KR20100107230A - 대형 패널의 표면 검사용 카메라의 구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 대형 패널의 표면검사용 카메라의 구조에 관한 것으로, 패널의 표면 검사를 수행하기 위한 검사용 카메라에서 내부의 튜브렌즈 규격을 변경하여 획득되는 영상의 써클 범위를 효율적으로 증대시키고, 이를 통해 대형 패널의 검사 소요시간을 크게 단축시킬 수 있도록 한 대형 패널의 표면 검사용 카메라의 구조를 제공함에 그 목적이 있다.
이를 위해, 본 발명에 따른 대형 패널의 표면 검사용 카메라의 구조는, 패널의 검사공정에서 자동광학검사장치(AOI)를 매개로 한 광학검사를 수행하도록 구비되는 패널의 표면 검사용 카메라의 구조에 있어서; 상기 검사용 카메라의 최하단에 렌즈마운트를 통해 설치되어 검사를 위한 패널 일부분의 상을 맺기 위한 대물렌즈와; 상기 대물렌즈의 상측에 구비되는 하부경통과; 상기 하부경통의 일측에 설치되어 상기 대물렌즈 측에 광원을 제공하기 위한 이뮬레이션 유닛과; 상기 하부경통 내부에 설치되어 상기 이뮬레이션 유닛으로부터의 광원을 상기 대물렌즈 측으로 반사시킴과 아울러, 상기 대물렌즈를 통해 입력된 이미지를 투과시키는 스플리터와; 상기 하부경통 내부에 설치되어 상기 스플리터를 투과한 이미지에 대한 포커싱을 행한 후 투과시키는 글라스와; 상기 하부경통 상측에 구비되는 상부경통과; 상기 상부경통 내부에 튜브렌즈 홀더를 매개로 설치되어 상기 글라스를 투과한 이미지에 대하여 초점을 조절하되, 출력되는 화상의 이미지 확대를 위해 초점거리가 일정 수치 이상으로 증대된 값을 갖도록 이루어진 튜브렌즈와; 상기 상부경통의 상측에 설 치되는 높낮이 조절경통 및 상단경통과; 상기 CCD 마운트를 매개로 상기 상단경통의 상측에 고정 설치되어, 상기 대물렌즈를 통해 입력된 이미지에 대한 화상을 획득하는 CCD를 포함하여 구성된다.
대형, 패널, 검사용 카메라, 대물렌즈, 튜브렌즈, 초점거리, 배율, CCD, 이뮬레이션 유닛, 경통, 이미지

Description

대형 패널의 표면 검사용 카메라의 구조{CAMERA STRUCTURE FOR SURFACE INSPECTION OF LARGE PANEL}
본 발명은 대형 패널의 표면 검사용 카메라의 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 패널의 표면 검사를 수행하기 위한 검사용 카메라에서 내부의 튜브렌즈 규격을 변경함과 아울러 특정 구조의 몸체를 갖도록 검사용 카메라를 구성하여 대물렌즈를 통해 획득되는 영상의 써클 범위를 증대시키고, 이를 통해 대형 패널의 검사를 효율적으로 진행할 수 있도록 한 대형 패널의 표면 검사용 카메라의 구조에 관한 것이다.
최근, 정보사회의 발달에 따라 표시소자는 시각정보의 전달매체로서 그 중요성이 매우 크게 부각되고 있는 실정이다.
이에 따라, 종래의 음극선관이나 브라운관은 무게 및 부피가 큰 문제점이 있으므로, 최근에는 이러한 문제점을 해소한 다양한 종류의 평판표시소자가 개발되어 보급되고 있다.
즉, 상기 평판표시소자에는 액정표시소자, 전계 방출 표시소자, 플라즈마 디 스플레이 패널 등과 같이 다양한 종류가 개발되어 보급되고 있는데, 특히 상기 평판표시소자 중 액정표시소자(LCD: Liquid Crystal Display)는 대형화 및 저전력 사용, 높은 해상도, 양산성 등을 비롯한 많은 장점을 갖고 있으므로 많은 분야에서 기존의 제품들을 급속도로 대체하고 있다.
한편, 상술한 바와 같은 액정표시소자를 통해 패널을 제조하는 공정에서는 패널의 불량여부를 체크하기 위한 검사공정이 포함되게 되는데, 상기 검사공정에서는 주지된 바와 같은 자동광학검사장치(AOI)를 매개로 한 광학검사가 포함되게 된다.
상기 광학검사 시에는 소정 이송장치와 연계된 검사용 카메라가 이동하면서 패널 표면의 일정 범위의 영상을 연속적으로 대물렌즈에서 획득한 후 튜브렌즈를 거쳐 CCD 측으로 전송하게 된다.
이때, 종래의 패널 검사용 카메라에서는 통상적으로 특정 규격을 갖는 튜브렌즈 및 대물렌즈를 매개로 직경이 30밀리미터[mm] 써클 범위를 갖는 영상을 획득하도록 구성된다.
예컨대, 초점거리가 200밀리미터[mm]인 튜브랜즈를 대물렌즈와 조합하여 직경이 30밀리미터[mm]의 써클 범위 값을 갖도록 세팅된다.
그러나, 보다 대형 화면을 선호하는 사용자의 요구에 따라 패널 크기의 대형화가 진행되면서, 상술한 바와 같이 제한된 써클 크기의 영상을 획득하여 패널 표면 검사를 실시하는데 있어서는 써클 사이즈가 작음에 따라 작업 시간이 크게 증대됨과 아울러 검사용 카메라의 잦은 이송에 따라 이송장치가 과부하를 일으키는 문 제점도 발생하게 되었다.
이에, 상기 검사용 카메라로부터 획득하는 써클 사이즈를 60밀리키터[mm] 크기로 확대시킴에 따라 패널의 표면검사를 효율적으로 실시할 수가 있게 되는데, 상기 써클 사이즈가 증대됨에 따라 상대적으로 획득되는 영상의 선명도는 저하되게 된다.
따라서, 대형 패널 표면검사를 위한 써클 사이즈의 증대 시에도 기존과 동일한 선명도를 갖는 우수한 영상을 획득하기 위해서는 대물렌즈를 교체하여 사용하게 된다(통상적으로 10X의 배율을 갖는 대물렌즈를 사용한 경우, 5X의 배율을 갖는 대물렌즈로 교체).
그러나, 상술한 바와 같은 대물렌즈의 교체 시에는 고가의 대물렌즈 교체에 따른 비용상승의 문제점이 발생하게 되었다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술에서의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 패널의 표면 검사를 수행하기 위한 검사용 카메라에서 내부의 튜브렌즈 규격을 변경하여 획득되는 영상의 써클 범위를 효율적으로 증대시키고, 이를 통해 대형 패널의 검사 소요시간을 크게 단축시킬 수 있도록 한 대형 패널의 표면 검사용 카메라의 구조를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 대형 패널의 검사를 위해 검사용 카메라 내부의 튜브렌즈 규격을 변경시킴에 따라 적용되는 특정 구조의 몸체를 갖는 대형 패널의 표면 검사용 카메라의 구조를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 대형 패널의 표면 검사용 카메라의 구조는, 패널의 검사공정에서 자동광학검사장치(AOI)를 매개로 한 광학검사를 수행하도록 구비되는 패널의 표면 검사용 카메라의 구조에 있어서; 상기 검사용 카메라의 최하단에 렌즈마운트를 통해 설치되어 검사를 위한 패널 일부분의 상을 맺기 위한 대물렌즈와; 상기 대물렌즈의 상측에 구비되는 하부경통과; 상기 하부경통의 일측에 설치되어 상기 대물렌즈 측에 광원을 제공하기 위한 이뮬레이션 유닛과; 상기 하부경통 내부에 설치되어 상기 이뮬레이션 유닛으로부터의 광원을 상기 대물렌즈 측으로 반사시킴과 아울러, 상기 대물렌즈를 통해 입력된 이미지를 투과시키는 스플리터와; 상기 하부경통 내부에 설치되어 상기 스플리터를 투과한 이미지에 대한 포커싱을 행한 후 투과시키는 글라스와; 상기 하부경통 상측에 구비되는 상부경통과; 상기 상부경통 내부에 튜브렌즈 홀더를 매개로 설치되어 상기 글라스를 투과한 이미지에 대하여 초점을 조절하되, 출력되는 화상의 이미지 확대를 위해 초점거리가 일정 수치 이상으로 증대된 값을 갖도록 이루어진 튜브렌즈와; 상기 상부경통의 상측에 설치되는 높낮이 조절경통 및 상단경통과; 상기 CCD 마운트를 매개로 상기 상단경통의 상측에 고정 설치되어, 상기 대물렌즈를 통해 입력된 이미지에 대한 화상을 획득하는 CCD를 포함하여 구성된 것;을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 튜브렌즈는 300 내지 600밀리미터[mm]의 초점거리를 갖도록 구성되어, 상기 검사용 카메라를 통해 획득되는 패널 표면의 이미지 단위는 서클 지름이 45 내지 90밀리미터[mm]의 크기를 갖도록 하는 것을 특징으로 한다.
더 바람직하게, 상기 스플리터 및 글라스는 상호 90도의 각도를 이룬 상태에서 홀더를 매개로 고정 설치되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 상부경통의 상단부 측에는 알루미늄판으로 이루어진 배플이 설치되어, 상기 튜브렌즈를 통해 초점이 조절된 이미지는 상기 배플을 투과하면서 빛의 간섭이 제거되도록 조절되어 상기 CCD 측으로 전송되도록 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 설명한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 패널의 표면 검사를 수행하기 위해 일정 수치로 세팅된 검사용 카메라의 튜브렌즈 규격을 변경함에 따라, 직경이 30밀리미터[mm]인 기존의 이미지 서클을 60밀리미터[mm]로 향상시켜 패널의 검사 소요시간을 4배 향상시킬 수 있는 효과가 있게 된다.
또한, 배율을 1배 내지 100배까지 사용할 수가 있으므로 고배율에서 검사가 가능한 효과가 있는 한편, 오토 포커스는 동축으로 사용이 가능하므로 보다 정확한 포커싱이 이루어짐과 아울러, 동축 조명을 사용함에 따라 보다 정확하고 선명한 영상을 획득할 수 있는 효과도 있게 되는 것이다.
이하, 본 발명에 따른 대형 패널의 표면 검사용 카메라의 구조에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 대형 패널의 표면 검사용 카메라의 구조를 나타내는 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 대형 패널의 표면 검사용 카메라의 구조를 나타내는 분리사시도, 도 3은 본 발명에 따른 대형 패널의 표면 검사용 카메라의 구조를 나타내는 정단면도, 도 4는 본 발명에 따른 대형 패널의 표면 검사용 카메라의 구조를 나타내는 측단면도이다.
먼저, 본 발명에 따른 대형 패널의 표면 검사용 카메라의 구조는, 자동광학검사장치(AOI)를 매개로 한 패널의 광학검사를 수행하는 검사용 카메라의 구조를 특정 구조를 갖도록 구성함과 아울러 특정 규격을 갖는 튜브렌즈(60)를 내장하여, 상기 검사용 카메라를 통해 획득되는 이미지 서클의 크기를 증대시켜 대형 패널의 검사를 신속하고 효율적으로 진행할 수 있도록 함에 따라 달성된다.
이를 위해, 본 발명에 따른 검사용 카메라는, 대물렌즈(10)와, 이물레이션 유닛(20)과, 상.하부경통(70,50)과, 스플리터(30) 및 글라스(40)와, 튜브렌즈(60) 와, 높낮이 조절경통(80) 및 상단경통(82), 배플(72) 및, CCD(90) 등을 포함하여 구성된다.
상기 대물렌즈(10)는 검사용 카메라의 최하단에 렌즈마운트(12)를 매개로 설치되어 검사를 위한 대형 패널 일부분의 상을 맺게 되는데, 상기 대물렌즈(10)는 1배 내지 100배(1X ~ 100X)의 범위 내에서 사용배율을 선택적으로 적용시킬 수가 있다.
그리고, 상기 하부경통(50)은 원통형상의 관으로 이루어져 상기 대물렌즈(10)의 상측에 구비되고, 그 일측에는 상기 대물렌즈(10) 측에 광원을 제공하기 위한 이뮬레이션 유닛(20)이 고정 설치됨과 아울러, 상기 하부경통(50)의 내부에는 스플리터(30) 및 글라스(40)가 내장된다.
상기 스플리터(30)는 상기 이뮬레이션 유닛(20)으로부터의 광원을 상기 대물렌즈(10) 측으로 반사시킴과 아울러, 상기 대물렌즈(10)를 통해 입력되는 패널로부터의 이미지를 투과시키도록 구성되며, 상기 글라스(40)는 상기 스플리터(30)를 투과한 이미지에 대한 포커싱 작업을 행한 후 투과시키도록 구성된다.
이때, 상기 스플리터(30) 및 글라스(40)는 상호 90도의 각도를 이루도록 설치된 상태에서 홀더(42)를 매개로 견고하게 고정 설치되도록 구성된다.
또한, 상기 상부경통(70)은 원통형상의 관으로 상기 하부경통(50)의 상측에 구비되며, 그 내부에는 튜브렌즈 홀더(62)를 매개로 튜브렌즈(60)가 설치되어 상기 스플리터(30)를 거쳐 글라스(40)를 투과한 이미지에 대하여 초점을 조절한 후 상기 CCD(90) 측으로 전송하도록 구성된다.
본 발명에서 상기 튜브렌즈(60)는 대략 300 내지 600밀리미터[mm]의 초점거리(바람직하게는 400밀리미터[mm]를 갖는 규격으로 구성되고, 이에 따라 상기 검사용 카메라를 통해 획득되는 패널 표면의 이미지 단위는 서클 지름이 45 내지 90밀리미터[mm]의 크기(대물렌즈가 1배율[1X]일 경우)를 갖도록 이루어진다(400밀리미터[mm]의 초점거리에서 서클 지름은 60밀리미터[mm]).
즉, 상기 400밀리미터[mm]의 초점거리를 갖는 튜브렌즈(60)를 적용시킨 상태에서, 기존의 1배율을 갖는 대물렌즈(10)를 사용할 시에 상기 CCD(90)를 통해 획득되는 패널의 써클범위는 지름이 60밀리미터[mm]의 값을 갖게 되며, 보다 선명한 이미지를 얻기 위해 상기 대물렌즈(10)를 2배, 5배, 10배 내지 100배[2X, 5X, 10X ~ 100X]로 증가시켜 사용할 수도 있음은 물론이다.
그리고, 상기 상부경통(70)의 상단에는 대략 3밀리미터[mm] 정도의 두께를 갖는 원판형상의 알루미늄 재질로 이루어진 배플(baffle)(72)이 설치되어, 상기 튜브렌즈(60)를 통해 초점이 조절된 이미지에 대하여 빛의 간접이 제거되도록 한 후 상기 CCD(90) 측으로 전송하도록 구성된다.
또한, 상기 상부경통(70)의 상측으로는 검사용 카메라의 높낮이 조절을 위한 높낮이 조절경통(80) 및 CCD(90) 하부에 위치하는 상단경통(82)이 구비되는 한편, 상기 상단경통(82)의 상단에는 CCD 마운트(92)를 매개로 CCD(90)가 설치되어, 상기 대물렌즈(10)를 통해 입력된 빛을 전하로 변환시켜 이미지를 획득할 수 있도록 구성된다.
이어, 상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 작용에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 대형 패널의 표면 검사용 카메라의 구조가 적용된 검사용 카메라를 이용하여, 액정표시소자를 통해 패널을 제조하는 공정에서 패널의 불량여부를 체크하기 위한 검사공정을 수행하는데 있어서는, 먼저 공지의 자동광학검사장치(AOI)에 구비되는 소정 이송장치(도시안됨)에 검사용 카메라를 설치하여 패널 표면의 일정 범위의 영상을 연속적으로 촬영 가능하도록 한다.
즉, 상기 이뮬레이션 유닛(20)으로부터 제공되는 광원은 하부경통(50) 내부에 구비된 스플리터(30)를 통해 대물렌즈(10) 측으로 반사됨과 아울러, 상기 대물렌즈(10)에서 맺힌 패널 일부분의 상은 상기 스플리터(30) 및 상기 스플리터(30)와 직각을 이루도록 설치되는 글라스(40)를 통과하여 상기 상부경통(70) 내에 구비된 튜브렌즈(60) 측으로 전달되게 된다.
또, 400밀리미터[mm]의 초점거리를 갖는 상기 튜브렌즈(60)는 상기 글라스(40)를 통과한 이미지의 초점을 조절하게 되며, 상기 초점이 조절된 이미지는 배플(72)을 거쳐 CCD(90) 측에 전송되게 되는데, 이때 상기 CCD(90) 측으로 전송되는 패널 표면의 이미지 단위는 1배율(1X)의 대물렌즈(10)가 적용된 경우, 서클 지름이 60밀리미터[mm]의 크기를 갖게 된다.
이에 따라, 본 발명에 따른 검사용 카메라는 400밀리미터[mm]의 초점거리를 갖는 튜브렌즈(60)를 통해 1배율(1X)의 대물렌즈(10)에서 60밀리미터[mm]의 서클 지름을 갖는 이미지를 얻을 수가 있으므로, 30밀리미터[mm]의 서클 지름을 갖는 이 미지를 제공하는 초점거리가 200밀리미터[mm]로 제한된 종래의 튜브렌즈와 비교하여 동일한 대물렌즈를 사용하면서도 4배 넓은 면적을 갖는 이미지를 획득할 수가 있게 되며, 이에 패널의 표면 검사 소요시간도 비례하여 향상시킬 수가 있게 된다.
한편, 본 발명에 따른 대형 패널의 표면 검사용 카메라의 구조에서, 대물렌즈는 1배 내지 100배(1X ~ 100X)까지 배율을 선택적으로 적용시킬 수가 있으므로, 필요 시에는 고배율에서의 검사가 가능하게 된다.
또, 오토 포커스 및 조명은 동축 사용이 가능하여, 보다 정확한 포커스가 가능함은 물론, 동축조명으로부터 보다 정확하고 선명한 이미지를 획득할 수도 있는 것이다.
한편, 본 발명에서 기재된 내용과 다른 변형된 실시예들이 돌출 된다고 하더라도 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 대형 패널의 표면 검사용 카메라의 구조를 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 대형 패널의 표면 검사용 카메라의 구조를 나타내는 분리사시도,
도 3은 본 발명에 따른 대형 패널의 표면 검사용 카메라의 구조를 나타내는 정단면도,
도 4는 본 발명에 따른 대형 패널의 표면 검사용 카메라의 구조를 나타내는 측단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10: 대물렌즈, 12: 렌즈마운트,
20: 이뮬레이션 유닛, 30: 스플리터,
40: 글라스, 42: 홀더,
50: 하부경통, 60: 튜브렌즈,
62: 튜브렌즈 홀더, 70: 상부경통,
72: 배플(baffle), 80: 높낮이 조절경통,
82: 상단경통, 90: CCD,
92: CCD 마운트.

Claims (4)

  1. 패널의 검사공정에서 자동광학검사장치(AOI)를 매개로 한 광학검사를 수행하도록 구비되는 패널의 표면 검사용 카메라의 구조에 있어서;
    상기 검사용 카메라의 최하단에 렌즈마운트를 통해 설치되어 검사를 위한 패널 일부분의 상을 맺기 위한 대물렌즈와;
    상기 대물렌즈의 상측에 구비되는 하부경통과;
    상기 하부경통의 일측에 설치되어 상기 대물렌즈 측에 광원을 제공하기 위한 이뮬레이션 유닛과;
    상기 하부경통 내부에 설치되어 상기 이뮬레이션 유닛으로부터의 광원을 상기 대물렌즈 측으로 반사시킴과 아울러, 상기 대물렌즈를 통해 입력된 이미지를 투과시키는 스플리터와;
    상기 하부경통 내부에 설치되어 상기 스플리터를 투과한 이미지에 대한 포커싱을 행한 후 투과시키는 글라스와;
    상기 하부경통 상측에 구비되는 상부경통과;
    상기 상부경통 내부에 튜브렌즈 홀더를 매개로 설치되어 상기 글라스를 투과한 이미지에 대하여 초점을 조절하되, 출력되는 화상의 이미지 확대를 위해 초점거리가 일정 수치 이상으로 증대된 값을 갖도록 이루어진 튜브렌즈와;
    상기 상부경통의 상측에 설치되는 높낮이 조절경통 및 상단경통과;
    상기 CCD 마운트를 매개로 상기 상단경통의 상측에 고정 설치되어, 상기 대 물렌즈를 통해 입력된 이미지에 대한 화상을 획득하는 CCD를 포함하여 구성된 것;을 특징으로 하는 대형 패널의 표면 검사용 카메라의 구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 튜브렌즈는 300 내지 600밀리미터[mm]의 초점거리를 갖도록 구성되어, 상기 검사용 카메라를 통해 획득되는 패널 표면의 이미지 단위는 서클 지름이 45 내지 90밀리미터[mm]의 크기를 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 대형 패널의 표면 검사용 카메라의 구조.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 스플리터 및 글라스는 상호 90도의 각도를 이룬 상태에서 홀더를 매개로 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 대형 패널의 표면 검사용 카메라의 구조.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 상부경통의 상단부 측에는 알루미늄판으로 이루어진 배플이 설치되어, 상기 튜브렌즈를 통해 초점이 조절된 이미지는 상기 배플을 투과하면서 빛의 간섭이 제거되도록 조절되어 상기 CCD 측으로 전송되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 대형 패널의 표면 검사용 카메라의 구조.
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