KR20240013515A - 요소수 주유기용 디스플레이 패널의 커버 글래스 검사 시스템 - Google Patents

요소수 주유기용 디스플레이 패널의 커버 글래스 검사 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 요소수 주유기용 디스플레이 패널의 커버 글래스 검사 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 커버 글래스의 외관 형상, 특히 곡면 형상에 대응하도록 멀티 카메라가 갖춰진 비전 시스템을 이용하여 요소수 주유기용 디스플레이 패널 표면의 스크래치 유무에 의한 불량을 정확하게 판정함으로써 제품의 품질을 향상하고 생산성을 높이도록 하는 커버 글래스 검사 시스템에 관한 것이다.

Description

요소수 주유기용 디스플레이 패널의 커버 글래스 검사 시스템 {Cover glass inspection system for display panel for urea water lubrication machine}
본 발명은 요소수 주유기용 디스플레이 패널의 커버 글래스 검사 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 커버 글래스의 외관 형상, 특히 곡면 형상에 대응하도록 멀티 카메라가 갖춰진 비전 시스템을 이용하여 요소수 주유기용 디스플레이 패널 표면의 스크래치 유무에 의한 불량을 정확하게 판정함으로써 제품의 품질을 향상하고 생산성을 높이도록 하는 커버 글래스 검사 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 디스플레이 패널을 사용하다 보면 외부 충격으로 긁히거나 깨져서 손상되는 일이 발생한다.
만일 요소수 주유기용 디스플레이 패널에 손상이 생기면 터치가 잘되지 않거나 화면이 잘 보이지 않게 되므로 그 외측에 커버 글래스를 장착하여 요소수 주유기용 디스플레이 패널의 표면을 보호하도록 한다.
이러한 커버 글래스는 요소수 주유기용 디스플레이 패널뿐만 아니라 패널 내측의 여러 가지 부품을 보호하기 위하여 내충격성과 내긁힘성이 높고 내휨성을 가짐과 아울러 빛 투과율이 높아야 하므로 주로 강화유리와 같이 재질이 사용되며, 이러한 강화유리의 물성을 높이기 위하여 열처리나 화학적 처리를 통한 가공과정을 거치게 된다.
그런데 이와 같이 강화유리로 된 커버 글래스를 제작 및 가공하는 과정에서 표면에 스크래치가 생기거나 이물질(particle) 등이 묻을 염려가 있으며, 이로 인해 제품 성능에도 문제가 발생할 수 있으므로 커버 글래스의 표면을 검사하는 공정이 요구되었다.
이를 위하여 공정 작업자가 직접 커버 글래스의 표면을 검사하는 공정이 수행되었는데, 육안으로 장시간 작업하는 동안 작업자의 시력에 자극을 주는 데다가 작업자의 시력 한계와 컨디션, 숙련도 등에 따라 정확하게 판별하기 어렵다는 문제점이 있었다.
이에 따라 한국 특허등록 제1496993호에서 광학계를 이용한 비전(Vision) 검사방법을 통해 요소수 주유기용 디스플레이 패널 표면의 흠집이나 이물질의 층간 혼입 여부를 검사하여 정확도를 높이도록 한바, 본 발명은 상기와 같은 검사장치의 개선을 지속하여 제품의 품질을 향상할 수 있는 검사 시스템을 개발하기에 이르렀다.
한국 특허등록 제1496993호의 "디스플레이 패널 검사방법" (2015.02.23)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 카메라를 포함하는 검사부를 요소수 주유기용 디스플레이 패널의 커버 글래스의 곡면 부분을 포함하는 외관 형상에 대응하도록 구성하여 불량 여부를 보다 정확하게 판정함으로써 공정의 안정화 및 표준화를 도모하여 공정의 효율성을 높이도록 하는 요소수 주유기용 디스플레이 패널의 커버 글래스 검사 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 요소수 주유기용 디스플레이 패널의 커버 글래스 검사 시스템은, 커버 글래스의 좌우 일단을 선택 고정하는 고정부; 고정부에 의해 고정된 커버 글래스를 일방향으로 이송하는 이송부; 이송부에 인접하여 커버 글래스의 상하부 및 에지부에 배치되고, 커버 글래스의 표면에 빛을 조사하는 조명부와, 조명부에 의해 조사된 빛에 의해 투과 또는 반사되는 커버 글래스의 곡면 부위를 포함하는 표면 영상을 촬영하는 카메라부로 이루어진 검사부; 및 검사부에서 얻어진 영상신호를 분석하고 검사부를 제어하는 제어부;를 포함함을 특징으로 한다.
여기에서, 이송부는 지그재그 형태로 구성되어 상기 커버 글래스의 상면과 하면 또는 좌측과 우측을 번갈아 가면서 검사하도록 한다.
아울러, 상기 커버 글래스의 검사 구역은 반사 조명에 의한 블랙 매트릭스(BM) 상면 및 하면, 투과 조명에 의한 블랙 매트릭스(BM) 상면, 반사 조명에 의한 블랙 매트릭스(BM) 에지면 및 반사 조명에 의한 평면(VA) 상면 및 하면, 투과 조명에 의한 홀(IR) 상면으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 요소수 주유기용 디스플레이 패널의 커버 글래스 검사 시스템에 따르면, 요소수 주유기용 디스플레이 패널에 적용되는 커버 글래스를 검사하는 시스템에 있어서, 비전 시스템을 사용하여 커버 글래스의 곡면을 포함하는 표면을 검사하되 커버 글래스의 표면을 이루는 VA, BM, IR에 대응하도록 카메라 센서를 구성하고 빛의 투과 및 반사 시스템을 구현하여 커버 글래스의 불량을 정확하게 판정할 수 있으며, 공정을 안정화하고 표준화함에 따라 생산성을 확대하고 공정의 효율성을 향상할 수 있다는 장점을 가진 것이다.
도1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 검사 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면
도2는 도1의 검사 시스템에 의해 커버 글래스의 표면을 검사하는 과정을 도시한 도면
도3은 도2의 흐름도
도4 내지 도7은 투과 및 반사 조명에 따른 검사부의 구성을 나타낸 도면
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 다만, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 검사 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도2는 도1의 검사 시스템에 의해 커버 글래스의 표면을 검사하는 과정을 도시한 도면이며, 도3은 도2의 흐름도이고, 도4은 투과 조명에 따라 상하 및 좌우 BM 구역을 검사하는 검사부의 구성을 나타낸 도면이며, 도5는 상부 반사 조명에 따라 상하 및 좌우 BM 구역을 검사하는 검사부의 구성을 나타낸 도면이고, 도6은 하부 반사 조명에 따라 상하 및 좌우 BM 구역을 검사하는 검사부의 구성을 나타낸 도면이며, 도7은 에지부 반사 조명에 따라 상하 및 좌우 에지 구역을 검사하는 검사부의 구성을 나타낸 도면이다.
도면에 따르면, 본 발명에 따른 요소수 주유기용 디스플레이 패널의 커버 글래스 검사 시스템은, 커버 글래스의 좌우 일단을 선택 고정하는 고정부(10); 고정부에 의해 고정된 커버 글래스를 일방향으로 이송하는 이송부(20); 커버 글래스의 곡면 부위를 포함하는 표면에 빛을 조사하는 조명부(31)와 커버 글래스의 곡면 부위를 포함하는 표면을 촬영하는 카메라부(32)로 이루어진 검사부(30); 및 검사부에서 얻어진 영상신호를 분석하고 검사부를 제어하는 제어부;를 포함하며, 이러한 구성요소들은 바닥면으로부터 일정 높이에 설치되는 프레임 상에 배치되는 형태로 이루어진다.
이에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
우선, 본 발명에서 사용되는 비전 시스템은 카메라로부터 획득한 영상정보를 분석하고 이를 공정에 반영하여 자동화하고 제품의 품질을 일관되게 검사하는 것으로서, 본 발명은 비전 시스템을 이용하되 카메라를 포함하는 검사부를 커버 글래스의 외관 형상에 대응하여 구성함으로써 투과 및 반사 조명에 의해 커버 글래스의 표면을 보다 정확하게 검사하여 불량을 판정하는 시스템에 관한 것이다.
고정부(10)는 커버 글래스의 좌우 일단을 고정하는 것으로서, 커버 글래스의 표면 검사 과정에서 커버 글래스의 좌측 단부 또는 우측 단부를 선택적으로 순차 고정하도록 하며, 이러한 고정부는 클램프 또는 지그가 사용됨이 바람직하다.
이때, 커버 글래스(CG)는 표면이 에어 클리닝에 의해 세척된 후 상하면 중 일면이 상방으로 향하도록 한 상태로 고정부(10)에 의해 고정된다.
상기 고정부(10)는 커버 글래스의 좌우 측에 각각 구비되고, 커버 글래스의 좌측을 고정하는 제1의 고정부로부터 커버 글래스를 분리 후 바로 제2의 고정부에 의해 커버 글래스의 우측을 고정하기 위한 공간을 제공하도록 프레임 상에 버퍼(B/F)가 구비될 수 있으며, 상기 버퍼에 의해 하나의 라인에서 커버 글래스의 좌우 검사가 연속적으로 행해질 수 있음에 따라 택타임(Tact Time)을 최소화할 수 있게 된다.
고정부(10)는 커버 글래스와의 접촉 부위에 충격 흡수력이 구비된 완충부재(미도시)가 구비될 수 있다.
이송부(20)는 고정부에 의해 고정된 커버 글래스를 일방향으로 이송하는 것으로서, 이러한 이송부는 일측에 커버 글래스가 체결된 고정부의 타측이 재치된 상태로 가이드하도록 가이드레일 형태로 이루어진 것이 바람직하나 반드시 이러한 형태로 한정되는 것은 아니다.
상기 이송부(20)는 클램프와 같은 고정부로 커버 글래스의 좌측(우측)을 파지한 상태에서 후술하는 검사부에 의해 커버 글래스의 우측(좌측)을 검사하도록 한다.
이때, 이송부(20)의 전후 양단에는 인터페이스 암(21)이 설치되어 커버 글래스를 이송부로 로딩하거나 이송부로부터 언로딩하도록 되어 있다.
또한, 이송부(20)는 지그재그 형태로 구성되어 상기 커버 글래스의 상면과 하면 또는 좌측과 우측을 번갈아 가면서 검사하도록 이루어진다. 즉, 도2에서 예시된 바와 같이 고정부(10)에 의해 커버 글래스(CG)의 우측이 고정된 상태로 이송부(20)를 따라 이송되는 과정에서 이송부의 제1구간에서는 커버 글래스(CG)의 좌측 상면을 검사하고, 제2구간에서는 커버 글래스의 좌측이 고정된 상태에서 우측 상면과 하면을 순차로 검사하며, 제3구간에서는 다시 커버 글래스의 우측이 고정된 상태에서 좌측 하면을 검사하도록 커버 글래스를 이동하며, 이러한 순서는 변경될 수 있다.
아울러, 이송부(20)의 말단부에는 배출구가 구비되어 후술하는 검사부에 의해 검사된 커버 글래스에 흠결이 발견되지 않은 경우에는 커버 글래스가 언로드되어 배출되도록 한다.
검사부(30)는 커버 글래스의 곡면 부위를 포함하는 표면에 빛을 조사하는 조명부(31)와, 조명부에 의해 투과 또는 반사되는 빛에 의해 커버 글래스의 곡면 부위를 포함하는 표면을 촬영하는 카메라부(32)를 포함하며, 이러한 검사부는 커버 글래스의 표면 형상에 대응하여 설치된다.
조명부(31)는 이송부에 인접하여 다수 설치되되, 커버 글래스의 표면 즉, 상면과 하면의 VA, BM 및 IR 구역 등에 빛을 조사하도록 커버 글래스에 대하여 수직이나 경사 방향으로 설치된다.
이러한 조명부(31)는 투과 조명 및 반사 조명으로 이루어지며, 투과 조명에 의해 프린팅, 에지면 비침, IR 홀 등 커버 글래스의 BM 구역의 불량 여부가 검출되고, 반사(난반사) 조명에 의해 파티클, 스크래치 등 커버 글래스의 VA, BM 구역 및 커버 글래스의 상면과 하면의 불량 여부가 검출되도록 한다.
상기 조명부의 조명은 고휘도의 적외선 또는 LED 조명이 사용됨이 바람직하다.
아울러, 커버 글래스의 하부에 배치되는 조명부는 백라이트와 같은 효과를 갖게 된다.
카메라부(32)는 이송부를 따라 커버 글래스의 상부, 하부, 에지부에 설치되며, 각각의 카메라가 조명부에서 조사된 빛에 의해 커버 글래스의 해당 영역에 반사되거나 투과된 이미지를 촬영하게 된다.
상기 카메라부(32)는 가시광선에 의한 이미지를 신호로 전환하는 빛 감지 센서인 전하결합소자(Charge Coupled Device: CCD) 카메라이고, 이러한 카메라의 종류로는 2D 카메라(area camera) 및 이송부를 따라 움직이는 커버 글래스의 연속 촬영을 위한 라인 스캔 카메라(line scan camera)로 이루어진다.
이와 같이 카메라부(32)의 위치 설정에 의해 곡면 센서와 같은 기능을 부여하게 되며, 평면 CCD 검출과 함께 곡면 CCD 검출을 통해 커버 글래스 형상에 따른 부정확도를 최소화할 수 있게 된다.
이때, 조명부와 카메라부로 이루어진 검사부(30)가 검사하는 대상은 커버 글래스의 평면(VA, view area), 평면 상단에 위치하는 블랙 매트릭스(BM, Black Matrix) 및 블랙 매트리스 상에 다수 형성된 홀(IR) 구역이다.
상기 검사부에 의한 커버 글래스의 검사는 크게 투과 조명 검사 및 반사 조명 검사로 분류되며, 커버 글래스의 검사 구역은 IR 상면(투과 조명), BM 상면 및 하면(반사 조명), BM 상면(투과 조명), BM 에지면(반사 조명) 및 VA 상면 및 하면(반사 조명)과 같이 7개 구역에 대하여 수행된다.
또한, 투과 조명 검사에 의해 프린팅, 에지면 비침, IR 홀 등 커버 글래스의 BM 구역의 불량 여부가 검출되고, 반사(난반사) 조명에 의해 파티클, 스크래치 등 커버 글래스의 VA, BM 구역 및 커버 글래스의 상면과 하면의 불량 여부가 검출된다.
또한, 조명부(31)는 투과 조명에 의한 상면 검사, 반사 조명에 의한 상면 검사, 반사 조명에 의한 하면 검사 등을 수행한다.
이와 같이 커버 글래스(CG)가 이송되는 과정에서 멀티 카메라부에 의해 연속하여 표면 촬영이 이루어지면서 스크래치 발생, 잘못된 인쇄 등의 불량 여부를 정확하게 판단할 수 있게 된다.
참고로, 본 발명에 따라 커버 글래스의 구역별 검사 대상별로 사용되는 조명 및 카메라의 구성에 대하여 아래와 같이 예시하였다(도4 내지 도7 참조).
제어부는 검사부의 카메라부(32)에서 촬영된 영상신호를 수신하여 분석하고 커버 글래스 표면의 스크래치 등 문제 발생 여부를 판단하는 것으로서, 검사부를 제어하는 기능을 겸한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 검사 시스템은 커버 글래스의 IR, VA 및 BM 구역의 검출을 위하여 커버 글래스의 곡면 부위를 포함하는 외관 형상에 대응하는 검사부의 설치 및 검사부에 의한 검출을 통해 불량 판정에 대한 정확도를 높였다.
또한, 이러한 시스템은 6~8인치의 회전형 요소수 주유기용 디스플레이(TBD, Twisting Ball Display)에 대하여 100㎛ 이상의 검출이 가능하며, 자동 조정(Auto Align)이 편리하여 택타임(Tact Time)을 최소화할 수 있게 된다.
10 : 고정부 20 : 이송부
30 : 검사부 31 : 조명부
32 : 카메라부

Claims (3)

  1. 요소수 주유기용 디스플레이 패널의 커버 글래스를 검사하는 시스템에 있어서,
    커버 글래스의 좌우 일단을 선택 고정하는 고정부(10);
    고정부에 의해 고정된 커버 글래스를 일방향으로 이송하되, 지그재그 형태로 구성되어 상기 커버 글래스의 상면과 하면 또는 좌측과 우측을 번갈아 가면서 검사하도록 이루어진 이송부(20);
    이송부에 인접하여 커버 글래스의 상하부 및 에지부에 배치되고, 커버 글래스의 곡면 부위를 포함하는 표면에 빛을 조사하는 조명부(31)와, 조명부에 의해 조사된 빛에 의해 투과 또는 반사되는 커버 글래스의 곡면 부위를 포함하는 표면 영상을 촬영하는 카메라부(32)로 이루어진 검사부(30); 및
    검사부에서 얻어진 영상신호를 분석하고 검사부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 요소수 주유기용 디스플레이 패널의 커버 글래스 검사 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이송부는 지그재그 형태로 구성된 이송부에 의해 이송되는 커버 글래스의 반전 없이 커버 글래스의 좌우를 번갈아 검사하도록 고정부의 위치 변경을 위해 설치되는 버퍼(B/F)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 요소수 주유기용 디스플레이 패널의 커버 글래스 검사 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 커버 글래스의 검사 구역은 반사 조명에 의한 블랙 매트릭스(BM) 상면 및 하면, 투과 조명에 의한 블랙 매트릭스(BM) 상면, 반사 조명에 의한 블랙 매트릭스(BM) 에지면 및 반사 조명에 의한 평면(VA) 상면 및 하면, 투과 조명에 의한 홀(IR) 상면으로 구분되는 것을 특징으로 하는 요소수 주유기용 디스플레이 패널의 커버 글래스 검사 시스템.
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