KR20170011791A - 터치스크린 패널에서 강화유리의 광학적 불량과 ito패턴의 불량을 검출하기 위한 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터치스크린 패널의 강화유리의 광학적 불량과 ITO패턴의 불량을 검출하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 불량 발생의 빈도가 높은 터치스크린 패널의 강화유리와 ITO패턴의 불량을 기계적 치수에 의한 판정으로 정확하고 신속하게 자동으로 검출하여, 터치스크린 패널의 선별 불량을 감소시킬 수 있는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

Description

터치스크린 패널에서 강화유리의 광학적 불량과 ITO패턴의 불량을 검출하기 위한 장치 및 그 방법{AN APPARATUS FOR DETECTING OPTICAL DEFECTS OF TEMPERED GLASS AND ITO PATTERN DEFECTS IN TOUCH SCREEN PANEL AND THE METHOD THEREOF}
본 발명은 터치스크린 패널에서 강화유리의 광학적 불량과 ITO패턴의 불량을 검출하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 불량 발생의 빈도가 높은 터치스크린 패널의 강화유리와 ITO패턴의 불량을 기계적 치수에 의한 판정으로 정확하고 신속하게 검출하여 대처하도록 함으로써, 터치스크린 패널의 불량을 현저하게 감소시키는 장치 및 그 방법을 제공하고자 하는 것이다.
최근 산업발전과 통신 네트워크의 급속한 발전으로 인해 개인용 휴대용 단말기는 단순히 음성이나 문자 정보를 전달하는 차원을 넘어, 사양이 고도화되고 PC에 근접한 기능이 요구되면서 입력의 편리성과 사용자 인터페이스를 제공하는 터치스크린 패널을 폼팩터로 채택하는 비중이 상승하고 있다.
터치스크린 패널은 사용자가 스크린에 손가락이나 팬 등으로 화면을 누르거나 터치하면, 그 위치를 인지하여 단말기에 전달하는 입력 장치이며, 이를 적용한 전자기기는 그 구동방법이 직관적이고 단순하기 때문에 사용자들의 수요가 급속히 증가하고 있다. 또한 터치스크린 패널은 자판기부터 시작해서 스마트폰과 같은 개인 휴대용 단말기 또는 내비게이션 등과 같은 유비쿼터스 장비에는 거의 다 구비되는 실정이다.
또한 터치스크린 패널은 전 세계적으로 모바일 기기를 중심으로 그 수요량이 고속 성장하고 있을 뿐만 아니라, 향 후 다양한 중대형 디바이스에서도 사용 비중이 증가 할 것으로 예상된다.
한편 터치스크린 패널의 구현 방식은 과거 낮은 원가 구조와 세밀한 터치 감으로 인해 주로 사용되던 감압 방식에서 최근에는 높은 빛 투과율, 강한 내구성 및 빠른 반응속도 등이 큰 장점인 정전용량 방식으로 대체되어 가고 있다.
또한 터치스크린 패널의 기술발전은 터치스크린 패널의 경박화, 광량 손실의 감소 및 소모 전력의 절감으로 이어지고 있다. 아울러 터치스크린의 수요량 증가로 인한 터치스크린 제작업체들 간의 경쟁 구도 변화와 공급량 증가에 따른 경쟁 강도의 상승 등 시장에서도 많은 변화가 발생하고 있다.
그러나 이러한 기술적 발전에도 불구하고, 터치스크린 패널의 제조업체에서는 낮은 수율로 인하여 수익성에서 좋지 않은 결과를 감수하며 터치스크린 패널을 생산하고 있다. 이에 대한 가장 큰 원인은 사용자의 손가락이나 팬이 터치되어지는 스크린의 강화유리와 사용자의 터치 시 입력좌표를 알아내기 위한 ITO패턴이 투명하고, 검사의 방법상으로 불량을 내재한 채 공정을 진행하여, 최종검사에서 기능테스트로 터치스크린 패널의 양, 불량을 판별하기 때문이다. 따라서 이와 같은 낮은 수율로 인한 원자재 손실이 많다.
또한 기존의 강화유리 또는 ITO패턴의 불량검출은 검사자와 같은 작업인원이 강화유리 또는 ITO패널을 하나하나 검사하여 불량을 검출하고 있으며, 작업인원의 숙련도나 경험에 따른 직감에 의지하고 있다. 이는 불량을 검출하는 효율이 높지 않을 뿐만 아니라 많은 작업인원과 작업시간이 소요된다.
이에 따라 본 발명은 터치스크린 패널의 강화유리와 ITO패턴의 불량을 검출함에 있어, 가시광선 영역과 적외선 영역의 광학계로 상기 강화유리의 광학적 불량과 ITO패턴의 불량을 자동으로 정확하고 신속하게 검출함으로써, 소요되는 작업인원수를 획기적으로 줄일 수 있으며, 또한 기계적 치수에 따른 불량 판정으로 불량 검출 시간을 현저하게 단축시킬 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
다음으로 본 발명의 기술 분야에 존재하는 선행기술에 대하여 간단하게 설명하고, 이어서 본 발명이 상기 선행기술에 비해서 차별적으로 이루고자 하는 기술적 사항에 대해서 기술하고자 한다.
먼저 한국등록특허 제1479970호(2014.12.31.)는 터치스크린 패널의 ITO패턴 검사용 현미경 및 이를 이용한 터치스크린 패널의 ITO패턴 검사 방법에 관한 것으로, 투광성 기판 상에 ITO패턴이 형성된 시료를 준비하는 단계, 200 ~ 450nm 대역의 광원을 상기 시료에 조사하는 단계, 상기 시료를 촬상하는 단계 및 ITO패턴 영상을 포함하는 영상 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 선행기술은 현미경을 이용하여 ITO패턴을 검사함에 있어, 다수의 작업인원이 필요한 한계점을 극복하지 못한 반면에 본 발명은 가시광 카메라와 적외선 카메라를 통해 터치스크린 패널의 강화유리와 ITO패턴을 촬영하여, 촬영된 이미지와 기준이 되는 이미지(100% 양호한 강화유리와 ITO패턴의 이미지를 지칭함)를 상호 비교하여, 자동적으로 불량여부를 판별함으로써, 많은 작업인원이 필요 없고, 검사시간을 현저하게 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한 한국등록특허 제1150624호(2012.05.21.)은 공진주파수 변이를 이용한 정전용량방식 터치스크린 패널의 전기적 특성 검사 장치에 관한 것으로, 기존의 정전용량방식 터치스크린 패널에 간단한 LC공진회로를 직렬로 연결하여 공진주파수 특성을 이용함으로써, 상기 LC 공진회로 정수와 공진주파수 관계식을 통하여 상기 정전용량방식 터치스크린 패널의 ITO 전극 간 실제 정전용량 값을 얻어 불량분석을 하는 방법이 구현되어 있다.
반면에 본 발명은 ITO패턴의 불량검출을 위해 일일이 별도의 회로를 연결하지 않고, 카메라를 통해 ITO패턴 또는 강화유리를 촬영하여, 상기 ITO패턴 또는 강화유리의 이미지를 획득하고, 기준이 되는 이미지와 비교함으로써, 정확하고 신속하게 ITO패턴 또는 강화유리에 대한 불량을 검출할 수 있는 특징이 있다.
또한 한국공개특허 제2012-0038253호(2012.04.23.)은 터치스크린 검사 장치에 관한 것으로, 전기신호를 이용하여 터치스크린 패널의 디스플레이 패널과 터치 패널의 검사를 수행하는 장치에 관한 것이다.
반면에 본 발명은 상기 선행기술과 같이 터치스크린 패널의 작동여부를 기능적으로 검사하여 불량여부를 검출하는 것이 아니라, 터치스크린 패널의 강화유리와 ITO패턴의 이미지를 이용하여 외관적으로 검사하여 상기 강화유리와 ITO패턴의 불량여부를 검출하는 것으로, 검사에 소요되는 작업인원과 작업시간을 현저하게 줄일 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작 된 것으로서, 적외선 광원과 적외선 카메라를 이용하여 ITO패턴의 이미지를 획득하고, 이를 기계적으로 수치화하여 ITO패턴의 불량여부를 신속하고, 정확하게 판단하는 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 2중 광원과 가시광 카메라를 이용하여 강화유리의 이미지를 획득하여, 기준이 되는 이미지와 비교하고, 이를 기계적 수치로 산출하여 해당 강화유리의 전면과 후면의 불량여부를 동시에 검사하는 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 패널의 불량을 검출하기 위한 장치는, 적외선 카메라로 촬영된 ITO패턴 이미지 또는 가시광 카메라로 촬영된 강화유리 이미지를 수집하는 이미지 수집부, 상기 수집한 ITO패턴 이미지 또는 강화유리 이미지로부터 불량을 검출하기 위해 상기 이미지를 프로세싱하는 이미지 프로세싱부, 상기 프로세싱한 이미지와 미리 저장된 기준 이미지를 비교하여, 비교한 결과를 출력하는 비교부 및 상기 비교한 결과를 바탕으로 상기 ITO패턴 또는 강화유리의 불량을 검출하는 불량 검출부를 포함하며, 상기 이미지를 프로세싱하는 것은, 상기 수집된 이미지의 필터링, 변환 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 적외선 카메라는, 특정 파장 대역의 적외선을 방출하는 광원을 이용하여, 상기 ITO패턴에 상기 광원을 조사한 상태에서, 상기 ITO패턴을 촬영하는 것이며, 상기 가시광 카메라는, 상기 강화유리의 전면과 후면에 가시광선을 이용하여, 상기 강화유리의 전면과 후면의 일측에서 동시에 광원을 조사한 상태에서, 상기 강화유리를 촬영하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 비교부는, 상기 프로세싱된 이미지를 미리 저장한 기준 이미지와 픽셀 단위로 비교하여 차이값을 산출하며, 미리 정해진 블록별로 상기 산출한 차이값에 대한 절대값의 평균값이나 중간값을 산출하거나, 상기 프로세싱된 이미지 내의 인접 셀간의 농담에 대한 차이값을 산출하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 불량 검출부는, 상기 비교부를 통하여 산출한 평균값 또는 중간값을 미리 설정한 기준값과 비교하여, 상기 평균값 또는 중간값이 상기 기준값을 초과하는 경우, 상기 ITO패턴 또는 강화유리에 대해 불량판정을 하고, 상기 비교부에서 산출한 농담에 대한 차이값이 미리 정해진 범위를 초과하면 불량판정을 하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 터치스크린 패널의 불량을 검출하기 위한 장치는, 상기 프로세싱된 이미지와 기준 이미지를 디스플레이에 표시하기 위한 포맷으로 변환하는 이미지 포맷 변환부, 상기 적외선 카메라 및 가시광 카메라의 줌인, 줌아웃, 포커스, 촬영 각도, 촬영 시간 또는 이들의 조합을 제어하고, 상기 적외선 광원 및 가시광선 광원이 방출하는 적외선 및 가시광선의 조도, 세기, 방출 시간, 방출 방향 또는 이들의 조합을 제어하는 장치 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 패널의 불량을 검출하기 위한 방법은, 적외선 카메라로 촬영된 ITO패턴 이미지 또는 가시광 카메라로 촬영된 강화유리 이미지를 수집하는 이미지 수집 단계, 상기 수집한 ITO패턴 이미지 또는 강화유리 이미지로부터 불량을 검출하기 위해 상기 이미지를 프로세싱하는 이미지 프로세싱 단계, 상기 프로세싱한 이미지와 미리 저장된 기준 이미지를 비교하여, 비교한 결과를 출력하는 비교 단계 및 상기 비교한 결과를 바탕으로 상기 ITO패턴 또는 강화유리의 불량을 검출하는 불량 검출 단계를 포함하며, 상기 이미지를 프로세싱하는 것은, 상기 수집된 이미지의 필터링, 변환 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 비교 단계는, 상기 프로세싱된 이미지를 미리 저장한 기준 이미지와 픽셀 단위로 비교하여 차이값을 산출하며, 미리 정해진 블록별로 상기 산출한 차이값에 대한 절대값의 평균값이나 중간값을 산출하거나, 상기 프로세싱된 이미지 내의 인접 셀간의 농담에 대한 차이값을 산출하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 불량 검출 단계는, 상기 비교 단계를 통하여 산출한 평균값 또는 중간값을 미리 설정한 기준값과 비교하여, 상기 평균값 또는 중간값이 상기 기준값을 초과하는 경우, 상기 ITO패턴 또는 강화유리에 대해 불량판정을 하고, 상기 비교 단계에서 산출한 농담에 대한 차이값이 미리 정해진 범위를 초과하면 불량판정을 하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 터치스크린 패널의 불량을 검출하기 위한 방법은, 상기 프로세싱된 이미지와 기준 이미지를 디스플레이에 표시하기 위한 포맷으로 변환하는 이미지 포맷 변환 단계, 상기 적외선 카메라 및 가시광 카메라의 줌인, 줌아웃, 포커스, 촬영 각도, 촬영 시간 또는 이들의 조합을 제어하고, 상기 적외선 광원 및 가시광선 광원이 방출하는 적외선 및 가시광선의 조도, 세기, 방출 시간, 방출 방향 또는 이들의 조합을 제어하는 장치 제어 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 터치스크린 패널에서 강화유리의 광학적 불량과 ITO패턴의 불량을 검출하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 터치스크린 패널의 강화유리와 ITO패턴을 촬영한 이미지를 이용하여, 상기 강화유리와 ITO패턴의 불량여부를 기계적인 치수에 의한 판정으로, 터치스크린 패널의 선별 불량을 현저하게 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 패널에서 (a)ITO패턴의 불량과 (b)강화유리의 광학적 불량을 검출하기 위한 장치를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 패널에서 강화유리의 광학적 불량과 ITO패턴의 불량을 검출하는 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 패널에서 강화유리의 광학적 불량과 ITO패턴의 불량을 검출하기 위한 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 패널에서 (a) 강화유리의 광학적 불량 중 점상 이물질을 검출하는 절차와 (b) 강화유리의 광학적 불량 중 멍 불량을 검출하는 절차를 설명하기 위한 예시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명 한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 패널에서 (a)ITO패턴의 불량과 (b)강화유리의 광학적 불량을 검출하기 위한 장치를 설명하기 위한 개념도이다.
상술한 바와 같이 상기 터치스크린 패널은 사용자가 손가락 또는 펜 등으로 스크린을 구성하는 강화유리에 접촉하면 ITO패턴을 통해서 접촉한 해당 좌표를 인식하도록 하는 일종의 입력장치이다.
또한 상기 강화유리는 터치스크린 패널을 탑재한 제품의 디자인이 표출 되는 부분이므로 미세한 결함도 허용되지 않는 부분이며, 상기 ITO패턴 역시 사용자의 접촉에 대한 위치를 정확하게 인식하여야 하므로 더욱 세밀하게 설계되어야 된다. 이는, 성능은 물론 외관적으로 섬세한 관리와 높은 품질의 수준을 요구하기에 터치스크린 패널에서 불량이 가장 많이 발생하는 부분이 ITO패턴과 강화유리이다.
그러나 상기 강화유리와 ITO패턴은 투명하기 때문에 그 불량여부를 판단하기 어려운 문제점이 있다.
종래의 터치스크린 패널의 강화유리와 ITO패턴의 불량여부를 판단하는 방법은, 검사인원의 숙련도나 경험에 따른 직감으로 하는 육안 검사와 별도의 특정 회로를 설치하여 기능의 구동여부를 검사하는 기능검사가 대부분이었다. 이는 상기 강화유리와 ITO패턴을 일일이 검사하기 때문에 많은 시간과 인력이 소요되는 문제점이 있다.
이에 따라 육안 검사나 기능 검사 방법을 이용하지 않고, 상기 터치스크린 패널의 강화유리와 ITO패턴의 이미지를 이용하여, 기계적으로 수치화된 치수로 해당 강화유리와 ITO패턴의 불량여부를 자동으로 판단함으로써, 상기 강화유리와 ITO패턴의 선별 불량률을 줄일 수 있고, 검사에 소요되는 시간과 인력을 현저하게 줄일 수 있는 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
도 1의 (a)에 도시한 바와 같이, 터치스크린 패널에서 ITO패턴(120)의 불량여부를 판단하기 위한 해당 ITO패턴(120)의 이미지를 촬영하기 위하여, 특정 파장대역의 적외선을 방출할 수 있는 광원(110)을 이용하여 상기 ITO패턴(120)에 상기 적외선 광원을 조사한 상태에서, 적외선 카메라(100)를 통해 상기 ITO패턴(120)을 촬영하여, 해당 ITO패턴(120)의 이미지를 획득한다.
한편 도 1의 (a)와 도 1의 (b)는 터치스크린 패널에서 ITO패턴(120)과 강화유리(220)의 불량을 검출하기 위한 액티브 존(2개의 점선으로 구획된 부분)은 가시광선 또는 적외선을 투과시킬 수 있는 투광성 투명 기판으로 되어 있다.
또한 불량 검출장치(300)는 상기 ITO패턴(120)의 이미지를 이용하여, 해당 ITO패턴(120)의 불량여부를 판단하기 위해, 상기 ITO패턴(120)의 이미지를 수집한다.
한편 상기 ITO패턴(120)은 설계된 패턴대로 완성된 ITO패턴을 의미하며, 상기 광원은 특정 파장대역의 적외선을 방출하도록 설정된 발광다이오드(LED) 또는 할로겐램프 등과 같은 다양한 조명일 수 있다.
또한 상기 특정 파장대역의 적외선은 700nm의 파장대역을 가지는 적외선을 의미하며, 그 이상의 파장대역을 가지는 적외선일 수도 있다.
또한 상기 불량 검출장치(300)는 상기 적외선 카메라(200)로부터 ITO패턴(120)의 이미지를 수집하고, 수집된 이미지로부터 불량을 검출하기 위해 상기 수집된 이미지를 프로세싱한다.
상기 수집된 이미지를 프로세싱하는 것은, 상기 수집된 이미지의 필터링, 변환 또는 이들의 조합을 포함하여, 이미지의 화질을 개선시키거나 해당 이미지의 특징을 두드러지게 변화시키는 것을 의미한다.
또한 상기 불량 검출장치(300)는 상기 프로세싱한 이미지와 미리 데이터베이스(500)에 저장한 기준 이미지를 픽셀 단위로 비교하여, 이를 기계적인 수치로 산출한다.
또한 상기 기계적 수치는 MAD(Mean Absolute Difference, MAD, 이하 MAD로 지칭함) 평균값 또는 MAD 중간값일 수 있으며, 상기 MAD 평균값은 상기 프로세싱한 이미지와 기준 이미지를 픽셀 단위로 비교하여, 픽셀 단위별 수치의 차이값을 산출하고, 미리 정해진 블록별로 상기 산출한 그 차이값에 대한 절대값의 평균값을 의미한다. 또한 상기 MAD 중간값은 상기 차이값들의 중간이 되는 값(예를 들어 1,2,3인 경우 2가 중간값)을 의미한다.
한편 상기 픽셀 단위별 수치는 카메라를 이용하여 이미지를 촬영하였을 때 주어지는 색깔값(예를 들어 RGB값)이거나 상기 변화시킨 이미지에 대한 색깔값이다.
또한 상기 기준 이미지 역시 상기 불량 검출장치(300)에 의해 프로세싱 된 이미지이다.
상기 블록은 사용자가 미리 설정한 셀 단위(예를 들어 해당 이미지를 8 x 8 또는 16 x 16로 나눔)이다.
또한 상기 검사 장치(300)는 상기 산출한 MAD 평균값 또는 중간값이 미리 설정한 기준값을 초과하는지에 대한 여부를 검사하고, 초과하는 경우 해당 ITO패턴(120)이 불량인 것으로 판단하여, 해당 ITO패턴(120)과 기준이 되는 기준 ITO패턴의 이미지와 함께 디스플레이(400)에 표시하고, 사용자에게 해당 ITO패턴(120)이 불량임을 알려준다.
한편 상기 ITO패턴(120)의 이미지는 상기 기준 이미지에 가까울수록 블록 당 절대값은 0에 수렴할 것이고, 상기 MAD 평균값 또는 상기 MAD 중간값 역시 0에 수렴할 것이다. 이에 따라 사용자는 상기 기준값을 해당 ITO패턴(120)의 정상 범위 내의 일정한 값으로 설정할 수 있으며, 이를 초과하는 경우 불량으로 판정할 수 있다.
이는 블록 단위로 비교하여 불량을 검출하기 때문에 해당 ITO패턴(120)의 어느 부분이 불량인지를 정확하게 검출해낼 수 있는 장점이 있다.
또한 상기 MAD 평균값 또는 MAD 중간값을 사용하지 않고, 각 블록별로 상기 ITO패턴의 이미지와 기준 이미지를 비교하여, 그 차이값에 대한 절대값을 계산하면서 순차적으로 계산되는 절대값과 사용자가 설정한 기준값을 비교하여, 상기 기준값을 초과하는 경우에는 불량으로 판단할 수 도 있다. 이는 모든 블록을 비교할 필요 없이 특정 블록에 불량이 검출되는 경우, 해당 ITO패턴(120)의 불량 검사절차를 중간에 중지할 수 있어, 소요되는 검사 시간을 단축시킬 수 있는 장점이 있다.
또한 상기 불량 검출장치(300)는 후술할 가시광 카메라(200)와 상기 적외선 카메라(100)의 촬영 각도, 줌인, 줌아웃, 포커스 또는 이들의 조합을 세밀하게 제어할 수 있으며, 또한 후술할 가시광선 광원(210)과 상기 적외선 광원(110)이 방출하는 가시광선과 적외선의 조도, 대역, 세기, 방출 방향, 방출 시간 또는 이들의 조합을 제어할 수 있다.
도 1의 (b)에 도시한 바와 같이, 터치스크린 패널에서 강화유리(220)의 불량여부를 판단하기 위한 상기 강화유리(220)를 촬영하기 위하여, 400nm ~ 700nm 파장대역 영역의 가시광선을 방출할 수 있는 2중 광원(210)을 이용한다. 상기 강화유리(220)의 전면과 후면의 일측에서 동시에 상기 광원을 조사한 상태에서, 가시광 카메라(200)를 이용하여 상기 강화유리(220)를 촬영하여, 해당 강화유리(220)의 이미지를 획득한다.
한편 상기 강화유리의 광학적 불량은 강화유리(200)의 전면과 후면에 동시에 발생하는 긁힘, 점상 이물질에 대한 노출, 찍힘 또는 칩핑 등의 불량과 후면에만 발생하는 윈도우 데코레이션 부분에 대한 불량이 있다.
또한 상기 윈도우 데코레이션 부분의 불량은 잉크의 번짐, ICON의 흑백반점, 엣지 인쇄 핀홀, 카메라 홀 인쇄 날림, 테두리 인쇄 날림 또는 센서부분의 인쇄빠짐 및 흑점 등으로 발생한다.
따라서 본 발명은 상기 강화유리(220)의 전면과 후면을 동시에 검사 할 수 있도록 2중 광원을 해당 강화유리(220)의 전면과 후면에 동시에 조사하고, 해당 강화유리(220)를 촬영한다.
또한 상기 불량 검출장치(300)는 도 1의 (a)에서 상술한 바와 같이, 상기 이미지프로세싱 한 해당 강화유리(220)의 이미지와 미리 저장한 기준 이미지를 상호 비교하여, 이를 기계적인 수치로 산출한 후 불량여부를 판별한다.
또한 농담이 극히 낮은 오염이나 이물질의 판명은 농담 비교 방법으로도 판정할 수 있다. 예를 들어 셀 단위로 농담을 비교하여, 이를 수치로 표시하고, 수치의 변화의 정도로 불량을 판정할 수 도 있다. 즉, 상기 프로세싱한 해당 강화유리(220)에 대한 이미지 내의 인접 셀간의 농담에 대한 차이값을 산출하고, 상기 산출한 차이값이 미리 정한 범위값을 초과하면 불량 판정할 수 있다. 한편 상기 농담은 색깔이나 명암의 짙음과 옅음을 의미한다.
또한 도 1은 상기 ITO패턴(120)과 강화유리(220)의 불량을 검출하는 장치를 상세하게 설명하기 위하여, 도 1의 (a)와 도 1의 (b)로 나누어 설명하고 있지만, 상기 도 1의 (a)와 도 1의 (b)도시한 상기 불량 검출장치(300), 디스플레이(400) 및 데이터베이스(500)는 실질적으로 동일한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 패널에서 강화유리의 광학적 불량과 ITO패턴의 불량을 검출하는 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2에 도시한 바와 같이 상기 불량 검출장치(300)는, 상기 적외선 카메라(100) 또는 가시광 카메라(200)으로 촬영된 이미지로부터 상기 ITO패턴(120)과 강화유리(220)의 불량을 검출하기 위한 이미지 시그널 프로세서(Image Signal Processor, ISP, 이하 ISP로 칭함)(310), 상기 적외선 카메라(100), 가시광 카메라(200), 적외선 광원(110), 가시광선 광원(210) 및 디스플레이(400)를 제어하기 위한 장치 제어부(370) 및 상기 데이터베이스(500)의 데이터를 엑세스하거나, 저장하기 위한 데이터베이스 인터페이스부(380)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한 장치 제어부(370)는 상기 적외선 카메라(100) 및 가시광 카메라(200)의 줌인, 줌아웃, 포커스, 촬영 각도 또는 이들의 조합을 제어할 수 있으며, 또한 상기 적외선 광원(110)과 가시광선 광원(210)이 방출하는 적외선과 가시광선의 조도, 세기, 방출 방향, 방출 시간 또는 이들의 조합을 제어할 수 있다.
또한 상기 장치 제어부(370)는 상기 디스플레이(400)의 온오프를 제어할 수 있다.
또한 상기 데이터베이스 인터페이스부(380)는 상기 기준 이미지 또는 기준 값을 저장, 엑세스, 수정, 변경 등을 할 수 있다.
또한 상기 ISP(310)는 상기 적외선 카메라(100) 또는 가시광 카메라(200)로 촬영되는 이미지를 수집하는 이미지 수집부(320), 상기 수집한 이미지로부터 불량을 검출하기 위해 상기 수집한 이미지를 프로세싱하는 이미지 프로세싱부(330), 상기 프로세싱한 이미지와 기준 이미지를 비교하는 비교부(340), 상기 비교 결과를 기반으로 상기 ITO패턴(120) 또는 강화유리(220)의 불량을 검출하는 불량 검출부(350) 및 상기 수집한 이미지와 기준 이미지를 디스플레이(400)에 표시하기 위한 이미지 포맷으로 변환하는 이미지 포맷 변환부(360)로 구성될 수 있다.
또한 상기 이미지 프로세싱부(330)는 상기 이미지 수집부(320)를 통하여 수집한 이미지로부터 불량을 검출하기 위해, 해당 이미지의 필터링, 변환 또는 이들의 조합을 포함하여 해당 이미지를 프로세싱할 수 있다.
한편 상기 이미지 수집부(320)를 통해 수집되는 이미지뿐만 아니라 상기 기준이 되는 기준 이미지 역시 상기 이미지 프로세싱부(330)를 통해 프로세싱되어 상기 데이터베이스(500)에 저장된다.
또한 상기 비교부(340)는 상술한 바와 같이, 상기 프로세싱된 해당 이미지를 기준 이미지와 비교하여 기계적 수치로 산출(이미 상술한 MAD 평균값 또는 MAD 중간값)한다.
또한 상기 불량 검출부(350)는 상기 산출한 값과 기준값을 비교하여 기준값을 초과하는 경우 해당 ITO패턴(120) 또는 강화유리(220)을 불량으로 판정하여, 사용자에게 열려준다.
상기 기준 값에 대한 설명도 도 1을 참조하여 상세히 설명하였으므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.
또한 상기 이미지 포맷 변환부(360)는 상기 디스플레이(400)에 따라 디스플레이에 표시하기 위한 이미지 포맷으로 변환하여, 상기 기준 이미지와 상기 프로세싱된 해당 이미지를 상기 디스플레이(400)에 표시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 패널에서 강화유리의 광학적 불량과 ITO패턴의 불량을 검출하기 위한 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 우선 상기 적외선 광원(110)을 ITO패턴(120)에 조사하고, 상기 적외선 카메라(100)를 이용하여 해당 ITO패턴(120)을 촬영하고, 또한 상기 가시광선을 방출하는 2중 광원(210)을 강화유리(220)의 전면과 후면을 동시에 조사하고, 가시광 카메라(200)를 이용하여 해당 강화유리(220)를 촬영하여, 상기 강화유리(220)의 이미지를 수집한다(S110).
다음으로 상기 이미지 프로세싱부(330)를 통해 상기 수집한 이미지로부터 불량을 검출하기 위해, 해당 이미지의 필터링, 변환 또는 이들의 조합으로 해당 이미지를 프로세싱한다(S120).
다음으로 상기 프로세싱된 해당 이미지를 미리 저장된 각 기준 이미지와 비교하여 MAD 평균값이나 중간값을 산출한다(S130).
한편 상기 가시광 카메라(200)를 통해 촬영된 이미지는 해당 강화유리(220)의 전면과 후면의 일측에서 동시에 가시광선 광원을 조사하여 촬영한 이미지로써, 이를 이용하여 해당 강화유리(220)의 전면과 후면을 동시에 검사할 수 있다.
다음으로 상기 불량 검출부(350)를 통해 상기 산출된 MAD 평균값이나 중간값을 미리 저장한 기준값과 비교하여 그 초과여부를 판단하고(S140), 상기 판단결과 상기 산출한 MAD 평균값이나 중간값이 상기 기준값을 초과하는 경우, 해당 ITO패턴(120) 또는 강화유리(220)의 이미지와 기준 이미지를 디스플레이(400)에 표시하고, 해당 ITO패턴(120) 또는 강화유리(220)가 불량이 검출되었음을 사용자에게 알려준다(S150).
한편 상기 판단결과 상기 산출한 MAD 평균값이나 중간값이 상기 기준값을 초과하지 않는 경우에는(S140), 해당 ITO패턴(120)의 이미지 또는 강화유리(220)의 이미지와 이에 해당하는 기준 이미지를 디스플레이하고, 사용자에게 해당 ITO패턴(120) 또는 강화유리(220)가 양호함을 알려준다(S141).
도 4의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 패널에서 강화유리의 광학적 불량 중 점상 이물질을 검출하는 절차를 설명하기 위한 예시도이다.
도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 터치스크린 패널의 강화유리의 광학적 불량 중 하나인 점상 이물질을 검출하여 불량 판정하는 과정을 상세히 설명하도록 한다.
상기 불량 검출장치(300)는 2중 광원을 이용하여, 상기 가시광 카메라(200)를 통해 촬영된 점상 이물질에 노출된 강화유리(220)의 로우 이미지(a1)를 수집하고, 수집된 로우 이미지(a1)를 프로세싱하여 상기 로우 이미지(a1)로부터 프로세싱된 이미지를 추출한다.
한편 상기 추출 이미지(a2)는 상기 프로세싱을 통해, 상기 로우 이미지(a1)의 선명도를 개선하고, 흑백 이미지로 변환하여 해당 점상 이물질이 두드러지게 표현되고 있다.
다음으로 상기 검사 장치(300)는 미리 상기 데이터베이스(500)에 저장된 해당 강화유리(220)에 대한 기준 이미지(a3)를 엑세스하여, 상기 추출 이미지(a2)와 비교하여, 픽셀 단위로 차이값을 산출하고, 사용자가 미리 설정한 블록별로 상기 산출한 차이값에 대한 절대값의 평균값이나 중간값을 산출한다.
한편 상기 블록별로 평균값 또는 중간값을 산출한 결과, 점상 이물질이 노출된 부분(빨간 사각형으로 표시된 블록)은 다른 블록 보다 그 평균값 또는 중간값이 매우 높은 수치로 계산 될 것이다.
이에 따라 상기 산출한 평균값 또는 중간값과 미리 설정하여 저장된 기준값과 비교하면 상기 평균값 또는 중간값은 상기 기준값을 초과하게 되어 상기 검사 장치(300)는 해당 강화유리(220)를 불량 판정을 한다.
도 4의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 패널에서 강화유리의 광학적 불량 중 일예인 멍 불량을 검출하는 절차를 설명하기 위한 예시도이다.
도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 터치스크린 패널의 강화유리의 광학적 불량중 하나인 Haze(멍 불량)를 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라 검출하여 불량 판정하는 과정을 상세히 설명하도록 한다.
상기 불량 검출장치(300)는 상기 가시광 카메라(200)를 통해 촬영된 멍 불량이 있는 강화유리(220)의 로우 이미지(b1)를 수집하고, 상기 수집한 로우 이미지(b1)를 프로세싱하여, 상기 로우 이미지(b1)로부터 프로세싱된 이미지(b2)를 추출한다.
또한 상기 불량 검출장치(300)는 해당 강화유리(220)의 기준 이미지와 비교하여 기계적 수치를 산출하는 것이 아니라, 각 단위 블록의 농담을 비교하여 그 차이 값으로 표시하거나 백분율로 표시한 이미지(b3)를 생성할 수 있다.
또한 상기 불량 검출장치(300)는 상기 이미지(b3)의 블록별 수치를 미리 설정한 기준 수치와 비교하여, 상기 블록별 수치가 상기 기준 수치보다 초과하는 블록이 디텍팅 되는 경우, 해당 강화유리(220)를 불량 판정할 수 있다.
이는 상기 강화유리(220)의 불량을 검출하는 과정에 있어서, 해당 강화유리(220)의 이미지와 기준 이미지를 비교하여 기계적인 수치를 산출하고, 상기 산출한 수치와 기준값을 비교하여 불량을 검출하는 과정을 생략할 수 있어, 검사에 소요되는 시간을 현저히 줄일 수 있는 장점이 있다.
이상에서 설명하였듯이, 본 발명인 터치스크린 패널의 강화유리의 광학적 불량과 ITO패턴의 불량을 검출하기 위한 장치 및 그 방법은 기존의 터치스크린 패널의 불량 검사 방법인 육안 검사 또는 기능 검사를 벗어나 이미지를 활용한 외관 검사를 통해, 기계적으로 수치화된 치수로 불량 판정을 함으로써, 상기 터치스크린 패널의 불량 검사에 소요되는 시간 및 인력을 획기적으로 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한 상기에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 위주로 상술하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 각 구성요소는 동일한 목적 및 효과의 달성을 위하여 본 발명의 기술적 범위 내에서 변경 또는 수정될 수 있을 것이다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
100 : 적외선 카메라 110 : 적외선 광원
120 : ITO패턴 200 : 가시광 카메라
210 : 가시광선 광원 220 : 강화유리
300 : 불량 검출장치 310 : ISP
320 : 이미지 수집부 330 : 이미지 프로세싱부
340 : 비교부 350 : 불량 검출부
360 : 이미지 포맷 변환부 370 : 장치 제어부
380 : 데이터베이스 인터페이스부 400 : 디스플레이
500 : 데이터베이스

Claims (9)

  1. 적외선 카메라로 촬영된 ITO패턴 이미지 또는 가시광 카메라로 촬영된 강화유리 이미지를 수집하는 이미지 수집부;
    상기 수집한 ITO패턴 이미지 또는 강화유리 이미지로부터 불량을 검출하기 위해 상기 이미지를 프로세싱하는 이미지 프로세싱부;
    상기 프로세싱한 이미지와 미리 저장된 기준 이미지를 비교하여, 비교한 결과를 출력하는 비교부; 및
    상기 비교한 결과를 바탕으로 ITO패턴 또는 강화유리의 불량을 검출하는 불량 검출부;를 포함하며,
    상기 이미지를 프로세싱하는 것은, 상기 수집된 이미지의 필터링, 변환 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널의 불량을 검출하기 위한 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 적외선 카메라는,
    특정 파장 대역의 적외선을 방출하는 광원을 이용하여, 상기 ITO패턴에 상기 광원을 조사한 상태에서, 상기 ITO패턴을 촬영하는 것이며,
    상기 가시광 카메라는,
    상기 강화유리의 전면과 후면에 가시광선을 이용하여, 상기 강화유리의 전면과 후면의 일측에서 동시에 광원을 조사한 상태에서, 상기 강화유리를 촬영하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널의 불량을 검출하기 위한 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 비교부는,
    상기 프로세싱된 이미지를 미리 저장한 기준 이미지와 픽셀 단위로 비교하여 차이값을 산출하며, 미리 정해진 블록별로 상기 산출한 차이값에 대한 절대값의 평균값이나 중간값을 산출하거나,
    상기 프로세싱된 이미지 내의 인접 셀간의 농담에 대한 차이값을 산출하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널의 불량을 검출하기 위한 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 불량 검출부는,
    상기 비교부를 통하여 산출한 평균값 또는 중간값을 미리 설정한 기준값과 비교하여, 상기 평균값 또는 중간값이 상기 기준값을 초과하는 경우, 상기 ITO패턴 또는 강화유리에 대해 불량판정을 하고,
    상기 비교부에서 산출한 농담에 대한 차이값이 미리 정해진 범위를 초과하면 불량판정을 하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널의 불량을 검출하기 위한 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 터치스크린 패널의 불량을 검출하기 위한 장치는,
    상기 프로세싱된 이미지와 기준 이미지를 디스플레이에 표시하기 위한 포맷으로 변환하는 이미지 포맷 변환부;
    상기 적외선 카메라 또는 가시광 카메라의 줌인, 줌아웃, 포커스, 촬영 각도, 촬영 시간 또는 이들의 조합을 제어하고,
    적외선 광원 또는 가시광선 광원이 방출하는 적외선 및 가시광선의 조도, 세기, 방출 시간, 방출 방향 또는 이들의 조합을 제어하는 장치 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널의 불량을 검출하기 위한 장치.
  6. 적외선 카메라로 촬영된 ITO패턴 이미지 또는 가시광 카메라로 촬영된 강화유리 이미지를 수집하는 이미지 수집 단계;
    상기 수집한 ITO패턴 이미지 또는 강화유리 이미지로부터 불량을 검출하기 위해 상기 이미지를 프로세싱하는 이미지 프로세싱 단계;
    상기 프로세싱한 이미지와 미리 저장된 기준 이미지를 비교하여, 비교한 결과를 출력하는 비교 단계; 및
    상기 비교한 결과를 바탕으로 ITO패턴 또는 강화유리의 불량을 검출하는 불량 검출 단계;를 포함하며,
    상기 이미지를 프로세싱하는 것은, 상기 수집된 이미지의 필터링, 변환 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널의 불량을 검출하기 위한 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 비교 단계는,
    상기 프로세싱된 이미지를 미리 저장한 기준 이미지와 픽셀 단위로 비교하여 차이값을 산출하며, 미리 정해진 블록별로 상기 산출한 차이값에 대한 절대값의 평균값이나 중간값을 산출하거나,
    상기 프로세싱된 이미지 내의 인접 셀간의 농담에 대한 차이값을 산출하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널의 불량을 검출하기 위한 방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 불량 검출 단계는,
    상기 비교 단계를 통하여 산출한 평균값 또는 중간값을 미리 설정한 기준값과 비교하여, 상기 평균값 또는 중간값이 상기 기준값을 초과하는 경우, 상기 ITO패턴 또는 강화유리에 대해 불량판정을 하고,
    상기 비교 단계에서 산출한 농담에 대한 차이값이 미리 정해진 범위를 초과하면 불량판정을 하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널의 불량을 검출하기 위한 방법.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 터치스크린 패널의 불량을 검출하기 위한 방법은,
    상기 프로세싱된 이미지와 기준 이미지를 디스플레이에 표시하기 위한 포맷으로 변환하는 이미지 포맷 변환 단계;
    상기 적외선 카메라 또는 가시광 카메라의 줌인, 줌아웃, 포커스, 촬영 각도, 촬영 시간 또는 이들의 조합을 제어하고,
    적외선 광원 또는 가시광선 광원이 방출하는 적외선 및 가시광선의 조도, 세기, 방출 시간, 방출 방향 또는 이들의 조합을 제어하는 장치 제어 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널의 불량을 검출하기 위한 방법.
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