KR20100026619A - 디스플레이용 평판 유리 검사 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디스플레이용 평판 유리 검사 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 본 발명에서는 면취된 LCD용 기판유리의 불량을 분석하는 디스플레이용 평판 유리 검사 장치에 있어서, 비정속으로 평판 유리를 이송하는 롤러 컨베이어(10)와, 롤러 컨베이어(10)에 의해 이송되는 평판 유리에 레이저를 조사하는 레이저 조사부(20)와, 레이저 조사부(20)로부터 조사된 레이저 광이 상기 평판 유리로부터 반사되어 입수되는 것을 수광하는 레이저 수광부(25)와, 레이저 조사부(20)에서 조사된 레이저의 파장 변화를 이용하여 상기 롤러 컨베이어로 이송 중인 평판 유리의 이송 속도를 산출하고, 동일한 이동 거리마다 인코더 신호를 생성하는 레이저 제어부(30)와, 롤러 컨베이어(10) 상에 이송 중인 평판 유리의 이미지를 촬영하는 카메라(60)와, 레이저 제어부로부터 출력되는 인코더 신호에 따라 상기 카메라(60)에 촬영 신호를 발생시키고 상기 카메라(60)로부터 촬영된 이미지를 저장하는 이미지 그래버 및 이미지 그래버에서 저장된 이미지로부터 불량 여부를 분석하는 불 량 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 평판 유리 검사 장치 및 검사 방법이 제공된다.
레이저 조사부, 레이저 수광부, 평판 유리 불량 검사

Description

디스플레이용 평판 유리 검사 장치 및 그 방법{GLASS INSPECTION APPARATUS AND INSPECTION METHOD THEREOF}
본 발명은 디스플레이용 평판 유리 검사 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 컨베이어를 이용하여 비정속으로 반송되는 평판 유리의 속도를 레이저 광을 이용하여 측정하고, 레이저 파장 변화로부터 출력되는 인코더 신호를 이용하여 평판 유리 표면을 촬영하고, 촬영된 이미지로부터 결함의 위치를 파악하는 디스플레이용 평판 유리 검사 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
디스플레이용 평판 유리 불량은 용해공정, 성형공정, 가공공정을 거치면서 다양한 원인에 의해 발생하는데 불량의 대부분이 비전 카메라나 센서에 의해 검출되어 영상으로 저장되고 영상 처리를 통해 불량 정보가 수치화되고 있다.
종래 디스플레이용 평판 유리 검사 공정에서는 검출 결함의 정확한 위치 정보를 얻기 위해서 리니어 모터에 평판 유리를 고정시켜 반송시키는 상태에서 이미지 영상을 획득하는 방법을 사용하였다. 그러나 리니어 모터를 이용할 경우 반송 속도는 일정하지만 검사 시간이 증가되어 생산성 향상에 제약이 되고 있다. 이는 리니어 모터를 사용할 경우, 컨베이어 벨트로 이송되는 평판 유리를 리니어 모터 이송부에 적재시키는 시간이 필요하고, 리니어 모터 이송부에 의해 정속도로 평판 유리를 이송시키면서 검사를 진행한 후, 다시 리니어 모터 이송부에서 컨베이어 벨트 이송부로 평판 유리를 이동시키는 시간이 필요하기 때문이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 비정속으로 이송되는 롤러 컨베이어를 통해 반송되는 디스플레이용 평판 유리에서 유리 결함 위치를 정확하게 파악 가능한 디스플레이용 평판 유리 검사 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 상기 목적은 면취된 LCD용 기판유리의 불량을 분석하는 디스플레이용 평판 유리 검사 장치에 있어서, 비정속으로 평판 유리를 이송하는 롤러 컨베이어(10)와, 롤러 컨베이어(10)에 의해 이송되는 평판 유리에 레이저를 조사하는 레이저 조사부(20)와, 레이저 조사부(20)로부터 조사된 레이저 광이 상기 평판 유리로부터 반사되어 입수되는 것을 수광하는 레이저 수광부(25)와, 상기 레이저 수광부(25)에 수광된 레이저 광의 파장 변화를 이용하여 상기 롤러 컨베이어로 이송 중인 평판 유리의 이송 속도를 산출하고, 평판 유리가 동일한 거리를 이동할 때마다 인코더 신호를 생성하는 레이저 제어부(30)와, 롤러 컨베이어(10) 상에 이송 중인 평판 유리의 이미지를 촬영하는 카메라(60)와, 레이저 제어부로부터 출력되는 인코더 신호에 따라 상기 카메라(60)에 촬영 신호를 발생시키고 상기 카메라(60)로부터 촬영된 이미지를 저장하는 이미지 그래버 및 이미지 그래버에 저장된 이미지로부터 불량 여부를 분석하는 불량 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플 레이용 평판 유리 검사 장치에 의해서 달성 가능하다.
레이저 조사부(20)는 상기 롤러 컨베이어(10) 상에 이동하는 평판 유리의 진행 방향과 나란하게 놓여진 에지면(83)에 레이저 광을 조사하는 것이 조사한 레이저 광이 반사되어 레이저 수광부에 입사되는 광의 세기를 크게 할 수 있다.
카메라로는 라인 CCD 카메라를 사용하여 1차원 이미지를 촬영하고, 이미지 그래버는 상기 라인 CCD 카메라로부터 입력되는 일차원 이미지를 합성하여 이차원이미지로 생성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 목적은 면취된 LCD용 기판유리를 비정속으로 운행되는 롤러 컨베이어에 의해 이송하면서 카메라로 이미지를 촬영하여 불량을 분석하는 LCD 평판 유리 검사 방법에 있어서, 롤러 컨베이어에 의해 이송되는 평판 유리의 면취부에 레이저를 조사하는 제 1단계와, 레이저 소스로부터 조사된 레이저 광이 상기 평판 유리의 면취부에 반사되어 입수되는 것을 수광하고, 수광된 레이저의 파장 변화를 이용하여 평판 유리의 속도를 파악하고, 평판 유리가 일정한 거리를 이동할 때마다 인코더 신호를 생성하는 제 2 단계와, 인코더 신호에 따라 상기 카메라를 동작시키고, 해당 카메라로부터 촬영된 이미지를 획득하는 제 3단계 및 제 3단계에서 획득된 이미지로부터 불량 여부를 분석하는 제 4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 평판 유리 검사 방법에 의해서도 달성 가능하다.
본 발명에 따른 디스플레이용 평판 유리 검사 장치 및 그 방법에 의하면 평 판 유리의 결함 위치를 파악하기 위해서 정속도로 유리를 이송시킬 필요가 없으므로 검사 공정의 시간을 단축할 수 있게 되었다. 종래 리니어 모터를 사용하여 평판 유리를 반송시키는 방법 대비 검사 시간을 약 20% 이상 감소시킬 수 있게 되었으며 리이너 모터를 사용하지 않음으로써 기구적인 구성이 단순화 되어 고장이 적게 발생되며, 관리가 훨씬 용이하게 되었다.
이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 장점, 특징 및 바람직한 실시례에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 디스플레이용 평판 유리 검사 장치의 사시도이다. 본 발명에 따른 디스플레이용 평판 유리 검사 장치는 롤러 컨베이어(10), 레이저 조사부(20), 레이저 수광부(25), 레이저 제어부(30), 카메라(60), 이미지 그래버(50) 및 불량 검출부(70)로 구성된다.
본 발명에서는 정속 이송을 보장하기 위해 종래 사용하던 리니어 모터를 대신하여 롤러 컨베이어(10)를 사용한다. 롤러 컨베이어(10)는 물체를 이송하는데 통상 사용하는 일반적인 장치인데 정속 보장을 할 수 없는 단점이 있어 정밀한 정속도 이송을 요하는 곳에서는 사용되지 않는다.
롤러 컨베이어(10)는 정속도를 보장하지 않기 때문에 평판 유리를 검사하기 위해서는 평판 유리의 정확한 이송 속도를 측정하여야 한다. 본 발명에서는 평판 유리의 정확한 이송 속도를 측정하기 위해서 레이저를 사용하였다. 레이저 조사부(20)를 이용하여 평판 유리 표면에 레이저를 조사한 후, 평판 유리 표면으로부터 반사되는 레이저 광을 레이저 수광부(25)를 통해 수광한다. 수광된 광의 파장 변화를 이용해서 롤러 컨베이어(10) 상에 이송되는 평판 유리의 정확한 이송 속도를 산출할 수 있었다.
도 2를 이용하여 이를 보다 상세히 설명하기로 한다. 레이저 조사부(20)는 제 1 레이저 조사부(20-1)와 제 2 레이저 조사부(20-2)로 구성된다(도 2(a)). 제 1 레이저 조사부(20-1)는 제 1 주파수의 레이저를 제 1 강도로 조사하며, 제 2 레이저 조사부(20-2)는 제 2 주파수의 레이저를 제 2 강도로 조사한다. 즉, 기지의 서로 다른 주파수를 갖는 레이저 광을 동일한 강도로 이동 중인 평판 유리(80)의 한 점에 포커싱 되도록 조사한다. 포커싱된 두 개의 레이저 광은 도 2(b)에 확대 도시한 바와 같이 파형의 간격(주기)이 △S인 새로운 간섭 파형을 형성하게 된다. 포커싱된 레이저 광은 평판 유리(80)에 반사된 후 레이저 수광부(25)로 입수되며, 레이저 수광부(25)에 입사된 레이저 광의 주파수(fD)를 수학식 1을 이용하여 구하면 이동 중인 평판 유리의 이동 속도(Vp)를 산출할 수 있다.
Figure 112008062023230-PAT00001
여기서, Vp는 평판 유리의 이동 속도, △S는 정지된 평면 유리에 조사된 레 이저에 의해 발생되는 간섭 무늬의 파형 간격, fD는 레이저 수광부의 주파수 변화량을 의미한다.
그런데, 실제 적용에 있어서 한 가지 문제점이 발생되었는데 디스플레이용 평판 유리 표면은 거칠기가 매우 낮아서 평판 유리 표면에 레이저를 조사하더라도 평판 유리 표면에서 반사되어 레이저 수광부(25)에 수광되는 광의 세기가 작아 실제 적용에 있어 어려움이 있었다.
이러한 문제점을 해결하고자 본 발명에서는 평판 유리의 에지면에 레이저 광을 조사하였다. 일반적으로, 평판 디스플레이 유리 기판은 원하는 크기의 평판 유리를 획득하기 위해서 기계적인 절단 방식 또는 레이저를 이용한 절단 방식으로 면취를 하게 된다. 면취를 해서 표면 상태가 거친 엣지 부분에 레이저를 조사함으로써 반사되는 신호를 세기를 크게 하여 측정 정확도를 향상시킬 수 있게 되었다.
도 3은 디스플레이용 평판 유리를 도시한 것이다. 평판 유리(80)를 유리 표면(81)과 에지면으로 구분할 수 있는데, 본 발명에서 레이저를 조사하는 면은 도 3 상에서 빗금으로 표시된 에지면(83)이다. 이러한 에지면(83)은 롤러 컨베이어(10)에 의해 이송되는 평판 유리(80)의 진행 방향(100)과 나란하게 놓여진 에지면(83)으로 정의할 수 있다.
레이저 제어부(30)는 레이저 수광부(25)로부터 수광된 레이저 파장을 비교하 여 변환된 파장을 광 비트 신호로 측정하여 평판 유리의 이송 속도를 산출하고, 평판 유리가 동일한 거리를 이동할 때마다 인코더 신호를 생성한다.
디스플레이용 평판 유리에서 발생하는 불량을 분석하기 위해서는 카메라(60)를 이용하여 평판 유리 표면의 이미지를 촬영한다. 본 발명에서는 라인 CCD 카메라를 사용하였는데, 이는 한 번에 2차원 이미지를 제공하지 않고 1차원 이미지만을 제공하는 것이다.
이미지 그래버(50, image grabber)는 레이저 제어부(30)로부터 수신되는 인코더 신호를 이용하여, 라인 CCD 카메라(60)에 촬영 신호를 발생시킨다. 이러한 촬영 신호에 따라 라인 CCD 카메라(60)는 1차원 이미지를 생성하여, 이미지 그래버(50)로 전송한다. 이미지 그래버(50)는 연속적으로 입력되는 1차원 이미지를 합성하여 2차원 이미지를 생성하게 된다. 이때 정확한 이미지를 얻기 위해서는 연속적으로 획득한 1차원 이미지의 해상도가 동일해야 하는데 이송되는 평판 유리의 속도가 일정하지 않을 경우에는 라인 CCD 카메라(60)로부터 입력되는 1차원 이미지의 해상도가 변하기 때문에 2차원 이미지의 어떤 부분은 축소되고 어떤 부분은 늘어나게 되어 이미지가 왜곡되는 현상이 나타난다. 이렇게 되면 검사된 이미지상에 표시되는 결함 위치와 실제 평판 유리 상의 결함 위치가 서로 차이가 나므로 정확한 검사가 어렵게 되는 것이다. 따라서 본 발명에서는 레이저 제어부(30)로부터 출력되는 인코더 신호를 이용하여 평판 유리의 이송 속도 변화에 상관없이 해상도가 동일한 1차원 이미지를 획득하여 왜곡 없는 2차원 이미지를 만들 수 있게 되었다. 상용으로 사용할 수 있는 이미지 그래버로는 Matrox 사의 이미지 그래버 보드를 들 수 있다.
불량 검출부(70)는 이미지 그래버(50)로부터 생성된 2차원 이미지로부터 평판 유리 기판의 불량을 검출하는 처리부이다. 유리 기판의 불량을 검출하는 방법에는 다양한 방법이 있는데 이중 가장 기본적으로 사용되는 방법이 유리 기판의 2차원 이미지로부터 불량을 검출하는 것이다. 검출이 비교적 용이한 대표적인 불량의 예로는 기포 불량이 있는데 기포 불량은 획득된 이미지로부터 밝은 부분과 어두운 부분의 명함 대비만으로 쉽게 추출할 수 있는 불량이다. 2차원 이미지로부터 불량 여부를 판단하는 방법은 본 발명의 핵심 내용이 아니므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명에 따른 평판 유리의 불량을 검출하는 방법을 설명하기로 한다. 우선 롤러 컨베이어(10)를 통해 디스플레이용 평판 유리를 이송한다. 이때 이송되는 평판 유리의 면취부에 레이저를 조사하고(제 1단계), 레이저 소스로부터 조사된 레이저 광이 상기 평판 유리의 면취부에서 반사되는 것을 수광하고, 수광된 레이저의 파장 변화를 이용하여 평판 유리의 속도를 파악하고, 해당 속도에 대응하는 인코더 신호를 생성한다(제 2 단계). 이때 생성되는 인코더 신호는 평판 유리의 일정한 이송 거리마다 발생되게 된다. 인코더 신호에 따라 카메라를 동작시키고, 해당 카메라로부터 촬영된 이미지를 획득하고(제 3단계), 획득된 평판 유리의 이미지를 분석함으로써 불량 여부를 파악할 수 있게 된다(제 4단계).
이때 카메라는 라인 CCD 카메라를 사용하여 1차원 이미지를 생성하고 하고, 평판 유리의 일정한 이송 거리마다 촬영된 동일 해상도의 CCD 카메라의 출력 영상을 합성하여 불량 파악에 필요한 2차원 이미지 영상을 획득하는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 기술되어 왔지만, 그러한 기술은 오로지 설명을 하기 위한 것이며, 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것으로 이해 되어져야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 디스플레이용 평판 유리 검사 장치의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 레이저 조사부 및 레이저 수광부의 동작 원리를 설명하는 설명도.
도 3은 디스플레이용 평판 유리의 사시도.
***** 도면 상의 주요 기호에 대한 간략한 설명 *****
10: 롤러 컨베이어 20: 레이저 조사부
25: 레이저 수광부 30: 레이저 제어부
50: 이미지 그래버 60: 카메라
70: 불량 분석부

Claims (7)

  1. 면취된 LCD용 기판유리의 불량을 분석하는 디스플레이용 평판 유리 검사 장치에 있어서,
    비정속으로 평판 유리를 이송하는 롤러 컨베이어(10);
    상기 롤러 컨베이어(10)에 의해 이송되는 평판 유리에 레이저를 조사하는 레이저 조사부(20);
    상기 레이저 조사부(20)로부터 조사된 레이저 광이 상기 평판 유리로부터 반사되어 입수되는 것을 수광하는 레이저 수광부(25);
    상기 레이저 수광부(25)에 수광된 레이저 광의 파장 변화를 이용하여 상기 롤러 컨베이어로 이송 중인 평판 유리의 이송 속도를 산출하고, 상기 평판 유리가 동일한 거리를 이동할 때마다 인코더 신호를 생성하는 레이저 제어부(30);
    상기 롤러 컨베이어(10) 상에 이송 중인 평판 유리의 이미지를 촬영하는 카메라(60);
    상기 레이저 제어부로부터 출력되는 인코더 신호에 따라 상기 카메라(60)에 촬영 신호를 발생시키고 상기 카메라(60)로부터 촬영된 이미지를 저장하는 이미지 그래버; 및
    상기 이미지 그래버에 저장된 이미지로부터 불량 여부를 분석하는 불량 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 평판 유리 검사 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 레이저 조사부(20)는 상기 롤러 컨베이어(10) 상에 이동하는 평판 유리의 진행 방향과 나란하게 놓여진 에지면(83)에 레이저 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 평판 유리 검사 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 레이저 조사부(20)는 제 1 주파수를 갖는 레이저 광을 제 1 강도로 조사하는 제 1 레이저 조사부(20-1)와 제 2 주파수를 갖는 레이저 광을 제 2 강도로 조사하는 제 2 레이저 조사부(20-2)로 구비되는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 평판 유리 검사 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 카메라는 라인 CCD 카메라인 것을 특징으로 하는 디스플레이용 평판 유리 검사 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 이미지 그래버는 상기 라인 CCD 카메라로부터 입력되는 일차원 이미지를 합성하여 이차원 이미지를 생성하여 저장하는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 평판 유리 검사 장치.
  6. 면취된 LCD용 기판유리를 비정속으로 운행되는 롤러 컨베이어에 의해 이송하면서 카메라로 이미지를 촬영하여 불량을 분석하는 LCD 평판 유리 검사 방법에 있어서,
    상기 롤러 컨베이어에 의해 이송되는 평판 유리에 레이저를 조사하는 제 1단계;
    상기 레이저 소스로부터 조사된 레이저 광이 상기 평판 유리로부터 반사되어 입수되는 레이저 광을 수광하고, 수광된 레이저의 파장 변화를 이용하여 평판 유리의 속도를 파악하고, 상기 평판 유리가 동일한 거리를 이동할 때마다 인코더 신호를 생성하는 제 2 단계;
    상기 인코더 신호에 따라 상기 카메라를 동작시키고, 해당 카메라로부터 촬영된 이미지를 획득하는 제 3단계; 및
    상기 제 3단계에서 획득된 이미지로부터 불량 여부를 분석하는 제 4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 평판 유리 검사 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1단계에서 롤러 컨베이어(10) 상에 이동하는 평판 유리의 진행 방향과 나란하게 놓여진 평판 유리의 에지면(83)에 레이저 광을 조사되는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 평판 유리 검사 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101258225B1 (ko) * 2011-05-18 2013-04-25 주식회사 케이엔제이 기판 면취장치 및 방법
CN109633951A (zh) * 2019-02-26 2019-04-16 深圳市华星光电技术有限公司 破片检测装置及破片检测方法
TWI657700B (zh) * 2016-08-17 2019-04-21 奧托尼克斯公司 反射型影像檢測感測器

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