수 있다(S62). 만약, 마지막 세그먼트가 아니라면 세그먼트를 이동(S63)할 수 있다.
이에 따라, 복수의 세그먼트(SG) 각각에 대해, 수직 및 수평 라인 검사를 수행하여 복수의 세그먼트(SG) 각각에 대한 그레이 레벨 값 변화선 및 추세선을 생성할 수 있다. 한편, 하나의 세그먼트에서 수직 및 수평 라인 검사를 모두 수행한 이후에 다음 세그먼트로 넘어가는 것으로 설명하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 실시예로, 복수의 세그먼트(SG)가 동시에 수직 또는 수평 라인 검사가 수행되어, 한번에 각 세그먼트에 대한 그레이 레벨 값 변화선 및 추세선이 생성될 수도 있다.
이하, 도 11 및 도 12에서는 제1 내지 제5 세그먼트(SG1 내지 SG5)를 예로 들어 설명하기로 한다. 도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 불량 검출 방법은 제1 내지 제5 세그먼트(SG1 내지 SG5) 각각에 대해 수직 및 수평 라인 검사를 독립적으로 수행할 수 있다. 이에 따라, 제1 내지 제5 세그먼트(SG1 내지 SG5)의 검사 열(CL2)에 대한 그레이 레벨 값을 이은 그레이 레벨 값 변화선(SG1_CL2b 내지 SG5_CL2b)을 기초로, 2차 또는 3차 방정식으로 추세선(SG1_CL2a 내지 SG5_CL2a)을 생성할 수 있다.
상기 방법을 통해, 도 11에 도시된 이미지의 얼룩 영역(D1, D2)을 보다 정확히 검출할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 대상 객체;
110: 표시 모듈;
120: 보호 필름;
200: 촬영 유닛;
300: 불량 판단 유닛;
310: 영역 설정부;
320: 결함 검출부;
330: 불량 판단부;

Claims (16)

  1. 복수의 화소부를 포함하는 이미지(image)에 관심 영역을 설정하는 영역 설정부; 및
    상기 관심 영역을 복수의 세그먼트(segment)로 분류하고, 상기 복수의 세그먼트 각각에 대해 상기 복수의 화소부의 그레이 레벨(gray level) 값을 기초로 추세선을 생성하는 결함 검출부를 포함하고,
    상기 결함 검출부는 상기 복수의 화소부의 그레이 레벨 값과 상기 추세선을 비교하여, 상기 이미지의 얼룩을 검출하는 불량 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 결함 검출부는 상기 세그먼트 내에 배치되는 복수의 화소부에 대해 수직 라인 및 수평 라인 중 적어도 하나를 따라 상기 그레이 레벨 값을 산출하는 불량 검출 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 결함 검출부는 상기 복수의 화소부의 그레이 레벨 값에 최소 제곱법을 적용하여 상기 추세선을 생성하는 불량 검출 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 결함 검출부는 상기 복수의 화소부의 그레이 레벨 값을 이은 그레이 레벨 값 변화선 및 상기 추세선 사이의 이격 거리 값과 사전에 설정된 값을 비교하여, 상기 이미지의 얼룩을 검출하는 불량 검출 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 영역 설정부는 상기 이미지를 흑백 전환하여 상기 결함 검출부에 제공하는 불량 검출 장치.
  6. 대상 객체;
    상기 대상 객체를 촬영하여 복수의 화소부를 갖는 이미지를 생성하는 촬영 유닛; 및
    상기 이미지를 제공받아, 상기 이미지의 얼룩을 검출하여 상기 대상 객체의 불량 여부를 판단하는 불량 판단 유닛을 포함하고,
    상기 불량 판단 유닛은, 상기 이미지를 복수의 세그먼트로 분류하여 상기 복수의 세그먼트 각각에 대해 상기 복수의 화소부의 그레이 레벨(gray level) 값을 기초로 추세선을 생성하고, 상기 복수의 화소부의 그레이 레벨 값과 상기 추세선을 비교하여, 상기 이미지의 얼룩을 검출하는 불량 검출 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 대상 객체는 보호 필름을 포함하는 불량 검출 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 불량 판단 유닛은 상기 세그먼트 내에 배치되는 복수의 화소부에 대해 수직 라인 및 수평 라인 중 적어도 하나를 따라 상기 그레이 레벨 값을 산출하는 불량 검출 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 불량 판단 유닛은 상기 복수의 화소부의 그레이 레벨 값에 최소 제곱법을 적용하여 상기 추세선을 생성하는 불량 검출 장치.
  10. 복수의 화소부를 포함하는 이미지에 관심 영역을 설정하는 단계;
    상기 관심 영역을 복수의 세그먼트로 분류하는 단계;
    상기 복수의 세그먼트 각각에 대해 상기 복수의 화소부의 그레이 레벨 값을 산출하는 단계;
    상기 산출된 그레이 레벨 값을 기초로 추세선을 생성하는 단계; 및
    상기 그레이 레벨 값과 상기 추세선을 비교하여 상기 이미지의 얼룩을 검출하는 단계를 포함하는 불량 검출 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 그레이 레벨 값을 산출하는 단계는,
    상기 세그먼트 내에 배치되는 복수의 화소부에 대해 수직 라인 및 수평 라인 중 적어도 하나를 따라 상기 그레이 레벨 값을 산출하는 불량 검출 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 추세선을 생성하는 단계는,
    상기 복수의 화소부의 그레이 레벨 값에 최소 제곱법을 적용하여 상기 추세선을 생성하는 불량 검출 방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 이미지의 얼룩을 검출하는 단계는,
    상기 복수의 화소부의 그레이 레벨 값을 이은 그레이 레벨 값 변화선 및 상기 추세선 사이의 이격 거리 값과 사전에 설정된 값을 비교하여, 상기 이미지의 얼룩을 검출하는 불량 검출 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 이미지를 흑백 전환하는 단계를 더 포함하는 불량 검출 방법.
  15. 제10항에 있어서, 상기 관심 영역을 설정하는 단계 이전에,
    대상 객체를 촬영하여 상기 이미지를 생성하는 단계를 더 포함하는 불량 검출 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 대상 객체는 보호 필름을 포함하는 불량 검출 방법.
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