KR101937187B1 - 필름표면의 불량 검출 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 측정물 표면의 불량을 검출하는 검사장치로서, 광을 생성하고 상기 생성된 광을 상기 측정물 표면에 입사시키는 조명부와 상기 입사된 광에 의해 생성된 이미지를 획득하는 이미지 획득부를 통해 상기 획득된 이미지를 분석하여 박막필름 표면의 불량을 검출하되, 상기 조명부의 중심축과 상기 이미지 획득부의 중심축이 일치하는 것을 특징으로 하는 필름표면의 불량 검출 장치에 관한 것이다.

Description

필름표면의 불량 검출 장치{Apparatus for detecting error of surface}

본 발명은 필름 표면의 불량 검출 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 검출 대상이 되는 측정물에 경사 조명을 조사하여 상기 측정물의 표면에 생성된 결함을 검출하기 위한 필름 표면의 불량 검출 장치에 관한 것이다.

일반적으로 측정하고자 하는 물체의 필름 표면에 생기는 결함의 종류로는 주로 돌출, 함몰, 찍힘 등이 있으며 이러한 결함을 확인하기 위해 종래에 다양한 결함 검사 시스템이 활용되고있다.

이러한 검사 시스템은 결함을 측정하기 위해 검사장치에 링조명을 설치하여 물체의 표면에 다양한 각도에서 광이 입사되도록 함으로써 결함을 측정하였다.

그러나, 이러한 상기 결함은 사이즈가 큰 측정물의 경우에는 가능하였으나 사이즈가 작은 측정물의 경우에는 상기 링조명의 설치가 불가능하여 상기 링조명을 사용하지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 상기 결함은 표면에 대해 매우 낮은 경사 각도를 가지고 있어 빛이 수직방향으로 들어오는 일반적인 동축 광학계 기술로는 해당 결함을 검출할 수 없는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2007-0024393호.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 사이즈가 큰 측정물의 필름표면의 결함을 측정하는데에 사용되는 링조명을 대신해 상기 링조명과 동일한 효과를 낼 수 있는 조명을 제안하고자 한다.

이에 따라, 본 발명은 광을 생성하고 상기 생성된 광을 측정물 표면에 입사시키는 조명부와 상기 입사된 광에 의해 생성된 이미지를 획득하는 이미지 획득부를 통해 상기 획득된 이미지를 분석하여 박막필름 표면의 불량을 검출하되, 상기 조명부와 상기 측정물 사이에는 상기 조명부에서 생성된 광이 상기 측정물 표면에 입사될 때, 경사지게 입사하도록 상기 조명부에서 생성된 광을 분리하는 광분리부를 구비시킴으로써 다양한 각도에서 경사 빛을 들어오게 하여 상기 측정물의 결함이 잘 보이도록 하는 측정물 표면의 불량을 검출하는 검사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 측정물 표면의 불량을 검출하는 검사장치로서, 광을 생성하고 상기 생성된 광을 상기 측정물 표면에 입사시키는 조명부와, 상기 입사된 광에 의해 생성된 이미지를 획득하는 이미지 획득부를 통해 상기 획득된 이미지를 분석하여 박막필름 표면의 불량을 검출하되, 상기 측정물의 상부에 대물렌즈가 구비된다.

이때, 상기 검사장치의 상기 이미지획득부의 중심 및 상기 대물렌즈의 중심을 통과하는 수직중심축과, 상기 조명부의 중심을 통과하는 수평중심축은 상기 이미지획득부와 상기 대물렌즈 사이에서 만나고, 상기 수평중심축과 상기 수직중심축이 만나는 지점을 통과하면서 반사면이 45도 기울어지도록 배치된 빔분할기를 더 구비하여, 상기 조명부에서 생성된 광이 상기 빔분할기에서 반사되어 상기 측정물의 표면에 입사되고, 상기 측정물에서 반사된 광은 상기 빔분할기를 투과해 상기 이미지획득부로 입사되도록 형성된다.

또한, 상기 조명부와 상기 측정물 사이에는 상기 조명부에서 생성된 광이 상기 측정물 표면에 입사될 때, 경사지게 입사하도록 상기 조명부에서 생성된 광을 분리하는 광분리부가 구비된다.

이때, 상기 광분리부는 원형슬릿으로 구성되어 상기 원형슬릿을 중심축과 상기 조명부의 중심축이 일치한다.

더불어, 상기 원형슬릿에는 상기 조명부의 광이 통과하는 광통과부; 가 구비되되, 상기 광통과부는 상기 원형슬릿의 중심축을 기준으로 형성되는 외주면과 내주면 사이에 위치하며, 상기 내주면의 안쪽과 상기 외주면의 바깥쪽은 막힌 구조를 갖는다.

또한, 상기 광통과부를 통과한 광의 파두면은 내주면과 외주면을 갖는 도우넛 형상을 갖되, 상기 도우넛 형상의 광은 대물렌즈 통과하여 상기 측정물이 표면에 입사될 때, 상기 도우넛 형상을 갖는 광의 내주면과 외주면의 직경은 점차적으로 작아지면서 입사됨에 따라 상기 도우넛 형상의 광이 상이 측정물의 표면에 경사지게 입사된다.

더불어, 상기 측정물과 상기 이미지 획득부 사이에 조리개가 더 배치되되, 상기 조리개는 광이 통과하는 조리개 구경을 조절할 수 있다.

또한, 상기 조명부는 광원과 조명렌즈로 구성되고, 상기 이미지 획득부는 카메라와 이미징렌즈로 구성된다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 측정물의 표면에 형성된 결함을 측정하는 경우, 조명부에서 생성된 광이 경사지게 입사하도록 함으로써, 상기 측정물의 표면에 형성된 결함의 측정이 가능한 장점이 있다.

또한, 상기 조명부로부터 나온 광이 상기 측정물에 경사지게 입사되는 것이 가능하도록 하는 광분리부의 길이를 자유롭게 조절 가능하여 광이 다양한 각도로 입사되는 것이 가능한 장점이 있다.

더불어, 크기 조절에 따라 초점 심도가 변하는 조리개가 더 구비되어, 물체가 흐릿하거나 선명하게 보이도록 조정하는 것이 가능함으로써, 조리개와 경사각의 크기 및 각도를 조절하여 상기 측정물의 표면에 형성된 결함을 보다 정확하고 세밀하게 검출하는 것이 가능한 장점이 있다.

도 1은 종래의 필름표면의 불량 검출 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 검출장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 검출장치를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 검출장치에 구비된 원형슬릿을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 검출장치에 구비된 조리개를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름표면의 불량 검출장치에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 1은 종래의 필름표면의 불량 검출 장치를 나타낸 도면이고 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 검출장치를 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 검출장치를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 검출장치에 구비된 원형슬릿을 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 검출장치에 구비된 조리개를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래에 사용되는 표면의 불량 검출장치는 카메라(11)와 이미징 렌즈(12), 빔분할기(30), 조명렌즈(41), 광원을 내는 조명(40) 및 물체의 상부에 위치된 대물렌즈(20)로 이루어져 물체(10)의 표면의 결함을 검출하기 위해 관찰한다.

그러나, 이러한 종래에 사용되는 검출장치는 광원이 수직방향으로만 들어오기 때문에 낮은 각도를 갖는 결함들을 검출하기에 적합하지 못하다는 문제점이 있었다.

이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 본 발명에 따른 필름표면의 불량검출장치는 다음과 같이 형성된다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 측정물 표면의 불량을 검출하는 검사장치로서, 광을 생성하고 상기 생성된 광을 상기 측정물 표면에 입사시키는 조명부(200)와 상기 입사된 광에 의해 생성된 이미지를 획득하는 이미지 획득부(110)를 통해 상기 획득된 이미지를 분석하여 박막필름 표면의 불량을 검출하되, 상기 측정물의 상부에 대물렌즈가 구비된다.

이때, 상기 박막필름 표면은 검사하고자 하는 측정물(300)의 표면에 형성된 박막필름이며, 상기 조명부(200)는 광원(210)과 조명렌즈(220)로 구성되고, 상기 이미지 획득부(110)는 카메라(111)와 이미징렌즈(112)로 구성된다.

또한, 상기 이미지획득부(110)의 중심 및 상기 대물렌즈(120)의 중심을 통과하는 수직중심축(CA1)과, 상기 조명부(200)의 중심을 통과하는 수평중심축(CA2)은 상기 이미지획득부(110)와 상기 대물렌즈(120) 사이에서 만난다.

더불어, 상기 수평중심축(CA2)과 상기 수직중심축(CA1)이 만나는 지점을 통과하면서 반사면이 45도 기울어지도록 배치된 빔분할기(130)가 더 구비되어, 상기 조명부(200)에서 생성된 광이 상기 빔분할기(130)에서 반사되어 상기 측정물(300)의 표면에 입사되고, 상기 측정물(300)에서 반사된 광은 상기 빔분할기(130)를 투과해 상기 이미지획득부(110)로 입사된다.

이때, 상기 조명부(200)와 상기 측정물(300) 사이에는 상기 조명부(200)에서 생성된 광이 상기 측정물(300) 표면에 입사될 때, 경사지게 입사하도록 상기 조명부(200)에서 생성된 광을 분리하는 광분리부(231)가 구비된다.

상기 광분리부(231)는 원형슬릿(230)으로 구성되어 상기 원형슬릿(230)을 중심축과 상기 조명부(200)의 중심축이 일치한다.

또한, 상기 원형슬릿(230)에는 상기 조명부(200)의 광이 통과하는 광통과부(240) 가 구비되되, 상기 광통과부(240)는 상기 원형슬릿(230)의 중심축을 기준으로 형성되는 외주면(242)과 내주면(241) 사이에 위치하며, 상기 내주면(241)의 안쪽과 상기 외주면(242)의 바깥쪽은 막힌 구조를 갖는다.

이때, 상기 광분리부(231)의 크기 조정이 가능하다.

상기 도 2에 도시된 광분리부의 거리(r1)와 원형슬릿의 길이(l1)는 상기 도3에 도시된 광분리부의 거리(r2)와 원형슬릿의 길이(l2)와 다르게 형성시켰다.

이때, 상기 원형슬릿의 길이(l1,l2)에 따라 상기 광분리부의 거리(r1,r2)가 달라지고, 상기 광분리부의 거리(r1,r2)가 달라짐에 따라 상기 빔분할부(130)에 의해 반사되어 상기 대물렌즈(120)에 입사되는 빛의 경사가 달라짐을 확인할 수 있다.

이에 따라, 상기 광분리부(231)의 거리 길이를 조정함에 따라 상기 조명렌즈(220)를 통과하여 상기 측정물(300)로 입사되는 광원의 각도가 다양하게 형성되어 상기 필름 표면을 다양한 각도로 관찰하여 표면에 형성된 결함의 정확한 측정이 가능하다.

더불어, 상기 필름표면의 불량 검출장치에서 상기 원형슬릿(230)을 제거하는 경우에는 동축조명으로 사용 가능하고, 상기 원형슬릿(230)이 구비되어 형성되는 경우에는 경사조명으로의 활용 가능함으로써, 필요에 따라 동축조명 또는 경사조명으로 사용 가능한 장점이 있다.

도 4를 참조하면, 상기 광통과부(240)를 통과한 광의 파두면은 내주면(241)과 외주면(242)을 갖는 도우넛 형상을 갖되, 상기 도우넛 형상의 광은 대물렌즈(120) 통과하여 상기 측정물(300)이 표면에 입사될 때, 상기 도우넛 형상을 갖는 광의 내주면(241)과 외주면(242)의 직경은 점차적으로 작아지면서 입사됨에 따라 상기 도우넛 형상의 광이 상이 측정물(300)의 표면에 경사지게 입사된다.

또한, 상기 광분리부(231)의 거리길이 조정에 따라 상기 내주면(241) 및 외주면(242)의 크기가 변경되어 광통과부(240)를 통과하는 광원의 양이 조절되는 것이 가능하다.

또한, 상기 측정물(300)과 상기 이미지 획득부(110) 사이에 조리개(140)가 배치되되, 상기 조리개(140)는 광이 통과하는 조리개(140) 구경을 조절할 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 조리개(140)의 크기를 조절함에 따라 초점 심도를 변경할 수 있어, 물체가 흐릿하거나 선명하게 보이도록 조정하는 것이 가능하다.

이때, 조리개(140)의 크기가 작으면 작을수록 초점 심도가 깊어지는 것을 확인할 수 있다.

이에 따라, 본 발명에 따른 상기 필름표면의 불량 검출 장치를 통해 조리개(140)와 경사각의 크기 및 각도를 조절하여 상기 측정물의 표면에 형성된 결함을 보다 정확하고 꼼꼼하게 검출하는 것이 가능하다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.

110 : 이미지획득부 111 : 카메라
112 : 이미징렌즈 120 : 대물렌즈
130 : 빔분할기 140 : 조리개
200 : 조명부 210 : 광원
220 : 조명렌즈 230 : 원형슬릿
231 : 광분리부 300 : 측정물

Claims (7)

1. 측정물 표면의 불량을 검출하는 검사장치로서,
   광을 생성하고 상기 생성된 광을 상기 측정물 표면에 입사시키는 조명부;
   상기 입사된 광에 의해 생성된 이미지를 획득하는 이미지 획득부; 를 통해 상기 획득된 이미지를 분석하여 박막필름 표면의 불량을 검출하되,
   상기 측정물의 상부에 대물렌즈가 구비되고
   상기 이미지획득부의 중심 및 상기 대물렌즈의 중심을 통과하는 수직중심축과, 상기 조명부의 중심을 통과하는 수평중심축은,
   상기 이미지획득부와 상기 대물렌즈 사이에서 만나고,
   상기 수평중심축과 상기 수직중심축이 만나는 지점을 통과하면서 반사면이 45도 기울어지도록 배치된 빔분할기; 를 더 구비하여,
   상기 조명부에서 생성된 광이 상기 빔분할기에서 반사되어 상기 측정물의 표면에 입사되고,
   상기 측정물에서 반사된 광은 상기 빔분할기를 투과해 상기 이미지획득부로 입사되며
   상기 조명부와 상기 측정물 사이에는 상기 조명부에서 생성된 광이 상기 측정물 표면에 입사될 때,
   경사지게 입사하도록 상기 조명부에서 생성된 광을 분리하는 광분리부; 를 구비하되,
   상기 광분리부는, 원형슬릿으로 구성되어 상기 원형슬릿의 중심축과 상기 조명부의 중심을 통과하는 수평중심축이 일치하며
   상기 원형슬릿을 제거하는 경우에는 상기 조명부를 동축조명으로 사용하도록 하고, 상기 원형슬릿(230)이 구비되어 형성되는 경우에는 상기 조명부를 경사조명으로의 활용 가능함으로써, 동축조명이 필요할때는 상기 원형슬릿을 제거하고 경사조명이 필요할 때는 상기 원형슬릿을 구비하도록 하며
   상기 원형슬릿에는,
   상기 조명부의 광이 통과하는 광통과부; 가 구비되되,
   상기 광통과부는 상기 원형슬릿의 중심축을 기준으로 형성되는 외주면과 내주면 사이에 위치하며, 상기 내주면의 안쪽과 상기 외주면의 바깥쪽은 막힌 구조를 갖음에 따라
   상기 광통과부를 통과한 광의 파두면은 내주면과 외주면을 갖는 도우넛 형상을 갖되, 상기 도우넛 형상의 광은 대물렌즈 통과하여 상기 측정물이 표면에 입사될 때, 상기 도우넛 형상을 갖는 광의 내주면과 외주면의 직경은 점차적으로 작아지면서 입사됨에 따라 상기 도우넛 형상의 광이 상기 측정물의 표면에 경사지게 입사되도록 하여 경사조명으로 활용하는 것을 특징으로 하는 필름표면의 불량 검출 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 측정물과 상기 이미지 획득부 사이에 조리개; 가 배치되되,
   상기 조리개는 광이 통과하는 조리개 구경을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 필름표면의 불량 검출 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 조명부는 광원과 조명렌즈로 구성되고,
   상기 이미지 획득부는 카메라와 이미징렌즈로 구성되는 것을 특징으로 하는 필름표면의 불량 검출 장치.

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