KR-20260061896-A - MULTI-AXIS OPTICAL MOTION CONTROL SYSTEM FOR HIGH-RESOLUTION DISPLAY PANEL INSPECTION

Abstract

본 발명은 고해상도 디스플레이 패널 검사를 위한 다축 광학 모션 제어 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은, 카메라 모듈 및 조명 모듈을 포함하는 광학 장치; 상기 광학 장치의 X-Y축 이동을 위한 X-Y축 레일과 Z축 이동을 위한 Z축 레일을 포함하는 이동 레일; 상기 광학 장치를 상기 X-Y축 레일과 Z축 레일을 따라 다축으로 이동시키는 다축 모션 구동부; 및 상기 다축 모션 구동부를 통해 상기 카메라 모듈의 위치를 제어하여 검사 영역에 대한 이미지를 획득하는 제어부를 포함할 수 있다.

Inventors

• 류정식
• 유장우
• 김종훈
• 유상훈

Assignees

• 주식회사 제이이노텍

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20241028

Claims (5)

1. 고해상도 디스플레이 패널 검사를 위한 다축 광학 모션 제어 시스템으로서, 카메라 모듈 및 조명 모듈을 포함하는 광학 장치; 상기 광학 장치의 X-Y축 이동을 위한 X-Y축 레일과 Z축 이동을 위한 Z축 레일을 포함하는 이동 레일; 상기 광학 장치를 상기 X-Y축 레일과 Z축 레일을 따라 다축으로 이동시키는 다축 모션 구동부; 및 상기 다축 모션 구동부를 통해 상기 카메라 모듈의 위치를 제어하여 검사 영역에 대한 이미지를 획득하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 다축 광학 모션 제어 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는 디스플레이 패널의 기하학적 왜곡을 보정하기 위한 소프트웨어 알고리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는, 다축 광학 모션 제어 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 다축 모션 구동부는 리니어 모터 및 회전 모터를 포함하여 상기 X-Y축 레일과 Z축 레일을 따라 광학 장치를 정밀하게 이동시키는 것을 특징으로 하는, 다축 광학 모션 제어 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 카메라 모듈은 디스플레이 패널의 결함을 실시간으로 검출할 수 있는 고해상도 이미지를 획득하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 다축 광학 모션 제어 시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 조명 모듈은 상기 검사 영역을 균일하게 조명하기 위한 조명 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 다축 광학 모션 제어 시스템.

Description

고해상도 디스플레이 패널 검사를 위한 다축 광학 모션 제어 시스템{MULTI-AXIS OPTICAL MOTION CONTROL SYSTEM FOR HIGH-RESOLUTION DISPLAY PANEL INSPECTION} 본 발명은 디스플레이 패널 검사 장비에 적용되는 광학 모션 제어 시스템에 관한 것으로, 특히 고해상도 이미지를 획득하기 위한 다축 모션 제어 및 자동 초점 조절 기술에 관한 것이다. 디스플레이 패널의 제조 공정에서 고해상도 이미지를 획득하는 기술은 결함 검출과 품질 관리에 필수적이다. 기존의 디스플레이 검사 장비는 정밀한 카메라와 조명 시스템을 통해 검사 대상의 이미지를 확보하고, 소프트웨어 알고리즘으로 결함을 분석하는 방식을 사용해 왔다. 하지만 이러한 종래 기술에는 여러 한계가 존재한다. 첫째, 기존 시스템은 초점 제어의 한계로 인해 미세한 이미지 왜곡과 불명확한 초점 문제를 겪는다. 특히 대형 디스플레이 패널을 검사할 경우, 넓은 검사 영역을 모두 커버하기 위해 초점을 자주 조정해야 하는데, 이 과정에서 발생하는 미세한 위치 오차로 인해 이미지 해상도가 떨어지며 결함 검출의 정확성이 저하될 수 있다. 둘째, 모션 제어의 제한으로 인해 검사 장비의 카메라 및 광학 장치가 디스플레이 패널의 특정 검사 위치에 정확하게 도달하기 어려운 문제가 있다. 많은 검사 장비가 단일 축 이동만을 지원하거나, 다축 이동을 지원하더라도 이동 정밀도가 부족하여 대형 디스플레이 패널 검사에 어려움을 겪는다. 이는 검사 속도를 저하시켜 제조 공정에 지연을 초래하고 검사 효율을 떨어뜨리는 원인이 된다. 셋째, 검사 시간이 증가하는 문제점이 있다. 대형 디스플레이 패널의 전체 검사 영역을 스캔하려면 카메라와 조명 장비의 위치를 반복적으로 이동시키고 초점을 맞추는 과정이 필수적이기 때문에 시간이 오래 걸린다. 이러한 종래의 방식은 검사 속도와 효율성을 동시에 만족시키기 어려운 한계가 있어, 고해상도 이미지 획득과 동시에 검사 시간을 줄일 수 있는 새로운 기술이 필요하게 되었다. 도 1은 본 발명에 따른 다축 광학 모션 제어 시스템의 각 구성을 도시한 구성도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 검사를 수행하는 다축 광학 모션 제어 시스템을 도시한 사시도이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 도 1은 본 발명에 따른 다축 광학 모션 제어 시스템의 각 구성을 도시한 구성도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 검사를 수행하는 다축 광학 모션 제어 시스템을 도시한 사시도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 고해상도 디스플레이 패널 검사를 위한 다축 광학 모션 제어 시스템은, 광학 장치(100), 이동 레일(200), 다축 모션 구동부(300), 제어부(400), 테이블(500), 및 백라이트 장착부(600)를 포함할 수 있다. 광학 장치(100)는 디스플레이 패널의 고해상도 이미지를 획득하여 결함을 정확하게 검출하기 위해 설계되었으며, 다축 모션 구동부(300)에 의해 정밀하게 구동된다. 광학 장치(100)는 고해상도 카메라 모듈(110)과 균일한 조명을 제공하는 조명 모듈(120)을 포함하여, 검사 영역 내에서 최적의 이미지를 빠르고 정확하게 획득할 수 있도록 구성된다. 먼저, 카메라 모듈(110)은 디스플레이 패널의 미세한 결함까지 감지할 수 있는 고해상도를 제공하는 광학 장치의 핵심 구성 요소이다. 카메라 모듈(110)은 X-Y축 레일(210)과 Z축 레일(220)을 따라 다축 모션 구동부(300)에 의해 이동하며, 정밀한 위치 제어를 통해 디스플레이 패널의 모든 검사 영역을 스캔할 수 있다. 카메라 모듈(110)은 고해상도 픽셀 해상도를 갖추고 있어, 디스플레이 패널의 표면 결함이나 미세한 손상을 실시간으로 포착한다. 또한, 다양한 초점 거리 조정 기능을 지원하여 패널의 높이나 기하학적 특성에 맞춰 최적의 초점을 맞출 수 있다. 조명 모듈(120)은 검사 영역을 균일하게 비추는 기능을 수행하며, 고품질의 이미지 획득을 위해 필수적이다. 조명 모듈(120)은 디스플레이 패널 표면에 고르게 빛을 투사하여, 불균일한 조명으로 인해 발생할 수 있는 이미지 왜곡을 방지하고 결함이 명확하게 드러나도록 한다. 이는 특히 고해상도 검사에서 필수적인 요소로, 조명 모듈의 정밀한 조명 제어는 결함 검출의 정확성을 크게 향상시킨다. 광학 장치(100)는 다축 모션 구동부(300)에 의해 구동되면서 X-Y축 이동과 Z축 이동을 통해 검사 대상 패널의 전 영역을 커버할 수 있으며, 각 위치에서 최적의 촬영 각도와 거리로 고해상도 이미지를 획득한다. 이러한 구성은 디스플레이 패널 검사 시 효율적이고 일관된 검사 결과를 제공하며, 다축 모션 구동부에 의한 정밀 제어를 통해 빠르게 검사 영역을 이동하면서도 이미지 품질을 유지할 수 있게 한다. 이동 레일(200)은 광학 장치(100)의 정밀한 다축 이동을 지원하기 위해 X-Y축 이동을 위한 X-Y축 레일(210)과 Z축 이동을 위한 Z축 레일(220)로 구성된다. X-Y축 레일(210)는 X축 레일(211)과 Y축 레일(212)로 구성된다. 광학 장치(100)의 카메라 모듈(110)과 조명 모듈(120)은 카메라 모듈 장착부(130)에 장착되며, 카메라 모듈 장착부(130)는 Z축 레일(220)을 따라 승강 가능하게 설치된다. 이는 광학 장치(100)가 검사 대상 디스플레이 패널의 모든 영역을 빠르고 정확하게 스캔할 수 있도록 설계된 구조이다. 이동 레일(200)은 다축 모션 구동부(300)와의 통합을 통해 광학 장치(100)의 위치를 정밀하게 제어하며, 검사 영역의 전체를 고해상도로 촬영할 수 있게 한다. 먼저, X-Y축 레일(210)은 광학 장치(100)가 가로(X축)와 세로(Y축) 방향으로 이동할 수 있도록 하여 디스플레이 패널의 넓은 검사 영역을 커버할 수 있게 한다. X-Y축 레일(210)은 리니어 모터와 결합되어 고속 이동이 가능하며, 검사 영역 간 이동을 신속하게 수행하여 검사 속도를 높일 수 있다. 이와 함께 X-Y축 레일(210)은 위치 제어의 정밀도가 높아 미세한 오차를 줄이며, 특정 영역을 반복 검사할 때도 안정적인 위치 제어를 지원한다. Z축 레일(220)은 광학 장치(100)의 수직 이동을 담당하여 Z축 방향으로 광학 장치(100)의 위치를 조정할 수 있다. Z축 레일(220)은 다양한 패널 높이나 두께에 따라 초점을 맞추기 위해 필요하며, Z축 방향의 위치 제어를 통해 최적의 촬영 거리를 유지한다. 이를 통해 검사 대상 디스플레이 패널의 각 영역에 대해 일정한 고해상도 이미지를 획득할 수 있어, 다양한 패널 조건에서도 일관된 검사 결과를 얻는 데 중요한 역할을 한다. 다축 모션 구동부(300)는 이동 레일(200)을 따라 광학 장치(100)를 X-Y축 및 Z축 방향으로 정밀하게 제어하여 디스플레이 패널의 검사 영역을 빠르고 정확하게 스캔할 수 있도록 설계된 장치이다. 다축 모션 구동부(300)는 리니어 모터와 회전 모터를 결합하여 고속 이동과 정밀 제어를 동시에 수행할 수 있으며, 각 축의 움직임을 독립적으로 제어할 수 있는 특징을 가진다. 먼저, X-Y축 구동부(310)는 리니어 모터를 사용하여 광학 장치(100)를 가로(X축) 및 세로(Y축) 방향으로 이동시킨다. X-Y축 구동부(310)는 고속 이동이 가능하며, 정밀한 위치 제어를 통해 디스플레이 패널의 전체 검사 영역을 효율적으로 커버할 수 있다. 이를 통해 패널의 각 부분을 빠르게 스캔하면서도 위치 오차를 최소화하여 고해상도 이미지를 얻을 수 있다. Z축 구동부(320)는 광학 장치(100)를 수직(Z축) 방향으로 이동시키며, 패널의 높이나 두께에 따라 초점을 맞출 수 있도록 조정한다. 이는 디스플레이 패널이 평평하지 않거나 특정 영역에서 높이 차이가 있을 경우에도 최적의 촬영 거리를 유지할 수 있게 해준다. Z축의 위치를 미세하게 조정할 수 있는 기능은 이미지 품질을 보장하고, 검사 정확도를 높이는 데 중요한 역할을 한다. 제어부(400)는 다축 모션 구동부(300)를 제어하여 광학 장치(100)를 통해 디스플레이 패널의 검사 영역에 대한 최적의 이미지를 획득하도록 설계된 장치이다. 제어부(400)는 다축 모션 구동부(300)를 통해 광학 장치(100)가 X-Y축과 Z축 방향으로 정밀하게 이동하도록 하며, 각 검사 위치에서 카메라 모듈(110)의 초점과 거리를 최적화하여 고해상도 이미지를 획득할 수 있게 한다. 또한, 제어부(400)는 디스플레이 패널의 기하학적 왜곡을 보정하기 위한 소프트웨어 알고리즘을 포함한다. 이는 패널의 곡률이나 표면 불균일로 인해 이미지에 왜곡이 발생할 경우 이를 자동으로 보정하여, 결함 검출의 정확성을 향상시키는 기능을 제공한다. 제어부의 왜곡 보정 알고리즘은 패널의 형태와 크기에 맞춰 유연하게 적용되어, 다양한 조건에서도 일관된 고품질 이미지를 유지할 수 있게 한다. 제어부(400)는 카메라 모듈(110)과 조명 모듈(120)에서 수신한 피드백 데이터를 바탕으로 조명 강도와 위치를 자동 조절하여 조명이 검사 영역을 균일하게 비추도록 한다. 이는 조명 불균형으로 인한 이미지 품질 저하를 방지하며, 패널의 결함이 명확하게 드러나도록 최적의 조명 환경을 제공한다. 또한 Z축 이동을 제어하여 카메라 모듈이 패널의 높이 변화에 따라 초점을 자동으로 맞추도록 지원하며, 검사 중 미세한 높이 차이에도 안정적인 고해상도 이미지를 획득할 수 있다. 테이블(500)은 디스플레이 패널을 안정적으로 배치하여 검사를 수행할 수 있도록 지지하는 역할을 한다. 테이블(500)은 디스플레이 패널이 정확한 위치에 고정될 수 있도록 설계된다. 테이블(500) 아래에는 백라이트(600)를 장착하기 위한 백라이트 장착부(610)가 마련된다. 백라이트(600)는 백라이트 장착부(610)에 설치되어 디스플레이 패널을 균일하게 비추는 조명 역할을 한다. 백라이트(600)는 디스플레이 패널을 아래에서 비추어, 패