KR20100101259A - 결점검사를 위한 검사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 재귀 반사판을 볼록렌즈 또는 오목거울처럼 사용하여 투명 또는 반사체로 이루어진 피검체가 굴곡지거나 피검체가 이동 중에 진동이 발생하는 경우에도 안정적으로 결점을 검출할 수 있도록 하며, 검사영역에서 일어나는 투과검사시의 밀도 구배와 반사검사시의 반사각도의 변화를 이용하여 측정영역을 통과하거나 반사하는 평행광의 변위현상을 포착하는 검사방법이다.

또한, 본 발명은 투과광 또는 반사광이 모이는 카메라 렌즈 전면에 나이프 에지(knife edge)를 광축에 수평으로 설치하여 평행 광으로부터 벗어난 광을 차단함으로써 카메라에는 검사영역의 밀도구배에 기인하는 광의 명암의 변화로 얻어져 3차원 결점영상으로 얻을 수 있도록 하는 결점검사를 위한 검사장치이다.

재귀 반사, 나이프 에지, 민감도, 피검체, 그레디언트

Description

결점검사를 위한 검사장치{optical apparatus for inspection}

본 발명은 불/투명판을 비롯한 피검체의 내부 또는 표면에 형성된 기포, 미소변형, 이물, 천공등 결점을 검사하기 위한 검사장치로, 더욱 상세하게는 나이프 웨지와 재귀반사판을 설치하여 피검체가 진동되거나 휨이 있는 경우에도 안정적으로 결점부위의 영상을 선명하고 안정적으로 얻을 수 있도록 하는 결점검사를 위한 검사장치에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 반사 광학계에서 상방 또는 하방으로 휜 반사판에 쉬트 빔이 입사될 때 반사판에 입사되는 쉬트 빔에 대한 영상을 나타낸 것이다.

도 1의 좌측에 도시된 피검체(sheet)는 단부가 상향으로 휜 경우의 광경로를 도시한 것이고, 우측에 도시된 피검체는 단부가 하향으로 휜 경우를 도시한 것이다.

도 1의 좌측에서와 같이 카메라(1)의 광축과 동일한 경로의 쉬트 빔(sheet beam)이 조명장치(3)에서 피검체(5)에 조사되어 피검체(5)로부터 반사되고, 피검체(5)에서 반사된 반사광은 반사지(5)에 입사된다.

피검체(5)에 휨 현상이 없는 경우에 피검체(5)에 입사된 광은 점선과 같이 반시지(7)에 입사되게 되어 반사지(7)에서 반사되어 피검체(5)에서 반사된 후 카메라(1)에 입사되게 되어 피검체(5)의 영상이 카메라(1)에 촬영되게 된다. 그러나, 피검체(5)의 상향으로 휘어진 부분에 조사된 쉬트 빔은 실선과 같이 반사지(7)에 입사되고, 반사지(7)에서 반사된 빛은 피검체(5)에 다시 입사되지 않기 때문에 결국 카메라(1)에 피검체(5)의 영상을 맺지 못하게 된다.

도 1의 좌측 하단의 영상은 반사지(7)에 입사되는 점선의 정상 쉬트 빔과 휨 현상이 있는 경우의 실선의 쉬트 빔을 촬영한 것이다.

또한, 하향으로 휜 경우에도 도 1의 우측 상부에 도시한 바와 같이 점선의 정상경로로부터 하부로 이격되게 입사되기 때문에 반사지(7)를 정면에서 바라보면 정상 경로시(점선)에 밝은 선 보다 하부로 이격된 부위에 밝은 선(실선)을 형성하게 된다. 피검체(5)가 정상적인 경우에는 반사지에서 반사된 빛은 정상경로를 따라 피검체(5)에서 재반사되어 카메라(1)에 피검체(5)의 영상을 형성하게 된다. 그러나 피검체(5)가 비정상적으로 휘어지면 반사지(7)는 입사각과 반사각이 같은 일반 반사지이므로 반사지(7)에서 반사되는 광은 피검체(5) 면에 도달될 수 없어 결국 카메라(1)에는 피검체 진동시나 휨이 있는 경우 피검체(5)의 광 입사부분의 영상을 얻을 수 없다.

이러한 현상은 피검체(5)에서 진동이 발생하는 현상에도 그대로 적용될 수 있다.

도 2는 종래에 광원으로부터 피검체에 광을 조사할 때 결점에 의한 굴절 현상을 설명하는 광학계이다.

광원(25)은 점광원(point light source)으로부터 스크린(9)에 조사될 때 스크린(9)에 밝기를 1 단위라 한다. 이때 굴절율의 변화를 줄수 있는 이상 상태 이를 테면 밀도,이물,변형 등(이하, 결점이라 한다)이 굴절각의 변화를 준다. 결점(11)에 의하여 광이 굴절 되게 되면 결점(11)이 없을 때의 광경로(점선)가 만나는 위치에 빛이 도달되지 않게 되기 때문에 스크린 상의 점선이 종단되는 부분의 0 단위의 밝기를 갖게 되고, 결점(11)에 의하여 굴절된 광이 스크린(9)에 만나는 부분은 밝기가 2 단위로 변환된다.

이와 같이, 결점(11)에 의하여 밝기가 급격하게 0인 부분과 2인 부분으로 변화되게 되게 되면 영상의 밝은 부분과 어두운 부분 사이의 밝기의 급격한 변화가 발생하게 되어 결점(11)의 정확한 형상을 파악할 수 없다. 즉 이와 같은 급격한 밝기의 변화 구배(그라디언트: gradient)를 얻을 수 없어 결점(11)의 윤곽만이 스크린(9) 상에 형성되게 되어 결국 결점(11)의 실질적인 형태를 판독할 수 있는 영상을 얻을 수 없다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결과제는 광을 차단하는 나이프 에지(knife edge)를 이용하여 밝기 변화의 그라디언트를 갖는 영상을 갖도록 함으로써 결점의 형상을 정확히 알 수 있도록 하는 검사장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 해결과제는 피검체에 휨 현상이 발생하는 경우에도 재귀 반사지에 입사되는 각도로 재반사되는 성질을 이용하여 정확히 피검체를 촬영할 수 있으며, 피검체에 진동이 발생하는 경우에 재귀반사지는 피검체에 진동이 없는 경우와 같이 입사된 광을 재반사시키도록 하여 정확히 피검체를 촬영하도록 하는 검사장치를 제공하기 위한 것이다.

상기 해결과제를 위한 본 발명의 해결수단은 입사되는 빛을 반사시키는 반사 피검체에 빛을 조사하는 광원; 상기 반사 피검체에서 반사되어 입사되는 빛을 상기 반사 피검체에 재귀 반사시키는 재귀 반사판; 상기 재귀 반사판으로부터 재귀 반사된 재귀 반사광이 상기 반사 피검체에 입사되어 반사되는 반사광을 결상시키는 결상렌즈; 상기 결상렌즈를 통하여 입사되는 빛을 촬상하는 촬상수단; 상기 결상렌즈와 상기 반사 피검체 사이에 설치되며, 상기 결상렌즈의 광축에 수직으로 설치되는 판 형상으로 이루어지는 나이프 에지를 포함하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 해결수단은 일정 속도로 이동되며 입사되는 빛을 투과 시키는 투과 피검체에 빛을 조사시키는 광원; 상기 투과 피검체에서 투과되어 입사된 빛을 입사방향과 동일하게 재귀 반사시켜 상기 투과 피검체에 조사하는 재귀 반사판; 상기 광원과 상기 투과 피검체 사이에 설치되며, 슬릿이 형성된 마스크; 입사된 빛에 의하여 상을 형성하는 촬상수단; 상기 재귀 반사판에서 재귀 반사되어 상기 투과 피검체를 투과한 빛을 집속시켜 상기 촬상수단에 결상하는 결상렌즈; 상기 결상렌즈와 상기 반사 피검체 사이에 설치되며, 상기 결상렌즈의 광축에 수직으로 설치되는 판 형상으로 이루어지는 나이프 에지 를 포함하는 것이다.

상기의 해결과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면, 나이프 에지에 의하여 영상의 밝기에 그라디언트를 갖는 민감도가 높은 영상을 얻을 수 있도록 함으로써 피검체의 결점을 명확히 인식할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명의 재귀 반사판의 사용에 의하여 피검체가 곡면을 형성하거나, 피검체에 기계적 진동이 발생하는 경우에도 안정적으로 결점을 찾을 수 있도록 한다.

이하, 첨부된 도면에 따라서 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예의 나이프 에지의 원리를 설명하는 광학 구성도이다.

필드(field) 렌즈(15)의 좌측 초점에는 점광원(25)이 위치하고 있으며, 광원(25)으로부터 발산된 광은 필드 렌즈(15)의 우측 초점을 통과하여 스크린(9)에 조사된다. 필드 렌즈(15)와 필드 렌즈(15)의 우측 초점 사이에 결점(11)이 있는 경우 결점(11)을 통과하는 빛의 광로는 점선의 정상광로로부터 굴절되어 우측 초점에 위치한 에지, 바람직하게는 단부가 예리한 판상으로 이루어진 나이프 에지(knife edge)(13)를 통과하지 못하고 종단된다.

또한, 도 3의 광원(25)으로부터 발산되는 빛의 세기가 도 2의 광원(25)으로부터 발산되는 빛의 세기와 동일하다고 할 때 나이프 에지(13)에 의하여 필드 렌즈(15)를 통과하는 빛의 반 만이 스크린(9)을 조명하기 때문에 도 2에서 스크린(9) 상의 각 점에서의 밝기를 1 단위라 하면 도 3에서의 스크린(9)의 각 점에서의 밝기는 0.5 단위가 되며, 도 2에서 결점(11)에 의하여 굴절된 빛은 스크린(9) 상의 다른 점의 밝기를 2 단위로 보강시키게 되나 도 3에서는 결점(11)에 의하여 굴절된 빛은 나이프 에지(13)에 의하여 차단되기 때문에 스크린(13)의 다른 점을 보강시키지 않게 된다. 즉, 도 3에서 결점(11)이 없는 경우에 스크린 상에 도달되는 정상 광선인 점선의 광선이 스크린 상에 부딪히는 위치는 결점(11)이 존재하는 경우에 광선이 진입되지 않기 때문에 0 단위의 밝기를 갖지만 스크린 상의 다른 점은 밝기의 변화가 없게 된다. 결국 도 3과 같이 나이프 에지(13)를 사용하여 일부 광선을 차단시키면 결점(11)에 의한 스크린 상의 밝기의 변화 값을 작게 하기 때문에 스크린 상의 밝기의 그라디언트(gradient)가 추출된다. 따라서 도 3에서와 같이 나이프 에지(13)를 사용하게 되면 피검체의 윤곽 뿐만 아니라 피검체의 영상은 그라이디언트를 갖는 선명한 영상을 얻을 수 있다.

도 4는 본 발명에서 피검체의 내부를 투과하는 광의 경로를 설명하는 광학 구성도이고, 도 5는 본 발명에서 피검체의 표면에서 반사되는 광의 경로를 설명하는 광학 구성도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 필드 렌즈(17)의 좌측 초점에는 쉬트 빔을 발생시키는 광원(25)이 위치하고, 필드 렌즈(17)의 우측 초점에는 나이프 에지(13)가 위치하며 필드 렌즈(17)와 나이프 에지(13) 사이에 피검체(19)가 위치한다. 피검체(19)를 투과하는 빛은 결상 렌즈(21)에 의하여 라인 CCD(23)에는 투명 피검체의 영상이 형성된다.

이때 나이프 에지(13)는 결상 렌즈(21)의 광축에 수직으로 설치되며 선단면을 광축에 접근시켜 피검체(19)에 형성된 결점의 영상에서 표면의 굴곡이나 내부정보가 겹쳐져 보이는 영상을 선명하게 얻을 수 있다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 피검체(27)의 상부에는 피검체의 표면에 경사지게 빛이 입사되도록 광원(25)과 필드 렌즈(17)가 설치되고, 반사형 피검체(27)의 표면에서 반사된 빛은 결상 렌즈(21)를 통과하여 라인 CCD(23)에 영상을 형성하며, 필드 렌즈(17)의 초점에는 나이프 에지(13)가 설치되어 라인 CCD(23)에 선명한 영상이 형성되도록 한다.

도 6은 본 발명의 일실시예를 투명샘플 검사하기 위한 구성도이고, 도 7은 도 6의 광 경로를 설명하는 광경로도이고, 도 8은 본 발명에서 촬영된 결점의 영상을 3차원화한 그래프이고, 도 9는 도 7과 대비하기 위하여 나이프 에지 를 사용하지 않는 경우의 광경로도이다.

쉬트 빔을 발생시키는 광원(25)으로부터 발산된 빛은 지면에 경사지게 설치 된 하프 미러(half mirror)(29)에 의하여 반사되어 빛을 지면과 평행하게 재귀 반사판(31)에 입사되고, 재귀 반사판(31)에서 반사된 빛은 하프 미러(29)를 향하여 재반사되고, 하프 미러(29)에 입사된 빛은 투과되어 결상렌즈(21)를 통과하여 라인 CCD(23)에 결상된다.

또한, 재귀 반사판(31)과 하프 미러(29) 사이에 여러 광로의 빛의 간섭을 줄이기 위하여 슬릿(slit)을 통과하여 빛이 재귀 반사판(31)에 입사되도록 하는 마스크(33)가 설치되고, 마스크(33)의 이면에 투명 피검체(35)가 화살표와 같은 방향으로 이동되면서 스캐닝된다.

또한, 결상렌즈(21)의 좌측 초점에는 나이프 에지(13)가 광축에 설치되어 있어 결상렌즈(21)에 입사되는 광량이 광량의 세기에 대한 기울기를 얻도록 한다. 도 7의 A는 나이프 에지(13)의 이동에 대한 광량 조절을 설명하는 것으로, A에서 횡방향의 실선(a)은 나이프 에지(13)의 상단이 광축에 일치하게 위치할 때를 의미하고, 점선(b)는 피검체(35)에 형성된 볼록 결점(37)에 의하여 광원으로부터의 쉬트 빔의 굴절각의 변화에 의하여 광로가 꺽이게 되어 하향 이동된 상태를 의미한다.

도 7과 같이 정상적인 상태에서 투명 피검체(35)의 영상은 ②와 같은 광경로에 의하여 라인 CCD(23)에 결상되지만 투명 피검체(35)에 볼록 결점(37)이 형성되어 있는 경우 굴절광(③)이 발생되게 되고, 굴절광(③)은 나이프 에지(13)에 의하여 라인 CCD(23)에 도달되는 것이 차단되게 되고, 굴절 부위에 대한 영상은 어둡게 된다.

이때, 재귀 반사판(31)은 광원으로부터 입사된 빛을 광원쪽으로 다시 반사시키게 됨으로써 투명 피검체(35)에 진동이나 굴곡이 진 경우에도 정확한 영상을 얻을 수 있도록 한다. 도 7의 B는 라인 CCD(23)에 스캐닝된 영상이고, C는 B의 종단면 광량의 세기를 나타낸 그래프이다. 도 7의 B의 영상에서 알 수 있듯이 결점의 윤곽만이 아니라 전체적인 결점의 형상을 얻을 수 있으며, 광량 그래프C에 나타난 바와 같이 밝은 부분과 어두운 부분 사이가 연속 곡선으로 이루어져 광량세기의 그라디언트를 얻을 수 있으며, 이러한 그라디언트를 구할 수 있는 영상은 도 8과 같이 결점 영상을 3차원화 할 수 있기 때문에 결점 영상의 모습을 구체적으로 확인할 수 있다.

그러나, 도 9에 도시된 바와 같이 나이프 에지를 사용하지 않는 경우의 결점의 영상은 윤관만이 나타나게 되고, 광량 그래프에서와 같이 밝기가 급격히 변화되기 때문에 그라디언트와 3차원 영상을 얻을 수 없다.

도 10은 본 발명에서 재귀반사판의 역할을 설명하는 광경로도이다.

도 10에서 (a)는 광원으로부터 나온 빛이 일반 반사판에 부딪힐 때의 광경로를 도시한 것으로, 반사판으로부터 반사된 빛은 다양한 방향으로 반사되기 때문에 극히 일부의 빛 만이 광원 방향으로 반사되는 것을 나타내고, 도 10에서 (b)는 광원으로부터 나온 빛이 연직 방향으로 설치된 재귀 반사판에 반사되는 광경로를 도시한 것으로, 광원으로부터 나온 빛은 모두 광원을 향하여 반사되고 있다. 또한, 도 10에서 (c)는 연직면에 대해서 경사지게(tilted) 설치된 재귀 반사판에 반사될 때 광경로를 도시한 것으로, 이 경우에도 재귀 반사판으로부터 반사된 빛은 모두 광원으로 복귀되는 모습을 나타내고 있다. 또한, 이러한 현상은 광원으로부터 나온 빛은 재귀 반사판에서 반사될 때 재귀 반사판의 경사각에 관계없이 모두 광원에 복귀됨을 의미한다.

또한, 광원과 연직으로 설치된 재귀 반사판 사이에 투명 피검체가 통과할 때 투명 피검체에 경사진 부분이 스캐닝 되는 경우에도 경사진 부분을 투과하여 재귀 반사판에서 반사될 때 재귀 반사판에 입사된 빛은 모두 광원 방향을 향하기 때문에 투명 피검체가 경사진 경우에도 선명한 영상을 얻을 수 있도록 한다.

또한, 본 발명에서 반사체로 재귀 반사판을 사용하는 경우에는 피검체에 진동이 발생하는 경우에도 피검체에 대한 정확한 영상을 얻을 수 있도록 한다.

도 11은 본 발명에서 재귀 반사판이 오목거울 역할을 해서 빛이 한곳에 모이는 것을 설명하는 광경로이다.

도 11의 (a)는 광원(25)으로부터 발산된 빛이 하프 미러(29)에서 반사되어 재귀 반사판(31)에서 재반사되어 하프 미러(29)를 통과하여 초점에 모여지는 것을 도시하고 있다. 이에 대하여 도 11의 (b)는 (a)보다 광원(25)이 재귀 반사판(31)으로부터 멀어진 것을 도시하고 있으나, (a)와 마찬 가지로 재귀 반사판(31)에서 반사된 빛은 광원(25)이 초점거리에 위치하는 것처럼 반사된다. 도 11의 (c)는 (b)보다 광원(25)을 더욱 멀리 한 것으로 점광원이 초점 거리에 위치한 것과 같이 반사광들의 광경로를 형성한다.

이와 같이 재귀 반사판(31)에서 반사되는 빛은 광원(25)을 초점으로 하는 빛과 같은 광경로를 형성하고, 광원(25)과 재귀 반사판(31)의 이격거리가 가변되는 경우에도 광원(25)을 초점으로 하는 광경로를 형성한다. 따라서 광원(25)과 재귀 반사판(31) 사이에 피검체(35)가 통과되고, 통과되는 피검체(35)와 재귀 반사판(31) 사이 또는 피검체(35)와 광원(25) 사이의 거리가 진동에 의하여 가변되는 경우에도 항상 재귀 반사판(31)에서 반사된 빛은 광원(25)을 초점으로 하는 광경로를 형성하기 때문에 피검체(35)에 진동이 발생하는 경우에도 피검체(35)의 정확한 영상을 얻을 수 있다.

도 12는 본 발명의 일실시예에서 반사 피검체에 대한 광경로를 도시한 구성도이다.

반사 피검체(41)의 상면에는 슬릿을 갖는 마스크(33)가 설치되고, 광원(25)에서 발산된 빛은 하프 미러(29)에서 반사되어 반사 피검체(41)에서 일정한 경사각으로 입사되고, 반사 피검체(41)에서 반사된 빛은 재귀 반사판(31)에 입사되고 반사되어 다시 반사 피검체(41)에서 반사된 후 하프 미러(29)를 통과하여 결상렌즈(21)를 통과한 후 라인 CCD(23)에서 결상되며, 재귀반사판에서 재반사된 빛이 한곳에 모이는 곳에 나이프 에지(31)가 설치된다.

반사 피검체(41)의 상면에 볼록 결점(39)이 있는 경우에 광원으로부터 발산된 광 경로는 선a와 같이 도시되며, 반사 피검체(41)에 대한 결상을 위한 광경로는 선b와 같이 도시되며, 볼록 결점(39)에 의하여 굴절되는 광경로는 선c와 같이 도시되며 선c는 나이프 에지(31)에 의하여 라인 CCD(23)에 도달되지 않기 때문에 선c가 도달되어야 할 부분은 어두운 영상이 구현되나 도 3에서 설명된 바와 같이 어두운 부분과 밝은 부분에 대한 밝기의 그라이디어트를 형성하기 때문에 볼록 결점에 대 한 명확한 영상을 얻을 수 있다.

도 12의 B는 라인 CCD에서 얻어진 영상을 나타내며, 도 12의 C는 B의 영상의 밝기의 세기에 대한 그래프를 도시한 것으로, 도 7의 B, C와 같이 나이프 에지의 설치효과에 따라서 선명한 영상을 얻을 수 있다.

도 13은 본 발명의 반사 피검체에서 나이프 에지 설치효과를 설명하는 구성도, 영상 및 밝기의 세기를 도시한 것이다.

도 13은 도 12의 반사 피검체(41)의 볼록 결점(39)이 마스크(33)의 슬릿을 통과할 때 광경로를 도시한 것이다. 슬릿 하부를 통과하는 반사 피검체(41)를 슬릿 상부에서 바라 본 다고 할 때 재귀 반사판(31)에서 반사되는 빛의 광경로는 (가), (나), (다), (라), (마)와 같은 순으로 표현된다. (가)의 상태는 재귀 반사판(31)에서 반사된 빛은 결점이 없는 부분에서 반사되어 B의 CCD 영상에서 평균 밝기를 나타내고 있으며, 밝기의 그래프 C와 같이 중간 밝기의 세기 값을 갖는다.

또한, (나)의 상태는 재귀반사판(31)으로부터 입사된 빛이 볼록결점(39)의 앞부분에서 굴절되어 나이프 에지(13)에 의하여 차단되는 상태를 나타내며 이때는 영상 B에서 가장 어두운 부분의 영상이 촬상되게 되고, 그래프 C에서 가장 낮은 세기를 갖게 된다.

또한, (다)의 상태는 재귀반사판(31)으로부터 입사된 빛이 볼록결점(39)의 정상 부분의 평면에서 반사되기 때문에 나이프 에지(13)에 차단되지 않은 상태로 마치 볼록결점(39)이 존재하지 않은 상태와 마찬가지로 영상B에 중간 밝기를 나타내며 그래프 C에서 세기의 중간값을 갖는다.

또한, (라)의 상태는 재귀반사판(31)으로부터 입사된 빛이 볼록결점(39)의 뒷 부분에서 반사되어 다른 광선과 중복되어 광의 보강이 일어나는 상태를 나타내는 것으로, 영상 B에서 밝은 부분을 촬상하게 되고, 이때 그래프 C의 밝기의 세기의 값도 최상으로 형성된다.

또한, (마)의 상태는 마스크의 슬릿을 볼록결점(39)이 통과한 상태로 처음(가)의 상태와 마찬가지의 영상과 그래프를 갖게 된다.

이와 같이 재귀 반사판에서 반사된 빛이 볼록 결점(39)에 의하여 불규칙하게 반사될 때 정상부위에서 반사되는 반사광과 볼록결점(39)에 의하여 불규칙하게 반사되는 반사광은 보강과 상쇄가 일어나게 되는 데 상쇄되는 광을 나이프 에지에 의하여 차단하므로 보강만 일어나게 된다. 따라서 보강되는 점과 상쇄되는 점의 밝기의 차를 약하게 만들어 볼록결점(39)에 대한 영상의 민감도를 높이고, 광량의 세기에 대한 그라디언트를 얻을 수 있도록 하여 영상에 대한 3차원 정보를 얻을 수 있도록 한다.

또한, 본 발명의 일실시예에서 나이프 에지를 사용하여 영상의 민감도를 증가시켰다. 또한, 영상의 민감도는 나이프 에지를 광학계의 광축에 접근시킴으로써 더욱 증가하게 된다. 또한, 피검체의 결점에서 굴절각 또는 반사각이 같은 경우 광원이 큰 경우에 비하여 광원이 작은 경우에 광량변화가 커지기 때문에 민감도가 증가되게 된다. 또한, 피검체의 전면에 설치되는 마스크의 슬릿 폭을 줄이면 빛 상호간에 간섭이 줄일 수 있어 더욱 민감한 영상을 얻을 수 있다.

도 1은 일반적인 반사 광학계에서 상방 또는 하방으로 휜 반사판에 쉬트 빔이 입사될 때 반사판에 입사되는 쉬트 빔에 대한 영상을 나타낸 것이다.

도 2는 종래에 광원으로부터 피검체에 광을 조사할 때 결점에 의한 굴절 현상을 설명하는 광학계이다.

도 3은 본 발명의 일실시예의 나이프 에지의 원리를 설명하는 광학 구성도이다.

도 4는 본 발명에서 피검체의 내부를 투과하는 광의 경로를 설명하는 광학 구성도이다.

도 5는 본 발명에서 피검체의 표면에서 반사되는 광의 경로를 설명하는 광학 구성도이다.

도 6은 본 발명의 일실시예를 투명샘플 검사하기 위한 구성도이다.

도 7은 도 6의 광 경로를 설명하는 광경로도이다.

도 8은 본 발명에서 촬영된 결점의 영상을 3차원화한 그래프이다.

도 9는 도 7과 대비하기 위하여 나이프 에지를 사용하지 않는 경우의 광경로도이다.

도 10은 본 발명에서 재귀반사판이 진동에 둔감하다는 것을 설명하는 광경로도이다.

도 11은 본 발명에서 재귀 반사판이 오목거울 역할을 해서 보낸빛이 초점에 다시 모이는 것을 설명하는 광경로도이다.

도 12는 본 발명의 일실시예에서 반사 피검체에 대한 광경로를 도시한 구성도이다.

도 13은 본 발명의 반사 피검체에서 나이프 에지 설치효과를 설명하는 구성도, 영상 및 밝기의 세기를 도시한 것이다.

Claims (6)

1. 입사되는 빛을 반사시키는 반사 피검체에 빛을 조사하는 광원;

   상기 반사 피검체에서 반사되어 입사되는 빛을 상기 반사 피검체에 재귀 반사시키는 재귀 반사판;

   상기 재귀 반사판으로부터 재귀 반사된 재귀 반사광이 상기 반사 피검체에 입사되어 반사되는 반사광을 결상시키는 결상렌즈;

   상기 결상렌즈를 통하여 입사되는 빛을 촬상하는 촬상수단;

   상기 결상렌즈와 상기 반사 피검체 사이에 설치되며, 상기 결상렌즈의 광축에 수직으로 설치되는 판 형상으로 이루어지는 나이프 에지를 포함하는 것을 특징으로 하는 결점 검사를 위한 검사장치.
2. 청구항 제1항에 있어서, 상기 반사 피검체와 상기 광원 사이에는 슬릿이 형성된 마스크가 설치되고, 상기 반사 피검체는 이동되어 상기 촬상 소자에 촬상되는 영상은 라인 스캐닝되는 것을 특징으로 하는 결점 검사를 위한 검사장치.
3. 청구항 제1항 또는 제2항에 있어서, 광원 영상의 크기, 마스크의 슬릿 폭을 적게하거나, 나이프 에지를 광축에 접근시키는 방법 중의 하나 또는 두 개 이상을 선택하도록 함으로써 상기 영상의 민감도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 결점 검사를 위한 검사장치.
4. 청구항 2에서, 상기 광원으로부터 출발한 빛은 상기 반사 피검체에 경사지게 입사되고, 상기 반사 피검체에서 반사된 빛은 상기 재귀 반사판에 입사되어 재귀 반사되고, 상기 재귀 반사판에서 재귀 반사된 빛은 상기 반사 피검체의 결점에서 반사되고, 상기 결점에서 반사된 빛이 보강과 상쇄를 발생시키때 상기 나이프 에지는 상쇄를 발생시키는 광이 상기 결상렌즈에 입사되는 것을 차단시키는 것을 특징으로 하는 결점 검사를 위한 검사장치.
5. 일정 속도로 이동되며 입사되는 빛을 투과시키는 투과 피검체에 빛을 조사시키는 광원;

   상기 투과 피검체에서 투과되어 입사된 빛을 입사방향과 동일하게 재귀 반사시켜 상기 투과 피검체에 조사하는 재귀 반사판;

   상기 광원과 상기 투과 피검체 사이에 설치되며, 슬릿이 형성된 마스크;

   입사된 빛에 의하여 상을 형성하는 촬상수단;

   상기 재귀 반사판에서 재귀 반사되어 상기 투과 피검체를 투과한 빛을 집속시켜 상기 촬상수단에 결상하는 결상렌즈;

   상기 결상렌즈와 상기 반사 피검체 사이에 설치되며, 상기 결상렌즈의 광축에 수직으로 설치되는 판 형상으로 이루어지는 나이프 에지를 포함하는 것을 특징으로 하는 결점 검사를 위한 검사장치.
6. 청구항 제5항에 있어서, 광원 영상의 크기를 작게하거나 마스크의 슬릿 폭을 적게하거나, 나이프 에지를 광축에 접근시키는 방법 중의 하나 또는 두 개 이상을 선택하도록 함으로써 상기 영상의 민감도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 결점 검사를 위한 검사장치.

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