KR100788205B1 - 웹 검사 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전용의 신호 프로세싱 하드웨어를 이용하는 일 없이 단일 컴퓨터(18)에 의해서 분석될 디지털 데이터 스트림을 제공하기 위해서 연속해서 이동하는 웹(10)의 일부를 순서대로 이미지화하기 위한 이미지화 장치를 제공한다. 이미지화 장치로부터의 데이터 스트림에 관하여 동작하는 기술을 공개하고 있고, 특히 크로스웹 방향에서의 개시 위치 및 세그먼트 런 길이로써 기억된 블로브 정보에 기초하는 동작을 포함한다. 이것에 의해서, 블로브의 정의를 라인 단위로 누적할 수 있고, 연속적인 웹 제조 시에 공통으로 발견되는 여러 부류의 결함을 이전에 요구되던 것보다 매우 적은 계산력으로 식별할 수 있다. 특히, 플렉시블 서킷를 검사하는 챌린징 애플리케이션의 경우, 초당 10 메가 픽셀을 초과하는 데이터 레이트를 달성하고 성공적으로 처리한다.

Description

웹 검사 방법 및 장치{WEB INSPECTION METHOD AND DEVICE}

본 발명은 자동 검사 시스템에 관한 것으로서, 특히 연속해서 이동하는 웹(섬유)을 광학적으로 검사하기 위한 시스템 및 장치에 관한 것이다.

이동하는 웹 소재의 분석을 위한 검사 시스템은 현대적인 제조 작업에 중요함이 판명되고 있다. 금속 제작, 종이, 비모직 및 필름만큼이나 다양한 산업에서 제품 인증 및 온라인 프로세스 모니터링 양쪽 모두를 검사 시스템에 의존한다. 제품의 품질의 균등한 검증은 웹 소재의 제작 후에 오프라인으로 또는 수동으로 수행되는 경우에는 매우 비싸다.

이러한 모든 검사 시스템의 설계 시의 어려운 요인으로는 데이터 획득과 프로세싱의 높은 레이트가 있다. 종래의 상업용 웹 제조 작업은 초당 수십 또는 수백의 메가 픽셀의 검사 데이터 획득 레이트를 필요로 하는 웹 치수 및 웹 속도를 이용한다. 또한, 이 데이터 레이트는 이동하는 웹을 완전하게 스캔하기 위해서 연속적으로 제공된다. 언급되고 있는 데이터 레이트는 광범위하게 고려되고, 큰 연속 데이터 레이트를 실현하기 위해서 주문형 엔진 이미지 프로세싱 엔진을 개발하게 되었다.

기술은 전용 전자 하드웨어를 이용하여 일반적으로 전용 모듈의 복수 경로 및 복수 레이어를 이용해서 데이터 스트림을 전처리함으로써 딜레마에 대응하였다. 이러한 시스템은 이동하는 웹의 검사에 필요한 데이터 레이트를 견딜 수 있다. 그러나, 전용 프리프로세서에 필요한 하드웨어 및 소프트웨어 양쪽 모두의 필수적인 커스텀화에 관련된 어려움이 있다. 이들 검사 시스템은 커스텀의 정도가 높기 때문에, 경우에 따라서는 애플리케이션의 범위를 주어진 시스템으로 제한하게 된다. 예컨대, 금속 검사용으로 개발된 시스템은 프린트된 패키지도 검사하지 못할 것이다. 이러한 커스텀화 때문에, 전용의 전자식 하드웨어는 돈과 시간 양쪽 모두에서 많은 개발 비용도 필요해지고, 간단한 이미지 프로세싱 작업만을 실시간으로 수행하도록 격하되며, 향후의 확장이 제한되어, 그 결과, 유지보수 비용이 많아진다.

제조 업계는 작업시 유연성의 중요함을 인식하고 있다. 이 목적을 달성하기 위해서, 제조업자는 각종 제품들 간의 고속 전환을 가능하게 하는 시스템 및 장치의 개발에 임하는 경우가 많다. 불행하게도, 웹 검사 시스템은 가치 있고 일부 업계에서는 필수불가결함이 인정되지만, 웹 검사 시스템은 제조 변화의 페이스 고속화에 있어서는 성공적이지 못하였다. 특수화된 신호 프로세싱 하드웨어는 이동하는 웹의 광학적 검사가 이제 필요로 하는 다양한 제품들 간의 고속 전환을 가능하게 하지 못한다. 따라서, 제품 라인들간의 전환이 단지 필요한 소프트웨어를 로딩함으로써 달성될 수 있도록 단일의 범용 컴퓨터 상에서 필요한 모든 프로세싱을 수행할 수 있는 것이 요망된다. 이 외에도, 개발 시간 단출과 커스텀 하드웨어 시스템 관려 비용 축소도 요망된다. 이제까지는 그것이 불가능하였다.

본 발명은 이동하는 웹을 고속의 데이터 레이트에서도 검사할 수 있는 시스템을 제공한다. 분석에 관한 새로운 방법의 발견은 상업적으로 이용 가능한 범용 컴퓨터 파워의 범위 내에서 온라인 광학 검사의 어려움을 초래하였다. 본 발명에 따른 검사 시스템을 이용하면, 여러 가지의 상이한 제품을 동일한 하드웨어로 검사할 수 있고, 제품 지정 소프트웨어의 로딩만을 필요로 하며, 이 소프트웨어는 그 제품의 결함을 구성하는 것에 관한 정보를 포함하고 있다.

본 발명의 장치는 디지털 데이터 스트림을 제공하기 위해서 연속해서 이동하는 웹의 일부를 순서대로 이미지화하는 이미지화 장치를 포함한다. 디지털 데이터 스트림은 머신 비젼 기술에서 종래에 사용되는 것과 같은 영역 이미지가 아닌 웨의 순서상의 부분들을 나타낸다. 단일 컴퓨터를 이용하여 디지털 데이터 스트림을 분석한다. 단일 컴퓨터는 먼저, 디지털 데이터 스트림으로부터 블로브 리스트를 작성하고, 진보적인 알고리즘을 이용하여 연속해서 이동하는 웹 상의 결함을 식별한다. 고속의 웹 속도와 웹 상의 복잡한 패턴은 본 발명을 통해서 처리될 수 있다. 특히, 본 발명은 플렉시블 서킷(flexible circuit)을 검사하는 도전적 애플리케이션(challenging application)에 매우 적합하고, 초당 10 메가 픽셀을 초과하는 데이터 레이트를 달성하며 성공적으로 처리한다.

이와 달리, 본 발명은 이동하는 웹을 연속해서 검사하는 방법을 포함한다. 이 방법은 디지털 데이터 스트림을 제공하기 위해서 웹의 순서상의 부분을 이미지화하는 것을 포함한다. 이어서, 단일 컴퓨터는, 먼저 디지털 데이터 스트림으로부터 블로브 리스트를 작성하고, 이어서 연속해서 이동하는 웹 상의 결함을 식별하기 위해서 블로브 리스트를 분석하도록 디지털 데이터 스트림을 처리한다. 옵션에 따라서는, 디지털 데이터 스트림은 분석을 위한 이미지를 개선하기 위해서 블로브 리스트의 작성 이전에 필터링될 수 있다.

본 발명의 목적상, 본 출원 명세서에 사용되는 다음의 용어를 다음과 같이 정의한다.

「웹」은 한 방향으로 고정된 디멘젠을 갖고 직교 방향으로 중간 길이를 갖는 소재 시트를 의미한다.

「순서상의(대로)」는 이미지가, 일련의 단일 라인, 또는 단일 행의 센서 요소(픽셀)에 광학적으로 맵핑하는 연속해서 이동하는 웹의 영역에 의해서 형성되는 것을 의미한다.

「단일 컴퓨터」는 두 가지의 원칙적인 특성, 즉 1) 지정된 세트의 인스트럭션에 응답하는 능력, 2) 인스트럭션의 미리 기록된 리스트를 실행하는 능력을 보유하는 범용 컴퓨터를 의미한다.

「픽셀」은 하나 또는 그 이상의 디지털 값으로 표현되는 화상 엘리먼트를 의미한다.

「블로브」는 2진 이미지에서 연결된 세트의 픽셀을 의미한다.

「결함」은 제품에서의 원하지 않는 발생을 의미한다.

「회색 계조」는 가능한 값의 배수, 예컨대 256 디지털 값을 갖는 픽셀을 의미한다.

「2진화」는 픽셀을 2진값으로 변환하는 연산이다.

「필터」는 입력 이미지의 원하는 출력 이미지로의 수학적 변환이고, 통상, 필터를 이용하여 한 이미지 내에서 원하는 성질의 콘트라스트를 향상시킨다.

「커버코트 결함」은 웹 상의 불충분한 또는 외부로부터의 코팅을 의미한다.

다른 특징 및 이점은 실시예에 관한 다음의 설명과 특허 청구 범위로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 전술한 이점 및 다른 이점은 도면을 참조하여 고려하면 다음의 상세한 설명으로부터 당업자에게 용이하게 명확해질 것이다.

도 1은 본 발명의 방법을 예시하는 블럭도이다.

도 2는 본 발명의 이미지 획득 및 이미지 프로세싱 요소의 상세한 블럭 흐름도이다.

도 3은 반사형 빛을 이용하는 발광 조립체의 일 예이다.

도 4는 투과형 빛을 이용하는 발광 조립체의 일 예이다.

도 5는 투과반사형 빛을 이용하는 발광 조립체의 일 예이다.

도 6a, 도 6b 및 도 6c는 반사형 빛, 투과형 빛 및 투과반사형 빛 각각을 이용할 때 생길 수도 있는 대표적인 패턴화된 웹의 예이다.

도 7은 웹 검사 장치의 양호한 실시예의 개략도이다.

본 발명은 연속해서 이동하는 웹을 광학적으로 검사하는 방법이다. 도 1은 본 발명의 방법을 묘사하는 도면이다. 연속해서 이동하는 웹(10)의 세그먼트는 두 개의 지지 롤(12, 14) 사이에 위치하고 있다. 이미지 획득 장치(16)는 연속해서 이동하는 웹(10)의 인접 부근에 위치하고 있다. 이미지 획득 장치는 개개의 순서상의 부분에 관한 데이터를 입수하기 위해서 연속해서 이동하는 웹(10)의 순서상의 부분을 스캔한다. 이 데이터는 단일 컴퓨터(18)에 전송되고, 단일 컴퓨터(18)는 데이터를 수집하고 분석하여, 연속해서 이동하는 웹(10) 상의 결함의 존재를 판단한다. 이어서, 결과로 얻은 판단은 추가 프로세스 커맨드를 실행하는 프로세스 제어 메카니즘(19)에 광학적으로 전송된다.

웹 소재

본 발명에 따르면, 연속해서 이동하는 웹은 미리 결정된 넓이 및 두께와 미리 결정된 길이를 갖는 모든 시트형 소재를 포함할 수 있다. 웹 형태로 제공되어 광학적으로 이미지화될 수 있는 소재는 본 발명과 함께 사용하기에 적합하다. 웹 소재의 예는 금속, 종이, 모직, 비모직, 유리, 중합 필름 또는 이들의 조합을 포함하지만 이들에 한정되지 않는다. 소재는 이러한 소재를 강철 또는 알루미늄으로서 포함할 수 있다. 모직은 일반적으로 각종 직물을 포함할 수 있다. 비모직은 종이, 필터 매체, 또는 절연 소재를 포함할 수 있다. 필름은 예컨대 적층 및 코팅된 필름을 비롯한 투명 중합 필름 및 불투명 중합 필름을 포함한다.

본 발명의 이용을 통한 분해에 특히 적합한 한 가지 형태의 검사 문제는 광학적 필름의 검사이다. 제2 형태의 검사 문제는 플렉시블 서킷 웹의 검사이다. 본 발명은 플렉시블 서킷 웹 상의 개별적 서킷이 플렉시블 기판 상에 침착 또는 형성된 반복 서킷 패턴을 갖는 경우에 관련되는 복잡성을 취급하기에 특히 적합하다. 웹은 통상, 임의의 패턴으로 배열된 각종 소형 부분을 각각 포함하는 복수의 개별 회로들을 갖는다. 개개의 서킷은, 예컨대 분리된 전기적 애플리케이션에 사용하기 위한 다이 컷팅(die cutting)에 의해서 웹으로부터 나중에 분리된다.

본 발명에 적합한 많은 애플리케이션의 경우, 웹 소재 또는 조합된 소재는 코팅을 제공하는 것이 바람직하다. 광학적으로 이미지화될 수 있는 코팅은 본 발명과 함께 이용하기에 적합하다. 코팅은 일반적으로, 베이스 웹 소재의 노출 표면에 제공된다. 코팅의 예는 접착제, 광학적 밀도 코팅, 저접착성 이면 코팅, 금속화 코팅, 광학적 액티브 코팅, 전기 전도성 코팅 또는 전기 비전도성 코팅, 또는 이들의 조합을 포함한다. 코팅은 웹 소재의 적어도 일부에 제공되어도 좋고 베이스 웹 소재의 표면을 전체적으로 덮어도 좋다.

웹 검사 방법

본 발명의 방법은 이미지 획득 장치를 이용하여, 연속해서 이동하는 웹의 순서상의 부분의 상세한 이미지를 획득한다. 그 결과로 얻은 이미지는 초당 적어도 10 메가 픽셀의 데이터 스트림으로 제공되는 것이 바람직하다. 데이터 스트림은 블로브 리스트로 작성되어 있는 단일 컴퓨터에 전송된다. 이어서, 단일 컴퓨터는 블로브 리스트를 분석하여 결함을 판단한다. 도 2는 본 발명의 방법을 예시하고 있다. 제2 단계 20은 연속해서 이동하는 웹의 표면으로부터 이미지 데이터의 획득에 관한 것이다. 단계 23에서의 블로브 리스트의 작성 이전에, 데이터는 옵션에 따라서 필터(단계 21)되고 2진화(단계 22)될 수 있다. 이어서, 작성 시의 블로브 리스트는 단계 24에서 처리되고, 이 단계 24에서, 연속해서 이동하는 웹 상의 결함을 식별하도록 분석을 행한다. 단계 24의 출력은 옵션에 따라서, 맵핑 유닛(단계 25), 아카이빙 데이터베이스(단계 26), 오퍼레이터 디스플레이(단계 28) 또는 프로세스 제어기(27) 중 하나 또는 그 이상에 전송된다.

이미지 획득

이미지 획득은 이동하는 웹의 순서상의 부분을 판독하고 출력을 디지털 데이터 스트림의 형태로 제공할 수 있는 종래의 이미지화 장치를 이용함으로써 달성된다. 본 발명의 목적상, 이미지화 장치는 디지털 데이터 스트림 또는 아날로그 데이터 스트림을 부가적인 아날로그 대 디지털 변환기에 직접 제공하는 카메라를 포함할 수 있다. 또한, 예컨대 레이저 스캐너와 같은 다른 센서를 이미지화 장치로서 이용하여도 좋다. 웹의 순서상의 부분은 데이터가 일련의 단일 라인에 의해서 획득된다는 것을 나타낸다. 단일 라인은 단일 행의 센서 요소 또는 픽셀에 광학적으로 맵핑하는 연속해서 이동하는 웹의 영역을 포함한다. 이미지를 획득하기에 적합한 장치의 예에는 라인스캔 카메라, 예컨대 (미국 캘리포니아주 써니베일에 소재하는) 페킨 엘머사의 모델 번호 LD21, (캐나다 온타리오주 워털루에 소재하는) 달스사의 피라나 모델, 또는 (미국 뉴저지주 토와타에 소재하는) 톰슨 씨에스에프사의 모델 번호 TH78H15 등이 있다. 추가 예에는 아날로그 대 디지털 변환기와 연계하는 (독일 뮌헨에 소재하는) 서페이스 인스펙션 시스템즈사의 레이저 스캐너가 있다.

이미지는 옵션에 따라서, 이미지의 조달을 돕는 광학 조립체를 이용함으로써 획득될 수 있다. 조립체는 카메라의 일부이어도 좋고 카메라와 분리되어 있어도 좋다. 광학 조립체는 이미지 프로세스 중에 반사형 빛, 투과형 빛 또는 투과반사형 빛을 이용한다. 반사형 빛은 표면 스크래치와 같은 웹 표면 변형에 의해서 생긴 결함의 검출에 적합하다. 도 3은 연속해서 이동하는 웹(30)에 관한 이미지 획득을 위해서 이 반사형 빛의 이용을 도시하고 있다. 아이들러 롤(32) 상을 주행하는 웹(30)은 이미지 획득 장치(34)를 통과한다. 파이버 광학 라이트(35, 36)는 빛을 실린더형 집광 렌즈(37, 38)를 통해서, 이미지 식별 장치(34)의 초점과 일치하는 초점(39)으로 향하게 한다. 종래의 파이버 광학 라이트와 집광 렌즈는 본 발명의 사용에 적합하다.

투과형 빛은, 웹을 통과할 때 그 빛의 정상적인 투과를 교란시키는 결함, 예컨대 압출 성형된 필름의 겔 또는 코팅된 필름의 광학적 밀도 변화의 검출에 사용된다. 도 4는 유리 아이들러 롤(42)과 그 유리 아이들러 롤(42) 상을 주행하는 대응하는 웹(40)을 통한 투과형 빛의 이용을 도시하고 있다. 동작 시, 빛은 유리 아이들러 롤(42)을 통해서 그리고 웹(40)을 통해서 파이버 광학 라이트(43)로부터 투과된다. 이미지 획득 장치(44)는 투과형 빛의 초점 영역 위에 위치한다.

투과반사형 빛은 반사형 빛과 투과형 빛의 조합으로서, 플렉시블 서킷 웹과 같은 커버코트 연속성과 같은 하이브리드 결함을 검출하기에 가장 바람직하다. 도 5는 투과반사형 빛의 일 예를 도시하고 있다. 웹(50)은 유리 아이들러 롤(52) 위로 전달된다. 파이버 광학 라이트(55, 56)는 빛을 실린더형 집광 렌즈(57, 58)를 통해서, 이미지 식별 장치(54)의 초점과 일치하는 초점(59)으로 향하게 한다. 칩은 또한, 유리 아이들러 롤(52)을 통해서 그리고 웹(50)을 통해서 파이버 광학 라이트(53)로부터 투과된다. 투과형 빛의 초점은 반사형 빛의 광원(55, 56)으로부 터의 초점과 일치한다.

플렉시블 서킷의 검사에 관한 양호한 실시예의 경우에는 3 가지 광학 구성 모두를 이용할 수 있다. 도 6a, 도 6b 및 도 6c는 플렉시블 서킷 웹에 제공되는 경우에 조사(照査) 구성의 잠재적 이용을 예시하고 있다. 투과형 빛은 플렉시블 서킷 웹 상의 결함, 예컨대 어두운 백그라운드 상의 밝은 스폿으로서 나타나는 기판의 구멍의 검출에 사용된다. 이것은 쇼트 및 오픈과 같은 전기적 연속성 결함의 검출에 사용되는 것도 가능하다. 도 6a는 투과형 빛을 이용하여 이러한 결함을 검출하는 방법을 도시하고 있다. 투과형 빛을 이용하는 도 6a에 따르면, 금속 서킷 요소(62)와 비전도성 커버코트(64)는 어둡게 나타내고, 기판(60)은 밝게 나타낸다. 이것의 이점은 서킷 에칭 프로세스로 인한 에지 슬로핑(sloping)이 문제를 일으키지 않도록 서킷 트레이스의 가장 넓은 표시가 이미지화되는 것이다. 도 6b에 도시한 반사형 빛은 원하는 경우에는 서킷화 결함에 이용될 수 있지만, 나중의 프로세싱 단계에서 결점으로 나타날 수 있는 본딩 패드 상의 오염과 같은 표면 최종 결함의 검출에 필요하다. 이들 경우에서, 금속 서킷 요소(62)와 비전도성 커버코트(64)는 밝게 나타내고, 결함은 빛을 가린다. 투과반사형 빛, 즉 반사형 빛과 투과형 빛의 조합은 금속 피처(feature)와 기판 피처를 확장하는 유전성 커버코트의 땜납 댐(dam)과 같은 서킷 코팅의 검출을 위해서 실질적으로 상이한 분석을 제공한다. 이들 경우에서, 반사형 빛 또는 투과형 빛의 단독 사용은 기판에 비해서 금속의 금속의 성질이 상당히 다르기 때문에 부적절하다. 그러나, 투과반사형 빛을 이용함으로써, 코팅은 금속 피처와 기판 피처의 양쪽 모두로부터 쉽게 구별될 수 있다. 도 6c는 요소(62)의 이미지가 요소(64)의 이미지와는 상이한 투과반사형 빛의 개념을 예시하고 있다.

필터링, 2진화 및 블로빙

디지털 데이터 스트림은 이미지화 장치로부터 프로세싱 컴퓨터로 전송된다. 웹의 검사는 데이터가 연속이기 때문에 요구도가 높은 응용이다. 즉, 웹이 이동하고 있는 한, 데이터는 시스템에 흐르고 있다. 따라서, 프로세싱 컴퓨터는 필요한 프로세싱 레이트를 무한히 유지할 수 있는 능력을 보유하여야 한다. 본 발명의 방법은 지정된 응용 요건에 따라서, 바람직하게는 초당 약 10 메가 픽셀 또는 그 이상부터, 그리고 가장 바람직하게는 초당 약 30 메가 픽셀 또는 그 이상부터 웹을 연속해서 이동하기 위한 데이터 레이트를 취급할 수 있다.

균일한 필름 제품에 관한 한 가지 바람직한 실시예의 경우, 웹 속력은 분당 600 피트/분이고, 웹 넓이는 50 인치이며, 이미지 분해능은 픽셀당 20 밀스(mils)이다. 요구되는 유지 데이터 처리량은 초당 약 15 메가 픽셀이다. 플렉시블 서킷 검사에 관한 제2 실시예의 경우, 웹 속력은 초당 25 밀리미터이고, 웹 넓이는 50 밀리미터이며, 이미지 분해능은 픽셀당 10 미크론이다. 이어서, 요구되는 유지 데이터 처리량은 초당 약 17.5 메가 픽셀이다.

디지털 데이터 스트림은 분석을 위해서 단일 컴퓨터에 전송된다. 본 발명에 따르면, 전술한 바와 같은 단일 컴퓨터는 2 가지의 주요 특성, 즉 1) 지정된 세트의 인스트럭션에 응답하는 능력과, 2) 미리 기록된 리스트의 인스트럭션을 실행하는 능력을 보유하는 범용 컴퓨터이다. 본 발명의 목적상, 메모리 구성 요소, 대용 량 기억 장치 구성 요소, 중앙 처리 장치 및 옵션에 따라서는 입력 및 출력 장치를 보유하는 모든 범용 컴퓨터는 본 발명과 함께 사용하기에 적합하다. 본 발명은 디지털 신호 프로세서, 및 수학적 연산의 고속 실행에 대해서 명쾌하게 설계된 다른 제한된 컴퓨터 프로세싱 보드와 같은 장치를 명확하게 배제한다. 보다 바람직하게는, 「단일 컴퓨터」는 단일의 머더 보드, 범용 마이크로컴퓨터를 포함한다.

옵션에 따라서는, 블로브 리스트의 작성 이전에, 이미지 내의 원하는 성질의 콘트라스트를 향상시키기 위해서 인입되는 디지털 데이터 스트림을 필터링하는 것이 요망될 수 있다. 예컨대, 노이즈를 감소시키거나 에지와 같은 피처의 콘트라스트를 높이기 위해서 필터를 이용하는 경우가 많이 있다. 일반적으로, 필터에는 분리 가능한 필터, 선형 필터, 비선형 필터, 국부 콘트라스트 향상 필터, 에지 향상 필터, 노이즈 감소 필터, 또는 이들의 조합이 포함된다. 전술한 필터의 형성 및 사용은 당업자에 의해서 종래와 같이 이해된다. 본 발명의 경우, 이들 필터 및 맵핑의 변수는 그 전체 이미지보다는 픽셀을 랜덤하게 샘플링함으로써 결정된다. 또한, 이들 동작은 해당 구역에서만 실행된다.

분리 가능한 필터도 본 발명과 연계하여 이용 가능하다. 이미지 프로세싱에서의 필터는 일반적으로 2차원이다. 그러나, 그들의 대부분은 수직의 1차원 필터와 수평의 1차원 필터를 적절할 순서로 실행함으로써 수행되거나 근사될 수 있다. 따라서, 계산적 비용은 O(n²)에서부터 O(2n)으로 감소되었다. 예컨대, 수직형 필터를 이용하여, 광학계 및 센서의 불균일성으로 인해 생기는 크로스 웹 불균일성을 제거 한다. 이어서, 수평형 평활 필터를 이용하여 고주파수 랜덤 노이즈를 감소할 수 있다.

블로브 리스트의 작성 이전에 단일 컴퓨터에서 실행되는 다른 단계는 2진화를 포함한다. 2진화는 칼라 이미지 또는 회색 계조 이미지와 같은 값의 배수인 픽셀을 갖는 이미지를 2진수의 이미지로 변환하는 것이다.

2진화의 한 가지 형태는 고정형 이미지화이다. 고정형 이미지화는 이미지를 전반에 걸쳐서 단일 레벨을 기초로 한다. 예컨대, 값 128로 2진화하는 경우, 128보다 큰 값을 갖는 모든 픽셀은 값 「1」(백색)로 변환되고, 128보다 작거나 같은 값을 갖는 픽셀은 「0」(흑색)으로 변환된다. 이어서, 이미지는 본 발명의 블로빙 절차에 따라서 블로빙된다.

2진화의 다른 형태는 적응형 2진화이다. 적응형 2진화는 이미지의 동적 분석을 기초로 한다. 각 픽셀의 임계값은 픽셀이 상이하면 임계값이 상이하도록 이미지의 다른 픽셀의 분석을 통해서 결정된다. 이와 같이 하여, 낮은 콘트라스트 또는 강도 변화 이미지를 보상한다. 이러한 동작을 수행하는 방법은 다양하다. 예컨대, 픽셀의 임계값은 가장 가까운 20 개의 인접 픽셀을 평균함으로써 계산될 수 있다. 이미지가 오른쪽 부분이 왼쪽의 밝기보다 두 배인 경우, 2진화를 위한 고정된 임계값은 정확인 결함 위치에 따라서 결함 확률에 상당한 편차가 생기게 될 것이다. 그러나, 적응형 2진화를 이용하는 경우, 국부 업셋(local upset)은 오른쪽에서와 같이 왼쪽에서도 동등하게 검출 가능할 것이다. 이 방법에 의해서, 합리적인 백그라운드 감도 편차의 보상이 가능하다.

패턴화되지 않은 중합 필름에 의한 양호한 실시예의 경우, 2진화에 사용되는 임계값은 인접 범위 내에서 평균화하는 국부화된 강도 분석을 이용하여 종래적으로 계산된다. 웹이 패턴화된 웹인 경우, 그리고 특히, 플렉시블 서킷 웹이 검사되는 경우, 데이터 스트림 상의 픽셀의 2진화 이전에 적응형 임계 처리하는 특정 모드는 바람직한 것으로서 인지되었다. 이것은 웹의 광학적 성질의 특성의 전체 범위를 실질적으로 갖는 웹의 적어도 하나의 순서상의 부분을 식별하는 것을 포함한다. 가능한 한 많은 수의 상이한 시각적 피처를 수용하는 반복 패턴 내의 라인을 최적의 선택으로 고려한다. 그 라인에 대응하는 데이터 스트림을 특히 주목하여, 국부의 최대값 및 최소값에 대응하는 픽셀값을 식별한다. 픽셀값의 범위는 국부 최대값으로서 식별된 픽셀값 중 최저값과, 국부 최소값으로서 식별된 픽셀값의 최대값에 의해서 경계짓도록 정한다. 이어서, 임계값은 일부의 적당한 규칙에 따른 번위 내에서 계산된다. 즉, 플렉시블 서킷의 경우, [보다 낮은 경계 + 0.75 ×(상측 경계-하측 경계)]와 같은 계산된 임계값은 양호한 결과를 낳는다. 디지털 데이터 스트림의 적어도 일부, 종래적으로는, 식별된 라인이 반복 패턴에 나타나는 다음 시기까지의 부분은 그 계산된 임계값을 이용하여 2진화된다.

분석되는 결함에 따라서, 지정된 결함 타입에 대한 각 값을 이용하여 2진화하기 위해서 복수의 임계값을 이용하는 것이 요망될 수 있다. 예컨대, 투과형 조사를 이용하는 플렉시블 서킷의 검사를 위한 양호한 실시예의 경우, 금속화된 피처는 기판에 비해서 어둡게 나타난다. 쇼트의 검출 시에는 고임계값을 이용하고 오픈의 검출 시에는 저임계값을 이용함으로써, 검출 확률을 매우 높일 수 있다.

본 발명에 따르면, 단일 컴퓨터는 적어도 블로브 리스트의 작성과 블로브 리스트의 분석 양쪽 모두를 실행하여, 연속해서 이동하는 웹 상의 결함을 판단한다. 블로브는 2진 이미지에서 연결된 세트의 픽셀이다. 연결된 세트의 픽셀은 일반적으로, 픽셀이 4-연결형(4 개의 인접부, 즉 위쪽, 오른쪽, 아래쪽, 왼쪽) 또는 8-연결형(8 개의 인접부, 즉 우상측 대각선, 우하측 대각선, 좌하측 대각선, 좌상측 대각선) 중 어느 하나임을 나타낸다. 블로브 리스트는 다음과 같이 작성된다. 먼저, 포어그라운드 값 및 연결 구조를 갖는 블로빙 메카니즘에 2진화된 이미지가 제공된다. 포어그라운드 값은 이미지 안에서의 해당 픽셀의 값을 나타낸다. 이 값은 2진 최소값(통상 0)이거나 2진 최대값(통상 255)이다. 연결 구조는 4-연결형 또는 8-연결형 중 어느 하나로서 지정된다.

사용되고 있는 블로빙 연결 구조에 상관 없이, 블로브의 존재는 픽셀의 연결과 관련되어 있다. 웹의 각 순서상의 부분이 스캔되면, 그 순서상의 부분에 대응하는 디지털 데이터 스트림은 웹 상의 그들의 위치에 대응하는 X 도메인 안의 픽셀을 묘사한다. 각 라인에 대해서, X 도메인 안에서 서로 연결된 픽셀의 집합은 세그먼트로서 정의된다. 이들 세그먼트가 한 라인에 대한 X 도메인 내에서 정의되면, 그들 픽셀이 Y 도메인 안에 연결되어 있는 경우에 라인마다 분해가 가능해진다. Y 도메인은 웹 이동의 방향에 대응한다. 계산의 편의상, 세그먼트는 이미지 안에서 고유하게 식별하는 세그먼트에 속하는 정보의 집합으로서 표현될 수 있다. X 도메인과 Y 도메인의 개시 위치로써 세그먼트를 표현하고 X 도메인의 픽셀에서의 런 길이(run length)를 표현하는 것은 특히 간편함이 판명되었다.

이러한 정보의 편집 및 이용을 통해서, 블로빙 프로세스는 각 라인에 대한 X 세그먼트의 형성 및 라인마다의 X 세그먼트의 연결의 분해능에 대해서 감소될 수 있다. 계산의 편의상, 본 발명은 X 세그먼트의 리스트의 작성과, 단일 반복에서 그 리스트의 블로브 리스트로의 전환 양쪽 모두를 완료하는 것이 바람직하다. 본 발명의 단일 반복 알고리즘은 이전 라인으로부터의 X 세그먼트 리스트를 비교 리스트로서 저장하는 것이 필요할 뿐이다. 현재 행에서의 세그먼트의 리스트와 비교 리스트에서의 세그먼트 간의 연결의 존재는 블로브를 정의하는 정보를 라인마다 누적함으로써 해결된다.

프로세스는 Y 도메인의 제1 라인에서 개시하고 각 후속 라인에 걸쳐서 반복한다. 각 블로브의 오픈 세그먼트의 러닝 카운트(running count)는 프로세스 전반에 걸쳐서 유지된다. 이것은 새로운 블로브의 추가, 완료된 블로브의 종료, 및 분리된 블로브들의, 글자 「V」의 베이스에서와 같은 단일 블로브로의 병합을 자동으로 고려하도록 기능한다. 본 발명은 최소 X 위치로부터 참조된 현재 라인의 제1 세그먼트를 판단한다. 그 X 세그먼트의 종료 위치가 비교 리스트에서의 현재 세그먼트의 개시 위치보다 작은 경우에는, 그 세그먼트는 새로운 블로브에서의 제1 세그먼트이어야 한다. 이 시점에서, 새로운 블로브가 할당되고, 그 블로브의 오픈 세그먼트 카운트가 증분되며, 세그먼트가 이 블로브에서의 제1 세그먼트로서 할당된다. 비교 리스트에서의 대응하는 세그먼트의 끝 부분이 현재 세그먼트의 개시 위치보다 적은 경우에는, 비교 리스트에서의 대응하는 세그먼트는 비교 리스트로부터 제거되고, 오픈 세그먼트 리스트는 감분되며, 비교가 다시 시작된다. 그러나, 이들 경우 중 어느 것도 만족하지 않으면, 현재 세그먼트와 비교 리스트에서의 대응하는 세그먼트는 중첩되어야 하고, 동일한 블로브의 일부가 된다. 세그먼트는 전개 중인 세그먼트에 부가되어, 비교 리스트로부터의 세그먼트를 포괄한다. 복수의 현재 세그먼트가 비교 리스트로부터의 단일 세그먼트를 중첩하면, 그들은 현재의 진행 중인 블로브에 더해진다. 또한, 현재 세그먼트가 비교 리스트로부터의 복수의 세그먼트 N을 중첩하면, 병합 조건이 존재한다. 비교 리스트 상의 세그먼트에 의해서 표현되는 개개의 진행 중인 블로브는 단일 블로브로 조합되고, 오픈 세그먼트는 N-1만큼 감분된다. 마지막으로, 비교 리스트에서의 세그먼트와 인접한 현재 라인의 세그먼트가 없으면, 오픈 세그먼트 카운트는 비교 리스트에서의 각 세그먼트에 대해서 감분된다.

물리적인 웹은 중간 길이를 갖기 때문에, 블로빙 프로세스는 무한히 계속된다. 그러나, 개개의 블로브는 그들의 오픈 세그먼트 카운트가 영(零)일 때 완료되는 것으로 간주되며, 이 시점에서 그들 블로브는 추가 분석에 대해서 이용 가능하다.

웹 동기화

본 발명의 웹 검사 시스템은 일반적으로, 공간적 등록을 유지하기 위해서 연속해서 이동하는 웹에 동기된다. 본 발명은 비디오 데이터와 분석 스트림에 등록된 물리적 웹 위치에 대응하는 분석 좌표계를 이용하는 것이 바람직하다. 종래의 광학적 검사 시스템의 경우, 이것은 대개, 웹 라인에 물리적으로 부착된 순환 엔코더를 이용하여 달성된다. 순환 엔코더에는, 예컨대 독일 트라운로이트에 소재하는 하이 덴하인사의 모델 번호 ROD523이 포함될 수 있다. 웹이 이동할 때, 엔코더는 일련의 디지털 신호를 규칙적인 거리 간격으로 출력한다. 대개의 경우에, 엔코더로부터의 각 펄스를 이용해서, 카메라를 기동시켜 웹 상의 다른 라인을 이미지화한다.

플렉시블 서킷 웹을 동기화하는데 관련된 바람직한 방법은 비교적 큰 샘플의 서브셋의 데이터의 유사성을 찾는 기술을 이용한다. 수학적으로, 하나의 데이터 세트의 다른 데이터 세트에 대한 유사성을 판단하는 최상의 방법은 두 데이터 세트간의 관계를 수치적으로 묘사하는 상관 계수를 생성하는 것이다. 이 상관 계수를 달성하기 위한 방법은 여러 가지가 있지만, 이들 방법은 일반적으로, 계산상의 비용이 고가이므로, 실시간으로 사용하기에 불가능하다. 그러나, 본 발명은 데이터 세트를 2진의 결과값으로 우선 감소시키고, 이 때, 적당한 프로세싱 속력을 달성할 수 있다.

플렉시블 서킷 웹의 바람직한 실시예의 경우, 웹은 일반적으로, 나중에 삭제되고 액티브 회로 요소에 첨부되는 일련의 개개의 서킷 부분을 포함한다. 제조 중에, 이들 부분은 N ×M 어레이, 전체 웹을 확장하는 단일 부분, 및 최근접 이웃 부분으로부터 180도 회전된 모직간 부분을 포함하지만 이들에 한정되지 않는 여러 가지 다양한 방법으로 웹 상에 공간적으로 배향될 수 있다. 그러나, 이 프로세스에서의 한 가지 불변은 서킷의 공간적 배향이 항상, 다운웹 방향에서의 분명하고 결정론적 패턴을 따른다는 점이다. 본 발명은 외부 센서 또는 외부 동기 메카니즘의 필요 없이 인입 비디오 스트림에 포함된 정보에만 기초하여 웹에 걸쳐서 부분의 수 또는 배향에 무관하게 분리된 부분들을 고유하게 식별 및 세그먼트화한다.

바람직한 2진 상관은 미리 정한 상관 이미지를 먼저 획득함으로써 작동한다. 이것은 파일, 또는 다른 데이터 기억 메카니즘으로부터 로드될 수 있다. 다음에, 이 미리 정한 상관 이미지는 미리 정한 임계값을 이용하여 2진화된다. 상관 이미지가 2진화되었으면, 분해능이 감소된 샘플화된 추가의 이미지가 원래의 2진화된 상관 이미지로부터 생성된다. 이 샘플화된 이미지를 이용하여, 상관 프로세스를 가속한다. 원래의 이미지는 모든 차수로 샘플될 수 있다. 그러나, 계산의 편의상, 2의 배수가 바람직하다. 찾는 이미지가 2진화되고 샘플된 후, 상관 시의 반복 사용을 위해서 RAM에 기억된다.

이 시점에서, 임의의 이미지가 상관을 위해서 로케이션 메카니즘에 제공될 수 있다. 모든 임의의 이미지에는 2진화 임계값, 검색 수용 변수, 및 검색 확정성 변수가 제공된다. 검색 수용 변수는 일치라고 고려될 최소 수용 가능 상관의 측정값으로서 사용된다. 검색 확정성 변수는 속도의 목적상 사용되며, 그보다 크거나 같은 상관을 찾으면 즉시 검색을 중단할 수 있는 로케이션 메카니즘을 말한다.

로케이션이 시작하기 이전에, 임의의 이미지도 역시 2진화되고 원래의 로케이션 이미지와 동일한 차수로 서브샘플된다. 임의의 이미지는 전술한 바와 같이 로케이션 메카니즘에 공급된 임계값을 이용하여 2진화된다. 2진화 값은 찾는 이미지를 공급하는 값과 같지 않아도 된다. 이것에 의해서, 획득 장치의 조사와 감도가 수정될 수 있다.

예비 작업이 완료되면, 로케이션이 시작된다. 로케이션 상관은 원래의 패턴과 보다 큰 임의의 이미지의 서브 섹션 간의 픽셀 단위 감산이 된다. 상관 계수는 감산 결과를 함산함으로써 결정된다. 영(零)의 결과로서 일치 확실성이 100 퍼센트가 되고, 이 때, [넓이 ×높이 ×2진 최대값](통상 1 또는 255)의 결과는 불일치를 나타낸다.

먼저, 언더 샘플된 이미지와 일반적인 로케이션에 관하여 상관을 행하고, 이 로케이션의 확실성을 판단한다. 언더 샘플된 상관의 결과는 +(n-1) 픽셀 또는 -(n-1) 픽셀(n은 언더 샘플의 량)의 로케이션을 내재적으로 생산하기 때문에, 원래의 이미지에 관해서 제2 상관을 행하여 언더 샘플된 상관의 로케이션을 더욱 큰 차수로 더 한정한다. 마지막으로, 이 프로세스가 완료되면, 필요한 경우에, 일치의 정확한 로케이션은 관심 있는 측과 통신되고, 로케이션 메카니즘은 다른 임의의 이미지에 관한 상관을 계속하도록 준비된다.

적당한 로케이션 메카니즘이 적소에 있는 경우, 본 발명은 디지털 데이터 스트림으로부터만의 부분을 찾고 추출하는 프로세스를 시작할 수 있다. 이 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 미리 정한 몇 개의 디지털 이미지를 상관 패턴으로서 이용한다. 이들 디지털 이미지 또는 로케이터는 디지털 데이터 스트림의 X 및 Y 도메인에서 웹의 로케이션을 판단하는 방법 및 웹의 좌표계 내에서 각 개별 부분의 정확한 로케이션을 판단하는 방법을 포함한다. 또한, 로케이터를 이용하여, 그 부분 자체의 좌표계 내에서 명확한 해당 영역을 찾을 수 있다.

이 프로세스의 제1 단계는 디지털 데이터 스트림에서 웹의 정확한 위치를 식별하는 것이다. 정확한 위치는 미리 정한 웹 로케이터 이미지와 순서상의 디지털 데이터 스트림의 2진 상관을 이용하여 판단된다. 미리 정한 웹 로케이터는 반복 패 턴들간의 다운웹 거리에서 1회만 발생하는 패턴을 포함하기 때문에, 이 상관은 웹의 X 및 Y 좌표계의 원점을 얻는 기능을 수행한다.

웹 로케이터의 위치가 알려진 경우, 본 발명은 다운웹 반복 패턴의 사례에서 발생하는 각 부분의 정확한 크로스(cross) 및 다운(down) 웹 위치를 얻을 수 있다. 이 경우에도, 정확한 위치는 미리 정한 부분 로케이터 이미지와 순서상의 디지털 데이터 스트림의 2진 상관을 이용하여 달성된다. 그러나, 계산 주기를 유지하기 위해서, 이 연산은 웹 로케이터로부터의 부분 로케이터의 오프셋과 부분 로케이터의 실제 넓이에 의해서 판단되는 바와 같은 제한된 크로스웹 로케이션에서 수행된다.

부분의 수와 웹 로케이터로부터의 오프셋이 판단되기 때문에, 전술한 바와 같은 정밀한 로케이션 메카니즘은 웹 상의 모든 부분을 찾을 때 거의 완벽한 정밀도를 달성할 수 있다. 또한, 분리된 부분을 찾아서 디지털식으로 삭제될 수 있고 옵션에 따라서 마스크 처리되고 단일 배향으로 회전될 수 있다면, 모든 추가 프로세싱은 원래의 배향 및 크로스 웹 로케이션에 상관없이 행해질 수 있음은 당연하다.

프로세싱 파이프라인은 개별 부분에 관해서 작용하는 것이 바람직하다. 따라서, 검출 알고리즘 전부는 웹 패턴에 무관하게 웹 등에 걸친 부분의 수를 동등하게 작업한다. 제품이 변경되면, 조작자는 메뉴에서 새루운 제품을 선택하기만 하면 된다. 스플라이스와 같은 업셋이 생기면, 비디오 스트림만의 모든 오브젝트 인식에 기초하기 때문에 그 업셋을 검출하고 그 자체를 자동으로 재동기화한다. 또한, 미리 정한 부분 로케이터를 이용하기 때문에, 이 방법은 웹 프로세스에 내재하는 크 로스웹 원더(wander) 및 다른 영향을 자동으로 연속해서 보정한다.

결함 분석

웹 검사 애플리케이션은 일반적으로, 두 개의 명확한 분류, 즉 패턴화[예컨대, 레이블, 커런시(currency) 및 플렉시블 서킷]와 비패턴화(예컨대, 필름 및 비모직)로 나뉠 수 있다. 이 발명은 검사용 하드웨어의 변경없이 둘 중 어느 타입의 애플리케이션도 성공적으로 수행할 수 있다. 소프트웨어를 변경하여 상이한 타입의 블로브 분석을 수행함으로써, 일반적은 단일 기반 컴퓨터 시스템은 폭넓고 다양한 애플리케이션을 달성할 수 있다.

비패턴화 웹의 경우, 비디오 신호는 모든 불균일 영역에 결함이 있도록 균일하다고 예측된다. 결함을 식별하는 비디오 프로세싱은 불균일 비디오 신호와, 결함 있는 영역을 백그라운드로부터 분리하기 위한 2진화와, 전술한 바와 같이 결함 있는 픽셀을 통합딘 엔티티로 수집하기 위한 블로빙을 향상시키도록 필터링을 수반한다. 마지막으로, 수집된 블로브들을 분석하여, 그 수집된 블로브들이 웹의 결함 있는 부분을 나타내는지 또는 결함 없는 변태에 불과한 지를 판단한다. 이 분류는 블로브 위치의 분석과 지리적 형상 변수를 구성한다. 특정한 블로브가 미리 정한 결함과 일치하는 피처를 갖는 경우에, 이것은 결함이 있다. 그러나, 미리 정한 결함의 허용 오차 내에 있지 않은 경우에는 이것은 결함이 없다. 결함을 획득하는 시스템을 정의하거나 트레이닝하는 방법에 관해서는 후술한다.

예컨대, 반투명의 중합 웹의 검사를 위한 바람직한 실시예의 경우, 디지털 데이터 스트림은 표준의 디지털 비디오 입력 카드를 통해서 단일 컴퓨터에 공급되 고, 컴퓨터의 메인 시스템 RAM 메모리에 기억된다. 이 데이터는 모든 조건 하에서 데이터 손실 없이 데이터 레이트를 수용하기 위해서 요구되는 순환 버퍼링을 통한 연속적이고 매우 신중한 메모리 관리이다. 획득 후에, 데이터를 필터링하여, 백그라운드 노이즈를 제거하면서 결함의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다. 이들 필터를 조정하여, 특정한 애플리케이션의 요구를 충족시킬 수 있다. 이것은 반투명의 웹이기 때문에, 소재는 다소 퍼져있으므로, 결함을 향상시키기 위한 고역 통과 필터링은 물론, 이미지의 노이즈를 제거하기 위한 평활 필터도 필요로 한다. 필터링 작용은 일반적으로 범용 컴퓨터의 경우에 계산상 고가이지만, 필터를 세심하게 설계함으로써, 필요한 데이터 레이트를 처리하도록 최적화될 수 있다. 분리 가능한 필터는 매트릭스 분해에 흔하고, 일반적으로 당업자에 의해서 인식된다. 예컨대, 사이즈가 11 ×11인 필터는 두 개의 1 ×11 필터로 분리될 수 있고, 그 결과, 연산수가 121에서 22로 감소된다. 이 타입의 필터를 선택함으로써, 550 %의 효율 증가가 실현되었다. 다음으로, 이미지는 전술한 바와 같이 효율적으로 2진화되고 블로빙된다. 이 시점에서, 변태는 블로브로서 격리되고, 당업자가 일반적으로 인식한 선형 또는 중립의 네트워크 분류 기술을 이용하여 블로브 피처(사이즈, 형상, 위치, 강도)를 분석함으로써 분류될 수 있다. 이 경우, 결함의 심각성은 사이즈에 기초하여 엄밀하게 판단된다. 결함이 2 ㎜²보다 크면 결함이 있고, 그렇지 않으면 결함은 애플리케이션의 허용 오차 내에 속하여 무시된다. 마지막으로, 데이터는 실시간 맵과 그래프를 통해서 사용자에게 디스플레이된다. 데이터는 또한, 실시간 아카이브 데 이터베이스에 기억되고 제조 프로세스 제어 시스템에 전송되어, 결함 있는 소재의 존재를 다루는 데 필요한 적당한 조치를 취한다.

패턴화 웹의 경우, 비디오 신호는 결함이 패턴에서의 왜곡으로서 나타내도록 반복 패턴을 포함하도록 예측된다. 결함 있는 영역을 식별하기 위한 비디오 프로세싱은 일부 다른 수단에 의해서 얻는 템플레이트 패턴에 테스트되는 패턴의 비교를 포함한다. 패턴 비교의 공통된 방법은 테스트 대상 패턴과 템플레이트 패턴 간의 감산과 같은 직접 공간 연산이다. 그러나, 실제로, 이 방법은 웹 워핑, 광학의 불완전성, 패턴 상의 에지 편차 등과 같은 통상의 프로세스 편차 때문에 웹 프로세스에 견고하지 않다. 따라서, 전술한 바와 같은 비디오 프로세싱 후에, 이 시스템은 직접 이미지 비교보다는 오히려 패턴 품질을 검증하기 위해서 토폴로지형 블로브 프로세싱을 수행한다. 즉, 블로브 피처의 수, 블로브 피처의 곤간적 상관 관계, 및 지리적 피처를 공지된 피처와 비교하여, 테스트 대상 패턴이 사양 내에 있는 지를 판단한다. 이 방법을 이용하면, 통상의 프로세스 편차를 보상하도록 허용 오차 이내에 제작하는 것이 더욱 용이하다. 이 경우에도, 데이터는 사용자에게 디스플레이되고, 아카이브 데이터베이스에 기억되며, 프로세스 제어 시스템에 전송된다.

패턴화된 웹의 검사 시스템의 운용 이전에, 결함이 없는 기준 이미지를 분석하여 중요 피처를 추출하여야 한다. 이 발명은 사이즈, 형상, 위치, 토폴로지 등과 같은 블로브의 피처와 함께 기준 패턴에서의 각 오브젝트(블로브)를 추출하기 위해서 트레이닝 작용을 이용한다. 이와 같이 하여, 런타임 기간 중에, 분석용 단일 시스템은 테스트 대상 패턴에서의 블로브를 추출하고, 런타임 리스트의 블로브 피처 를 기준 블로브 리스트의 블로브 피처와 비교한다. 블로브의 수 및 두 리스트 간의 블로브 피처와 같은 토폴로지 피처의 비교를 통해서, 미세한 패턴 결함도 검출할 수 있다. 이것은 전체의 이미지가 아닌 결함 리스트의 비교를 통해서 데이터 량을 상당히 감소시키는 이점이 있다. 또한, 이제, 블로브 성질 비교 안에 허용 오차를 구축함으로써 통상의 프로세스 편차를 보상하는 것이 가능해진다. 이 타입의 프로세싱에 의해서, 패턴화된 웹 검사로부터의 대량의 데이터를 처리함에 있어서 대량 출시용의 단일 컴퓨터를 성공적으로 이용할 수 있게 된다.

예컨대, 웹 형태에서 플렉시블 서킷의 검사에 대한 바람직한 실시예의 경우, 디지털 데이터 스트림은 표주의 디지털 비디오 입력 카드를 통해서 단일 컴퓨터에 공급되고 컴퓨터의 메인 시스템 RAM 메모리에 기억된다. 이 데이터는 모든 조건 하에서 데이터 손실 없이 데이터 레이트를 수용하기 위해서 요구되는 순환 버퍼링을 통한 연속적이고 매우 신중한 메모리 관리이다. 획득 후에, 데이터를 필터링할 수 있지만, 필터가 모든 조사 대상 패턴의 형상을 왜곡하지 않도록 조심하여야 한다. 다음으로, 비디오 데이터는 2진화되고 블로빙된다. 매우 빈번하게, 크로스웹 편차를 보상하기 위해서 2진화에 적응형 임계 처리가 필요하다. 이미지를 블로빙한 후, 블로브 리스트에 관하여 모든 분석 동작이 수행된다.

플렉시블 서킷와 PCB의 가장 중요한 결함은 아마도 전기적인 쇼트, 오픈, 리드 감소 및 공간 감소일 것이다. 먼저, 오픈 테스팅에 대해서 생성된 블로브 리스트는 기준 블로브 카운트와 비교된다. 의사 노이즈 블로브를 필터링한 후의 런타임 블로브의 수가 트레이닝으로부터의 블로브 수보다 많으면, 서킷 오픈이 존재한다. 그 외의 경우에는 추가의 분석을 필요로 하여 트레이스 감소가 존재하는 지를 판단한다.

트레이스 감소란 금속 피처가 수용 가능한 허용 오차를 벗어날 정도로 얇은 서킷의 부분이다. 아직 전기적으로 도통 중이면, 이 영역은 동작 중에 오류가 발생할 확률이 높다. 기술상, 이것은 이미지 자체에 관한 형태상의 프로세싱을 이용함으로써 행할 수 있다. 불행하게도, 이들 서킷 이미지의 큰 사이즈(경우에 따라서는 200 메가바이트를 초과)와 형태상의 프로세싱의 계산 비용 때문에, 커스텀식으로 설계된 전용의 전자식 하드웨어를 이용하여 이들 동작을 수행하였다. 본 발명의 경우, 분석은 이미지가 아닌 블로브의 수정을 통해서 수행된다. 먼저, X 도메인 세그먼트로부터의 각 블로브에 대해서 Y 도메인 세그먼트를 생성한다. 다음으로, 블로브를 나타내는 X 도메인 세그먼트와 Y 도메인 세그먼트를 수정한다. 리드 감소의 경우에, 각 세그먼트는 완전하게 형성된 트레이스만을 통과하도록 계산된 미리 정한 수에 의해서 대칭적으로 감소된다. 이어서, 블로브는 수정된 세그먼트 리스트에 기초하여 전술한 바와 같이 재형성된다. 새로운 블로브 리스트의 블로브 수는 미리 결정된 수, 이 특정 예에서는, 트레이닝 리스트의 블로브 수와 비교된다. 런타임 카운트가 기준 카운트보다 크면, 세그먼트 길이를 수정하는 프로세스는 트레이스를 깨고, 그 결과, 트레이스 감소가 식별된다.

다음으로, 유사한 메카니즘을 이용하여, 쇼트와 공간 감소 양쪽 모두에 대해서 부분을 테스트한다. 유일한 차는 X 도메인 세그먼트와 Y 도메인 세그먼트는 감소가 아닌 확장된다. 쇼트가 존재하거나 공간 감소가 존재하면, 블로브 카운트는 감소될 것이다. 런 길이에 관하여 동작함으로써, 계산 효율은 500 배 내지 20,000 배 범위의 량만큼 개선된다.

블로브 리스트가 이제까지 설명한 테스트를 통과하면, 트레이스들 중 한쪽이 약간 단축되거나 쇼트 결함과 오픈 결함 양쪽 모두가 동시에 발생하는 결함은 여전히 존재한다. 따라서, 최종 분석 스테이지는 런타임 리스트의 각 블로브로부터의 위치 및 지리적 형상 정보를 기준 리스트의 각 블로브로부터의 위치 및 지리적 형상 정보와 비교한다. 피처는 아마도, 영역, 주변, 모멘트 또는 가로세로비를 포함하지만 이에 한정되지 않을 것이다. 모든 런타임 블로브가 그의 기준측 대응 요소들의 수용 가능한 허용 오차를 벗어나면, 전체 부분에 결함이 있다. 그렇지 않으면, 모든 순환 결함 테스트를 통과한다.

플렉시블 서킷 상의 결함 검출 시에 고정밀도를 유지하는 한 가지 방법은 쇼트 대 오픈의 검출에 대해서 상이한 임계값을 이용하는 것이다. 쇼트에 사용되는 임계값은 블로브 브리징 결함에 더욱 민감하게 설정되고, 오픈에 사용되는 임계값은 블로브 브레이킹 결함에 더욱 민감하게 설정된다. 예컨대, 투과형 조사의 경우, 트레이스는 어둡게 나타난다. 쇼트 임계값은 80 %로 설정될 수 있고, 오픈 임계값은 이용 가능한 범위의 20 %로 설정될 수 있다.

이 바람직한 실시예의 다른 결함 종류는 와이어 본드 또는 땜납 본드 패드와 같은 금속화된 피처 상의 얼룩이다. 얼룩은 반사성의 콘트라스트 차가 낮게 나타난다. 얼룩은 전술한 바와 같이 로케이팅 기술을 이용하여 피처를 격리시킴으로써 검출된다. 피처가 격리되면, 그 영역 안의 국부 콘트라스트가 측정된다. 피처의 사이 즈 또는 그 영역에 걸친 콘트라스트가 사양을 벗어나면, 그 부분은 결함이 있다.

이 바람직한 실시예의 다른 결함 종류는 오버코트의 제공 또는 위치의 결함이다. 오버코트는 서킷의 소정의 영역 상의 땜납 댐 또는 유전체 코팅을 포함하는 플렉시블 서킷의 다양한 목적을 위해서 사용된다. 전술한 바와 같은 투과반사형 조사를 이용하여, 코팅은 백그라운드로부터 격리될 수 있고, 블로브는 오버코트만을 나타내도록 형성될 수 있다. 이어서, 블로브는 전술한 순환 결함과 마찬가지로 분석될 수 있다.

이 바람직한 실시예의 다른 결함 종류는 베이스 기판의 구멍 또는 불완전성이다. 예컨대, 기판의 구멍은 제품의 성능에 문제를 일으킬 수 있다. 투과형 조사를 이용하여, 제품은 구멍이 어두운 백그라운드 상에서 밝게 나타나도록 이미지화될 수 있다. 전술한 균일 웹 검사와 마찬가지로 블로브를 형성하고 결함을 분석할 수 있다.

이 바람직한 실시예의 다른 결함 종류는 굽은 리드(lead)이다. 리드는 제품을 외부 외이어 또는 장치에 부착하는데 사용된다. 리드가 위치를 벗어나서 굽어 있으면, 적당한 본딩을 할 수 없다. 투과형 빛 또는 반사형 빛 중 어느 하나를 이용함으로써, 리드는 백그라운드로부터 격리되고 블로빙될 수 있다. 이어서, 런타임 리스트의 블로브의 수, 위치 및 형상은 기준 리스트와 비교된다. 주축의 각도는 이 분석에 대해서 특히 중요한 형상 변수임이 판명되었다.

트레이닝

단일 컴퓨터는 통상, 블로브 리스트와의 비교를 위해서 표준의 기준 리스트 를 이용하여 트레이닝된다. 제품의 셋업 또는 트레이닝 애플리케이션의 목적은 런타임 검사 프로세스 기간 중에 필요한 모든 정보를 모으는 방법을 제공하는 것이다. 이것은 모든 2진화 및 필터링 정보, 결함 정의, 패턴화된 웹 검사 애플리케이션에서 부분 로케이션에 이용되는 패턴 일치 변수, 및 제품 설명 정보를 포함한다. 이 애플리케이션 또는 이의 일부 편차는 균일한 웹 검사와 패턴화된 웹 검사 양쪽 모두에 대해서도 필요하지만, 이것을 플렉시블 서킷 검사의 바람직한 실시예에 대해서 예시할 것이다. 당업자는 균일한 웹 검사에 맞게 커스텀화하기 위해서 논리적인 적응을 행할 수 있다.

동작의 순서는 일반적으로, 첫째, 패턴의 적어도 전체의 반복을 포함하는 웹의 결함 없는 이미지를 획득하고, 둘째, 패턴의 고유 피처를 지정하고 패턴 내에서 프로세스 제어 영역을 식별하며, 셋째, 고유 검사 구역 및 결함 타입의 각각에 대한 특수한 프로세스 제어 설정을 표시하고, 마지막으로, 이 정보를 데이터베이스에 저장하고 설치하며 이 제품을 런타임 애플리케이션에서 선택하여 제품을 제조한다.

첫째로, 적절한 광학 장치, 분해능, 조사(lighting) 등으로 설정된 검사 시스템은 반복 패턴의 적어도 1회의 전체 반복을 포함하는 이동하는 웹의 이미지를 포획한다. 이와 달리, 이 정보는 CAD(Computer Aided Design) 파일로부터 입수되어 적절한 이미지 포맷으로 변환될 수 있다. 결과가 반복 패턴의 정확히 1회의 결함 없는 반복을 포함하도록 이미지는 종래의 이미지 조작 도구를 이용하여 크롭(crop)된다. 따라서, 이미지의 길이는 다운웹 방향으로 1회 반복이 되고, 넓이는 전체 웹에 걸쳐서 확장된다.

이어서, 그림 도구를 이용하여, 다운웹 방향으로 규칙적으로 반복하지만 국부화된 크로스웹 영역에 고유한 패턴의 피처를 식별한다. 이 피처는 웹 로케이터로서 식별되고, 웹 위치를 추적하고 크로스웹 이동을 보상하는데 이용된다. 다운웹 거리는 웹 로케이터 패턴이 반복하는 지점에서 정해진다. 패턴과 반복 거리 양쪽 모두는 웹을 추적하기 위해서 저장되고 런타임 애플리케이션에 사용된다.

이 번에도, 그림 도구를 이용하여 반복 패턴 내에서 분리된 「부분」을 정한다. 예컨대, 하나의 부분은 상이한 배향으로 복수의 서킷을 포함하는 반복 섹션 내의 단일 서킷 요소일 수 있다. 그 부분의 경우, 그림 도구를 이용하여, 광역(global) 패턴 내에서 개개의 부분을 찾는데 이용될 수 있는 부분 내의 고유 패턴을 식별한다. 단일의 다운웹 패턴 반복 내에 복수의 부분이 있을 수 있기 때문에 그 부분이 반복하는 다운웹 거리가 정해진다. 이 경우에도, 부분 로케이터 패턴 및 반복 거리는 분석을 위한 개개의 부분을 식별하기 위해서 런타임 검사에 이용된다. 시스템은 반복 패턴 내의 배향과 관계 없이 모든 부분을 자동으로 찾는다. 옵션에 따라서는, 다운웹 반복 패턴이 분리된 부분을 포함하고 있지 않으면, 전체 패턴은 단일 부분으로서 취급될 수 있다. 개개의 부분에 관한 사상(idea)을 이용하는 것에는 여러 가지의 이점이 있다. 런타임의 경우, 여러 개의 부분이 식별되고 세그먼트화된 후에, 모든 분석은 동등하다. 또한, 관심 없는 패턴에 있는 경우도 많다. 이 방법은 분석을 필요로 하는 그러한 영역을 검사할 뿐이다.

부분 이미지 내에, 검사에 필요한 프로세스 디스크립터가 정의된다. 프로세스 디스크립터는, 결함 마크가 하나의 부분 내에 있는 곳을 정확하게 정의하는 부 분 마커 영역과, 조작자에게 고분해능의 디스플레이를 제공하기 위해서 여러 개의 부분들의 중요 영역을 정의하는 디스플레이 영역과, 적응형 2진화에 이용되는 정보를 포함한다.

이어서, 부분 내의 해당 구역(ROI, Region Of Interest)이 정의된다. 각 ROI는 그 부분 내에서 특정 분석이 적용될 영역을 식별한다. 예컨대, 플렉시블 서킷를 이용하여, 그 부분 전체를 쇼트/오픈 결함에 대해서 분석하고, 패드 구역을 얼룩에 대해서 분석하며, 미세 피치 영역을 리드/공간 감소에 대해서 분석할 수 있다. 각 구역은 개별적으로 정의된 각 영역에 대해서 그래픽 도구와 검사 허용 오차를 이용하여 개별적으로 식별될 수 있다. 모든 분석이 결정될 때까지 구역은 연속해서 더해진다.

마지막으로, 파일은 필요한 경우에 나중의 교정을 위해서 저장되고, 이어서 런타임 시에 사용될 검사 시스템 데이터베이스에 설치된다. 제품 변경 시의 선택을 위해서 복수의 파일이 저장될 수도 있다. 이것은 부가의 개입 없이 다양한 제품에 대해서 본 발명의 작용을 가능하게 한다.

바람직한 플렉시블 서킷의 검사 시의 주요 어려움 중 하나는 웹이 제조 프로세스 시의 불균등한 장력 또는 편차 때문에 왜곡될 수 있다는 점이다. 따라서, 웹의 주어진 어떤 부분은 기준 패턴으로부터 공간적으로 워프(warp)될 수 있다. 결함 분석은 이러한 변형을 보상할 수 있어야 한다. 가장 빈번하게 채용되는 방법은 기준 이미지를 최상으로 일치시키도록 테스트 이미지를 워프시키고, 이어서 예컨대 그 테스트 이미지를 기준 이미지로부터 감산함으로써 직접 공간 비교를 수행하는 것이다. 불행하게도, 이미지를 정확하게 워프하여 보다 고차의 왜곡을 제거하는 것이 어렵고 경우에 따라서는 워핑(warping)은 통상의 프로세스 편차를 보상하지 못하기 때문에, 이 방법에는 어려움이 있다. 따라서, 외부 잡음을 제거하기 위해서 비교 이후에 형태상의 프로세싱과 같은 「클린업」 프로세싱을 수행할 필요가 있을 수 있다. 이러한 프로세싱 기술은 일반적으로 당업자에게 인식된다.

시스템 입력/출력

본 발명의 단일 컴퓨터는 일반적으로 상이한 사용자 제어로부터의 입력 및 프로세스 라인을 통해서 이벤트를 나타내는 신호를 수신한다. 이 단일 컴퓨터는 웹 속도, 웹 움직임, 스플라이스, 사용 중인 코팅, 및 다양한 동기 신호를 포함하는 신호를 수신할 수 있다. 또한, 본 발명은 연속해서 이동하는 웹에 존재하는 결함의 판단 시에 출력을 다양한 장치에 제공한다. 단일 컴퓨터는 출력 명령을, 사용자 인터페이스 모니터, 프로세스 제어 컴퓨터, 아카이빙 데이터베이스, 마킹 시스템 또는 이들의 조합과 같은 장치에 전송할 수 있다.

연속해서 이동하는 웹에서의 결함 있는 로케이션 또는 개개의 부분을 식별할 수 있는 마킹 시스템은 본 발명과 함께 이용하기에 적합하다. 결함의 마킹은 결함 발생 지점의 매우 가까이에서 행하는 것이 바람직하다. 매우 가깝다는 것은 크로스웹과 다운웹 방향 양쪽 모두에서, 그리고 바람직하게는 5 ㎜, 그리고 가장 바람직하게는 1 ㎜의 허용 오차 이내에 결함의 위치에 근접하게 관련되어 있다는 의미이다.

결함 마킹의 목적은 결함이 나중의 스테이지에서 메인 제품으로부터 제거될 수 있도록 결함 있는 구성 요소 또는 구역을 식별하는 것이다. 결함 마킹 서브시스템은 폭넓고 다양한 마킹 기술, 예컨대 잉크 또는 페인트 침착(잉크 스탬퍼 및 잉크 분무기 또는 페이트 분무기를 포함), 레이저 태킹, 레이블 부착(결함 상에 또는 근처에 부착된 자기 접착 레이블), 구멍 펀칭, 물리적 변형 기술, 자기적 펄싱, 또는 이들의 조합을 이용한다. 결함 마크는 결함 자체 상에 또는 부근에, 웹의 에지에, 또는 웹 롤의 단부에 배치될 수 있다. 결함 마크는 상이한 마크 칼라 또는 형상을 이용함으로써 결함 분류를 식별하는 것도 가능하다. 웹 상의 선과 같은 연속적 결함의 경우에는, 마크는 잉크 스탬퍼로서의 작은 마크 또는 페인트 분무기로서의 연속 마크로 구성될 수 있다.

종래의 마킹 시스템은 본 발명의 검사 시스템의 사용과 함께 통합된다. 예컨대, 잉크 스탬핑 장치는, 잉크와 함께 로드되고, 그 잉크를 전달하기 위해서 타깃 소재와 접촉하도록 물리적으로 배치된 다공성 패드로 구성된다. 잉크 분무기 또는 페인트 분무기는 솔레노이드 밸브를 이용하여, 압력을 받은 잉크 또는 페인트를 타깃 소재 위에 분무한다. 레이저 태깅 장치는 고응집의 강력한 레이저 비임을 내장하여, 타깃 소재의 표면을 물리적으로 변형시켜서, 통상, 칼라를 변경시키거나 구멍을 버닝(burning)하거나 표면 질감(texture)을 변형시킨다. 레이블 부착기는 미리 인쇄된 자기 접착식 레이블을 솔레노이드 작동식 메카니즘을 통해서 타깃 소재에 부착한다. 구멍 펀치는 타깃 소재에서 결함 상의 구멍 또는 결함 부근의 구멍을 물리적으로 천공(펀치)한다. 많은 타입의 펀치가 가능하고, 이들에는 종래의 펀치와, 타깃 소재를 통해서 돌출하지 않고 따라서 이동하는 웨 상에서 더욱 양호하게 작용하는 경향이 있는 키스 컷 펀치와 쓰루 펀치에 대한 다이가 포함된다. 결함 있는 표면의 변형은 표면 상에 뚜렷한 마크를 남기는 솔레노이드 해머 또는 널드 휠(knurled wheel)과 같은 장치를 통해서 달성될 수 있다. 자기적 펄스는 결함이 나중에 간단한 자기형 센서에 의해서 용이하게 식별되도록 강력한 자화 코일을 통해서 철 표면에 제공될 수 있다.

마킹 서브시스템의 제어는 검사 시스템으로부터 작업 부담을 덜기 위한 검사 시스템 자체 또는 반자동의 지능형 서브시스템(즉, PLC 또는 전용 마이크로프로세서)의 통합 부분일 수 있다. 결함을 식별하고 크로스웹과 다운웹 양쪽 모두의 조정을 판단하는 것은 검사 시스템의 의무이다. 이들 결함 조정은 결함 마킹 서브시스템에 전달되고, 결함 마킹 서브시스템은 지연기(시간형도 가능하고 거리형도 가능함) 및 동기 메카니즘을 검사 시스템에 합체하여, 마커 메카니즘의 작동 이전에 이미지 센서와 마커 간의 물리적 공간을 수용하고 유지한다.

장치

본 발명의 장치는 일반적으로 이미지 획득 장치와 단일 보드 컴퓨터를 포함한다. 이미지 획득 장치는 디지털 데이터 스트림을 제공하기 위해서 연속해서 이동하는 웹의 순서상의 부분을 이미지화한다. 단일 컴퓨터는 데이터 스트림으로부터 블로브 리스트를 작성한다. 이어서, 단일 컴퓨터는 연속해서 이동하는 웹의 적어도 일부의 결함에 대해서 블로브 리스트를 분석한다. 본 발명의 검사 장치는 일반적으로 종래의 웹 생산 전송 장비에 적용된다. 도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 도시하고 있다. 웹(72)은 언와인드 롤러(71)로부터 검사 시스템(70)을 거쳐서 와인 드업 롤러(74)로 전송된다. 댄서 롤러(76)는 장력 제어용으로 이용된다. 다양한 아이들러 롤(78)이 웹(72)의 전송을 보조한다. 옵션에 의한 스티어링 메카니즘(80)은 웹(72)을 시스템(70)의 이미지화 영역으로 안내하하기 위해서 설치될 수 있다. 검사 아이들러 롤(82)은 라인 스캔 카메라(84)의 라인 스캔을 받으며 웹을 전송한다. 드라이브 롤(86)은 이미지화 기간 중에 장력으로 인한 웹(72)의 교란을 최소화하기 위해서 검사 영역의 다운스트림에 배치된다. 장력 트랜스듀서(88)는 드라이브 신호를 드라이브 롤러(86)에 송신하는 웹 제어기(90)에 피드백을 제공하기 위해서 알맞게 설치된다. 라인 스캔 제어기(84)로부터의 이미지 데이터는 단일 컴퓨터(92)에 전송되고, 단일 컴퓨터(92)는 웹 동기화기(94)로부터의 입력도 수신한다. 단일 컴퓨터(92)는 블로브 리스트를 작성하고 결함 분석을 수행한다. 웹 마킹 시스템(96)은 웹(72) 상의 개개의 결함(도시하지 않음)을 마킹할 수 있다. 단일 컴퓨터(92)는 옵션에 따라서 웹(72) 제품 정보를 교환하기 위해서 웹 제어기(90)와 통신한다. 단일 컴퓨터(72)의 출력은 옵션에 의한 사용자 인터페이스(98)로 관찰될 수 있다.

계산력은 전술한 수단으로도 프리미엄급이기 때문에, 컴퓨터 오버헤드를 감소시킴으로써 달성될 수 있는 효율은 더욱 양호하다. 특히, 컴퓨터 인스트럭션 세트와 레지스터 구조, 예컨대 특수 메모리 배열, 예컨대 QWORD에 맵핑하는 극히 효율적인 메모리 관리 기술을 이용하여 양호한 결과를 달성하였다. SIMD(단일 인스트럭션 복수 데이터) 코드의 이용도 더욱 양호함이 판명되었다. 멀티 스레드 기술을이용하여 비동기 및 병렬로 동작하도록 설계된 단일 컴퓨터는 더욱 양호한 것으로 생각된다.

옵션의 실시예의 경우, 본 발명의 방법 및 장치는 멀티 이미지화 시스템을 이용하여, 연속해서 이동하는 웹의 완전하고 상세한 이미지화를 제공할 수 있다. 멀티 이미지화 장치는 주어진 기판의 전체 넓이를 포괄하는 이미지를 제공하기 위해서 웹 상에 병렬로 설치될 수 있다. 이와 달리, 멀티 이미지화 장치는 다른 하나로부터 다양한 다운웹 로케이션에 직렬로 구성되어, 다른 타입의 결함을 적절하게 검사하거나 웹 생산 프로세스 상의 주어진 포인트에서 특수한 타입의 프로세스 관련 결함을 모니터한다.

다른 대체 실시예의 경우, 본 발명의 방법 및 장치에 따른 2 또는 그 이상의 검사 시스템은 주어진 웹 상에 병렬로 또는 직렬로 구성될 수 있다. 개개의 각 시스템으로부터의 단일 컴퓨터는 데이터를 중앙 컴퓨터에 제공한다. 이어서, 중앙 컴퓨터는 개선된 프로세스 제어에 대한 데이터를 병합 또는 동기화할 수 있다.

본 발명은 웹에서의 원치않는 발생을 식별하기 위해서 연속해서 이동하는 웹을 검사하기에 적합하다. 본 발명의 방법은 이미지화에 적합한 모든 형태의 웹에 실시될 수 있다. 이 방법 및 장치는 플렉시블 서킷 웹과 같은 복잡한 웹 소재에 존재하는 대량의 데이터 레이트를 취급하기에 이상적으로 적절하다. 이 외에도, 본 발명은 부가의 하드웨어 변경을 필요로 하는 일 없이 특정의 검사 프로그램 또는 웹 소재에 대한 변경을 적절하게 지원하는 모듈식 소프트웨어를 내장한다. 또한, 단일 보드 컴퓨터는 소프트웨어에 대한 변경을 필요로 하는 일 없이 프로세싱 속도 향상을 구현하도록 업그레이드될 수 있다.

Claims (48)

1. 연속해서 이동하는 웹을 검사하는 방법에 있어서,

   a) 디지털 데이터 스트림을 제공하기 위해 상기 연속해서 이동하는 웹의 순차적인 부분을 이미지화하는 단계와,

   b) 상기 디지털 데이터 스트림을 2진화하는(binarizing) 단계와,

   c) 상기 단계 a) 또는 상기 단계 b)에서 얻은 상기 데이터 스트림으로부터 블로브(blob) 리스트를 작성하는 단계와,

   d) 결함(defects)을 식별하기 위해 상기 블로브 리스트 상의 블로브들을 분석하는 단계

   를 포함하고,

   상기 단계 b), 상기 단계 c), 및 상기 단계 d)는 단일 컴퓨터에서 행하는 것인, 연속해서 이동하는 웹의 검사 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 블로브 리스트를 작성하는 단계 c) 전에, 상기 디지털 데이터 스트림을 필터링하는 단계를 더 포함하는 것인, 연속해서 이동하는 웹의 검사 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각 순차적인 부분에 대응하는 상기 디지털 데이터 스트림은 상기 웹에 걸쳐 상기 순차적인 부분에 대응하는 X 도메인에서의 픽셀들을 묘사하고, 상기 블로브 리스트를 작성하는 단계 c)는,

   세그먼트들을 정의하기 위해 상기 X 도메인에서 서로 연결된 픽셀들의 집합(collections)을 결정하는 단계와,

   웹 이동 방향에 대응하는 Y 도메인에서의 세그먼트들 간에 연결이 존재하는 지를 라인별(line to line)로 분석하는 단계를 포함하고,

   상기 결정 단계와 상기 분석 단계는 1회(single) 반복으로 달성되는 것인, 연속해서 이동하는 웹의 검사 방법.
4. 제3항에 있어서, 각 순차적인 라인의 상기 세그먼트들의 리스트를 차례로 비교 리스트로서 저장하는 단계를 더 포함하고,

   상기 분석 단계는 상기 라인에 대한 상기 세그먼트들의 리스트를 상기 비교 리스트와 비교하는 단계를 포함하는 것인, 연속해서 이동하는 웹의 검사 방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 웹은 패턴화된 웹이고, 상기 2진화하는 단계는,

   상기 웹의 광학 특성의 실질적으로 전체 범위를 갖는 적어도 하나의 순차적인 부분을 식별하는 단계와,

   국부의 최대값들 및 최소값들에 대응하는 픽셀값들을 식별하는 단계와,

   국부의 최대값들로 식별된 픽셀값들 중 최저값과, 국부의 최소값들로 식별된 픽셀값들 중 최고값에 의해 경계지어지는 범위를 정의하는 단계와,

   상기 범위 내에서 임계값을 계산하는 단계와,

   상기 디지털 데이터 스트림의 적어도 일부를 상기 임계값에 비교하는 단계를 포함하는 것인, 연속해서 이동하는 웹의 검사 방법.
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8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연속해서 이동하는 웹상에서의 식별된 결함을 마크하는 단계를 더 포함하고, 상기 마크 단계는 잉크 침착(ink deposition), 페인트 침착, 레이저 태깅(laser tagging), 라벨 도포(label application), 구멍 뚫기(hole punching), 물리적 변형, 자기적 펄스 처리, 또는 이들의 조합을 통해서 발생하는 것인, 연속해서 이동하는 웹의 검사 방법.
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19. 웹상에서 연속해서 이동하는 물품을 검사하는 방법에 있어서,

    상기 물품의 결함을 식별하기 위해, 연속해서 이동하는 물품의 적어도 일부로부터 이미지화된 적어도 초당 10 메가 픽셀(10 mega-pixels/second)의 연속 디지털 데이터 스트림으로부터 형성된 블로브들을 분석하는 단계를 포함하고,

    상기 블로브들은 단일 컴퓨터에서 형성되고 분석되는 것인, 웹 상에서 연속해서 이동하는 물품의 검사 방법.
20. 반복 패턴을 갖는 연속해서 이동하는 웹들을 검사하는 방법에 있어서,

    a) 디지털 데이터 스트림을 제공하기 위해 상기 연속해서 이동하는 웹의 순차적인 부분들을 이미지화하는 단계와,

    b) 상기 반복 패턴의 사례(instances)를 식별하는 단계와,

    c) 상기 데이터 스트림으로부터 상기 반복 패턴의 각 사례를 나타내는 블로브 리스트를 작성하는 단계와,

    d) 결함을 식별하기 위해 상기 블로브 리스트의 블로브들을 분석하는 단계

    를 포함하고,

    각 순차적인 부분에 대응하는 상기 디지털 데이터 스트림은 상기 웹에 걸쳐 상기 순차적인 부분에 대응하는 X 도메인에서의 픽셀들을 묘사하고,

    상기 블로브 리스트는 상기 X 도메인에서 서로 연결된 픽셀들의 집합들의 길이에 관한 정보를 포함하며, 또한, 상기 분석 단계는,

    웹 이동 방향에 대응하는 Y 도메인에서의 서로 연결된 픽셀들의 집합들의 길이에 관한 정보를 계산하는 단계와,

    상기 X 도메인과 상기 Y 도메인 중 하나 이상의 도메인에 있는 상기 픽셀들의 집합들의 길이를 제1의 미리 결정된 수만큼 수정하는 단계와,

    상기 수정된 길이에 기초하여 새로운 블로브 리스트를 마련하는 단계와,

    상기 새로운 블로브 리스트 상의 블로브수를 제2의 미리 결정된 수와 비교하는 단계를 포함하는 것인, 연속해서 이동하는 웹의 검사 방법.
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28. 제20항에 있어서, 상기 연속해서 이동하는 웹은 플렉시블 서킷 웹(flexible circuit web)이고, 상기 결함은 쇼트, 오픈, 리드 감소(lead reductions), 공간 감소, 기판 결함, 패턴 오등록(pattern misregistration), 굴곡 리드(bent leads), 커버코트 결함(cover coat defect), 적층 결함, 얼룩 또는 잔해 중 하나 또는 그 이상을 포함하는 것인, 연속해서 이동하는 웹의 검사 방법.
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