KR200311808Y1 - Optical defect measurement system by using differential image - Google Patents

Optical defect measurement system by using differential image Download PDF

Info

Publication number
KR200311808Y1
KR200311808Y1 KR20-2003-0004303U KR20030004303U KR200311808Y1 KR 200311808 Y1 KR200311808 Y1 KR 200311808Y1 KR 20030004303 U KR20030004303 U KR 20030004303U KR 200311808 Y1 KR200311808 Y1 KR 200311808Y1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
image
light
mirror
inspected
input device
Prior art date
Application number
KR20-2003-0004303U
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김경석
양광영
김성식
장호섭
김종수
Original Assignee
학교법인조선대학교
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 학교법인조선대학교 filed Critical 학교법인조선대학교
Priority to KR20-2003-0004303U priority Critical patent/KR200311808Y1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR200311808Y1 publication Critical patent/KR200311808Y1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806Specially adapted optical and illumination features
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806Specially adapted optical and illumination features
    • G01N2021/8812Diffuse illumination, e.g. "sky"
    • G01N2021/8819Diffuse illumination, e.g. "sky" by using retroreflecting screen
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8851Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
    • G01N2021/8887Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges based on image processing techniques

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

본 고안은 물체의 도함수 영상을 입력받아 비접촉방식으로 결함의 정도를 측정할 수 있도록 한 도함수 영상을 이용한 광학 결함 검사장치에 관한 것으로, 검사대상 물체에 레이저 광을 조사하기 위한 레이저와, 레이저 광이 검사대상 물체에 조사됨에 따라 그 조사면으로부터 산란된 채 반사되어진 광을 수광(또는 집광)하기 위한 영상결상렌즈와, 수광(또는 집광)된 광을 분할하는 한편 광로(光路)를 변경하기 위한 영상분할장치와, 분할된 일부의 광을 영상분할장치측으로 반사하기 위한 거울과, 거울을 통하여 반사되어진 분할광에 포함된 검사대상 물체의 영상정보를 획득하기 위한 영상입력장치와, 영상분할장치에서 분할된 나머지 광이 영상입력장치에 기 맺혀진 영상과 그 중심점이 소정거리 비껴 맺히도록 광로를 소정각 조절하는 한편 다시 영상분할장치를 거쳐 영상입력장치에 입사되도록 반사하기 위한 반사각조절거울과, 영상입력장치로부터 획득된 검사대상 물체의 변형 전, 변형 후의 영상 중 일측 영상에서 타측 영상을 뺀 다음 이를 적분처리하여 측정자가 판독할 수 있도록 2차원 형태의 영상으로 모니터상에 디스플레이하는 영상처리 및 측정부 제어장치가 구비된다.The present invention relates to an optical defect inspection apparatus using a derivative image that can receive a derivative image of an object and measure the degree of defects in a non-contact manner. The laser and laser light for irradiating a laser light to an object to be inspected Image imaging lens for receiving (or condensing) the light reflected and scattered from the irradiation surface as it is irradiated on the inspection object, and image for changing the optical path while dividing the received (or condensing) light. A splitter, a mirror for reflecting a part of the split light to the image splitter, an image input device for obtaining image information of an inspection object included in the split light reflected through the mirror, and a splitter in the image splitter The light path is adjusted at a predetermined angle so that the remaining light is already formed on the image input device and its center point is separated by a predetermined distance. The reflection angle adjusting mirror for reflecting the incident light to the image input device through the dividing device, and before the deformation of the object to be inspected obtained from the image input device, the other image is subtracted from one image and then processed by the measurer. An image processing and measuring unit control apparatus for displaying a 2D image on a monitor is provided.

Description

도함수 영상을 이용한 광학 결함 검사장치{OPTICAL DEFECT MEASUREMENT SYSTEM BY USING DIFFERENTIAL IMAGE}Optical defect inspection device using derivative image {OPTICAL DEFECT MEASUREMENT SYSTEM BY USING DIFFERENTIAL IMAGE}

본 고안은 도함수 영상을 이용한 광학 결함 검사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물체의 도함수 영상을 이용하여 비접촉방식으로 결함의 정도를 검사할수 있도록 한 도함수 영상을 이용한 광학 결함 검사장치에 관한 것이다.The present invention relates to an optical defect inspection apparatus using a derivative image, and more particularly, to an optical defect inspection apparatus using a derivative image to inspect the degree of defects in a non-contact manner using a derivative image of an object.

일반적으로 물체의 결함을 측정함에 있어 초음파 검사방법을 사용하였다.In general, the ultrasonic test method was used to measure the defect of the object.

초음파 검사방법은 Piezoelectric소자를 이용하여 초음파를 발생시키고 Piezoelectric 소자를 이용 신호를 검출하고 있다. 이 초음파 검사방법은 초음파가 검사대상 물체로 잘 전달되게 하기 위하여 센서를 검사대상 물체에 직접 접촉시키거나 초음파를 잘 전달시킬 수 있는 매질을 사용해야만 한다. 따라서 열악한 산업현장에 적용하고자 할 때 여러가지 어려움, 일례로 검사대상 물체의 형태가 불규칙한 경우 센서 접촉에 어려움이 있고, 좁은 주파수 대역폭을 갖는 Piezoelctric 소자의 특성상 미세흠 검출이 어렵다는 문제점이 있었다.The ultrasonic test method generates ultrasonic waves using piezoelectric elements and detects signals using piezoelectric elements. This ultrasonic method must use a medium capable of directly contacting the sensor or the ultrasonic wave in order for the ultrasonic wave to be delivered to the object to be inspected well. Therefore, when applied to poor industrial sites, various difficulties, for example, when the shape of the object to be inspected is irregular, there is a difficulty in contacting the sensor, and it is difficult to detect microscopic defects due to the characteristics of the piezoelctric device having a narrow frequency bandwidth.

뿐만 아니라 검사대상 물체의 표면에 초음파를 잘 전달시킬 수 있는 매질을 전처리하여야 하는 문제와 그에 따라 인위적인 처리로 인한 측정오차 및 오차를 보정하기 위한 복잡한 계산처리과정을 거쳐야 한다는 문제점이 있었다.In addition, there is a problem that a pretreatment of a medium capable of transferring ultrasonic waves to the surface of an object to be inspected and a complicated calculation process for correcting measurement errors and errors caused by artificial processing are required.

이에 따라, 근래 검사대상 물체에 물리적인 접촉을 하지 않고, 검사대상에 영향을 주지않는 비접촉방식의 광학 결함 검사방법이 제안되었다. 이 광학 결함 검사방법은 조사된 레이저 광이 검사대상 물체에서 산란될 때, 이 산란광들은 검사대상 물체의 형상이나 표면상태 등의 정보를 가지게 되는 바, 이 정보들을 영상화하여 가시화함으로써 검사대상 물체의 변형 또는 결함정도를 분석할 수 있게된다.Accordingly, recently, a non-contact optical defect inspection method has been proposed that does not make physical contact with an inspection object and does not affect the inspection object. In this optical defect inspection method, when the irradiated laser light is scattered from the object to be inspected, the scattered light has information such as the shape and surface state of the object to be inspected. Or you can analyze the degree of defects.

이에 본 고안에서는 검사대상 물체의 변형 또는 결함정도를 용이하게 분석할 수 있도록 도함수 영상을 이용한 광학 결함 검사장치를 제공하고자 한다.The present invention is to provide an optical defect inspection apparatus using a derivative image to easily analyze the deformation or the degree of defects of the object to be inspected.

본 고안은 전술한 바와 같이, 검사대상 물체의 변형 또는 결함정도를 용이하게 분석할 수 있도록 검사대상 물체의 도함수 영상을 구하고, 이 도함수 영상을 수학적 적분처리함으로써 검사대상 물체의 실제 변형정보를 획득할 수 있는 도함수 영상을 이용한 광학 결함 검사장치를 제공하는데 있다.As described above, the present invention obtains a derivative image of an object to be easily analyzed for the degree of deformation or defect of the object to be inspected, and obtains the actual deformation information of the object to be inspected by mathematically integrating the derivative image. An optical defect inspection apparatus using a derivative image can be provided.

또한, 본 고안은 소량의 광학 부품을 사용함으로써 제작비용이 저렴할 뿐만 아니라 결함의 크기와 변형정보를 손쉽게 획득할 수 있도록 한 도함수 영상을 이용한 광학 결함 검사장치를 제공하는데 있다.In addition, the present invention is to provide an optical defect inspection apparatus using a derivative image to make it easy to obtain a defect size and deformation information as well as low manufacturing cost by using a small amount of optical components.

도 1은 본 고안에 따른 도함수 영상을 이용한 광학 결함 검사장치의 구성도,1 is a block diagram of an optical defect inspection apparatus using a derivative image according to the present invention,

도 2는 본 고안에 따른 도함수 영상을 이용한 광학 결함 검사장치의 작동 상태도,2 is an operating state diagram of an optical defect inspection apparatus using a derivative image according to the present invention,

도 3은 본 고안에 따른 도함수 영상을 이용한 광학 결함 검사장치를 이용하여 측정한 검사대상 물체의 변형 형태를 실제 변형과 비교한 예시도이다.3 is an exemplary view comparing the deformation shape of the object to be measured measured using the optical defect inspection apparatus using the derivative image according to the present invention with the actual deformation.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1 : 레이저 2 : 영상결상렌즈1: laser 2: imaging lens

3 : 영상분할장치 4 : 거울3: image splitting apparatus 4: mirror

5 : 반사각조절거울 6 : 영상입력장치5: reflection angle adjustment mirror 6: image input device

7 : 전송선 8 : 영상처리 및 측정부 제어장치7: transmission line 8: image processing and measuring unit control device

본 고안은 전술한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 검사대상 물체에 레이저 광을 조사하기 위한 레이저와, 레이저 광이 검사대상 물체에 조사됨에 따라 그 조사면으로부터 산란된 채 반사되어진 광을 수광(또는 집광)하기 위한 영상결상렌즈와, 수광(또는 집광)된 광을 분할하는 한편 광로(光路)를 변경하기 위한 영상분할장치와, 분할된 일부의 광을 영상분할장치측으로 반사하기 위한 거울과, 거울을 통하여 반사되어진 분할광에 포함된 검사대상 물체의 영상정보를 획득하기 위한 영상입력장치와, 영상분할장치에서 분할된 나머지 광이 영상입력장치에 기 맺혀진 영상과 그 중심점이 소정거리 비껴 맺히도록 광로를 소정각 조절하는 한편 다시 영상분할장치를 거쳐 영상입력장치에 입사되도록 반사하기 위한 반사각조절거울과, 영상입력장치로부터 획득된 검사대상 물체의 변형 전, 변형 후의 영상 중 일측 영상에서 타측 영상을 뺀 다음 이를 적분처리하여 측정자가 판독할 수 있도록 2차원 형태의 영상으로 모니터상에 디스플레이하는 영상처리 및 측정부 제어장치가 구비된 것을 특징으로 한다.The present invention, in order to achieve the above technical problem, a laser for irradiating a laser light to the object to be inspected, and as the laser light is irradiated to the object to be inspected (or condensed) reflected light scattered from the irradiation surface Image splitting lens for dividing the received (or condensed) light while changing the optical path, a mirror for reflecting part of the split light to the image splitting device, and a mirror An image input device for acquiring image information of an object to be inspected included in the split light reflected through the optical path, and an optical path such that the remaining light split from the image splitting device forms an image formed at the image input device and its center point is separated by a predetermined distance And a reflection angle adjusting mirror for reflecting the light to be incident on the image input apparatus through the image splitting apparatus, and from the image input apparatus. An image processing and measuring unit control device is provided to display a 2-dimensional image on a monitor so that the measurement can be read by subtracting the other image from one image among the images before and after the deformation of the acquired inspection object. It is characterized by.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안에 따른 도함수 영상을 이용한 광학 결함 검사방법 및 그 검사장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, an optical defect inspection method using a derivative image according to the present invention and a preferred embodiment of the inspection apparatus will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 고안에 따른 도함수 영상을 이용한 광학 결함 검사장치의 구성도이다. 동도에 도시한 바와 같이, 본 고안은 크게 측정부(10)와 제어부로 구성되는 바, 측정부(10)는 검사대상 물체에 레이저 광을 조사하기 위한 레이저(1)와, 레이저 광이 검사대상 물체(Object)에 조사됨에 따라 그 조사면으로부터 산란된 채 반사되어진 광을 수광(또는 집광)하기 위한 영상결상렌즈(2)와, 수광(또는 집광)된 광을 분할하는 한편 광로(光路)를 변경하기 위한 영상분할장치(3)와, 분할된 일부의 광(이하, 일 분할광이라 한다)이 다시 영상분할장치(3)를 거쳐 후술하는 영상입력장치(6)에 입사되도록 일 분할광을 반사하기 위한 거울(4)과, 거울(4)을 통하여 반사되어진 분할광에 포함된 검사대상 물체의 영상정보를 획득하기 위한 영상입력장치(6)와, 영상분할장치(3)에서 분할된 나머지 광(이하, 타 분할광이라 한다)이 영상입력장치(6)에 기 맺혀진 영상(일 분할광에 의해 맺혀진 영상)과 그 중심축이 비껴 맺히도록 타 분할광의 광로를 소정각 조절하는 한편 다시 영상분할장치(3)를 거쳐 영상입력장치(6)에 입사되도록 반사하기 위한 반사각조절거울(4)이 구비된다.1 is a block diagram of an optical defect inspection apparatus using a derivative image according to the present invention. As shown in the figure, the present invention is largely composed of a measuring unit 10 and a control unit, the measuring unit 10 is a laser (1) for irradiating a laser light to the object to be inspected, and the laser light is inspected The image imaging lens 2 for receiving (or condensing) the light reflected and scattered from the irradiated surface as it is irradiated to the object is divided, and the optical path is divided while the received light is condensed. The image splitting device 3 for changing and part of the split light (hereinafter referred to as one splitting light) are further inputted through the image splitting device 3 to the image input device 6 described later. A mirror 4 for reflecting, an image input device 6 for acquiring image information of the inspection object included in the split light reflected through the mirror 4, and the remainder divided by the image splitting device 3 An image of light (hereinafter referred to as other splitting light) is already formed on the image input device 6 A reflection angle adjusting mirror for reflecting an image path formed by split light and an optical path of another split light so that its central axis is deflected, and being reflected back to the image input device 6 through the image splitting device 3 again. (4) is provided.

또한, 제어부는 영상입력장치(6)에 맺힌 검사대상 물체의 영상정보를 소정의 프로그램에 의해 연산 처리함으로써 대상물체의 변형정도(또는 결함)를 검출하기 위한 영상처리 및 측정부 제어장치(8)가 구비된다.In addition, the control unit controls the image processing and measurement unit control device 8 for detecting the degree of deformation (or defect) of the target object by performing arithmetic processing on the image information of the inspection target object formed on the image input device 6 by a predetermined program. Is provided.

그리고 미설명부호 7은 영상정보 및 제어신호 등을 송수신하기 위한 전송선이다.Reference numeral 7 denotes a transmission line for transmitting and receiving image information, a control signal, and the like.

전술한 구성요소 중 레이저(1)는 간섭성이 우수한 것이라면 어느 것을 사용하여도 좋을 것이다.The laser 1 of the above-mentioned components may be used as long as it is excellent in coherence.

또, 영상입력장치(6)에 영상이 맺히도록 광을 반사하여 입사시키는 거울(4)과 반사각조절거울(5)은 영상분할장치(3)로부터 동일한 거리에 위치된다.In addition, the mirror 4 and the reflection angle adjusting mirror 5 reflecting light and entering the image input device 6 so as to form an image are located at the same distance from the image splitting device 3.

또한, 거울은 레이저의 위상을 조정할 수 있도록 그 이송을 위한 이송장치가 구비된다.In addition, the mirror is provided with a transfer device for the transfer so that the phase of the laser can be adjusted.

또, 반사각조절거울(5)은 영상입력장치(6)에 영상이 x축 그리고(또는) y축으로 비껴 맺히도록 광로를 소정각 제어한다.In addition, the reflection angle adjusting mirror 5 controls the optical path at a predetermined angle so that the image input device 6 deflects the image along the x-axis and / or y-axis.

또한, 영상의 비껴 맺힘의 정도는 기 영상의 중심축으로부터 대략 10mm 범위로 정하는 것이 보다 바람직하다.In addition, the degree of deflection of the image is more preferably set to approximately 10 mm from the central axis of the image.

또, 영상입력장치(6)는 사람의 눈으로 볼 수 없는 적외선 영역의 이미지를 촬영하기 위한 것으로 통상의 CCD카메라(Charge Coupled Devices Camera)로 양호하게 구현된다.In addition, the image input apparatus 6 is for capturing an image of an infrared region that is invisible to the human eye, and is preferably implemented as a conventional CCD (Charge Coupled Devices Camera).

또한, 영상처리 및 측정부 제어장치(8)는 영상입력장치(6)로부터 촬영된 영상을 저장하는 통상의 디지털 메모리와, 디지털 메모리에 저장된 대상물체의 변형 전 영상과 변형 후 영상을 읽어들여 소정의 프로그램에 의해 물체의 변형정도(또는 결함)을 판독할 수 있도록 하고, 측정부의 각 요소를 필요에 따라 제어한다. 여기서, 소정의 프로그램에 의해 검사대상 물체의 변형정도(또는 결함)을 판독하는 과정은 후술한다.In addition, the image processing and measuring unit controller 8 reads a normal digital memory for storing the image taken from the image input device 6, and before and after the deformation of the object object stored in the digital memory and the predetermined image The degree of deformation (or defect) of the object can be read out by the program of C and the elements of the measuring section are controlled as necessary. The process of reading the deformation degree (or defect) of the inspection object by a predetermined program will be described later.

도 2는 본 고안에 따른 도함수 영상을 이용한 광학 결함 검사장치의 작동 상태도이다. 동도에 도시한 바와 같이, 레이저(1)로부터 조사된 레이저 광은 검사대상 물체의 표면에서 반사되고, 이때 검사대상 물체의 표면 조도에 의해 난반사된 산란광이 영상결상렌즈(2)를 통하여 수광된다. 수광된 광은 영상분할장치(3)에 의해 분할되고 분할된 광 중 일부는 거울(4)을 통하여 반사되며, 그 반사된 광이 다시 영상분할장치(3)를 거쳐 영상입력장치(6)로 입사된다. 그 결과, 검사대상 물체의 표면상태 정보를 갖는 영상이 영상입력장치(6)에 맺히게된다. 여기서, 검사대상 물체가 정적인 상태인 경우 검사대상 물체로부터 반사된 광은 동일한 위상을 가지고 계속적으로 동일한 경로상을 진행하게 된다.2 is an operating state diagram of an optical defect inspection apparatus using a derivative image according to the present invention. As shown in the figure, the laser light irradiated from the laser 1 is reflected on the surface of the inspection object, and scattered light diffused by the surface roughness of the inspection object is received through the image forming lens 2. The received light is split by the image splitting apparatus 3 and part of the split light is reflected through the mirror 4, and the reflected light is passed back through the image splitting apparatus 3 to the image input apparatus 6. Incident. As a result, an image having surface state information of the object to be inspected is formed in the image input apparatus 6. Here, when the inspection object is in a static state, the light reflected from the inspection object has the same phase and continuously travels on the same path.

한편, 영상분할장치(3)를 통하여 분할된 나머지 광은 반사각조절거울(5)을 통하여 광로가 소정각 변경된 채 반사되고, 그 반사된 광이 다시 영상분할장치(3)를 거쳐 영상입력장치(6)로 입사된다. 그 결과, 영상입력장치(6)에는 기 맺혀진 영상과 그 중심축이 일치하지 않는 영상이 비껴 맺히게된다. 여기서, 검사대상 물체에 외력이나 열이 작용한 경우 검사대상 물체에 변형이 발생되는 바, 검사대상 물체의 표면으로부터 반사된 광은 그 위상 및 광로가 변하게된다. 따라서, 검사대상 물체에 변형이 발생되었을 때 변형에 대한 정보는 광의 위상 및 경로 변화로 나타나고 그에 따른 영상과 기 저장된 기준영상과의 영상처리를 통하여 검사대상 물체의 변형에 대한 영상정보를 얻을 수 있다.On the other hand, the remaining light divided by the image splitting apparatus 3 is reflected with the optical path being changed by a predetermined angle through the reflection angle adjusting mirror 5, and the reflected light is again passed through the image splitting apparatus 3 to the image input apparatus ( 6) is incident. As a result, in the image input device 6, an image which is already formed and an image whose central axis does not coincide with each other. Here, when external force or heat is applied to the object to be inspected, deformation is generated in the object to be inspected, and the light reflected from the surface of the object to be inspected changes its phase and optical path. Therefore, when deformation is generated in the object to be inspected, the information on the deformation is indicated by a change in phase and path of light, and thus image information about the deformation of the object being inspected can be obtained through image processing between the image and the pre-stored reference image. .

본 고안은 전술한 바와 같이, 검사대상 물체의 영상이 영상입력장치(6)에서 비껴 맺히도록 하여, 이를 이용한다. 즉, 거울(4)과 반사각조절거울(5)에 의해 검사대상 물체의 영상이 영상입력장치(6)에서 서로 겹치는 부분과 겹치지 않는 부분이 발생하게된다. 이와 같은 영상을 변형 전과 변형 후로 각각 측정하고, 일측 영상에서 타측 영상을 빼 미분영상을 얻는다. 미분영상이라 함은 1차 수학함수를 미분함으로써 상수항이 제거되는 것과 같다. 따라서 미분형태의 영상은 외부로부터 발생된 노이즈(Noise)가 제거된 형태이다. 이와 같은 미분형태의 영상, 즉 도함수 영상을 취득함으로써 물체의 내부 결함 측정이 보다 용이해진다.According to the present invention, the image of the object to be inspected is deflected by the image input device 6 and used. That is, the mirror 4 and the reflection angle adjusting mirror 5 generate a portion where the image of the object to be inspected overlaps with each other in the image input apparatus 6. These images are measured before and after deformation, respectively, and a differential image is obtained by subtracting the other image from one image. Differentiated image is like the constant term is removed by differentiating the first mathematical function. Therefore, the differential image is a form in which noise generated from the outside is removed. By acquiring such derivative images, that is, derivative images, measurement of internal defects of objects becomes easier.

검사대상 물체의 내부 변형이 외부로 나타날 때 볼록한 산(山)의 형태를 띄게된다. 이를 미분 형태로 표현하게되면 산(山) 형태의 변형 내측에 2개의 산(山) 형태로 표현된다. 즉, 2개의 등고선 형태의 무늬가 나타나 결함의 시작과 끝에서 산(山)의 봉우리가 형성된다. 이는 수학함수에서 정점은 기울기가 0인 점으로 기울기가 음에서 양으로 또는 양에서 음으로 바뀌는 것을 의미하는 것으로 해석되어질 수 있다. 이처럼 금속재료의 변형에 있어 그 변형의 정도가 극히 미소함으로 결함을 직접 측정하는 것보다 본 고안과 같이 미분형태로 측정하는 것이 보다 정밀도를 향상시킬 수 있다. 결국, 이와 같은 2개의 산(山) 형태로 나타나는 영상을 통하여 큰 물체의 내부 결함 위치 및 그 크기를 쉽게 측정할 수 있다.When the internal deformation of the object to be examined appears to be external, it becomes convex. If this is expressed in differential form, it is expressed in two mountain forms inside the deformation of the mountain form. That is, two contour pattern patterns appear to form peaks at the beginning and end of the defect. This can be interpreted as a vertex in a mathematical function, meaning that the slope changes from negative to positive or from positive to negative. As such, the degree of deformation of the metal material is extremely small, so that the measurement in the form of derivatives as in the present invention can improve the accuracy more than measuring the defects directly. As a result, it is possible to easily measure the position and size of the internal defect of a large object through the image appearing in the form of these two mountains.

이후, 얻어진 도함수 영상을 통상의 소프트웨어로 적분처리할 경우 대상 물체의 변형량을 정확히 측정할 수 있게된다.Subsequently, when the obtained derivative image is integrated by conventional software, the deformation amount of the target object can be accurately measured.

도 3은 본 고안에 따른 도함수 영상을 이용한 광학 결함 검사장치를 이용하여 측정한 검사대상 물체의 변형 형태를 실제 변형과 비교한 예시도이다.3 is an exemplary view comparing the deformation shape of the object to be measured measured using the optical defect inspection apparatus using the derivative image according to the present invention with the actual deformation.

동도에 도시된 바와 같이, 검사대상 물체는 그 내부의 결함으로 그 내부 압력에 의해 결함부위가 외부로 팽창되어 볼록하게 변형되었음을 보여준다. 이와 같은 검사대상 물체의 변형을 본 고안에서는 미분형태로 나타냄으로써 미세한 변형을 더욱 두드러지게 표현할 수 있고, 두 영상의 이격거리를 조정함으로써 검사대상 물체의 결함 크기를 측정할 수 있음을 상기 도면으로부터 알 수 있다. 미설명부호 P-P'의 거리는 실제적인 결함의 크기이다.As shown in the figure, the object to be inspected is a defect in the interior thereof, and shows that the defect is expanded and convexly deformed by the internal pressure thereof. In the present invention, the deformation of the inspection object can be represented in the form of a differential, and thus the fine deformation can be expressed more prominently, and the defect size of the inspection object can be measured by adjusting the separation distance between the two images. Can be. The distance of the unexplained symbol P-P 'is the size of the actual defect.

다음은 본 고안에 따른 도함수 영상을 이용한 광학 결함 검사장치의 검사과정에 대하여 설명한다.(측정부에 대한 상세한 설명은 전술하였으므로 생략한다.)Next, the inspection process of the optical defect inspection apparatus using the derivative image according to the present invention will be described. (A detailed description of the measurement unit has been described above.

먼저, 검사대상 물체로부터 반사된 레이저 광을 수광(또는 집광)하여서 이를 2개의 광으로 분할한 다음 두 개의 영상이 영상입력장치(6)에 비껴 맺히도록 한다.First, the laser light reflected from the object to be inspected is received (or condensed), divided into two lights, and two images are made to fall on the image input device 6.

그 중심점이 소정거리 비껴 맺힌 영상을 물체의 변형 전과 변형 후로 나누어 각각 메모리상에 저장한다.The image having its center point deflected by a predetermined distance is divided into before and after deformation of the object and stored in the memory, respectively.

메모리상에 저장된 일측 영상으로부터 타측 영상을 빼 도함수 영상을 구한다.A derivative image is obtained by subtracting the other image from one image stored in the memory.

이후, 위 도함수 영상을 적분처리하고 이를 측정자가 판독할 수 있도록 2차원 형태의 영상으로 가시화하여 모니터상에 디스플레이한다.Thereafter, the latitude function image is integrated and visualized as a two-dimensional image for display by a measurer and displayed on a monitor.

그 결과, 측정자가 물체의 변형상태를 즉시 시각적으로 확인할 수 있게된다.As a result, the measurer can immediately visually check the deformation state of the object.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따르면 검사대상 물체의 변형정도를 비접촉방식으로 측정함으로써 물체의 상태(일례로 전류가 흐르거나 고온상태, 또는 형상이 복잡한 경우 등)에 영향을 받지 않는다. 또한, 처리결과를 측정과동시에 가시화하여 이를 모니터상에 디스플레이함으로써 측정자가 물체의 변형상태를 즉시 시각적으로 확인할 수 있다는 효과가 있다.As described in detail above, according to the present invention, by measuring the deformation degree of the object to be inspected in a non-contact manner, it is not affected by the state of the object (for example, a current flows, a high temperature state, or a complicated shape). In addition, by simultaneously visualizing the processing result and displaying it on a monitor, the measurer can immediately visually check the deformation state of the object.

Claims (3)

레이저를 이용하여 검사대상 물체의 결함 정도를 측정할 수 있도록 된 광학 결함 검사장치에 있어서,In the optical defect inspection apparatus that can measure the degree of defect of the object to be inspected using a laser, 검사대상 물체에 레이저 광을 조사하기 위한 상기 레이저와, 레이저 광이 상기 검사대상 물체에 조사됨에 따라 그 조사면으로부터 산란된 채 반사되어진 광을 수광(또는 집광)하기 위한 영상결상렌즈와, 수광(또는 집광)된 광을 분할하는 한편 광로(光路)를 변경하기 위한 영상분할장치와, 분할된 일부의 광을 상기 영상분할장치측으로 반사하기 위한 거울과, 상기 거울을 통하여 반사되어진 분할광에 포함된 상기 검사대상 물체의 영상정보를 획득하기 위한 영상입력장치와, 상기 영상분할장치에서 분할된 나머지 광이 상기 영상입력장치에 기 맺혀진 영상과 그 중심점이 소정거리 비껴 맺히도록 광로를 소정각 조절하는 한편 다시 상기 영상분할장치를 거쳐 영상입력장치에 입사되도록 반사하기 위한 반사각조절거울과, 상기 영상입력장치로부터 획득된 상기 검사대상 물체의 변형 전, 변형 후의 영상 중 일측 영상에서 타측 영상을 뺀 다음 이를 적분처리하여 측정자가 판독할 수 있도록 2차원 형태의 영상으로 모니터상에 디스플레이하는 영상처리 및 측정부 제어장치가 구비된 것을 특징으로 하는 도함수 영상을 이용한 광학 결함 검사장치.The laser for irradiating laser light to an object to be inspected, an image imaging lens for receiving (or condensing) the light reflected while being scattered from the irradiation surface as laser light is irradiated to the object to be inspected, and light receiving ( Or an image splitter for splitting the condensed light and for changing an optical path, a mirror for reflecting part of the split light to the image splitter, and a split light reflected through the mirror. An image input device for acquiring image information of the object to be inspected, and adjusting an optical path at a predetermined angle so that the remaining light splitted by the image splitting device forms an image previously formed in the image input device and a center point thereof from a predetermined distance; Meanwhile, a reflection angle adjusting mirror for reflecting back to the image input apparatus through the image splitting apparatus and acquired from the image input apparatus. The image processing and measuring unit control apparatus for subtracting the other image from one side image of the image before and after the deformation of the inspected object and then displaying the image on a monitor in a two-dimensional form so that the measurement can be read by the integrator. Optical defect inspection apparatus using a derivative image, characterized in that provided. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 거울은 레이저 광의 위상을 조정할 수 있도록 이송장치가 더 구비된 것을 특징으로 하는 도함수 영상을 이용한 광학 결함 검사장치.The mirror is an optical defect inspection apparatus using a derivative image, characterized in that the transfer device is further provided to adjust the phase of the laser light. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 영상입력장치에 영상이 맺히도록 광을 반사하여 입사시키는 상기 거울과 상기 반사각조절거울은 상기 영상분할장치로부터 동일한 거리에 위치된 것을 특징으로 하는 도함수 영상을 이용한 광학 결함 검사장치.The optical defect inspection apparatus using a derivative image, characterized in that the mirror and the reflection angle adjusting mirror for reflecting the light incident to the image input device and the incident light is located at the same distance from the image splitter.
KR20-2003-0004303U 2003-02-14 2003-02-14 Optical defect measurement system by using differential image KR200311808Y1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20-2003-0004303U KR200311808Y1 (en) 2003-02-14 2003-02-14 Optical defect measurement system by using differential image

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20-2003-0004303U KR200311808Y1 (en) 2003-02-14 2003-02-14 Optical defect measurement system by using differential image

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2003-0009257A Division KR100527003B1 (en) 2003-02-14 2003-02-14 Method and optical defect measurement system by using differential image

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR200311808Y1 true KR200311808Y1 (en) 2003-05-01

Family

ID=49333263

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20-2003-0004303U KR200311808Y1 (en) 2003-02-14 2003-02-14 Optical defect measurement system by using differential image

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR200311808Y1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6268923B1 (en) Optical method and system for measuring three-dimensional surface topography of an object having a surface contour
US8900143B2 (en) Intraocular pressure detecting device and detecting method thereof
US8045181B2 (en) Inspection system and method with multi-image phase shift analysis
US4984883A (en) Translation insensitive keratometer using moire deflectometry
JP5173106B2 (en) Method and apparatus for measuring the transmission of the geometric structure of an optical element
JPH10311779A (en) Equipment for measuring characteristics of lens
JP2003042731A (en) Apparatus and method for measurement of shape
US7518712B2 (en) Tilted edge for optical-transfer-function measurement
EP0502162B1 (en) Moire distance measurements using a grating printed on or attached to a surface
KR100527003B1 (en) Method and optical defect measurement system by using differential image
KR200311808Y1 (en) Optical defect measurement system by using differential image
JP3423486B2 (en) Method and apparatus for measuring refractive index distribution of optical element
JP2003139515A (en) Method for measuring absolute value of deformation quantity using speckle
KR100996293B1 (en) Optical defect measurement system
JP2951366B2 (en) Interferometer and alignment detection method thereof
JPH10170247A (en) Method and device for non-contact measurement of surface roughness
JP2686146B2 (en) Interferometer
KR100198527B1 (en) Apparatus for testing defects of regularly arranged fine structure pattern
JPH08313222A (en) Method of inspecting transparent body
JP3599921B2 (en) Method and apparatus for measuring refractive index distribution
JPH08233545A (en) Method and apparatus for measuring hole shape
JP2017072447A (en) Position calculation method, shape measurement method, shape measurement apparatus, program, recording medium, and method of manufacturing component
JP4031124B2 (en) Optical hole shape measuring method and measuring apparatus
JP2847536B2 (en) Interference fringe extraction method
JP2953689B2 (en) Optometry device

Legal Events

Date Code Title Description
U107 Dual application of utility model
REGI Registration of establishment
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20040719

Year of fee payment: 3

EXTG Extinguishment