KR20120014765A - 결함 검사장치 및 이를 이용한 결함 검사방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 결함 검사장치에 관한 것으로서, 한 쌍의 광을 각각 콜리메이팅하여 검사대상물의 검사위치로 조사하고, 상기 한 쌍의 광의 가장자리부가 서로 겹쳐져 형성된 중첩영역이 상기 검사위치에 조사되도록 하는 제1광유닛; 한 쌍의 광을 각각 콜리메이팅하여 상기 검사위치로 조사하고, 상기 한 쌍의 광의 가장자리부가 서로 겹쳐져 형성된 중첩영역이 상기 검사위치에 조사되도록 하는 제2광유닛; 상기 제1광유닛과 상기 제2광유닛이 교대로 점등되도록 제어하는 제어부; 및 상기 제1광유닛 또는 상기 제2광유닛으로부터 조사되어 상기 검사위치에서 반사되어 입사되는 광을 이용하여 상기 검사위치의 영상을 촬상하는 카메라;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

결함 검사장치 및 이를 이용한 결함 검사방법 {APPARATUS FOR INSPECTING DEFECTS AND METHOD FOR INSPECTING DEFECTS USING THE SAME}
본 발명은 결함 검사장치 및 이를 이용한 결함 검사방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 검사대상물에 한 쌍의 광의 가장자리부가 중첩되게 조사하여 결함을 검사하는 결함 검사장치 및 이를 이용한 결함 검사방법에 관한 것이다.
구리 클래드 적층판(Copper Clad Laminate), 평판 디스플레이의 기판, 산업용 재료로 쓰이는 필름, 선재/철판 등에서의 결함은 완제품의 불량을 초래하기 때문에 이들에 대한 검사를 철저히 하여 왔다. 이들의 결함을 검사하기 위한 방법으로 검사대상물에 광을 조사하고 검사대상물로부터 반사 또는 투과되는 빛을 촬상하고, 촬상되는 영상의 밝기가 기준값을 초과하거나 미달하는 경우에 결함으로 판정하였다.
그러나, 검사대상물이 판재(板材), 선재(線材)와 같은 철강제품인 경우, 표면에서의 반사율이 높아 미세한 조명 조건의 차이에도 민감하게 반응하여 정확한 결함 검사가 어려운 문제점이 있었다.
특히 검사대상물이 선재인 경우, 선재의 표면은 곡면이어서 일부 표면에서는 밝고, 또 다른 일부 표면에서는 어두워 촬영화상에서 표면 결함 판정이 어려웠으며, 특히 다양한 크기를 갖는 다수개의 선재에 대하여 조명 조건, 카메라의 시야 및 초점을 설정하는데 어려움이 있어 선명한 화상을 획득하는데 한계가 있었으며, 이로써 정확한 표면 결함 검사가 어려운 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 검사대상물에 한 쌍의 광의 가장자리부가 중첩되게 조사하며 이러한 중첩된 광을 검사대상물의 양 방향에서 교대로 조사하여 검사대상물 상의 결함에 대한 선명한 영상을 획득함으로써, 검사대상물 상의 결함을 용이하게 감지할 수 있는 결함 검사장치 및 이를 이용한 결함 검사방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 결함 검사장치는, 한 쌍의 광을 각각 콜리메이팅하여 검사대상물의 검사위치로 조사하고, 상기 한 쌍의 광의 가장자리부가 서로 겹쳐져 형성된 중첩영역이 상기 검사위치에 조사되도록 하는 제1광유닛; 한 쌍의 광을 각각 콜리메이팅하여 상기 검사위치로 조사하고, 상기 한 쌍의 광의 가장자리부가 서로 겹쳐져 형성된 중첩영역이 상기 검사위치에 조사되도록 하는 제2광유닛; 상기 제1광유닛과 상기 제2광유닛이 교대로 점등되도록 제어하는 제어부; 및 상기 제1광유닛 또는 상기 제2광유닛으로부터 조사되어 상기 검사위치에서 반사되어 입사되는 광을 이용하여 상기 검사위치의 영상을 촬상하는 카메라;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 결함 검사장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 검사위치에 광을 조사하는 제3광유닛; 상기 제3광유닛으로부터 조사된 광이 상기 검사위치에서 반사되어 입사되며, 입사된 광을 입사 방향과 동일하게 상기 검사위치로 재귀 반사시키는 재귀 반사판;을 더 포함하며, 상기 카메라는 상기 재귀 반사판에서 재귀 반사되고 상기 검사위치에서 반사되어 입사되는 광을 더 이용하여 상기 검사위치의 영상을 촬상한다.
본 발명에 따른 결함 검사장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 제1광유닛 및 상기 제2광유닛 각각은, 한 쌍의 광원과, 상기 광원으로부터 조사된 광을 집광하는 집광렌즈와, 광축이 상기 광원 및 상기 집광렌즈의 광축으로부터 이격되어 평행하게 배치되며 상기 집광렌즈로부터 입사된 광을 콜리메이팅하여 상기 검사위치를 향해 상기 광축에 대하여 경사지게 광을 진행시키는 콜리메이팅 렌즈를 더 포함한다.
본 발명에 따른 결함 검사장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 제1광유닛 및 상기 제2광유닛 각각은, 상기 집광렌즈와 상기 콜리메이팅 렌즈 사이의 광경로에 배치되며, 광이 통과하는 관통홀은 중앙부에서 좌우방향으로 갈수록 개구된 면적이 좁아지게 형성된 조리개;를 더 포함한다.
본 발명에 따른 결함 검사장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 제1광유닛과 상기 제2광유닛을 가상적으로 연결하는 가상선과 상기 검사대상물의 이동방향이 직교하지 않는 경우, 상기 조리개를 통과하는 광의 방향을 변경하기 위하여, 상기 조리개는 상기 집광렌즈의 광축을 중심으로 회전 가능하다.
본 발명에 따른 결함 검사장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 제1,2광유닛 및 상기 검사대상물 사이에 배치되며, 상기 제1광유닛 또는 상기 제2광유닛으로부터 조사되는 광의 단면 중 상기 중첩영역을 형성하는 부분은 통과시키고 상기 중첩영역을 형성하지 않는 부분은 차단하는 한 쌍의 슬릿을 구비하는 슬릿부재;를 더 포함한다.
한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 결함 검사방법은, 청구항 제1항에 기재된 결함 검사장치를 이용하며, 상기 제1광유닛의 점등상태를 유지하며, 상기 제1광유닛으로부터 조사되고 상기 검사위치에서 반사되어 입사되는 광을 이용하여 상기 검사위치의 영상을 촬상하는 제1촬상단계; 상기 카메라의 스캔라인의 높이만큼 상기 검사대상물을 이동시키는 이동단계; 상기 제어부를 통해 상기 제1광유닛을 소등하고, 상기 제2광유닛을 점등하는 제1제어단계; 상기 제2광유닛의 점등상태를 유지하며, 상기 제2광유닛으로부터 조사되고 상기 검사위치에서 반사되어 입사되는 광을 이용하여 상기 검사위치의 영상을 촬상하는 제2촬상단계; 상기 카메라의 스캔라인의 높이만큼 상기 검사대상물을 이동시키는 이동단계; 상기 제어부를 통해 상기 제2광유닛을 소등하고, 상기 제1광유닛을 점등하는 제2제어단계;를 포함하고, 상기 제1촬상단계부터 상기 제2제어단계까지 반복적으로 수행한 후, 상기 카메라의 스캔라인을 따라 상기 제1촬상단계를 통해 획득된 영상 또는 상기 제2촬상단계를 통해 획득된 영상을 순차적으로 병합하여 상기 검사대상물 상의 결함을 검출하는 검출단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 결함 검사방법은, 청구항 제1항에 기재된 결함 검사장치를 이용하며, 상기 제1광유닛의 점등상태를 유지하며, 상기 제1광유닛으로부터 조사되고 상기 검사위치에서 반사되어 입사되는 광을 이용하여 상기 검사위치의 영상을 촬상하는 제1촬상단계; 상기 제어부를 통해 상기 제1광유닛을 소등하고, 상기 제2광유닛을 점등하는 제1제어단계; 상기 제2광유닛의 점등상태를 유지하며, 상기 제2광유닛으로부터 조사되고 상기 검사위치에서 반사되어 입사되는 광을 이용하여 상기 검사위치의 영상을 촬상하는 제2촬상단계; 상기 카메라의 스캔라인의 높이만큼 상기 검사대상물을 이동시키는 이동단계; 상기 제어부를 통해 상기 제2광유닛을 소등하고, 상기 제1광유닛을 점등하는 제2제어단계;를 포함하고, 상기 제1촬상단계부터 상기 제2제어단계까지 반복적으로 수행한 후, 상기 카메라의 스캔라인마다 상기 제1촬상단계 및 상기 제2촬상단계를 통해 획득된 영상을 병합하여 상기 검사대상물 상의 결함을 검출하는 검출단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 결함 검사장치 및 결함 검사방법에 따르면, 광의 가장자리부를 검사 조명으로 이용함으로써, 그림자 효과를 극대화할 수 있다.
또한, 본 발명의 결함 검사장치 및 결함 검사방법에 따르면, 광을 검사대상물의 양 방향에서 교대로 조사하면서 재귀 반사판을 이용한 광 역시 활용 가능함으로써, 다양한 검사 조건에 대응할 수 있는 호환성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 결함 검사장치 및 결함 검사방법에 따르면, 조리개가 회전 가능하게 설치됨으로써, 검사대상물의 진행방향에 대하여 조명의 배치 위치가 변경되어도 결함의 영상을 선명하게 획득할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 검사장치를 나타내는 도면.
도 2는 도 1의 결함 검사장치의 제1광유닛 또는 제2광유닛에서의 광경로를 도시한 도면.
도 3은 조리개 관통홀의 다양한 형상을 도시한 도면.
도 4는 조리개를 통과한 광이 중첩되는 경우 광량 분포를 도시한 도면.
도 5는 조리개를 회전시킨 모습을 도시한 도면.
이하, 본 발명에 따른 결함 검사장치의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 검사장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 결함 검사장치의 제1광유닛 또는 제2광유닛에서의 광경로를 도시한 도면이고, 도 3은 조리개 관통홀의 다양한 형상을 도시한 도면이고, 도 4는 조리개를 통과한 광이 중첩되는 경우 광량 분포를 도시한 도면이고, 도 5는 조리개를 회전시킨 모습을 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예의 결함 검사장치(100)는, 한 쌍의 광의 가장자리부가 중첩되도록 검사대상물에 조사하여 결함에 대한 선명한 영상을 획득할 수 있는 것으로서, 제1광유닛(110)과, 제2광유닛(120)과, 제어부(130)와, 제3광유닛(140)과, 재귀 반사판(150)과, 카메라(160)와, 슬릿부재(170)를 포함한다.
상기 제1광유닛(110)은, 한 쌍의 광을 각각 콜리메이팅하고 가장자리부가 서로 중첩되게 하여 검사대상물의 검사위치로 조사하며, 한 쌍의 광원(111)과, 한 쌍의 집광렌즈(112)와, 한 쌍의 콜리메이팅 렌즈(113)와, 한 쌍의 조리개(114)를 구비한다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에서 광원(111)으로는 고출력의 LED 조명을 이용하며, 광원(111)은 집광렌즈(112)의 광축(LA1)에 동축적으로 배치되고 광원(111)으로부터 조사된 광은 집광렌즈(112)에 의해 집광된다. 집광렌즈(112)의 하류 측에는 집광렌즈(112)를 통과한 광을 콜리메이팅하는 콜리메이팅 렌즈(113)가 배치된다. 이때, 콜리메이팅 렌즈(113)의 광축(LA2)은 광원(111) 및 집광렌즈(112)의 광축(LA1)으로부터 이격되어 평행하게 배치됨으로써, 집광렌즈(112)를 통과한 광은 콜리메이팅 렌즈(113)의 광축(LA2)을 중심으로 대칭으로 입사되지 않고, 콜리메이팅 렌즈(113)의 일측으로 입사된다. 이와 같이 입사된 광은 콜리메이팅 렌즈(113)의 광축(LA2)에 대하여 경사지게 진행하여, 최종적으로 검사대상물(1)의 검사위치(IP)에 조사된다.
도 2에 도시된 중심축(CL)을 기준으로 한 쌍의 광원(111), 한 쌍의 집광렌즈(112), 한 쌍의 콜리메이팅 렌즈(113)가 대칭으로 배치됨으로써, 콜리메이팅 렌즈(113)로부터 출사되어 검사위치(IP)로 향하는 각각의 광은 콜리메이팅 렌즈(113)의 광축(LA2)에 대하여 서로 반대 방향으로 경사지게 진행하고, 검사위치(IP)상에서 한 쌍의 광(10)은 가장자리부가 서로 겹쳐진 중첩영역(OR)을 형성하게 된다. 즉, 중첩영역(OR)이 검사위치(IP)에 조사된다.
본 실시예에서는 그림자 효과를 극대화하기 위하여 광의 가장자리부를 검사 조명으로 이용한다. 한편, 상술한 광의 가장자리부를 이용하는 장점에도 불구하고, 광의 가장자리부는 중심부보다 광강도가 낮다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 광(10)의 가장자리부를 서로 겹치게 하고 중첩영역(OR)이 검사위치(IP)에 조사되도록 함으로써, 광의 가장자리부를 이용함으로 인해 발생하는 광강도의 저하를 보충할 수 있다.
상기 조리개(114)는 집광렌즈(112)와 콜리메이팅 렌즈(113) 사이의 광경로에 배치되며, 광이 통과하는 관통홀은 중앙부에서 좌우방향으로 갈수록 개구된 면적이 좁아지게 형성된다. 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 관통홀(114a)이 사다리꼴 형상으로 형성될 수도 있고, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 관통홀(114b)이 타원 형상으로 형성될 수도 있다.
이와 같이 중앙부에서 좌우방향으로 갈수록 개구된 면적이 좁아지게 관통홀(114a,114b)을 형성하는 것은, 광이 겹치지 않는 영역의 광량과 한 쌍의 광(10)이 겹치는 중첩영역(OR)의 광량을 어느 정도 균일하게 유지하기 위함이다.
만약, 관통홀이 좌우방향으로 일정한 개구 면적을 가진다면, 한 쌍의 광(10)이 겹치는 중첩영역(OR)의 광량은 광이 겹치지 않는 영역의 광량보다 상당히 높게 된다. 그러나, 도 4에 도시된 바와 같이, 관통홀(114a)이 중앙부에서 좌우방향으로 갈수록 개구 면적이 좁아지게 형성되면, 한 쌍의 광(10)이 겹치게 되는 중첩영역(OR)의 면적이 작아지게 되고, 중첩영역(OR)의 광량은 광이 겹치지 않는 영역의 광량과 어느 정도 균일한 크기를 유지할 수 있다.
상기 제2광유닛(120)은, 한 쌍의 광(10)을 각각 콜리메이팅하고 가장자리부가 서로 중첩되게 하여 검사대상물(1)의 검사위치(IP)로 조사하며, 제1광유닛(110)과 마찬가지로 한 쌍의 광원(121)과, 한 쌍의 집광렌즈(미도시)와, 한 쌍의 콜리메이팅 렌즈(미도시)와, 한 쌍의 조리개(미도시)를 구비한다.
제2광유닛(120)의 광원(121), 집광렌즈, 콜리메이팅 렌즈, 조리개는, 제1광유닛(110)의 광원(111), 집광렌즈(112), 콜리메이팅 렌즈(113), 조리개(114)와 동일하게 구성되고, 동일한 기능을 수행하므로, 더이상의 상세한 설명은 생략한다.
한편, 조리개(114)는 집광렌즈(113)의 광축(LA1)을 중심으로 회전 가능하게 설치된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1광유닛(110)과 제2광유닛(120)을 가상적으로 연결하는 가상선(VL)과 검사대상물(1)의 이동방향이 직교하지 않게, 제1광유닛(110)과 제2광유닛(120)이 배치될 수 있다. 이러한 경우, 집광렌즈(112)의 광축(LA1)을 중심으로 조리개(114)를 회전시켜 조리개(114)를 통과하는 광의 방향을 변경함으로써, 한 쌍의 광(10)의 중첩영역(OR)이 가상선(VL)상에 위치하도록 조정할 수 있다. 조리개(114)가 회전하지 않으면, 중앙부에서 좌우방향으로 갈수록 개구된 면적이 좁아지게 형성된 관통홀(114a)을 가지는 조리개(114)를 통과한 한 쌍의 광(10)은 가장자리부가 서로 겹치지 않아 중첩영역(OR)이 생기지 않게 되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 제어부(130)는, 제1광유닛(110)과 제2광유닛(120)이 교대로 점등되도록 제어한다. 제어부(130)에 의해 제1광유닛(110)이 점등되고 제2광유닛(120)이 소등되면, 제1광유닛(110)으로부터 조사되는 한 쌍의 광(10)은 가장자리부가 서로 중첩되어 검사위치(IP)에 조사되고, 제어부(130)에 의해 제1광유닛(110)이 소등되고 제2광유닛(120)이 점등되면, 제2광유닛(120)으로부터 조사되는 한 쌍의 광(10)은 가장자리부가 서로 중첩되어 검사위치(IP)에 조사된다.
상기 제3광유닛(140)은, 검사위치(IP)에 광을 조사한다. 도 1을 참조하면, 제3광유닛(130)의 광원(141)으로는 고출력의 LED 조명을 이용하며, 광은 반사미러(142)에 의해 반사되어 검사위치(IP)로 조사된다. 제3광유닛(140)의 광의 입사각은 제1광유닛(110) 또는 제2광유닛(120)의 광의 입사각보다 작게 형성된다.
상기 재귀 반사판(150)은, 입사되는 광을 입사 방향과 동일한 방향으로 재귀 반사시키는 부재이다. 제3광유닛(140)으로부터 조사된 광은 검사대상물(1)의 검사위치(IP)에서 반사되어 재귀 반사판(150)으로 입사되며, 재귀 반사판(150)에 입사된 광은 입사 방향과 동일한 방향으로 검사위치(IP)로 재귀 반사된다.
검사대상물(1)의 종류 또는 검사 조건 등에 따라, 제어부(130)에 의해 제1광유닛(110)과 제2광유닛(120)이 교대로 점등되는 동안 제3광유닛(140)은 항상 점등된 상태를 유지할 수도 있고, 항상 소등된 상태를 유지할 수도 있다.
상기 카메라(160)는, 검사위치(IP)의 영상을 촬상하여 검사대상물(1) 상의 결함 이미지를 획득하며, 제3광유닛(140)의 광경로 상에 배치된다. 재귀 반사판(150)에서 재귀 반사된 광은 검사대상물(1) 측으로 입사되고 그 광은 다시 검사대상물(1)에 의해 반사되어 카메라(160)에 입사된다. 또한 제1광유닛(110) 또는 제2광유닛(120)으로부터 조사된 광 역시 검사대상물(1) 측으로 입사되고 그 광은 검사대상물(1)에 의해 반사되어 카메라(160)에 입사된다. 재귀 반사판(150)에서 재귀 반사된 광, 제1광유닛(110)의 광 또는 제2광유닛(120)의 광을 이용하여 검사대상물(1)의 검사위치(IP)에서의 영상을 획득할 수 있다.
카메라(160)로는 라인스캔 카메라(line camera) 등이 이용되는 것이 일반적이고, 이외 결함 검사장치에 사용되는 다양한 이미지 캡쳐수단이 이용될 수 있다.
상기 슬릿부재(170)는, 광의 간섭을 줄이기 위한 것으로서, 제1,2광유닛(110,120) 및 검사대상물(1) 사이에 배치된다. 도 2를 참조하면, 슬릿부재(170)에는 한 쌍의 슬릿(171)이 마련된다. 제1광유닛(110)의 광의 단면 중 중첩영역(OR)을 형성하는 부분(11)은 슬릿(171)을 통과하고, 제1광유닛(110)의 광의 단면 중 중첩영역(OR)을 형성하지 않는 부분(12)은 슬릿(171)에 의해 차단되도록 슬릿부재(170)가 배치된다.
제2광유닛(120)과 검사대상물(1) 사이에 배치되는 슬릿부재 역시 동일하게 구성되고, 동일한 기능을 수행하므로, 더이상의 상세한 설명은 생략한다.
이하, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 결함 검사장치(100)를 이용한 결함 검사방법의 일 실시예에 대하여, 도 1 내지 도 5를 참조하면서 개략적으로 설명하기로 한다.
본 실시예의 결함 검사방법은, 제1촬상단계와, 이동단계와, 제1제어단계와, 제2촬상단계와, 이동단계와, 제2제어단계와, 검출단계로 구성된다.
상기 제1촬상단계에서는, 제1광유닛(110)의 점등상태를 유지하며, 제1광유닛(110)으로부터 조사되고 검사위치(IP)에서 반사되어 카메라(160)에 입사되는 광을 이용하여 검사위치(IP)에서의 결함의 영상을 촬상한다. 이때, 제1광유닛(110)으로부터 조사되는 광은 가장자리부가 서로 중첩되는 한 쌍의 광(10) 형태이며, 중첩영역(OR)은 검사대상물(1)의 검사위치(IP)로 조사된다.
상기 이동단계에서는, 카메라(160)의 스캔라인의 높이만큼 검사대상물(1)을 이동시킨다. 본 실시예의 카메라(160)로는 라인스캔 카메라(line camera)가 이용되는데, 라인스캔 카메라의 스캔라인의 높이만큼 검사대상물(1)을 이동시키고, 다음 스캔라인에서 카메라(160)로 이미지를 촬상할 준비를 한다.
상기 제1제어단계에서는, 제어부(130)를 통해 제1광유닛(110)을 소등하고, 제2광유닛(120)을 점등한다.
상기 제2촬상단계에서는, 제2광유닛(120)의 점등상태를 유지하며, 제2광유닛(120)으로부터 조사되고 검사위치(IP)에서 반사되어 카메라(160)에 입사되는 광을 이용하여 검사위치(IP)에서의 결함의 영상을 촬상한다. 이때, 제2광유닛(120)으로부터 조사되는 광은 가장자리부가 서로 중첩되는 한 쌍의 광(10) 형태이며, 중첩영역(OR)은 검사대상물(1)의 검사위치(IP)로 조사된다.
상기 이동단계에서는, 카메라(160)의 스캔라인의 높이만큼 검사대상물(1)을 이동시키고, 다음 스캔라인에서 카메라(160)로 이미지를 촬상할 준비를 한다.
상기 제2제어단계는, 제어부(130)를 통해 제2광유닛(120)을 소등하고, 제1광유닛(110)을 점등한다.
이후, 제1촬상단계부터 제2제어단계까지 반복적으로 수행하면서, 제1촬상단계 또는 제2촬상단계를 통해 영상을 획득한다. 예를 들어, 카메라(160)의 어떤 스캔라인에서 제1촬상단계를 통해 영상을 획득하고, 카메라(160)의 스캔라인의 높이만큼 검사대상물(1)을 이동시키고, 카메라(160)의 다음 스캔라인에서 제2촬상단계를 통해 영상을 획득하고, 카메라(160)의 스캔라인의 높이만큼 검사대상물(1)을 이동시키고, 카메라(160)의 그 다음 스캔라인에서 제1촬상단계를 통해 영상을 획득한다. 이와 같이, 각각의 스캔라인을 진행시키면서 제1촬상단계와 제2촬상단계를 교대로 이용하여 영상을 획득한다.
상기 검출단계에서는, 카메라(160)의 스캔라인을 따라 제1촬상단계를 통해 획득된 영상 또는 제2촬상단계를 통해 획득된 영상을 순차적으로 병합하여 검사대상물(1) 상의 결함을 검출한다. 영상을 병합하는 방법으로는, 제1촬상단계를 통해 획득한 영상들과 제2촬상단계를 통해 획득한 영상들을 별도로 병합할 수도 있고, 제1촬상단계를 통해 획득한 영상들과 제2촬상단계를 통해 획득한 영상들을 교차하면서 한꺼번에 병합할 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 결함 검사장치(100)를 이용한 결함 검사방법의 다른 실시예에 대하여, 도 1 내지 도 5를 참조하면서 개략적으로 설명하기로 한다.
본 실시예의 결함 검사방법은, 제1촬상단계와, 제1제어단계와, 제2촬상단계와, 이동단계와, 제2제어단계와, 검출단계로 구성된다.
상기 제1촬상단계는, 제1광유닛(110)의 점등상태를 유지하며, 제1광유닛(110)으로부터 조사되고 검사위치(IP)에서 반사되어 카메라(160)에 입사되는 광을 이용하여 검사위치(IP)에서의 결함의 영상을 촬상한다. 이때, 제1광유닛(110)으로부터 조사되는 광은 가장자리부가 서로 중첩되는 한 쌍의 광(10) 형태이며, 중첩영역(OR)은 검사대상물(1)의 검사위치(IP)로 조사된다.
상기 제1제어단계에서는, 제어부(130)를 통해 제1광유닛(110)을 소등하고, 제2광유닛(120)을 점등한다.
상기 제2촬상단계에서는, 제2광유닛(120)의 점등상태를 유지하며, 제2광유닛(120)으로부터 조사되고 검사위치(IP)에서 반사되어 카메라(160)에 입사되는 광을 이용하여 검사위치(IP)에서의 결함의 영상을 촬상한다. 이때, 제2광유닛(120)으로부터 조사되는 광은 가장자리부가 서로 중첩되는 한 쌍의 광(10) 형태이며, 중첩영역(OR)은 검사대상물(1)의 검사위치(IP)로 조사된다.
상기 이동단계에서는, 카메라(160)의 스캔라인의 높이만큼 검사대상물(1)을 이동시킨다. 본 실시예의 카메라(160)로는 라인스캔 카메라(line camera)가 이용되는데, 라인스캔 카메라의 스캔라인의 높이만큼 검사대상물(1)을 이동시키고, 다음 스캔라인에서 촬상할 준비를 한다.
상기 제2제어단계에서는 제어부(130)를 통해 제2광유닛(120)을 소등하고, 제1광유닛(110)을 점등한다.
이후, 제1촬상단계부터 제2제어단계까지 반복적으로 수행하면서, 제1촬상단계 또는 제2촬상단계를 통해 영상을 획득한다. 예를 들어, 카메라(160)의 어떤 스캔라인에서 제1촬상단계를 통해 영상을 획득하고 동일한 스캔라인에서 제2촬상단계를 통해 영상을 다시 획득하며, 카메라(160)의 스캔라인의 높이만큼 검사대상물(1)을 이동시키고, 카메라(160)의 다음 스캔라인에서 제1촬상단계를 통해 영상을 획득하고 동일한 스캔라인에서 제2촬상단계를 통해 영상을 다시 획득한다. 이와 같이, 각각의 스캔라인마다 제1촬상단계와 제2촬상단계를 교대로 이용하여 영상을 획득한다.
상기 검출단계에서는, 카메라(160)의 스캔라인마다 제1촬상단계 및 제2촬상단계를 통해 획득된 영상을 병합하여 검사대상물(1) 상의 결함을 검출한다. 영상을 병합하는 방법으로는, 카메라(1)의 스캔라인마다 제1촬상단계를 통해 획득한 영상과 제2촬상단계를 통해 획득한 영상을 병합하고, 전체 스캔라인에 걸쳐 재차 영상을 병합한다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예 및 변형례에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
100 : 결함 검사장치 110 : 제1광유닛
120 : 제2광유닛 130 : 제어부
140 : 제3광유닛 150 : 재귀 반사판
160 : 카메라

Claims (8)

  1. 한 쌍의 광을 각각 콜리메이팅하여 검사대상물의 검사위치로 조사하고, 상기 한 쌍의 광의 가장자리부가 서로 겹쳐져 형성된 중첩영역이 상기 검사위치에 조사되도록 하는 제1광유닛;
    한 쌍의 광을 각각 콜리메이팅하여 상기 검사위치로 조사하고, 상기 한 쌍의 광의 가장자리부가 서로 겹쳐져 형성된 중첩영역이 상기 검사위치에 조사되도록 하는 제2광유닛;
    상기 제1광유닛과 상기 제2광유닛이 교대로 점등되도록 제어하는 제어부; 및
    상기 제1광유닛 또는 상기 제2광유닛으로부터 조사되어 상기 검사위치에서 반사되어 입사되는 광을 이용하여 상기 검사위치의 영상을 촬상하는 카메라;를 포함하는 것을 특징으로 하는 결함 검사장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검사위치에 광을 조사하는 제3광유닛;
    상기 제3광유닛으로부터 조사된 광이 상기 검사위치에서 반사되어 입사되며, 입사된 광을 입사 방향과 동일하게 상기 검사위치로 재귀 반사시키는 재귀 반사판;을 더 포함하며,
    상기 카메라는 상기 재귀 반사판에서 재귀 반사되고 상기 검사위치에서 반사되어 입사되는 광을 더 이용하여 상기 검사위치의 영상을 촬상하는 것을 특징으로 하는 결함 검사장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1광유닛 및 상기 제2광유닛 각각은,
    한 쌍의 광원과, 상기 광원으로부터 조사된 광을 집광하는 집광렌즈와, 광축이 상기 광원 및 상기 집광렌즈의 광축으로부터 이격되어 평행하게 배치되며 상기 집광렌즈로부터 입사된 광을 콜리메이팅하여 상기 검사위치를 향해 상기 광축에 대하여 경사지게 광을 진행시키는 콜리메이팅 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 결함 검사장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1광유닛 및 상기 제2광유닛 각각은,
    상기 집광렌즈와 상기 콜리메이팅 렌즈 사이의 광경로에 배치되며, 광이 통과하는 관통홀은 중앙부에서 좌우방향으로 갈수록 개구된 면적이 좁아지게 형성된 조리개;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 결함 검사장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1광유닛과 상기 제2광유닛을 가상적으로 연결하는 가상선과 상기 검사대상물의 이동방향이 직교하지 않는 경우, 상기 조리개를 통과하는 광의 방향을 변경하기 위하여, 상기 조리개는 상기 집광렌즈의 광축을 중심으로 회전 가능한 것을 특징으로 하는 결함 검사장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1,2광유닛 및 상기 검사대상물 사이에 배치되며, 상기 제1광유닛 또는 상기 제2광유닛로부터 조사되는 광의 단면 중 상기 중첩영역을 형성하는 부분은 통과시키고 상기 중첩영역을 형성하지 않는 부분은 차단하는 한 쌍의 슬릿을 구비하는 슬릿부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 결함 검사장치.
  7. 제1항에 기재된 결함 검사장치를 이용하며,
    상기 제1광유닛의 점등상태를 유지하며, 상기 제1광유닛으로부터 조사되고 상기 검사위치에서 반사되어 입사되는 광을 이용하여 상기 검사위치의 영상을 촬상하는 제1촬상단계;
    상기 카메라의 스캔라인의 높이만큼 상기 검사대상물을 이동시키는 이동단계;
    상기 제어부를 통해 상기 제1광유닛을 소등하고, 상기 제2광유닛을 점등하는 제1제어단계;
    상기 제2광유닛의 점등상태를 유지하며, 상기 제2광유닛으로부터 조사되고 상기 검사위치에서 반사되어 입사되는 광을 이용하여 상기 검사위치의 영상을 촬상하는 제2촬상단계;
    상기 카메라의 스캔라인의 높이만큼 상기 검사대상물을 이동시키는 이동단계;
    상기 제어부를 통해 상기 제2광유닛을 소등하고, 상기 제1광유닛을 점등하는 제2제어단계;를 포함하고,
    상기 제1촬상단계부터 상기 제2제어단계까지 반복적으로 수행한 후,
    상기 카메라의 스캔라인을 따라 상기 제1촬상단계를 통해 획득된 영상 또는 상기 제2촬상단계를 통해 획득된 영상을 순차적으로 병합하여 상기 검사대상물 상의 결함을 검출하는 검출단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 결함 검사방법.
  8. 제1항에 기재된 결함 검사장치를 이용하며,
    상기 제1광유닛의 점등상태를 유지하며, 상기 제1광유닛으로부터 조사되고 상기 검사위치에서 반사되어 입사되는 광을 이용하여 상기 검사위치의 영상을 촬상하는 제1촬상단계;
    상기 제어부를 통해 상기 제1광유닛을 소등하고, 상기 제2광유닛을 점등하는 제1제어단계;
    상기 제2광유닛의 점등상태를 유지하며, 상기 제2광유닛으로부터 조사되고 상기 검사위치에서 반사되어 입사되는 광을 이용하여 상기 검사위치의 영상을 촬상하는 제2촬상단계;
    상기 카메라의 스캔라인의 높이만큼 상기 검사대상물을 이동시키는 이동단계;
    상기 제어부를 통해 상기 제2광유닛을 소등하고, 상기 제1광유닛을 점등하는 제2제어단계;를 포함하고,
    상기 제1촬상단계부터 상기 제2제어단계까지 반복적으로 수행한 후,
    상기 카메라의 스캔라인마다 상기 제1촬상단계 및 상기 제2촬상단계를 통해 획득된 영상을 병합하여 상기 검사대상물 상의 결함을 검출하는 검출단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 결함 검사방법.
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