KR102402386B1 - Method, apparatus and the system for detecting thickness of an object - Google Patents
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Abstract
두께 판단 방법, 장치 및 시스템이 개시된다. 두께 판단 시스템은, 대상물의 흡광 특성에 맞는 파장의 광을 상기 대상물에 조사하는 광원; 상기 광원과 대면하여 배치되고, 상기 광원으로부터 광이 조사된 대상물을 촬영하여 영상을 생성하는 센서; 및 상기 생성된 영상의 휘도를 이용하여 상기 대상물의 두께를 검출하는 두께 판단 장치를 포함한다.A method, apparatus, and system for determining thickness are disclosed. The thickness determination system includes: a light source for irradiating light of a wavelength that matches the light absorption characteristics of the object to the object; a sensor disposed to face the light source and generating an image by photographing an object irradiated with light from the light source; and a thickness determination device configured to detect the thickness of the object by using the luminance of the generated image.
Description
본 발명은 대상물의 흡광 특성을 고려하여 대상물의 두께를 검출할 수 있는 두께 판단 방법, 장치 및 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a thickness determination method, apparatus, and system capable of detecting the thickness of an object in consideration of light absorption characteristics of the object.
일반적으로 반도체 공정에서는 반도체 기판이나 유리 등과 같은 반도체 기질 상에 유전체 필름이나 반도체 필름 또는 금속 필름 등을 형성하게 된다. 이러한 필름 형성의 대표적인 방법으로는 진공증착(Vaccum Evaporation)이나 스퍼터링(Sputtering)과 같은 물리증착법(PVD)이나 프리커서라고 하는 원료재를 사용하는 화학증착법(CVD)등을 많이 적용하고 있다.In general, in a semiconductor process, a dielectric film, a semiconductor film, or a metal film is formed on a semiconductor substrate such as a semiconductor substrate or glass. As a representative method of forming such a film, a physical vapor deposition (PVD) method such as vacuum evaporation or sputtering, or a chemical vapor deposition method (CVD) using a raw material called a precursor is widely applied.
특히, 이러한 필름은 필름의 형성 공정이나 품질을 결정하는데 있어서 여러 가지 요인이 있으나, 최근에 와서 반도체 소자의 집적도를 높이기 위해 기판 위에 형성되는 필름을 얇고 다층화하는 추세에 있기 때문에, 반도체의 품질 결정에 있어서 필름 두께를 제어하는 비중이 높아졌다.In particular, these films have various factors in determining the film forming process or quality, but in recent years, in order to increase the degree of integration of semiconductor devices, there is a trend to thin and multi-layered films formed on the substrate. Therefore, the specific gravity for controlling the film thickness has increased.
일반적으로 많이 사용되는 필름의 두께 측정 방법으로는, 크게 탐침을 이용하는 기계적인 방법, 현미경을 이용하는 방법 등이 있다.As a method for measuring the thickness of a film commonly used, there are a mechanical method using a probe, a method using a microscope, and the like.
탐침을 이용한 기계적인 측정방법은 기판 표면 위에 단차가 있는 필름의 두께를 측정하기 위하여 개발된 장비로, 탐침이 기판 표면을 긁고 지나감에 따라 필름 표면의 단차에 의해 달라지는 압력을 감지하여 단차의 두께를 측정하는 방법이다. 그러나, 이 방법은 탐침이 직접 시료와 접촉하기 때문에 유기막은 물론, 금속 필름의 두께도 쉽게 구할 수는 있으나, 다음과 같은 문제점이 있다.The mechanical measuring method using a probe is an equipment developed to measure the thickness of a film with a step on the substrate surface. a way to measure However, in this method, the thickness of the metal film as well as the organic film can be easily obtained because the probe is in direct contact with the sample, but there are the following problems.
우선, 탐침과의 접촉으로 시료의 파괴와 오염을 유발시키게 되며, 두께 측정 속도가 늦고, 측정자의 주관에 따라 측정 오차가 생길 우려가 있다. 또한, 단차의 두께만을 구할 수 있기 때문에, 여러 층의 두께를 한번에 측정할 수 없을 뿐만 아니라 측정하고자 하는 곳에 미리 단차를 형성해야 하는 불편함이 있다.First, the contact with the probe causes destruction and contamination of the sample, and the thickness measurement speed is slow, and there is a risk of measurement error depending on the subjectivity of the measurer. In addition, since only the thickness of the step can be obtained, it is not possible to measure the thickness of several layers at once, and there is an inconvenience of having to form the step in advance at a place to be measured.
현미경을 이용하는 측정 방법은 일반 광학 현미경을 이용하여 육안으로 측정하는 방법과 전자현미경을 이용하여 초고배율의 이미지를 얻어서 그 두께를 측정하는 방법이 있다. 이 방법은 시료의 단면을 육안으로 확인할 수 있기 때문에 널리 사용되고는 있으나 다음과 같은 문제점이 있다.The measurement method using a microscope includes a method of visually measuring using a general optical microscope, and a method of measuring the thickness by obtaining an image at ultra-high magnification using an electron microscope. This method is widely used because the cross section of the sample can be checked with the naked eye, but it has the following problems.
두께를 측정하기 위해서는 시료를 절단해야 하기 때문에 상술한 기계적인 측정 방법에 비해 더 많은 시간이 필요하고, 시료를 측정할 수 있도록 하기 위한 가공 기술을 필요로 한다. 특히, 이 방법은 필름을 형성한 뒤에 단면을 측정하기 때문에 실시간으로 필름의 두께를 측정할 수 없다는 단점이 있다.
In order to measure the thickness, since the sample must be cut, more time is required compared to the above-described mechanical measuring method, and processing technology for measuring the sample is required. In particular, since this method measures the cross section after forming the film, there is a disadvantage in that the thickness of the film cannot be measured in real time.
본 발명은 대상물 손상 없이 간단한 방법으로 대상물의 두께를 검출할 수 있는 두께 판단 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a thickness determination system and method capable of detecting the thickness of an object in a simple manner without damaging the object.
또한, 본 발명은 대상물의 흡광 특성을 고려하여 정확하게 대상물의 두께를 검출할 수 있는 두께 판단 방법, 장치 및 시스템을 제공하기 위한 것이다.
Another object of the present invention is to provide a thickness determination method, apparatus, and system capable of accurately detecting the thickness of an object in consideration of light absorption characteristics of the object.
제1 측면에 따르면, 대상물의 흡광 특성을 고려하여 정확하게 대상물의 두께를 검출할 수 있는 두께 판단 장치 및 시스템이 제공된다.According to a first aspect, a thickness determination apparatus and system capable of accurately detecting a thickness of an object in consideration of a light absorption characteristic of the object are provided.
제1 실시예에 따르면, 대상물의 흡광 특성에 맞는 파장의 광을 상기 대상물에 조사하는 광원; 상기 광원과 대면하여 배치되고, 상기 광원으로부터 광이 조사된 대상물을 촬영하여 영상을 생성하는 센서; 및 상기 생성된 영상의 휘도를 이용하여 상기 대상물의 두께를 검출하는 두께 판단 장치를 포함하는 두께 판단 시스템이 제공될 수 있다.According to a first embodiment, there is provided a light source for irradiating light having a wavelength that matches the light absorption characteristics of the object to the object; a sensor disposed to face the light source and generating an image by photographing an object irradiated with light from the light source; and a thickness determination device configured to detect the thickness of the object by using the luminance of the generated image may be provided.
상기 두께 판단 장치는, 상기 영상의 평균 휘도를 계산하고, 상기 계산된 평균 휘도를 이용하여 상기 대상물의 두께를 검출할 수 있다.The thickness determination apparatus may calculate an average luminance of the image and detect the thickness of the object using the calculated average luminance.
상기 평균 휘도와 상기 대상물에 조사된 광의 광도를 이용하여 상기 대상물의 흡광도를 계산하고, 상기 계산된 흡광도와 상기 조사된 광에 대응하여 설정된 흡광 계수 및 농도를 이용하여 상기 대상물의 두께를 검출할 수 있다.The absorbance of the object is calculated using the average luminance and the luminance of the light irradiated to the object, and the thickness of the object can be detected using the calculated absorbance and the extinction coefficient and concentration set in response to the irradiated light have.
상기 센서에 의해 상기 대상물의 일부 영역이 촬영되면, 상기 두께 판단 장치는 상기 대상물을 지정된 거리만큼 이송시키도록 제어할 수 있다.
When a partial region of the object is photographed by the sensor, the thickness determination apparatus may control the object to be transported by a specified distance.
제2 실시예에 따르면, 카메라에 있어서, 대상물의 흡광 특성에 맞는 파장의 광이 조사된 대상물을 촬영하여 영상을 생성하는 센서; 및 상기 생성된 영상의 휘도를 이용하여 상기 대상물의 두께를 검출하는 두께 판단 모듈을 포함하되, 상기 카메라는 상기 조명을 정면 대면하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 카메라가 제공될 수 있다.According to a second embodiment, there is provided a camera, comprising: a sensor for generating an image by photographing an object irradiated with light having a wavelength suitable for absorption characteristics of the object; and a thickness determination module for detecting the thickness of the object by using the luminance of the generated image, wherein the camera may be provided with a camera, characterized in that it is arranged to face the illumination.
상기 두께 판단 모듈은, 상기 광이 조사되지 않은 대상물을 촬영한 영상을 이용하여 상기 대상물의 색상을 검출한 후, 상기 대상물의 색상에 따른 흡광 특성에 맞는 광이 상기 대상물에 조사되도록 제어 신호를 광원으로 출력할 수 있다.
The thickness determination module, after detecting the color of the object using an image of the object to which the light is not irradiated, is a light source so that light matching the light absorption characteristics according to the color of the object is irradiated to the object can be output as
제3 실시예에 따르면, 센서로부터 대상물의 흡광 특성에 맞는 파장의 광이 조사된 대상물을 촬영한 영상을 획득하는 센싱부; 및 상기 생성된 영상의 휘도를 이용하여 상기 대상물의 두께를 검출하는 두께 검출부를 포함하는 두께 판단 장치가 제공될 수 있다.
According to a third embodiment, there is provided a sensor comprising: a sensing unit configured to acquire an image obtained by photographing an object irradiated with light having a wavelength suitable for absorption characteristics of the object; and a thickness detector configured to detect the thickness of the object by using the luminance of the generated image.
제2 측면에 따르면, 대상물의 흡광 특성을 고려하여 정확하게 대상물의 두께를 검출할 수 있는 방법이 제공된다.According to a second aspect, there is provided a method capable of accurately detecting a thickness of an object in consideration of a light absorption characteristic of the object.
제1 실시예에 따르면, (a) 광원과 대면하여 배치된 센서로부터 대상물의 흡광 특성에 맞는 파장의 광이 조사된 대상물을 촬영한 영상을 획득하는 단계; 및 (b) 상기 생성된 영상의 휘도를 이용하여 상기 대상물의 두께를 검출하는 단계를 포함하는 대상물의 흡광 특성을 고려한 두께 판단 방법이 제공될 수 있다.According to the first embodiment, (a) acquiring an image of an object irradiated with light of a wavelength suitable for the absorption characteristics of the object from a sensor disposed to face the light source; and (b) detecting the thickness of the object by using the luminance of the generated image may be provided.
상기 (b) 단계는, 상기 휘도와 상기 대상물에 조사된 광의 광도를 이용하여 상기 대상물의 흡광도를 계산하는 단계; 및 상기 계산된 흡광도와 상기 조사된 광에 대응하여 설정된 흡광 계수 및 농도를 이용하여 상기 대상물의 두께를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.The step (b) may include calculating the absorbance of the object using the luminance and the luminance of the light irradiated to the object; and detecting the thickness of the object using the calculated absorbance and an extinction coefficient and concentration set in response to the irradiated light.
상기 센서는, 상기 대상물의 일부 영역을 라인 스캔하여 촬영하되, 상기 센서에 의해 상기 일부 영역이 촬영되면 지정된 거리만큼 상기 대상물을 이송시킨 후, 상기 (a) 단계 및 상기 (b) 단계를 반복 수행할 수 있다.
The sensor performs a line scan of a partial area of the object, but when the partial area is photographed by the sensor, the object is transferred by a specified distance, and then steps (a) and (b) are repeated can do.
제2 실시예에 따르면, 카메라에서 대상물의 두께를 판단하는 방법에 있어서, 대상물을 촬영하여 제1 영상을 생성하는 단계; 상기 제1 영상을 분석하여 상기 대상물의 색상을 판단하는 단계; 상기 판단된 대상물의 색상에 따른 흡광 특성이 맞는 파장의 광이 상기 대상물에 조사되도록 제어하는 단계; 상기 흡광 특성이 맞는 파장의 광이 조사된 상기 대상물을 촬영하여 제2 영상을 생성하는 단계; 및 상기 제2 영상에서 평균 휘도를 계산하고, 상기 계산된 평균 휘도를 이용하여 상기 대상물의 두께를 검출하는 단계를 포함하는 대상물의 흡광 특성을 고려한 두께 판단 방법이 제공될 수 있다.
According to a second embodiment, there is provided a method for determining a thickness of an object in a camera, the method comprising: generating a first image by photographing the object; determining a color of the object by analyzing the first image; controlling the light of a wavelength matching the light absorption characteristic according to the color of the determined object to be irradiated to the object; generating a second image by photographing the object irradiated with light having a wavelength matching the absorption characteristics; and calculating an average luminance from the second image and detecting a thickness of the object using the calculated average luminance.
본 발명의 두께 판단 방법, 장치 및 시스템을 제공함으로써, 대상물 손상 없이 간단한 방법으로 대상물의 두께를 검출할 수 있다.By providing the method, apparatus and system for determining thickness of the present invention, it is possible to detect the thickness of an object in a simple manner without damaging the object.
또한, 본 발명은 대상물의 흡광 특성을 고려하여 정확하게 대상물의 두께를 검출할 수 있다.
In addition, the present invention can accurately detect the thickness of the object in consideration of the light absorption characteristics of the object.
도 1은 제1 실시예에 따른 두께 판단 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 제1 실시예에 따른 대상물의 두께를 판단하는 방법을 설명하기 위해 도시한 도면.
도 3은 제1 실시예에 따른 두께 판단 장치의 내부 구성을 걔략적으로 도시한 블록도.
도 4는 제1 실시예에 따른 두께 판단 시스템이 대상물의 흡광 특성을 고려하여 대상물의 두께를 판단하는 방법을 나타낸 순서도.
도 5는 종래와 제1 실시예에 따른 대상물 두께 판단 결과를 도시한 그래프.
도 6은 제2 실시예에 따른 대상물의 흡광 특성을 고려하여 대상물의 두께를 판단할 수 있는 카메라의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도.
도 7은 제2 실시예에 따른 카메라가 대상물의 흡광 특성을 고려하여 대상물의 두께를 판단하는 방법을 나타낸 순서도.1 is a diagram schematically showing the configuration of a thickness determination system according to a first embodiment;
2 is a view for explaining a method of determining the thickness of an object according to the first embodiment.
Fig. 3 is a block diagram schematically showing the internal configuration of the thickness determination device according to the first embodiment;
4 is a flowchart illustrating a method for the thickness determination system according to the first embodiment to determine the thickness of the object in consideration of the light absorption characteristics of the object.
5 is a graph showing a result of determining the thickness of an object according to the prior art and the first embodiment;
6 is a block diagram schematically illustrating an internal configuration of a camera capable of determining a thickness of an object in consideration of a light absorption characteristic of the object according to the second embodiment;
7 is a flowchart illustrating a method for a camera to determine a thickness of an object in consideration of a light absorption characteristic of the object according to the second embodiment;
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Since the present invention can apply various transformations and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
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. Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
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.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 제1 실시예에 따른 두께 판단 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 제1 실시예에 따른 대상물의 두께를 판단하는 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating the configuration of a thickness determination system according to a first embodiment, and FIG. 2 is a diagram illustrating a method of determining the thickness of an object according to the first embodiment.
도 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 두께 판단 시스템는 광원(110), 센서(115) 및 두께 판단 장치(120)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1 , the thickness determination system according to the first embodiment includes a
광원(110)은 광원을 조사하기 위한 수단이다. 예를 들어, 광원(110)은 LED일 수 있다.The
또한, 광원(110)은 블루 광과 화이트 광을 선택적으로 조사할 수 있다. 예를 들어, 광원(110)은 두께 판단 장치(120) 또는 시스템 관리부(미도시)의 제어에 따라 대상물의 흡광 특성에 따라 블루 광 또는 화이트 광을 선택으로 조사할 수 있다.In addition, the
예를 들어, 대상물이 황색을 띠는 PI 필름인 경우, 광원(110)은 두께 판단 장치(120) 또는 시스템 관리부의 제어에 따라 블루 광을 조사할 수 있으며, 그 외에는 화이트 광을 조사할 수 있다.For example, when the object is a yellowish PI film, the
센서(115)는 대상물을 투과한 광 세기를 측정하기 위한 수단이다.The
센서(115)는 대상물을 투과한 광 세기를 측정해야 하므로, 광원(110)과 직접 대면하는 위치에 배치된다.Since the
예를 들어, 광원(110)이 대상물에 조사되면, 조사된 광의 파장(wavelength)에 따른 투과율 차이가 발생하여 센서(115)상에 광량에 따른 명암 차이가 발생하게 된다.For example, when the
예를 들어, 센서(115)는 카메라일 수 있으며, 보다 상세하게 라인 스캔 카메라일 수 있다.For example, the
두께 판단 장치(120)는 센서(115)에 의해 감지된 광 세기를 분석하여 대상물의 두께를 판단하는 기능을 한다.The
램버트비어(Lambert-Beer)의 법칙에 따르면, 대상물의 흡광도를 이용하여 대상물의 두께를 검출할 수 있다.According to Lambert-Beer's law, the thickness of the object can be detected using the absorbance of the object.
램버트비어의 법칙을 수학식으로 나타내면 수학식 1과 같다.The Lambert-Bier's Law is expressed as Equation 1.
여기서, 는 입사광의 광도(세기)를 나타내고, 는 출사광의 광도(세기)를 나타내며, 는 흡광 계수를 나타내고, 는 농도를 나타내며, 는 두께(즉, 대상물의 두께)를 나타낸다.here, represents the luminous intensity (intensity) of the incident light, represents the luminous intensity (intensity) of the emitted light, represents the extinction coefficient, represents the concentration, denotes the thickness (ie, the thickness of the object).
램버트비어의 법칙에 따르면, 대상물의 흡광 계수가 맞는 광을 대상물에 출력하면 대상물의 두께를 효율적으로 검출할 수 있음을 알 수 있다.According to Lambert-Bier's law, it can be seen that the thickness of the object can be efficiently detected when light having the correct extinction coefficient of the object is output to the object.
예를 들어, 대상물이 황색 PI 필름인 경우, 황색 PI 필름은 백색광, 적색광, 그린광은 흡수하지 않거나 모두 반사 또는 투과시키는 반면 블루광은 흡수한다. 즉, 대상물이 황색 PI 필름인 경우, 대상물의 두께 판단을 위해서는 블루광이 적합한 것을 알 수 있다.For example, if the object is a yellow PI film, the yellow PI film does not absorb or reflects or transmits all of white light, red light, and green light, while absorbing blue light. That is, when the object is a yellow PI film, it can be seen that blue light is suitable for determining the thickness of the object.
대상물은 부분적으로 두께가 다를 수 있다. 이에 따라, 센서(115)에 의해 감지된 영상에는 부분적으로 명암 차이가 발생할 수 있다. The object may be partially different in thickness. Accordingly, a difference in contrast may occur partially in the image sensed by the
다시 정리하면, 두께 판단 장치(120)는 센서(115)에 의해 대상물이 촬영된 영상의 평균 휘도를 계산하고, 계산된 평균 휘도를 이용하여 대상물에 대한 흡광도를 도출할 수 있다. 이어, 두께 판단 장치(120)는 도출된 흡광도를 흡광 계수와 농도로 나누어 대상물의 두께를 계산할 수 있다. In other words, the
두께 판단 장치(120)가 대상물의 부분별 두께를 검출할 수 있기 때문에, 결과적으로 대상물의 불균일도도 검출할 수 있다.Since the
구현 방법에 따라 센서(115)는 대상물 전체를 라인 단위로 스캔할 수도 있다. 그러나 이와 같이 대상물 전체를 라인 단위로 스캔하는 경우, 두께 판단시 상당히 많은 노이즈가 발생할 수 있다. 이로 인해, 센서(115)는 지정된 일부 영역만을 스캔하여 대상물의 두께를 검출할 수 있다.Depending on the implementation method, the
도 1에서는 두께 판단 장치(120)가 센서(115)와는 별도의 구성으로 구비되는 것을 가정하여 도시하고 있으나, 구현 방법에 따라 두께 판단 장치(120)는 카메라의 일 구성으로 포함될 수 있다.In FIG. 1 , it is assumed that the
따라서, 카메라가 대상물의 지정된 일부 영역을 라인 단위로 스캔하여 촬영한 영상을 이용하여 평균 휘도를 계산하고, 계산된 평균 휘도를 이용하여 대상물의 두께를 검출할 수 있다. 즉, 두께 판단 장치(120)는 카메라의 일 구성 요소로 포함될 수도 있음은 당연하다.
Accordingly, an average luminance may be calculated using an image captured by the camera scanning a designated partial area of the object in line units, and the thickness of the object may be detected using the calculated average luminance. That is, it is natural that the
도 3은 제1 실시예에 따른 두께 판단 장치의 내부 구성을 걔략적으로 도시한 블록도이다. 제1 실시예에 따른 두께 판단 장치(120)는 센서(115)를 구비하지 않은 장치로, 센서(115)와 연결되어 센서(115)로부터 센싱된 정보(대상물을 촬영한 영상)을 획득하여 대상물에 대한 두께를 판단할 수 있다.3 is a block diagram schematically illustrating an internal configuration of the thickness determination apparatus according to the first embodiment. The
도 3을 참조하면, 제1 실시예에 따른 두께 판단 장치(120)는 센싱부(310), 두께 검출부(315), 시스템 관리부(320), 메모리(325) 및 프로세서(330)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 3 , the
센싱부(310)는 센서(115)로부터 대상물을 촬영한 영상을 획득한다. 이미 전술한 바와 같이, 센서(115)는 대상물을 사이에 두고 광원(110)과 대면하도록 위치되고, 대상물의 흡광 특성에 따른 광원(110)이 대상물에 조사된 상태에서 대상물을 촬영하여 생성된 영상을 센싱부(310)로 출력할 수 있다.The
두께 검출부(315)는 센싱부(310)로부터 입력되는 영상을 분석하여 평균 휘도를 계산한 후, 계산된 평균 휘도를 이용하여 대상물의 두께를 계산하는 기능을 한다.The
이는 이미 전술한 바와 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Since this is the same as that described above, the overlapping description will be omitted.
시스템 관리부(320)는 광원(110), 센서(115) 또는 대상물을 이송시키는 시스템(미도시)를 관리하는 기능을 한다.The
도 3에서는 시스템 관리부(320)가 두께 판단 장치(120)의 일 구성 요소로 도시되어 있으나, 구현 방법에 따라 시스템 관리부(320)는 별도의 장치일 수도 있다.In FIG. 3 , the
메모리(325)는 제1 실시예에 따른 대상물의 두께를 판단하기 위한 방법을 수행하기 위해 필요한 다양한 데이터, 알고리즘 등을 저장하는 기능을 한다.The
프로세서(330)는 제1 실시예에 따른 두께 판단 장치(120)의 내부 구성 요소들(예를 들어, 센싱부(310), 두께 검출부(315), 시스템 관리부(320), 메모리(325) 등)을 제어하는 기능을 한다.
The
도 4는 제1 실시예에 따른 두께 판단 시스템이 대상물의 흡광 특성을 고려하여 대상물의 두께를 판단하는 방법을 나타낸 순서도이고, 도 5는 종래와 제1 실시예에 따른 대상물 두께 판단 결과를 도시한 그래프이다.4 is a flowchart illustrating a method for the thickness determination system according to the first embodiment to determine the thickness of an object in consideration of the light absorption characteristics of the object, and FIG. It is a graph.
단계 410에서 센서(115)는 광원(110)이 조사된 대상물을 촬영하여 영상을 생성한다.In
이미 전술한 바와 같이, 광원(110)은 대상물을 사이에 두고 센서(115)와 대면하는 위치에 배치된다(도 1 참조).As already described above, the
도 4에서는 대상물의 흡광 특성에 따라 광원(110)이 미리 설정되어 있는 것을 가정하기로 한다.In FIG. 4 , it is assumed that the
예를 들어, 대상물이 황색 PI 필름인 경우, 광원(110)은 블루광을 조사하도록 설정될 수 있다. 그러나, 대상물이 황색 PI 필름이 아닌 경우, 광원(110)은 흰색광을 조사하도록 설정된다.For example, when the object is a yellow PI film, the
단계 415에서 두께 판단 장치(120)는 센서(115)에 의해 촬영된 영상에서 평균 휘도를 계산한다.In
단계 420에서 두께 판단 장치(120)는 계산된 평균 휘도를 이용하여 대상물에 대한 흡광도를 계산한다.In
이어, 단계 425에서 두께 판단 장치(120)는 계산된 흡광도, 미리 설정된 흡광 계수와 농도를 이용하여 대상물의 두께를 계산한다.Next, in
도 5에는 두께 판단 장치(120)가 계산한 대상물의 두께를 그래프환 결과가 도시되어 있다. 도 5의 (a)는 제1 실시예에 따른 대상물의 흡광 특성을 고려하여 대상물의 두께를 검출한 결과이고, 도 5의 (b)는 종래의 X-ray를 이용하여 대상물의 두께를 검출한 결과를 나타낸 것이다.5 shows a graph-shaped result of the thickness of the object calculated by the
도 5에서 보여지는 바와 같이, 제1 실시예에 따른 대상물의 흡광 특성을 고려하여 대상물의 두께를 검출한 결과의 그래프가 종래의 X-ray를 이용한 결과와 비교하여 근소한 오차 범위를 포함하나 불균일도 특성은 동일하게 나타나는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 5 , the graph of the result of detecting the thickness of the object in consideration of the light absorption characteristic of the object according to the first embodiment includes a narrow error range compared to the result using the conventional X-ray, but the degree of non-uniformity It can be seen that the characteristics appear the same.
두께 판단 시스템은 대상물을 정해진 일정 거리만큼 이송시키면서 대상물의 일 영역을 라인 단위로 스캔하여 대상물의 두께를 판단할 수 있다.
The thickness determination system may determine the thickness of the object by scanning an area of the object line by line while transferring the object by a predetermined distance.
도 6은 제2 실시예에 따른 대상물의 흡광 특성을 고려하여 대상물의 두께를 판단할 수 있는 카메라의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.6 is a block diagram schematically illustrating an internal configuration of a camera capable of determining a thickness of an object in consideration of a light absorption characteristic of the object according to the second embodiment.
도 6을 참조하면, 제1 실시예에 따른 카메라는 센서(615) 및 두께 판단 모듈(620)을 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 6 , the camera according to the first embodiment is configured to include a
이때, 카메라는 대상물을 사이에 두고 광원(110)과 대면하도록 배치될 수 있다.In this case, the camera may be disposed to face the
센서(615)는 대상물을 촬영하여 영상을 생성하기 위한 수단이다.The
센서(615)는 대상물을 촬영한 영상을 두께 판단 모듈(620)로 출력할 수 있다.The
또한, 센서(615)는 최초 대상물의 두께를 판단하기 이전에, 대상물의 흡광 특성을 고려한 광이 조사되지 않은 상태에서 대상물을 촬영하여 제1 영상을 생성하여 두께 판단 모듈(620)로 출력할 수 있다. 이때, 제1 영상은 대상물의 색상을 판단하기 위해 이용될 수 있다.In addition, before determining the thickness of the first object, the
또한, 센서(615)는 대상물의 흡광 특성에 따른 광이 조사된 대상물을 촬영한 제2 영상을 두께 판단 모듈(620)로 출력할 수도 있다.Also, the
두께 판단 모듈(620)은 센서(615)를 통해 입력된 대상물에 대한 영상을 분석하여 대상물의 두께를 판단하는 기능을 한다.The thickness determination module 620 serves to analyze the image of the object input through the
예를 들어, 두께 판단 모듈(620)은 대상물의 영상에서 평균 휘도를 계산한 후, 평균 휘도를 이용하여 대상물에 대한 흡광도를 계산할 수 있다. 이는 이미 전술한 바와 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다. For example, the thickness determination module 620 may calculate the average luminance in the image of the object and then calculate the absorbance of the object by using the average luminance. Since this is the same as that described above, the overlapping description will be omitted.
또한, 두께 판단 모듈(620)은 대상물의 두께를 판단하기 전에, 광원 설정 초기화를 위해 제1 영상을 이용하여 대상물의 색상을 판단할 수 있다. 예를 들어, 두께 판단 모듈(620)은 제1 영상의 평균 색상을 계산한 후 계산된 평균 색상을 이용하여 대상물의 색상을 판단할 수 있다. 대상물의 색상이 결정되면, 두께 판단 모듈(620)은 대상물의 색상에 따른 흡광 특성에 맞는 광이 조사되도록 광원(110)을 제어할 수 있다.Also, before determining the thickness of the object, the thickness determination module 620 may determine the color of the object by using the first image to initialize the light source setting. For example, after calculating the average color of the first image, the thickness determination module 620 may determine the color of the object using the calculated average color. When the color of the object is determined, the thickness determination module 620 may control the
예를 들어, 대상물이 황색 PI 필름이면, 두께 판단 모듈(620)은 황색 PI 필름의 흡광 특성에 맞도록 블루광이 조사되도록 광원(110)을 제어할 수 있다. For example, if the object is a yellow PI film, the thickness determination module 620 may control the
이 외에도 카메라(600)는 도 6에는 도시되어 있지 않으나, 메모리와 프로세서를 더 포함할 수도 있다. 그러나 이는 일반적인 구성이므로 이에 대한 별도의 설명은 생략하기로 한다.In addition to this, although not shown in FIG. 6 , the camera 600 may further include a memory and a processor. However, since this is a general configuration, a separate description thereof will be omitted.
또한, 카메라(600)는 외부 시스템과 연결되어 대상물의 일부분을 촬영하여 두께 판단 한 후 대상물의 다른 일부분을 촬영하기 위해 대상물을 일정 거리 이송하도록 제어할 수도 있다.
In addition, the camera 600 may be connected to an external system to photograph a part of the object to determine the thickness, and then control the object to be transported a certain distance in order to photograph another part of the object.
도 7은 제2 실시예에 따른 카메라가 대상물의 흡광 특성을 고려하여 대상물의 두께를 판단하는 방법을 나타낸 순서도이다. 7 is a flowchart illustrating a method for a camera to determine a thickness of an object in consideration of a light absorption characteristic of the object according to the second embodiment.
단계 710에서 카메라(600)는 대상물을 촬영하여 제1 영상을 생성한다.In
단계 715에서 카메라(600)는 촬영된 제1 영상을 분석하여 대상물의 색상을 결정한다.In
예를 들어, 카메라(600)는 촬영된 영상의 색상 평균을 계산한 후 대상물의 색상을 결정할 수 있다.For example, the camera 600 may determine the color of the object after calculating the color average of the captured image.
이어, 단계 720에서 카메라(600)는 결정된 대상물의 색상에 따른 흡광 특성을 고려한 광이 조사되도록 광원을 제어한다. 이에 따라, 광원이 대상물의 색상에 따른 흡광 특성에 맞는 광을 조사할 수 있다.Next, in
단계 725에서 카메라(600)는 광원으로부터 대상물의 색상에 따른 흡광 특성에 맞는 광이 조사된 대상물을 촬영하여 제2 영상을 생성한다.In
단계 730에서 카메라(600)는 센서(115)에 의해 촬영된 영상에서 평균 휘도를 계산한다.In
단계 735에서 카메라(600)는 계산된 평균 휘도를 이용하여 대상물에 대한 흡광도를 계산한다.In
이어, 단계 740에서 카메라(600)는 계산된 흡광도, 미리 설정된 흡광 계수와 농도를 이용하여 대상물의 두께를 계산한다.
Next, in
한편, 본 발명의 실시예에 따른 필름의 두께를 검출하는 방법은 다양한 전자적으로 정보를 처리하는 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 저장 매체에 기록될 수 있다. 저장 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. Meanwhile, the method for detecting the thickness of a film according to an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a program command that can be executed through various electronic information processing means and recorded in a storage medium. The storage medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.
프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 전자적으로 정보를 처리하는 장치, 예를 들어, 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. Examples of the program instruction include not only machine code such as generated by a compiler, but also a device for electronically processing information using an interpreter or the like, for example, a high-level language code that can be executed by a computer.
상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Although the above has been described with reference to the preferred embodiment of the present invention, those of ordinary skill in the art may change the present invention in various ways within the scope without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. It will be appreciated that modifications and variations are possible.
110: 광원
115: 센서
120: 두께 판단 장치110: light source
115: sensor
120: thickness determination device
Claims (12)
상기 광원과 대면하여 배치되고, 상기 광원으로부터 광이 조사된 대상물을 촬영하여 영상을 생성하는 센서; 및
상기 생성된 영상의 휘도를 이용하여 상기 대상물의 두께를 검출하는 두께 판단 장치를 포함하되,
상기 두께 판단 장치는,
광이 조사되지 않은 상기 대상물을 촬영한 영상을 이용하여 상기 대상물의 색상을 검출한 후 상기 대상물의 색상에 따른 흡광 특성에 맞는 광이 상기 대상물에 조사되도록 제어 신호를 상기 광원으로 제공하는 것을 특징으로 하는 두께 판단 시스템.
a light source for selectively irradiating any one of blue light and white light to the object according to the light absorption characteristic of the object;
a sensor disposed to face the light source and generating an image by photographing an object irradiated with light from the light source; and
And a thickness determination device for detecting the thickness of the object by using the luminance of the generated image,
The thickness determination device,
After detecting the color of the object using an image of the object to which light is not irradiated, a control signal is provided to the light source so that light matching the absorption characteristics according to the color of the object is irradiated to the object thickness judgment system.
상기 두께 판단 장치는,
상기 영상의 평균 휘도를 계산하고, 상기 계산된 평균 휘도를 이용하여 상기 대상물의 두께를 검출하는 것을 특징으로 하는 두께 판단 시스템.
According to claim 1,
The thickness determination device,
The thickness determination system, characterized in that calculating the average luminance of the image, and detecting the thickness of the object using the calculated average luminance.
상기 평균 휘도와 상기 대상물에 조사된 광의 광도를 이용하여 상기 대상물의 흡광도를 계산하고, 상기 계산된 흡광도와 상기 조사된 광에 대응하여 설정된 흡광 계수 및 농도를 이용하여 상기 대상물의 두께를 검출하는 것을 특징으로 하는 두께 판단 시스템.
3. The method of claim 2,
Calculating the absorbance of the object using the average luminance and the luminance of the light irradiated to the object, and detecting the thickness of the object using the calculated absorbance and an extinction coefficient and concentration set in response to the irradiated light Thickness judgment system characterized.
상기 센서에 의해 상기 대상물의 일부 영역이 촬영되면, 상기 두께 판단 장치는 상기 대상물을 지정된 거리만큼 이송시키는 것을 특징으로 하는 두께 판단 시스템.
According to claim 1,
When a partial area of the object is photographed by the sensor, the thickness determination apparatus moves the object by a specified distance.
대상물의 흡광 특성에 맞는 파장의 광이 조사된 대상물을 촬영하여 영상을 생성하는 센서; 및
상기 생성된 영상의 휘도를 이용하여 상기 대상물의 두께를 검출하는 두께 판단 모듈을 포함하되,
상기 두께 판단 모듈은 상기 대상물의 흡광 특성에 따라 블루광 및 화이트 광 중 어느 하나가 조사되도록 광원을 제어하되,
상기 두께 판단 모듈은 상기 광이 조사되지 않은 대상물을 촬영한 영상을 이용하여 상기 대상물의 색상을 검출한 후, 상기 대상물의 색상에 따른 흡광 특성에 맞는 광이 상기 대상물에 조사되도록 제어 신호를 광원으로 출력하되,
상기 카메라는 상기 광원을 정면 대면하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 카메라.
in the camera,
a sensor for generating an image by photographing an object irradiated with light having a wavelength suitable for absorption characteristics of the object; and
And a thickness determination module for detecting the thickness of the object by using the luminance of the generated image,
The thickness determination module controls the light source so that any one of blue light and white light is irradiated according to the light absorption characteristic of the object,
The thickness determination module detects the color of the object using an image obtained by photographing the object to which the light is not irradiated, and then transmits a control signal as a light source so that light matching the light absorption characteristics according to the color of the object is irradiated to the object. output, but
The camera is characterized in that it is arranged to face the light source in front.
(b) 상기 획득된 영상의 휘도를 이용하여 상기 대상물의 두께를 검출하는 단계를 포함하되,
상기 (a) 단계 이전에,
상기 광이 조사되지 않은 대상물을 촬영한 영상을 이용하여 상기 대상물의 색상을 검출한 후, 상기 대상물의 색상에 따른 흡광 특성에 맞는 광이 상기 대상물에 조사되도록 제어 신호를 광원으로 출력하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 대상물의 흡광 특성을 고려한 두께 판단 방법.
(a) acquiring an image of an object in which any one of blue light and white light is selectively irradiated to the object from a sensor disposed to face the light source according to the absorption characteristics of the object; and
(b) detecting the thickness of the object using the luminance of the obtained image,
Before step (a),
After detecting the color of the object using an image obtained by photographing the object to which the light is not irradiated, a control signal is output as a light source so that light matching the absorption characteristics according to the color of the object is irradiated to the object Thickness determination method in consideration of the light absorption characteristics of the object, characterized in that.
상기 (b) 단계는,
상기 휘도와 상기 대상물에 조사된 광의 광도를 이용하여 상기 대상물의 흡광도를 계산하는 단계; 및
상기 계산된 흡광도와 상기 조사된 광에 대응하여 설정된 흡광 계수 및 농도를 이용하여 상기 대상물의 두께를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 대상물의 흡광 특성을 고려한 두께 판단 방법.
9. The method of claim 8,
The step (b) is,
calculating the absorbance of the object using the luminance and the luminance of light irradiated to the object; and
and detecting the thickness of the object using the calculated absorbance and the extinction coefficient and concentration set in response to the irradiated light.
상기 센서는, 상기 대상물의 일부 영역을 라인 스캔하여 촬영하되,
상기 센서에 의해 상기 일부 영역이 촬영되면 지정된 거리만큼 상기 대상물을 이송시킨 후, 상기 (a) 단계 및 상기 (b) 단계를 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 대상물의 흡광 특성을 고려한 두께 판단 방법.
9. The method of claim 8,
The sensor, but taking a line scan of a partial area of the object,
When the partial area is photographed by the sensor, after the object is transferred by a specified distance, the steps (a) and (b) are repeatedly performed.
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