KR20020061476A - 패널 검사장치 및 패널 검사방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판, 필름, 부직포 등 빛을 투과시키거나 반사시키는 검사대상물에 빛을 조사하여 반사되거나 투과되는 빛을 촬상하여 검사대상물의 불량을 검출하도록 하는 패널검사장치 및 검사방법을 제공한다.

상기 목적을 위하여 본 발명에는 검사 대상물에 촬상수단을 중심으로 일정거리로 이격된 2열의 광원으로부터 빛을 각 열마다 교대로 조사하거나 빛을 검사대상물에 투과시키는 광조사단계;

조사된 빛이 상기 대상물에 반사 또는 투과되어 상기 촬상수단에 실상영상을 형성하는 단계;

상기 실상영상으로부터 결점패턴을 추출하는 단계들이 개시되어진다.

Description

패널 검사장치 및 패널 검사방법 {panel inspecting apparatus and inspecting method for panel}

본 발명은 CCL(Copper Clad Laminating sheet)판, LCD 패널의 기판 유리, PDP 기판 유리, 필름, 부직포 등의 패널의 불량을 검사하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 투명, 불투명 패널에 빛을 조사하여 투과 또는 반사될 때의 영상 패턴을 이용하여 불량을 검출하도록 하는 패널 검사장치 및 패널 검사방법에 관한 것이다.

전자제품의 기초재료가 되는 동박(Copper Foil), CCL(Copper Clad Laminate)기판이나, LCD패널의 기판, PDP기판, 산업용 재료로 쓰이는 필름, 부직포 등에서의 불량은 전체 제품의 불량을 초래하기 때문에 이들에 대한 검사를 철저히 하여 왔다. 이들의 불량을 검사하기 위한 방법으로 검사대상의 패널에 빛을 조사하고 패널로부터 반사 또는 투과되는 빛을 촬상하고, 촬상되는 영상의 밝기가 기준값을 초과하거나 미달하는 경우에 불량으로 판정하였다.

도 1은 종래의 불투명 패널의 한 종류인 CCL 검사방법의 일실시예를 도시하기 위한 구조도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 CCL 표면은 실제로 완전 평면이 아닌 육안으로 판별될 수 없는 불규칙한 면인데 이 불규칙성은 라미네이팅 모재(에폭시 수지)의 불규칙한 표면형상이 동박에 전사됨으로 나타난다. 이때 동박의 표면에는 녹, 움푹파인 곳, 주름, 스크래취, 구멍, 얼룩, 패널 마크, 반짝임 등의 결점이 형성될 수 있다. 이때, 동박 표면에 형성되는 녹, 얼룩, 패널 마크 등의 결점은 불량요인으로는 작용되지 않으나, 움푹파인 곳, 과도한 주름, 스크래치, 구멍 등의 결점은 제품의 불량요인이 될 수 있다. 상기 동박 표면에 형성되는 결점들은 흑점 부분으로 도시되고 있다. 본 도면에 제시한 표면은 불규칙한 표면들 중의 한 예이고 모식적으로 나타낸 것이며 CCL판 표면의 일부분을 확대한 그림이다.

검사 대상의 CCL판의 상부에 조명 장치(1) 및 카메라(2)를 설치하여 CCL의 표면을 촬상하여 얻어진 영상을 하나의 화소(pixel)당 8계조 디지털 영상으로 변환한다. 그 다음으로 고속 검사 처리를 위하여 데이터의 감축을 하게 되는데 이는 8계조 디지털 영상을 흑과 백의 2계조 디지털 영상으로 변환한다. 변환의 방법은 화소가 갖는 8계조 값에 역치값(threshold level)을 설정하여 역치값 이상의 화소에는 1, 이하의 화소에는 0을 부여하여 데이터의 감축을 기하며 다중 역치값을 설정하기도 한다. 이 때 8계조 영상을 실상 영상(real image)이라 하고 2계조 변환된 영상은 목적 영상(object image)이라 하며 검사는 이 목적 영상을 기반으로 이루어진다.

이때 조명장치(1)로 CCL 표면에 빛을 조사(照射, irradiation)하고, CCL표면에서 반사되는 광을 카메라에 내장된 센서가 수광함으로써 이루어지기 때문에 정확한 광량의 제어는 정확한 영상을 확보하기 위하여 필수적이라 할 수 있다. 영상의 정확성을 위해 조명에 의한 빛이 검사 대상 CCL 표면에 균일한 광량이 조사될 수 있어야하며 이를 위하여 다수의 조명을 여러 방향에서 동시에 실시하게 된다. 그러나 기존 대부분의 CCL 검사기의 이러한 동시 조사(simultaneous irradiation) 방식은 정확한 목적 영상을 얻을 수 없으며 목적 영상의 부정확성으로 인하여 결점으로 판정하지 않아도 될 것(대표적 예로 금속 마찰면(일명 반짝이 또는 광택면))을 들 수 있는데 전기가 통하는데는 아무 이상이 없을 정도로 두께의 변화가 미미하므로 이는 협의의 의미에서는 결점이 아니며 실제 광의의 결점이라고 언급되는 사항의 대부분을 차지한다)도 결점으로 판별하기 때문에 필요 이상의 불량이 검출되는 결과를 낳게 되어 이는 결국 CCL 생산 비용의 상승으로 연결된다.

다수 조명의 동시 조사에서의 각 조명에서 조사되는 빛의 조사 각도에 따라 반사되는 광량이 차이가 나며 또한 반사광 상호간의 영향에 의한 광량차도 발생하여 특히 미세 결점의 획득 영상의 왜곡을 수반하는 문제가 있다(원래의 결점보다 보다 밝게 또는 보다 어둡게 촬상될 수 있다). 또한 촬영은 조사된 빛의 반사광을 수광함으로써 이루어지는데 표면의 불규칙성으로 인하여 각 조명에 의해 조사되는 빛은 동일 지점의 결점으로부터 반사되는 빛의 광량의 차이를 나게 하여(이 차이는 각 조명으로부터 오는 빛의 경로차가 존재하고 동일 지점에 대한 각 조명의 입사각이 다르기 때문이다) 상기한 획득 영상의 부정확성을 유발하여 결점의 판별에 있어서 오판의 문제를 항시 수반되어 왔다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로 본 발명의 목적은 검사 대상 패널의 결점 검사에 있어서, 두 열의 조명을 사용하되 각 조명을 교차적으로 점멸시키고 표면으로부터의 반사 내지 투과되는 상태에 따라 일정한 광량을 유지하도록 소정의 조명 기법을 사용하여 위에서 언급한 표면의 불균일함에 의해 발생되는 문제점을 해소하며, 각 결점형태에 따른 영상패턴을 준비한다. 또한 각 열의 조명만을 교대로 조사하였을 때 생성되는 패턴을 결점형태를 인식하도록 하고, 결점을 불량으로 처리할 지 정상으로 처리할 지를 판정하도록 하는 패널 결점 검사 장치 및 방법을 제공함에 있다.

도 1은 종래의 불투명 패널의 한 종류인 CCL 검사방법의 일실시 예를 도시하기 위한 구조도이다.

도 2a는 본 발명의 제 1 실시예에 대한 구조를 설명하기 위한 사시도이고, 도 2b는 제 1 실시예의 일단면도이다.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예의 결점패턴 추출수단과 불량판정수단의 블록도이다.

도 4a는 본 발명의 제1 실시예에서 적분기에서 생성되는 신호파형이고, 도 4b는 본 발명의 제 1 실시예에서 CCL 표면에 주름이 형성된 경우에 스캔라인의 표시이고, 도 4c는 도 4b의 스캔라인에 따른 단면을 나타내며, 도 4d는 각각의 스캔라인에 따른 카메라의 실상영상을 도시한 그래프이다.

도 5는 본 발명의 제1실시예에서 반짝임의 결점에 대한 파형을 설명하기 위한 실상영상파형이다.

도 6은 도 4에 표시된 실상영상에 대한 목적영상신호파형이다.

도 7은 도 6에 목적영상신호에 대한 2계조 신호를 추출한 신호파형이다.

도 8은 본 발명의 제 2 실시예를 설명하기 위한 구조도이다.

도 9는 본 발명의 제 2 실시예에서 투명패널 내부에 이물질이 있는 경우에 신호파형이다.

도 10은 본 발명의 제 2 실시예에서 투명패널 내부에 기포가 있는 경우에 신호파형이다.

도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 대한 변형예를 도시하기 위한 구조도이다.

도 12은 본 발명의 제 2 실시예의 또 다른 변형예에 대한 구조도이다.

이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,

빛 반사표면을 갖는 불투명 패널의 결점을 검사하기 위한 패널 결점 검사장치에 있어서;

상기 빛 반사표면에 빛을 교대로 조사하는 적어도 하나 이상의 광원이 배치된 2 열로 이루어진 광원들;

상기 광원들로부터 조사되고, 상기 반사표면에서 반사된 빛을 수광하여 실상영상을 생성하기 위한 촬상수단;

상기 광원들의 각 열들이 교대로 점등되도록 제어하는 제어수단; 및

상기 촬상수단으로부터 생성된 실상영상으로부터 결점패턴을 추출하기 위한 결점패턴추출수단을 포함하는 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 특징은

투명 패널을 통과하는 빛을 조사하기 위하여 교대로 점멸하는 적어도 하나 이상의 광원들이 배치되는 2열의 광원들;

상기 광원들에 의하여 조사된 빛이 상기 패널을 통과한 빛을 수광하여 실상영상을 형성하기 위한 촬상수단;

상기 촬상수단에 의하여 형성된 실상영상으로부터 결정패턴을 추출하기 위한 결점패턴추출수단;

상기 2열의 광원들을 각 열마다 교대로 점등되도록 제어하기 위한 제어수단을 포함하는 것이다.

또한, 본 발명에서 상기 결점패턴추출수단으로부터 추출된 결점패턴에서 불량여부를 판정하기 불량판정수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 상기 결점패턴추출수단은 미분기에 의하여 상기 실상영상을 미분한 파형을 추출하고, 상기 미분한 파형에 기 설정된 역치값을 적용하여 2계조의 결점패턴을 생성하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 상기 제어수단은 상기 카메라의 수광되는 광량을 감지하기 위한 적분기를 구비하여, 상기 적분기에서 검출되는 광량이 기준광량보다 작을 때는 장시간 점등되도록 하고, 상기 적분기에서 검출되는 광량이 기준광량보다 많을 때는 점등시간을 짧게 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 상기 투명패널에 불투명체의 이물질이 있을 때, 상기 2열의 광원들 중 한 열의 광원의 빛이 상기 이물질에 조사될 때 난반사되고, 다른 열의 광원이 상기 이물질에 조사될 때 빛이 차단되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 상기 투명패널의 일측에 촬상수단과 광원들이 배치되고, 타측에 반사경이 배치되게 하거나 일측에 촬상수단이 배치되고 타측에 광원들이 배치되어 상기 광원들로부터 조사되는 빛이 상기 패널을 투과하여 상기 촬상수단에 실상영상을 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 상기 투명패널 하부에 광집속렌즈가 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 상기 광원들의 후방에는 포물면경이 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 상기 투명패널의 일측에 빔스프리터, 상기 촬상수단, 상기 광원들이 배치되고, 타측에 포물면경이 배치되어 상기 광원들로부터 조사되는 빛은 상기 빔스프리터에서 반사되어 상기 투명패널을 투과하여 상기 포물면경에 입사되어 반사되고, 상기 포물면경에서 반사된 빛은 상기 투명패널과 상기 빔스프리터를 투과하여 상기 촬상수단에 실상영상을 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 특징은

검사 대상의 패널에 촬상수단을 중심으로 일정거리로 이격된 2열의 광원으로부터 빛을 각 열마다 교대로 조사하는 광조사단계;

조사된 빛이 상기 패널에 반사 또는 투과되어 상기 촬상수단에 실상영상을형성하는 단계;

상기 실상영상으로부터 결점패턴을 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패널 검사방법.

또한, 본 발명에서 상기 결점패턴을 추출하는 단계는 상기 실상영상을 미분하는 목적영상 추출단계;

상기 미분된 목적영상을 역치값을 적용하여 2계조의 파형패턴을 추출하는 단계;

상기 2계조의 파형패턴에서 불량판정을 하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다. 또한, 하기의 설명에서는 구체적인 구성소자 등과 같은 많은 특정사항들이 도시되어 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2a는 본 발명의 제 1 실시예에 대한 구조를 설명하기 위한 사시도이고, 도 2b는 제 1 실시예의 일단면도이다.

제 1 실시예는 불투명판인 CCL판을 검사하기 위한 검사장치이다. 검사대상 CCL 판(10) 및 CCL 판(10)을 장착, 이동시키는 컨베이어 벨트(20), 벨트 구동 방향의 수직선상에 조명 설치 케이스(50)가 설치된다. 조명설치케이스(50)는 상부면에 벨트구동방향에 대하여 수직인 절개부가 형성되고, 절개부에는 투명창(60)이 설치되며, 상부면의 각 단부로부터 정벽들이 절곡연장되어 이루어져 후술되는 광원(30, 40)으로부터의 빛을 CCL판(10)에 조사되도록 한다. 조명 설치케이스(50)의 상부면과 측벽들의 절곡부에는 2개의 광원(30, 40)이 설치된다. 투명창(60)의 바로 위에 카메라(70)를 설치하여 광원(30, 40)으로부터 조사된 빛이 CCL 표면으로부터 반사되고, 투명창(60)을 통해 나오는 반사광을 수광하여 CCL 표면을 촬상한다. 이 때 카메라(70)는 고화질 영상의 획득을 위해 고해상도를 가진 CCD(Charge Coupled Device)를 채택함이 바람직하며 조명의 효율적 조사를 위해 조명 설치 케이스(50)의 내면 벽에는 무광 흰색 페인트 처리가 되어 있음이 바람직하다. 또한, 도 2에 도시된 광원은 설명의 편의를 위하여 두 개의 광원으로 도시되고 설명되어 있으나, 교대로 점멸되는 2열의 복수의 광원의 배치될 수 있으며, 각열마다 배치되는 광원의 수는 설계적으로 필요에 따라 변경될 수 있다.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예의 결점패턴 추출수단과 불량판정수단의 블록도이다.

검사장치의 스위치를 온(on)하면 컨베이어 벨트(10)가 도면에 제시된 방향으로 구동이 되기 시작하며, 두 광원(30, 40)이 제어수단(100)으로부터 점멸 기준신호와 광량 제어신호를 받아 교차 점멸을 시작하게 된다.

이 때 교차 점멸은 제어수단에 의해 발생되는 수평 동기 신호(Horizontal Synchronization signal, HSYNC)가 카메라(70)에 입력될 때 마다 교차적으로 점멸함으로써 발생하는데 제어수단이 상기한 HSYNC를 기준하여 두 광원(30, 40)에 점멸 기준신호를 인가함으로써 발생된다.

제어수단(100)은 점멸의 제어와 동시에 조사 광량의 제어도 하는데 점멸의 제어로써 광원을 두 개 사용하되 교차적으로 하나만을 사용하여 두 광원을 동시에 조사함으로써 발생될 수 있는 간섭현상을 사전 차단하고, 조사 광량을 제어함으로써 전체 광량(조사 광량+반사 광량)을 일정하게 유지시켜 표면의 불규칙성으로 인하여 발생하는 동일 지점의 결점에서 반사되는 광량의 차이로 인한 수광의 편차를 그대로 반영한다.

컴퓨터(400)에는 결점패턴이 저장되고, 제어수단(100)에 역치값(threshold)을 입력할 수 있도록 하고, 제어수단(100)으로부터 입력되는 패턴과 기 저장된 결점패턴을 비교하여 불량, 정상을 판정한다.

또한 HSYNC에 동기하여 교차 점멸시키는 이유는 검사 대상 CCL 판(10)의 일 라인을 비디오 신호의 라인 단위로 스캔, 촬영하기 위함이다. 스캔 방향은 CCL 판(10)의 이동 방향에 수직 방향이며 광원의 교차 점멸에 따라 동일 라인을 중복 스캔, 촬영함으로써 동일 부분에 대한 두 개의 영상 신호를 획득하게 된다. 상기한 라인 단위로 CCL 판(10) 전체에 대한 스캔, 촬상이 끝나면 한 프레임의 실상 영상이 획득되며 도 4a 상단부에 한 프레임의 영상 중 CCL 판(10)의 한 라인에 대한 두 개의 영상 신호의 일례를 도시하였다. 도 4a에서 광원(30)의 조사에 의해 획득한스캔 라인을 짝수(even)라인, 광원(40)의 조사에 의해 획득한 스캔 라인을 홀수 (odd)라인이라고 칭하기로 한다. 획득된 실상 영상 신호를 저역 필터(이는 연산증폭기(op amp)를 이용한 적분기(200) 회로를 사용한다)에 통과시키면 도 4a 하단부에 제시된 신호가 획득된다. 이 신호는 광원의 교차 점멸 시에 상기한 조사 광량(각 광원이 '온'되는 시간)을 제어하기 위해 사용되는 신호인데 조사 광량을 제어하는 이유는 위에서 언급한 바와 같이 반사되는 광량의 차이를 그대로 반영하기 위해서인데 이는 전체 광량을 일정하게 유지시켜 카메라(70)의 광량 수광 조건을 유지시킴으로써 가능하다(조건을 일정하게 하여야 수광되는 광량의 편차가 제대로 반영된다). 이는 반사 광량이 많은 라인에 대해서는 조사 시간을 짧게 하고 반사 광량이 적은 라인에 대해서는 조사 시간을 길게함으로써 전체 광량을 일정하게 유지한다. 만일 도 4a에 예시된 신호에서 짝수 라인이 홀수 라인에 비해 상대적으로 높은 영상 신호 레벨을 가지고 있다면 이는 반사 광량이 보다 많다라는 의미이므로 짝수 라인 스캔시에는 짧은 조사 시간을, 홀수 라인 스캔 시에는 긴 조사 시간을 필요로 한다.

조사 광량의 제어는 결국 조사 시간을 어떻게 설정하는가에 귀착되는데 조사 시간의 설정은 도 4a 하단부의 저대역 영상 신호 레벨을 참조(반사 광량은 영상 신호의 레벨에 반영되기 때문에)하여 그 레벨에 적절한 반사 광량 감도 지수 (sensitivity index)를 설정하고 그 감도 지수에 해당하는 조사 시간을 설정함으로써 이루어진다. 이 때 반사 광량이 많은 라인일수록 감도 지수를 높게, 조사 시간을 짧게 설정해야 전체 광량을 일정하게 유지할 수 있을 것이다. 감도 지수 및 조사 시간 장단의 설정은 실험적으로 정해지며 정해진 감도 지수와 조사 시간의 입력은 제어수단(100)과 연결된 컴퓨터(400)에 내장된 영상처리용 소프트웨어를 이용하여 할 수도 있으며 도 2a에 제시된 장치 자체에 입력 기능을 내장시켜서도 할 수 있다. 제어수단(100)은 감도 지수와 조사 시간을 입력받아 광량 제어신호를 발생시킨다. 결국 제어수단(100)은 HSYNC 단위로 점멸 기준신호를 발생하여 CCL 판(10)의 각 라인 단위를 중복 스캔함과 동시에 설정된 조사 시간에 해당하는 광량 제어신호를 각 광원(30, 40)에 발생시켜 조사 광량을 제어하게 된다.

상기한 점멸 기준신호와 광량 제어신호의 제어에 의해 광원(30, 40)이 교차 점멸되면서 CCL판(10)의 실상 영상을 획득하고 획득된 실상 영상 중 두 개의 스캔 라인(CCL 판(10)의 한 라인을 중복 스캔하므로 동일 부분에 대해 두 개의 스캔 라인이 생성된다)이 형성된다.

도 4b는 본 발명의 제 1 실시예에서 CCL 표면에 주름이 형성된 경우에 대한 스캔라인의 표시이고, 도 4c는 도 4b의 스캔라인에 따른 단면을 나타내며, 도 4d는 각각의 스캔라인에 따른 카메라의 실상영상을 도시한 그래프이다.

도 4b에 도시된 바와 같이, CCL패널이 표시된 이동방향을 따라 이동하게 되면 카메라에 스캔되는 가상적인 스캔라인은 시계열적으로 (가), (나), (다)와 같이 표시된다. 도 4c에 도시된 바와 같이, (가)라인에서 광원(30)에 의한 입사광 및 반사광은 even으로 표기되고, 광원(40)에 의한 입사광과 반사광은 odd로 표기된다. 이때 (가)라인의 even 상태에서는 광원(30)으로부터의 빛이 일정한 입사각을 갖고, 좌에서 우로 CCL 패널에 조사되어 반사된다. 이때 (가)라인에서는 주름을 지나가지않기 때문에 입사각과 반사각은 대략 동일하게 된다. 또한, odd 상태에서는 일정한 입사각을 갖고 우에서 좌로 CCL패널에 조사되어 반사된다. 이때, CCL패널에 입사되는 광원(30)과 광원(40)의 입사각은 서로 틀리게 설계되어 카메라에 수광되는 반사광의 강도를 틀리게 하여 상호 구별되게 설계한다. 또한, (가)라인에 대하여 카메라에서 스캔되는 실상영상은 도 4d의 (가)와 같다.

CCL패널이 이동하여 (나)라인에 도달하게 되는 경우에 주름의 일부를 스캔하게된다. 이때의 even 상태에서는 주름의 좌측에서는 빛이 카메라 쪽으로 난반사되고, 우측 주름에서는 카메라 쪽으로부터 멀어지는 방향으로 빛의 경로가 설정되도록 반사하게 되어 대략 도 4c의 (나)even과 같은 상태가 된다. 또한, odd상태에서는 반대현상이 일어나 주름의 좌측에서는 빛이 카메라 쪽에서 멀어지는 현상이 발생되고, 우측에서는 빛이 카메라 쪽으로 밀집되는 반사광의 경로를 형성하게 되어 결국 도 4d의 (나)와 같은 실상영상을 형성하게 된다.

도 4b의 (다)와 같이 주름의 중심부를 카메라가 스캔하게 되는 경우에는 (나)의 상태보다 주름의 크기와 굴곡 정도가 심하게 되어 (나)의 상태보다 그 크기가 큰 결점파형을 이루는 도 4d의 (다)와 같은 실상영상을 형성하게 된다.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에서 반짝임의 결점에 대한 파형을 설명하기 위한 실상영상파형이다.

(가)는 반짝이는 결점부위에 도달하지 않은 라인에 대한 실상영상이며, (다)는 반짝이는 결점부위의 중심에 대한 라인의 실상영상이며, (나)는 (다)에 도달하기 전의 결점의 일부를 지나갈 때의 파형이다. 반짝이는 현상은 even 상태에서나odd 상태에서나 카메라에 많은 빛을 반사하게 되므로 결점부위의 스캔되는 광량은 결점부위가 없는 부분보다 높은 광량 값을 나타내게 된다.

이와 같이, 여러 가지의 결점의 원인과 형상에 따라 실상영상은 서로 다르게 되나, 그 패턴의 형태는 유사성을 갖음을 알 수 있다.

또한, 실상 영상 신호에서 기준 레벨 이상으로 상하변동하는 것(HSYNC 제외)이 결점이 있는 부분이다. 결점 부분 신호는 기준 레벨보다 비교적 진폭의 변화가 심하며 고주파 성분을 가지고 있으므로 고주파 성분의 결점 부분 신호만을 추출하기 위하여 이 신호를 고역 필터(이는 연산증폭기(op amp)를 이용한 미분기(300) 회로를 사용한다)에 통과시키면 도 6과 같은 목적 영상 신호가 획득된다. 도 6의 (가)는 도 4d의 (가)의 실상영상을 미분기(300)를 통과시켜 얻은 목적영상신호파형이며, 도 6의 (나)는 도 4d의 (나)의 실상영상에 대한 목적영상신호이고, 도 6의 (다)는 도 4d의 (다)의 실상영상에 대한 목적영상신호이다. 이 때 목적 영상 신호에서 기준 레벨보다 높은 파형을 갖는 신호를 + 형태의 신호, 낮은 파형을 갖는 신호를 - 형태의 신호(HSYNC 제외)라고 칭하기로 한다.

Even 라인에서 + 형태의 신호가 뜨고 동일 부분의 odd 라인에서 - 형태의 신호가 뜨는 경우(+-형), 상기한 경우와 반대인 경우(-+형), 두 라인에서 모두 - 형태의 신호가 뜨는 경우(--형), 상기한 경우들이 혼합되어 뜨는 경우(hybrid 형)를 결점이 있는 것으로 판정한다. 이와 같이 획득된 목적 영상 신호 기준 레벨에 위아래로 역치값(positive threshold, negative threshold)을 설정하여 목적 영상을 2계조로 표현하여 데이터의 감축을 꾀함으로써 결점의 종류를 판별함이 바람직하다.이 때 역치값의 설정은 감도 지수와 조사 시간의 경우에서처럼 어떤 정해진 법칙에 의해 설정되는 것이 아니라 실험적으로 설정된다. 역치값 설정의 이유는 위에서 언급한 바대로 2계조 영상을 획득하기 위해서일 뿐만 아니라 결점에 해당되는 부분의 영상 신호의 진폭을 고려하여 불량, 비불량을 판정하기 위한 목적을 수반한다. 즉, 역치값 이상의 신호에 대하여는 불량 판정을 하고, 역치값 이하의 신호에 대하여는 비불량 판정을 한다.

도 7은 도 6에 목적영상신호에 대한 2계조 신호를 추출한 신호파형이다.

실험적으로 결정된 역치값을 컴퓨터(400)로부터 제어수단(100)에 입력하는 경우에 제어수단은 도 7과 같은 2계조 신호를 얻을 수 있다.

도 7의 (가)는 도 6의 (가)에 대한 2계조 신호로서 HSYNC 신호를 제외하고는 기준레벨을 유지하게 된다. 도 7의 (나)는 도 6의 (나)에 대한 2계조 신호로서 도 6의 (나)에는 기준레벨에 대하여 변동하는 진폭 변동이 있으나, 이들의 진폭변동은 설정된 역치값을 넘지 못하게 되어 2계조 파형에는 이러한 진폭변동이 발생되지 않는다. 도 7의 (다)는 도 6의 (다)에 대한 2계조 신호로서, 도 6의 (다)의 신호는 역치값을 초과하는 진폭변동이 발생하고 있기 때문에 2 계조 파형에도 진폭변동을 수반하게 된다.

이와 같은 2계조 파형이 제어수단(100)으로부터 컴퓨터(400)에 전송되게 되면 컴퓨터는 이 패턴을 주름이 형성되어 있다고 판정하여 불량 처리한다.

만일 주름이 형성되어 있으나, 역치값을 초과하지 못하여 2계조 신호가 기준레벨을 유지하게 된다면 이는 불량처리하지 않게 된다.

또한, 도 5와 같은 실상영상신호에서 2계조 신호를 추출하여 even 상태, odd 상태에서 모두 +의 파형을 획득한 경우는 이는 반짝임의 결점으로 인식하여 불량판정을 하지 않게 된다.

이와 같이 불량판정을 하게 되는 경우는 주름, 홀 등과 같이 CCL판이 전도성에 문제를 갖게 되는 경우와 이들의 크기 내지 파인 깊이 등을 고려하여 불량 판정을 하게 된다.

도 8은 본 발명의 제 2 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.

제 2 실시예는 제 1 실시예에서 CCL판 대신에 투명체의 패널을 검사하기 위한 장치이다.

켄베이어 벨트에 의하여 이동하는 투명 패널(80)을 기준으로 각각 반대편에 광원들(30, 40)과 카메라(70)가 위치하고, 도 3에 도시된 것과 동일 기능을 갖는 적분기(200)와 미분기(300), 제어수단(100), 컴퓨터(400)가 설치된다. 제어수단 (100)의 제어에 따라 교대로 점멸되는 광원(30, 40)에 의하여 투명패널(80)에 조사되는 빛은 투명패널(80)을 투과하여 카메라에 촬상된다. 이때, 광원(30)으로부터 조사되는 빛을 수광하여 이루어지는 실상영상에 대하여 even 상태, 광원(40)으로부터 조사되는 빛을 수광하여 이루어지는 것을 odd 상태로 설정하기로 한다.

도 9는 본 발명의 제 2 실시예에서 투명패널 내부에 이물질이 있는 경우의 신호파형이다.

도 9의 (가)는 결점을 스캐닝하는 동안에 even 상태와 odd 상태에서의 실상영상을 나타낸다. Even 상태에서 광원(30)으로부터 조사된 빛은 결점주위에서는어둡게 카메라(70)에 수광되나 결점에서는 난반사가 일어나 많은 광량이 카메라(70)에 수광되도록 한다. 따라서, even 상태에서는 결점주위에서 기준레벨보다 점점 작아지는 -의 진폭을 지향하다 결점에서는 진폭이 + 쪽으로 급격히 증가하고, 결점을 지나게 되면 - 진폭 쪽으로 급격히 감소하게 된다. 또한, odd상태에서는 결점에 대하여 빛이 차단되어 카메라에 도달되지 못하도록 입사각이 설정되어져 있어, 상기 결점주위에서는 서서히 카메라(70)에 수광되는 수광량이 감소되다가 결점에 도달하게 되면 급격히 감소되고, 결점을 지나면 다시 서서히 증가하는 실상영상신호를 얻게 된다. 이와 같은 실상영상신호를 미분기(300)에 입력시켜 도 9의 (나)와 같은 신호파형을 얻는다. 도 9의 (나)의 목적 영상신호를 역치값을 적용하여 2계조 신호를 생성하면 도 9의 (다)와 같은 신호파형을 얻게 된다. 즉, even에서는 +의 구형파 펄스가 생성되고, odd에서는 -의 구형파가 생성된다.

도 10은 본 발명의 제 2 실시예에서 투명패널 내부에 기포가 있는 경우에 신호파형이다.

투명패널에 기포가 있는 경우에는 기포주변에서는 각각의 광원으로부터 카메라(70)에 수광되는 빛은 줄어들고, 기포에 부딪히게 되면 급격히 그 수광량이 감소한다. 이것은 even 상태나 odd 상태에서 마찬가지의 현상이 발생하게 된다. 따라서, 도 10의 (가)와 같은 실상영상신호를 얻을 수 있고, 이를 미분기에 입력하면 (나)와 같은 미분파형을 얻을 수 있으며, 이를 역치값을 적용하여 2계조화 하면 (다)와 같이 even 상태나 odd 상태에서 -의 구형파를 생성하게 된다.

이와 같이 제어부(100)에서는 투명패널에 대하여 빛을 조사하여 투과시켜 얻어지는 실상영상신호를 미분화하여 2계조 또는 다계조화하여 투명패널에 형성된 결점의 패턴을 얻을 수 있고, 이를 컴퓨터(400)에 전송하여 투명패널의 불량 및 결점의 종류 등을 판별할 수 있다.

도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 대한 변형 예를 도시하기 위한 구조도이다.

도 11에 도시된 변형예는 카메라(70)에 수광되는 광의 집속력을 높이고, 광손실을 없애기 위한 것이다.

투명 패널(80)의 일측에 카메라(70)와 광원(30, 40)이 배치되고, 타측에는 반사경(91)이 배치되어 입사되는 빛을 카메라(70)로 향하게 하고, 반사경(91)의 전방에는 집속렌즈(90)를 설치하여 빛이 카메라(70)에 집속되도록 하여 보다 선명한 실상 영상을 얻도록 한다. 반사경(91)과 집속렌즈(90)는 검사대상, 검사의 정밀도등을 고려하여 두 개중에 하나만을 설치할 수 있고, 동시에 두 개를 설치할 수도 있다.

도 12는 본 발명의 제 2 실시예의 또 다른 변형예에 대한 구조도이다.

도 12에 도시된 변형예는 검사장치의 유지보수의 편리성을 위하여 카메라(70)와 광원(30, 40)을 같은 쪽에 위치시키기 위한 기술 구성이다. 투명패널 (80)의 일측에는 카메라(70)와 광원(30, 40)이 배치되고, 타측에는 반사경(91)이 배치된다. 카메라(70)에 수광되는 빛의 경로와 광원(30, 40)으로부터 조사되는 빛의 경로는 대략 수직으로 이루어지도록 배치되고, 광원(30), (40)으로부터 조사되는 빛은 빔 스프리터(92)에 의하여 반사되어 투명패널(80)을 투과하여 반사경(91)에서 반사되어 투명패널(80)을 투과하여 빔스프리터(92)를 투과하여 카메라(70)에 촬상되도록 한다. 또한, 반사경(91)은 광 집속력을 높이기 위하여 포물면경으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기의 투명패널장치들은 기본적인 시스템에서 불투명패널, 예를 들어 CCL판의 검사장치들과 기본 구성을 같이 하고, 광원의 배치 등이 새로이 이루어진다. 따라서 투명패널을 검사하고, 광원의 배치를 새롭게 하면 불투명 패널을 검사할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상기의 목적과 구성을 갖는 본 발명에 따르면,

(1) 투명 패널, 불투명 패널에 대하여 정확한 결점패턴을 검출할 수 있고, 그 결점패턴에 따라 불량, 비불량 상태를 검사할 수 있다.

(2) 역치값을 조절함으로써 검사목적에 합당하게 불량상태를 검출함이 가능하여 정밀도를 요하는 검사, 정밀도를 요하지 않는 검사 등 다양한 검사영역에서 활용할 수 있다.

(3) 하나의 장치로 단순한 부품의 교환 및 재배치에 의하여 투명 패널과 불투명 패널을 검사할 수 있다.

Claims (13)

1. 빛 반사표면을 갖는 불투명 패널의 결점을 검사하기 위한 패널 결점 검사장치에 있어서;

   상기 빛 반사표면에 빛을 교대로 조사하는 적어도 하나 이상의 광원이 배치된 2열로 이루어진 광원들;

   상기 광원들로부터 조사되고, 상기 반사표면에서 반사된 빛을 수광하여 실상영상을 생성하기 위한 촬상수단;

   상기 광원들의 각 열들이 교대로 점등되도록 제어하는 제어수단; 및

   상기 촬상수단으로부터 생성된 실상영상으로부터 결점패턴을 추출하기 위한 결점패턴추출수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 패널 결점 검사장치.
2. 투명 패널을 통과하는 빛을 조사하기 위하여 교대로 점멸하는 적어도 하나 이상의 광원들이 배치되는 2열의 광원들;

   상기 광원들에 의하여 조사된 빛이 상기 패널을 통과한 빛을 수광하여 실상영상을 형성하기 위한 촬상수단;

   상기 촬상수단에 의하여 형성된 실상영상으로부터 결정패턴을 추출하기 위한 결점패턴추출수단;

   상기 2열의 광원들을 각 열마다 교대로 점등되도록 제어하기 위한 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 패널 결점 검사장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 결점패턴추출수단으로부터 추출된 결점패턴의 불량여부를 판정하고, 이에 불량판정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패널 결점 검사장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 결점패턴추출수단은 미분기에 의하여 상기 실상영상을 미분한 파형을 추출하고, 상기 미분한 파형에 기 설정된 역치값을 적용하여 2계조의 결점패턴을 생성하는 것을 특징으로 하는 패널 결점 검사장치.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제어수단은 상기 카메라의 수광되는 광량을 감지하기 위한 적분기를 구비하여, 상기 적분기에서 검출되는 광량이 기준광량보다 작을 때는 장시간 점등되도록 하고, 상기 적분기에서 검출되는 광량이 기준광량보다 많을 때는 점등시간을 짧게 하는 것을 특징으로 하는 패널 결점 검사장치.
6. 제 2 항에 있어서, 상기 투명패널에 불투명체의 이물질이 있을 때, 상기 2열의 광원들 중 한열의 광원의 빛이 상기 이물질에 조사될 때 난반사되고, 다른 열의 광원이 상기 이물질에 조사될 때 빛이 차단되는 것을 특징으로 하는 패널 결점 검사장치.
7. 제 2 항에 있어서, 상기 투명패널의 일측에 촬상수단이 배치되고, 타측에 광원들이 배치되어 상기 광원들로부터 조사되는 빛이 상기 패널을 투과하여 상기 촬상수단에 실상영상을 형성하는 것을 특징으로 하는 패널 결점 검사장치.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 광원들과 상기 투명패널 사이에 광집속렌즈가 배치되는 것을 특징으로 하는 패널 결점 검사장치.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 광원들의 후방에는 포물면경이 배치되는 것을 특징으로 하는 패널 결점 검사장치.
10. 제 2 항에 있어서, 상기 투명패널의 일측에 빔스프리터, 상기 촬상수단, 상기 광원들이 배치되고, 타측에 포물면경이 배치되어 상기 광원들로부터 조사되는 빛은 상기 빔스프리터에서 반사되어 상기 투명패널을 투과하여 상기 포물면경에 입사되어 반사되고, 상기 포물면경에서 반사된 빛은 상기 투명패널과 상기 빔스프리터를 투과하여 상기 촬상수단에 실상영상을 형성하는 것을 특징으로 하는 패널 결점 검사장치.
11. 검사 대상의 패널에 촬상수단을 중심으로 일정거리로 이격된 2열의 광원으로부터 빛을 각 열마다 교대로 조사하는 광조사단계;

    조사된 빛이 상기 패널에 반사 또는 투과되어 상기 촬상수단에 실상영상을형성하는 단계;

    상기 실상영상으로부터 결점패턴을 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패널 검사방법.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 결점패턴을 추출하는 단계는 상기 실상영상을 미분하는 목적영상 추출단계;

    상기 미분된 목적영상을 역치값을 적용하여 2계조의 파형패턴을 추출하는 단계;

    상기 2계조의 파형패턴을 불량판정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패널 검사방법.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 불량판정하는 단계는 상기 2계조의 파형패턴과 기 저장된 불량파형패턴과 비교하는 비교단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패널검사방법.