KR20080089314A - 입체 형상 검사 장치 및 그를 이용한 입체 형상 검사 방법 - Google Patents

입체 형상 검사 장치 및 그를 이용한 입체 형상 검사 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 검사 대상 표면의 각 화소별 밝기에 상보적인 밝기로 조명광을 조사하여 검사 대상 표면의 반사도 또는 가시도 조절을 임의로 실시할 수 있는 입체 형상 검사 장치 및 입체 형상 검사 방법에 관한 것이다.
이를 위한, 본 발명의 제 1 양상에 따른 입체 형상 검사 장치는, 광원과 상기 광원으로부터의 광을 검사 대상 표면과 반사체로 분배하는 빔 분할기와, 상기 광원으로부터의 광을 상기 빔 분할기에 투영하는 투영 수단과, 상기 검사 대상(P) 표면과 반사체로부터 반사되어 중첩되는 광 패턴을 획득하는 촬상 수단과, 상기 촬상 수단으로부터 촬상된 영상으로부터 측정 대상의 입체 형상을 측정하여 측정 결과를 통해 검사 대상의 결함 유무를 판단하는 입체 형상 검사 장치에 관한 것으로서, 상기 검사 대상(P) 표면 반사도에 따라 각 화소별로 임의의 밝기 제어가 이루어지도록 상기 빔 분할기로 입사되는 화소별 광의 밝기 제어를 하는 화소별 디스플레이 제어 수단을 포함하고, 상기 반사체는 상기 투영 수단의 화소별 밝기에 대하여 상보적인 밝기 제어를 하는 화소별 디스플레이 제어 수단을 포함한다.
입체 형상, 화소별, 디스플레이, 격자무늬, 반사도, 가시도

Description

입체 형상 검사 장치 및 그를 이용한 입체 형상 검사 방법{APPARATUS FOR INSPECTION OF THREE-DIMENSIONAL SHAPE AND METHOD FOR INSPECTION BY THE SAME}
본 발명은 입체 형상 검사 장치 및 그를 이용한 검사 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 검사 대상 표면의 반사도 또는 가시도 조절을 임의로 실시할 수 있는 입체 형상 검사 장치 및 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 검사 방법이 이용되고 있다.
이러한 광학식 3차원 입체 형상 검사 방법은 고속, 고정밀, 비접촉 측정이 요구되는바, 이러한 조건에 부합되는 3차원 입체 형상 검사 방법의 일례로 모아레(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.
도 3은 종래 기술에 따른 입체 형상 검사 장치의 일례를 나타낸 구성도이다.
도면을 참조하면, 입체 형상 검사 장치는 격자 투영 수단(1)과, 검사 대상(3)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 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 투영시키는 투영 광학계(16)와, 투영 광학계(16)로부터 투영된 광을 검사 대상(3)표면으로 반사시키는 반사 미러(14)등으로 구성되며, 검사 대상 표면에 동축 조명을 조사하기 위한 동축 조명 수단(4)과 반사 미러(5)를 더 구비할 수 있다.
그리고, 격자 수단(12)은 PZT 구동기에 의한 미세 구동을 통해 상,하로 이동하면서 검사 대상(3)면에 격자무늬 패턴의 간섭 신호를 생성하게 된다.
또한, 검사 대상(3)은 도면에는 도시되지 않았으나 이송 수단을 통해 이송되 어 검사 테이블에 놓이게 된다.
그리고, 촬영 수단(2)은 검사 대상(3) 표면으로부터 반사되는 영상을 촬상하는 촬상 수단으로서 CCD 카메라(21)와 CCD 카메라로 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 영상을 상호 비교하여 해당 검사 대상의 불량 유무를 판단하는 컴퓨터를 나타낸다.
이러한 종래의 입체 형상 검사 장치를 이용한 검사 방법을 살펴보면 우선, 광원(11)을 작동시키면 광원(11)으로부터의 광이 격자 수단(12)을 통과한 후 투영 광학계(16)로 투영된 다음, 반사 미러(14)에 의해 반사된다.
반사된 광은 검사 대상(3)의 표면에 일정 패턴의 그림자 영상 즉 격자무늬 형태로 맺힌 후에 반사된다.
이렇게 검사 대상(3)의 표면에서 반사된 영상을 CCD 카메라(21)를 통하여 촬상하고, 촬상된 영상의 아날로그 신호를 분석 수단(미도시함)을 통하여 디지털 신호로 획득한다.
이후, 획득된 영상 정보와 기 설정된 기준 영상 정보를 상호 비교하여 검사 대상의 결함 유무를 판단한다.
그런데, 이와 같은 입체 형상 검사 장치를 이용하는 경우 격자 수단과 PZT 구동기를 구비해야 한다.
즉, 광원으로부터의 광이 격자 수단을 통과하여 검사 대상면에 일정한 격자무늬를 생성할 수 있도록 PZT 구동기를 이용하여 격자 수단을 미세 구동시키면서, 검사 대상면의 높이에 따른 간섭 신호를 생성하도록 하기 때문에, 격자 수단과 PZT를 동시에 구비해야 하므로 장치가 복잡해지는 단점이 있었다.
또한, 검사 대상 표면의 반사도가 균일하지 않기 때문에 반사도가 큰 픽셀 영역의 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, 화소별 디스플레이 제어 수단을 이용하여 검사 대상 표면의 각 화소별 밝기에 상보적인 밝기로 조명광을 조사하여 전체 가시도가 균일하게 나타나도록 임의의 패턴을 형성하거나 각 화소별로 반사도 조절을 통해 검사 대상 표면의 전체 반사도를 균일하게 하는 입체 형상 검사 장치 및 입체 형상 검사 방법을 제공함에 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제 1 양상에 따른 입체 형상 검사 장치는, 광원과 상기 광원으로부터의 광을 검사 대상 표면과 반사체로 분배하는 빔 분할기와, 상기 광원으로부터의 광을 상기 빔 분할기에 투영하는 투영 수단과, 상기 검사 대상(P) 표면과 반사체로부터 반사되어 중첩되는 광 패턴을 획득하는 촬상 수단과, 상기 촬상 수단으로부터 촬상된 영상으로부터 측정 대상의 입체 형상을 측정하여 측정 결과를 통해 검사 대상의 결함 유무를 판단하는 입체 형상 검사 장치에 관한 것으로서, 상기 검사 대상(P) 표면 반사도에 따라 각 화소별로 임의의 밝기 제어가 이루어지도록 상기 빔 분할기로 입사되는 화소별 광의 밝기 제어를 하는 화소별 디스플레이 제어 수단을 포함하고, 상기 반사체는 상기 투영 수단의 화소별 밝기에 대하여 상보적인 밝기 제어를 하는 화소별 디스플레이 제어 수단을 포함한다.
또, 본 발명의 제 2 양상에 따른 입체 형상 검사 장치는, 광원과 상기 광원 으로부터의 광을 검사 대상 표면 방향으로 안내하는 빔 분할기와, 상기 광원으로부터의 광을 상기 빔 분할기에 투영하는 투영 수단과, 상기 빔 분할기로부터의 광을 검사 대상 표면에 조사하고 검사 대상 표면으로부터 반사되는 광에 기초하여 간섭광 패턴을 형성하는 광 간섭모듈과, 상기 광 간섭모듈에 의해 형성된 간섭광 패턴을 획득하는 촬상 수단과, 상기 촬상 수단로부터 촬상된 영상으로부터 측정 대상의 입체 형상을 측정하여 측정 결과를 통해 검사 대상의 결함 유무를 판단하는 입체 형상 검사 장치에 관한 것으로서, 상기 투영수단은 검사 대상(P) 표면의 화소별 반사도에 대하여 상보적으로 화소별 광의 밝기 조절을 하는 화소별 디스플레이 제어 수단을 포함하는 것이다.
상기 본 발명의 다양한 양상에 있어서, 상기 화소별 디스플레이 제어 수단은 픽셀 매트릭스 배열되며 각각 구동이 제어되는 다수의 미세 구동 거울이 집적된 디지털 미세 거울 소자를 통해 이미지를 생성하는 디지털 광학 기술 방식을 이용하는 것이고, 화소별 디스플레이 제어 수단은 상기 광원으로부터 출사되는 백색광에 컬러를 구현하여 상기 디지털 미세 거울 소자에 조사하는 컬러 구현 수단을 더 구비할 수 있다.
또는, 상기 화소별 디스플레이 제어 수단은 LCD 패널을 통해 이미지를 생성하는 LCD 프로젝터 방식을 이용할 수 있다.
또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제 1 양상에 의한 입체 형상 검사 방법은, 광원으로부터 출사되는 광을 투영 수단을 이용하여 빔 분할기로 조사하여 빔 분할기에서 분할되는 빛을 검사 대상 표면과 반사체에 투영시켜 검사 대상 표면에서 반사되는 광과 반사체로부터 반사되는 광이 중첩되어 간섭광 패턴을 형성하도록 하는 단계와, 상기 간섭광 패턴을 촬상하는 단계와, 상기 촬상된 영상을 분석하고 검사 대상의 결함 유무를 판단하는 단계를 포함하는 입체 형상 검사 방법에 관한 것으로서, 상기 간섭광 패턴을 형성하는 단계는 화소별 디스플레이 제어 수단으로 이루어지는 투영 수단을 이용하여 검사 대상 표면 각 화소별 임의의 밝기를 갖도록 광 패턴을 투영시키는 과정과, 상기 투영 수단에서 형성되는 광 패턴의 밝기와 상보적인 밝기의 광 패턴을 화소별 디스플레이 제어 수단으로 이루어지는 반사체를 이용하여 형성하는 과정으로 이루어지는 것이다.
또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제 2 양상에 의한 입체 형상 검사 방법은, 광원으로부터 출사되는 광이 광 간섭모듈에 의해 검사 대상 표면 및 기준면으로부터 반사되어 간섭광 패턴으로 형성되도록 하는 단계와, 상기 간섭광 패턴을 촬상하는 단계와, 상기 촬상된 영상을 분석하고 검사 대상의 결함 유무를 판단하는 단계를 포함하는 입체 형상 검사 방법에 관한 것으로서, 상기 간섭광 패턴을 형성하는 단계는 화소별 디스플레이 제어 수단을 이용하여 상기 광 간섭모듈로 입사되는 광 패턴의 각 화소별로 임의의 밝기 패턴을 갖도록 하는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명은 화소별 디스플레이 제어 수단을 이용하여 검사 대상 표면의 각 화소별 반사도에 상보적인 밝기의 조명광을 조사하여 전체 가시도가 균일하게 나타나도록 임의의 패턴을 형성하거나 각 화소별로 반사도 조절을 통해 검사 대상 표면의 전체 반사도를 균일하게 함으로써, 조명 반사도 차이나 가시 도 차이에 의한 검사 정확도가 저하를 방지하여 검사 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 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.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 입체 형상 검사 장치의 구성도로, 광원(200)과, 투영 수단(210)과, 빔 분할기(220)와, 반사체(230), 및 촬상 수단(240)을 포함하여 구성된다.
여기서, 투영 수단(210)은 광원(200)으로부터의 광을 빔 분할기(220)에 투영시키는 것으로서 검사 대상(P) 표면 각 화소별 반사도에 대하여 상보적인 밝기의 조명광을 조사하여 각 화소별 임의의 밝기 제어가 이루어지도록 하는 화소별 디스플레이 제어 수단(211)과, 화소별 디스플레이 제어 수단(211)에 의해 밝기 제어가 이루어진 광을 빔 분할기로(220) 투영시키는 투영 렌즈(212)를 포함하여 구성된다.
또한, 반사체(230)는 투영 수단(210)을 구성하는 화소별 디스플레이 제어 수단(211)에서 출사되는 광 패턴과 상보적인 밝기의 광 패턴을 제공한다.
이때, 화소별 디스플레이 제어 수단은, 픽셀 매트릭스 배열되며 각각 구동이 제어되는 다수의 미세 구동 거울이 집적된 디지털 미세 거울 소자로 이루어져 이미지를 생성하는 디지털 광학 기술 방식을 이용한다.
이에 부가적으로, 도면에 도시되지는 않았으나 광원(200)으로부터 출사되는 백색광에 컬러를 구현하여 디지털 미세 거울 소자에 조사하는 컬러 구현 수단을 더 구비할 수 있다.
여기서, 디지털 미세 거울 소자(Digital Micro mirror Device : DMD)는 텍사스 인스트루먼트사가 개발한 반도체 칩으로서, 픽셀 매트릭스 배열되며 각각의 구동 수단에 의해 회전이 제어되는 다수의 미세 구동 거울이 집적된 소자이다.
디지털 미세 거울 소자를 구성하는 각각의 미세 구동 거울들은 단일 픽셀을 표현하고 제어 장치에 따라 개별적으로 온/오프되어, 검사 대상의 표면에 적절한 영상 정보를 전달하게 되는 것으로서, 구동 방식이나 구체적인 구성 요소들은 이미 공지된 것이므로 이에 대한 구체적인 작용 설명은 생략하도록 한다.
또한, 화소별 디스플레이 제어 수단(111)은 LCD 패널을 통해 이미지를 생성하는 LCD 프로젝터 방식을 이용할 수 있다.
촬상 수단(240)은 이미 공지된 기술로서 카메라(241)와 이미징 렌즈(242)를 포함하여 구성된다.
이하에서는 본 발명의 제 1 실시예들에 따른 입체 형상 검사 장치를 이용한 방법에 대하여 간략하게 설명하도록 한다.
본 발명의 제 1 실시예는, 광원으로부터 출사되는 광을 투영 수단을 이용하여 빔 분할기로 조사하여 빔 분할기에서 분할되는 빛을 검사 대상 표면과 반사체에 투영시켜 검사 대상 표면에서 반사되는 광과 반사체로부터 반사되는 광이 중첩되어 간섭광 패턴을 형성하도록 하는 단계와, 간섭광 패턴을 촬상하는 단계와, 촬상된 영상을 분석하고 검사 대상의 결함 유무를 판단하는 단계를 포함하는 입체 형상 검사 방법에 관한 것으로서, 간섭광 패턴을 형성하는 단계는 화소별 디스플레이 제어 수단으로 이루어지는 투영 수단을 이용하여 검사 대상 표면의 각 반사도에 상보적으로 임의의 밝기를 갖도록 광 패턴을 투영시키는 과정과, 투영 수단에서 형성되는 광 패턴의 밝기와 상보적인 밝기의 광 패턴을 화소별 디스플레이 제어 수단으로 이루어지는 반사체를 이용하여 형성하는 과정으로 이루어지는 것이다.
더욱 상세하게는, 광원(200)으로부터의 출사되는 광은 빔 분할기(220)를 통해 기준 광선(R1)과 측정 광선(M1)으로 분할되어, 각각 반사체(230)과 검사 대상(P) 표면에 입사된다.
그리고, 기준 광선(R1)과 측정 광선(M1)은 각각 반사체(230) 및 검사 대상(P) 표면에서 반사되어 빔 분할기(220)로 다시 돌아온 후 그 일부가 각각 촬상 수단(240) 측으로 출사된다.
이렇게 출사된 기준 광선(R1)과 측정 광선(M1)은 서로 중첩(superpose)되어 간섭무늬(interference fringe)를 형성한다.
이때, 본 발명의 제 2 실시예는 특징적인 양상에 따라 광원(200)으로부터의 광의 경로를 투영 수단(210)으로 변경하여 빔 분할기(220)로 입사시키되, 검사 대상(P) 표면의 반사도에 따라 각 화소별 반사도와 상보적인 밝기를 갖도록 제어한 광 패턴을 제공한다.
그리고, 반사체(230)를 이용하여 투영 수단(210)에서 제공하는 광 패턴의 밝기와 상보적인 밝기를 갖는 광 패턴이 반사되도록 한다.
이에 따라 검사 대상(P) 표면에서 반사되는 측정 광선(M1)와 반사체(230)에서 반사되는 측정 광선(R1)의 중첩에 의해 형성되는 간섭무늬는 화소별 밝기가 보상되어 가시도가 최대화된다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 입체 형상 검사 장치를 도시한 구성도로, 광원(300)과, 투영 수단(310)과, 빔 분할기(320)와, 광 간섭모듈(330) 및 촬상 수단(340)을 포함하여 구성된다.
여기서, 투영 수단(310)은 광원(300)으로부터의 광을 빔 분할기(320)에 투영시키고, 빔 분할기(320)는 광원(300)으로부터의 광을 검사 대상(P) 표면 방향으로 안내한다.
그리고, 광 간섭모듈(330)은 빔 분할기(320)로부터의 광을 검사 대상 표면에 조사하고 검사 대상 표면으로부터 반사되는 광에 기초하여 간섭광 패턴을 형성하고, 촬상 수단(340)은 광 간섭모듈(330)에 의해 형성된 간섭광 패턴을 획득하는 것으로, 카메라(341) 및 이미징 렌즈(342)로 구성될 수 있다.
더욱 상세하게는, 광 간섭모듈(330)은 대물렌즈(331)와 기준면(332) 및 빔 분할기(333)로 구성되어 빔 분할기(333)로 입사되는 광 패턴을 검사 대상 표면으로 조사하게 되는데, 기준면(332)이 대물렌즈(331)에 의해 집광된 광에 대한 기준광속을 형성하고, 빔 분할기(333)가 검사 대상(P)의 형상/표면조도의 측정을 위한 측정광속을 형성하게 된다.
이렇게, 형성된 기준광속과 측정광속이 기준면(332)과 검사 대상(P) 표면에 각각 입사되고, 그 복수의 광속이 다시 기준면(332)과 검사 대상(P) 표면에 의해 반사되어 간섭광 패턴을 형성하게 된다.
한편, 투영 수단(310)은 검사 대상(P) 표면의 화소별 반사도에 따라 화소별 광의 밝기 조절을 하는 화소별 디스플레이 제어 수단(311) 및 투영 렌즈(312)를 포함한다.
이에 따라, 본 발명은 화소별 디스플레이 제어 수단(310)을 이용하여 광 간섭모듈(330)로 입사되는 광 패턴을 검사 대상 표면 각 화소별 반사도에 상보적인 밝기로 제어함으로써, 검사 대상 표면의 반사도 차이에 의한 가시도 차를 극복할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제 2 실시예들에 따른 입체 형상 검사 장치를 이용한 방법에 대하여 간략하게 설명하도록 한다.
본 발명의 제 2 실시예는 광원으로부터 출사되는 광이 광 간섭모듈에 의해 검사 대상 표면 및 기준면으로부터 반사되어 간섭광 패턴으로 형성되도록 하는 단계와, 상기 간섭광 패턴을 촬상하는 단계와, 상기 촬상된 영상을 분석하고 검사 대상의 결함 유무를 판단하는 단계를 포함하는 입체 형상 검사 방법에 관한 것으로서, 간섭광 패턴을 형성하는 단계는 화소별 디스플레이 제어 수단을 이용하여 상기 광 간섭모듈로 입사되는 광 패턴의 각 화소별로 임의의 밝기 패턴을 갖도록 하는 것이다.
다시 말해, 빔 분할기(320)로 입사되는 광 패턴을 화소별 디스플레이 제어 수단(311)을 이용하여 검사 대상 표면 각 화소별 반사도에 상보적인 밝기를 갖도록 제어한다.
이렇게, 화소별 디스플레이 제어 수단(311)에 의해 화소별로 임의의 밝기를 갖도록 형성된 광 패턴은 빔 분할기(320)를 통해 대물렌즈(331)로 입사된다.
이 광 패턴은 대물렌즈(331)에 의해 집광되어 기준면(332)에 의해 기준 광속을 형성하고, 빔 분할기(333)에 의해 측정 광속을 형성하게 된다.
이렇게 형성된 기준 기준광속과 측정광속이 기준면(332)과 검사 대상(P) 표면에 각각 입사되고, 그 복수의 광속이 다시 기준면(332)과 검사 대상(P) 표면에 의해 반사되어 간섭광 패턴을 형성하게 되므로, 간섭광 패턴을 촬상 수단을 통해 촬상하여 검사 대상의 입체 형상을 측정하게 된다.
이와 같이 본 발명의 실시예들은 검사 대상의 표면에 투사하는 화소별 조명을 검사 대상 표면의 반사도에 따라 적절하게 임의로 설정하여, 촬상 수단을 통해 촬상되는 영상의 가시도가 균일하게 나타나도록 함으로써, 측정 정확도를 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 반사도가 높은 화소 영역은 밝기가 어둡게하고, 반사도가 낮은 화소 영역은 밝기가 밝게 하여 각 화소별 밝기 차이에 의한 가시도를 보상함으로써 반사도의 차이를 극복하도록 한다.
또한, 본 발명은 컬러 구현을 통해 검사 대상(P) 표면의 컬러에 따라 조사되는 격자 패턴의 컬러 구현 방식을 제어할 수 있다.
예를 들어, 검사 대상 표면의 레드(R)가 강한 화소 영역은 레드(R)가 강한 조명을 조사하는 경우, 획득되는 격자무늬 패턴의 가시도가 낮으므로 이 경우 레드(R)가 약하고 그 이외의 컬러가 강하게 나타나는 조명을 조사함이 바람직하다.
이와 같이 본 발명은 화소별 디스플레이 제어 수단을 이용하여 검사 대상(P) 표면의 각 화소별 반사도 차이에 따라 각 화소별 반사도에 대하여 상보적인 밝기로 각 화소별 조명을 조사하여 가시도를 전체적으로 균일하게 함으로써, 검사 대상(P) 표면의 반사도 차이로 인해 획득되는 영상의 정확도가 떨어지는 종래 기술의 문제점을 해소할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 입체 형상 검사 장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 입체 형상 검사 장치의 구성도.
도 3은 종래 기술에 따른 입체 형상 검사 장치의 일례를 나타낸 구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
200: 광원
210 : 투영 수단
211 : 화소별 디스플레이 제어 수단, 212 : 투영 렌즈
220 : 광분할기
230 : 반사체
240 : 촬상 수단
241 : 카메라, 242 : 이미징 렌즈
300: 광원
310 : 투영 수단
311 : 화소별 디스플레이 제어 수단, 312 : 투영 렌즈
320 : 광 분할기
330 : 광 간섭모듈
331 : 대물 렌즈, 332 : 간섭면, 330 : 광 분할기
340 : 촬상 수단
341 : 카메라, 342 : 이미징 렌즈
P : 검사 대상

Claims (10)

  1. 광원(200)과,
    상기 광원(200)으로부터의 광을 검사 대상(P) 표면과 반사체(230)로 분배하는 빔 분할기(220)와,
    상기 광원(200)으로부터의 광을 상기 빔 분할기(220)에 투영하는 투영 수단(210)과,
    상기 검사 대상(P) 표면과 반사체(230)로부터 반사되어 중첩되는 광 패턴을 획득하는 촬상 수단(240)과,
    상기 촬상 수단(240)으로부터 촬상된 영상으로부터 측정 대상의 입체 형상을 측정하여 측정 결과를 통해 검사 대상의 결함 유무를 판단하는 입체 형상 검사 장치에 있어서,
    상기 투영 수단(210)은;
    상기 검사 대상(P) 표면 각 화소별 반사도에 대하여 상보적인 밝기의 조명광을 조사하여 각 화소별로 임의의 밝기 제어가 이루어지도록 상기 빔 분할기(220)로 입사되는 화소별 광의 밝기 제어를 하는 화소별 디스플레이 제어 수단(211)을 포함하고,
    상기 반사체(230)는 상기 투영 수단(210)의 화소별 밝기에 대하여 상보적인 밝기 제어를 하는 화소별 디스플레이 제어 수단(231)을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 형상 검사 장치.
  2. 광원(300)과,
    상기 광원(300)으로부터의 광을 검사 대상 표면 방향으로 안내하는 빔 분할기(320)와,
    상기 광원(300)으로부터의 광을 상기 빔 분할기(320)에 투영하는 투영 수단(310)과,
    상기 빔 분할기(320)로부터의 광을 검사 대상 표면에 조사하고 검사 대상 표면으로부터 반사되는 광에 기초하여 간섭광 패턴을 형성하는 광 간섭모듈(330)과,
    상기 광 간섭모듈(330)에 의해 형성된 간섭광 패턴을 획득하는 촬상 수단(340)과,
    상기 촬상 수단(340)으로부터 촬상된 영상으로부터 측정 대상의 입체 형상을 측정하여 측정 결과를 통해 검사 대상의 결함 유무를 판단하는 입체 형상 검사 장치에 있어서,
    상기 투영 수단(310)은;
    상기 검사 대상(P) 표면의 화소별 반사도에 대하여 상보적으로 화소별 광의 밝기 조절을 하는 화소별 디스플레이 제어 수단(311)을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 형상 검사 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 화소별 디스플레이 제어 수단(211, 311)은;
    픽셀 매트릭스 배열되며 각각 구동이 제어되는 다수의 미세 구동 거울이 집적된 디지털 미세 거울 소자를 통해 이미지를 생성하는 디지털 광학 기술 방식을 이용하는 것을 특징으로 하는 입체 형상 검사 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 화소별 디스플레이 제어 수단(211, 311)은;
    상기 광원(200, 300)으로부터 출사되는 백색광에 컬러를 구현하여 상기 디지털 미세 거울 소자에 조사하는 컬러 구현 수단을 더 구비함을 특징으로 하는 입체 형상 검사 장치.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 화소별 디스플레이 제어 수단은;
    LCD 패널을 통해 이미지를 생성하는 LCD 프로젝터 방식을 이용하는 것을 특징으로 하는 입체 형상 검사 장치.
  6. 광원으로부터 출사되는 광을 투영 수단을 이용하여 빔 분할기로 조사하여 빔 분할기에서 분할되는 빛을 검사 대상 표면과 반사체에 투영시켜 검사 대상 표면에서 반사되는 광과 반사체로부터 반사되는 광이 중첩되어 간섭광 패턴을 형성하도록 하는 단계와,
    상기 간섭광 패턴을 촬상하는 단계와,
    상기 촬상된 영상을 분석하고 검사 대상의 결함 유무를 판단하는 단계를 포함하는 입체 형상 검사 방법에 있어서,
    상기 간섭광 패턴을 형성하는 단계는;
    화소별 디스플레이 제어 수단으로 이루어지는 투영 수단을 이용하여 검사 대상 표면 각 화소별 임의의 밝기를 갖도록 광 패턴을 투영시키는 과정과,
    상기 투영 수단에서 형성되는 광 패턴의 밝기와 상보적인 밝기의 광 패턴을 화소별 디스플레이 제어 수단으로 이루어지는 반사체를 이용하여 형성하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 입체 형상 검사 방법.
  7. 광원으로부터 출사되는 광이 광 간섭모듈에 의해 검사 대상 표면 및 기준면으로부터 반사되어 간섭광 패턴으로 형성되도록 하는 단계와,
    상기 간섭광 패턴을 촬상하는 단계와,
    상기 촬상된 영상을 분석하고 검사 대상의 결함 유무를 판단하는 단계를 포함하는 입체 형상 검사 방법에 있어서,
    상기 간섭광 패턴을 형성하는 단계는;
    화소별 디스플레이 제어 수단을 이용하여 상기 광 간섭모듈로 입사되는 광 패턴을 검사 대상 표면 각 화소별 밝기에 대하여 상보적인 밝기의 패턴을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 입체 형상 검사 방법.
  8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 간섭광 패턴 형성 단계는;
    픽셀 매트릭스 배열되며 각각 구동이 제어되는 다수의 미세 구동 거울이 집적된 디지털 미세 거울 소자를 통해 이미지를 생성하는 디지털 광학 기술 방식을 이용하는 것을 특징으로 하는 입체 형상 검사 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 간섭광 패턴 형성 단계는;
    상기 광원으로부터 출사되는 백색광에 컬러를 구현하여 상기 디지털 미세 거울 소자에 조사하는 컬러 구현 수단을 더 이용하는 것을 특징으로 하는 입체 형상 검사 방법.
  10. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 간섭광 패턴 형성 단계는;
    LCD 패널을 통해 이미지를 생성하는 LCD 프로젝터 방식을 이용하는 것을 특징으로 하는 입체 형상 검사 방법.
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