KR101658700B1 - 표면 검사 광학장치 및 표면 검사방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패널을 검사하기 위한 검사광을 방출하는 광원부, 상기 광원부로부터 방출되어 패널을 거쳐 입사된 검사광을 패널 쪽으로 반사시키는 비구면거울, 상기 비구면거울에 반사된 후에 패널을 거친 검사광이 입사되는 이미징렌즈부, 및 상기 이미징렌즈부를 통과한 검사광을 이용하여 패널에 대한 검사영상을 생성하는 검사부를 포함하는 표면 검사 광학장치에 관한 것이다.

Description

표면 검사 광학장치 및 표면 검사방법{Optics Apparatus for Inspecting Surface of Panel and Method for Inspecting Surface}

본 발명은 피검체의 결함을 검사하기 위한 검사 광학장치에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 패널 검사장치가 패널을 검사하는 원리를 설명하기 위한 개념도이다.

도 1을 참고하면, 종래 기술에 따른 패널 검사장치(10)는 패널(100)을 검사하기 위한 검사광을 방출하는 광원부(11), 상기 패널(100)에 반사되는 검사광을 수광하여 패널(100)에 대한 결함을 검출하는 검사부(12), 및 상기 검사부(12)와 패널(100) 사이에 위치되는 하프미러(13)를 포함한다.

이러한 종래 기술에 따른 패널 검사장치(10)는 동축 조명 방식으로 패널(100)에 대한 결함을 검사한다. 종래 기술에 따른 패널 검사장치(10)에 있어서, 검사광은 다음과 같이 이동하게 된다.

우선, 상기 광원부(11)가 방출한 검사광은, 일부가 상기 하프미러(13)에 반사되고, 나머지 일부가 상기 하프미러(13)를 투과한다. 상기 하프미러(13)에 반사된 검사광은, 상기 패널(100) 쪽으로 이동한다. 상기 하프미러(13)를 투과한 검사광은, 상기 패널(100) 쪽으로 이동하지 못하고 손실된다. 따라서, 상기 광원부(11)가 방출한 검사광은, 대략 50% 정도가 상기 하프미러(13)를 투과하여 손실되고, 대략 50% 정도만이 상기 패널(100) 쪽으로 이동하게 된다.

다음, 상기 하프미러(13)에 의해 반사된 검사광은, 상기 패널(100)에 입사된 후에 반사되어 다시 상기 하프미러(13) 쪽으로 이동한다.

다음, 상기 패널(100)에 반사되어 상기 하프미러(13)에 입사된 검사광은, 일부가 상기 하프미러(13)에 반사되고, 나머지 일부가 상기 하프미러(13)를 투과한다. 상기 하프미러(13)를 투과한 검사광은, 상기 검사부(12) 쪽으로 이동하여 상기 검사부(12)에 입사된다. 상기 검사부(12)는 입사된 검사광을 이용하여 패널(100)에 대한 결함을 검출한다. 상기 하프미러(13)에 반사된 검사광은, 상기 광원부(11) 쪽으로 이동하여 손실된다. 따라서, 상기 패널(100)에 반사된 검사광은, 대략 50% 정도가 상기 하프미러(13)에 반사되어 손실되고, 대략 50% 정도만이 상기 검사부(12) 쪽으로 이동하게 된다.

이에 따라, 종래 기술에 따른 패널 검사장치(10)에 있어서, 상기 검사부(12)는 상기 광원부(11)가 방출한 검사광을 100%라 할 때, 대략 25% 정도의 검사광을 수광하게 된다. 따라서, 상기 검사부(12)는 아래 그림 1과 같이 낮은 밝기 및 낮은 선명도로 표시되는 검사영상을 획득하게 된다.

[그림 1]

이에 따라, 종래 기술에 따른 패널 검사장치(10)는 검사광에 대한 손실로 인해 낮은 밝기 및 낮은 선명도로 표시되는 검사영상을 이용하여 패널(100)에 대한 결함을 검사하게 됨으로써, 검사 결과에 대한 정확성이 저하되는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하고 안출된 것으로, 피검체를 검사하기 위한 검사광에 대한 손실을 감소시킬 수 있는 표면 검사 광학장치 및 표면 검사방법을 제공하기 위한 것이다.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 하기와 같은 구성을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 표면 검사 광학장치는 패널을 검사하기 위한 검사광을 방출하는 광원부; 상기 광원부로부터 방출된 검사광을 패널 쪽으로 전반사시키는 풀미러(Full Mirror); 패널에 반사되어 입사된 검사광을 패널 쪽으로 반사시키는 비구면거울; 상기 비구면거울에 반사된 후에 패널에 반사된 검사광이 입사되는 이미징렌즈부; 및 상기 이미징렌즈부를 통과한 검사광을 이용하여 패널에 대한 검사영상을 생성하는 검사부를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 표면 검사 광학장치는 패널을 검사하기 위한 검사광을 방출하는 광원부; 상기 광원부로부터 방출된 검사광을 패널 쪽으로 전반사시키는 풀미러(Full Mirror); 패널을 투과하여 입사된 검사광을 패널 쪽으로 반사시키는 비구면거울; 상기 비구면거울에 반사된 후에 패널을 투과한 검사광이 입사되는 이미징렌즈부; 및 상기 이미징렌즈부를 통과한 검사광을 이용하여 패널에 대한 검사영상을 생성하는 검사부를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 표면 검사 광학장치에 있어서, 상기 풀미러는 상기 이미징렌즈부의 제2주점(主點)의 중심으로부터 이격된 위치에 설치되어 상기 광원부로부터 방출된 검사광을 패널 쪽으로 전반사시킬 수 있다.

본 발명에 따른 표면 검사 광학장치에 있어서, 상기 비구면거울은 검사광을 반사시키는 반사면을 포함한다. 상기 반사면은 평면을 제외한 비구면으로 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 표면 검사 광학장치는 패널을 검사하기 위한 검사광을 방출하는 광원부; 상기 광원부로부터 방출된 검사광을 패널 쪽으로 반사시키는 미러(Mirror); 패널에 반사되거나 패널을 투과하여 입사된 검사광을 패널 쪽으로 반사시키는 비구면거울; 상기 비구면거울에 반사된 후에 패널에 반사되거나 패널을 투과한 검사광이 입사되는 이미징렌즈부; 상기 이미징렌즈부를 통과한 검사광을 이용하여 패널에 대한 검사영상을 생성하는 검사부; 및 패널 및 상기 비구면거울 사이에 위치되게 설치되어 검사광의 일부를 통과시키는 공간필터마스크를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 표면 검사방법은 광원으로부터 미러의 반사를 통해 패널에 검사광을 입사시키는 단계; 및 상기 패널로부터 이미징렌즈부의 제2주점의 중심으로 반사되는 검사광을 이용하여 검사하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 이미징렌즈부의 제2주점은 상기 미러의 반사지점과 서로 이격될 수 있다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.

본 발명은 광원부로부터 방출된 검사광을 패널 쪽으로 반사시키는 과정에서 검사광에 대해 발생하는 손실을 감소시킴으로써, 검사영상에 대한 밝기 및 선명도를 향상시킬 수 있다.

본 발명은 검사영상에 대한 밝기 및 선명도를 향상시킴으로써, 패널에 대한 결함 검사 결과의 정확성을 향상시킬 수 있고, 이에 따라 패널이 갖는 품질에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

본 발명은 검사영상에 대한 분해능을 향상시킬 수 있도록 구현됨으로써, 패널에 형성된 미세 패턴에 대해서도 결함 여부를 검사할 수 있으므로, 다양한 패널에 대해 검사공정을 수행할 수 있는 범용성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 렌즈의 개수 및 검사부가 갖는 카메라의 개수를 감소시킬 수 있으므로, 전체 시스템을 간결하게 구성하여 검사 비용을 줄이고, 검사시간을 단축할 수 있다.

본 발명은 고효율 고선명도의 검사 광학계를 적용하여 적은 수의 카메라아ㅗ 렌즈로 고속 검사를 수행할 수 있고, 전체 크기를 축소시킴으로써 설치에 대한 공간적 제약 및 제작 비용을 줄일 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 패널 검사장치가 패널을 검사하는 원리를 설명하기 위한 개념도
도 2는 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치의 개략적인 측면도
도 3은 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치가 패널을 검사하는 원리를 설명하기 위한 개념도
도 4 및 도 5는 재귀 반사판을 이용하는 방식 및 비구면거울을 이용하는 방식을 비교하기 위한 개념도
도 6은 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치의 광원부를 설명하기 위한 개념도
도 7은 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치에 있어서 제1공간필터마스크에 대한 정면도
도 8은 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치에 있어서 풀미러가 설치되는 지지부의 측단면도
도 9는 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치에 있어서 비구면거울의 개략적인 사시도
도 10은 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치에 있어서 도 9의 A 부분에 대한 비구면거울의 확대 단면도
도 11은 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치에 있어서 제2공간필터마스크를 설명하기 위한 개념도
도 12는 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치에 있어서 제2공간필터마스크에 대한 정면도
도 13은 본 발명의 변형된 실시예에 따른 표면 검사 광학장치가 패널을 검사하는 원리를 설명하기 위한 개념도

이하에서는 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치의 개략적인 측면도, 도 3은 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치가 패널을 검사하는 원리를 설명하기 위한 개념도, 도 4 및 도 5는 재귀 반사판을 이용하는 방식 및 비구면거울을 이용하는 방식을 비교하기 위한 개념도, 도 6은 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치의 광원부를 설명하기 위한 개념도, 도 7은 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치에 있어서 제1공간필터마스크에 대한 정면도, 도 8은 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치에 있어서 풀미러가 설치되는 지지부의 측단면도, 도 9는 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치에 있어서 비구면거울의 개략적인 사시도, 도 10은 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치에 있어서 도 9의 A 부분에 대한 비구면거울의 확대 단면도, 도 11은 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치에 있어서 제2공간필터마스크를 설명하기 위한 개념도, 도 12는 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치에 있어서 제2공간필터마스크에 대한 정면도, 도 13은 본 발명의 변형된 실시예에 따른 표면 검사 광학장치가 패널을 검사하는 원리를 설명하기 위한 개념도이다.

도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 피검체에 대한 표면 결함을 검사하기 위한 것이다. 예컨대, 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 패널(100)에 대한 표면 결함을 검사할 수 있다. 상기 패널(100)은 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes), PDP(Plasma Display Panel), EPD(Electrophoretic Display) 등의 디스플레이장치에 이용되는 기판, 전자부품에 이용되는 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board) 등일 수 있다.

본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 상기 패널(100)에 검사광을 조사하여 상기 패널(100)에 대한 결함을 검사하기 위한 검사영상을 획득한다. 예컨대, 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 어레이 패턴에 대한 검사영상을 획득할 수 있다. 이를 위해, 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 검사광을 방출하는 광원부(2), 상기 광원부(2)로부터 방출된 검사광을 상기 패널(100) 쪽으로 전반사시키는 풀미러(Full Mirror, 3), 상기 패널(100)에 반사된 검사광이 입사되는 이미징렌즈부(4), 상기 패널(100)에 반사되어 입사된 검사광을 상기 패널(100) 쪽으로 반사시키는 비구면거울(5), 및 상기 이미징렌즈부(5)를 통과한 검사광을 이용하여 상기 패널(100)에 대한 검사영상을 생성하는 검사부(6)를 포함한다.

본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)에 있어서, 검사광은 다음과 같이 이동하게 된다. 우선, 검사광은 상기 광원부(2)로부터 방출되어 상기 풀미러(3)로 입사된다. 다음, 검사광은 상기 풀미러(3)에 반사되어 상기 패널(100)로 입사된다. 다음, 검사광은 상기 패널(100)에 반사되어 상기 비구면거울(5)로 입사된다. 다음, 검사광은 상기 비구면거울(5)에 반사되어 다시 상기 패널(100)로 입사된다. 다음, 검사광은 상기 패널(100)에 반사되어 상기 이미징렌즈부(4)로 입사된다. 다음, 검사광은 상기 이미징렌즈부(4)를 통과하여 상기 검사부(6)로 입사된다. 이와 같이 이동한 검사광은, 상기 검사부(6)가 검사영상을 생성하는데 이용된다.

여기서, 상기 풀미러(3)는 상기 이미징렌즈부(4)의 제2주점(主點, 41)(도 3에 도시됨)의 중심으로부터 이격된 위치에 설치된다. 상기 제2주점(41)은 상기 이미징렌즈부(4)의 내부에서 검사광이 집광되는 지점으로, 조리개가 위치하는 지점이다. 이에 따라, 상기 패널(100)에서 상기 검사부(6) 쪽으로 이동하는 검사광은, 상기 이미징렌즈부(4)를 통과하면서 상기 풀미러(3)를 회피하여 상기 검사부(6)로 입사된다. 또한, 상기 광원부(2)에서 상기 풀미러(3)를 거쳐 상기 패널(100) 쪽으로 이동하는 검사광은, 상기 제2주점(41)을 통과하는 검사광을 회피하여 상기 패널(100) 쪽으로 이동하게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 상기 풀미러(3)가 상기 광원부(2)로부터 방출된 검사광을 상기 패널(100) 쪽으로 전반사시키도록 구현될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 하프미러를 이용함에 따라 검사광에 대한 손실이 발생하는 종래 기술과 대비할 때, 검사광에 대해 손실이 발생하는 정도를 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 종래 기술과 대비할 때, 더 밝고 더 선명한 검사영상을 획득할 수 있도록 구현됨으로써, 상기 패널(100)에 대한 검사 결과의 정확성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)에 있어서, 상기 비구면거울(5)은 평면을 제외한 비구면으로 형성되는 반사면(51, 도 3에 도시됨)을 포함한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 상기 비구면거울(5)이 검사광을 반사시키는 과정에서 산란으로 인해 검사광에 대해 손실이 발생하는 정도를 감소시킬 수 있다. 이를 구체적으로 살펴보면, 다음과 같다.

우선, 상기 비구면거울(5)을 대신하여 재귀 반사판(Retro Reflector)을 이용하는 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 검사광은 재귀 반사판에 반사되는 과정에서 산란으로 인해 일부가 재귀 반사판에 입사된 각도와 다른 각도로 반사된다. 따라서, 재귀 반사판을 이용하는 방식은, 산란으로 인해 상기 검사부(6)에 입사되는 검사광의 수광 효율을 저하시킨다. 또한, 재귀 반사판을 이용하는 방식은, 검사광이 재귀 반사판에 입사되는 입사각에 따라 재귀 반사판에 반사되는 광량에 차이가 발생한다. 따라서, 재귀 반사판을 이용하는 방식은, 입사각에 따라 재귀 반사판에 반사되는 검사광의 광량 차이로 인해 불균일한 검사영상의 획득을 초래하게 된다.

다음, 상기 비구면거울(5)을 이용하는 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 검사광은 비구면거울(5)에 입사되는 입사각과 대략 일치하는 각도로 반사된다. 이에 따라, 비구면거울(5)을 이용하는 방식은, 상기 검사부(6)에 입사되는 검사광의 수광 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 비구면거울(5)에 반사되는 검사광의 광량 차이를 감소시킬 수 있다. 따라서, 비구면거울(5)을 이용하는 방식은, 동축 조명 방식으로 패널(100)에 대한 결함을 검사하는 종래 기술 및 재귀 반사판을 이용하는 방식과 대비할 때, 아래 표 1과 같이 더 밝고 더 선명한 검사영상을 획득할 수 있다. 아래 표에서, 비교예 1은 동축 조명 방식으로 획득한 검사영상이고, 비교예 2는 재귀 반사판을 이용한 방식으로 획득한 검사영상이며, 실시예는 비구면거울(5)을 이용한 방식으로 획득한 검사영상이다.

[표 1]

표 1에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 비교예 1 및 비교예 2와 대비할 때, 상기 패널(100)에 형성된 패턴이 더 밝고 더 선명하게 표시되는 검사영상을 획득할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.

첫째, 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 검사영상에 대한 밝기 및 선명도를 향상시킴으로써, 상기 패널(100)에 대한 결함 검사 결과의 정확성을 향상시킬 수 있다.

둘째, 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 검사영상에 대한 밝기 및 선명도를 향상시킴에 따라 분해능을 향상시킬 수 있으므로, 상기 패널(100)에 형성된 패턴이 미세한 크기더라도 미세 패턴에 대한 결함도 검사할 수 있다. 예컨대, 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 상기 패널(100)에 형성된 1 ㎛ 이하의 미세 패턴에 대한 결함도 검사할 수 있다.

셋째, 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 상기 검사부(6)에 입사되는 검사광의 수광 효율 및 부분적인 광량 차이를 감소시킬 수 있으므로, 비교예 1 및 비교예 2와 대비할 때 상대적으로 저가의 검사부(5)를 이용하더라도 밝고 선명한 검사영상을 획득할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 상기 패널(100)에 대한 결함을 검사하기 위한 검사비용을 절감할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 비교예 1 및 비교예 2와 비교할 때, 상기 검사부(6)가 검사영상을 획득하기 위해 촬영하는 시간을 줄일 수 있으므로, 상기 패널(100)에 대한 결함을 검사하기 위한 검사시간을 단축할 수 있다.

이하에서는 상기 광원부(2), 상기 풀미러(3), 상기 이미징센서(4), 상기 비구면거울(5), 및 상기 검사부(6)에 관해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 2 및 도 3을 참고하면, 상기 광원부(2)는 상기 풀미러(3)를 향해 검사광을 방출한다. 검사광은 상기 패널(100)을 검사하기 위한 광이다. 상기 광원부(2)는 상기 이미징렌즈부(4)의 측방에 위치되게 설치된다. 상기 광원부(2)는 광원(21) 및 광원렌즈(22)를 포함할 수 있다.

상기 광원(21)은 상기 광원렌즈(22)를 향해 광을 방출한다. 상기 광원(21)은 적어도 하나의 엘이디(LED, Light Emitting Diode)를 포함할 수 있다.

상기 광원렌즈(22)는 상기 광원(21)으로부터 방출된 광을 집광시킨다. 상기 광원렌즈(22)는 상기 광원(21)으로부터 방출된 광이 상기 풀미러(3)에서 집광되도록 상기 광원(21)으로부터 방출된 광을 집광시킬 수 있다. 상기 광원렌즈(22)에 의해 집광된 광이 검사광으로 이용될 수 있다.

도 2 및 도 6을 참고하면, 상기 광원부(2)는 광원미러(23)를 포함할 수 있다.

상기 광원미러(23)는 상기 광원(21)으로부터 방출된 광을 상기 풀미러(3) 쪽으로 반사시킨다. 이에 따라, 상기 광원미러(23)는 상기 광원(21)으로부터 방출된 광의 이동방향을 변경시킬 수 있다. 따라서, 상기 광원부(2)는 상기 광원(21)이 상기 풀미러(3)를 향하는 방향이 아닌 다른 방향을 향해 광을 방출하도록 설치되더라도, 상기 광원미러(23)를 이용하여 상기 광원(21)이 방출한 광이 상기 풀미러(3) 쪽으로 이동하도록 구현된다. 예컨대, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 광원(21)은 상기 광원미러(21)의 하측에 위치되어 상측으로 광을 방출하도록 설치될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 상기 광원(21)이 상기 광원미러(23) 없이 직접 상기 풀미러(3)를 향해 광을 방출하도록 설치되는 것과 대비할 때, 상기 광원부(2)의 측방향(X축 방향) 길이를 감소시킬 수 있다.

상기 광원미러(23)는 상기 광원(21)으로부터 방출된 광을 상기 풀미러(3) 쪽으로 전반사시킬 수 있다. 상기 광원미러(23)는 상기 광원(21)이 방출한 광의 이동방향이 90도 변경되도록 상기 광원(21)이 방출한 광을 반사시킬 수 있다. 상기 광원미러(23)는 상기 풀미러(3)와 대략 일치하는 높이에 위치되게 설치될 수 있다. 상기 광원미러(23)에 반사된 광이 검사광으로 이용될 수 있다.

상기 광원부(2)가 상기 광원렌즈(22) 및 상기 광원미러(23)를 포함하는 경우, 상기 광원렌즈(22)는 상기 광원(21) 및 상기 광원미러(23) 사이에 위치되게 설치될 수 있다. 상기 광원렌즈(22)는 상기 광원미러(23) 및 상기 풀미러(3) 사이에 위치되게 설치될 수도 있다.

도 2, 도 6 및 도 7을 참고하면, 상기 광원부(2)는 제1공간필터마스크(Spatial Filter Mask, 24)를 포함할 수 있다.

상기 제1공간필터마스크(24)는 상기 광원(21) 및 상기 풀미러(3) 사이에 위치되게 설치된다. 상기 광원(21)이 방출한 광은, 상기 제1공간필터마스크(24)를 거쳐 상기 풀미러(3)로 입사된다. 상기 제1공간필터마스크(24)는 상기 광원(21)이 방출하는 광의 일부를 통과시켜서 검사광으로 변환한다. 즉, 상기 제1공간필터마스크(24)는 상기 광원(21)이 방출하는 광의 일부를 차단한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 상기 제1공간필터마스크(24)를 이용하여 상기 광원(21)이 방출한 광 중에서 상대적으로 밝기가 낮은 외곽 부분 등과 같이 불필요한 성분을 차단함으로써, 상기 풀미러(3)로 입사되는 검사광의 균일성 등과 같은 광질을 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 상기 패널(100)에 형성된 패턴의 격자 내지 주기적 형상이 입체적으로 표시되는 검사영상을 획득할 수 있도록 구현됨으로써, 상기 패널(100)에 대한 검사 결과의 정확성을 향상시킬 수 있다.

상기 제1공간필터마스크(24)는 도 7에 도시된 바와 같이 제1관통공(241)을 포함할 수 있다. 상기 광원(21)으로부터 방출된 광 중에서 상기 제1관통공(241)을 통과한 광이 검사광으로 변환되어 상기 풀미러(3)로 입사된다. 상기 제1관통공(241)은 상기 제1공간필터마스크(24)를 관통하여 형성된다. 상기 제1관통공(241)은 직사각형 형태로 형성될 수 있다. 상기 제1공간필터마스크(24)는 상기 광원(21)으로부터 방출된 광을 차단할 수 있는 재질로 형성된다.

도 2, 도 3, 및 도 8을 참고하면, 상기 풀미러(3)는 상기 광원부(2)로부터 방출된 검사광을 상기 패널(100) 쪽으로 전반사시킨다. 상기 풀미러(3)는 상기 이미징렌즈부(4)의 제2주점(41)의 중심으로부터 이격된 위치에 위치되게 설치된다. 이에 따라, 상기 풀미러(3)는 상기 패널(100)에서 상기 검사부(6)로 이동하는 검사광에 간섭되지 않고, 상기 광원부(2)로부터 방출된 검사광을 상기 패널(100) 쪽으로 전반사시킬 수 있다. 상기 풀미러(3)는 상기 제2주점(41)과 대략 일치하는 높이에 위치되게 설치될 수 있다.

상기 풀미러(3)는 지지부(7, 도 8에 도시됨)에 결합될 수 있다.

상기 지지부(7)는 상기 풀미러(3)가 상기 이미징렌즈부(4)의 제2주점(41)의 중심으로부터 이격된 위치에 위치되게 상기 풀미러(3)를 지지한다. 상기 지지부(7)는 상기 이미징렌즈부(4)에 삽입되어 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 풀미러(3)는 상기 이미징렌즈부(4)의 내부에 위치되게 설치된다. 상기 지지부(7)는 통과공(71, 도 8에 도시됨)을 포함한다.

상기 통과공(71)은 상기 지지부(7)를 관통하여 형성된다. 상기 지지부(7)는 상기 이미징렌즈부(4)의 제2주점(41)이 상기 통과공(71) 내에 위치되게 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 패널(100)에서 상기 제2주점(41)을 거쳐 상기 검사부(6)로 이동하는 검사광은, 상기 통과공(71)을 통해 상기 지지부(7)를 통과하여 상기 검사부(6)로 입사될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 상기 풀미러(3)가 상기 이미징렌즈부(4)의 제2주점(41)의 중심으로부터 이격된 위치에 위치되게 상기 풀미러(3)를 안정적으로 지지할 수 있음과 동시에, 상기 패널(100)에서 상기 이미징렌즈부(4)의 제2주점(41)을 거쳐 상기 검사부(6)로 이동하는 검사광이 상기 지지부(7) 및 상기 풀미러(3)에 의해 손실되는 것을 방지할 수 있다. 상기 통과공(71)은 반원형의 단면을 갖도록 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 검사광을 통과시킬 수 있는 형태이면 다른 형태로 형성될 수도 있다.

상기 지지부(7)는 상기 풀미러(3)가 삽입되는 결합홈(72, 도 8에 도시됨)을 포함할 수 있다. 상기 풀미러(3)는 상기 결합홈(72)에 삽입되어 상기 지지부(7)에 결합될 수 있다. 상기 지지부(7)에서 상기 결합홈(72)이 형성된 부분은, 상기 풀미러(3)가 상기 광원부(2)로부터 방출된 검사광을 상기 패널(100) 쪽으로 전반사시킬 수 있도록 소정 각도로 경사지게 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 풀미러(3)는 상기 패널(100)에 수직한 수직방향에 대해 소정 각도로 기울어지게 설치된다.

도 2, 도 3, 및 도 8을 참고하면, 상기 이미징렌즈부(4)는 상기 검사부(6) 및 상기 패널(100) 사이에 위치되게 설치된다. 상기 이미징렌즈부(4)는 상기 광원부(2)로부터 방출되어 상기 풀미러(3)에 반사된 검사광을 통과시킨다. 이에 따라, 상기 풀미러(3)에 반사된 검사광은 상기 이미징렌즈부(4)를 통과하여 상기 패널(100)로 입사된다. 상기 이미징렌즈부(4)는 상기 비구면거울(5)에 반사된 후에 상기 패널(100)에 반사된 검사광을 통과시킨다. 이에 따라, 상기 패널(100)에 반사된 검사광은 상기 이미징렌즈부(4)로 입사된 후에, 상기 이미징렌즈부(4)를 통과하여 상기 검사부(6)로 입사된다. 상기 패널(100)에 반사된 검사광은 상기 이미징렌즈부(4)를 통과하는 과정에서 상기 풀미러(3)로부터 이격된 제2주점(41)을 거쳐 상기 검사부(6)로 입사된다. 이에 따라, 상기 패널(100)에 반사된 검사광은 상기 풀미러(3)에 간섭되지 않고 상기 패널(100)에서 상기 검사부(6)로 이동할 수 있다.

상기 이미징렌즈부(4)는 복수개의 광학렌즈를 포함할 수 있다. 상기 광학렌즈들은 상기 풀미러(3)로부터 이격된 위치에 상기 제2주점(41)이 위치하도록 배치된다. 상기 풀미러(3)는 상기 광학렌즈들 사이에서 상기 제2주점(41)에 대략 일치하는 높이에 위치되게 설치된다.

상기 이미징렌즈부(4)는 이미지서클(Image Circle)의 직경이 80 mm, 2.5배 이상의 배율, 및 시계(FOV, Field of View)의 직경이 30 mm 이상으로 구현될 수 있다. 상기 이미징렌즈부(4)는 100 mm 이상의 작동거리(Working Distance)를 갖도록 구현될 수 있다. 작동거리는 상기 이미징렌즈부(4) 의 하단 및 상기 패널(100)의 상면 간의 거리이다. 상기 이미징렌즈부(4)는 초점 거리가 130 mm 이상이고, 최대 구경이 95 mm 이하로 구현될 수 있다.

상기 이미징렌즈부(4)는 하우징(200, 도 2에 도시됨)에 결합될 수 있다. 상기 하우징(200)은 상기 이미징렌즈부(4)가 상기 패널(100)로부터 소정 거리 이격된 위치에 위치되게 상기 이미징렌즈부(4)를 지지한다. 상기 이미징렌즈부(4)가 상기 패널(100)로부터 상측으로 작동거리만큼 이격된 위치에 위치될 수 있다. 상기 이미징렌즈부(4)는 상기 패널(100)에 수직한 수직방향에 대해 소정 각도로 기울어지게 설치될 수 있다. 상기 하우징(200)에는 상기 광원부(2), 상기 풀미러(3), 및 상기 비구면거울(5)이 결합될 수 있다.

도 2 내지 도 10을 참고하면, 상기 비구면거울(5)은 상기 패널(100)에 반사되어 입사된 검사광을 상기 패널(100) 쪽으로 반사시킨다. 상기 비구면거울(5)은 상기 패널(100) 쪽으로 반사시킨 검사광이 상기 패널(100)에 반사된 후에 상기 이미징렌즈부(4)를 통과하면서 상기 풀미러(3)로부터 이격된 제2주점을 거쳐 상기 검사부(6)로 입사되도록 상기 패널(100)에 반사되어 입사된 검사광을 상기 패널(100) 쪽으로 반사시킨다.

상기 비구면거울(5)은 상기 패널(100)에 수직한 방향에 대해 소정 각도로 기울어지게 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 비구면거울(5) 및 상기 이미징렌즈부(4)는 상기 패널(100)에 수직한 방향을 기준으로 서로 반대되는 방향으로 소정 각도로 기울어지게 설치된다. 상기 비구면거울(5) 및 상기 이미징렌즈부(4)는 서로 다른 각도로 기울어지게 설치될 수 있다. 상기 비구면거울(5)은 상기 하우징(200)에 결합될 수 있다.

상기 비구면거울(5)은 상기 이미징렌즈부(4)의 측방에 위치되게 설치된다. 상기 비구면거울(5)은 상기 하우징(200)에 결합됨으로써, 상기 이미징렌즈부(4)의 측방에 위치되게 설치될 수 있다. 상기 비구면거울(5)은 상기 패널(100)로부터 소정 거리 이격된 위치에 위치되게 설치된다. 상기 비구면거울(5)은 상기 이미징렌즈부(4)의 작동거리에 비해 긴 거리로 상기 패널(100)로부터 이격되게 설치될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 상기 검사부(6)에 수광되는 검사광의 수광 효율 향상 및 상기 비구면거울(5)에 반사되는 검사광의 광량 차이를 감소시킴으로써, 밝고 선명한 검사영상을 획득할 수 있다.

상기 비구면거울(5)은 붕규산유리(Borosilicate Glass)로 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 내산성, 내후성, 및 내열충격성이 강화된 비구면거울(5)을 이용함으로써, 상기 패널(100)을 검사하는 과정에서 상기 비구면거울(5)이 손상 내지 파손됨에 따라 발생하는 비용 손실을 줄일 수 있다. 상기 비구면거울(5)은 전제적으로 직방체 형태로 형성될 수 있다. 상기 비구면거울(5)은 장변(長邊)의 길이가 상기 이미징렌즈부(4)의 구경과 같거나 작은 길이를 갖도록 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 비구면거울(5)은 장변의 길이가 90 mm 이하로 형성될 수 있다.

상기 비구면거울(5)은 상기 반사면(51)을 포함한다. 상기 반사면(51)은 상기 비구면거울(5)의 일면에 형성된다. 상기 비구면거울(5)의 일면은, 상기 비구면거울(5)에서 상기 패널(100)을 향하는 면을 의미한다. 상기 반사면(51)은 평면을 제외한 비구면으로 형성된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 상기 표 1에서 알 수 있듯이 동축 조명 방식을 이용한 비교예 1 및 재귀 반사판을 이용한 비교예 2와 대비할 때, 더 밝고 더 선명한 검사영상을 획득할 수 있다.

상기 반사면(51)은 상기 패널(100)에 대해 오목한 곡면 형태로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 반사면(51)은 상기 패널(100)에 대해 오목한 타원 형태로 형성될 수 있다. 상기 반사면(51)은 장변 방향 및 단변 방향으로 서로 동일한 곡률을 갖도록 형성될 수 있다.

상기 비구면거울(5)은 상기 반사면(51)에 형성된 제1코팅층(52, 도 10에 도시됨)을 포함할 수 있다. 상기 제1코팅층(52)은 반사율을 높일 수 있는 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 제1코팅층(52)은 은(Ag) 또는 알루미늄(Al)으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 상기 비구면거울(5)이 검사광을 반사시키는 반사율을 높임으로써, 더 밝고 더 선명한 검사영상을 획득할 수 있다. 상기 제1코팅층(52)은 은 또는 알루미늄을 상기 반사면(51)에 코팅함으로써 구현될 수 있다.

상기 비구면거울(5)은 상기 제1코팅층(52)에 형성된 제2코팅층(53, 도 10에 도시됨)을 포함할 수 있다. 상기 제2코팅층(53)은 상기 제1코팅층(52)을 기준으로 상기 반사면(51)의 반대편에 위치되게 형성된다. 즉, 상기 제1코팅층(52)은 상기 반사면(51) 및 상기 제2코팅층(53) 사이에 위치된다. 상기 제2코팅층(53)은 상기 제1코팅층(52)에 형성됨으로써, 외부 환경으로부터 상기 제1코팅층(52)을 보호할 수 있다. 예컨대, 상기 제2코팅층(53)은 상기 제1코팅층(52)에 이산화규소(SiO₂)를 코팅함으로써 구현될 수 있다.

도 2 내지 도 10을 참고하면, 상기 검사부(6, 도 2에 도시됨)는 상기 이미징렌즈부(4)를 통과한 검사광을 이용하여 상기 패널(100)에 대한 검사영상을 생성한다. 상기 패널(100)에서 검사광이 조사된 부분의 표면이 정상인 경우, 상기 비구면거울(5)을 거쳐 상기 패널(100)에 재반사된 검사광은 상기 제2주점을 거쳐 상기 검사부(5)로 입사된다. 이 경우, 상기 패널(100)에 재반사된 검사광은 상기 이미징렌즈부(4)의 화각과 일치하게 된다. 한편, 상기 패널(100)에서 검사광이 조사된 부분의 표면이 비정상적인 경우, 상기 비구면거울(5)을 거쳐 상기 패널(100)에 재반사된 검사광은 굴절되어 상기 검사부(6)로 입사되지 못하거나 상기 검사부(6)로 입사되는 광량이 감소된다. 이에 따라, 상기 검사부(6)는 상기 비구면거울(5)을 거쳐 상기 패널(100)에 재반사된 검사광에 대한 광량 차이를 이용하여 결함 부분이 명확하게 표시되는 밝고 선명한 검사영상을 획득할 수 있다.

상기 검사부(6)는 상기 이미징렌즈부(4)를 기준으로 상기 패널(100)의 반대편에 위치되게 설치된다. 즉, 상기 이미징렌지부(4)는 상기 검사부(6) 및 상기 패널(100) 사이에 위치된다. 상기 검사부(6)는 상기 이미징렌즈부(4)에 결합됨으로써, 상기 하우징(200)에 지지될 수 있다.

상기 검사부(6)는 라인스캔카메라를 포함할 수 있다. 상기 라인스캔카메라는 상기 검사광을 이용하여 상기 패널(100)을 촬영함으로써, 상기 패널(100)에 대한 검사영상을 획득할 수 있다. 상기 검사부(6)는 상기 라인스캔카메라가 갖는 이미지센서가 상기 이미징렌즈부(4)의 중심축과 이격된 위치에서 수광할 수 있도록 구현될 수 있다.

도시되지 않았지만, 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 상기 하우징(200)을 이동시키는 이송부를 포함할 수 있다. 상기 이송부는 상기 하우징(200)을 이동시킴으로써, 상기 패널(100)에 대해 상기 검사부(6)가 검사영상을 획득하는 부분을 변경할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 상기 검사부(6)가 상기 패널(100)에 대해 부분적으로 검사영상을 획득하면서 이동함으로써, 상기 패널(100)의 전체에 대한 검사영상을 획득할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 상기 패널(100) 전체를 한번에 촬영하여 검사영상을 획득하는 방식과 대비할 때, 상기 라인스캔카메라가 갖는 이미지센서의 개수를 줄일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 상기 하우징(200)의 이동 거리를 조절함으로써, 다양한 크기를 갖는 패널(100)에 대한 결함을 검사할 수 있다. 상기 이송부는 상기 하우징(200)을 이동시키지 않고, 상기 패널(100)을 이동시킬 수도 있다. 상기 이송부는 상기 패널(100) 및 상기 하우징(200) 모두를 이동시킬 수도 있다. 이 경우, 상기 이송부는 상기 패널(100) 및 상기 하우징(200)을 서로 반대되는 방향으로 이동시킬 수 있다.

본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 상기 검사부(6)가 획득한 검사영상을 이용하여 상기 패널(100)에 대한 결함을 검출하는 검출장치(미도시)와 연결될 수 있다. 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)가 획득한 검사영상을 상기 검출장치에 제공하면, 상기 검출장치는 검사영상을 이용하여 상기 패널(100)에 대한 결함을 검출할 수 있다. 예컨대, 상기 검출장치는 상기 패널(100)에 대한 정상적인 기준영상 및 상기 검사부(6)가 획득한 검사영상을 비교함으로써, 상기 패널(100)에 대한 결함을 검출할 수 있다. 상기 검출장치는 상기 검사부(6)가 획득한 검사영상을 부분별로 서로 비교하여 밝기 등에 차이가 있는 부분을 검출함으로써, 상기 패널(100)에 대한 결함을 검출할 수도 있다. 한편, 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 상기 검출장치와 별개의 장비로 구현될 수도 있고, 상기 검출장치의 기능을 갖는 구성을 포함하여 구현될 수도 있다. 이 경우, 상기 검사부(6)가 상기 검출장치의 기능을 수행할 수 있다.

도 2, 도 11, 및 도 12를 참고하면, 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 제2공간필터마스크(Spatial Filter Mask, 8)를 포함할 수 있다.

상기 제2공간필터마스크(8)는 상기 패널(100) 및 상기 비구면거울(5) 사이에 위치되게 설치된다. 상기 풀미러(3)에 반사된 후에 상기 패널(100)에 반사된 검사광은, 상기 제2공간필터마스크(8)를 거쳐 상기 비구면거울(5)로 입사된다. 상기 비구면거울(5)에 반사된 검사광은, 상기 제2공간필터마스크(8)를 거쳐 상기 패널(100)로 재입사된다. 이 과정에서, 상기 제2공간필터마스크(8)는 검사광의 일부를 차단한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 상기 제2공간필터마스크(8)를 이용하여 검사광 중에서 상대적으로 밝기가 낮은 외곽 부분 등과 같이 불필요한 성분을 차단함으로써, 상기 검사부(6)로 입사되는 검사광의 균일성 등과 같은 광질을 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 상기 패널(100)에 형성된 패턴의 격자 내지 주기적 형상이 입체적으로 표시되는 검사영상을 획득할 수 있도록 구현됨으로써, 상기 패널(100)에 대한 검사 결과의 정확성을 향상시킬 수 있다.

상기 제2공간필터마스크(8)는 상기 하우징(200, 도 2에 도시됨)에 결합될 수 있다. 상기 제2공간필터마스크(8)는 상기 패널(100)에 수직한 수직방향에 대해 소정 각도로 기울어지게 상기 하우징(200)에 결합될 수 있다.

상기 제2공간필터마스크(8)는 도 12에 도시된 바와 같이 제2관통공(81)을 포함할 수 있다. 검사광 중에서 상기 제2관통공(81)을 통과한 광만이 상기 패널(100) 및 상기 비구면거울(5) 간에 이동할 수 있다. 상기 제2관통공(81)은 상기 제2공간필터마스크(8)를 관통하여 형성된다. 상기 제2관통공(81)은 직사각형 형태로 형성될 수 있다. 상기 제2관통공(81) 및 상기 제1관통공(241, 도 7에 도시됨)은 대략 일치하는 크기 및 형태로 형성될 수 있다. 상기 제2공간필터마스크(8) 및 상기 제1공간필터마스크(24, 도 7에 도시됨)는 상기 제2관통공(81) 및 상기 제1관통공(241) 각각이 갖는 장변이 서로 동일한 방향을 향하도록 설치될 수 있다. 상기 제2공간필터마스크(8)는 검사광을 차단할 수 있는 재질로 형성된다.

여기서, 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 상술한 바와 같이 상기 패널(100)에 반사되는 검사광을 이용하여 검사영상을 획득할 수 있다. 본 발명의 변형된 실시예에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 상기 패널(100)을 투과하는 검사광을 이용하여 검사영상을 획득할 수도 있다. 이를 구체적으로 살펴보면, 다음과 같다.

도 13을 참고하면, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 상기 비구면거울(5)이 상기 패널(100)을 기준으로 상기 이미징렌즈부(4)의 반대편에 위치되게 설치된다. 예컨대, 상기 비구면거울(5)은 상기 패널(100)의 하측에 설치되고, 상기 이미징렌즈부(4)는 상기 패널(100)의 상측에 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 제2공간필터마스크(8)는 상기 패널(100)의 하측에 설치된다.

본 발명의 변형된 실시예에 따른 표면 검사 광학장치(1)에 있어서, 검사광은 다음과 같이 이동하게 된다. 우선, 검사광은 상기 광원부(2)로부터 방출되어 상기 풀미러(3)로 입사된다. 다음, 검사광은 상기 풀미러(3)에 반사되어 상기 패널(100)로 입사된다. 다음, 검사광은 상기 패널(100)을 투과하여 상기 비구면거울(5)로 입사된다. 다음, 검사광은 상기 비구면거울(5)에 반사되어 다시 상기 패널(100)로 입사된다. 다음, 검사광은 상기 패널(100)을 투과하여 상기 이미징렌즈부(4)로 입사된다. 다음, 검사광은 상기 이미징렌즈부(4)를 통과하여 상기 검사부(6)로 입사된다. 이와 같이 이동한 검사광은, 상기 검사부(6)가 검사영상을 생성하는데 이용된다.

본 발명의 다른 변형된 실시예에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 상기 광원부(2), 상기 광원부(2)로부터 방출된 검사광을 상기 패널(100) 쪽으로 반사시키는 미러(Mirror), 상기 패널(100)에 반사되거나 상기 패널(100)을 투과하여 입사된 검사광을 상기 패널(100) 쪽으로 반사시키는 비구면거울(5), 상기 비구면거울(5)에 반사된 후에 상기 패널(100)에 반사되거나 상기 패널(100)을 투과한 검사광이 입사되는 이미징렌즈부(4), 상기 이미징렌즈부(4)를 통과한 검사광을 이용하여 상기 패널(100)에 대한 검사영상을 생성하는 검사부(6), 및 검사광의 일부를 통과시키는 공간필터마스크(Spatial Filter Mask)를 포함할 수 있다.

상기 공간필터마스크는 상기 패널(100) 및 상기 비구면거울(5) 사이에 위치되게 설치된다. 상기 미러에 반사된 후에 상기 패널(100)에 반사되거나 상기 패널(100)을 투과한 검사광은, 상기 공간필터마스크를 거쳐 상기 비구면거울(5)로 입사된다. 상기 비구면거울(5)에 반사된 검사광은, 상기 공간필터마스크를 거쳐 상기 패널(100)로 재입사된다. 이 과정에서, 상기 공간필터마스크는 검사광의 일부를 차단한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 상기 공간필터마스크를 이용하여 검사광 중에서 상대적으로 밝기가 낮은 외곽 부분 등과 같이 불필요한 성분을 차단함으로써, 상기 검사부(6)로 입사되는 검사광의 균일성 등과 같은 광질을 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)는 상기 패널(100)에 형성된 패턴의 격자 내지 주기적 형상이 입체적으로 표시되는 검사영상을 획득할 수 있도록 구현됨으로써, 상기 패널(100)에 대한 검사 결과의 정확성을 향상시킬 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 표면 검사방법의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2 내지 도 13을 참고하면, 본 발명에 따른 표면 검사방법은 피검체에 대한 표면 결함을 검사하기 위한 것이다. 예컨대, 본 발명에 따른 표면 검사 방법은 패널(100)에 대한 표면 결함을 검사할 수 있다. 본 발명에 따른 표면 검사방법은 상술한 본 발명에 따른 표면 검사 광학장치(1)에 의해 수행될 수 있다. 본 발명에 따른 표면 검사방법은 다음과 같은 구성을 포함할 수 있다.

우선, 광원으로부터 미러의 반사를 통해 상기 패널(100)에 검사광을 입사시킨다. 이러한 공정은, 상기 광원부(2)로부터 방출된 검사광이 상기 미러에 반사되어 상기 패널(100)에 입사됨으로써 이루어질 수 있다. 상기 광원부(2)로부터 방출된 검사광은 상기 풀미러(3)에 전반사되어 상기 패널(100)에 입사될 수도 있다.

다음, 상기 패널(100)로부터 상기 이미징렌즈부(4)의 제2주점(41)의 중심으로 반사되는 검사광을 이용하여 검사한다. 이러한 공정은, 상기 광원부(2)로부터 방출된 검사광이 상기 패널(100)에 반사되어 상기 이미지렌즈부(4)의 제2주점(41)의 중심으로 반사되면, 상기 검사부(6)가 상기 제2주점(41)의 중심으로 반사된 검사광을 이용하여 상기 패널(100)에 대한 검사영상을 획득함으로써 이루어질 수 있다. 상기 검사부(6)는 획득한 검사영상을 이용하여 상기 패널(100)의 표면에 대한 결함 여부를 검사할 수도 있다.

상기 이미징렌즈부(4)의 제2주점(41)의 중심 및 상기 미러의 반사지점은 서로 이격되게 위치될 수 있다. 상기 미러의 반사지점은, 상기 미러에 있어서 상기 광원부(2)로부터 방출된 검사광이 상기 미러에 입사되어 반사되는 지점이다.

여기서, 상기 패널로부터 이미징렌즈부의 제2주점의 중심으로 반사되는 검사광을 이용하여 검사하는 공정은, 상기 검사광을 상기 패널로 반사시키는 공정을 포함할 수 있다. 상기 검사광을 상기 패널로 반사시키는 공정은, 상기 비구면거울(5)이 검사광을 상기 패널(100) 쪽으로 반사시킴으로써 이루어질 수 있다. 상기 이미징렌즈부(4)의 제2주점(41)의 중심으로 반사되는 검사광은, 상기 비구면거울(5)의 반사 각도에 의해 조절될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

1 : 표면 검사 광학장치 2 : 광원부
3 : 풀미러 4 : 이미징렌즈부
5 : 비구면거울 6 : 검사부
100 : 패널 200 : 하우징

Claims (13)

1. 패널을 검사하기 위한 검사광을 방출하는 광원부;
   상기 광원부로부터 방출된 검사광을 패널 쪽으로 전반사시키는 풀미러(Full Mirror);
   패널에 반사되어 입사된 검사광을 패널 쪽으로 반사시키는 비구면거울;
   상기 비구면거울에 반사된 후에 패널에 반사된 검사광이 입사되는 이미징렌즈부; 및
   상기 이미징렌즈부를 통과한 검사광을 이용하여 패널에 대한 검사영상을 생성하는 검사부를 포함하고,
   상기 풀미러는 상기 이미징렌즈부의 제2주점(主點)의 중심으로부터 이격된 위치에 설치되어 상기 광원부로부터 방출된 검사광을 패널 쪽으로 전반사시키며,
   상기 비구면거울은 검사광을 반사시키는 반사면을 포함하고,
   상기 반사면은 평면을 제외한 비구면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 표면 검사 광학장치.
2. 패널을 검사하기 위한 검사광을 방출하는 광원부;
   상기 광원부로부터 방출된 검사광을 패널 쪽으로 전반사시키는 풀미러(Full Mirror);
   패널을 투과하여 입사된 검사광을 패널 쪽으로 반사시키는 비구면거울;
   상기 비구면거울에 반사된 후에 패널을 투과한 검사광이 입사되는 이미징렌즈부; 및
   상기 이미징렌즈부를 통과한 검사광을 이용하여 패널에 대한 검사영상을 생성하는 검사부를 포함하고,
   상기 풀미러는 상기 이미징렌즈부의 제2주점(主點)의 중심으로부터 이격된 위치에 설치되어 상기 광원부로부터 방출된 검사광을 패널 쪽으로 전반사시키며,
   상기 비구면거울은 검사광을 반사시키는 반사면을 포함하고,
   상기 반사면은 평면을 제외한 비구면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 표면 검사 광학장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 풀미러가 상기 이미징렌즈부의 제2주점의 중심으로부터 이격된 위치에 위치되도록 상기 풀미러를 지지하는 지지부를 포함하고,
   상기 지지부는 패널에서 제2주점을 거쳐 상기 검사부로 이동하는 검사광을 통과시키기 위한 통과공을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 검사 광학장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 광원부는 광을 방출하는 광원, 및 상기 광원으로부터 방출된 광의 이동방향이 변경되도록 상기 광원으로부터 방출된 광을 상기 풀미러 쪽으로 반사시키는 광원미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 검사 광학장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 광원부가 갖는 광원 및 상기 풀미러 사이에 위치되게 설치되고, 상기 광원이 방출하는 광의 일부를 통과시켜서 검사광으로 변환하는 제1공간필터마스크를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 검사 광학장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   패널 및 상기 비구면거울 사이에 위치되게 설치되어 검사광의 일부를 통과시키는 제2공간필터마스크를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 검사 광학장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 비구면거울은 상기 이미징렌즈부의 작동거리(Working Distance)에 비해 긴 거리로 패널로부터 이격되게 설치되는 것을 특징으로 하는 표면 검사 광학장치.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 반사면은 패널에 대해 오목한 곡면 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 표면 검사 광학장치.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 비구면거울은 상기 반사면에 형성된 제1코팅층, 및 상기 제1코팅층에 형성된 제2코팅층을 포함하고;
   상기 제1코팅층은 은(Ag) 또는 알루미늄(Al)으로 형성되고,
   상기 제2코팅층은 이산화규소(SiO₂)로 형성되는 것을 특징으로 하는 표면 검사 광학장치.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 비구면거울은 붕규산유리로 형성되는 것을 특징으로 하는 표면 검사 광학장치.
11. 패널을 검사하기 위한 검사광을 방출하는 광원부;
    상기 광원부로부터 방출된 검사광을 패널 쪽으로 반사시키는 미러(Mirror);
    패널에 반사되거나 패널을 투과하여 입사된 검사광을 패널 쪽으로 반사시키는 비구면거울;
    상기 비구면거울에 반사된 후에 패널에 반사되거나 패널을 투과한 검사광이 입사되는 이미징렌즈부;
    상기 이미징렌즈부를 통과한 검사광을 이용하여 패널에 대한 검사영상을 생성하는 검사부; 및
    패널 및 상기 비구면거울 사이에 위치되게 설치되어 검사광의 일부를 통과시키는 공간필터마스크를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 검사 광학장치.
12. 광원으로부터 미러의 반사를 통해 패널에 검사광을 입사시키는 단계;
    상기 패널에 반사되어 입사되는 검사광을 비구면거울이 상기 패널 쪽으로 반사시키는 단계; 및
    상기 패널로부터 이미징렌즈부의 제2주점의 중심으로 반사되는 검사광을 이용하여 검사하는 단계를 포함하고,
    상기 이미징렌즈부의 제2주점은 상기 미러의 반사지점과 서로 이격되어 있도록 하고, 상기 반사되는 검사광은 상기 비구면거울의 반사각도에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 표면 검사방법.
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