KR102267862B1 - Examining apparatus and examinig method thereof - Google Patents
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Abstract
검사 장치는 피검체의 목표 지점 또는 목표 지점으로부터 미리 설정된 거리만큼 떨어진 계측 지점에 레이저를 조사하는 레이저 조사부, 목표 지점에 레이저가 조사된 경우, 계측 지점에서의 정방향 계측 데이터를 생성하고, 계측 지점에 레이저가 조사된 경우, 목표 지점에서의 역방향 계측 데이터를 생성하는 계측부, 및 정방향 계측 데이터와 역방향 계측 데이터의 자기 상관도 및 상호 상관도에 기초하여 피검체의 결함을 판단하는 신호 처리부를 포함한다.The inspection device includes a laser irradiation unit that irradiates a laser to a target point of the subject or a measurement point separated by a preset distance from the target point, and when the laser is irradiated to the target point, generates forward measurement data at the measurement point, and and a measurement unit that generates backward measurement data at a target point when the laser is irradiated, and a signal processing unit that determines a defect in the subject based on autocorrelation and cross-correlation between the forward measurement data and the backward measurement data.
Description
본 발명은 피검체의 결함을 검사하는 검사 장치 및 검사 장치의 검사 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an inspection apparatus for inspecting a defect in a subject, and an inspection method of the inspection apparatus.
부품과 같은 피검체의 결함을 검출하는 검사 장치는 일반적으로 비전카메라에 의해 획득한 피검체의 2차원 영상을 이용하여 피검체의 표면 손상을 검출하거나, 열화상 시스템을 이용하여 피검체에서 발생한 열 또는 적외선을 검출하였다.Inspection devices that detect defects in an object such as parts generally use a two-dimensional image of the object acquired by a vision camera to detect surface damage of the object, or heat generated in the object using a thermal imaging system. Or infrared was detected.
또한, 검사 장치는 방사선 시스템을 이용하여 피검체가 투과시킨 엑스선을 검출하거나, 초음파 시스템을 이용하여 피검체로부터 반사된 초음파의 에너지량 또는 진행 시간 등을 검출하는 등 다양한 방법으로 피검체의 표면 또는 내부 결함을 검출할 수도 있었다.In addition, the inspection apparatus may use a radiation system to detect X-rays transmitted by a subject or use an ultrasound system to detect the amount of energy or duration of ultrasonic waves reflected from the subject using various methods, such as the surface or Internal faults could also be detected.
이외에도 검사 장치는 레이저를 피검체에 조사하고, 조사된 레이저가 피검체로부터 반사되거나, 조사된 레이저에 의해 피검체에 초음파가 발생한 경우, 반사된 레이저 또는 초음파를 수광 또는 계측하여 피검체의 결함을 검출할 수도 있다.In addition, the inspection device irradiates a laser to the subject, and when the irradiated laser is reflected from the subject or an ultrasonic wave is generated on the subject by the irradiated laser, the reflected laser or ultrasonic wave is received or measured to detect defects in the subject. can also be detected.
레이저를 이용하여 피검체의 표면 또는 내부 결함을 검출하는 검사 장치 및 검사 장치의 검사 방법을 제공하고자 한다. An object of the present invention is to provide an inspection apparatus for detecting a surface or internal defect of an object using a laser, and an inspection method of the inspection apparatus.
일 측면에 따른 검사 장치는 피검체의 목표 지점 또는 목표 지점으로부터 미리 설정된 거리만큼 떨어진 계측 지점에 레이저를 조사하는 레이저 조사부, 목표 지점에 레이저가 조사된 경우, 계측 지점에서의 정방향 계측 데이터를 생성하고, 계측 지점에 레이저가 조사된 경우, 목표 지점에서의 역방향 계측 데이터를 생성하는 계측부, 및 정방향 계측 데이터와 역방향 계측 데이터의 자기 상관도 및 상호 상관도에 기초하여 피검체의 결함을 판단하는 신호 처리부를 포함한다.Inspection apparatus according to one aspect is a laser irradiator that irradiates a laser to a target point of an object or a measurement point separated by a preset distance from the target point, when the laser is irradiated to the target point, generating forward measurement data at the measurement point, , a measurement unit that generates reverse measurement data at the target point when a laser is irradiated to the measurement point, and a signal processing unit that determines a defect in the subject based on the autocorrelation and cross-correlation of the forward measurement data and the reverse measurement data includes
신호 처리부는 정방향 계측 데이터의 자기 상관도, 역방향 계측 데이터의 자기 상관도, 및 정방향 계측 데이터와 역방향 계측 데이터의 상호 상관도 중 어느 두 상관도 간의 차에 기초하여 피검체의 결함을 판단할 수 있다.The signal processing unit may determine the defect of the subject based on a difference between any two correlation degrees of the autocorrelation degree of the forward measurement data, the autocorrelation degree of the backward measurement data, and the cross-correlation degree of the forward measurement data and the backward measurement data. .
신호 처리부는, 정방향 계측 데이터와 역방향 계측 데이터의 자기 상관도 및 상호 상관도를 판단하는 상관도 계산부, 자기 상관도 및 상호 상관도에 기초하여 손상 지수를 판단하는 손상 지수 계산부, 및 손상 지수에 기초하여 피검체의 결함을 판단하는 손상 여부 판단부를 포함할 수 있다.The signal processing unit, a correlation calculation unit for determining the auto-correlation and cross-correlation of the forward measurement data and the backward measurement data, a damage index calculation unit for determining the damage index based on the auto-correlation and cross-correlation, and the damage index It may include a damage determination unit for determining the defect of the subject based on the.
손상 여부 판단부는 손상 지수와 미리 설정된 기준값을 비교하여 피검체의 결함을 판단할 수 있다.The damage determination unit may determine the defect of the subject by comparing the damage index with a preset reference value.
손상 지수 계산부는 정방향 계측 데이터의 자기 상관도, 역방향 계측 데이터의 자기 상관도, 및 정방향 계측 데이터와 역방향 계측 데이터의 상호 상관도 중 어느 두 상관도가 상이한 정도에 기초하여 손상 지수를 판단할 수 있다.The damage index calculator may determine the damage index based on the degree to which any two of the autocorrelation of the forward measurement data, the autocorrelation of the backward measurement data, and the cross correlation between the forward measurement data and the backward measurement data are different. .
계측부는 목표 지점에 레이저가 조사된 경우, 계측 지점에서 초음파를 검출하여 정방향 계측 데이터를 생성하고, 계측 지점에 레이저가 조사된 경우, 목표 지점에서 초음파를 검출하여 역방향 계측 데이터를 생성할 수 있다.When the laser is irradiated to the target point, the measuring unit detects the ultrasonic wave at the measuring point to generate forward measurement data, and when the laser is irradiated to the measuring point, the measuring unit detects the ultrasonic wave at the target point to generate reverse measurement data.
검사 장치는 신호 처리부의 판단 결과를 사용자에게 화상이나 사운드로 출력하는 출력부를 더 포함할 수 있다.The inspection apparatus may further include an output unit for outputting the determination result of the signal processing unit as an image or sound to the user.
검사 장치는 정상 피검체에 대한 역방향 계측 데이터가 저장된 저장부를 더 포함하되, 계측부는 검사 대상이 되는 피검체의 정방향 계측 데이터를 생성하고, 신호 처리부는 검사 대상이 되는 피검체의 정방향 계측 데이터와 정상 피검체에 대한 역방향 계측 데이터의 자기 상관도 및 상호 상관도에 기초하여 검사 대상이 되는 피검체의 결함을 판단할 수 있다.The inspection apparatus further includes a storage unit storing reverse measurement data for a normal subject, wherein the measurement unit generates forward measurement data of the inspected object to be inspected, and the signal processing unit performs forward measurement data and normal direction measurement data of the inspected object to be inspected Defects in the inspected object may be determined based on the degree of autocorrelation and cross-correlation of the backward measurement data with respect to the object.
레이저 조사부는 검사 대상이 되는 피검체의 목표 지점에 레이저를 조사하고, 정상 피검체의 계측 지점에 레이저를 조사하고, 계측부는 검사 대상이 되는 피검체의 정방향 계측 데이터를 생성하고, 정상 피검체의 역방향 계측 데이터를 생성할 수 있다.The laser irradiation unit irradiates a laser to a target point of the inspected object to be inspected, and irradiates a laser to a measurement point of the normal inspected object, and the measurement unit generates forward measurement data of the inspected object to be inspected, and Reverse measurement data can be generated.
레이저 조사부는 비접촉식으로 피검체에 레이저를 조사하고, 계측부는 비접촉식으로 피검체의 초음파를 검출할 수 있다.The laser irradiation unit may irradiate a laser to the subject in a non-contact manner, and the measurement unit may detect the ultrasonic wave of the subject in a non-contact manner.
다른 측면에 따른 검사 장치의 검사 방법은 피검체의 목표 지점에 레이저를 조사하고, 목표 지점으로부터 미리 설정된 거리만큼 떨어진 계측 지점에서의 정방향 계측 데이터를 생성하는 단계, 계측 지점에 레이저를 조사하고, 목표 지점에서의 역방향 계측 데이터를 생성하는 단계, 및 정방향 계측 데이터와 역방향 계측 데이터의 자기 상관도 및 상호 상관도에 기초하여 피검체의 결함을 판단하는 단계를 포함한다.An inspection method of an inspection apparatus according to another aspect includes irradiating a laser to a target point of an object, generating forward measurement data at a measurement point separated by a preset distance from the target point, irradiating the laser to the measurement point, and the target generating backward measurement data at the point, and determining a defect in the subject based on autocorrelation and cross-correlation between the forward measurement data and the backward measurement data.
결함을 판단하는 단계는 정방향 계측 데이터의 자기 상관도, 역방향 계측 데이터의 자기 상관도, 및 정방향 계측 데이터와 역방향 계측 데이터의 상호 상관도 중 어느 두 상관도 간의 차에 기초하여 피검체의 결함을 판단할 수 있다.Determining the defect may include determining the defect of the subject based on a difference between any two correlations among the autocorrelation of the forward measurement data, the autocorrelation of the backward measurement data, and the cross-correlation of the forward measurement data and the backward measurement data. can do.
결함을 판단하는 단계는, 정방향 계측 데이터와 역방향 계측 데이터의 자기 상관도 및 상호 상관도를 판단하는 단계, 자기 상관도 및 상호 상관도에 기초하여 손상 지수를 판단하는 단계, 및 손상 지수에 기초하여 피검체의 결함을 판단하는 단계를 포함할 수 있다.Determining the defect may include determining the autocorrelation and cross-correlation of the forward measurement data and the backward measurement data, determining a damage index based on the autocorrelation and cross-correlation, and based on the damage index It may include determining a defect in the subject.
손상 지수에 기초하여 피검체의 결함을 판단하는 단계는 손상 지수와 미리 설정된 기준값을 비교하여 피검체의 결함을 판단할 수 있다.The step of determining the defect of the subject based on the damage index may determine the defect of the subject by comparing the damage index with a preset reference value.
손상 지수를 판단하는 단계는 정방향 계측 데이터의 자기 상관도, 역방향 계측 데이터의 자기 상관도, 및 정방향 계측 데이터와 역방향 계측 데이터의 상호 상관도 중 어느 두 상관도가 상이한 정도에 기초하여 손상 지수를 판단할 수 있다.The step of determining the damage index may include determining the damage index based on the degree to which any two of the autocorrelation degree of the forward measurement data, the autocorrelation degree of the reverse measurement data, and the cross-correlation degree of the forward measurement data and the reverse measurement data are different. can do.
정방향 계측 데이터를 생성하는 단계는 계측 지점에서 초음파를 검출하여 정방향 계측 데이터를 생성하고, 역방향 계측 데이터를 생성하는 단계는 목표 지점에서 초음파를 검출하여 역방향 계측 데이터를 생성할 수 있다.The generating of the forward measurement data may generate forward measurement data by detecting ultrasonic waves at a measurement point, and the generating of the reverse measurement data may include detecting ultrasonic waves at a target point to generate reverse measurement data.
검사 장치의 검사 방법은 피검체의 결함을 판단하는 단계의 판단 결과를 사용자에게 화상이나 사운드로 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.The inspection method of the inspection apparatus may further include outputting the determination result of the step of determining the defect of the subject as an image or sound to the user.
결함을 판단하는 단계는 정방향 계측 데이터를 생성하는 단계에서 생성된 정방향 계측 데이터와 검사 장치에 미리 저장된 역방향 계측 데이터의 자기 상관도 및 상호 상관도에 기초하여 피검체의 결함을 판단할 수 있다.In the determining of the defect, the defect of the subject may be determined based on the autocorrelation and cross-correlation of the forward measurement data generated in the generating of the forward measurement data and the reverse measurement data previously stored in the inspection apparatus.
정방향 계측 데이터를 생성하는 단계는 검사 대상이 되는 피검체의 목표 지점에 레이저를 조사하고, 목표 지점으로부터 미리 설정된 거리만큼 떨어진 계측 지점에서의 정방향 데이터를 생성하고, 역방향 계측 데이터를 생성하는 단계는 정상 피검체의 계측 지점에 레이저를 조사하고, 목표 지점에서의 역방향 데이터를 생성하고, 결함을 판단하는 단계는 검사 대상이 되는 피검체의 정방향 계측 데이터와 정상 피검체의 역방향 계측 데이터의 자기 상관도 및 상호 상관도에 기초하여 피검체의 결함을 판단할 수 있다.The step of generating forward measurement data includes irradiating a laser to a target point of an object to be inspected, generating forward data at a measurement point separated by a preset distance from the target point, and generating reverse measurement data is normal. The step of irradiating a laser to the measurement point of the subject, generating reverse data at the target point, and judging the defect includes the autocorrelation between the forward measurement data of the inspected object and the reverse measurement data of the normal inspected object and The defect of the subject may be determined based on the degree of cross-correlation.
검사 장치의 검사 방법은 피검체의 결함을 판단하는 단계 이전에, 정상 피검체의 역방향 계측 데이터를 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.The inspection method of the inspection apparatus may further include, before the step of determining the defect of the inspected object, the step of storing reverse measurement data of the normal inspected object.
일 실시예에 따른 검사 장치 및 검사 방법에 의하면, 레이저를 이용함으로써 피검체에 접촉하지 않고도 정밀하게 피검체의 표면 또는 내부 결함을 검출할 수 있고, 검출 데이터의 자기 상관도와 상호 상관도를 이용함으로써 작은 결함에 대해서도 결함 검출이 가능하다.According to the inspection apparatus and the inspection method according to an embodiment, by using a laser, it is possible to precisely detect a surface or internal defect of a subject without contacting the subject, and by using the autocorrelation and cross-correlation of the detection data, Defect detection is possible even for small defects.
일 실시예에 따른 검사 장치 및 검사 방법에 의하면, 검출 데이터의 자기 상관도와 상호 상관도를 이용함으로써 피검체의 선형적 결함뿐만 아니라 비선형적 결함 또한 검출할 수 있다.According to the inspection apparatus and the inspection method according to an exemplary embodiment, not only a linear defect but also a non-linear defect of an object may be detected by using the auto-correlation and cross-correlation of detected data.
도 1은 일 실시예에 따른 검사 장치의 제어 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 검사 장치의 외관도이다.
도 3 및 도 4는 정방향으로 레이저가 조사된 목표 지점에서 초음파의 이동 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 역방향으로 레이저가 조사된 목표 지점에서 초음파의 이동 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 검사 장치의 검사 방법에 대한 순서도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 검사 장치의 세부 제어 블록도이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 검사 장치의 검사 방법에 대한 순서도이다.
도 9는 다른 실시예에 따른 검사 장치의 세부 제어 블록도이다.1 is a control block diagram of an inspection apparatus according to an exemplary embodiment.
2 is an external view of an inspection apparatus according to an exemplary embodiment.
3 and 4 are diagrams for explaining a movement path of an ultrasonic wave at a target point irradiated with a laser in a forward direction.
5 is a view for explaining a movement path of an ultrasonic wave at a target point irradiated with a laser in a reverse direction.
6 is a flowchart of an inspection method of an inspection apparatus according to an exemplary embodiment.
7 is a detailed control block diagram of an inspection apparatus according to an exemplary embodiment.
8 is a flowchart of an inspection method of an inspection apparatus according to another exemplary embodiment.
9 is a detailed control block diagram of an inspection apparatus according to another exemplary embodiment.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시 예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. The objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings and preferred embodiments. In the present specification, in adding reference numbers to the components of each drawing, it should be noted that only the same components are given the same number as possible even though they are indicated on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.Terms such as first, second, etc. are used to distinguish one component from another, and the component is not limited by the terms.
이하, 도 1을 참조하여 검사 장치의 일 실시예를 설명하도록 한다. 도 1은 일 실시예에 따른 검사 장치의 제어 블록도이다.Hereinafter, an embodiment of the inspection apparatus will be described with reference to FIG. 1 . 1 is a control block diagram of an inspection apparatus according to an exemplary embodiment.
검사 장치(100)는 피검체(10) 표면 또는 내부로 펄스 레이저를 조사하는 레이저 조사부(110), 조사된 레이저에 의해 피검체(10)에서 발생한 초음파를 계측하는 계측부(130), 계측부(130)가 생성한 초음파 데이터를 분석하여 피검체의 결함을 판단하는 신호 처리부(140), 및 신호 처리부(140)가 판단한 결과를 출력하는 출력부(150)를 포함한다. The
피검체(10)는 예를 들어, 전자 장치의 부품이 될 수 있다. 또한 피검체(10)는 레이저를 투과 [흡수 및 반사]시킬 수 있는 플라스틱 등과 같은 소재일 수도 있다. 이외에도 레이저를 투과 [흡수 및 반사]시킬 수 있는 다양한 소재가 피검체(10)의 일례가 될 수 있다.The
레이저 조사부(110)는 레이저를 생성 및 조사하는 광원(111)과 목표 지점에 레이저가 조사되도록 광원(111)에 의해 조사되는 레이저의 조사 방향을 변경시키는 레이저 방향 조절부(112)를 포함한다.The
광원(111)에서 조사되는 레이저는 가시광선 레이저, 적외선 레이저, 일례로 엔디야그(Nd:YAG) 레이저, 또는 자외선 레이저일 수도 있다. The laser irradiated from the
광원(111)은 피검체의 단위 면적당 조사되는 레이저의 출력 수준을 조절할 수도 있다.The
일 실시예에 따라 레이저 조사부(110)에 의해 피검체(10)의 목표 지점에 펄스 레이저가 조사되면, 목표 지점에서 열적 팽창이 발생하고 열탄성파가 생성된다. 이러한 열탄성파는 펄스 파형을 갖는 초음파를 생성한다.According to an exemplary embodiment, when a pulse laser is irradiated to a target point of the
계측부(130)는 목표 지점으로부터 미리 설정된 거리만큼 떨어진 다른 지점에서 레이저 조사에 의해 생성된 초음파를 계측하고, 계측한 결과로서 초음파 데이터를 생성하며, 생성한 초음파 데이터를 저장 또는 출력할 수 있다. 이 경우, 계측부(130)는 초음파를 비접촉식으로 계측할 수 있다.The
신호 처리부(140)는 계측부(130)가 생성한 초음파 데이터에 기초하여 피검체(10)에 결함이 존재하는지 판단한다. The
일 실시예에 의하면 신호 처리부(140)는 검사 장치(100)에 내장된 프로세서 및 메모리에 의해 구현될 수 있다. 프로세서와 메모리는 각종 반도체 칩 등을 이용하여 구현될 수 있다. 다른 일 실시예에 의하면 신호 처리부(140)는 검사 장치(100)와 유선 통신 네트워크 또는 무선 통신 네트워크를 통해 데이터를 송수신할 수 있는 별도의 워크 스테이션(160; 도 2 참조)에 의해 구현될 수도 있다.According to an embodiment, the
자세한 신호 처리부(140)의 결함 판단 방법은 후술한다.A detailed method of determining the defect of the
출력부(150)는 신호 처리부(140)의 판단 결과를 각종 화상이나 사운드 등을 통해 출력한다. 예를 들어, 출력부(150)는 피검체(10)의 결함 유무 또는 손상의 정도 등을 사용자에게 출력한다.The
출력부(150)는 일 실시예에 있어서 텔레비전이나 모니터 등과 같은 화상 표시 장치일 수도 있고, 스피커 등의 사운드 출력 장치일 수도 있다. 또한 출력부(150)는 문자나 그림 등을 인쇄할 수 있는 프린터 등과 같은 화상 형성 장치일 수도 있다.The
다른 일 실시예에 의하면 출력부(150는 검사 장치(100)와 유선 통신 네트워크 또는 무선 통신 네트워크를 통해 데이터를 송수신할 수 있는 별도의 워크 스테이션(160; 도 2 참조)에 의해 구현될 수도 있다.According to another embodiment, the
이하, 도 2를 참조하여 검사 장치(100)의 일 실시예로서 피검체(10)의 표면 또는 내부 결함을 검출하는 검사 장치(100)에 대해 설명한다. 도 2는 일 실시예에 따른 검사 장치의 외관도이다.Hereinafter, an
도 2를 참조하면, 검사 장치(100)는 피검체, 일례로 부품(10)의 상부에 배치되고, 부품(10) 표면 또는 내부의 목표 지점에 펄스 레이저를 조사하는 레이저 조사부(110), 목표 지점으로부터 미리 설정된 거리만큼 떨어진 계측 지점의 초음파를 계측하는 계측부(130)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the
레이저 조사부(110)는 부품(10) 표면 또는 내부의 목표 지점까지 펄스 레이저가 흡수되도록 펄스 레이저를 조사할 수 있다.The
레이저 조사부(110)는 도 2에 도시된 바와 같이 부품(10)의 표면과 수직 방향으로 레이저를 조사할 수 있도록 부품(10)의 상부에 배치될 수 있다.The
레이저 조사부(110)는 도 2에 도시된 바와 같이 작은 폭을 가질 수도 있으나, 시스템 설계자 또는 사용자의 필요에 따라 부품(10)의 상부 전부에 광을 조사하도록 넓은 폭을 가질 수도 있다. The
계측부(130), 일례로 레이저 진동계는 도플러 효과를 이용하여 부품(10) 표면 또는 내부의 목표 지점의 변위를 측정한다. 도플러 효과는 파동을 발생시키는 파원과 그 파동을 관측하는 관측자 중 하나 이상이 운동하고 있을 때 발생하는 효과로, 파원과 관측자 사이의 거리가 좁아질 때에는 파동의 주파수가 더 높게, 거리가 멀어질 때에는 파동의 주파수가 더 낮게 관측된다. The measuring
따라서, 펄스 레이저가 부품(10) 표면 또는 내부의 목표 지점에 조사될 경우, 부품(10) 표면 또는 내부 의 목표 지점의 진동에 의해 초음파가 생성되고, 미리 설정된 거리만큼 떨어진 계측 지점에서 변위 측정을 통해 초음파를 측정할 수 있다.Therefore, when the pulse laser is irradiated to the target point on the surface or inside of the
레이저 진동계에는 2개의 갈바노 거울이 설치되어 2차원 스캐닝도 가능하다.Two galvano mirrors are installed in the laser vibrating system, enabling two-dimensional scanning.
계측부(20)에는 레이저 진동계 외에 비접촉식으로 초음파를 계측할 수 있는 레이저 간섭계가 이용될 수도 있다.In addition to the laser vibrometer, a laser interferometer capable of measuring ultrasonic waves in a non-contact manner may be used for the measurement unit 20 .
검사 장치(100)는 소정의 프레임(5 내지 7)을 더 포함할 수 있다. 소정의 프레임(5 내지 7)은 제 1 프레임(5), 제 1 프레임(5)과 연결된 제 2 프레임(6) 및 제 2 프레임(6)과 연결되고 제1 프레임(5)에 대향하여 배치되는 제 3 프레임(7)을 포함할 수 있다. The
부품(10)은 제 1 프레임(5) 및 제 3 프레임(7) 사이를 통과하여 이동할 수 있다. 프레임(5 내지 7)에는 레이저 조사부(110), 및 계측부(130)가 설치될 수 있다. 레이저 조사부(110)는 부품(10)의 상부에서 부품(10) 표면 또는 내부의 목표 지점으로 펄스 레이저를 조사하기 위하여 부품(10)의 상부에 마련되는 제 2 프레임(6)에 설치될 수 있다. The
계측부(130)는 마찬가지로 제1 프레임(5)과 수직으로 연결된 제2 프레임(6)에 부품(10) 방향인 하 방향을 향하도록 설치될 수 있다. Similarly, the
레이저 조사부(110)와 계측부(130)는 각각 제2 프레임(6)을 따라서 이동할 수 있다. 이 경우 레이저 조사부(110)와 계측부(130)에는 각각 제 2 프레임(2)을 따라 회전되어 계측부(130)를 이동시킬 수 있는 원형 바퀴 또는 톱니 바퀴 등과 같은 바퀴가 더 설치되어 있을 수 있다. 레이저 조사부(110)와 계측부(130)는 각각 제2 프레임(6)에 마련된 액츄에이터(actuator)에 의해 이동될 수도 있다. The
검사 장치(100)는 부품(10)을 소정의 방향(d)으로 자동으로 이송하기 위한 이송부(4)를 더 포함할 수 있다. 이송부(4)로는 컨베이어 벨트 등과 같이 특정 물체를 이동시킬 수 있는 모든 장치가 채용될 수 있다.The
이송부(4)에 따라 부품(10)이 이송되면 복수의 부품(10)에 불량이 존재하는지 여부를 연속해서 자동으로 검사할 수 있게 된다.When the
검사 장치(100)는 검사 장치(100)의 각 구성 요소를 제어하고, 아울러 부품(10)의 결함 또는 결함의 정도를 판단하거나 또는 판단 결과를 표시할 수 있는 워크 스테이션(160)을 더 포함할 수 있다.The
워크 스테이션(160)은 계측부(130)가 생성한 초음파 데이터에 기초하여 부품(10)의 결함을 판단하고, 워크 스테이션(160)의 동작을 제어하기 위한 각종 부품이 내장된 본체(163), 부품(10)의 결함에 대한 판단 결과를 표시할 수 있는 표시부(161), 및 사용자가 검사 장치(100)나 워크 스테이션(160)의 동작을 제어하기 위한 각종 명령을 입력하는 입력부(162)를 포함할 수 있다. The
표시부(162)는 액정 표시 디스플레이(LCD, Liquid Crystal Display)를 채용한 모니터 등의 디스플레이 장치일 수도 있고, 발광 다이오드(LED, Light Emitting Diode) 또는 유기 발광 다이오드(OLED, Organic Light Emitting Diode)를 채용한 디스플레이 장치일 수도 있다. 또한 플라즈마 디스플레이 패널(PDP, Plasma Display Panel)를 채용한 디스플레이 장치일 수도 있다. 실시예에 따라서 표시부(161)는 터치 스크린일 수 있으며, 이 경우 표시부(161)는 입력부(162)의 기능도 함께 수행할 수도 있다. The
입력부(162)는 키보드, 키패드, 터치 패드, 터치 스크린, 트랙볼 또는 마우스 등의 다양한 장치를 포함할 수 있다. 본체부(163)는 프로세서의 기능을 수행하거나 저장 매체의 기능을 수행하기 위한 반도체 칩이나 회로 등을 내장할 수 있다. The
본체부(163)의 각종 부품은 워크 스테이션(160)의 동작뿐만 아니라 검사 장치(100)의 동작을 제어하기 위해 이용될 수도 있다. 실시예에 따라서 본체부(163)에 내장된 반도체 칩에서 부품(10)의 결함 검사를 수행하기 위한 영상 처리 및 화상 비교 등의 동작이 수행될 수도 있다.Various parts of the
실시예에 따라서, 검사 장치(100)의 신호 처리부(140)와 출력부(150)는 워크스테이션(160)에 마련될 수 있고, 출력부(150)는 전술한 표시부(161)로서 구현될 수 있다.According to an embodiment, the
이하 도 3 내지 5를 참조하여 검사 장치(100)를 이용하여 부품(10) 표면 또는 내부의 목표 지점에 레이저를 조사한 후 계측 지점에 발생한 초음파를 검출하여 결함을 판단하는 원리에 대해 설명하도록 한다. 도 3 및 도 4는 정방향으로 레이저가 조사된 목표 지점에서 초음파의 이동 경로를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 역방향으로 레이저가 조사된 목표 지점에서 초음파의 이동 경로를 설명하기 위한 도면이다.Hereinafter, a principle of determining a defect by irradiating a laser to a target point on the surface or inside of the
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 조사부(110)는 펄스 레이저를 조사하는 광원(111)과 갈바노 거울을 구비한 레이저 방향 조절부(112)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3 , the
광원(111)이 펄스 레이저를 조사하면, 갈바노 거울이 구비된 레이저 방향 조절부(112)는 본체부(163)의 제어 신호 또는 사용자의 수동 조작에 따라 각도가 변경되어, 광원(111)에서 조사된 펄스 레이저의 조사 각도를 변경시킨다. 레이저 방향 조절부(112)의 조사 각도 변경에 의해 광원(111)에서 조사된 레이저는 목표 지점(a1)에 조사된다.When the
이 경우, 레이저 방향 조절부(112)에는 2개의 갈바노 거울이 구비되어, 펄스 레이저가 2차원으로 조사될 수도 있다.In this case, the laser
목표 지점(a1)에 레이저가 조사되면, 목표 지점(a1)에서는 열탄성파가 생성되고, 이러한 열탄성파는 펄스 파형을 갖는 초음파를 생성한다. When the laser is irradiated to the target point a1, a thermoelastic wave is generated at the target point a1, and the thermoelastic wave generates an ultrasonic wave having a pulse waveform.
계측부(130)는 예를 들어 레이저 진동계로서 구현되어, 목표 지점(a1)으로부터 미리 설정된 거리만큼 떨어진 계측 지점(a2)에서의 변위 측정을 통해 초음파를 검출하고, 검출된 초음파를 기초로 계측 지점(a2)에서의 초음파 데이터를 생성할 수 있다.The measuring
한편, 도 4를 참조하면, 다른 실시예에 따른 레이저 조사부(110)는 펄스 레이저를 조사하는 광원(111)과 매니퓰레이터가 구비된 레이저 방향 조절부(112)를 포함할 수 있다. 여기서, 매니퓰레이터는 사람의 팔 형상을 하여 펄스 레이저의 조사각도를 변경하는 장치를 의미한다.Meanwhile, referring to FIG. 4 , the
매니퓰레이터가 구비된 레이저 방향 조절부(112)의 일단에는 광원(111)이 마련될 수 있고, 레이저 방향 조절부(112)는 본체부(163)의 제어 신호 또는 사용자의 수동 조작에 따라 매니퓰레이터의 구부러짐 각도를 변경시킴으로써 광원(111)에서 조사되는 펄스 레이저의 조사 각도를 변경시킨다. 레이저 방향 조절부(112)의 조사 각도 변경에 의해 광원(111)에서 조사된 레이저는 목표 지점(a1)에 조사된다.A
목표 지점(a1)에 레이저가 조사되면, 목표 지점(a1)에서는 열탄성파가 생성되고, 이러한 열탄성파는 펄스 파형을 갖는 초음파를 생성한다. When the laser is irradiated to the target point a1, a thermoelastic wave is generated at the target point a1, and the thermoelastic wave generates an ultrasonic wave having a pulse waveform.
계측부(130)는 예를 들어 레이저 진동계로서 구현되어, 목표 지점(a1)으로부터 미리 설정된 거리만큼 떨어진 계측 지점(a2)에서의 변위 측정을 통해 초음파를 검출하고, 검출된 초음파를 기초로 계측 지점(a2)에서의 초음파 데이터를 생성할 수 있다.The measuring
도 3 및 도 4에 도시된 실시예 이외에도 레이저 방향 조절부(112)는 자동으로 펄스 레이저의 조사 각도를 변경하는 로봇 등 다양한 기계 장치로서 구현될 수도 있다.In addition to the embodiments shown in FIGS. 3 and 4 , the laser
지금까지 정방향으로 초음파를 계측하는 방법에 대해서 기술되었다. 이하, 도 5를 참조하여 역방향으로 초음파를 계측하는 방법에 대해 설명한다.So far, a method for measuring ultrasonic waves in the forward direction has been described. Hereinafter, a method of measuring ultrasonic waves in the reverse direction will be described with reference to FIG. 5 .
도 5를 참조하면, 역방향으로 초음파를 계측하기 위해 레이저 방향 조절부(112)는 광원(111)에서 본체부(163)의 제어 신호 또는 사용자의 수동 조작에 따라 조사된 펄스 레이저가 계측 지점(a2)에 조사되도록 조사 각도를 변경시킨다. 레이저 방향 조절부(112)의 조사 각도 변경에 의해 광원(111)에서 조사된 레이저는 계측 지점(a2)에 조사된다.Referring to FIG. 5 , in order to measure the ultrasonic waves in the reverse direction, the laser
계측 지점(a2)에 레이저가 조사되면, 계측 지점(a2)에서는 열탄성파가 생성되고, 이러한 열탄성파는 펄스 파형을 갖는 초음파를 생성한다. When a laser is irradiated to the measurement point a2, a thermoelastic wave is generated at the measurement point a2, and this thermoelastic wave generates an ultrasonic wave having a pulse waveform.
계측부(130)는 목표 지점(a1)에서의 초음파를 검출하고, 검출된 초음파를 기초로 목표 지점(a1)에서의 초음파 데이터를 생성할 수 있다.The
이하, 도 6 내지 도 9를 참조하여, 정방향 초음파 계측 방법에 의해 생성된 초음파 데이터(이하, 정방향 계측 데이터라 함) 및 역방향 초음파 계측 방법에 의해 생성된 초음파 데이터(이하, 역방향 계측 데이터라 함)를 이용하여 신호 처리부(140)가 부품(10)의 결함을 판단하는 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 6 to 9 , ultrasonic data generated by the forward ultrasonic measurement method (hereinafter referred to as forward measurement data) and ultrasonic data generated by the reverse ultrasonic measurement method (hereinafter referred to as reverse measurement data) A method for the
도 6은 일 실시예에 따른 검사 장치의 검사 방법에 대한 순서도이고, 도 7은 일 실시예에 따른 검사 장치의 세부 제어 블록도이다. 도 8은 다른 실시예에 따른 검사 장치의 검사 방법에 대한 순서도이고, 도 9는 다른 실시예에 따른 검사 장치의 세부 제어 블록도이다.6 is a flowchart of an inspection method of an inspection apparatus according to an embodiment, and FIG. 7 is a detailed control block diagram of the inspection apparatus according to an embodiment. 8 is a flowchart of an inspection method of an inspection apparatus according to another embodiment, and FIG. 9 is a detailed control block diagram of the inspection apparatus according to another embodiment.
도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 검사 장치(100)는 전술한 정방향 초음파 계측 방법에 의해 정방향 계측 데이터를 획득하고(S1100), 역방향 초음파 계측 방법에 의해 역방향 계측 데이터를 획득한다(S1200). 이 경우, 정방향 계측 데이터 및 역방향 계측 데이터 모두 검사 대상이 되는 피검체, 일례로 부품(10)에 대한 것일 수 있다.Referring to FIG. 6 , the
이어서, 신호 처리부(140)는 검사 대상이 되는 부품(10)에 대한 정방향 계측 데이터 및 검사 대상이 되는 부품(10)에 대한 역방향 계측 데이터를 이용하여 검사 대상이 되는 부품(10)의 결함 또는 손상 여부를 판단한다(S1300).Subsequently, the
구체적으로, 도 7을 참조하면, 신호 처리부(140)는 정방향 계측 데이터와 역방향 계측 데이터의 상관도를 판단하는 상관도 계산부(141), 상관도 계산부(141)가 계산한 상관도에 기초하여 손상 지수를 판단하는 손상 지수 계산부(142), 및 손상 지수 계산부(142)의 판단 결과에 따라 검사 대상이 되는 부품(10)의 손상 여부를 판단하는 손상 여부 판단부(143)를 포함할 수 있다.Specifically, referring to FIG. 7 , the
상관도 계산부(141)는 계측부(130)가 생성한 정방향 계측 데이터의 자기 상관도(auto correlation), 계측부(130)가 생성한 역방향 계측 데이터의 자기 상관도, 계측부(130)가 생성한 정방향 계측 데이터와 역방향 계측 데이터의 상호 상관도(cross correlation)를 판단한다(수학식 1 내지 수학식 3 참조).The
[수학식 1][Equation 1]
[수학식 2][Equation 2]
[수학식 3][Equation 3]
여기서, x와 y는 각각 검사 대상이 되는 부품(10)의 정방향 계측 데이터와 역방향 계측 데이터를 나타내고, Rxx, Ryy, Rxy는 각각 검사 대상이 되는 부품(10)의 정방향 계측 데이터의 자기 상관도, 검사 대상이 되는 부품(10)의 역방향 계측 데이터의 자기 상관도, 검사 대상이 되는 부품(10)의 정방향 계측 데이터 및 검사 대상이 되는 부품(10)의 역방향 계측 데이터의 상호 상관도를 나타낸다.Here, x and y represent forward measurement data and reverse measurement data of the component 10 to be inspected, respectively, and R xx , R yy , and R xy are the magnetism of the forward measurement data of the
검사 대상이 되는 부품(10)에 결함이 존재하지 않는 경우에는 검사 대상이 되는 부품(10)의 정방향 계측 데이터와 역방향 계측 데이터가 동일해야 하므로, Rxx, Ryy, Rxy는 유사한 값을 나타낸다.When there is no defect in the
그러나, 검사 대상이 되는 부품(10)에 선형적 결함 또는 비선형적 결함이 존재하면 추가적인 반사와 회절 등 초음파의 진행에 영향을 주게 되며, 비선형적인 정방향 계측 데이터 또는 역방향 계측 데이터가 생성된다. 이에 따라, 정방향 계측 데이터와 역방향 계측 데이터는 차이를 보이며, Rxx, Ryy, Rxy는 다른 값을 나타낸다.However, if a linear defect or a non-linear defect exists in the
손상 지수 계산부(142)는 상관도 계산부(141)가 판단한 자기 상관도 및 상호 상관도에 기초하여 검사 대상이 되는 부품(10)의 결함의 정도를 통계적인 값(즉, 손상 지수)으로 계산한다(수학식 4 참조).Damage
[수학식 4][Equation 4]
여기서, DI는 손상 지수, Rxx, Ryy, Rxy는 각각 검사 대상이 되는 부품(10)의 정방향 계측 데이터의 자기 상관도, 검사 대상이 되는 부품(10)의 역방향 계측 데이터의 자기 상관도, 검사 대상이 되는 부품(10)의 정방향 계측 데이터 및 검사 대상이 되는 부품(10)의 역방향 계측 데이터의 상호 상관도, D(a, b)는 a와 b가 상이한 정도를 나타내는 수치를 의미한다.Here, DI is the damage index, R xx , R yy , and R xy are the autocorrelation of the forward measurement data of the
손상 여부 판단부(143)는 손상 지수 계산부(142)가 계산한 손상 지수에 기초하여 검사 대상이 되는 부품(10)의 결함 여부를 판단한다. The
예를 들어, 손상 여부 판단부(143)는 검사 대상이 되는 부품(10)의 손상 지수가 미리 설정된 기준값 미만인 경우 정상 부품으로 판단하고, 기준값 이상인 경우 결함이 있는 부품으로 판단할 수 있다.For example, if the damage index of the
반대로, 손상 여부 판단부(143)는 검사 대상이 되는 부품(10)의 손상 지수가 미리 설정된 기준값 이상인 경우 정상 부품으로 판단하고, 기준값 미만인 경우 결함이 있는 부품으로 판단할 수도 있는 바, 이는 손상 여부 판단부(143)에 저장된 설정에 따라 달라질 수 있다.Conversely, if the damage index of the
출력부(150)는 손상 여부 판단부(143)의 판단 결과를 사용자에게 각종 화상이나 사운드 등을 통해 출력한다. The
예를 들어, 출력부(150)는 워크스테이션(160)의 표시부(161)로 구현되어 부품(10)의 결함 유무 또는 손상 지수 등을 사용자에게 출력할 수 있다.For example, the
상관도 계산부(141), 손상 지수 계산부(142), 및 손상 여부 판단부(143)는 각각 상관도와 손상 지수를 계산하고, 손상 유무를 판단하는 프로그램과 데이터를 저장하는 메모리, 메모리에 저장된 프로그램과 데이터에 따라 상관도와 손상 지수를 계산하고, 손상 유무를 판단하는 프로세서를 포함할 수 있다. 상관도 계산부(141), 손상 지수 계산부(142), 및 손상 여부 판단부(143)는 각종 반도체 칩 등을 이용하여 구현될 수 있다.The
한편, 손상 여부 판단부(143)는 생략될 수 있고, 출력부(150)는 손상 지수 계산부(142)가 계산한 손상 지수를 사용자에게 출력할 수 있다. 이 경우, 사용자는 출력된 손상 지수를 통해 부품(10)의 결함 유무를 직접 판단할 수 있다.Meanwhile, the
또한, 손상 지수 계산부(142) 또한 생략될 수 있고, 출력부(150)는 상관도 계산부(141)가 계산한 정방향 계측 데이터의 자기상관도, 역방향 계측 데이터의 자기 상관도, 및 정방향 계측 데이터와 역방향 계측 데이터의 상호 상관도를 사용자에게 출력할 수 있다. 이 경우, 사용자는 출력된 자기 상관도와 상호 상관도를 통해 부품(10)의 결함 유무를 직접 판단할 수 있다.In addition, the damage
다른 실시예에 따르면, 검사 장치(100)가 역방향 초음파 계측 방법을 수행하는 경우, 계측부(130)는 검사 대상이 되는 부품(10)의 역방향 계측 데이터를 획득하는 것이 아니라, 정상 부품의 역방향 계측 데이터를 획득할 수 있다.According to another embodiment, when the
즉, 정방향 초음파 계측을 수행하기 위해, 레이저 조사부(110)는 검사 대상이 되는 부품(10)의 목표 지점(a1)에 레이저를 조사하고, 계측부(130)는 검사 대상이 되는 부품(10)의 계측 지점(a2)에서 초음파를 계측하되, 역방향 초음파 계측을 계측을 수행하기 위해, 레이저 조사부(110)는 정상 부품의 계측 지점(a2)에 레이저를 조사하고, 계측부(130)는 정상 부품의 목표 지점(a1)에서 초음파를 계측할 수 있다. That is, in order to perform the forward ultrasonic measurement, the
이 경우, 상관도 계산부(141)는 검사 대상이 되는 부품(10)의 정방향 계측 데이터의 자기 상관도를 계산하고, 정상 부품의 역방향 계측 데이터의 자기 상관도를 계산하고, 검사 대상이 되는 부품(10)의 정방향 계측 데이터와 정상 부품의 역방향 계측 데이터의 상호 상관도를 계산할 수 있다.In this case, the
손상 지수 판단부(142)는 상관도 계산부(141)가 계산한 자기 상관도 및 상호 상관도에 기초하여 손상 지수를 계산하고, 손상 여부 판단부(143)는 검사 대상이 되는 부품(10)의 결함 여부를 판단한다. 상관도 계산부(141), 손상 지수 판단부(142), 및 손상 여부 판단부(143)에 대한 설명은 중복되는 바 이하 생략한다.The damage
도 8을 참조하면, 또 다른 실시예에 따르면 계측부(130)가 생성한 정상 부품에 대한 역방향 계측 데이터는 저장부에 저장될 수 있다. 이 경우, 검사 장치(100)는 전술한 정방향 초음파 계측 방법에 의해 검사 대상이 되는 부품(10)에 대한 정방향 계측 데이터를 획득하고(S2100), 미리 저장된 역방향 계측 데이터를 저장부에서 불러올 수 있다(S2200).Referring to FIG. 8 , according to another embodiment, reverse measurement data for a normal part generated by the
그리고, 신호 처리부(140)는 검사 대상이 되는 부품(10)에 대한 정방향 계측 데이터 및 미리 저장된 역방향 계측 데이터를 이용하여 검사 대상이 되는 부품(10)의 결함 또는 손상 여부를 판단할 수 있다(S2300).In addition, the
구체적으로 도 9를 참조하면, 상관도 계산부(141)는 계측부(130)가 생성한 정방향 계측 데이터의 자기 상관도(auto correlation), 저장부, 일례로 메모리(160)로부터 불러온 역방향 계측 데이터의 자기 상관도, 계측부(130)가 생성한 정방향 계측 데이터와 미리 저장된 역방향 계측 데이터의 상호 상관도(cross correlation)를 판단한다(전술한 수학식 5 내지 수학식 7 참조).Specifically, referring to FIG. 9 , the
[수학식 5][Equation 5]
[수학식 6][Equation 6]
[수학식 7][Equation 7]
여기서, x와 z는 각각 검사 대상이 되는 부품(10)의 정방향 계측 데이터와 메모리(160)에 미리 저장된 역방향 계측 데이터를 나타내고, Rxx, Rzz, Rxz는 각각 검사 대상이 되는 부품(10)의 정방향 계측 데이터의 자기 상관도, 미리 저장된 역방향 계측 데이터의 자기 상관도, 검사 대상이 되는 부품(10)의 정방향 계측 데이터 및 미리 저장된 역방향 계측 데이터의 상호 상관도를 나타낸다.Here, x and z represent forward measurement data and reverse measurement data previously stored in the
검사 대상이 되는 부품(10)에 결함이 존재하지 않는 경우에는 검사 대상이 되는 부품(10)의 정방향 계측 데이터와 기준값이 되는 역방향 계측 데이터가 동일해야 하므로, Rxx, Rzz, Rxz는 유사한 값을 나타낸다.If there is no defect in the
그러나, 검사 대상이 되는 부품(10)에 선형적 결함 또는 비선형적 결함이 존재하면 추가적인 반사와 회절 등 초음파의 진행에 영향을 주게 되며, 비선형적인 정방향 계측 데이터 또는 역방향 계측 데이터가 생성된다. 이에 따라, 정방향 계측 데이터와 역방향 계측 데이터는 차이를 보이며, Rxx, Rzz, Rxz는 다른 값을 나타낸다.However, if a linear defect or a non-linear defect exists in the
손상 지수 계산부(142)는 상관도 계산부(141)가 판단한 자기 상관도 및 상호 상관도에 기초하여 검사 대상이 되는 부품(10)의 결함의 정도를 통계적인 값(즉, 손상 지수)으로 계산한다(수학식 8 참조).Damage
[수학식 8][Equation 8]
여기서, DI는 손상 지수, Rxx, Rzz, Rxz는 각각 검사 대상이 되는 부품(10)의 정방향 계측 데이터의 자기 상관도, 미리 저장된 역방향 계측 데이터의 자기 상관도, 검사 대상이 되는 부품(10)의 정방향 계측 데이터 및 미리 저장된 역방향 계측 데이터의 상호 상관도, D(a, b)는 a와 b가 상이한 정도를 나타내는 수치를 의미한다.Here, DI is the damage index, R xx , R zz , and R xz are the autocorrelation of the forward measurement data of the
손상 여부 판단부(143)는 손상 지수 계산부(142)가 계산한 손상 지수에 기초하여 검사 대상이 되는 부품(10)의 결함 여부를 판단하고, 출력부(150)는 손상 여부 판단부(143)의 판단 결과를 사용자에게 각종 화상이나 사운드 등을 통해 출력한다.. 손상 여부 판단부(143)와 출력부(150)에 대한 설명은 전술한 바, 이하 생략한다.The
이와 같은 일 실시예에 따른 검사 장치 및 검사 방법에 의하면, 레이저를 이용함으로써 피검체에 접촉하지 않고도 정밀하게 피검체의 표면 또는 내부 결함을 검출할 수 있고, 검출 데이터의 자기 상관도와 상호 상관도를 이용함으로써 작은 결함에 대해서도 결함 검출이 가능하다.According to the inspection apparatus and the inspection method according to an embodiment as described above, by using a laser, it is possible to precisely detect a surface or an internal defect of an inspected object without contacting the inspected object, and to determine the autocorrelation and cross-correlation of the detection data. By using it, defect detection is possible even for small defects.
일 실시예에 따른 검사 장치 및 검사 방법에 의하면, 검출 데이터의 자기 상관도와 상호 상관도를 이용함으로써 피검체의 선형적 결함뿐만 아니라 비선형적 결함 또한 검출할 수 있다.According to the inspection apparatus and the inspection method according to an exemplary embodiment, not only a linear defect but also a non-linear defect of an object may be detected by using the auto-correlation and cross-correlation of detected data.
전술한 실시 예에서 검사 장치(100)를 구성하는 구성요소들 중 일부 구성요소는 일종의 '모듈(module)'로 구현될 수 있다. 여기서, '모듈'은 소프트웨어 또는 Field Programmable Gate Array(FPGA) 또는 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, 모듈은 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 모듈은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. 모듈은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 실행시키도록 구성될 수도 있다.In the above-described embodiment, some of the components constituting the
따라서, 일 예로서 모듈은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 모듈들에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 모듈들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 모듈들로 더 분리될 수 있다. 게다가, 상기 구성요소들 및 모듈들은 디바이스 내에서 하나 또는 그 이상의 CPU를 실행할 수 있다.Thus, by way of example, a module includes components such as software components, object-oriented software components, class components and task components, and processes, functions, properties, procedures, subroutines. data, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables. The functionality provided by the components and modules may be combined into a smaller number of components and modules or further divided into additional components and modules. In addition, the components and modules may execute one or more CPUs within the device.
한편, 전술한 검사 장치의 검사 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터 시스템에 의하여 해독될 수 있는 데이터가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.Meanwhile, the above-described inspection method of the inspection apparatus may be implemented as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium includes any type of recording medium in which data that can be read by a computer system is stored. For example, there may be a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), a magnetic tape, a magnetic disk, a flash memory, an optical data storage device, and the like. In addition, the computer-readable recording medium may be distributed in computer systems connected through a computer communication network, and stored and executed as readable codes in a distributed manner.
10: 피검체
100; 검사 장치 110: 레이저 조사부
111: 광원 112: 레이저 방향 조절부
130: 계측부 140: 신호 처리부
150: 출력부10: subject
100; Inspection device 110: laser irradiation unit
111: light source 112: laser direction control unit
130: measurement unit 140: signal processing unit
150: output unit
Claims (20)
상기 목표 지점에 레이저가 조사된 경우, 상기 계측 지점에서의 정방향 계측 데이터를 생성하고, 상기 계측 지점에 레이저가 조사된 경우, 상기 목표 지점에서의 역방향 계측 데이터를 생성하는 계측부; 및
상기 정방향 계측 데이터와 역방향 계측 데이터의 자기 상관도 및 상호 상관도에 기초하여 상기 피검체의 결함을 판단하는 신호 처리부를 포함하는 검사 장치.a laser irradiator for irradiating a laser to a target point of the subject or a measurement point separated by a preset distance from the target point;
a measurement unit that generates forward measurement data at the measurement point when the laser is irradiated to the target point, and generates reverse measurement data at the target point when the laser is irradiated to the measurement point; and
and a signal processing unit configured to determine a defect of the subject based on autocorrelation and cross-correlation between the forward measurement data and the backward measurement data.
상기 신호 처리부는 상기 정방향 계측 데이터의 자기 상관도, 상기 역방향 계측 데이터의 자기 상관도, 및 상기 정방향 계측 데이터와 역방향 계측 데이터의 상호 상관도 중 어느 두 상관도 간의 차에 기초하여 상기 피검체의 결함을 판단하는 검사 장치.The method of claim 1,
The signal processing unit determines the defect of the subject based on a difference between any two correlation degrees among the autocorrelation degree of the forward measurement data, the autocorrelation degree of the backward measurement data, and the cross-correlation degree of the forward measurement data and the backward measurement data Inspection device for judging.
상기 신호 처리부는,
상기 정방향 계측 데이터와 상기 역방향 계측 데이터의 자기 상관도 및 상호 상관도를 판단하는 상관도 계산부;
상기 자기 상관도 및 상호 상관도에 기초하여 손상 지수를 판단하는 손상 지수 계산부; 및
상기 손상 지수에 기초하여 상기 피검체의 결함을 판단하는 손상 여부 판단부를 포함하는 검사 장치.The method of claim 1,
The signal processing unit,
a correlation calculator for determining autocorrelation and cross-correlation between the forward measurement data and the backward measurement data;
a damage index calculation unit for determining a damage index based on the autocorrelation and cross-correlation; and
and a damage determination unit configured to determine a defect of the subject based on the damage index.
상기 손상 여부 판단부는 상기 손상 지수와 미리 설정된 기준값을 비교하여 상기 피검체의 결함을 판단하는 검사 장치.4. The method of claim 3,
The damage determination unit compares the damage index with a preset reference value to determine the defect of the subject.
상기 손상 지수 계산부는 상기 정방향 계측 데이터의 자기 상관도, 상기 역방향 계측 데이터의 자기 상관도, 및 상기 정방향 계측 데이터와 상기 역방향 계측 데이터의 상호 상관도 중 어느 두 상관도가 상이한 정도에 기초하여 손상 지수를 판단하는 검사 장치.4. The method of claim 3,
The damage index calculation unit is a damage index based on a different degree of correlation between any two of the autocorrelation of the forward measurement data, the autocorrelation of the backward measurement data, and the cross correlation between the forward measurement data and the reverse measurement data. Inspection device for judging.
상기 계측부는 상기 목표 지점에 레이저가 조사된 경우, 상기 계측 지점에서 초음파를 검출하여 정방향 계측 데이터를 생성하고, 상기 계측 지점에 레이저가 조사된 경우, 상기 목표 지점에서 초음파를 검출하여 역방향 계측 데이터를 생성하는 검사 장치.The method of claim 1,
When the laser is irradiated to the target point, the measuring unit detects ultrasonic waves at the measuring point to generate forward measurement data, and when the laser is irradiated to the measuring point, the measuring unit detects ultrasonic waves at the target point to generate reverse measurement data generating inspection device.
상기 신호 처리부의 판단 결과를 사용자에게 화상이나 사운드로 출력하는 출력부를 더 포함하는 검사 장치.The method of claim 1,
The test apparatus further comprising an output unit for outputting the determination result of the signal processing unit as an image or sound to the user.
정상 피검체에 대한 역방향 계측 데이터가 저장된 저장부를 더 포함하되,
상기 계측부는 검사 대상이 되는 피검체의 정방향 계측 데이터를 생성하고,
상기 신호 처리부는 상기 검사 대상이 되는 피검체의 정방향 계측 데이터와 상기 정상 피검체에 대한 역방향 계측 데이터의 자기 상관도 및 상호 상관도에 기초하여 상기 검사 대상이 되는 피검체의 결함을 판단하는 검사 장치.The method of claim 1,
Further comprising a storage unit in which reverse measurement data for a normal subject is stored,
The measurement unit generates forward measurement data of the subject to be inspected,
The signal processing unit is an inspection device for determining a defect of the inspected object to be inspected based on the autocorrelation and cross-correlation of the forward measurement data of the inspected object and the reverse measurement data of the normal inspected object .
상기 레이저 조사부는 검사 대상이 되는 피검체의 목표 지점에 레이저를 조사하고, 정상 피검체의 계측 지점에 레이저를 조사하고,
상기 계측부는 상기 검사 대상이 되는 피검체의 정방향 계측 데이터를 생성하고, 상기 정상 피검체의 역방향 계측 데이터를 생성하는 검사 장치.The method of claim 1,
The laser irradiator irradiates a laser to a target point of an inspection target, and irradiates a laser to a measurement point of a normal inspected object
The measurement unit generates forward measurement data of the inspected object to be inspected, and generates reverse measurement data of the normal inspected object.
상기 레이저 조사부는 비접촉식으로 피검체에 레이저를 조사하고,
상기 계측부는 비접촉식으로 상기 피검체의 초음파를 검출하는 검사 장치.The method of claim 1,
The laser irradiation unit irradiates a laser to the subject in a non-contact manner,
The measurement unit is an inspection apparatus for detecting the ultrasonic wave of the subject in a non-contact manner.
상기 계측 지점에 레이저를 조사하고, 상기 목표 지점에서의 역방향 계측 데이터를 생성하는 단계; 및
상기 정방향 계측 데이터와 상기 역방향 계측 데이터의 자기 상관도 및 상호 상관도에 기초하여 상기 피검체의 결함을 판단하는 단계를 포함하는 검사 장치의 검사 방법.irradiating a laser to a target point of the subject, and generating forward measurement data at a measurement point separated by a preset distance from the target point;
irradiating a laser to the measurement point and generating reverse measurement data at the target point; and
and determining the defect of the subject based on autocorrelation and cross-correlation between the forward measurement data and the backward measurement data.
상기 결함을 판단하는 단계는 상기 정방향 계측 데이터의 자기 상관도, 상기 역방향 계측 데이터의 자기 상관도, 및 상기 정방향 계측 데이터와 역방향 계측 데이터의 상호 상관도 중 어느 두 상관도 간의 차에 기초하여 상기 피검체의 결함을 판단하는 검사 장치의 검사 방법.12. The method of claim 11,
The determining of the defect may include: based on a difference between any two correlations among the auto-correlation of the forward measurement data, the auto-correlation of the backward measurement data, and the cross-correlation between the forward measurement data and the backward measurement data. An inspection method of an inspection device that determines a defect in a specimen.
상기 결함을 판단하는 단계는,
상기 정방향 계측 데이터와 상기 역방향 계측 데이터의 자기 상관도 및 상호 상관도를 판단하는 단계;
상기 자기 상관도 및 상호 상관도에 기초하여 손상 지수를 판단하는 단계; 및
상기 손상 지수에 기초하여 상기 피검체의 결함을 판단하는 단계를 포함하는 검사 장치의 검사 방법.12. The method of claim 11,
The step of determining the defect is,
determining autocorrelation and cross-correlation between the forward measurement data and the backward measurement data;
determining a damage index based on the autocorrelation and cross-correlation; and
and determining the defect of the subject based on the damage index.
상기 손상 지수에 기초하여 상기 피검체의 결함을 판단하는 단계는 상기 손상 지수와 미리 설정된 기준값을 비교하여 상기 피검체의 결함을 판단하는 검사 장치의 검사 방법.14. The method of claim 13,
The determining of the defect of the subject based on the damage index may include comparing the damage index with a preset reference value to determine the defect of the subject.
상기 손상 지수를 판단하는 단계는 상기 정방향 계측 데이터의 자기 상관도, 상기 역방향 계측 데이터의 자기 상관도, 및 상기 정방향 계측 데이터와 상기 역방향 계측 데이터의 상호 상관도 중 어느 두 상관도가 상이한 정도에 기초하여 손상 지수를 판단하는 검사 장치의 검사 방법.14. The method of claim 13,
The step of determining the damage index is based on a different degree of correlation between any two of the auto-correlation of the forward measurement data, the auto-correlation of the backward measurement data, and the cross-correlation between the forward measurement data and the backward measurement data. Inspection method of the inspection device to determine the damage index.
상기 정방향 계측 데이터를 생성하는 단계는 상기 계측 지점에서 초음파를 검출하여 정방향 계측 데이터를 생성하고,
상기 역방향 계측 데이터를 생성하는 단계는 상기 목표 지점에서 초음파를 검출하여 역방향 계측 데이터를 생성하는 검사 장치의 검사 방법.12. The method of claim 11,
The generating of the forward measurement data includes generating forward measurement data by detecting ultrasonic waves at the measurement point,
The generating of the reverse measurement data may include detecting an ultrasonic wave at the target point to generate reverse measurement data.
상기 피검체의 결함을 판단하는 단계의 판단 결과를 사용자에게 화상이나 사운드로 출력하는 단계를 더 포함하는 검사 장치의 검사 방법.12. The method of claim 11,
and outputting a determination result of the step of determining the defect of the subject as an image or sound to a user.
상기 결함을 판단하는 단계는 상기 정방향 계측 데이터를 생성하는 단계에서 생성된 정방향 계측 데이터와 상기 검사 장치에 미리 저장된 역방향 계측 데이터의 자기 상관도 및 상호 상관도에 기초하여 상기 피검체의 결함을 판단하는 검사 장치의 검사 방법.12. The method of claim 11,
In the determining of the defect, the defect of the subject is determined based on the autocorrelation and cross-correlation of the forward measurement data generated in the step of generating the forward measurement data and the reverse measurement data previously stored in the inspection apparatus. Inspection method of inspection device.
상기 정방향 계측 데이터를 생성하는 단계는 검사 대상이 되는 피검체의 목표 지점에 레이저를 조사하고, 상기 목표 지점으로부터 미리 설정된 거리만큼 떨어진 계측 지점에서의 정방향 데이터를 생성하고,
상기 역방향 계측 데이터를 생성하는 단계는 정상 피검체의 계측 지점에 레이저를 조사하고, 목표 지점에서의 역방향 데이터를 생성하고,
상기 결함을 판단하는 단계는 상기 검사 대상이 되는 피검체의 정방향 계측 데이터와 상기 정상 피검체의 역방향 계측 데이터의 자기 상관도 및 상호 상관도에 기초하여 상기 피검체의 결함을 판단하는 검사 장치의 검사 방법.12. The method of claim 11,
In the generating of the forward measurement data, a laser is irradiated to a target point of an object to be inspected, and forward data is generated at a measurement point separated by a preset distance from the target point,
The generating of the reverse measurement data includes irradiating a laser to a measurement point of a normal subject, generating reverse data at a target point,
In the determining of the defect, the inspection apparatus for determining the defect of the inspected object is based on the autocorrelation and cross-correlation of the forward measurement data of the inspected object and the reverse measurement data of the normal inspected object. Way.
상기 피검체의 결함을 판단하는 단계 이전에,
상기 정상 피검체의 역방향 계측 데이터를 저장하는 단계를 더 포함하는 검사 장치의 검사 방법.20. The method of claim 19,
Prior to the step of determining the defect of the subject,
The inspection method of the inspection apparatus further comprising the step of storing the reverse measurement data of the normal subject.
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