KR102137160B1 - 두께 측정 장치 - Google Patents

두께 측정 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102137160B1
KR102137160B1 KR1020197003017A KR20197003017A KR102137160B1 KR 102137160 B1 KR102137160 B1 KR 102137160B1 KR 1020197003017 A KR1020197003017 A KR 1020197003017A KR 20197003017 A KR20197003017 A KR 20197003017A KR 102137160 B1 KR102137160 B1 KR 102137160B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thickness
light
unit
measuring device
thickness measuring
Prior art date
Application number
KR1020197003017A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190020143A (ko
Inventor
배진형
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Publication of KR20190020143A publication Critical patent/KR20190020143A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102137160B1 publication Critical patent/KR102137160B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • G01B11/0616—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating
    • G01B11/0675—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating using interferometry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 두께 측정 장치는 대상체에 광을 조사하는 발광부, 상기 발광부에서 발생하는 빛이 모이는 렌즈부, 상기 렌즈부를 통해 모인 빛이 통과하는 격자 무늬 발생부, 상기 대상체의 복수의 층간 경계로부터 반사되는 광을 수신하는 수광부 및 상기 격자 무늬 발생부에 따라 상기 대상체의 표면에 형성되는 격자 무늬의 높이 차에 기초하여 상기 대상체의 복수의 층 중 적어도 하나의 두께를 획득하는 연산부를 포함할 수 있다.

Description

두께 측정 장치
본 발명은 두께 측정 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 레진을 사용하는 광학 점착(Optical Bonding) 장비에서 커버 글래스와 패널 사이에서 충진 된 레진의 두께 및 높이 일정성을 광학적 간섭 무늬를 이용하여 측정하는 장치에 관한 것이다.
최근에 널리 사용되는 스마트 폰, 태블릿 PC 등의 스마트 전자기기는 영상을 표시할 뿐만 아니라 사용자로부터 터치를 입력받는 터치스크린을 포함할 수 있다. 이 때, 터치스크린은 디스플레이 패널과 TPS 모듈의 합착 구조로 형성될 수 있다.
종래의 터치스크린은 디스플레이 패널과 TPS 모듈 사이에 에어 갭(Air Gap)을 포함하도록 마련되었다. 그러나 최근에는 야외 시인성을 향상시키고자 에어 갭 대신에 투명 레진(Regin)을 충진시키고 이를 자외선으로 경화시켜 디스플레이 패널과 TPS 모듈을 접합시키는 추세이다.
터치스크린의 제조에 레진을 사용하는 경우, 디스플레이 패널 및 TPS 모듈의 제조 공차에 의해 접합면이 비평행을 이루므로, 레진 층 두께의 균일성이 낮아질 수 있다.
두께가 균일한 레진 층을 형성하기 위해서는 레진 층의 두께를 측정할 필요가 있다.
본 발명의 일 과제는, 레이저 포인트 측정 방식보다 빠르게 대상물의 높이를 측정하는 두께 측정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 과제는, 서로 다른 대상체에 대응하는 격자 무늬를 쉽고 빠르게 생성하는 두께 측정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 두께 측정 장치는 대상체에 광을 조사하는 발광부, 상기 발광부에서 발생하는 빛이 모이는 렌즈부, 상기 렌즈부를 통해 모인 빛이 통과하는 격자 무늬 발생부, 상기 대상체의 복수의 층간 경계로부터 반사되는 광을 수신하는 수광부 및 상기 격자 무늬 발생부에 따라 상기 대상체의 표면에 형성되는 격자 무늬의 높이 차에 기초하여 상기 대상체의 복수의 층 중 적어도 하나의 두께를 획득하는 연산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 두께 측정 장치의 연산부는, 상기 복수의 수광 위치 중 인접하는 두 개의 거리 차이를 이용하여, 상기 대상체를 구성하는 복수의 층 중 어느 하나의 두께를 획득하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 두께 측정 장치의 연산부는, 상기 발광부에서 조사된 광이 상기 대상체 표면에 입사될 때의 입사각을 이용하여, 상기 대상체를 구성하는 하나 이상의 층 중 어느 하나의 층의 두께를 획득하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 두께 측정 장치의 연산부는, 상기 대상체를 구성하는 하나 이상의 층의 굴절률을 이용하여, 상기 대상체를 구성하는 하나 이상의 층 중 어느 하나의 층의 두께를 획득하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 두께 측정 장치는 상기 연산부에 의해 획득된 상기 대상체의 복수의 층 중 적어도 하나의 두께를 표시하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 두께 측정 장치의 디스플레이부는 상기 연산부에 의해 획득된 두께를 등고선으로 표시하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 효과는 다음과 같다.
본 발명의 다양한 실시 예들 중 일 실시 예에 따르면, 격자 무늬 패턴을 대상체의 전면에 1회 조사함으로써, 레이저 포인트 측정 방식보다 빠르게 대상물의 높이를 측정하는 두께 측정 장치를 제공하는 기술적 효과가 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들 중 다른 실시 예에 따르면, 장치 일부 구성요소로서 격자 무늬 발생기를 간단하게 교체할 수 있도록 함으로써 서로 다른 대상체에 대응하는 격자 무늬를 쉽고 빠르게 생성하는 두께 측정 장치를 제공하는 기술적 효과가 있다.
도 1은 두께 측정 장치의 일 실시예를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 두께 측정 장치의 일 실시예에 따른 제어 블록도이다.
도 3은 두께 측정 장치의 일 실시예에 따른 변위센서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 두께 측정 장치의 일 실시예에 따른 이송부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 두께 측정 장치 제어방법의 일 실시예에 따른 흐름도이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 제1 실시예에 의한 두께 측정 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 11 내지 도 15은 본 발명의 제1 실시예에 의한 두께 측정 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
이하, 본 발명과 관련된 실시 예에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
도 1은 두께 측정 장치의 일 실시예를 개략적으로 도시한 사시도이다. 먼저, 도 1을 참조하여 두께측정장치의 외관을 설명한다.
두께 측정 장치의 일 실시예에 따르면, 변위센서(110), 테이블(120), 이송부(130), 컴퓨터(140), 디스플레이(150), 지지부(160)를 포함할 수 있다.
테이블(120)은 지표면과 평행한 XY 평면상의 상면 및 하면을 가질 수 있다. 테이블(120)의 상면에는 대상체(Ob)가 놓일 수 있고, 이렇게 위치하는 대상체(Ob)에 대하여 두께측정이 이루어 질 수 있다.
여기서 대상체(Ob)란 복수의 층으로 구성될 수 있다. 또한, 대상체(Ob)를 구성하는 각각의 층은 빛을 투과시킬 수 있는 재질로 이루어 질 수 있다. 예를 들어, 대상체(Ob)는 터치 패널과 LCD 패널이 레진(Resin)으로 합착 되어 이루어지는 터치스크린일 수 있다.
이와는 달리, 대상체(Ob)는 강화유리와 옥타(OTCA; On Cell Touch AMOLED) 디스플레이가 레진으로 합착 되어 이루어지는 터치스크린일 수도 있다.
변위센서(110)는 테이블(120)의 상면으로부터 이격되어 설치될 수 있다. 이를 위해 변위 센서는 지지부(160)와 연결되도록 마련될 수 있다.
지지부(160)는 지표면과 수직인 Z축 방향으로 연장되어 마련될 수 있다.
변위센서(110)는 테이블(120)에 놓인 대상체(Ob)에 광을 조사할 수 있다. 또한 변위 센서는 대상체(Ob)의 복수의 층 경계 각각에서 반사되는 광을 수신할 수 있다.
이렇게 수신된 광의 정보는 컴퓨터(140)로 전달될 수 있다.
컴퓨터(140)는 수신된 광을 기초로 대상체(Ob) 복수의 층 중 적어도 하나의 두께를 획득할 수 있다.
디스플레이(150)는 컴퓨터(140)에서 획득한 두께를 표시하여 사용자에게 알려 줄 수 있다.
컴퓨터(140)는 연산부(141) 및 제어부(142)를 포함할 수 있으며, 이에 대하여는 후술하도록 한다.
테이블(120)의 상면에 대향하여 하면이 마련될 수 있는데, 테이블(120)의 하면에는 이송부(130)가 결합될 수 있다. 이송부(130)는, 대상체(Ob)를 원하는 위치로 이송시키도록, 테이블(120)을 이동시킬 수 있다.
구체적으로 이송부(130)는 대상체(Ob)의 복수의 층이 적층되는 방향인 제 1 방향으로 대상체(Ob)가 이송되도록, 테이블(120)을 이동시키는 제 1 이송부(131), 제 1 방향에 수직인 제 2 방향으로 대상체(Ob)가 이송되도록, 테이블(120)을 이동시키는 제 2 이송부(132) 및 제 1 방향 및 제 2 방향에 수직인 제 3 방향으로 대상체(Ob)가 이송되도록, 테이블(120)을 이동시키는 제 3 이송부(133)를 포함할 수 있다.
이 때, 제 1 방향은 Z축 방향, 제 2 방향은 Y축 방향, 제 3 방향은 X축 방향일 수 있다.
도 2는 두께 측정 장치의 일 실시예에 따른 제어 블록도이다.
대상체(Ob)의 각 층의 두께를 측정하는 두께측정장치의 일 실시예에 따르면, 복수의 층으로 구성된 대상체(Ob)에 광을 조사하는 발광부(111) 및 대상체(Ob)의 복수의 층간 경계로부터 반사되는 광을 수신하는 수광부(112)를 포함하는 변위센서(110), 수광부(112)의 복수의 수광 위치를 기초로 복수의 층 중 적어도 하나의 두께를 획득하는 연산부(141), 획득한 적어도 하나의 층의 두께를 표시하는 디스플레이(150) 및 두께측정장치의 동작 전반을 제어하는 제어부(142)를 포함할 수 있다.
변위센서(110)는 대상체(Ob)의 복수의 층의 두께에 대한 정보를 포함하는 광을 수신할 수 있다. 구체적으로 변위센서(110)는 발광부(111)를 통해 대상체(Ob)에 광을 조사하고, 수신부를 통해 대상체(Ob)의 복수의 층간 경계로부터 반사되는 광을 수신할 수 있다.
이 때, 수신부가 수신하는 광은 대상체(Ob)의 복수의 층에 대한 두께 정보를 포함할 수 있다.
도 3은 두께측정장치의 일 실시예에 따른 변위센서(110)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
화살표는 광의 경로를 의미할 수 있다.
또한, 대상체(Ob)는 굴절률 n1의 제 1 층(Ob1), 및 굴절률 n2의 제 2 층(Ob2)으로 구성된 것을 전제로 설명한다.
도 3과 같이, 변위센서(110)의 발광부(111)는 대상체(Ob)로 광을 조사할 수 있다.
조사된 광은 대상체(Ob) 표면입사될 때 미리 정해진 입사각을 가질 수 있다. 도 3의 경우 조사된 광의 대상체(Ob)에 대한 입사각은 θ0　일 수 있다.
입사각 θ0으로 대상체(Ob)에 도달한 광의 일부는 반사되어 수광부(112)의 제 1 수광 위치(①)에서 수신될 수 있다. 이 때, 제 1 수광 위치(①)란, 수광부(112)가 대상체(Ob) 표면에서 반사된 광을 수신한 영역 중 가장 많은 광을 수신한 위치를 의미할 수 있다.
이와는 달리 입사각 θ0으로 대상체(Ob)에 도달한 광의 일부는 대상체(Ob)의 제 1 층(Ob1)을 투과할 수 있다.
대상체(Ob)의 제 1 층(Ob1)은 굴절률이 n1　이므로, 광의 진행경로가 이에 대응하여 변경될 수 있다. 그 결과 광은 굴절각 θ1으로 제 1 층(Ob1)을 진행할 수 있다.
굴절각 θ1을 가지고 제 1 층(Ob1)을 진행하는 광의 일부는 제 1 층(Ob1)과 제 2 층(Ob2)의 경계에서 반사되어 수광부(112)의 제 2 수광 위치(②)에서 수신될 수 있다.
이 때, 제 2 수광 위치(②)란, 수광부(112)가 제 1층과 제 2 층(Ob2)의 경계에서 반사된 광을 수신한 영역 중 가장 많은 광을 수신한 위치를 의미할 수 있다.
또한, 굴절각 θ1을 가지고 제 1 층(Ob1)을 진행하는 광의 일부는 대상체(Ob)의 제 2 층(Ob2)을 투과할 수 있다. 이 때, 대상체(Ob)의 제 2 층(Ob2)은 굴절률이 n2　이므로, 광의 진행경로가 이에 대응하여 변경될 수 있다.
그 결과 광은 굴절각 θ2을 가지고 제 2 층(Ob2)을 진행할 수 있다.
한편, 굴절각 θ2을 가지고 제 2 층(Ob2)을 진행하는 광은 제 2 층(Ob2)의 경계에서 반사되어 수광부(112)의 제3 수광 위치(③)에서 수신될 수 있다.
이 때, 제 3 수광 위치(③)란, 수광부(112)가 제 2 층(Ob2)의 경계에서 반사된 광을 수신한 영역 중 가장 많은 광을 수신한 위치를 의미할 수 있다.
이처럼 변위센서(110)는 복수의 층간 경계로부터 반사되는 광을 서로 다른 수광 위치에서 수신할 수 있다. 후술할 연산부(141)에서는 수광 위치의 차이를 이용하여 대상체(Ob)의 복수의 층의 두께를 획득할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 연산부(141)는 변위센서(110)로부터 복수의 수광 위치를 전달받을 수 있다. 연산부(141)는 전달받은 복수의 수광 위치를 기초로 복수의 층 중 적어도 하나의 두께를 획득할 수 있다.
구체적으로 연산부(141)는 스넬의 법칙(Snell's Law)를 이용하여 대상체(Ob)의 복수의 층의 두께를 획득할 수 있다.
굴절률이 다른 2개의 등방, 비전도성 매질의 경계에서 빛이 굴절할 때 입사광과 굴절광의 방향 사이에 스넬의 법칙이 성립한다.
구체적으로, 도 3의 경우 수학식 1을 따른다.
[수학식 1]
sinθ0 = n1sinθ1 = n2sinθ2
수학식 1을 이용하면, 굴절각 θ1, 및 θ2 를 구할 수 있다. 즉, 발광부(111)에서 조사된 광이 대상체(Ob) 표면에 입사될 때의 입사각 θ0 와 두께를 구하고자 하는 층의 굴절률을 이용하면, 해당 층에 의한 굴절각을 획득할 수 있다.
이렇게 구해진 굴절각을 이용하면 굴절각에 대응하는 층의 두께를 구할 수 있다. 도 3의 경우, 굴절각 θ1　을 이용하면 제 1 층(Ob1)의 두께를 획득할 수 있다. 구체적으로, 제 1 층(Ob1)의 두께는 수학식 2를 따른다.
[수학식 2]
t1 = a/(2tanθ1)
여기서, a는 제 1 수광 위치와 제 2 수광 위치의 차이를 의미할 수 있다.
또한, 굴절각 θ2　를 이용하면 제 2 층(Ob2)의 두께를 획득할 수 있다. 구체적으로, 제 2 층(Ob2)의 두께는 수학식 3을 따른다.
[수학식 3]
t2 = b/(2tanθ2)
여기서, b는 제 2 수광 위치와 제 3 수광 위치의 차이를 의미할 수 있다.
이처럼 인접하는 수광 위치의 거리 차이를 이용하면 대응되는 층의 두께를 획득할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 디스플레이(150)는 연산부(141)에서 획득한 적어도 하나의 층의 두께를 표시할 수 있다.
도 4 및 도 5는 두께 측정 장치의 일 실시예에 따른 이송부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5의 경우, 대상체(Ob)는 스마트 폰의 터치 스크린일 수 있다.
도 4의 경우 대상체(Ob)의 C위치에 대한 두께 측정이 진행될 수 있다.
C위치에 대한 두께 측정이 종료된 후, 대상체(Ob)의 미리 정해진 위치에 광이 입사되도록, 이송부(130)는 테이블(120)을 이송시킬 수 있다.
도 5의 경우, 미리 정해진 위치 D로 광이 입사되도록, 제 3 이송부(133)는 테이블(120)을 X축 방향으로 이동시킬 수 있다.
그 결과 대상체(Ob)가 X축 방향으로 이송되고, 두께 측정 장치는 대상체(Ob)의 D위치에 대한 두께를 측정할 수 있다.
도 4 및 도 5에서는 제 1 이송부(131)에 의해 테이블(120)이 X축 방향으로 이동되는 경우만을 예시하였으나, 제 2 이송부(132)에 의해 테이블(120)이 Y축 방향으로 이동되는 것도 가능하고, 이와는 달리 제 3 이송부(133)에 의해 테이블(120)이 Z축 방향으로 이동되는 것도 가능할 수 있다.
이와 같이, 이송부(130)에 의해 대상체(Ob)의 복수의 위치에서의 적어도 하나의 층의 두께가 측정되면, 디스플레이(150)는 대상체(Ob)의 위치 변화에 따른 적어도 하나의 층의 두께를 표시할 수 있다.
구체적으로 디스플레이(150)는 등고선으로 적어도 하나의 층의 두께를 표시할 수 있다.
도 6은 두께 측정 장치 제어방법의 일 실시예에 따른 흐름도이다.
먼저, 대상체(Ob)로 광을 조사할 수 있다. 이 때, 대상체(Ob)는 복수의 층으로 구성될 수 있으며, 각각의 층은 빛을 투과시킬 수 있는 재질로 이루어 질 수 있다.
다음으로, 대상체(Ob)의 복수의 층간 경계로부터 반사되는 광을 수신할 수 있다. 이 때, 광을 반사시키는 층에 따라 수광 위치가 달라질 수 있다.
수광 위치는 광을 반사시킨 층의 두께 정보를 포함할 수 있다.
반사되는 광을 수신한 후, 수광 위치의 거리 차이를 획득할 수 있다. 구체적으로, 인접한 수광 위치간의 거리를 획득할 수 있다.
획득한 수광 위치간의 거리를 기초로 복수의 층 중 적어도 하나의 두께를 획득할 수 있다. 적어도 하나의 층의 두께를 획득하는 과정은 수학식 1, 수학식 2, 및 수학식 3에 의할 수 있다.
마지막으로, 획득한 적어도 하나의 층의 두께를 표시하여 사용자에게 두께 정보를 제공할 수 있다.
이 때, 수광위치에 따른 수신된 광량을 함께 표시할 수도 있다.
대상체(Ob)의 복수의 위치에서 적어도 하나의 층의 두께를 측정하였다면, 대상체(Ob)의 위치에 따른 적어도 하나의 층의 두께 변화를 표시할 수도 있다.
특히, 적어도 하나의 층의 두께를 등고선 그래프로 표시할 수 있다.
등고선 그래프를 사용하면 사용자가 등고선 그래프를 통해 두께 정보를 용이하게 인식할 수 있다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 두께 측정 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 두께 측정 장치는 레이저(740)를 이용하여 레진(730)의 두께 및 높이를 측정할 수 있다.
도 7의 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이, 광학 점착에서 커버 글래스(710)와 패널(720) 사이에 레진(730)이 충진될 수 있다.
레진(730)을 충진한 뒤에는 커버 글래스(710)를 압착하는 방식을 통해 압착이 이루어 질 수 있다.
이 때, 도 7의 (d)에 도시된 바와 같이, 두께 측정 장치의 레이저(740)를 이용하여 특정 포인트의 레진의 두께 또는 높이를 측정할 수 있다.
즉 도 8에 도시된 바와 같이, 두께 측정 장치의 레이저(740)를 이용하여, 커버 글래스(710)로부터 반사되는 제1 레이저, 레진(730)으로부터 반사되는 제2 레이저 및 패널(720)로부터 반사되는 제3 레이저를 분리하여 측정할 수 있다.
이와 같은 과정을 통해 두께 측정 장치는 레진(720)의 두께 또는 높이를 측정할 수 있다.
또한 도 9에 도시된 바와 같이, 이와 같은 두께 측정 방식은 스마트폰 등의 액정에서 복수의 포인트(900)마다 수행될 수 있다.
즉 도 10에 도시된 바와 같이, 두께 측정 장치의 레이저(740)를 이동시키면서 스마트폰 액정 방향으로 레이저를 주기적으로 조사시킴으로써, 스마트폰의 전체 영역의 각 포인트마다 레진의 두께 또는 높이를 측정할 수 있다.
즉, 본 발명의 제1 실시예에 의한 두께 측정 장치는 두께를 측정하고자 하는 부분에 레이저를 조사하고, 이때 반사되는 레이저를 각각의 층별로 분리하여 측정하고자 하는 영역의 레진 두께를 계산할 수 있다.
이와 같은 방법은 레이저 1회 조사에 1 포인트 또는 1라인의 레진 두께만 측정이 가능하다.
그리고, 측정 포인트가 많은 경우에 측정 시간이 많이 걸린다.
또한 이물 혹은 기포에 의해 반사 특성이 바뀌면 측정이 불가하다.
그리고, 측정물의 높이가 바뀌면 레이저 촛점을 재 조정해야 하고, 전체 경향성을 파악하기 위해서 별도의 데이터 분석이 필요하다는 단점이 존재할 수 있다.
도 11 내지 도 16은 본 발명의 제1 실시예에 의한 두께 측정 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 11에 도시되 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 의한 두께 측정 장치는 카메라(1110), 렌즈(1120), 격자 무늬 발생기(1130) 및 조명(1140)으로 구성될 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 격자 무늬 발생기(1130)의 타입에 따라서 격자 무늬가 생성될 수 있는데, 제1 타입의 격자무늬(1210), 제2 타입의 격자무늬(1220), 제3 타입의 격자무늬(1230)가 생성될 수 있다.
또한, 도 13에 도시된 바와 같이, 제1 타입의 격자무늬(1210)는 세로 격자(1212) 및 가로 격자(1214)로 분리될 수 있고, 제3 타입의 격자무늬(1230)는 실선 및 점선으로 조절 가능하다.
방식은 간단하다.
도 14에 도시된 바와 같이, 광을 조사하면 광이 패턴 마스크(1410, 1420)를 통과하게 되고, 그 결과 패턴 마스크(1410, 1420)의 형태에 대응하여 격자무늬가 바닥면에 형성될 수 있다.
따라서, 도 15에 도시된 바와 같이, 바닥에 형성된 격자 무늬는 레진 등의 표면에 따라 곡면을 형성할 수 있고, 곡면들 사이의 높이차를 통해 레진의 높이 차를 계산할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 의한 두께 측정 장치는 패턴을 선택적으로 사용할 수 있고, 격자 무늬는 레이저 및 LED를 사용하여 만들거나 패턴 마스트 또는 패턴 글라스를 이용하여 만들 수 있다.
두께 측정 원리는 높이가 동일한 경우 물체에 투사된 격자 무늬는 동일한 격자 무늬를 갖게 되며, 이 때 조사된 격자를 카메라에서 인식하여 격자간의 간격을 측정할 수 있다. 측정 값이 동일한 경우는 높이 혹은 두께 변화가 없다는 원리를 이용하는 것이다.
만일 높이 변화가 있는 경우에 격자 무늬를 조사할 경우 격자 무늬가 왜곡될 수 있고 왜곡된 간격을 측정함으로써 높이 변화를 감지할 수 있다.
또한, 본 발명의 방식을 이용하면 카메라 영역에 들어오는 영역을 1회 영상을 획득하여 높이 및 두께를 측정할 수 있는 방식이어서 측정 대상물의 전체 면적을 빠르게 측정할 수 있는 기술적 효과가 있다.
나아가, 카메라 해상도와 격자 발생부의 해상도에 따라서 정밀 측정이 가능하며, 광학계를 여러 개 조합하여 동시에 측정이 가능한 장점도 있다.
즉, 레이저의 포인트 측정 방식에 비해서 영역 측정 개념이므로 측정 속도가 빠르고, 1회 영상을 획득하여 높이 정보를 빠르게 추출할 수 있어서 시스템 인라인(system inline)화가 가능하다.
또한, 높이 및 두께 변화를 감지할 수 있어서 자재 변화나 제품의 품질 변동을 알 수 있으며 측정 특성 및 형상에 따라서 격자 무늬 패턴을 다르게 사용하여 원하는 영역을 집중하여 측정이 가능하다는 장점이 있다.
상기와 같이 설명된 두께 측정 장치는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (6)

  1. 두께 측정 장치에 있어서,
    대상체에 광을 조사하는 발광부;
    상기 발광부에서 발생하는 빛이 모이는 렌즈부;
    상기 렌즈부를 통해 모인 빛이 통과하는 격자 무늬 발생부;
    상기 대상체의 복수의 층간 경계로부터 반사되는 광을 수신하는 수광부; 및
    상기 격자 무늬 발생부에 따라 상기 대상체의 표면에 형성되는 격자 무늬의 격자 간의 간격을 측정하고, 측정된 간격을 기초로 상기 대상체의 표면의 높이 변화를 감지하는 연산부를 포함하는,
    두께 측정 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 연산부는,
    상기 복수의 수광 위치 중 인접하는 두 개의 거리 차이를 이용하여, 상기 대상체를 구성하는 복수의 층 중 어느 하나의 두께를 획득하는,
    두께 측정 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 연산부는,
    상기 발광부에서 조사된 광이 상기 대상체 표면에 입사될 때의 입사각을 이용하여, 상기 대상체를 구성하는 하나 이상의 층 중 어느 하나의 층의 두께를 획득하는 것을 포함하는,
    두께 측정 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 연산부는,
    상기 대상체를 구성하는 하나 이상의 층의 굴절률을 이용하여, 상기 대상체를 구성하는 하나 이상의 층 중 어느 하나의 층의 두께를 획득하는,
    두께 측정 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 연산부에 의해 획득된 상기 대상체의 복수의 층 중 적어도 하나의 두께를 표시하는 디스플레이부를 더 포함하는,
    두께 측정 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 디스플레이부는,
    상기 연산부에 의해 획득된 두께를 등고선으로 표시하는 것을 포함하는,
    두께 측정 장치.
KR1020197003017A 2016-07-03 2017-05-31 두께 측정 장치 KR102137160B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662358053P 2016-07-03 2016-07-03
US62/358,053 2016-07-03
PCT/KR2017/005663 WO2018008851A1 (ko) 2016-07-03 2017-05-31 두께 측정 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190020143A KR20190020143A (ko) 2019-02-27
KR102137160B1 true KR102137160B1 (ko) 2020-07-24

Family

ID=60912732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197003017A KR102137160B1 (ko) 2016-07-03 2017-05-31 두께 측정 장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102137160B1 (ko)
WO (1) WO2018008851A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220118061A (ko) * 2021-02-18 2022-08-25 삼성전자주식회사 글래스기판의 두께를 측정하기 위한 장치 및 그 제어방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101684244B1 (ko) * 2011-03-02 2016-12-09 주식회사 고영테크놀러지 기판 검사방법
JP5823762B2 (ja) * 2011-07-27 2015-11-25 株式会社ディスコ 厚み検出装置および研削機
KR101544968B1 (ko) * 2013-07-05 2015-08-19 한국표준과학연구원 두께 측정 장치 및 두께 측정 방법
JP6014572B2 (ja) * 2013-11-06 2016-10-25 Ｊｆｅスチール株式会社 厚み測定装置、厚み測定方法及び腐食深さ測定方法
KR20160002104A (ko) * 2014-06-30 2016-01-07 삼성전자주식회사 두께측정장치 및 그 제어방법

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018008851A1 (ko) 2018-01-11
KR20190020143A (ko) 2019-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8441532B2 (en) Shape measurement of specular reflective surface
US20140022357A1 (en) Three-dimensional image measuring apparatus
CN102538687A (zh) 移动样品形貌的测量方法及其装置
CN109632828A (zh) 一种平板玻璃缺陷复检系统及复检方法
CN102500627A (zh) 一种板材的宽度、边部形状、边部缺陷测量仪及测量方法
CN108332708A (zh) 激光水平仪自动检测系统及检测方法
CN110068957A (zh) 用于lcd屏内指纹识别的背光模组以及lcd显示设备
CN204556500U (zh) 一种基于激光照射的透明液体折射率测量装置
CN110088674B (zh) 一种背光模组、显示装置以及电子设备
US10295330B2 (en) Method and system for measuring thickness of glass article
CN110945525A (zh) 用于指纹识别的方法、指纹识别装置和电子设备
CN104819828B (zh) 一种针对x射线龙虾眼物镜的装调装置及其应用
CN202938798U (zh) 一种平板材料性能测试仪
CN109284708A (zh) 一种指纹识别器件及显示装置
US9797833B2 (en) Method for determining the refractive power of a transparent object, and corresponding device
KR102137160B1 (ko) 두께 측정 장치
TW201226888A (en) Glass substrate
CN108548825A (zh) 一种基于二维光照的透明平板缺陷检测装置及方法
CN109001217A (zh) 一种手机外壳缺陷的检测方法及检测装置
CN105807570B (zh) 自适应沟槽的调焦调平装置及其方法
CN106404715A (zh) 测量折射率的方法
KR20160002104A (ko) 두께측정장치 및 그 제어방법
Zhou et al. Simulation and control of display uniformity in a backlight illuminated image array
CN102538711B (zh) 测量pbs偏振膜面偏向角度的装置及方法
CN102236476A (zh) 光学触控荧幕系统及判别触控物体相对距离的方法

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