KR101185075B1 - 반사 특성을 갖는 검사대상물의 결점 검지 장치 - Google Patents

반사 특성을 갖는 검사대상물의 결점 검지 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101185075B1
KR101185075B1 KR20100042315A KR20100042315A KR101185075B1 KR 101185075 B1 KR101185075 B1 KR 101185075B1 KR 20100042315 A KR20100042315 A KR 20100042315A KR 20100042315 A KR20100042315 A KR 20100042315A KR 101185075 B1 KR101185075 B1 KR 101185075B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
inspection object
light receiving
defect
unit
Prior art date
Application number
KR20100042315A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110122944A (ko
Inventor
강정수
Original Assignee
주식회사 지노이드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 지노이드 filed Critical 주식회사 지노이드
Priority to KR20100042315A priority Critical patent/KR101185075B1/ko
Publication of KR20110122944A publication Critical patent/KR20110122944A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101185075B1 publication Critical patent/KR101185075B1/ko

Links

Images

Abstract

발명은 반사 특성을 갖는 검사대상물의 절단면의 결점을 실시간 고속 검출하는 장치에 관한 것이다. 상기 결점 검지 장치는 상기 검사대상물로 점 크기(spot size)의 광학빔을 주사하는 투광부; 투광 소자 구동부; 다수 개의 수광 소자로 이루어지며, 상기 투광부로부터 주사된 광학빔이 검사대상물에 의해 반사되어 진행되는 위치에 배치되는 수광부; 상기 수광부의 수광면으로부터 일정 거리 이격되어 배치되고, 외부로부터 입사된 빛을 투과 및 산란시켜 수광부로 제공하는 광확산부; 상기 다수 개의 수광 소자로부터 입력된 감지 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 컨버터; 상기 컨버터로부터 변환된 감지 신호를 이용하여 상기 검사대상물에 대한 결점 여부를 판단하는 제어부; 및 상기 광확산부를 투과하여 산란된 빛을 수광부가 있는 방향으로 집광시켜 주는 광집적 소자; 를 구비한다.
본 발명에 따른 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치는 레이저 스캔 방식으로 투광부를 구성하여, 투명 및 불투명한 반사 특성을 갖는 검사대상물의 절단면의 파손 유무를 실시간으로 고속 검출할 수 있으며, 광확산부를 도입하여 진동이나 변위와 같은 환경 변화에 대응하여 안정적인 검출을 할 수 있게 한다.

Description

반사 특성을 갖는 검사대상물의 결점 검지 장치{apparatus for detecting flaws in reflector}
본 발명은 결점 검지 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 반사체용 반사형 광센서를 이용하여 반사 특성을 갖는 검사대상물의 결점을 정확하게 검출하는 장치에 관한 것이다.
현재 유리 관련 산업은 LCD와 같은 디스플레이(display) 산업의 발전과 함께 지속적인 성장을 하고 있다. 또한, 디스플레이(display)가 대형화됨에 따라 유리 기판도 대형화되고 있으며, 원가절감 및 기술 향상을 위해 유리의 두께도 얇아지는 추세에 있다. 이에 따라, 유리 제조 공정 및 대형의 유리기판을 이용한 디스플레이(display)의 제조 공정 등에서 유리 기판의 손상이 발생하게 된 경우, 이를 검출하지 못하고 디스플레이 제조의 최종 공정까지 진행되면 생산수율이 떨어지게 되고 그 결과 전체 제조 비용이 증가하게 되는 문제점이 있다. 또한, 유리 기판의 손상으로 인하여 유리 파편등이 발생하는 경우 작업장에 배치된 제조 공정 장비들을 오염시키는 문제도 발생하게 된다.
한편, 표면이 반사특성을 갖지 않는 일반적인 물체의 파손여부를 판별하기 위하여, 레이저와 같은 작은 광학빔을 물체의 표면으로 주사시키고, 주사된 광학빔이 물체로부터 확산되어 나오는 빛을 수광 소가자 감지함으로써, 물체의 파손 여부를 판별한다. 그러나, 유리 등과 같이 표면이 반사 특성을 갖는 반사체인 경우, 표면으로 빛이 입사되면 빛의 반사의 법칙에 따라 입사각에 대한 반사각의 방향으로만 빛이 반사하게 되며, 확산되지 못한다. 따라서, 점 크기(spot size) 조명인 레이저 광학빔을 이용하여 물체의 결함 등을 검출하는 전술한 방법을 유리 기판 등과 같은 반사체에 적용하는 경우, 주변 환경의 변화에 의해 유리 기판이 진동하거나 변위가 발생하게 되면, 광학빔이 유리기판으로 입사되는 위치가 변하게 된다. 그 결과, 유리기판으로 입사되는 위치가 변하게 됨에 따라, 유리기판으로부터 반사되는 방향도 변하게 되어 수광 소자가 유리기판으로부터 반사된 광학빔을 집적하기 어려워지게 된다. 특히, 최근 유리 기판이 대형화되고 두께가 얇아짐에 따라, 주변 환경에 작은 변화가 발생하는 경우에도 유리 기판은 크게 진동하게 된다. 따라서, 반사체인 유리 기판 등에 전술한 방법을 적용하는 경우 유리 기판으로부터 반사된 광학빔을 집적시키기 어려우며, 주변 환경과 무관하게 안정적인 센싱을 못하게 되는 문제점이 발생한다.
이에 따라, 유리 기판과 같은 반사체의 결함을 검출하기 위하여 종래에는 초음파 센서를 사용하거나, LED를 이용한 확산 반사형 광센서를 사용하거나, 카메라 촬상에 의한 이미지 패턴 분석 등이 사용되고 있다.
먼저, 초음파 센서는 검출 영역이 넓으므로, 초음파 센서를 사용하는 방법은 유리 기판의 유무를 정확하게 판별할 수 있으나, 유리 기판의 부분 파손을 판별할 수 없는 문제점이 있다. 또한, 카메라 촬상에 의한 이미지 패턴 분석 방법은 제조 비용, 설치 환경, 처리 시간 등에서 많은 약점을 가지고 있다.
상기 LED를 이용한 확산 반사형 광센서를 사용하는 방법은, LED를 이용하여 상당히 넓은 범위에 빛을 주사시킨 후 반사되는 빛을 검지하는 방식이다. 이와 관련하여, 한국공개특허 제 10-2006-53847호의 "유리판의 결점 검사 방법 및 그 장치"는 적색, 청색, 녹색 LED를 광원으로 사용하여 유리판의 결점을 검사하는 방법을 개시하고 있다. 하지만, LED 광원은 광원으로부터 멀어지면 주사되는 면적이 넓어지게 됨에 따라, 검사 대상물에 대한 정확한 결점 감지를 위하여 광원과 검사 대상물간의 거리를 최소화시켜야 되는 문제점이 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 스캐닝되는 점 크기(spot size)의 레이저빔을 이용하여, 유리 등과 같은 반사특성을 갖는 검사대상물의 절단면의 결점을 신속하면서도 정확하게 검출할 수 있는 검사대상물 결점 검지 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 스캐닝되는 점 크기(spot size)의 레이저빔을 이용하여, 진동 등과 같은 주변 환경의 변화가 발생하더라도 유리 등과 같은 반사 특성을 갖는 검사대상물의 절단면의 결점을 정확하게 검출할 수 있는 검사대상물 결점 검지 장치를 제공하고자 하는 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 반사 특성을 갖는 검사대상물의 결점을 검출하는 장치에 관한 것으로서, 단일의 투광 소자로 구성되며, 상기 검사대상물로 점 크기(spot size)의 광학빔을 주사하는 투광부; 상기 투광 소자를 스캐닝되도록 구동하는 투광 소자 구동부; 다수 개의 수광 소자로 이루어지며, 상기 투광부로부터 주사된 광학빔이 검사대상물에 의해 반사되어 진행되는 위치에 배치되는 수광부; 상기 수광부의 수광면으로부터 일정 거리 이격되어 배치되고, 외부로부터 입사된 빛을 투과 및 산란시켜 수광부로 제공하는 광확산부; 상기 다수 개의 수광 소자로부터 입력된 감지 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 컨버터; 및 투광 소자를 스캐닝시키기 위한 제어 신호를 투광 소자 구동부로 제공하며, 상기 컨버터로부터 수신된 감지 신호를 이용하여 상기 검사대상물의 절단면에 대한 결점 여부를 판단하는 제어부; 를 구비하며,
상기 제어부는 투광 소자 구동부를 통해 투광 소자를 스캐닝시켜 광학빔을 순차적으로 주사시킴과 동시에, 컨버터를 통해 수광부로부터 감지 신호들을 순차적으로 입력받고, 입력된 감지 신호들을 이용하여 검사 대상물의 절단면의 결점을 검출한다.
전술한 특징에 따른 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 투광부가 스캐닝하도록 구동시키며, 상기 투광부를 스캐닝시키면서 상기 수광부로부터 감지 신호를 순차적으로 입력받고, 상기 투광부의 주사 시간과 수광부로부터 감지 신호가 입력된 수신 시간을 동기화시키고, 투광부를 스캐닝시킴에 따라 수광부로부터 순차적으로 입력된 감지 신호를 이용하여 상기 검사대상물로부터 반사된 반사광의 유무를 판단하며, 상기 반사광의 유무가 검출된 수신 시간을 이용하여 상기 검사대상물의 결점의 위치를 계산하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
전술한 특징에 따른 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치에 있어서, 상기 수광부로부터 상기 제어부로 입력되는 감지 신호는 동일 시간에 상기 수광부를 구성하는 다수 개의 수광 소자들이 감지한 신호들을 모두 합산한 것이 바람직하다.
전술한 특징에 따른 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치에 있어서,상기 제어부는 감지 신호의 유무를 기준으로 반사광의 유무를 판단하거나, 사전에 설정된 임계값을 기준으로 반사광의 유무를 판단하는 것이 바람직하다.
전술한 특징에 따른 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 투광 소자의 스캐닝 속도, 반사광의 유무가 검출된 시간(t), 및 투광 소자의 초기 위치값(s0)을 이용하여, 상기 검사대상물의 결점의 위치를 계산하는 것이 바람직하다.
전술한 특징에 따른 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치에 있어서, 상기 결점 검지 장치는 광확산부와 수광부 사이에 배치된 광집적 소자를 더 구비하고, 상기 광집적 소자는 상기 광확산부를 투과하여 산란된 빛을 수광부가 있는 방향으로 집광시켜주는 것이 바람직하다.
전술한 특징에 따른 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치에 있어서, 상기 광집적 소자는 렌즈, 프리즘 및 프리즘 시트 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
전술한 특징에 따른 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치에 있어서, 상기 검사대상물 결점 검지 장치는 검사대상물의 절단면에 대한 결점을 검지하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
종래의 LED를 이용한 광센서는 수 mm ~ 수십 mm의 검출 거리를 갖는 반면에, 본 발명에 따른 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치는 점 크기(spot size)의 레이저 광학빔을 사용함으로써, 광원과 검사 대상물의 이격 거리인 검출 거리가 200~230mm 인 경우에도 정확하고 안정적인 검출을 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치는 검사 대상물과 수광 소자의 사이에 광확산부를 도입함으로써, 진동이나 변위와 같은 주변 환경의 변화가 발생하더라도 안정적인 검출을 할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 결점 검지 장치는 레이저 스캔 방식으로 투광부를 구성하여, 고정 설치 상태에서 상기 검사대상물의 절단면을 실시간 고속 검출이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 상기 결점 검지 장치는 투광 소자의 스캐닝 속도와 반사광의 유무가 검출된 시간을 이용하여, 검사대상물 결점의 위치를 정확하게 계산하여 파악할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 결점 검지 장치는 자동으로 결점을 검지하는 기술인 오토 티칭(auto-teaching) 기술을 이용하고, 투광부의 광학빔 주사 시간과 수광부의 감지 신호를 동기화하여, 결점을 검출함에 있어서 환경의 영향을 최소화할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 결점 검지 장치는 광확산부와 수광 소자 사이에 광집적 소자를 배치시킴으로써, 광확산부에 의하여 산란된 빛을 수광 소자가 있는 방향으로 집적시킬 수 있게 된다. 광확산부에 의하여 산란된 빛은 넓은 영역으로 주사되기 때문에 단위면적당 빛의 세기가 작아져서 상기 검사대상물에서 반사되는 빛이 아닌 다른 외부의 빛이 수광 소자로 입사하는 경우가 발생하였을 때 정확한 검출이 어렵게 된다. 따라서, 상기 광집적소자를 사용하여 산란된 빛을 집적시켜 수광되는 빛의 세기를 크게 하면 상기 검사대상물의 손상을 보다 정확하게 검출할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치를 예시적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치에 있어서, 기판의 흔들림에 따라 광센서의 광학빔이 유리 기판으로/으로부터 진행경로를 설명하기 위하여 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치를 도시한 단면도이다.
도 7는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치에 있어서, 기판의 흔들림에 따라 광센서의 광학빔이 유리 기판으로/으로부터 진행경로를 설명하기 위하여 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치의 구조 및 동작 방법을 구체적으로 설명한다.
제1 실시예
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치의 블록 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치(10)는 투광부(100), 투광 소자 구동부(105), 수광부(110), 광확산부(120), 컨버터(140), 제어부(150) 및 하우징(도시하지 않음)을 구비한다. 하우징은 투광부(100), 투광 소자 구동부(105), 수광부(110), 광확산부(120), 컨버터(140) 및 제어부(150)가 고정되도록 배치하는 케이스의 역할을 한다.
상기 투광부(100)는 레이저와 같은 점 크기(spot size)의 광학빔을 주사하는 광소자로 구성되며, 상기 투광부(100)는 레이저와 같은 점 크기(spot size)의 광학빔을 검사대상물의 절단면으로 주사한다.
상기 투광 소자 구동부(105)는 스텝 모터 또는 진동 모터 등으로 구성되어 투광부의 투광 소자와 연결된다. 상기 투광 소자 구동부는 제어부(150)로부터 제공되는 제어 신호에 따라 구동되어 투광부의 투광 소자를 스캐닝시키게 된다.
상기 수광부(110)는 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 다수 개의 수광소자들(111, 112, 113, 114, 115, 116)로 이루어지며, 투광부(100)와 인접된 위치에 배치된다. 상기 수광부(110)의 각 수광소자(111, 112, 113, 114, 115, 116)는 상기 투광부(100)로부터 조사되어 상기 검사대상물로부터 반사되는 빛을 감지하기 위한 것으로서, 포토 디텍터 등으로 구성될 수 있다. 상기 수광부(110)의 각 수광 소자(111, 112, 113, 114, 115, 116)는 상기 투광부(100)로부터 조사된 빛이 상기 검사대상물에 의해 반사되어 진행하는 방향에 위치시키는 것이 바람직하다.
상기 광확산부(120)는 빛을 투과하는 투과성 및 산란성을 갖는 확산 필름으로 구성될 수 있으며, 그 구조는 도 3을 참조하면 알 수 있듯이, 상기 수광 소자(111, 112, 113, 114, 115, 116)의 수광면의 정면에 배치된다. 상기 광확산부(120)는 검사대상물로부터 반사된 빛을 확산시켜 수광부(110)로 제공하게 된다.
컨버터(140)는 상기 수광부(110)로부터의 감지 신호를 디지털 신호로 변환시켜 제어부(150)로 제공하게 된다. 상기 컨버터(140)는 상기 수광부(110)와 함께 동작하도록 구조 및 위치가 정해지므로 그 구조는 도 2 내지 도 4에서 도시하지 않는다.
제어부(150)는 상기 컨버터(140)로부터 수신된 감지 신호를 이용하여 상기 검사대상물에 대한 결점 여부를 판단한다.
이하, 제어부(150)가 결점 여부를 판단하는 과정을 구체적으로 설명한다. 특히, 본 발명에 따른 결점 검지 장치는 유리 등과 같은 반사체인 검사대상물의 절단면을 검사하기 위한 것으로서, 절단면이 정확하게 절단되었는지 여부를 검사하고 제대로 절단되지 않은 위치를 검출하여 제공하는 것을 특징으로 한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치를 개략적으로 도시한 정면도이다. 도 2를 참조하면, 투광부(100)는 하나의 투광 소자(101)로 이루어지며, 상기 투광 소자(101)는 상기 제어부(150)의 제어 신호에 따라 스캐닝되어 상기 검사대상물의 절단면으로 광학빔을 순차적으로 주사한다. 이때, 제어부(150)는 투광 소자(101)가 광학빔을 주사하는 주사 시간과 초기 주사 시간(t0)의 투광 소자 초기 위치값을 저장한다.
다음, 상기 제어부는 상기 감지 신호와 제어부(150)의 메모리에 저장된 상기 투광 소자(101)의 주사 시간을 동기화시킨다.
상기 제어부가 검사대상물의 절단면의 결점을 검출하기 위하여 감지 신호의 유무를 기준으로 반사광의 유무를 판단하게 된다. 예컨대, 수광부(110)로 순차적으로 입력되는 감지 신호에 있어서, 특정 시간(t=t1)을 제외한 전 시간 대역에서는 감지 신호가 존재하고, 특정 시간(t=t1)에서는 감지 신호가 존재하지 않을 경우 (또는, 그 반대의 경우), 그 특정 시간(t)의 위치 영역에 검사대상물의 결점이 있음을 유추할 수 있다. 이때, 전술한 내용처럼 특정 시간(t1)에서만 감지 신호가 존재하지 않을 경우에는 검사대상물의 절단면의 결점이 안으로 파손된 경우이며, 특정 시간(t)에서만 감지 신호가 존재할 경우에는 검사대상물의 절단면의 결점이 바깥으로 돌출되어 남아 있는 경우이다.
상기 제어부가 검사대상물의 절단면의 결점을 검출하는 방법의 다른 실시형태는 임계값을 사전에 설정하고, 상기 임계값을 기준으로 하여 반사광의 유무를 판단하는 것이다. 예를 들어, 상기 임계값보다 감지 신호가 클 경우에는 반사광이 존재하는 것으로 판단하고, 반대로 임계값보다 작을 경우에는 반사광이 존재하지 않는 것으로 판단하는 것이다. 반사광의 유무에 따라 결점의 여부를 검출하는 방법은 전술한 내용과 중복되므로 생략한다.
전술한 과정을 통해 반사광의 유무에 따라 검사대상물의 절단면의 결점 유무를 판단한 다음, 상기 제어부(150)는 결점의 위치를 계산한다. 상기 제어부(150)는 상기 검출된 결점의 정확한 위치를 다음과 같은 방법으로 계산한다. 상기 제어부(150)의 제어 신호에 따라 투광 소자(101)는 사전에 설정된 스캐닝 속도(v=s/t)로 스캐닝된다. 상기 결점이 검출된 위치를 계산하기 위하여, 상기 검출된 결점에 대응되는 감지신호를 수신한 수신 시간(t1)과 상기 스캐닝 속도(v=s/(t1-t0))를 곱하여, 상기 투광 소자가 초기 시간(t0)부터 수신 시간(t1)동안 이동한 거리(d)를 알 수 있다. 단, 계산의 편의상, 투광 소자의 초기 위치에서의 시간(t0)은 0로 설정한다. 빛의 속도는 3×108 m/s로 굉장히 빠르므로, 상기 검사대상물로 주사하고 반사되어 나오는 빛의 경로에는 시간차가 거의 없으며, 이에 따라 투광 소자(101)에서 광학빔을 주사한 시간과 이를 수광부(110)에서 감지한 수신 시간은 같다고 가정하면, 위에서 계산한 이동 거리는 상기 검사대상물의 결점의 위치를 정확하게 나타낸다고 볼 수 있다. 이때, 투광소자가 상기 검사대상물 기준으로 초기 위치가 0이 아닌 S0라는 값을 갖는다면, 정확한 검사대상물 결점의 위치를 계산하기 위하여 상기 계산된 이동 거리에 초기 위치(s0)를 더하여 계산하여야 한다. 즉, 상기 검사대상물 결점의 정확한 위치를 나타내는 식은 s=s0+v/(t1-t0) 이다.
또한, 상기 투광 소자(101)의 스캐닝 방식은 시리얼 방식으로 이루어지므로, 상기 검사대상물의 결점의 고속 검출이 가능하다.
한편, 상기 제어부는 수광부(110)가 감지한 각각의 감지 신호들을 모두 합산하고, 그 합산한 신호들을 이용하여 상기 검사대상물의 절단면의 결점을 검지할 수 있다. 상기 감지 신호들을 합산하는 것은 감지 신호들 각각을 이용하는 것보다 간단한 논리 구조로 구성될 수 있으며, 광확산부(120)를 지나면서 세기가 약해진 감지 신호를 민감하게 수신할 수 있게 된다.
이상, 본 발명의 제1 실시예에 따른 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치에 대한 구조 및 구성 요소 중 하나인 제어부가 결점 여부를 판단하는 과정을 구체적으로 설명하였다.
이하, 전술한 구성을 갖는 본 발명의 제1 실시예에 따른 반사 특성을 갖는 검사대상물 검지 장치의 동작 방법을 구체적으로 설명한다.
전술한 구성을 갖는 본 발명의 제1 실시예에 따른 검사대상물 결점 검지 장치(10)는 검사 대상물이 진동하거나 변위가 발생하여 위치 및 방향이 변하더라도 반사광의 집적이 용이하게 된다. 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치를 예시적으로 도시한 사시도이다. 도 3을 참조하면, 상기 검사대상물 결점 검지 장치는 투광부(100)와 주변에 배치되어 빛을 감지하는 수광부(110)로 구비된다. 전술한 구성에서 광확산부(120)는 수광부 정면에 배치되며, 컨버터와 제어부 및 투광 소자 구동부는 내측 및 외측 중 어느 위치에도 설계될 수 있으므로 특별히 도시하지 않는다. 상기 투광부(100)에서 주사된 빛은 검사대상물에 반사되어 광확산부(120)를 투과하여 수광부(110)로 수광되는 방법은 상기 검사대상물 결점 검지 장치(10)의 전 영역에서 동일하게 적용되므로, 본 발명에 따른 검사대상물 결점 검지 장치(10)는 한 단면(AA')에서의 동작을 설명하여 전 영역에서의 동작을 대표하도록 한다.
도 5는 제1 실시예에 따른 반사 특성을 갖는 검사대사물 결점 검지 장치(10)에 있어서, 여러 환경에서 광학빔이 진행하는 경로를 표시한 단면도이다. 도 5를 참조하면, 상기 결점 검지 장치(10)의 투광부(100)는 반사 특성을 갖는 검사대상물인 유리 기판(a1)으로 특정한 입사각(θi)을 갖는 빛을 주사한다. 입사된 빛을 확산시키는 타검사대상물과는 달리 반사 특성을 갖는 검사대상물은 반사의 법칙에 따라 상기 검사대상물의 표면을 기준으로 특정한 입사각(θi)과 동일한 크기를 갖는 반사각(θr=θi)으로 빛을 반사한다. 상기의 반사된 빛은 광센서(10)의 광확산부(120)를 투과하여 산란된 형태를 지니게 되며, 기존의 점 크기(spot size)의 광학빔보다 넓은 영역으로 퍼져 수광부(110)에 조사된다.
한편, 진동이나 변위와 같은 환경 변화에 의해 검사 대상물(a2, a3)의 위치가 변하게 되는 경우, 상기 검사대상물로부터 반사되는 빛의 반사 방향이 변하게 된다. 이때, 반사빛의 진행 방향의 변화에 의해 수광부(110)의 감지 영역을 벗어나게 되는 경우 반사빛을 감지할 수 없었던 기존의 광센서와는 달리, 본 발명에 따른 결점 검지 장치(10)는 광확산부(120)에 의해 산란된 빛이 다수 개의 수광 소자(111, 112, 113, 114, 115, 116)로 조사된다. 따라서, 본 발명에 따른 검사대상물 결점 검지 장치(10)는 유리 기판의 흔들림 등과 같은 주변 환경의 변화가 발생하더라도 정확한 감지를 할 수 있게 된다.
제2 실시예
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치의 구조 및 동작을 구체적으로 설명한다. 제2 실시예에 따른 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치는 제1 실시예에 따른 검사대상물 결점 검지 장치와 유사한 구조를 가지며, 다만 광확산부와 수광부의 사이에 광집적소자를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 상기 광집적소자는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치의 단면도에서만 그 구조가 확인 가능하므로, 도6 내지 도 7을 참조하여 설명하도록 한다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치(60)는 투광부(600), 투광 소자 구동부(도시되지 않음), 수광부(610), 광확산부(620), 광집적소자(630), 컨버터(도시되지 않음), 제어부(도시되지 않음) 및 하우징(도시되지 않음)을 구비한다. 제2 실시예에 있어서, 광집적소자(630)를 제외한 나머지의 구성 요소는 제1 실시예의 그것들과 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.
제2 실시예의 상기 광집적소자(630)는 렌즈, 프리즘 및 프리즘 시트 중 어느 하나로 구성되며, 상기 광확산부(620)와 상기 수광부(610) 사이에 배치된다. 상기 광집적 소자(630)는 광확산부(620)에서 산란된 빛을 굴절시켜 수광소자(611, 612, 613, 614, 615, 616)가 있는 방향으로 집광시키는 역할을 한다.
전술한 구성을 갖는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치(60)는 검사대상물로부터 반사된 빛이 아닌 다른 외부의 빛과 같은 노이즈가 발생하더라도 정확한 검출을 할 수 있게 된다. 도 7은 제2 실시예에 따른 반사특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치(60)에 있어서, 여러 환경에서 광학빔이 진행하는 경로를 표시한 단면도이다. 제2 실시예에 있어서, 광집적 소자에서의 광학빔의 진행 경로를 제외하면 제1 실시예의 그것들과 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.
도 7을 참조하면, 광확산부(620)로부터 산란된 빛은 광집적 소자(630)를 투과하면서 굴절되어 수광 소자가 있는 방향으로 집광하게 된다. 일반적으로 산란된 빛은 넓은 영역으로 확산되는 대신, 단위면적당 빛의 세기가 작아지는 특성을 갖는다. 제1 실시예와 같이 광확산부(120)에 의해 산란된 빛을 수광부(110)에 직접 주사하는 경우 넓은 영역의 수광부(110)에서 빛을 감지할 수 있다는 장점이 있으나, 단위 면적 당 빛의 세기가 약해지므로 검사대상물(a1, a2, a3)에서 반사된 빛이 아닌 다른 외부의 빛과 같은 노이즈가 발생하였을 경우, 정확한 검출이 어려운 단점이 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치(60)는 산란된 빛을 집광시켜 감지 신호를 증폭시키게 되고, 외부 노이즈가 발생하는 경우에도 정확한 검지를 할 수 있게 된다.
이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 따른 반사체용 반사형 광센서는 반사체의 특성을 갖는 검사대상물의 결점을 감지해야 되는 분야에 널리 사용될 수 있다. 유리와 갖은 반사체의 특성을 갖는 검사대상물은 충격이 가해졌을 때 깨어지는 성질, 즉 취성을 가지고 있어 절단하거나 가공하는 공정 중에 파손되는 경우가 있다. 파손된 검사대상물을 추출하지 못하고 전 공정을 진행할 경우 상기 검사대상물을 기초로 하는 생산물을 제조하는 분야에서는 원가 손실뿐만 아니라 상기 검사대상물의 파손 파편으로 인해 제조공정장비의 오염도 초래할 수 있다. 따라서, 반사체의 특성을 갖는 검사대상물의 파손 여부를 정확하게 검사해야하므로, 본 발명의 반사체용 반사형 광센서가 이용될 수 있다.
10, 60 : 검사대상물 결점 검지 장치
100, 600 : 투광부
101, 601 : 투광 소자
105 : 투광 소자 구동부
110, 610 : 수광부
111~116, 611~616 : 수광 소자
120, 620 : 광확산부
130, 630 : 광집적소자
140 : 컨버터
150 : 제어부

Claims (9)

  1. 반사 특성을 갖는 검사대상물의 결점을 검출하는 장치에 있어서,
    단일의 투광 소자로 구성되며, 상기 검사대상물로 광학빔을 주사하는 투광부;
    상기 투광 소자를 스캐닝되도록 구동하는 투광 소자 구동부;
    다수 개의 수광 소자로 이루어지며, 상기 투광부로부터 주사된 광학빔이 검사대상물에 의해 반사되어 진행되는 위치에 배치되는 수광부;
    상기 수광부의 수광면으로부터 일정 거리 이격되어 배치되고, 외부로부터 입사된 빛을 투과 및 산란시켜 수광부로 제공하는 광확산부;
    상기 다수 개의 수광 소자로부터 입력된 신호를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 컨버터; 및
    투광 소자를 스캐닝시키기 위한 제어 신호를 투광 소자 구동부로 제공하며, 상기 컨버터로부터 수신된 감지 신호를 이용하여 상기 검사대상물에 대한 결점 여부를 판단하는 제어부;
    를 구비하며, 상기 제어부는 투광 소자 구동부를 통해 투광 소자를 스캐닝시켜 광학빔을 순차적으로 주사시킴과 동시에, 컨버터를 통해 수광부로부터 감지 신호들을 순차적으로 입력받고, 입력된 감지 신호들을 이용하여 검사 대상물의 결점을 검출하는 것을 특징으로 하는 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 투광부의 주사 시간과 수광부로부터 감지 신호가 입력된 수신 시간을 동기화시키고,
    투광부를 스캐닝시킴에 따라 수광부로부터 순차적으로 입력된 감지 신호들을 이용하여 상기 검사대상물로부터 반사된 반사광의 유무를 판단하며,
    상기 반사광의 유무에 따라 검사대상물의 결점 유무를 판단하고,
    상기 반사광의 유무가 검출된 수신 시간을 이용하여 상기 검사대상물 결점의 위치를 계산하는 것을 특징으로 하는 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 수광부로부터 상기 제어부로 입력되는 감지 신호는 동일 시간에 상기 수광부를 구성하는 다수 개의 수광 소자들로부터 수신된 감지 신호들을 모두 합산한 신호인 것을 특징으로 하는 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 제어부는 감지 신호의 유무를 기준으로 반사광의 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 제어부는 사전에 설정된 임계값을 기준으로 반사광의 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치.
  6. 제 2항에 있어서, 상기 제어부는 상기 투광 소자의 스캐닝 속도와 반사광의 유무가 검출된 수신 시간(t) 및 투광 소자의 초기 위치값(s0)을 이용하여, 상기 검사대상물의 결점의 위치를 계산하는 것을 특징으로 하는 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 장치.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결점 검지 장치는 광확산부와 수광부 사이에 배치된 광집적 소자를 더 구비하고, 상기 광집적 소자는 상기 광확산부를 투과하여 산란된 빛을 수광부가 있는 방향으로 집광시켜주는 것을 특징으로 하는 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 광집적 소자는 렌즈, 프리즘 및 프리즘 시트 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 검사대상물 결점 검지 장치는 검사대상물의 절단면에 대한 결점을 검지하는 것을 특징으로 하는 반사 특성을 갖는 검사대상물 결점 검지 장치.
KR20100042315A 2010-05-06 2010-05-06 반사 특성을 갖는 검사대상물의 결점 검지 장치 KR101185075B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20100042315A KR101185075B1 (ko) 2010-05-06 2010-05-06 반사 특성을 갖는 검사대상물의 결점 검지 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20100042315A KR101185075B1 (ko) 2010-05-06 2010-05-06 반사 특성을 갖는 검사대상물의 결점 검지 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110122944A KR20110122944A (ko) 2011-11-14
KR101185075B1 true KR101185075B1 (ko) 2012-09-21

Family

ID=45393248

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20100042315A KR101185075B1 (ko) 2010-05-06 2010-05-06 반사 특성을 갖는 검사대상물의 결점 검지 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101185075B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5752805A (en) 1980-09-13 1982-03-29 Matsushita Electric Works Ltd Controlling device for position and attitude
JP2000353048A (ja) 1999-06-10 2000-12-19 Newcom:Kk 物体検出用光学ユニット及びそれを用いた位置座標入力装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5752805A (en) 1980-09-13 1982-03-29 Matsushita Electric Works Ltd Controlling device for position and attitude
JP2000353048A (ja) 1999-06-10 2000-12-19 Newcom:Kk 物体検出用光学ユニット及びそれを用いた位置座標入力装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110122944A (ko) 2011-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101326455B1 (ko) 투명 기판에서의 결함을 특성화하기 위한 장치 및 방법
US5125741A (en) Method and apparatus for inspecting surface conditions
US20110310244A1 (en) System and method for detecting a defect of a substrate
KR20120018319A (ko) 투명한 기재의 결함을 검출하기 위한 방법 및 시스템
US8396281B2 (en) Apparatus and method for inspecting substrate internal defects
JP2007171149A (ja) 表面欠陥検査装置
JP2002062267A (ja) 欠点検査装置
KR20160004099A (ko) 결함 검사 장치
KR20180116154A (ko) 커버 글라스 검사 장치
JP2009139275A (ja) 欠陥検査方法、欠陥検査装置及びそれに用いるライン状光源装置
JP2015068670A (ja) シート状物の欠点検査装置およびシート状物の欠点検査方法
CN111879782A (zh) 检测装置及检测方法
JP2008008689A (ja) 表面検査装置および表面検査方法
JP2015078865A (ja) 異物検査装置
KR101185075B1 (ko) 반사 특성을 갖는 검사대상물의 결점 검지 장치
JP2013205332A (ja) 欠点検査装置および欠点検査方法
KR101185076B1 (ko) 반사체용 반사형 광센서
JP6671938B2 (ja) 表面形状測定装置、欠陥判定装置、および表面形状の測定方法
JP2009025269A (ja) 光透過性シートの欠点検査装置および欠点検査方法
CN212567282U (zh) 一种检测装置及检测设备
JP2895773B2 (ja) 透明物品の検査装置
JP2009210476A (ja) クラック検査装置およびクラック検査方法
KR200250993Y1 (ko) 투과형물체내부의불균일검사장치
JP4117789B2 (ja) 表面検査用面光源装置
CN112697039A (zh) 一种检测装置及检测设备

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150710

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160729

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180725

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190731

Year of fee payment: 8