KR20080061786A - 광학식 입체 형상 검사 방법 - Google Patents

광학식 입체 형상 검사 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20080061786A
KR20080061786A KR1020060136878A KR20060136878A KR20080061786A KR 20080061786 A KR20080061786 A KR 20080061786A KR 1020060136878 A KR1020060136878 A KR 1020060136878A KR 20060136878 A KR20060136878 A KR 20060136878A KR 20080061786 A KR20080061786 A KR 20080061786A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
image
brightness
phase
measurement point
inspection
Prior art date
Application number
KR1020060136878A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100903346B1 (ko
Inventor
임쌍근
이상윤
장석준
Original Assignee
(주) 인텍플러스
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 (주) 인텍플러스 filed Critical (주) 인텍플러스
Priority to KR1020060136878A priority Critical patent/KR100903346B1/ko
Publication of KR20080061786A publication Critical patent/KR20080061786A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100903346B1 publication Critical patent/KR100903346B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8851—Scan 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
    • G01N2021/8809—Adjustment for highlighting flaws
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8851—Scan 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
    • G01N2021/8887—Scan 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8851—Scan 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
    • G01N2021/8887—Scan 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
    • G01N2021/8893—Scan 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 providing a video image and a processed signal for helping visual decision

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

본 발명은 검사 대상에 N 단계의 밝기로 단계별 조명을 조사하고, 각 측정점에 대하여 밝기 단계별 영상을 순차로 획득한 다음 최적 영상을 추출하여 결함 유무를 판단함으로써 조명 반사도 차이에 따른 검사 정확도 저하를 방지할 수 있는 광학식 입체 형상 검사 방법에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명의 광학식 입체 형상 검사 방법의 일양상에 따르면, 본 발명은 검사 대상의 표면에 격자무늬를 생성하고 검사 대상 표면으로부터 반사되는 각 측정점별 영상을 측정 알고리즘에 따른 세트 영상으로 촬영하여 촬영된 영상의 위상을 검출하고 기준 위상과 비교하여 검사 대상의 결함 유무를 판단하는 광학식 입체 형상 검사 방법에 관한 것으로서, 엘이디 조명의 밝기를 N 단계로 설정하는 단계와, 상기 설정된 N 단계 조명 밝기에 따라 순차로 밝기 조절하면서 검사 대상의 표면에 격자무늬를 생성하고 각 밝기별로 각 측정점에서 반사되는 N 세트의 영상을 획득하는 단계와, 상기 각 측정점별 N 세트의 촬영 영상 중 해당 측정점에 대한 가시도 특성이 가장 좋은 영상을 각각 선택하는 단계와, 상기 선택된 영상을 합성하여 단일 영상으로 획득하는 단계와, 상기 획득된 영상의 위상을 계산하고 계산된 위상과 기준 위상을 상호 비교하는 단계를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명의 다른 양상에 따른 광학식 입체 형상 검사 방법에 따르면, 본 발명은 검사 대상의 표면에 격자무늬를 생성하고 검사 대상 표면으로부터 반사되는 각 측정점별 영상을 측정 알고리즘에 따른 세트 영상으로 촬영하여 촬영된 영 상의 위상을 검출하고 기준 위상과 비교하여 검사 대상의 결함 유무를 판단하는 광학식 입체 형상 검사 방법에 있어서, 엘이디 조명의 밝기를 N 단계로 설정하는 단계와, 상기 설정된 N 단계 조명 밝기에 따라 순차로 밝기 조절하면서 검사 대상의 표면에 격자무늬를 생성하고 각 밝기별로 각 측정점에서 반사되는 N 세트의 영상을 획득하는 단계와, 상기 각 측정점별 N 세트의 촬영 영상을 이용하여 각 측정점 별로 밝기 평균값을 산출하는 단계와, 상기 산출된 각 측정점별 밝기 평균값에 대한 영상을 합성하여 단일 영상으로 획득하는 단계와, 상기 획득된 영상의 위상을 계산하고 계산된 위상과 기준 위상을 상호 비교하는 단계를 포함하여 이루어진다.
입체, 단계별, 밝기, 조명, 최적 영상

Description

광학식 입체 형상 검사 방법{METHOD FOR OPTICAL VISUAL EXAMINATION OF THREE-DIMENSIONAL SHAPE}
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광학식 입체 형상 검사 방법을 나타낸 순서도.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광학식 입체 형상 검사 방법을 나타낸 순서도.
도 3은 본 발명의 광학식 입체 형상 검사 방법에 이용되는 검사 장치를 도시한 구성도.
도 4는 본 발명의 광학식 입체 형상 검사 방법의 예시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
1 : 격자 투영 수단
11 : 광원
12 : 격자 수단
13 : 투영 광학계
14 : 반사 미러
2 : 촬상 수단
21 : 카메라
22 : 이미지 광학계
3 : 검사 대상
본 발명은 광학식 입체 형상 검사 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 검사 대상에 N 단계의 밝기로 단계별 조명을 조사하고, 밝기 단계별 영상을 순차로 획득한 다음 각 측정점별 최적 영상을 추출하고 이를 합성하여 결함 유무를 판단함으로써 조명 반사도 차이에 따른 검사 정확도 저하를 방지할 수 있는 광학식 입체 형상 검사 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 메모리 모듈과 같이 임의의 형상을 갖는 각종 부품은 제조 상태를 확인하기 위하여 치수, 형상, 표면 조도의 정밀한 측정이 이루어져야한다.
이에, 최근에는 3차원 입체 형상을 측정하기 위하여 광원에서 발생하는 광을 기준 패턴화하여 측정물에 영사하고 그 측정물 형상에 따라 변형된 광을 기준 패턴과 비교하여 측정물에 대한 형상을 측정하는 광학식 3차원 입체 형상 측정 방법이 이용되고 있다.
이러한 광학식 3차원 입체 형상 측정 방법은 고속, 고정밀, 비접촉 측정이 요구되는바, 이러한 조건에 부합되는 3차원 입체 형상 측정 방법의 일례로 모아 레(Moire) 무늬를 이용한 광학식 3차원 입체 형상 측정 방식이 제안된바 있다.
모아레 무늬는 두 개 이상의 주기적인 패턴이 겹쳐질 때 발생되는 간섭무늬를 말하며, 모아레 방식은 모아레 무늬를 형성하는 방법에 따라 그림자식 모아레(Shadow Moire)와 영사식 모아레(Projection Moire)로 구분된다.
상기 영사식 모아레는 광을 조사하여 측정 대상물에 격자 패턴을 주사하고, 물체의 형상에 따라 변형되어진 격자 이미지를 주사한 격자와 동일한 피치를 가지는 기준 격자에 겹침으로써 모아체 무늬를 얻는 방법이다.
그런데, 이와 같은 광학식 입체 형상 측정 방법을 이용하는 경우 입체면의 정반사에 의하여 정반사면의 영상을 정확하게 획득하기 어려운 문제점이 있다.
예를 들어, BGA 타입을 검사할 경우 BGA 타입은 볼(Ball)의 중앙 라운딩 면에서의 반사가 심하기 때문에 중앙 라운딩면에서의 영상을 정확하게 획득하기 어려우며, Flat 타입의 경우에도 반사가 심한 부분이 나타나기 때문에 반사가 심한 부분에 대한 영상을 정확하게 획득하기 어려운 단점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서 필터나 광량 조절을 통해 정반사면의 정반사도를 줄여 영상을 획득하는 방법을 이용하기도 하지만, 이 경우 정반사도가 높은 입체면의 격자무늬는 잘 나타나는 반면 주변 영역에는 격자무늬가 잘 나타나지 않게 되어, 측정 정확도가 떨어지는 문제점을 유발하였다.
상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 검사 대상을 조사하는 조명의 밝기를 N 단계로 분할하여 단계적으로 조사하고, 이를 통해 획득된 순차적인 영상을 이용하여 각 측정점별 최적 영상을 추출하고, 추출된 최적 영상을 합성하여 입체 영상을 획득한 다음 검사 대상의 결함 유무를 판단함으로써 검사면의 반사도 차이에 따른 정확도 저하를 방지할 수 있도록 하는 광학식 입체 형상 검사 방법을 제공함에 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 광학식 입체 형상 검사 방법의 일양상에 따르면 본 발명은 검사 대상의 표면에 격자무늬를 생성하고 검사 대상 표면으로부터 반사되는 각 측정점별 영상을 측정 알고리즘에 따른 세트 영상으로 촬영하여 촬영된 영상의 위상을 검출하고 기준 위상과 비교하여 검사 대상의 결함 유무를 판단하는 광학식 입체 형상 검사 방법에 관한 것으로서, 엘이디 조명의 밝기를 N 단계로 설정하는 단계와, 상기 설정된 N 단계 조명 밝기에 따라 순차로 밝기 조절하면서 검사 대상의 표면에 격자무늬를 생성하고 각 밝기별로 각 측정점에서 반사되는 N 세트의 영상을 획득하는 단계와, 상기 각 측정점별 N 세트의 촬영 영상 중 해당 측정점에 대한 가시도 특성이 가장 좋은 영상을 각각 선택하는 단계와, 상기 선택된 영상을 합성하여 단일 영상으로 획득하는 단계와, 상기 획득된 영상의 위상을 계산하고 계산된 위상과 기준 위상을 상호 비교하는 단계를 포함하여 이루어진다.
여기서, 가시도 특성이 가장 좋은 영상은 각 측정점별 세트 영상중 가시도 값이 가장 놓은 세트 영상 또는 각 측정점별 세트 영상의 밝기 평균값이 기설정된 기준 값과의 오차가 가장 적은 세트 영상일 수 있다.
또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 양상에 따른 광학식 입체 형상 검사 방법에 따르면, 본 발명은 검사 대상의 표면에 격자무늬를 생성하고 검사 대상 표면으로부터 반사되는 각 측정점별 영상을 측정 알고리즘에 따른 세트 영상으로 촬영하여 촬영된 영상의 위상을 검출하고 기준 위상과 비교하여 검사 대상의 결함 유무를 판단하는 광학식 입체 형상 검사 방법에 있어서, 엘이디 조명의 밝기를 N 단계로 설정하는 단계와, 상기 설정된 N 단계 조명 밝기에 따라 순차로 밝기 조절하면서 검사 대상의 표면에 격자무늬를 생성하고 각 밝기별로 각 측정점에서 반사되는 N 세트의 영상을 획득하는 단계와, 상기 각 측정점별 N 세트의 촬영 영상을 이용하여 각 측정점 별로 밝기 평균값을 산출하는 단계와, 상기 산출된 각 측정점별 밝기 평균값에 대한 영상을 합성하여 단일 영상으로 획득하는 단계와, 상기 획득된 영상의 위상을 계산하고 계산된 위상과 기준 위상을 상호 비교하는 단계를 포함하여 이루어진다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 후술하는 바람직한 실시예를 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명의 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광학식 입체 형상 검사 방법을 나타낸 순서도로, 본 발명은 검사 대상의 표면에 격자무늬를 생성하고 검사 대상 표면으로부터 반사되는 각 측정점별 영상을 측정 알고리즘에 따른 세트 영상으로 촬영하여 촬영된 영상의 위상을 검출하고 기준 위상과 비교하여 검사 대상의 결함 유무를 판단하는 광학식 입체 형상 검사 방법에 있어서, 엘이디 조명의 밝기를 N 단계로 설 정하는 단계(S11)와, 상기 설정된 N 단계 조명 밝기에 따라 순차로 밝기 조절하면서 검사 대상의 표면에 격자무늬를 생성하고 각 밝기별로 각 측정점에서 반사되는 N 세트의 영상을 획득하는 단계(S12)와, 상기 각 측정점별 N 세트의 촬영 영상 중 해당 측정점에 대한 가시도 특성이 가장 좋은 영상을 각각 선택하는 단계(S13)와, 상기 선택된 영상을 합성하여 단일 영상으로 획득하는 단계(S14)와, 상기 획득된 영상의 위상을 계산하고 계산된 위상과 기준 위상을 상호 비교하는 단계(S15)를 포함하여 이루어지는 것이다.
여기서, 가시도 특성이 가장 좋은 영상은 각 측정점별 세트 영상중 가시도 값이 가장 놓은 세트 영상 또는 각 측정점별 세트 영상의 밝기(Intensity) 평균값이 기설정된 기준 값과의 오차가 가장 적은 세트 영상일 수 있다.
예를 들어, 4 버킷(Bucket) 알고리즘을 적용하는 경우를 설명하면 다음과 같다.
우선, 각각의 밝기 단계를 통해 획득되는 세트 영상의 가시도는 아래의 [수학식 1]로 정의된다.
[수학식 1]
Figure 112006097851145-PAT00001
여기서, 4 버킷 알고리즘을 적용하므로 J=1,2,3,4가 되고, δ1=0ㅀ, δ2=90ㅀ, δ3=180ㅀ, δ4=270ㅀ가 된다.
따라서, 4세트 영상에 대한 각각의 가시도는 다음과 같다.
I _{i1} =D _{i} [1+ gamma _{i} cos( {2 pi h _{i}} over {LAMBDA }+0]=D _{i} [1+ gamma _{i} cos( {2 pih _{i} over {LAMBDA })]
I _{i2} =D _{i} [1+ gamma _{i} cos( {2 pi h _{i}} over {LAMBDA }+90]=D _{i} [1- gamma _{i} sin( {2 pih _{i} over {LAMBDA })]
I _{i3} =D _{i} [1+ gamma _{i} cos( {2 pi h _{i}} over {LAMBDA }+180]=D _{i} [1-gamma _{i} cos( {2 pih _{i} over {LAMBDA })]
I _{i4} =D _{i} [1+ gamma _{i} cos( {2 pi h _{i}} over {LAMBDA }+270]=D _{i} [1+gamma _{i} sin( {2 pih _{i} over {LAMBDA })]
이를 이용하여 가시도 값이 가장 높은 영상을 선택하기 위해서는 아래의 수학식 2를 적용한다.
[수학식 2]
Figure 112006097851145-PAT00002
또한, 밝기 평균값을 기설정된 기준 평균값과 가장 오차가 적은, 즉 가장 근사치를 획득하기 위해서 아래의 수학식 3을 적용하여 평균값을 산출한 후 산출된 평균값을 기준 평균값과 상호 비교하여 오차가 가장 작은 밝기 단계에서의 영상을 선택한다.
[수학식 3]
Figure 112006097851145-PAT00003
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광학식 입체 형상 검사 방법을 나타낸 순서도로, 본 발명은 검사 대상의 표면에 격자무늬를 생성하고 검사 대상 표면으로부터 반사되는 각 측정점별 영상을 측정 알고리즘에 따른 세트 영상으로 촬영하여 촬영된 영상의 위상을 검출하고 기준 위상과 비교하여 검사 대상의 결함 유무를 판단하는 광학식 입체 형상 검사 방법에 있어서, 엘이디 조명의 밝기를 N 단계로 설정하는 단계(S21)와, 상기 설정된 N 단계 조명 밝기에 따라 순차로 밝기 조절하면서 검사 대상의 표면에 격자무늬를 생성하고 각 밝기별로 각 측정점에서 반사되는 N 세트의 영상을 획득하는 단계(S22)와, 상기 각 측정점별 N 세트의 촬영 영상을 이용하여 각 측정점 별로 밝기 평균값을 산출하는 단계(S23)와, 상기 산출된 각 측정점별 밝기 평균값에 대한 영상을 합성하여 단일 영상으로 획득하는 단계(S24)와, 상기 획득된 영상의 위상을 계산하고 계산된 위상과 기준 위상을 상호 비교하는 단계(S25) 포함하여 이루어지는 것이다.
이러한 본 발명의 실시예들에 의한 광학식 입체 형상 검사 방법은 도 3에 도시된 광학식 입체 형상 검사 장치에 의해 이루어질 수 있다.
도면을 참조하여 광학식 입체 형상 검사 장치를 간략하게 설명하면 격자 투영 수단(1)과, 촬영 수단(2) 및 분석 수단(미도시함)으로 구성된다.
여기서, 격자 투영 수단(1)은 검사 대상(3) 예를 들면 반도체 패키지와 같은 대상의 표면에 일정 패턴의 영상이 생성되도록 하는 것으로, 빛을 조사하는 3D LED 조명으로 이루어져 응답 속도가 빠른 광원(11)과 광원(11)의 후단에 배치되어 검사 대상(3) 표면에 일정 패턴의 그림자 영상을 생성하는 격자 수단(12)과, 격자 수단(12)의 후단에 배치되어 격자 수단(12)에 의해 생성된 영상을 후단으로 투영시키 는 투영 광학계(13)와, 투영 광학계(13)로부터 투영된 광을 검사 대상(3)표면으로 반사시키는 반사 미러(14)등으로 구성될 수 있으며, 검사 대상의 표면에 동축 조명을 조사하는 동축 조명 수단(4) 및 반반사 미러(5)를 포함할 수 있다.
여기서, 격자 수단(12)은 PZT 구동기에 의한 미세 구동을 통해 상,하로 이동하면서 검사 대상(3) 표면에 간섭 신호를 생성하게 된다.
또한, 검사 대상(3)은 도면에는 도시되지 않았으나 이송 수단을 통해 이송되어 검사 테이블에 놓이게 된다.
그리고, 촬영 수단(2)은 검사 대상(3) 표면으로부터 반사되는 영상을 촬상하는 촬상 소자로서 CCD 카메라(21)와 CCD 카메라(21)로 빛을 집광시키는 이미지 광학계(22)로 구성되어, CCD 카메라(21)에 촬상된 영상을 분석 수단(미도시함)으로 전송한다.
또, 분석 수단(미도시함)은 상기 촬영 수단(2)에서 촬상된 영상 아날로그 신호가 프레임 그레버를 통해 디지털 신호로 변환되어 입력되면, 해당 신호를 분석하여 분석된 영상과 기설정된 기준 영상의 위상을 상호 비교하여 해당 검사 대상의 불량 유무를 판단하는 컴퓨터를 나타낸다.
이와 같은 광학식 입체 형상 검사 장치를 이용한 검사 방법을 더욱 상세하게 살펴보면 다음과 같다.
우선, 검사 대상에 격자무늬가 생성되도록 조명을 조사한 후 검사 대상 표면으로부터 반사되는 영상을 CCD 카메라와 같은 촬영 수단을 이용하여 획득한다.
여기서, 조명을 조사하는 것은 밝기를 N 단계로 설정하고, 설정 단계별로 조 명의 밝기를 조절하는 것으로서, 본 발명에서는 광원으로 엘이디 램프를 이용하여 단계별로 밝기를 조절하여 검사 대상 표면에 격자무늬를 생성한다.
이때, 격자 생성은 영상 측정 알고리즘에 따라서 밝기 단계별로 원하는 개수로 위상 천이된 격자무늬를 검사 대상 표면에 조사하는 것으로, N-bucket 알고리즘을 이용할 경우 N개의 위상 천이된 격자무늬를 조사하게 된다.
그리고, 이렇게 단계별로 조절된 밝기에 따른 영상을 순차로 획득하여 N 세트의 영상을 얻는다.
그리고, 이렇게 획득된 N 세트의 영상 즉 도 4에 도시된 바와 같이 N 단계별 세트 영상을 획득한 후 이로부터 최적 영상을 합성하여 기준 영상과의 비교를 통해 결함 여부를 판단하게 된다.
여기서, 해당 측정점별 최적 영상을 합성하는 방법으로는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 각 측정점별 N개의 영상 중 어느 하나를 선택하는 방법을 이용할 수 있다.
다시 말해, 각 측정점별로 조명에 대한 반사도가 다르게 나타나기 때문에 각 측정점별로 N 단계의 밝기를 조절하면서 N 세트의 영상을 획득한 후, 각 화소별 특징을 비교한 후 가시도 특성이 가장 좋은 영상을 각각 추출한다.
여기서, 가시도 특성이 가장 좋은 영상은 각 측정점별 세트 영상중 가시도 값이 가장 놓은 세트 영상 또는 각 측정점별 세트 영상의 밝기(Intensity) 평균값이 기설정된 기준 값과의 오차가 가장 적은 세트 영상일 수 있다.
이렇게 추출된 각 측정점별 영상을 모두 합성하여 단일 입체 영상을 획득한 후 이에 대한 위상과 기준 영상에 대한 위상을 상호 비교하여 결함 여부를 판단함으로써, 조명 반사도 차이에 따른 영상의 측정 정확도 저하를 방지할 수 있게 되는 것이다.
또는, 해당 측정점별 최적 위상 추출하는 방법으로는 본 발명의 제 2 실시예에 따라, 각 측정점별 N개의 영상에 대한 밝기 값에 대한 평균값을 산출하고, 산출된 밝기 평균값을 최종 영상으로 추출한다.
그리고, 이렇게 추출된 각 측정점별 영상을 모두 합성하여 단일 입체 형상으로 획득한 후에 이에 대한 위상과 기준 영상에 대한 위상을 상호 비교하는 방식을 이용할 수 있다.
한편, 할로겐 램프를 이용하는 종래 기술은 반응 속도가 느려서 고속 검사에 적용이 어려워 단계별 밝기 조절에 적용하기 어려운 단점이 있으나, 본 발명에 따라 엘이디를 조명으로 이용하는 경우 반응 속도가 빨라 카메라 프레임 수에 따라 제어가 가능하여 고속 검사에 유리한 이점이 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 검사 대상을 조사하는 조명의 밝기를 N 단계로 분할하여 단계적으로 조사하고, 이를 통해 획득된 단계별 다수의 영상을 이용하여 최적의 영상을 합성하고, 합성된 최적의 영상과 기준 영상을 상호 비교하여 검사 대상의 결함 유무를 판단함으로써 검사면의 반사도 차이에 따라 발생하는 검사 오차를 줄여 검사의 정확성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지 만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.

Claims (4)

  1. 검사 대상의 표면에 격자무늬를 생성하고 검사 대상 표면으로부터 반사되는 각 측정점별 영상을 측정 알고리즘에 따른 세트 영상으로 촬영하여 촬영된 영상의 위상을 검출하고 기준 위상과 비교하여 검사 대상의 결함 유무를 판단하는 광학식 입체 형상 검사 방법에 있어서,
    엘이디 조명의 밝기를 N 단계로 설정하는 단계(S11)와,
    상기 설정된 N 단계 조명 밝기에 따라 순차로 밝기 조절하면서 검사 대상의 표면에 격자무늬를 생성하고 각 밝기별로 각 측정점에서 반사되는 N 세트의 영상을 획득하는 단계(S12)와,
    상기 각 측정점별 N 세트의 촬영 영상 중 해당 측정점에 대한 가시도 특성이 가장 좋은 영상을 각각 선택하는 단계(S13)와,
    상기 선택된 영상을 합성하여 단일 영상으로 획득하는 단계(S14)와,
    상기 획득된 영상의 위상을 계산하고 계산된 위상과 기준 위상을 상호 비교하는 단계(S15)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학식 입체 형상 검사 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가시도 특성이 가장 좋은 영상은;
    각 측정점별 세트 영상중 가시도 값이 가장 놓은 세트 영상인 것을 특징으로 하는 광학식 입체 형상 검사 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 가시도 특성이 가장 좋은 영상은;
    각 측정점별 세트 영상의 밝기 평균값이 기설정된 기준 값과의 오차가 가장 적은 세트 영상인 것을 특징으로 하는 광학식 입체 형상 검사 방법.
  4. 검사 대상의 표면에 격자무늬를 생성하고 검사 대상 표면으로부터 반사되는 각 측정점별 영상을 측정 알고리즘에 따른 세트 영상으로 촬영하여 촬영된 영상의 위상을 검출하고 기준 위상과 비교하여 검사 대상의 결함 유무를 판단하는 광학식 입체 형상 검사 방법에 있어서,
    엘이디 조명의 밝기를 N 단계로 설정하는 단계(S21)와,
    상기 설정된 N 단계 조명 밝기에 따라 순차로 밝기 조절하면서 검사 대상의 표면에 격자무늬를 생성하고 각 밝기별로 각 측정점에서 반사되는 N 세트의 영상을 획득하는 단계(S22)와,
    상기 각 측정점별 N 세트의 촬영 영상을 이용하여 각 측정점 별로 밝기 평균값을 산출하는 단계(S23)와,
    상기 산출된 각 측정점별 밝기 평균값에 대한 영상을 합성하여 단일 영상으로 획득하는 단계(S24)와,
    상기 획득된 영상의 위상을 계산하고 계산된 위상과 기준 위상을 상호 비교 하는 단계(S25)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학식 입체 형상 검사 방법.
KR1020060136878A 2006-12-28 2006-12-28 광학식 입체 형상 검사 방법 KR100903346B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060136878A KR100903346B1 (ko) 2006-12-28 2006-12-28 광학식 입체 형상 검사 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060136878A KR100903346B1 (ko) 2006-12-28 2006-12-28 광학식 입체 형상 검사 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080061786A true KR20080061786A (ko) 2008-07-03
KR100903346B1 KR100903346B1 (ko) 2009-06-22

Family

ID=39813992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060136878A KR100903346B1 (ko) 2006-12-28 2006-12-28 광학식 입체 형상 검사 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100903346B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100946378B1 (ko) * 2009-04-14 2010-03-08 에이티아이 주식회사 실린더 렌즈를 이용한 모아레 측정장치
CN101893428A (zh) * 2009-05-21 2010-11-24 株式会社高永科技 形状测量设备和形状测量方法
KR101158324B1 (ko) * 2010-01-26 2012-06-26 주식회사 고영테크놀러지 형상 검사장치
KR101423276B1 (ko) * 2012-08-17 2014-07-24 (주) 인텍플러스 표면형상 측정장치
KR101673764B1 (ko) * 2015-05-06 2016-11-07 한국광기술원 디밍조명을 활용한 반사도 측정 시스템 및 방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4011561B2 (ja) 2004-05-28 2007-11-21 シーケーディ株式会社 三次元計測装置
KR100612932B1 (ko) 2005-12-14 2006-08-14 주식회사 고영테크놀러지 3차원 형상 측정장치 및 방법

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100946378B1 (ko) * 2009-04-14 2010-03-08 에이티아이 주식회사 실린더 렌즈를 이용한 모아레 측정장치
CN101893428A (zh) * 2009-05-21 2010-11-24 株式会社高永科技 形状测量设备和形状测量方法
CN101893428B (zh) * 2009-05-21 2014-07-16 株式会社高永科技 形状测量设备和形状测量方法
US9275292B2 (en) 2009-05-21 2016-03-01 Koh Young Technology Inc. Shape measurement apparatus and method
KR101158324B1 (ko) * 2010-01-26 2012-06-26 주식회사 고영테크놀러지 형상 검사장치
KR101423276B1 (ko) * 2012-08-17 2014-07-24 (주) 인텍플러스 표면형상 측정장치
KR101673764B1 (ko) * 2015-05-06 2016-11-07 한국광기술원 디밍조명을 활용한 반사도 측정 시스템 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR100903346B1 (ko) 2009-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9857166B2 (en) Information processing apparatus and method for measuring a target object
JP5443303B2 (ja) 外観検査装置及び外観検査方法
JP2008096439A (ja) 物体の３次元座標を判定するための方法および装置
JP3878165B2 (ja) 三次元計測装置
JPH11211443A (ja) ３次元形状計測装置
EP3686550A1 (en) Three-dimensional shape measuring apparatus
KR100903346B1 (ko) 광학식 입체 형상 검사 방법
JP3729156B2 (ja) パターン欠陥検出方法およびその装置
JP2004309240A (ja) ３次元形状測定装置
JP2003202214A (ja) 形状計測装置および形状計測方法
KR100862637B1 (ko) 광학식 검사 방법
KR101311215B1 (ko) 기판 검사방법
CN112815846A (zh) 一种2d、3d复合的高精度视觉装置及测量方法
KR20190050582A (ko) 결함 검사 방법 및 결함 검사 장치
KR20080088946A (ko) 입체 형상 검사 장치 및 그를 이용한 입체 형상 검사 방법
JP2012093234A (ja) 三次元形状測定装置、三次元形状測定方法、構造物の製造方法および構造物製造システム
KR101394436B1 (ko) 3차원 표면 형상 측정장치 및 3차원 표면 형상 측정방법
JP2002013921A (ja) ３次元画像撮像装置および３次元画像撮像方法
KR100862636B1 (ko) 광학식 검사 방법
KR20080089314A (ko) 입체 형상 검사 장치 및 그를 이용한 입체 형상 검사 방법
CN214333663U (zh) 一种2d、3d复合的高精度视觉装置
CN101815925B (zh) 光学检验方法
KR101329025B1 (ko) 색수차 보상방법, 이를 이용한 3차원 형상 측정방법 및 측정장치
KR101226716B1 (ko) 색수차 보상방법, 이를 이용한 3차원 형상 측정방법 및 측정장치
JP2009098044A (ja) 形状測定装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130530

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140603

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150602

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160603

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170605

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180605

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190604

Year of fee payment: 11