KR101653176B1 - 자동초점거리 조절 기능을 갖는 렌즈 검사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동초점거리 조절 기능을 갖는 렌즈 검사장치 및 검사방법에 관한 것이다.
본 발명에서는 종래 자동포커싱모듈과 달리 대물렌즈부의 초점 거리를 조절함에 있어서, 앞선 상태의 포커싱 상태를 저장한 후 현재 상태의 포커싱 상태를 연산함에 있어서 저장된 앞선 상태의 포커싱 상태를 이용하는 것을 특징으로 한다.
종래 자동초점거리 조절 기능과 비교할 때 주위 장치에 의한 고주파 진동과 같은 외부 충격에 대해 빠르게 대응할 수 있으므로 선명한 표면 이미지를 촬영할 수 있게 되었다.

Description

자동초점거리 조절 기능을 갖는 렌즈 검사장치{DEFECT INSPECTING APPARATUS FOR IR FILTER WITH AUTOMATIC FOCUS CONTROL UNIT}

본 발명은 자동초점거리 조절 기능을 갖는 렌즈 검사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기계적 진동과 같은 높은 주파수에 따라 초점거리가 달라지는 검사장치의 초점을 신속하게 일치시키는 자동초점거리 조절 기능을 구비함으로써 렌즈를 보다 효율적으로 검사할 수 있는 자동초점거리 조절 기능을 갖는 렌즈 검사장치에 관한 것이다.

일반적으로, 휴대폰 또는 디지털 카메라의 보호창 등에 사용되는 IR 렌즈는 유리면에 아이알 코팅층을 특수코팅하여 파장이 긴 적색 부근의 빛 즉, 근적외선 영역의 빛을 반사하여 차단할 수 있도록 한 것으로, 디지털 카메라가 가시광선이 아닌 근적외선 빛까지 모두 인식하여 영상데이터가 포화되는 것을 방지하는 기능을 한다.

IR 렌즈의 경우 유리의 일 표면상에 IR 코팅층을 증착 등의 방식으로 형성하므로 코팅층의 두께로 인해 렌즈의 전체 두께가 두꺼워지는 단점이 있어 최근에는 고급 휴대폰 또는 디지털 카메라에는 블루 렌즈를 사용하고 있다. 블루 렌즈는 별도의 코팅층없이 렌즈부를 블루 필터(Blue Filter) 재질로 형성하는 렌즈이다. 블루 렌즈는 적외선 필터의 한 종류로서, 기존의 적외선 필터와는 달리 흡수 필터의 성질이 있기 때문에 별도의 코팅을 하지 않아도 그 자체로 적외선 필터의 역할을 하게 된다. 블루 렌즈 재질에는 인산 유리(Phosphoric acid glass)가 주로 사용된다.

그런데 블루 렌즈의 경우도 충분한 적외선 차단 효과를 얻기 위해서는 렌즈 두께를 두껍게 형성하여야 하므로 이러한 문제점을 해결하기 위해 일 표면상에 IR 코팅층을 형성하여 사용하는 경우가 있다. 본 발명에서 렌즈(필터)의 일 표면상에 IR 코팅층을 구비하는 렌즈를 검사 대상으로 한다.

이러한 IR 코팅층을 갖는 렌즈는 웨이퍼 형상의 유리판 일면을 코팅한 후, 커팅기를 이용하여 유리판을 규정된 사이즈로 절단하여 제작된다. 이때, 커팅기로 유리판을 절단할 때 발생되는 칩 등에 의해 IR 코팅층을 갖는 렌즈의 표면이 오염되거나, IR 코팅층을 갖는 렌즈의 절단면이 깨끗하게 잘리지 못하게 되는 경우가 있으므로, 유리판을 절단한 후에 세척공정과 검사과정을 거처서 불량품을 골라내게 된다. 이때, IR 코팅층을 갖는 렌즈의 표면이 오염된 부위나 절단면이 깨끗하지 못한 부위를 파티클이라 칭하며, IR 코팅층을 갖는 렌즈는 파티클의 개수가 일정수준을 넘어설 경우, 불량판정을 받게 된다.

이러한 표면 불량 검사 장비는 피검사 대상체인 렌즈 표면과 촬상 소자와의 포커싱 거리를 일정하게 유지하여야 정확한 표면 이미지가 얻어진다. 그런데 표면 검사 장비는 작동 중에 스테이지를 이동시킬 때 벨트 이송 방식으로 동작되는데 이러한 스테이지 이동에 따른 진동 또는 주변 장치에서 발생되는 진동에 의해 스테이지 미세하게 상하로 움직이게 되어 자동으로 초점을 일치시키는 유닛이 필요하다.

측정 대상물(피사체)의 이미지를 획득하는 광학시스템(현미경)에서 선명한 이미지를 획득하기 위해서는 측정 대상물이 대물렌즈의 정해진 초점 거리에 위치해야 한다. 렌즈의 초점 거리는 단 하나의 위치 값이 아닌, 초점이 맞은 것으로 인식되는 범위를 가지고 있고 이를 피사계 심도(D.O.F: Depth of Field)라 한다.

자동 초점(Auto Focus)은 피사체에 초점을 자동으로 맞추는 것으로 피사체가 렌즈의 초점거리에서 피사계 심도 범위 내에 위치하도록 하는 것을 말한다.

자동초점 조절장치는 다양한 방식을 통해 초점 조절을 구현하고 있는데, 이중 광삼각법과 색수차를 이용하는 방식이 널리 사용되고 있다.

광삼각법을 이용한 자동초점 조절 방식은 검사대상에 광을 조사한 후 반사된 광을 검출하여 그 광점(spot)을 판독함으로써 대물렌즈의 초점면을 검출하는 방식으로서, 도 1을 이용하여 광삼각법에 대해 간략하게 설명하기로 한다. 레이저 광원(10)을 빔스프리터(11, beam splitter)를 이용하여 대물렌즈(20)의 광축에 평행하게 입사시키면, 빛은 대물렌즈(20)에서 피사체 방향(z1, z2, z3)으로 굴절되고 피사체에서 반사된 빛은 역으로 다시 대물렌즈 방향으로 진행하게 된다. 광축 방향으로의 피사체 변위(△z)는 제1카메라(41)에 구비된 이미지센서(31)의 평면상의 변위(△p)로 변환되고 이를 환산하여 초점 위치를 구하게 된다.

이 과정에서 대물렌즈(20)를 통하여 굴절되어 피사체로 입사되는 빛의 입사각은 렌즈의 NA(Numerical Aperture)에 비례한다. 참고적으로 NA는 일반적인 광학용 렌즈에서 렌즈의 초점을 통과하는 광선 중에서 렌즈 구경내로 들어가는 최대 입사각도 α를 사용하여 nsin α로 표시된다. 여기서 n은 초점과 렌즈 사이에서 본 매질의 굴절률이며 기호 NA는 영어의 두 문자를 취한 것으로 NA의 값은 렌즈가 어느 정도 넓은 광빔을 집광할 수 있는가를 나타내며 카메라 렌즈에서 밝기를 나타내는 F수와는 역수의 관계로서 값을 정하게 된다. 그런데 광삼각법을 이용한 자동 초점 조절 방법은 낮은 초점 분해 능력을 갖는다는 단점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하고자 특허문헌 1에서는 레이저에서 조사되는 점광원 형상을 타원 형상으로 변형한 후 피조사체에 조사한 후 반사되는 레이저 광원의 형상을 이용하여 자동 포커싱을 달성하고자 하는 기술이 제안되었다. 도 2는 특허문헌 1에서 제안된 오토포커싱 장치를 개략적으로 설명하는 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이 레이저 광원(31)에서 조사되는 광을 평행광 렌즈(33)의 일광측에 광차단부재(34)를 설치하여 타원광으로 성형하고, 이러한 빔 형상을 이용하여 포커싱 검출부에서 초점 거리를 파악하는데 이용하고 있다. 하지만 특허문헌 1에서 제시한 장치 및 방법을 이용할 경우 종래 광삼각법에 비하여 어느 정도의 시간을 단축할 수는 있으나 빠른 주파수 특성을 가지면서 초점 거리가 변화되는 렌즈 표면 검사 장치에서는 충분한 응답 성능을 보여주지 못하는 문제점이 있었다.

특허문헌 1: 한국공개특허공보 제10-2012-0071764호 (2012.07.03.공개)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 빠른 주파수에 의한 진동에 의해 피검사체와 촬상모듈 사이의 거리가 변하는 산업계에서도 적용 가능한 자동초점거리 조절 기능을 갖는 렌즈 검사장치 및 검사방법을 제시하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 상기 목적은 피검사체에 광원을 조사한 후에 이 광원에 의한 반사광을 검출하여 자동적으로 초점을 조절하도록 된 자동초점거리 조절 기능을 갖는 렌즈 검사장치에 있어서, 제1파장의 라인광 형상의 레이저광을 조사하는 제1조명모듈과, 제2파장의 라인광 형상의 레이저광을 조사하는 제2조명모듈을 구비하고, 상기 제1조명모듈과 상기 제2조명모듈을 순차적으로 반복하여 조사하는 조명모듈과, 조명모듈에 의한 광경로 상에 위치되어 확산 조사되는 면적광을 타원 형상으로 성형하는 성형렌즈와, 성형렌즈에 의해 타원 형태로 조사되는 광이 통과되도록 구비되어 상기 피검사체를 포커싱하도록 된 대물렌즈부와, 피검사체에 의한 반사광의 제1 광경로 상에 배치되며, 내부에는 현재 시간 바로 전(前) 시각의 포커싱 상태를 저장하는 메모리부가 구비되며, 상기 메모리부에 저장된 현재 시간 바로 전(前) 시각의 포커싱 상태와 현재 시각의 포커싱 상태를 비교하여 상기 대물렌즈부의 포커싱을 조절하는 정도를 임의로 가감시키는 자동포커싱모듈과, 피검사체에 의한 반사광의 제2 광경로 상에 배치된 촬상모듈과, 대물렌즈부와 자동포커싱모듈 또는 촬상모듈 사이에 개재되어 광원의 진행경로를 변경하거나 광원을 통과하도록 된 미러부와, 자동포커싱모듈에 의한 감지신호 또는 이미지에 따라 상기 대물렌즈부의 포커싱을 조절하도록 제어하는 미세조절모듈을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동초점거리 조절 기능을 갖는 렌즈 검사장치에 의해서 달성 가능하다.

본 발명에 따른 자동초점거리 조절 기능을 갖는 렌즈 검사장치은 현재 시각의 대물렌즈부와 피검사체 사이의 포커싱을 조절함에 있어서, 현재 시각 바로 전(前) 시각에서 검출된 포커싱 상태를 이용함으로써 향후 변경될 포커싱 변화에 대해 능동적으로 대처할 수 있게 되었다. 따라서 종래 자동초점거리 조절 기능과 비교할 때 주위 장치에 의한 고주파 진동과 같은 외부 충격에 대해 빠르게 대응할 수 있으므로 선명한 표면 이미지를 촬영할 수 있게 되었다.

도 1은 광삼각법을 설명하기 위한 자동초점 조절장치의 구성도.
도 2는 특허문헌 1에서 제안된 오토포커싱 장치를 개략적으로 설명하는 구성도.
도 3은 본 발명에서 검사 대상으로 하는 자동초점거리 조절 기능을 갖는 렌즈 검사장치의 구성도.
도 4는 도 3에 제시된 본 발명에 따른 표면 검사 장치의 오토포커싱과정을 설명하기 위한 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 도 4에 제시된 자동초점거리 조절 기능을 갖는 렌즈 검사장치를 이용하여 자동 포커싱을 조절하는 방법을 설명하는 흐름도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.

이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 3은 본 발명에서 검사 대상으로 하는 자동초점거리 조절 기능을 갖는 렌즈 검사장치의 구성도이다. 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 표면 검사 장치는 복수 개 렌즈를 실장하는 검사 베이스(20)를 x, y, z 방향으로 이송하는 스테이지모듈(30)과, 렌즈에 적외선 영역과 가시광선 영역이 포함된 파장의 광을 조사하는 조명모듈(40)과, 렌즈 표면을 촬영하는 촬상모듈(50)과, 촬상모듈(50)로부터 입사되는 영상을 이용하여 표면 불량을 검출하는 검출모듈(60)과, 스테이지모듈(30)의 이동을 제어하하는 등 각 모듈을 작동을 제어하는 제어모듈(72)과, 촬상모듈(50)에 의해 촬영된 영상을 검사자에게 디스플레이하는 디스플레이모듈(80), 미세조절모듈(90) 및 피검사체인 렌즈와 촬상모듈(50) 사이의 초점 거리를 자동으로 측정하는 오토포커싱모듈(100)로 구성된다.

검사 베이스(20)와 스테이지모듈(30)은 서로 탈부착이 가능하게 독립적으로 형성되며, 이들 사이에는 다양한 형태를 갖는 에어홀(도시하지 않음)이 구비되고, 이 에어홀에 에어를 주입함으로써 검사 시에 렌즈가 배치된 검사면이 수평을 유지하도록 할 수도 있다.

한편, 스테이지모듈(30)은 별도의 구동 수단에 의해 프레임(90)에 대하여 X축 및 Y축 방향으로의 수평 이동 및 Z축을 기준으로 수직 이동이 가능한 구조를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의해, 스테이지모듈(30)의 검사 베이스(20)에 피검사물(렌즈)을 복수 개 배치한 후, 스테이지모듈(30)을 촬상모듈(50) 및 및 조명모듈(40)에 대하여 상대적으로 이동시키면서 어레이 형태로 배열된 렌즈를 하나씩 이동시키면서 신속하게 표면 검사를 행할 수 있게 된다.

조명모듈(40)은 제1파장인 레이저 광원과 제2파장의 레이저 광원을 순차적으로 반복 조사한다. 광원으로는 빠른 응답에 대응하기 위해 레이저 광원을 사용하는 것이 바람직하다. 제1파장의 예로를 적외선 파장이 있을 수 있고, 제2파장의 예로는 가시광선 파장(자외선에 가까운 파장을 갖는)을 들 수 있다.

촬상모듈(50)은 피검사체의 표면을 촬상하는 모듈로서 CCD(Charge Coupled Device)를 사용하여 구현할 수 있다. 제어모듈(72)은 스테이지모듈(30)을 이동시키고, 촬상모듈(50) 및 검출모듈(60)을 포함한 각 모듈을 제어하는 기능을 하며, 디스플레이모듈(80)은 검사자에게 촬상된 피검사체의 표면을 디스플레이하거나, 검출모듈(60)에 의해 불량이 있는 것으로 판별된 피검사체의 표면을 디스플레이하는데 사용된다.

미세조절모듈(90)은 피검사체와 대물렌즈부 사이의 거리를 미세조절하거나 또는 대물렌즈부의 포커싱을 미세하게 조절하는 모듈이며, 오토포커싱모듈(90)은 대물렌즈와 피검사체 사이의 초점 거리를 자동으로 측정하고, 대물렌즈와 피검사체 사이의 초점 거리를 일정하게 유지하기 위해 미세조절모듈(30)에 전송할 제어 신호를 생성하는 모듈이다.

도 4는 도 3에 제시된 본 발명에 따른 표면 검사 장치의 오토포커싱과정을 설명하기 위한 구성도이다. 도 4(a)는 후술되는 조명모듈(40)의 광원이 피검사체에 입사되는 입사경로를 나타낸 것이고, 도 4(b)는 피검사체로부터 반사된 광원의 반사경로를 나타낸 것이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 오토포커싱모듈(100)은 피검사체에 광원을 조사한 후에, 이 광원에 의한 반사광을 검출하여 피검사체에 대한 포커싱을 자동적으로 조절하도록 된 것이다.

광원으로는 제1파장의 라인 형태의 레이저광을 조사하는 제1광원모듈(42)과 제2파장의 라인 형태의 레이저광을 조사하는 제2광원모듈(46)을 순차적으로 반복 조사하는 방식을 사용하였다. 여기서 순차적이라는 의미에 대해서 설명하기로 한다. t0, t1, t2, ..., tn 이라는 연속된 시간 간격에서 t0, t2, t4, ..., 시간대에서는 제1광원모듈(42)에서 제1파장의 라인 형태의 레이저광을 조사하고, t1, t3, t5, ..., 시간대에서는 제2광원모듈(46)에서 제2파장의 라인 형태의 레이저광을 조사하는 것을 의미한다. 참조번호 48은 제1파장을 투과시키고 제2파장의 광은 반사시키는 다이크로익 미러를 표시한다.

이러한 조명모듈(40)에 의해 조사된 광원의 광경로 상에는 면적광을 수광하여 타원 형상으로 광원을 성형하는 성형렌즈(65)가 구비된다. 이러한 성형렌즈(65)는 조명모듈(40)에 의해 조사된 광원을 수광하도록 위치되어 확산되는 면적광으로 일부가 통과되면서 소정의 조사거리에 걸쳐 일정한 타원 단면을 갖는 광원인 평행면적광을 형성하게 된다.

여기에서 조명모듈(40)과 성형렌즈(65) 사이의 광경로 상에는 조명모듈(40)에 의해 조사된 광원을 집광하도록 반실린더렌즈(55)가 더 구비되는 것이 바람직하며, 이러한 반실린더렌즈(55)는 대략적으로 반원형 단면을 갖는 막대형상을 이루는 것으로, 조명모듈(40) 측에 편평한 면이 위치되어 조명모듈(40)에 의한 광원이 입사되어 전방의 반원곡면을 통과하면서 확산되는 라인광 또는 면적광을 확산 정도를 줄여 집광된 상태의 라인광 또는 면적광을 성형렌즈(65) 측으로 조사하도록 되어 있다. 그러므로 이러한 반실린더렌즈(55)가 더 구비된 경우에는 후술되는 대물렌즈부(70)를 통과하는 광량을 증대시켜 피검사체에 대한 보다 선명한 이미지를 얻을 수 있게 된다.

한편, 성형렌즈(65)에 의해 형성된 타원 형상의 광은 일정 단면적으로 갖는 면적광 형태로 피검사체를 포커싱하도록 된 대물렌즈부(70)에 입사되어 피검사체 표면에 라인 또는 소정의 면적으로 포커싱영역을 형성하게 되며, 피검사체 표면에 의한 반사광은 다시 대물렌즈부(70)를 통과하여 후술되는 자동포커싱모듈(100) 또는 촬상모듈(50)에 입사되어 피검사체 표면에 대한 이미지를 형성하게 된다.

이때에, 오토포커싱모듈(100)은 피검사체에 의한 반사광의 제1 광경로 상에 배치되고, 촬상모듈(50)은 피검사체에 의한 반사광의 제2 광경로 상에 배치되는데, 이를 위해 대물렌즈부(70)와 오토포커싱모듈(100) 또는 촬상모듈(50) 사이에는 반사광의 진행경로를 변경하거나 광원을 통과하도록 된 미러부(75)가 구비된다. 미러부(75)는 입사된 광원의 일부를 반사시킴과 동시에 다른 일부를 통과시키도록 된 부분반사 특성을 갖는 하프미러 또는 이와 동등한 기능을 가진 광학요소를 구비되는 것이 바람직하다.

또한 이와 같은 미러부(75)에서 부분적으로 반사된 반사광은 오토포커싱모듈(100)로 입사되어 포커싱 상태에 대한 검출이 이루어지고, 또한 미러부(75)를 그대로 통과한 반사광은 촬상모듈(50)에 포착되어 피검사체에 대한 이미지 촬영이 이루어지게 된다.

이때에, 오토포커싱모듈(100)에 의해 검출된 이미지는 순차적으로 라인 또는 소정의 면적으로 갖는 원형이나 타원형 형태를 취하게 되는데, 대물렌즈부(70)와 피검사체 간의 포커싱이 맞는 경우에는 기준 위치에 라인형태로 나타나고, 포커싱이 맞지 않은 경우에는 기준 위치에서 벗어나 원형이나 타원형 형태로 나타나며, 포커싱이 맞지 않는 경우에는 검출된 이미지가 라인형태를 취하도록 대물렌즈부(70) 또는 대물렌즈부(70)와 피검사체의 거리를 조절하여 오토포커싱을 제어하게 된다.

대물렌즈부(70)와 피검사체 사이의 포커싱이 이루어지지 않은 경우에서는 피검사체가 대물렌즈부(70)에 대해 기준 거리에 비해 짧은 거리에 위치(Z2)된 경우에 오토포커싱모듈(100)에 의해 기준 위치에서 벗어나 위쪽이 볼룩한 반원형태의 이미지가 나타나며, 또한 피검사체가 대물렌즈부(70)에 대해 기준 거리에 비해 먼 거리에 위치된 경우에 오토포커싱모듈(100)에 의해 기준 위치에서 벗어나 아래로 볼룩한 반원형태의 이미지(I2)가 나타나게 된다.

오토포커싱모듈(100)은 현재 시각에서 대물렌즈부(70)와 피검사체 사이의 초점 거리를 조절하기 위해서 현재 시각 바로 전(前) 시각에서의 초점 거리를 참조하는 것을 특징으로 한다. 즉, 다음 표 1과 같이 여러 가지 초점 거리 상태가 나타났다고 가정하기로 하면, 각 경우에 있어서 초점 거리를 조절할 때 전(前) 시각에서 검출된 초점 거리를 참조하여 미세조절모듈(90)을 조절하도록 한다.

사례	t0 시각 포커싱 상태	t1 시각 포커싱 상태
사례 1	long	long
	short	short
사례 2	long	short
	short	long
사례 3	long	일치
	short	일치
사례 4	일치	long
	일치	short

표 1에서 현재 시각 바로 전(前) 시각에 측정된 포커싱 상태는 t0 시각 포커싱 상태로 표시되며, 현재 시각에 측정된 포커싱 상태는 t1 시각 포커싱 상태로 표시되며, long은 도 4의 z3 상태와 같이 초점보다 길게 대물렌즈부(70)와 피검사체 사이의 거리가 형성된 상태를 나타내며, short은 도 4의 z2 상태와 같이 초점보다 짧게 대물렌즈부(70)와 피검사체 사이의 거리가 형성된 상태를 나타내는 것이다. 본 발명에 따른 오토포커싱모듈(100)에는 현재 시각 바로 전(前) 시각(t0)에서의 포커싱 상태를 저장하기 위해 별도의 메모리부(101)를 구비하도록 하였다.

본 발명에서는 표 1에 표시된 사례 1과 같은 상태가 나타나면 오토포커싱모듈(100)은 동일한 방향으로 초점 거리의 이격이 계속 발생되는 것으로 간주하고 통상의 미세 조절량보다 +1 큰 값으로 제어되도록 미세조절모듈(90)에 제어신호를 발생시킨다. 예를 들어, 사례 1에서 현재 시각 바로 전(前) 시각과 현재 시각에서의 포커싱 상태가 모두 'long'일 경우에는 지속적으로 'long'으로 될 가능성이 높다고 판단하고 대물렌즈부(70)와 피검사체 사이의 거리(또는 대물렌즈부를 조절하여)를 좁히는 제어신호를 미세조절모듈(90)에 전달함에 있어서, 현재 시각에서 측정된 조절값이 '5'라고 가정하면, +1만큼 증가된 '6'값을 조절하라는 제어신호를 미세조절모듈(90)에 전송하도록 하였다.

유사하게 표 1에 표시된 사례 2와 같은 상태가 나타나면 오토포커싱모듈(100)은 반대 방향으로 초점 거리의 이격이 전환되는 것으로 간주하고 통상의 미세 조절량보다 1만큼 작은 값으로 제어되도록 미세조절모듈(90)에 제어신호를 발생시킨다. 예를 들어, 사례 2에서 현재 시각 바로 전(前) 시각의 포커싱 상태가 'short'이고 현재 시각에서의 포커싱 상태가 'long'일 경우에는 'short'에서 'long'으로 포커싱 전환되었음을 인식하고 대물렌즈부(70)와 피검사체 사이의 거리(또는 대물렌즈부를 조절하여)를 좁히는 제어신호를 미세조절모듈(90)에 전달함에 있어서, 현재 시각에서 측정된 조절값이 '5'라고 가정하면, +1만큼 감소된 '4'값을 조절하라는 제어신호를 미세조절모듈(90)에 전송하도록 하였다.

한편 표 1에 표시된 사례 3과 같은 상태가 나타나면 현재 시각 바로 전(前) 시각의 포커싱 상태와 무관하게 현재 상태의 포키싱 상태가 정상 포커싱 상태인 경우에는 현재 대물렌즈부(70)와 피검사체 사이의 거리(또는 대물렌즈부를 조절하여)를 그대로 유지하도록 하는 제어신호를 미세조절모듈(90)에 전송하도록 하였다.

마지막으로 표 1에 표시된 사례 4와 같은 상태가 나타나면 오토포커싱모듈(100)은 정상 포커싱 상태에서 초점 거리가 어느 한쪽 방향으로 이격되도록 전환되는 것으로 간주하고 통상의 미세 조절량보다 1만큼 큰 값으로 제어되도록 미세조절모듈(90)에 제어신호를 발생시킨다. 예를 들어, 사례 4에서 현재 시각 바로 전(前) 시각의 포커싱 상태가 '일치'이고 현재 시각에서의 포커싱 상태가 'long'일 경우에는 '일치'에서 'long'으로 포커싱 변환되었음을 인식하고 대물렌즈부(70)와 피검사체 사이의 거리(또는 대물렌즈부를 조절하여)를 좁히는 제어신호를 미세조절모듈(90)에 전달함에 있어서, 현재 시각에서 측정된 조절값이 '5'라고 가정하면, +1만큼 증가된 '6'값을 조절하라는 제어신호를 미세조절모듈(90)에 전송하도록 하였다.

도 5는 본 발명에 따른 도 4에 제시된 자동초점거리 조절 기능을 갖는 렌즈 검사장치를 이용하여 자동 포커싱을 조절하는 방법을 설명하는 흐름도이다. 먼저 제1파장의 선형 형상의 레이저 광원을 조사한 후(ST510), 이를 타원 형상으로 변형시킨 후 피검사체에 조사한 후 반사되는 광원을 이용하여 제1파장에 따른 포커싱 상태를 측정한다(ST520). 다음으로 제2파장의 선형 형상의 레이저 광원을 조사한 후(ST530), 이를 타원 형상으로 변형시킨 후 피검사체에 조사한 후 반사되는 광원을 이용하여 제2파장에 따른 포커싱 상태를 측정한다(ST540). 측정된 앞선 상태의 포커싱 정도와 현재 상태의 포커싱 정도를 이용하여 표 1에 도시된 바와 같은 사례별로 분류한 후 대물렌즈부의 초점 거리 조절량을 산출한 후(ST550), 미세조절모듈을 이용하여 대물렌즈부의 초점 거리를 조절하면(ST560), 종래 자동포커싱 방식에 비해 좀더 빠르게 포커싱을 일치시킬 수 있게 된다.

본 명세서의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하였다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한 본 발명의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

20: 검사 베이스 30: 스테이지모듈
40: 조명모듈 41: 제1조명모듈
43: 제2조명모듈 50: 촬상모듈
60: 검출모듈 62: 반사경
72: 제어모듈
80: 디스플레이모듈 90: 미세조절모듈
100: 오토포커싱모듈 101: 메모리부

Claims (4)

1. 피검사체에 광원을 조사한 후에 이 광원에 의한 반사광을 검출하여 자동적으로 초점을 조절하도록 된 자동초점거리 조절 기능을 갖는 렌즈 검사장치에 있어서,
   제1파장의 라인광 형상의 레이저광을 조사하는 제1조명모듈(42)과, 제2파장의 라인광 형상의 레이저광을 조사하는 제2조명모듈(46)을 구비하고, 상기 제1조명모듈(42)과 상기 제2조명모듈(46)을 순차적으로 반복하여 조사하는 조명모듈(40)과,
   상기 조명모듈(40)에 의한 광경로 상에 위치되어 확산 조사되는 면적광을 타원 형상으로 성형하는 성형렌즈(65)와,
   상기 성형렌즈(65)에 의해 타원 형태로 조사되는 광이 통과되도록 구비되어 상기 피검사체를 포커싱하도록 된 대물렌즈부(70)와,
   상기 피검사체에 의한 반사광의 제1 광경로 상에 배치되며, 내부에는 현재 시간 바로 전(前) 시각의 포커싱 상태를 저장하는 메모리부(101)가 구비되며, 상기 메모리부(101)에 저장된 전(前) 시각의 포커싱 상태와 현재 시각의 포커싱 상태를 비교하여 상기 대물렌즈부(70)의 포커싱을 조절하는 정도를 임의로 가감시키는 자동포커싱모듈(100)과,
   상기 피검사체에 의한 반사광의 제2 광경로 상에 배치된 촬상모듈(50)과,
   상기 대물렌즈부(70)와 자동포커싱모듈(100) 또는 촬상모듈(50) 사이에 개재되어 광원의 진행경로를 변경하거나 광원을 통과하도록 된 미러부(75)와,
   상기 자동포커싱모듈(100)에 의한 감지신호 또는 이미지에 따라 상기 대물렌즈부(70)의 포커싱을 조절하도록 제어하는 미세조절모듈(90)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동초점거리 조절 기능을 갖는 렌즈 검사장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 조명모듈(40)과 상기 성형렌즈 사이에는 상기 조명모듈(40)에 의해 조사되는 광원을 집광하도록 된 반원형 단면을 갖는 막대형상의 반실린더렌즈(55)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 자동초점거리 조절 기능을 갖는 렌즈 검사장치.
   
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 자동포커싱모듈(100)은 현재 시각 바로 전(前) 시각에 측정된 포커싱 상태와 현재 시각에 측정된 포커싱 상태가 일치하는 경우에는 상기 대물렌즈부의 포커싱을 조절하는 정도를 가산시키는 것을 특징으로 하는 자동초점거리 조절 기능을 갖는 렌즈 검사장치.
   
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 자동포커싱모듈(100)은 현재 시각 바로 전(前) 시각에 측정된 포커싱 상태와 현재 시각에 측정된 포커싱 상태가 양자가 포커싱이 일치하지 않고, 상호 상이한 경우에는 상기 대물렌즈부의 포커싱을 조절하는 정도를 감산시키는 것을 특징으로 하는 자동초점거리 조절 기능을 갖는 렌즈 검사장치.

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