KR101582694B1 - 물체를 검사하는 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 물체를 특히 그 표면의 형태학적 관점에서 검사하기 위한 방법 및 장치(01, 17)에 관한 것이다. 상기 장치(01, 17)는 특히 검사되는 물체의 표면 부분위에 손에 의해 배치될 수 있는 이송가능한 하우징(02) 및 그 광빔축이 검사되는 표면 부분에 대해 기울어진 경사각으로 연장되는 적어도 세 개의 광원(06)을 포함한다. 상기 광원들(07)은 하우징의 내측에 배치되며, 또한 상기 하우징(02)내의 조명 개구(08)를 통해서 검사되는 상기 표면 부분을 조명할 수 있다. 상기 장치(01, 17)는 검사되는 표면에서 반사된 광을 감지하는 적어도 하나의 광센서(09) 및 상기 광원들(06)과 상기 광센서(09)에 연결되는 제어 및 평가유닛을 포함한다. 상기 광원들(06)은 그 광빔축(07)이 다른 평행하지 않은 참조 평면상에서 연장되어있다.
광 표면 검사, 물체 검사, 표면 검사, 물체 검사 장치, 물체 검사 방법

Description

물체를 검사하는 방법 및 장치{Method and Apparatus for the Examination of an Object}
본 발명은 물체를 검사하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 청구항 1에 기술된 바와 같이 표면의 형태학적 관점에서 물체를 검사하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은 방법의 개시 후에 상기 방법을 구현하는 것에 관한 것이다.
이미 광학적 보조수단을 이용해서 물체의 표면의 높이를 검사하는 공지된 방법과 장치들이 있다. 이 표면은 각이진 광(angled light)을 이용해서 정량화될 수 있으며, 이 각이진 광은 낮은 각으로 상기 표면을 조사한다. 이러한 수단에 의해서, 먼지 입자, 비평탄함, 거칠기, 기계가공 궤적 등의 위치가 측정되며 또한 정량화될 수 있다. 이것은 바람직한 형상에 대비되는 비정상적인 특성들이 3차원 높이를 포함하는 조명된 그늘진 가장자리와 관련된 강한 음영영역을 발생시킨다는 사실에 기초하고 있다. 이 절차는 DE 197 16 264 A1에 도시된 바와 같이 광선 또는 경사광(oblique light) 절차로서 충분히 지칭된다. 이에 대응하는 효과는 음영 또는 그림자 플라스틱으로 지칭된다. 전체적으로 상기 광의 입사각, 검사대상인 표면 부분의 방향과 위치, 특히 그 높이와 피치, 및 반사광의 출사각 사이에 기능적 관계 가 존재한다. 상기 반사광은 예를 들어 선형 또는 매트릭스 CCD 센서와 같은 광센서에 의해 포획되어 측정되며, 또한 이것으로부터 디지털 이미지 복원이 수행된다. 이 방법은 먼지 입자들이나 스크래치들과 같은 규칙적이고, 선형적이며 또한 자주 반복 발생되는 표면 편이들을 검출하는 데에 가장 적합하다.
DE 35 40 288 C2는 인쇄회로기판 상에서 솔더링 접합부의 제어를 가능하게 해주는 광학 제어 장치를 기술하고 있다. 이러한 솔더링 접합부는 광으로 조사되며, 또한 상기 접합부에 수직한 반사광이 포획된다.
DE 41 23 916 C2는 조사 동역학과 검사중인 물체의 표면 특성들과 결함들의 분류를 실현하기 위한 방법과 장치들을 기술한다.
DE 197 16 228 C2는 특정 스크래치를 판단할 수 있는 표면 분석 방법 및 장치를 기술하고 있다. 이 검사된 표면은 특정 광원으로 조사된다.
DE 197 16 543 A1은 흡수재료가 광원 위에 장착된 표면 분석 방법 및 장치를 기술하고 있다.
DE 197 16 493 A1은 두 광원이 대응하는 광 감지 장치와 연관되는 두 광원을 구비한 표면 분석 방법과 장치를 기술하고 있다.
상기 공지된 방법과 장치들은 특별한 표시들이 하나의 양호한 방향에서만 감지되는 불리한 점을 지적하고 있다. 예를 들어, 시트나 종이 제조에서, 제조된 표면이 양호한 방향에 의해 특징지워지는 것을 볼 수 있다. 이 양호한 방향은 공지된 방법과 장치를 통해서 단지 애매하게 결정될 수 있다. 더욱이, 그러한 장치의 보정은 매우 비용이 많이 들며 또한 부정확한 측정 결과를 가져온다. 결과적으로, 본 발명의 현안 과제는 양호한 방향에 독립적으로 특정 표면의 구조를 파악할 수 있도록 해주는 소위 새로운 방법을 위해 장치를 준비하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 상기 방법을 단순화하며 또한 상기 장치와 관련해서 정확한 수정을 할 수 있는 수단을 제시하는 것이다.
이 과제는 특허 부여 후에 청구항 1에 기초한 장치에 의해 달성될 것이다. 본 발명의 성공적인 구현은 주 청구항의 주제들이다.
WO 02/090952 A2에 기술된 바와 같이, 물체, 특히 표면 일부를 비접촉식으로 검사하는 공지된 장치를 이용한 검사는 표면 일부의 부적절한 포획이 광원의 양호한 방향을 고려해야 한다는 요건에 의해 발생되고, 이것은 광원이 정확하게 조절되어야 한다는 것을 의미하며, 이 경우에 광축과 입사각이 동일한 광 평면에 놓여지도록 조절되어야 한다. 결과의 정확도는 검사대상인 물질의 표면의 양호한 방향에 대한 광 평면의 상대위치에 의존하다. 청구항 1에 정의되어 있는 바와 같이, 세 개의 광원이 정확하게 배열되는 것이 필요하고, 이 경우에 세 광원의 광빔축은 가변적이며 또한 평행하지 않다. 이렇게 함으로써, 양호한 방향에서의 표면 형태가 장치의 특정 방향과 독립적이게 되며, 이 장치는 이제 측정 결과가 상기 장치와 양호한 방향의 상대위치에 더 이상 종속적이 되지않도록 다른 방향으로부터 조사된다.
광원의 광빔축의 입사각은 검사되는 표면 부분에 대해서 70°및 10°의 범위에서 바람직하게 정렬되어야 한다.
광학빔축이 향해야하는 광축은 검사되는 표면 부분에 수직하게 정렬되어야 한다.
모든 광원들이 동일한 표면 부분을 최적하게 조사하는 상태에서, 광축은 교차패턴으로 서로 교차하여야 한다. 이러한 교차패턴을 이용해서, 형성된 중간 부분이 검사될 실제 표면 부분을 정의하게 될 것이다. 이것은 모든 광원으로부터 조사된 광이 직접 표면 부분에 집중되도록 모든 광원들의 빔축들이 검사될 표면 부분 상의 한점에서 교차될 경우에 특히 바람직하다.
세 개의 광원으로부터의 세 개의 광축이 서로에 대해 어떻게 정렬되는가 하는 것은 비교적 임의적인 것이다. 검사되는 표면 부분을 일관되게 조사하도록 보장하기 위해서, 상기 광축들이 등거리 내각들을 이룬 상태에서 서로에 대해 정렬되는 것이 바람직하다. 다시 말해서, 세 개의 대응하는 관련 광축으로 세 개의 광원들을 배치한 상태에서 120°의 각은 이 세 개의 광축을 분리시켜야 한다. 특히, 만일 이 표면을 조사하는 광원이 평행 광선으로 구성되어 있다면, 표면 높이의 정확한 측정이 상기 표면으로부터의 반사광에서 기인하는 색깔 및/또는 그레이 값 정보에 기초할 수 있다.
예를 들어 레이저와 같은 실질적 평행광의 광원은 상대적으로 비싸다. 대응하는 제조비용을 효과적으로 줄이기 위해서는, 예를 들어 발광 다이오드와 같은 광원과 검사될 표면 부분 사이에 광학 소자가 배열되어 광선들을 평행하게 만드는 것이 중요하다. 그러한 광학 소자는 예를 들어 렌즈가 되거나, 보다 바람직하게는 프레즈넬(Fresnel) 렌즈가 되거나, 또는 무엇보다도 당면한 과제를 수행하기 위한 복수의 렌즈로 구성된 렌즈 시스템이 될 수 있다.
상기 표면에서 반사된 광을 포획하기 위한 광센서는 그 광축이 상기 표면 부분에 대해 수직하게 배치되는 것이 바람직하다.
광센서의 광축과 광축의 교차가 동축상에서 발생한다면 이것이 바람직하다.
광원의 광색을 선택하는 것은 특정 응용에 의존한다. 예를 들어, 모든 광원들은 백색광을 방출할 수 있다. 그러나, 광원들이 다른 광색을 방출하며 그것에 의해 다른 광색들에 대한 광센서들이 서로 분리된 각 색 광선들을 동시에 감지할 수 있다면 바람직한 설계가 될 수 있다. 결과적으로, 검사되는 표면 부분이 세 개의 광색 및 상기 광센서를 통해 포획된 반사광을 사용해서 동시에 조사될 수 있다.
모든 광빔에게는 광색이 할당되기 때문에, 평가를 통해서 광 측정 값들이 고려되며 또한 차별화될 수 있다.
또한 상기 표면 부분을 시각적으로 포획할 수 있도록 하기 위해서, 장치가 검사되는 표면 부분의 전체적 조사를 실현하기 위해 하나 이상의 광원들을 포함하는 것이 매우 바람직하다. 시각적 인상을 포획하기 위해서, 동일한 광센서가 지형적 인상을 포획하는 것으로 사용된다. 결과적으로, 상기 부분의 지형이 상기 검사 장치의 재정렬없이 시각적 인상과 같은 방식으로 검사되는 것이 가능하게 된다. 이러한 전체적 조명을 통해서, 동일한 표면 부분이 각이진 광원에 의해 조명되는 경우에 수집된 측정 데이터와 상기 지형적 인상의 측정 데이터가 이러한 방식으로 서로 관련되며, 또한 그 이상의 결론이 도출될 수 있다. 지형학적으로 검사되는 표면 부분과 상기 시각적 인상의 부분은 동일한 영역, 동일한 측정 스케일 및 동일한 해상도를 가짐으로써 서로 일치하기 때문에, 두 개의 측정 공정들은 사용되는 표면 조명의 종류를 통해서 서로 달라진다.
광원의 조명 특성들은 임의적이다. 특히, 동일한 조명이 전체 광원 및 다른 광원들로서 활용될 때 단순한 구성들이 적절하게 배치될 수 있다. 그러나, 이러한 광원 및 전체 광원은 세로 일렬로 제어되어야 하며, 그 결과 신호들은 서로 결합되지 않는다. 상기 전체 광원이 특히 다른 색을 가짐으로써 상기 다른 세 개의 각 광원들과 다른 조명 특성을 보일 때, 다른 광원들이 다른 조명 특성들 때문에 다르게 평가될 수 있기 때문에 상기 전체 광원을 상기 다른 광원들과 동시에 기동하는 것이 가능하게 된다.
하우징이 휴대기기의 형태를 가질 때, 유순한 장치의 특히 단순한 취급이 가능해진다. 이러한 휴대기기는 검사면 상에 사용자에 의해 손으로 옮겨져 위치될 수 있다.
광개구를 제외하고는, 상기 휴대기기는 방해광의 침투를 방지하기 위해서 큰 정도로 광의 침투를 막아주어야 한다.
상기 휴대기기를 검사면 부분 상의 특정 위치에 손쉽게 위치시킬 수 있도록 하기 위해서, 정의된 특정 평형한 지지면이 상기 기기 상에 포함되는 것이 매우 바람직하다. 이러한 지지면을 이용해서, 상기 휴대기기는 검사된 부분의 특정 위치에 적용되어 정확하게 위치될 수 있다. 더욱 중요하게는, 상기 정의된 조명각과 거리는 일정하게 유지될 수 있다.
이러한 특정한 설계 배치에서, 상기 휴대기기는 상기 지지면을 정렬하는 하우징 홈을 포함해야 한다. 이 홈을 이용해서 사용자는 정밀한 배치 공정을 단순화시킬 때 측면으로부터 상기 지지면을 검사할 수 있다.
더욱이, 상기 휴대기기는 최소의 것을 보여주는 것이 바람직하지만, 사용자에게 상기 휴대기기를 안내하도록 하는 세 개의 평평한 파지면들을 보여주는 것이 더욱더 바람직하다. 아울러, 상기 파지면은 특정한 상대각도로 상기 휴대기기를 배치하는 것에 도움이 될 수 있다.
이 하우징은 또한 선택적으로 예를 들어 기계적 제한기와 같은 배치 보조기구를 제공할 수 있으며, 이것은 장치가 다른 시간에 배치되도록 해주며 또한 검사 물체의 동일한 위치에 대해서 높은 반복 정밀도를 허용한다.
이 휴대장치의 동작을 더욱 증진시키기 위해서, 상기 장치는 제어와 데이터 처리의 일부가 구현될 수 있는 산업용 PC와 같은 두 번째 사용자 장치와 연계되어 사용될 수 있으며, 이것은 이 동작이 상기 휴대장치에 의해서 수행되어야 하는 것이 아니라는 것을 의미한다. 더욱이, 이 두 번째 사용자 장치는 전력 공급을 제공한다.
상기 휴대장치와 상기 두 번째 사용자 장치 사이에 무선 데이터 연결이 존재할 때 상기 장치의 동작이 더욱 향상된다. 이 방법을 사용하면, 상기 휴대장치와 사용자 장치 사이의 연결 케이블이 불필요하게 될 수 있다.
이러한 휴대장치는 또한 배터리와 같은 무선 에너지 공급을 제공할 수 있으며, 이것은 보기 흉한 전력 케이블을 사용하지 않고서도 전력 공급을 가능하게 해준다.
오동작과 오용을 방지하기 위해서, 상기 휴대장치는 소위 동글(dongle)과 같은 하드웨어 구성요소와 결합될 수 있다. 이 구성요소는 그때 상기 사용자 장치에 실현된 제어 및 처리유닛에 인가를 요청할 수 있다. 인가된 동글(dongle)로부터의 명확한 확인 후에만 상기 두 번째 사용자 기기는 제어를 할 수 있다.
상기 휴대장치는 추가적으로 하나 이상의 디스플레이 및/또는 예를 들어 스위치같은 다른 사용자 구성요소를 포함할 수 있다.
응용 분야를 확대하기 위해서, 상기 장치는 하나의 소위 백라이트를 할당받을 수 있으며, 이 백라이트는 검사면 부분을 비춘다. 결과적으로, 지형적 및/또는 시각적 검사물이 예를 들어 종이 샘플의 대리석 무늬를 포획하는 것에서와 같이 검사장치를 조절하지 않고서도 그러한 광에서 검사되는 것이 가능하다.
그러한 백라이트를 사용해서, 동일한 표면 부분이 각이진 광원에 의해 조명되는 포획된 측정 데이터와 지형 검사의 데이터는 어느 정도 서로 관련되며, 또한 추가적인 결론이 도출될 수 있다. 지형적 검사의 표면 부분과 백라이트로 조명된 부분이 서로 일치하기 때문에, 그것들은 동일한 치수, 동일한 스케일 및 동일한 센서의 해상도로 포획될 수 있다. 두 측정은 단지 사용된 광원의 특성만이 다르다.
본 발명의 방법론은 검사된 표면 부분의 정확한 측정을 위해 정확한 조명원이 필요하다는 기본적인 생각에 기초하고 있다. 더욱이, 조명의 정확도에 관한 요건은 그러한 광원을 구현하기 위해서 큰 하드웨어 비용을 유발시킨다. 만일 조사대상 물질이 양호한 방향 요건을 제시한다면 검사면 부분의 정확한 조명이 매우 중요하다. 본 발명은 조명의 편이된 불균등이 여전히 수용가능한 상태에서 하드웨어의 비용을 낮추는 것을 목적으로 하며, 또한 이러한 불균등은 공지된 교란으로서 수집되는 한편 수정된 값이 여기에서 고려될 수 있다.
이러한 교정이 다음의 단계를 통해서 수행된다:
a) 한정된, 일정한 그리고 공지된 표면 속성을 가진 교정 공작물을 도입함.
b) 교정 공작물의 표면 부분을 필요한 조명으로 조명함.
c) 교정 공작물의 표면 부분으로부터의 반사광을 광센서로 포획함.
d) 교정 공작물의 공지된 표면 속성에 따른 실제 반사값과 이론값 사이의 차이값을 구함.
e) 상기 차이값을 수정값으로 기록함. 이때, 상기 수정값은 이어지는 검사에 사용된다. 이해될 수 있는 바와 같이, 이 방법에 따르면, 다소의 차이값이 수정될 수 있다.
사용될 교정 공작물이 어느 것인가 하는 것은 임의적이지만, 밝은 세리믹체가 이 목적에 매우 적합하다는 것이 증명되었다.
상기 교정의 정확도를 향상시키기 위해서, 검사될 표면 부분은 서브 부분으로 나누어질 수 있다. 이 차이값 공정을 통해서, 별개의 수정값이 각 서브 부분에 대해 결정될 수 있다.
통상 큰 양으로 존재하는 이러한 수정값은 예를 들어 역강도 수정 매트릭스(inverse intensity correction matrix)와 같은 수정 매트릭스에 저장될 수 있다.
이러한 교정은 두 번째의 일련의 단계에서 효과적으로 강화될 수 있다:
a) 예를 들어 공지된 형상을 가진 굴곡 구조로 이루어진 것과 같은 특정의 공지된 높이 구조를 가진 교정 공작물이 도입된다.
b) 광센서가 상기 높이 구조로부터 반사된 광을 수집한다.
측정된 실제 반사값과 교정 공작물의 공지된 높이 구조로부터 교정 인자가 도출될 수 있다.
c) 기록된 연속 검사를 위한 교정 인자
상기 교정 인자를 결정할 때, 가능하다면 상기 교정 공작물의 높이 구조는 다시 상기 물질의 양호한 방향 특성에 따른 왜곡을 회피하기 위해서 하나 이상의 광원에 의해, 이상적으로는 세 개의 광 방향으로부터 조명되어야 한다.
본 발명의 두 가지 설계 배치는 개략적으로 도시되며, 또한 이것들은 아래에 설명된다.
도 1은 종방향으로 도시된 장치의 첫 번째 설계 배치이고,
도 2는 도 1의 장치의 단면도이며,
도 3은 종방향으로 도시된 장치의 두 번째 설계 배치이고,
도 4는 추가적인 백라이트를 구비한 장치를 도시한다.
참조 부호
01 장치
02 하우징
03 하우징의 주 구조
04 하우징 커버
05 연결 케이블
06 광원
07 광빔축
08 광개구
09 광센서
10 광원(전체 조명)
11 광축(광센서)
12 발광 다이오드
13 렌즈
14 렌즈
15 전자회로기판
16 동글
17 장치
18 지지면
19 하우징 제한기
20 파지면
21 백라이트
22 투명 플랫폼
23 테이블 플랫폼
24 종이 샘플
도 1은 종방향에서 물체의 표면을 비접촉식으로 검사할 수 있도록 해주는 장치(01)를 도시한다. 이 장치(01)는 기본 구조(03)와 하우징 커버(04)를 구비한 이송가능한 하우징(02)을 포함한다. 이 커버(04)의 상측에는 디스플레이와 다른 사용자 구성요소들이 배치될 수 있다.
휴대장치의 부분으로서 하우징(02)은 연결 케이블(05)을 통해서 산업용 PC와의 통합이 허가된다. 이 연결을 통해 데이터가 교환되고, 상기 장치(01)를 위한 전원이 인가된다. 하우징(02)과 산업용 PC 사이의 데이터 연결은 무선 데이터 연결을 통해 구현된다. 이 경우, 상기 장치(01)는 그 자신의 독립적인 전원, 예를 들어 배터리를 포함한다.
상기 하우징(02)의 광 불투과 주 구조(03)에 있어서, 세 개의 광원들이 포함되어 있으며, 평평한 지지면(18)의 부가된 특징을 이용해서 광빔축을 정의된 입사각으로 상기 표면 부분과 정렬한다. 광 개구가 검사되는 표면 부분과 접촉하도록 토대에 설치된다. 상기 광센서(09)는 상기 검사 표면 부분으로부터 반사광을 포획한다. 상기 광센서는 예를 들어 매트릭스-CCD 칩의 형태를 가질 수 있다.
상기 광센서로부터 얻어진 포획 측정값의 평가를 통해서 상기 표면 구조가 평가된다. 상기 휴대기기(01)는 사용자에 의한 지지 표면의 배치를 단순화하기 위해서 이 지지표면에 인접한 제한기(19)를 포함한다.
도 2에서 명백한 바와 같이, 상기 장치(1)는 세 개의 광원(06)을 포함한다. 추가적으로, 장치(01)는 또한 세 개의 광원(10)을 포함하며, 이 광원(10)은 전체 광원을 형성하며 또한 함께 전체 조명을 구현한다. 상기 세 개의 광원(06)의 광빔축(07)은 상기 검사 표면 부분에 대해 70°의 입사각 α로 위치된다. 아울러, 광원(06)의 세 개의 광빔축(07)은 상기 표면 부분에 수직한 참조 평면 내에 위치될 수 있다. 이 세 개의 참조 평면은 상기 하우징(02) 내에서 서로간에 120°의 각 β를 갖는다. 결과적으로, 이러한 참조 평면들은 교차선을 형성하며, 이 교차선은 광센서의 광축(11)과 동축으로 연장된다. 측정 과정에서 상기 검사 부분을 평행광으로 조명할 수 있도록 하기 위해서, 상기 광원(06)은 발광 다이오드(12)를 이용해서 구현되며, 여기에서 이 발광 다이오드에서 방출된 광은 상기 표면 부분의 방향에서 렌즈(13 및 14)로 이루어진 렌즈 시스템을 통해서 전달된다. 상기 렌즈를 통해서 광이 전달되는 동안에, 상기 다이오드에서 방사된 광은 평행하게 된다.
상기 광원(06과 10)과 광센서(09)에 대한 효과적인 제어를 구현하기 위해서 전자회로기판이 사용된다. 이 회로기판은 동글(16)로 이루어져 있으며, 이 동글(16)은 상기 연결 케이블(05)을 통해서 상기 휴대장치와 상기 산업용 PC 사이의 연결에 대한 허가를 요청할 수 있다.
바람직한 방향으로 상기 휴대장치(02)를 간단하게 위치하도록 하기 위해서, 상기 휴대장치의 둘레에 파지면(20)이 제공되며, 이 파지면(20)은 사용자의 손가락으로 파지될 수 있다.
도 3에, 장치(17)의 두 번째 개념이 도시되어 있다. 이 장치(17)는 입사각 α의 값만이 상기 장치(01)와 다르며, 이 값은 장치(17)에 대해 30°의 값을 가진다.
상기 장치(17)의 나머지 구성요소들은 본질적으로 동일하다.
도 4에서, 상기 장치(17)가 추가적인 백라이트(21)을 구비한 상태로 도시되어 있으며, 이 백라이트(21)는 조명된 테이블의 형태를 가지고 있다. 투명한 플래폼(22)하에서, 더 많은 광원들이 테이블 플래폼(23) 위에 배열된다. 종이 샘플(24)과 같은 검사될 물체가 상기 광원(21)과 상기 장치(17) 사이에 배치되어, 국부적인 검사와 시각적 인상에 대해 동시에 백라이트 검사가 착수되도록 해준다.

Claims (35)

  1. 물체의 표면 높이와 관련하여 물체를 검사하는 장치(01, 17)에 있어서,
    a. 검사될 표면 부분 위로 손으로 이동시킬 수 있도록 허용하는 이송가능한 하우징(02),
    b. 광빔축들이 검사 표면 부분에 대해 일정한 각도를 갖도록 정렬된 세 개의 광원들(06),
    c. 상기 광원들(06)은 상기 하우징 내부에 배열되며, 상기 하우징(02) 내부에 있는 광개구(08)는 상기 표면 부분이 조사되도록 해주며,
    d. 상기 표면 부분에서 반사된 광을 포획하는 최소한 하나의 광센서(09), 및
    e. 광원의 배열을 특징지어서 광빔축들을 서로 다르게 하고, 참조 평면들이 서로 평행하게 연장되지 않도록 상기 광원(06)과 광센서(09)를 연결하는 제어 및 평가 유닛을 포함하고,
    상기 참조 평면들이 서로 교차하여 교차선을 형성하고, 상기 참조 평면들이 서로에 대해 동일한 각으로 정렬되며, 세 개의 상기 참조 평면들이 서로 120°의 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는 물체를 검사하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광원의 상기 광빔축(07)은 상기 검사 표면 부분에 대해서 70° 내지 10°의 범위에 있는 각 α로 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 물체를 검사하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 참조 평면들은 검사되는 상기 표면 부분에 대해 수직으로 배열되는 것을 특징으로 하는 물체를 검사하는 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 광원들(06)의 상기 광빔축(07)이 검사되는 표면 부분 상에 있는 교차점에서 교차하는 것을 특징으로 하는 물체를 검사하는 장치.
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  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 광소자(13, 14)는 상기 광원(06)의 발광체(12)와 상기 검사 표면 부분 사이에 배치되어 방사된 광이 평행하게 되도록 하는 것을 특징으로 하는 물체를 검사하는 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 광소자는 렌즈 또는 렌즈 시스템(13, 14)의 형태를 가져야 하는 것을 특징으로 하는 물체를 검사하는 장치.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 광원(06)의 발광체(12)가 발광 다이오드(12)의 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 물체를 검사하는 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광센서(09)의 광축이 상기 검사 표면에 수직으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 물체를 검사하는 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광센서(09)의 광축과 참조 평면들의 교차선이 동축상에 있는 것을 특징으로 하는 물체를 검사하는 장치.
  13. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원으로부터 조사되는 광이 다른 색으로 방사되는 것을 특징으로 하는 물체를 검사하는 장치.
  14. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원으로부터 방사된 광이 상기 광센서가 다른 광색을 효과적으로 감지할 수 있도록 하기 위해서 백색광 및/또는 적외선 광 및/또는 자외선 광으로 조사되는 것을 특징으로 하는 물체를 검사하는 장치.
  15. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치(01, 17)가 상기 검사 표면 부분의 시각적 인상을 포획하도록 전체 조명을 구현하는 입사각을 가진 전체 광원(10)을 구비하는 것을 특징으로 하는 물체를 검사하는 장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 전체 광원(10)은 각지게 배열된 광원(06)과 다른 조명 특성을 나타내는 것을 특징으로 하는 물체를 검사하는 장치.
  17. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징(02)이 휴대장치를 형성하는 것을 특징으로 하는 물체를 검사하는 장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 휴대장치(02)가 상기 광개구(08) 외에서는 광을 침투시키지 않는 것을 특징으로 하는 물체를 검사하는 장치.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 휴대장치(02)는 지지면(18)을 구비하므로, 상기 휴대장치(02)를 상기 검사 표면 부분의 위치로 이동시키는 것을 용이하게 하는 것을 특징으로 하는 물체를 검사하는 장치.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 휴대장치(02)가 상기 지지면(18)에 대해 정렬된 제한기(19)를 포함하는 것을 특징으로 하는 물체를 검사하는 장치.
  21. 제 17 항에 있어서, 상기 휴대장치(02)가 최소한 하나의 파지면을 포함하고 있어서 상기 휴대장치가 사용자에 의해 용이하게 이동되도록 하는 것을 특징으로 하는 물체를 검사하는 장치.
  22. 제 17 항에 있어서, 상기 휴대장치는 두 번째 사용자 장치와 연계되어 사용되며, 상기 휴대장치의 제어와 평가 공정 및/또는 전력 공급의 일부는 상기 두 번째 사용자 장치에 의해서 구현되는 것을 특징으로 하는 물체를 검사하는 장치.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 휴대장치(02)와 상기 두 번째 사용자 장치 사이에서 무선 데이터 연결이 구현되는 것을 특징으로 하는 물체를 검사하는 장치.
  24. 제 22 항에 있어서, 상기 휴대장치는 무선 전원을 포함하는 것을 특징으로 하는 물체를 검사하는 장치.
  25. 제 22 항에 있어서, 제어의 인가와 평가 공정을 상기 두 번째 사용자 장치에 요청하는 하드웨어 구성요소가 상기 휴대장치(02)에 통합되어 있는 것을 특징으로 하는 물체를 검사하는 장치.
  26. 제 17 항에 있어서, 상기 휴대장치(02)는 디스플레이와 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 물체를 검사하는 장치.
  27. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치가 적어도 하나의 백라이트 광원(21)을 포함하여 상기 검사 표면 부분이 상기 광센서에 의한 포획을 통해서 보여지도록 하는 것을 특징으로 하는 물체를 검사하는 장치.
  28. 물체의 표면 높이와 관련하여 비접촉식으로 물체를 검사하는 방법에 있어서,
    a. 참조 평면들이 서로 평행하게 연장되지 않고, 상기 참조 평면들이 서로 교차하여 교차선을 형성하며, 상기 참조 평면들이 서로에 대해 동일한 각으로 정렬되고, 세 개의 상기 참조 평면들이 서로 120°의 각도를 형성하는 광빔축들(07)이 검사 표면 부분에 대해 일정한 각을 이루도록 배열되는 세 개의 광원들(06)이 사용되고,
    b. 상기 광원(06)이 검사 중에 상기 검사 표면 부분을 조명하며,
    c. 상기 검사 중에 상기 검사 표면 부분에서 반사되는 광이 광센서(09)에 의해 포획되고,
    d. 제어 및 평가 공정을 이용해서 상기 광센서(09)에 의해 포획된 측정 데이터가 평가될 수 있는 것을 특징으로 하는 물체를 검사하는 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    a. 공지된 표면 속성을 가진 교정 공작물을 도입하는 단계,
    b. 교정 공작물의 표면 부분을 필요한 광원으로 조명하는 단계,
    c. 교정 공작물의 표면 부분으로부터의 반사광을 광센서로 포획하는 단계,
    d. 교정 공작물의 공지된 표면 속성에 따른 실제 반사값과 이론값 사이의 차이값을 구하는 단계, 및
    e. 상기 차이값을 연속적인 검사에 사용되는 수정값으로 저장하는 단계에 따라 검사 전에 교정되는 것을 특징으로 하는 물체를 검사하는 방법.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 교정 공작물로서 세라믹체가 사용되는 것을 특징으로 하는 물체를 검사하는 방법.
  31. 제 28 항 또는 제 29 항에 있어서, 상기 검사 표면 부분이 서브 부분으로 분할되며, 여기에서 각 서브 부분에 대해 독립적인 수정값이 차이값 방법을 통해서 도출되어 기록되는 것을 특징으로 하는 물체를 검사하는 방법.
  32. 제 29 항에 있어서, 상기 수정값은 강도 수정 매트릭스에 기록되는 것을 특징으로 하는 물체를 검사하는 방법.
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9245062B2 (en) * 2012-03-22 2016-01-26 Virtek Vision International Inc. Laser projection system using variable part alignment
KR101526495B1 (ko) * 2013-04-29 2015-06-05 주식회사 인포피아 바이오 센서의 식별정보 판독 장치
CN105143861A (zh) * 2013-05-14 2015-12-09 杭州慧缘泰医疗器械有限公司 免疫胶体金试板及生化参数光电检测仪定量检测crp的方法
DE102013213894B4 (de) * 2013-07-16 2018-07-05 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Effektor und Verfahren zum Prüfen von Werkstücken
JP6438703B2 (ja) * 2014-08-21 2018-12-19 バンドー化学株式会社 異物検査装置、異物検査システム及び異物検査方法
DE202014104531U1 (de) * 2014-09-23 2014-10-02 Leuze Electronic Gmbh + Co. Kg Sensor zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich
US10180248B2 (en) 2015-09-02 2019-01-15 ProPhotonix Limited LED lamp with sensing capabilities
US10488261B2 (en) * 2015-12-18 2019-11-26 Nix Sensor Ltd. Compact portable color sensor
US10488302B2 (en) * 2015-12-28 2019-11-26 Pirelli Tyre S.P.A. Device for checking tyres
CN105387806A (zh) * 2016-01-04 2016-03-09 东莞市三姆森光电科技有限公司 一种多曲面玻璃量测设备
KR102461481B1 (ko) * 2018-01-24 2022-10-31 사이버옵틱스 코포레이션 거울 표면을 위한 구조화 광의 투영
EP3584933A1 (de) * 2018-06-19 2019-12-25 FRONIUS INTERNATIONAL GmbH Optoelektronische bedieneinheit zur bedienung einer vorrichtung, insbesondere eines wechselrichters und wechselrichtergehäuse
CN111692998B (zh) * 2020-06-11 2022-02-11 西格迈股份有限公司 一种活塞杆表面粗糙度检测系统
DE102021101155A1 (de) 2021-01-20 2022-07-21 Lippert Gmbh & Co. Kg Verfahren zur optischen Detektion von Fehlern in keramischen Artikeln
CN113884502A (zh) * 2021-12-07 2022-01-04 武汉华工激光工程有限责任公司 基于线阵相机的载板检测及激光标记系统和方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040233421A1 (en) * 2001-05-08 2004-11-25 Wolfgang Weinhold Method and device for examining an object in a contactless manner, especially for examining the surface form of the same

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4029420A (en) * 1974-12-27 1977-06-14 Romilly John Simms Light reflectance instrument
JPS61293657A (ja) * 1985-06-21 1986-12-24 Matsushita Electric Works Ltd 半田付け外観検査方法
JP3142852B2 (ja) * 1990-02-20 2001-03-07 株式会社日立製作所 表面欠陥検査装置
DE4123916C2 (de) * 1990-07-19 1998-04-09 Reinhard Malz Verfahren und Vorrichtung zum beleuchtungsdynamischen Erkennen und Klassifizieren von Oberflächenmerkmalen und -defekten eines Objektes
FI935180A0 (fi) * 1993-11-22 1993-11-22 Rautaruukki Oy Konstruktion hos ett kalibreringsstycke, foerfarande foer utforming av den samma och kalibreringsfoerfarande
US6195163B1 (en) * 1996-02-05 2001-02-27 Micron Technology, Inc. Reflectance method for evaluating the surface characteristics of opaque materials
US5963333A (en) * 1996-09-12 1999-10-05 Color Savvy Systems Limited Color sensor
DE19716264C2 (de) * 1997-04-18 2002-07-25 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung und Verfahren zur Überprüfung einer Oberfläche eines Gegenstands
DE19716228C2 (de) * 1997-04-18 2002-02-21 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung und Verfahren zur Überprüfung einer Oberfläche einer optischen Komponente
US5905570A (en) * 1997-09-18 1999-05-18 Department Of Water And Power City Of Los Angeles Remote electro-optical sensor system for water quality monitoring
JP3815903B2 (ja) * 1997-11-12 2006-08-30 花王株式会社 測色装置
JP3843636B2 (ja) * 1999-02-22 2006-11-08 富士ゼロックス株式会社 光量測定装置及びカラー画像形成装置
DE19962779B4 (de) * 1999-12-23 2009-06-25 Byk-Gardner Gmbh Vorrichtung zur quantifizierten Bestimmung der Qualität von Oberflächen
WO2002039076A1 (fr) * 2000-11-10 2002-05-16 Arkray, Inc. Procede de correction de sortie de capteur
JP4516220B2 (ja) * 2001-01-15 2010-08-04 富士機械製造株式会社 部品装着精度関連部分の相対位置関係取得方法および電気部品装着システム
US6633382B2 (en) * 2001-05-22 2003-10-14 Xerox Corporation Angular, azimuthal and displacement insensitive spectrophotometer for color printer color control systems
US6596996B1 (en) * 2001-07-24 2003-07-22 The Board Of Regents For Oklahoma State University Optical spectral reflectance sensor and controller
DE10149780B4 (de) * 2001-10-09 2019-09-05 Byk Gardner Gmbh Einrichtung zur Beleuchtung einer Messfläche und Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung der visuellen Eigenschaften von Körpern
JP2006514266A (ja) * 2002-07-12 2006-04-27 エレクトロ サイエンティフィック インダストリーズ インコーポレーテッド 一様光源の方法および装置
US6956649B2 (en) * 2002-11-26 2005-10-18 Sensys Medical, Inc. Spectroscopic system and method using a ceramic optical reference
JP2004279119A (ja) * 2003-03-13 2004-10-07 Bio Media Co Ltd 測定装置
DE10319543B4 (de) * 2003-04-30 2011-03-03 Byk-Gardner Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung von Oberflächeneigenschaften
DE10336493A1 (de) * 2003-08-08 2005-03-03 Byk-Gardner Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung von Oberflächeneigenschaften
JP3103990U (ja) * 2004-03-12 2004-08-26 コロナ電業株式会社 赤外線発光手段内臓カメラ
JP2005283199A (ja) * 2004-03-29 2005-10-13 A A N Corporation Kk センサーユニットおよび該センサーユニットを用いた印刷状態検査装置
DE102004034167A1 (de) * 2004-07-15 2006-02-09 Byk Gardner Gmbh Vorrichtung zur goniometrischen Untersuchung optischer Oberflächeneigenschaften
JP4600763B2 (ja) * 2005-09-20 2010-12-15 横河電機株式会社 配向計
US7777897B1 (en) * 2007-08-03 2010-08-17 Ventek, Inc. Veneer roughness detection

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040233421A1 (en) * 2001-05-08 2004-11-25 Wolfgang Weinhold Method and device for examining an object in a contactless manner, especially for examining the surface form of the same

Also Published As

Publication number Publication date
EP2118641A2 (de) 2009-11-18
CA2675028A1 (en) 2008-07-17
US9322644B2 (en) 2016-04-26
KR20090102845A (ko) 2009-09-30
WO2008083658A3 (de) 2008-09-18
JP5393479B2 (ja) 2014-01-22
CA2675028C (en) 2016-10-18
WO2008083658A2 (de) 2008-07-17
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DE102007002106B3 (de) 2008-07-03

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