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KR102632169B1 - 유리기판 검사 장치 및 방법 - Google Patents

유리기판 검사 장치 및 방법 Download PDF

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KR102632169B1
KR102632169B1 KR1020180138320A KR20180138320A KR102632169B1 KR 102632169 B1 KR102632169 B1 KR 102632169B1 KR 1020180138320 A KR1020180138320 A KR 1020180138320A KR 20180138320 A KR20180138320 A KR 20180138320A KR 102632169 B1 KR102632169 B1 KR 102632169B1
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Abstract

본 발명의 실시예는 유리기판 검사 장치 및 방법에 관한 것으로, 유리기판 검사 장치는 유리기판이 안착되는 스테이지, 상기 유리기판의 표면에 대해 제1 각도로 광을 조사하는 제1 조명, 상기 제1 조명에서 조사된 광의 산란광을 촬상하는 제1 카메라, 상기 유리기판의 표면에 대해 상기 제1 각도보다 큰 제2 각도로 광을 조사하는 제2 조명, 상기 제2 조명에서 조사된 광의 반사광 및 산란광을 촬상하는 제2 카메라, 및 상기 제1 카메라에서 제공되는 제1 영상 및 상기 제2 카메라에서 제공되는 제2 영상을 이용하여 상기 유리기판의 결함을 검출하는 결함 검출부를 포함한다.

Description

유리기판 검사 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR INSPECTING GLASS SUBSTRATE}
본 발명의 실시예는 유리기판 검사 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유리기판을 촬영한 디지털 영상을 이용하여 유리기판의 결함을 검출하는 유리기판 검사 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치(LCD), 유기발광표시장치(OLED) 등과 같은 평판표시장치의 제조에 사용되는 유리기판은 매우 얇기 때문에 미세한 충격이나 온도 변화 등에 의해 쉽게 파손될 수 있다.
특히, 유리기판에 마이크로 보이드(micro void), 마이크로 크랙(micro crack) 등과 같은 미세한 결함이 있는 경우 취급이나 제조과정에서 쉽게 파손될 수 있으며, 또한, 불순물의 침투에 의한 오염으로 불량이 초래되거나 품질이 저하될 수 있다.
따라서 제조공정에 투입되기 전에 보이드, 크랙, 스크레치(scratch), 이물 등의 결함을 검사하는 장치 및 방법이 필요하다.
본 발명의 실시예의 목적은 디지털 영상처리 기법을 통해 유리기판의 결함을 검출할 수 있는 유리기판 검사 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예의 다른 목적은 유리기판의 결함을 보다 정확하고 용이하게 검출할 수 있는 유리기판 검사 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예의 또 다른 목적은 오판정에 의한 제조비용의 손실을 효과적으로 방지할 수 있는 유리기판 검사 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 유리기판 검사 장치는 유리기판이 안착되는 스테이지; 상기 유리기판의 표면에 대해 제1 각도로 광을 조사하는 제1 조명; 상기 제1 조명에서 조사된 광의 산란광을 촬상하는 제1 카메라; 상기 유리기판의 표면에 대해 상기 제1 각도보다 큰 제2 각도로 광을 조사하는 제2 조명; 상기 제2 조명에서 조사된 광의 반사광 및 산란광을 촬상하는 제2 카메라; 및 상기 제1 카메라에서 제공되는 제1 영상 및 상기 제2 카메라에서 제공되는 제2 영상을 이용하여 상기 유리기판의 결함을 검출하는 결함 검출부를 포함할 수 있다.
상기 스테이지는 상기 유리기판을 일 방향으로 이동시키기 위한 구동부를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 카메라는 상기 스테이지의 법선 방향으로 배치될 수 있으며, 라인스캔 카메라로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 카메라는 CMOS 및 CCD 중 어느 하나의 촬상소자를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 조명은 선형의 광을 조사하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 조명은 선형으로 배열된 복수의 발광 다이오드(LED)를 포함할 수 있다.
상기 결함 검출부는 상기 제2 영상에서 각 영역의 화소들에 대한 표준편차들을 산출하고, 상기 표준편차들을 이용하여 각각의 화소들에 대응하는 가중치들을 산출하는 가중치 산출부; 상기 가중치들을 상기 제1 영상에 적용하여 보정된 제1 영상을 생성하는 영상 생성부; 및 상기 보정된 제1 영상을 이용하여 상기 유리기판의 결함을 판정하는 결함 판정부를 포함할 수 있다.
상기 가중치 산출부는 상기 제2 영상을 복수의 영역으로 분할하고, 각 영역의 화소들의 계조값과 평균 계조값을 이용하여 상기 표준편차들을 산출할 수 있으며, 상기 표준편차는 하기의 수학식 1에 의해 산출될 수 있다.
여기서, s는 상기 표준편차, n은 상기 화소들의 개수, 는 i번째 화소의 계조값(i는 1부터 n까지의 자연수), 는 상기 화소들의 평균 계조값이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 따른 유리기판 검사 방법은 유리기판이 제공되는 단계; 상기 유리기판의 제1 영역으로 제1 조명이 조사되고, 제1 카메라가 상기 유리기판의 제1 영역을 촬영하여 제1 영상을 획득하는 단계; 상기 유리기판의 제1 영역으로 제2 조명이 조사되고, 제2 카메라가 상기 유리기판의 제1 영역을 촬영하여 제2 영상을 획득하는 단계; 상기 제2 영상을 이용하여 각각의 화소들에 대응하는 가중치들을 산출하는 단계; 상기 가중치들을 상기 제1 영상의 각 화소들에 적용하여 보정된 제1 영상을 생성하는 단계; 및 상기 보정된 제1 영상을 이용하여 상기 유리기판의 결함을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 검사 기간동안 상기 유리기판을 일 방향으로 이동시킬 수 있다.
상기 제1 카메라는 상기 제1 조명에서 조사된 광의 산란광을 촬상할 수 있으며, 상기 제2 카메라는 상기 제2 조명에서 조사된 광의 반사광 및 산란광을 촬상할 수 있다.
상기 가중치들을 산출하는 단계는 상기 제2 영상을 복수의 영역으로 분할하는 단계; 각 영역의 화소들의 계조값과 평균 계조값을 이용하여 각각의 화소들에 대한 표준편차들을 산출하는 단계; 및 상기 각각의 화소들에 대한 표준편차들을 기준값 테이블에 따라 가중치들로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 표준편차는 하기의 수학식 2를 이용하여 산출할 수 있다.
여기서, s는 상기 표준편차, n은 상기 화소들의 개수, 는 i번째 화소의 계조값(i는 1부터 n까지의 자연수), 는 상기 화소들의 평균 계조값이다.
상기 보정된 제1 영상을 생성하는 단계는 상기 가중치들을 상기 제1 영상의 대응하는 화소들의 계조값들에 각각 곱하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 유리기판의 결함을 검출하는 단계는 상기 보정된 제1 영상의 각 영역의 화소들의 계조값들을 임계치와 비교하여 이진화하는 단계; 상기 이진화된 값이 1인 화소들을 연결하는 단계; 및 상기 연결된 화소들 간의 길이가 기준값보다 크면 결함으로 판정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 이진화된 값이 1인 화소들을 연결하는 단계에서 일정 범위 내의 화소들에 대해서만 연결되도록 할 수 있다.
본 발명의 실시예는 두 개의 서로 다른 광학계를 사용하여 서로 다른 두 개의 디지털 영상을 획득한다. 하나의 영상에서 가중치를 산출하고, 상기 가중치를 다른 하나의 영상에 적용함으로써 결함의 크기 및 윤곽이 명확해질 수 있다.
결함을 정확하고 용이하게 검출할 수 있고, 광학계의 각도나 결함의 위치 및 형태에 따른 오판정이 감소될 수 있기 때문에 유리기판의 공정 투입율이 높아질 수 있으며, 불량 발생율이 감소하여 제조비용의 손실이 효과적으로 방지될 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유리기판 검사 장치의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유리기판 검사 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 적용되는 유리기판의 일 예를 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 도 1 및 도 2에 도시된 결함 검출부의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 도 3의 제2 영상의 일 예를 설명하기 위한 다이어그램이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 의해 산출된 표준편차들의 일 예를 도시한 다이어그램이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 의해 산출된 가중치들의 일 예를 도시한 다이어그램이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 기준값 테이블의 일 예를 설명하기 위한 그래프이다.
도 10a는 도 3의 제1 영상의 일 예를 도시한 사진이다.
도 10b는 도 3의 보정된 제1 영상의 일 예를 도시한 사진이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 결함 판정부의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 실시예는 이 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서, 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미로 사용되지 않으며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하는 목적으로 사용된다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
또한, 실시예에서 층, 영역, 구성요소 등이 연결되었다고 할 때, 층, 영역, 구성요소들이 직접적으로 연결된 경우뿐만 아니라, 층, 영역, 구성요소들 중간에 다른 층, 영역, 구성요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함할 수 있다. 예를 들어, 층, 영역, 구성요소 등이 전기적으로 연결되었다고 할 때, 층, 영역, 구성요소 등이 직접 전기적으로 연결된 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 층, 영역, 구성요소 등이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함할 수 있다.
도면에 도시된 구성요소들의 크기는 설명의 편의를 위해 과장 또는 축소될 수 있다. 예를 들어, 각 구성요소의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유리기판 검사 장치의 개략적인 구성도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 유리기판 검사 장치(100)는 유리기판(200)이 안착되는 스테이지(10), 스테이지(10)의 일 측 상부에 배치되는 제1 광학계로서, 제1 조명(20) 및 제1 카메라(30), 스테이지(10)의 다른 일 측 상부에 배치되는 제2 광학계로서, 제2 조명(40) 및 제2 카메라(50), 그리고 제1 카메라(30)에서 제공되는 제1 영상 및 제2 카메라(50)에서 제공되는 제2 영상을 이용하여 유리기판(200)의 결함을 검출하는 결함 검출부(60)를 포함할 수 있다.
먼저, 스테이지(10)는 검사대상으로서, 유리기판(200)이 안착될 수 있도록 예를 들어, 평판 형태로 이루어질 수 있다. 또한, 스테이지(10)는 검사과정에서 유리기판(200)을 일 방향으로 일정한 속도로 이동시킬 수 있도록 구성된 구동부(10a)를 포함할 수 있다. 구동부(10a)에 의해 유리기판(200)은 상기 제1 광학계 및 상기 제2 광학계에 대하여 상이한 위치로 이동할 수 있다.
도 1은 검사가 시작되는 시점에서의 유리기판(200)의 위치를 도시하고, 도 2는 스테이지(10)에 의해 유리기판(200)이 일 방향으로 이동한 상태를 도시한다.
도 1 및 도 2에는 하나의 유리기판(200)을 도시하였지만, 스테이지(10) 상에 복수의 유리기판(200)이 일렬로 배열된 상태로 검사가 진행될 수 있다.
제1 조명(20) 및 제2 조명(40)은 유리기판(200)의 일 영역으로 선형의 광을 조사할 수 있다. 제1 조명(20) 및 제2 조명(40)은 광원으로서, 예를 들어, 백색의 광을 발광하는 복수의 발광 다이오드(LED)를 포함할 수 있다. 복수의 발광 다이오드(LED)를 예를 들어, 바(bar) 형태로 배열함으로써 선형의 광을 얻을 수 있다.
또한, 제1 조명(20) 및 제2 조명(40)은 광의 효율 및 균일도를 높이고 광 경로를 평행하게 조절하기 위한 렌즈나 필터 등과 같은 광학계를 더 포함할 수 있다.
제1 카메라(30) 및 제2 카메라(50)는 스테이지(10)의 법선 방향으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 카메라(30) 및 제2 카메라(50)는 스테이지(10)의 법선에 대해 0° 내지 10°의 범위 내에서 스테이지(10)를 향하도록 배치될 수 있다.
일 실시예로서, 제1 카메라(30) 및 제2 카메라(50)는 유리기판(200)이 일 방향으로 이동하는 상태에서 진행 방향에 대해 수직한 방향으로 정의되는 라인 형태의 복수의 영역을 순차적으로 촬영할 수 있는 라인스캔(linescan) 카메라로 구성될 수 있다. 라인스캔 카메라는 복수의 라인을 순차적으로 촬영하여 유리기판(200)의 전체 영역에 대한 영상을 생성할 수 있다.
제1 카메라(30) 및 제2 카메라(50)는 디지털 영상을 획득하기 위한 촬상소자로서, 예를 들어, CCD(charge-coupled device)나 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 등을 포함할 수 있다.
일 실시예로서, 제1 조명(20)은 유리기판(200)의 표면에 대해 제1 각도(θ1)로 광을 조사하도록 배치되고, 제1 카메라(30)는 제1 조명(20)에서 조사되어 유리기판(200)의 표면에서 난반사된 광의 산란광을 촬상하도록 배치될 수 있다.
상기 산란광은 유리기판(200) 표면의 결함 등에 반사된 광을 포함할 수 있다.
제1 카메라(30)가 유리기판(200)의 표면에 대해 대략 수직으로 배치되고, 제1 조명(20)의 광 축이 제1 각도(θ1)가 됨으로써 제1 조명(20)에서 조사된 광이 유리기판(200)의 표면에서 모두 반사된 경우에는 어두운(흑색) 배경의 영상이 촬영될 수 있으며, 일부에서 난반사에 의해 산란광이 생긴 경우에는 어두운(흑색) 배경에 일 부분이 밝은 영상이 촬영될 수 있다.
상기와 같이 구성된 암시야(dark field) 방식의 제1 광학계는 결함 부분은 밝고 정상인 부분은 어둡게 촬상되기 때문에 영상 데이터의 이진화(binarization)에 유리할 수 있다.
또한, 제2 조명(40)은 유리기판(200)의 표면에 대해 상기 제1 각도(θ1)보다 큰 제2 각도(θ2)로 광을 조사하도록 배치되고, 제2 카메라(50)는 제2 조명(40)에서 조사된 광의 반사광 및 산란광을 촬상하도록 배치될 수 있다.
상기 반사광은 유리기판(200)의 표면에 반사된 광을 포함할 수 있으며, 상기 산란광은 유리기판(200) 표면의 결함 등에 반사된 광을 포함할 수 있다.
제2 카메라(50)가 유리기판(200)의 표면에 대해 대략 수직으로 배치되고, 제2 조명(40)의 광 축이 제2 각도(θ2)가 됨으로써 제2 조명(40)에서 조사된 광이 유리기판(200)의 표면에서 모두 반사된 경우에는 회색 배경의 영상이 촬영될 수 있으며, 일부에서 난반사에 의해 산란광이 생긴 경우에는 회색 배경에 일부분이 음영으로 나타내지는 영상이 촬영될 수 있다.
상기 제2 광학계는 변형된 암시야 방식으로서, 높이나 깊이를 가지는 결함, 예를 들어, 돌기나 톱니 모양의 요부(dent)를 검출하는 데 유리할 수 있다.
결함 검출부(60)는 상기 제2 영상에서 각 영역의 화소들에 대한 표준편차들을 산출하고, 상기 표준편차들을 이용하여 각각의 화소들에 대응하는 가중치들을 산출하는 가중치 산출부(60a), 상기 가중치들을 상기 제1 영상에 적용하여 보정된 제1 영상을 생성하는 영상 생성부(60b) 및 상기 보정된 제1 영상을 이용하여 유리기판(200)의 결함을 판정하는 결함 판정부(60c)를 포함할 수 있다.
그러면 유리기판 검사 장치(100)를 이용한 유리기판 검사 방법을 통해 본 발명의 실시예를 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 이하에서 유리기판 검사 장치(100)의 구성은 도 1 및 도 2를 참조하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유리기판 검사 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 먼저, 스테이지(10) 상에 검사대상으로서, 유리기판(200)이 제공될 수 있다(S10).
도 4는 본 발명의 실시예에 적용되는 유리기판의 일 예를 설명하기 위한 평면도이다.
도 4에는 직사각형의 유리기판(200)이 도시되었으나, 유리기판(200)은 정사각형, 다각형 또는 원형으로 이루어질 수 있다.
도 4를 참조하면, 유리기판(200)은 장변이 스테이지(10)의 진행 방향과 평행하고, 단변이 스테이지(10)의 진행 방향과 교차하도록 제공될 수 있다. 또한, 유리기판(200)의 전체 영역은 상기 진행 방향에 대해 대략 수직한 방향으로 정의된 라인 형태의 복수의 영역으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 유리기판(200)은 라인 형태로 정의된 제1 영역(200-1) 내지 제m 영역(200-m)을 포함할 수 있다. m은 자연수이다.
본 실시예에서는 편의를 위해 상기 복수의 영역을 라인 형태로 설명하였으나, 상기 영역의 형태 및 수는 필요에 따라 변경될 수 있음은 물론이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 제1 조명(20)으로부터 유리기판(200)의 제1 영역(200-1)으로 광이 조사되고, 제1 카메라(30)가 유리기판(200)의 제1 영역(200-1)을 촬영하여 제1 영상을 획득할 수 있다(S20).
도 2 및 도 3을 참조하면, 스테이지(10)에 의해 유리기판(200)이 일 방향으로 이동한 후 제2 조명(40)으로부터 유리기판(200)의 제1 영역(200-1)으로 광이 조사되고, 제2 카메라(50)가 유리기판(200)의 제1 영역(200-1)을 촬영하여 제2 영상을 획득할 수 있다(S30).
다른 실시예로서, 상기 제1 광학계와 상기 제2 광학계가 모두 동작하는 상태에서 스테이지(10)에 의해 유리기판(200)이 이동함으로써 상기 제 1 영상 및 상기 제2 영상이 연속적으로 획득될 수 있다.
상기 제1 영상 및 상기 제2 영상은 결함 검출부(60)로 제공될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 결함 검출부(60)의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 6은 제2 영상(50a)의 일 예를 설명하기 위한 다이어그램이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 결함 검출부(60)의 가중치 산출부(60a)는 제2 영상(50a)을 이용하여 각각의 화소들에 대응하는 가중치들을 산출할 수 있다(S40).
가중치 산출부(60a)는 먼저, 제2 영상(50a)을 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 영역으로 분할하고, 각 영역의 화소들의 계조값(grayscale value)들을 산출할 수 있다(S41).
도 6을 참조하면, 상기 각 영역의 화소들은 각각의 계조값()(예를 들어, i는 1 내지 20)을 가질 수 있다. 상기 계조값()은 0 내지 255 범위 내의 하나의 값일 수 있다.
도 6에는 설명의 편의를 위해 상기 화소들의 개수를 20개로 도시하였으나, 화소들의 개수는 이에 한정되지 않는다.
가중치 산출부(60a)는 하기 수학식 3을 이용하여 상기 각 영역의 화소들에 대한 표준편차(standard deviation)들을 산출할 수 있다(S42).
여기서, s는 상기 표준편차, n은 상기 화소들의 개수, 는 i번째 화소의 계조값(i는 1부터 n까지의 자연수), 그리고 는 상기 화소들의 평균 계조값이다.
도 7은 상기 수학식 3에 의해 산출된 표준편차들의 일 예를 도시한 다이어그램이다.
도 7을 참조하면, 표준편차가 비교적 낮은 부분(A)은 결함이 존재하지 않는 정상 영역일 수 있으며, 표준편차가 비교적 높은 부분(B)은 결함이 존재할 가능성이 높은 영역일 수 있다.
가중치 산출부(60a)는 상기 표준편차들을 이용하여 상기 화소들에 대응하는 가중치들을 산출할 수 있다(S43).
도 8은 상기 영역에 대해 산출한 가중치들의 일 예를 도시한 다이어그램이다.
상기 화소들에 대한 표준편차들은 예를 들어, 기준값 테이블에 따라 가중치들로 변환될 수 있다.
도 9는 상기 기준값 테이블의 일 예를 설명하기 위한 그래프이다.
도 7에서 결함이 존재하지 않는 영역으로 판단되는 표준편차(2.3)를 기준값(1.0)으로 정의하고, 상기 표준편차(2.3)보다 낮은 표준편차와 높은 표준편차에 대해 각각의 대응하는 가중치를 부여할 수 있다. 이 때 표준편차(2.3)보다 낮은 표준편차와 높은 표준편차는 서로 다른 비율(기울기)로 가중치들이 부여될 수 있다.
도 9를 참조하면, 상기 비율(기울기)은 실험치나 경험치에 따른 선형적인 변화로 나타내 질 수 있다. 예를 들어, 표준편차(2.3)보다 낮은 표준편차는 결함 가능성이 낮을 수 있음을 나타내고, 표준편차(2.3)보다 높은 표준편차는 결함 가능성이 높을 수 있음을 나타낼 수 있다.
예를 들어, 결함 가능성이 낮은 표준편차에 대해서는 완만한 기울기의 가중치를 부여하고, 결함 가능성이 높은 표준편차에 대해서는 가파른 기울기의 가중치를 부여함으로써 결함의 크기 및 윤곽이 더 강조되도록 할 수 있다.
도 2 및 도 3을 다시 참조하면, 결함 검출부(60)의 영상 생성부(60b)는 상기 가중치들을 상기 제1 영상의 대응하는 각 화소들에 적용하여 보정된 제1 영상을 생성할 수 있다(S50).
예를 들어, 상기 가중치들을 상기 제1 영상의 대응하는 각 화소들의 계조값들에 각각 곱함으로써 보정된 제1 영상이 생성될 수 있다.
도 10a는 상기 제1 영상의 일 예를 도시하고, 도 10b는 상기 보정된 제1 영상의 일 예를 도시한다.
도 10a에서는 일부 영역에 걸쳐 존재하는 결함(밝은 부분)의 윤곽이 다소 불명확하였으나, 도 10b에서는 상기 결함(밝은 부분)의 크기 및 윤곽이 더 선명해진 것을 알 수 있다.
상기 제1 광학계에 의해 얻어진 제1 영상은 영상 데이터의 이진화에는 유리하지만, 결함의 위치 및 형태에 따라 밝기가 다르거나 선명도가 낮을 수 있다. 반면, 제2 광학계에 의해 얻어진 제2 영상은 결함의 윤곽을 검출하는 데 유리할 수 있다.
상기와 같은 과정을 통해 상기 제2 영상으로부터 산출된 가중치들을 상기 제1 영상에 적용함으로써 결함이 존재하지 않는 부분과 결함이 존재하는 부분의 선명도 차이가 명확해질 수 있다.
다음으로, 결함 검출부(60)의 결함 판정부(60c)는 상기 보정된 제1 영상을 이용하여 유리기판(200)의 결함을 검출할 수 있다(S60).
도 11은 결함 판정부(60c)의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 결함 판정부(60c)는 상기 보정된 제1 영상의 각 영역의 화소들의 계조값들을 임계치와 비교하여 각각 이진화할 수 있다(S61). 상기 이진화에 의해 각각의 계조값은 "0"이나 "1" 또는 "true"나 "false"로 구분될 수 있다.
예를 들어, 상기 계조값이 임계치보다 낮은 경우에는 "0"이나 "true"로 변환되고, 상기 계조값이 임계치보다 높은 경우에는 "1"이나 "false"로 변환될 수 있다.
상기 임계치는 결함 판정의 기준이 되는 값으로서, 0 내지 255 범위 내의 하나의 값이거나, 복수의 값일 수 있다.
결함 판정부(60c)는 상기 이진화된 값이 "1"이나 "false"인 화소들을 서로 연결하고(S62), 서로 연결된 화소들 간의 길이를 기준값과 비교할 수 있다(S63).
상기 이진화된 값이 "1" 이나 "false"인 화소들을 서로 연결하는 단계에서, 일정 범위(거리) 내의 화소들에 대해서만 연결이 이루어지도록 할 수 있다.
서로 연결된 화소들 간의 길이가 상기 기준값보다 큰 경우 결함 판정부(60c)는 결함으로 판정하고(S64), 유리기판(200)에서 결함의 위치 및 형태를 예를 들어, 표시부 등을 통해 출력할 수 있다.
예를 들어, 상기 연결된 화소들 간의 길이가 상기 기준값보다 작으면 결함으로 판정하지 않고, 상기 연결된 화소들 간의 길이가 상기 기준값보다 크면 결함으로 판정할 수 있다.
다른 실시예로서, 상기 연결된 화소들 간의 길이뿐만 아니라 상기 연결된 화소들의 면적(크기)을 기준값과 비교하는 방법으로 결함 여부를 판정할 수 있다.
상기와 같은 결함의 판정은 사용자의 육안 검사를 통해서도 가능할 수 있다.
상기와 같은 과정을 통해 공정에 영향을 미치지 않는 정도의 결함을 갖는 유리기판의 공정 투입율을 높일 수 있기 때문에 오판정으로 인한 제조 비용의 손실을 효과적으로 방지할 수 있다.
유리기판(200)의 제1 영역(200-1)에서 제m 영역(200-m)까지 상기와 같은 과정을 반복하여 진행함으로써 유리기판(200)의 전체 영역에 대해 검사가 이루어질 수 있다.
이상에서와 같이 상세한 설명과 도면을 통해 본 발명의 최적의 실시예를 개시하였다. 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 스테이지
10a: 구동부
20: 제1 조명
30: 제1 카메라
40: 제2 조명
50: 제2 카메라
50a: 제2 영상
60: 결함 검출부
60a: 가중치 산출부
60b: 영상 생성부
60c: 결함 판정부
100: 유리기판 검사 장치
200: 유리기판
200-1: 제1 영역
200-m: 제m 영역

Claims (19)

  1. 유리기판이 안착되는 스테이지;
    상기 유리기판의 표면에 대해 제1 각도로 광을 조사하는 제1 조명;
    상기 제1 조명에서 조사된 광의 산란광을 촬상하는 제1 카메라;
    상기 유리기판의 표면에 대해 상기 제1 각도보다 큰 제2 각도로 광을 조사하는 제2 조명;
    상기 제2 조명에서 조사된 광의 반사광 및 산란광을 촬상하는 제2 카메라; 및
    상기 제1 카메라에서 제공되는 제1 영상 및 상기 제2 카메라에서 제공되는 제2 영상을 이용하여 상기 유리기판의 결함을 검출하는 결함 검출부를 포함하며,
    상기 결함 검출부는
    상기 제2 영상에서 각 영역의 화소들에 대한 표준편차들을 산출하고, 상기 표준편차들을 이용하여 각각의 화소들에 대응하는 가중치들을 산출하는 가중치 산출부;
    상기 가중치들을 상기 제1 영상에 적용하여 보정된 제1 영상을 생성하는 영상 생성부; 및
    상기 보정된 제1 영상을 이용하여 상기 유리기판의 결함을 판정하는 결함 판정부를 포함하고,
    상기 가중치 산출부는 상기 제2 영상을 복수의 영역으로 분할하고, 각 영역의 화소들의 계조값과 평균 계조값을 이용하여 상기 표준편차들을 산출하는 유리기판 검사 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 스테이지는 상기 유리기판을 일 방향으로 이동시키기 위한 구동부를 포함하는 유리기판 검사 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 카메라는 상기 스테이지의 법선 방향으로 배치된 유리기판 검사 장치.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 카메라는 라인스캔 카메라인 유리기판 검사 장치.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 카메라는 CMOS 및 CCD 중 어느 하나의 촬상소자를 포함하는 유리기판 검사 장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 조명은 선형의 광을 조사하는 유리기판 검사 장치.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 조명은 선형으로 배열된 복수의 발광 다이오드(LED)를 포함하는 유리기판 검사 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1 항에 있어서, 상기 표준편차는 하기의 수학식에 의해 산출되는 유리기판 검사 장치.

    여기서, s는 상기 표준편차, n은 상기 화소들의 개수, 는 i번째 화소의 계조값(i는 1부터 n까지의 자연수), 는 상기 화소들의 평균 계조값이다.
  11. 유리기판이 제공되는 단계;
    상기 유리기판의 제1 영역으로 제1 조명이 조사되고, 제1 카메라가 상기 유리기판의 제1 영역을 촬영하여 제1 영상을 획득하는 단계;
    상기 유리기판의 제1 영역으로 제2 조명이 조사되고, 제2 카메라가 상기 유리기판의 제1 영역을 촬영하여 제2 영상을 획득하는 단계;
    상기 제2 영상을 이용하여 각각의 화소들에 대응하는 가중치들을 산출하는 단계;
    상기 가중치들을 상기 제1 영상의 각 화소들에 적용하여 보정된 제1 영상을 생성하는 단계; 및
    상기 보정된 제1 영상을 이용하여 상기 유리기판의 결함을 검출하는 단계를 포함하며,
    상기 가중치들을 산출하는 단계는
    상기 제2 영상을 복수의 영역으로 분할하는 단계;
    각 영역의 화소들의 계조값과 평균 계조값을 이용하여 각각의 화소들에 대한 표준편차들을 산출하는 단계; 및
    상기 각각의 화소들에 대한 표준편차들을 기준값 테이블에 따라 가중치들로 변환하는 단계를 포함하는 유리기판 검사 방법.
  12. 제11 항에 있어서, 검사 기간동안 상기 유리기판을 일 방향으로 이동시키는 유리기판 검사 방법.
  13. 제11 항에 있어서, 상기 제1 카메라는 상기 제1 조명에서 조사된 광의 산란광을 촬상하는 유리기판 검사 방법.
  14. 제11 항에 있어서, 상기 제2 카메라는 상기 제2 조명에서 조사된 광의 반사광 및 산란광을 촬상하는 유리기판 검사 방법.
  15. 삭제
  16. 제11 항에 있어서, 상기 표준편차는 하기의 수학식을 이용하여 산출하는 유리기판 검사 방법.

    여기서, s는 상기 표준편차, n은 상기 화소들의 개수, 는 i번째 화소의 계조값(i는 1부터 n까지의 자연수), 는 상기 화소들의 평균 계조값이다.
  17. 제11 항에 있어서, 상기 보정된 제1 영상을 생성하는 단계는
    상기 가중치들을 상기 제1 영상의 대응하는 화소들의 계조값들에 각각 곱하는 단계를 포함하는 유리기판 검사 방법.
  18. 제11 항에 있어서, 상기 유리기판의 결함을 검출하는 단계는
    상기 보정된 제1 영상의 각 영역의 화소들의 계조값들을 임계치와 비교하여 이진화하는 단계;
    상기 이진화된 값이 1인 화소들을 연결하는 단계; 및
    상기 연결된 화소들 간의 길이가 기준값보다 크면 결함으로 판정하는 단계를 포함하는 유리기판 검사 방법.
  19. 제18 항에 있어서, 상기 이진화된 값이 1인 화소들을 연결하는 단계에서 일정 범위 내의 화소들에 대해서만 연결되도록 하는 유리기판 검사 방법.
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