KR20160009558A

KR20160009558A - 머신 비전을 사용하여 좁은 오목 특징부를 측정하는 방법

Info

Publication number: KR20160009558A
Application number: KR1020157032345A
Authority: KR
Inventors: 김경영
Original assignee: 일렉트로 싸이언티픽 인더스트리이즈 인코포레이티드
Priority date: 2013-05-17
Filing date: 2014-05-15
Publication date: 2016-01-26
Also published as: WO2014186547A1; CN105229409A; US20140340507A1; TW201502465A

Abstract

촬상기(70)를 포함하고 광원(76)으로부터의 집속된 방향성 발광을 갭(20) 내로 제공하는 모듈(42)에 의해 피검체(26)의 측벽(32, 36) 사이의 깊고 좁은 갭(20)이 측정될 수 있다. 촬상기(70)는 행 및 열을 따르는 픽셀의 어레이를 갖는 카메라를 채용할 수 있다. 갭(20)의 장축(46)에 평행한 행 또는 열을 따르는 픽셀에 의해 포착된 그레이 스케일은 갭(20)의 에지(34, 38) 사이의 간격의 결정을 용이하게 하기 위해 분석될 수 있다. 장축(46)을 따르는 촬상기(76)와 피검체(26) 사이의 상대적 이동은 또한 갭(20)의 에지(34, 38) 사이의 간격의 결정을 용이하게 할 수 있다.

Description

머신 비전을 사용하여 좁은 오목 특징부를 측정하는 방법{METHOD OF MEASURING NARROW RECESSED FEATURES USING MACHINE VISION}

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2013년 5월 17일자로 출원된 미국 가특허출원 제61/824,545호의 정규 출원이고, 그리고 본 출원은 2013년 5월 17일자로 출원된 미국 가특허출원 제61/824,555호의 정규 출원이며, 미국 가특허출원 제61/824,545호 및 미국 가특허출원 제61/824,555호 양자의 내용은 다목적으로 참고로 그들 전체가 본 명세서에 편입된다.

저작권 공고

ⓒ 2014 Electro Scientific Industries, Inc. 본 특허 문서의 개시의 일부는 저작권 보호를 받는 자료를 포함하고 있다. 저작권자는 특허 문서 또는 특허 개시의 누구에 의한 팩스 복제에도, 그것이 특허상표청 특허 파일 또는 레코드에 나타날 때에는, 이의가 없지만, 그렇지 않다면, 모든 저작권 권리를 그 무엇이든 보유한다. 37 CFR §　1.71(d).

기술분야

본 출원은 피검체의 오목 특징부를 측정하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이고, 더 구체적으로는 인접하는 컴포넌트 사이의 좁은 갭을 측정하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.

소비자 전자제품 디바이스의 제조는 매우 경쟁력 있는 시장이 되었다. 전자제품 사이의 기술적 차이에 부가하여, 사용자 체감은 부분적으로는 디바이스를 다룸으로써 환기되는 촉각적 느낌 및 디바이스의 미용 외관에 의해 정의되어 가고 있다. 그리하여, 디바이스 제조자는 그들 디바이스의 겉모습 및 촉감에서 진전을 이루려 계속적으로 노력하고 있다.

제조 공정 동안, 소비자 전자 디바이스의 수개의 컴포넌트는 짝결합하는 표면 사이의 상호작용하는 특징부가 매우 작아, 눈에 보이지 않고/않거나 터치에 의해 검출될 수 없는 것에 가까워지게 되도록 함께 짝결합되는 것이 일반적이다. 이들 표면은 인클로저 및/또는 유리 디스플레이 스크린 또는 터치-스크린 사용자 인터페이스를 포함할 수 있다. 이러한 인터페이스는 계속하여 점점 더 작은 치수로 내몰리므로, 관용적 머신 비전, 2-차원 및 3-차원 레이저 센서, 또는 터치 스타일러스와 같은 구형 검사 방법은 인간의 시각적 또는 촉각적 감각에 의해 여전히 검출될 수 있는 물리적 특징부의 사이즈 또는 존재조차도 겨우 결정하기 충분하다.

이 개요는 대표적 실시예의 상세한 설명에서 더 설명되는 개념 중 선택된 것을 단순화된 형태로 소개하도록 제공된다. 이 개요는 청구되는 주제 사항의 핵심 또는 필수 진보적 개념을 식별시키려는 의도도 아니고, 청구되는 주제 사항의 범위를 결정하려는 의도도 아니다.

일부 실시예는 피검체의 제1 표면의 제1 에지에 인접하는 특징부의 제1 단축을 따르는 제1 치수를 측정하기 위한 방법을 채용하되, 제1 표면은 제1 평면을 갖고, 특징부는 제1 단축을 가로지르는 장축을 따르는 길이를 포함하고, 특징부는 장축 및 제1 단축을 가로지르는 제2 단축을 따르는 제2 치수를 갖고, 제2 치수는 제1 표면으로부터 특징부의 오목 표면까지 뻗고, 특징부의 오목 표면은 오목 평면을 갖고, 검사 구역의 시야를 갖는 촬상기가 채용되고, 피검체는 특징부의 제1 단축이 촬상기의 시야 내에 위치하게 되도록 검사 위치에 위치결정되고, 방향성 광은 촬상기의 시야에 들어가는 방향성 광의 다수 부분이 오목 평면과 제1 평면 사이에서 시야 내로 전파하도록 특징부 상으로 전파되고, 촬상기는 특징부의 오목 표면으로부터 반사된 광의 영상을 포착하고, 특징부의 오목 표면과 피검체의 표면 사이의 색상 및/또는 휘도에서의 차이는 특징부의 제1 치수의 측정치의 결정을 용이하게 하기 위해 분석된다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예는 피검체의 제1 상위 표면의 제1 에지와 제2 상위 표면의 제2 에지 사이의 갭의 제1 단축을 따르는 폭을 측정하기 위한 방법을 채용하되, 제1 상위 표면은 제1 상위 표고를 갖고, 제2 상위 표면은 제2 상위 표고를 갖고, 갭은 제1 단축을 가로지르는 장축을 따르는 길이를 포함하고, 갭은 장축 및 제1 단축을 가로지르는 제2 단축을 따르는 깊이를 갖고, 깊이는 상위 표면 중 적어도 하나로부터 갭의 저부까지 뻗고, 갭의 저부는 저부 표고를 갖고, 검사 구역의 시야를 갖는 촬상기가 채용되고, 피검체는 갭의 제1 단축이 촬상기의 시야 내에 위치하게 되도록 검사 위치에 위치결정되고, 방향성 광은 시야에 들어가는 방향성 광의 다수 부분이 저부 표고와 제1 상위 표고 또는 제2 상위 표고 사이에서 시야 내로 전파하도록 갭 내로 전파되고, 촬상기는 갭의 저부로부터 반사된 광의 영상을 포착하고, 저부와 상위 표면 사이의 색상 및/또는 휘도에서의 차이는 갭의 폭의 측정치의 결정을 용이하게 하기 위해 분석된다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 방향성 광은 갭 내로 집속된다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 갭의 폭 및 갭의 깊이는 갭의 길이보다 더 짧다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 갭의 폭은 갭의 깊이보다 더 짧다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 시야는 갭의 제1 단축과 공면인 폭 치수를 갖고, 시야의 폭 치수는 갭의 폭의 5배보다 더 짧다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 촬상기는 행 및 열을 따르는 픽셀의 어레이를 포함하고, 픽셀은 영상의 그레이 스케일 또는 강도 정보를 전하고, 차이를 분석하는 것은 제1과 제2 에지 사이의 간격의 결정을 용이하게 하기 위해 평행인 픽셀의 행에 의해 그레이 스케일 또는 강도 정보를 그룹화하는 것을 포함한다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 촬상기는 영상을 포착하도록 채용된 행 및 열을 따르는 픽셀의 어레이를 포함하고, 픽셀은 영상의 그레이 스케일 또는 강도 정보를 전하고, 차이를 분석하는 것은 제1과 제2 에지 사이의 간격의 결정을 용이하게 하기 위해 행 또는 열을 따르는 픽셀에 의해 포착된 그레이 스케일 또는 강도 정보를 평균하는 것을 포함한다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 행 및 열을 따르는 픽셀의 어레이를 갖는 촬상기가 영상을 포착하도록 채용되고, 장축을 따르는 촬상기와 피검체 사이의 상대적 이동이 제1과 제2 에지 사이의 간격의 결정을 용이하게 하기 위해 구현된다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 시야는 촬상기로부터 뻗는 중심 촬상기 축을 갖고, 방향성 광은 광원으로부터 뻗는 중심 발광 축을 갖고, 발광 축은 촬상기 축과 교차한다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 방향성 광은 광원으로부터 뻗는 중심 발광 축을 갖고, 발광 축은 장축에 평행인 벡터 성분을 갖는다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 발광 축은 제1 발광 축이고, 방향성 광을 전파하는 것은 제2 발광 축을 따라 방향성 광을 전파하는 것을 포함하고, 제1 및 제2 발광 축은 서로 다른 방향으로부터 갭에 들어가고, 제1 에지는 제1 표면에 일반적으로 직각인 제1 평면을 정의하고, 제2 에지는 제2 표면에 일반적으로 직각인 제2 평면을 정의하고, 제1 발광 축은 제1과 제2 평면 사이 제3 평면 내에 위치결정되고, 제2 발광 축은 제1과 제2 평면 사이 제4 평면 내에 위치결정되고, 제1 및 제2 발광 축은 제1 또는 제2 표면에 관하여 직각이 아닌 각도로 배향된다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 제1 발광 축은 제3 평면을 가로지르는 제5 평면 내에 위치결정되고, 제2 발광 축은 제4 평면을 가로지르는 제6 평면 내에 위치결정되고, 제5 및 제6 평면은 갭의 저부 아래에서 서로 교차한다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 제1 발광 축은 제3 평면을 가로지르는 제5 평면 내에 위치결정되고, 제2 발광 축은 제4 평면을 가로지르는 제6 평면 내에 위치결정되고, 제5 및 제6 평면은 갭의 저부 위에서 서로 교차한다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 제1 및 제2 표면은 갭의 저부에 관하여 다른 표고를 갖는다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 폭은 0 내지 500㎛이다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 깊이는 500㎛ 내지 2㎜이다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 광원은 LED, 광섬유 또는 레이저를 포함한다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 피검체는 가로질러 정렬되는 제1 및 제2 갭을 포함하는 복수의 갭을 포함하고, 영상을 포착하는 것은 카메라를 채용하고, 카메라 및 광원은 검사 모듈을 형성하고, 제1 및 제2 갭은 별개의 검사 모듈에 의해 검사된다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 피검체는 가로질러 정렬되는 제1 및 제2 갭을 포함하는 복수의 갭을 포함하고, 영상을 포착하는 것은 행 및 열을 따르는 픽셀의 어레이를 갖는 카메라를 채용하고, 픽셀의 어레이는 제1 및 제2 촬상 필드를 포함하는 복수의 촬상 필드로 분할되고, 제1 촬상 필드는 제1 갭의 제1 영상을 포착하고, 제2 촬상 필드는 제2 갭의 제2 영상을 포착한다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 제1 표면은 갭의 저부에 관하여 제1 표고를 갖고, 제2 표면은 갭의 저부에 관하여 제1 표고와는 다른 제2 표고를 갖고, 다른 제1과 제2 표고는 돌출부를 정의하고, 영상을 포착하는 것은 행 및 열을 따르는 픽셀의 어레이를 갖는 카메라를 채용하고, 픽셀의 어레이는 제1 및 제2 촬상 필드를 포함하는 복수의 촬상 필드로 분할되고, 제1 촬상 필드는 갭의 영상을 포착하고, 제2 촬상 필드는 돌출부의 제2 영상을 포착하고, 제2 영상으로부터의 데이터는 제1과 제2 표고 사이의 높이 차이를 결정하도록 사용된다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예는 피검체의 제1 상위 표면의 제1 에지와 제2 상위 표면의 제2 에지 사이의 갭의 제1 단축을 따르는 폭을 측정하기 위한 시스템을 채용하되, 제1 상위 표면은 제1 상위 표고를 갖고, 제2 상위 표면은 제2 상위 표고를 갖고, 갭은 제1 단축을 가로지르는 장축을 따르는 길이를 포함하고, 갭은 장축 및 제1 단축을 가로지르는 제2 단축을 따르는 깊이를 갖고, 깊이는 제1 또는 제2 상위 표면 중 적어도 하나로부터 갭의 저부까지 뻗고, 갭의 저부는 저부 표고를 갖고, 폭 및 깊이는 길이보다 더 짧고, 촬상기는 갭의 저부로부터 반사된 광의 영상을 포착하도록 검사 구역의 시야를 갖고, 발광 시스템은 갭의 저부에 조명하기 위해 방향성 광을 방출하도록 동작가능하고, 발광 시스템은 시야에 들어가는 방향성 광의 다수 부분이 저부 표고와 제1 상위 표고 또는 제2 상위 표고 사이에서 시야에 들어가게 지향되도록 방향성 광을 촬상기의 시야에 들어가게 지향시키도록 동작가능하고, 피검체 위치결정 메커니즘은 갭의 제1 단축이 촬상기의 시야 내에 위치하게 되도록 검사 위치에 피검체를 위치결정하도록 동작가능하고, 프로세싱 회로는 갭의 폭의 측정치의 결정을 용이하게 하기 위해 저부 표면과 제1 및 제2 상위 표면 사이의 색상 및/또는 휘도에서의 차이를 분석하도록 동작가능하다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예는 피검체의 제1 표면의 제1 에지에 인접하는 제1 특징부의 제1 단축을 따르는 제1 치수를 측정하기 위한 그리고 피검체의 제2 표면의 제2 에지에 인접하는 제2 특징부의 제3 단축을 따르는 제3 치수를 측정하기 위한 방법을 채용하되, 제1 표면은 제1 평면을 갖고, 제1 특징부는 제1 단축을 가로지르는 제1 장축을 따르는 제1 길이를 포함하고, 제1 특징부는 제1 장축 및 제1 단축을 가로지르는 제2 단축을 따르는 제2 치수를 갖고, 제2 치수는 제1 표면으로부터 제1 특징부의 제1 오목 표면까지 뻗고, 제1 특징부의 제1 오목 표면은 제1 오목 평면을 갖고, 제2 표면은 제2 평면을 갖고, 제2 특징부는 제3 단축을 가로지르는 제2 장축을 따르는 제2 길이를 포함하고, 제2 특징부는 제2 장축 및 제3 단축을 가로지르는 제4 단축을 따르는 제4 치수를 갖고, 제4 치수는 제2 표면으로부터 제2 특징부의 제2 오목 표면까지 뻗고, 제2 특징부의 제2 오목 표면은 제2 오목 평면을 갖고, 제1과 제2 오목 평면은 가로놓이고, 검사 구역의 시야를 갖는 촬상기가 채용되고, 피검체는 제1 특징부의 제1 단축이 촬상기의 시야 내에 위치하게 되도록 검사 위치에 위치결정되고, 미러는 제2 특징부의 제3 단축이 촬상기의 시야의 전향된 일부 내에 위치하게 되도록 시야의 일부를 전향하도록 채용되고, 방향성 광은 제1 및 제2 특징부 상으로 전파되고, 촬상기는 촬상기의 제1 촬상 영역 상의 제1 특징부의 제1 오목 표면으로부터 반사된 광의 제1 영상을 포착하고, 촬상기는 촬상기의 제2 촬상 영역 상의 제2 특징부의 제2 오목 표면으로부터 반사된 광의 제2 영상을 동시에 또는 순차적으로 포착하고, 제1 특징부의 제1 오목 표면과 피검체의 제1 표면 사이의 색상 및/또는 휘도에서의 차이는 제1 특징부의 제1 치수의 제1 측정치의 결정을 용이하게 하기 위해 분석되고, 제2 특징부의 제2 오목 표면과 피검체의 제2 표면 사이의 색상 및/또는 휘도에서의 차이는 제2 특징부의 제3 치수의 제2 측정치의 결정을 용이하게 하기 위해 분석된다.

이들 실시예의 많은 이점 중 하나는 깊고 좁은 갭이 신속하게, 정확하게, 그리고 저렴하게 측정될 수 있다는 것이다.

부가적 태양 및 이점은 수반 도면을 참조하여 진행되는 바람직한 실시예의 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1은, 기계적 어셈블리와 같은, 피검체의 2개의 컴포넌트 사이의 갭을 예시하는 단면도,
도 2a는 도 1에 도시된 갭을 검사하기 위한 검사 시스템의 대표적 실시예의 상부 평면도,
도 2b는 갭의 장축을 가로지르는 평면을 따르는 도 1의 검사 시스템의 측면도,
도 2c는 갭의 에지에 평행한 평면을 따르는 검사 시스템의 단면도,
도 2d는 검사 시스템의 단일 광원으로부터의 방사 패턴의 대안의 대표적 실시예의 상부 평면도,
도 2e는 도 2e에서의 단일 광원의 것과는 다른 방향으로부터의 방사 패턴의 대안의 대표적 실시예의 상부 평면도,
도 2f는 도 2d 및 도 2e에 도시된 양 광원으로부터의 방사 패턴의 대안의 대표적 실시예의 상부 평면도,
도 3a는 다수의 갭 위치가 동시에 검사될 수 있게 하도록 다수의 갭 위치가 모듈의 다수의 각각의 시야와 정렬되는 검사 시스템의 일 실시예의 상부 평면도,
도 3b는 갭 위치에서 갭의 폭이 다르게 되는 피검체의 2개의 컴포넌트의 오정렬을 도시하는 상부도,
도 4a 내지 도 4d는, 그 방사 패턴이 갭을 형성하는 컴포넌트의 상위 표면 전체에 실질적으로 부딪히는 에어리어 발광에 의해 조명된 피검체의 컴포넌트 사이의 갭의 종래 기술 영상,
도 5a는 그 방사 패턴이 촬상기의 시야 내 갭에만 실질적으로 부딪히는 방향성 발광에 의해 조명된 피검체의 컴포넌트 사이의 갭의 영상,
도 5b는 그 방사 패턴이 실질적으로 촬상기의 시야 밖에서 피검체에 부딪히는 방향성 발광에 의해 조명된 피검체의 2개의 접하는 컴포넌트의 영상,
도 6은 도 2a 내지 도 2f에 도식적으로 예시된 것들과 유사한 피검체의 컴포넌트 사이의 갭의 영상 예시도,
도 7은 여러 다른 방향으로부터 피검체의, 갭 및 돌출부와 같은, 다수의 특징부를 검사하도록 적응된 검사 시스템의 대표적 실시예의 상부 평면도,
도 8은 여러 다른 촬상 영역에서 갭 및 돌출부의 영상을 포착하도록 동작가능한 촬상기의 촬상 필드의 예시도,
도 9a 및 도 9b는 여러 다른 방향으로부터 피검체의, 갭 및 돌출부와 같은, 다수의 특징부를 검사하도록 적응된 검사 시스템의 대안의 대표적 실시예의 각각의 상부도 및 측면도,
도 10은 여러 다른 방향으로부터 피검체의, 상부 특징부 및 측면 특징부와 같은, 다수의 특징부를 검사하도록 적응된 검사 시스템의 다른 대안의 실시예의 상부도, 및
도 11은 피검체 상의 다수의 별개 장소에서 다수의 특징부를 검사하도록 적응된 검사 시스템의 다른 대안의 실시예의 상부도.

예시적 실시예가 수반 도면을 참조하여 아래에서 더 설명된다. 본 발명의 취지 및 교시로부터 벗어남이 없이 여러 다른 형태 및 실시예가 가능하고 그래서 본 발명은 여기에 제시된 예시적 실시예로 한정된다고 해석되어서는 아니된다. 그보다, 이들 예시적 실시예는 이러한 개시가 철저하고 완전하게 되고 당업자에게 그 개시의 범위를 전하도록 제공된다. 도면에서, 컴포넌트의 사이즈 및 상대적 사이즈는 명확성을 위해 과장되고 그리고/또는 불균형일 수 있다. 여기서 사용되는 술어는 특정 예시적 실시예를 설명하려는 목적을 위한 것일 뿐이고 한정하려는 의도는 아니다. 여기서 사용될 때, 단수 형태 부정관사 및 정관사는, 맥락이 명확히 달리 나타내지 않는 한, 복수 형태 역시 포함하려는 의도이다. 용어 "포함한다" 및/또는 "포함하는"은, 본 명세서에서 사용될 때, 서술된 특징, 정수, 단계, 동작, 엘리먼트 및/또는 컴포넌트의 존재를 특정하지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 동작, 엘리먼트, 컴포넌트 및/또는 그 그룹의 존재 또는 부가를 못하게 하지는 않음을 더욱 이해할 것이다. 달리 특정되지 않는 한, 값의 범위는, 나열될 때, 그 범위의 상한 및 하한 양자는 물론, 그 사이의 어느 부분-범위라도 포함한다.

도 1은, 기계적 어셈블리와 같은, 피검체(26)의 2개의 컴포넌트(22, 24) 간, 갭(20)과 같은, 특징부를 예시하는 단면 측입면도이다. 일부 실시예에 있어서, 피검체(26)는 모바일 폰, 태블릿 또는 랩톱 컴퓨터와 같은 전자 디바이스일 수 있다. 대표적으로 예시된 실시예에 있어서, 컴포넌트(22)는 유리 플레이트를 포함하고, 컴포넌트(24)는 하우징을 포함한다. 일부 실시예에 있어서, 컴포넌트(22, 24)는 테이프 또는 아교와 같은 접착제 층(28)에 의해 함께 고정될 수 있지만, 그것들은 어느 적합한 또는 유익한 수단에 의해서라도 서로 고정 아니면 단단히 고정될 수 있다.

일부 실시예에 있어서, 갭(20)은 컴포넌트(22)의 에지(34)를 정의하는 컴포넌트(22) 측벽(32)을 가로지르는 제1 단축(30)을 따르는 폭 "w"을 포함한다. 그러한 실시예에 있어서, 제1 단축(30)은 또한 컴포넌트(24)의 에지(38)를 정의하는 컴포넌트(24) 측벽(36)을 가로지른다. 일부 선호되는 실시예에 있어서, 제1 단축(30)은 측벽(32, 36)에 직각이고, 갭(20)의 폭은 검사 시스템(44)(도 2a)의 검사 모듈(42)(도 2b)의 검사 구역 내에서 측벽(32, 36) 사이의 가장 짧은 거리이다.

일부 실시예에 있어서, 갭(20)은 제1 단축(30)을 가로지르는 장축(46)을 따르는 길이(도시되지 않음)를 포함한다. 일부 실시예에 있어서, 장축(46)은 제1 단축(30)에 직각이다. 일부 실시예에 있어서, 갭(20)의 길이는 컴포넌트(22)의 측면을 따르는 주 거리 또는 컴포넌트(24)의 측면을 따르는 주 거리이다.

일부 실시예에 있어서, 갭(20)은, 깊이가 컴포넌트(22)의 상위 표면(52) 또는 컴포넌트(24)의 상위 표면(54) 중 적어도 하나로부터 갭(20)의 저부(56)까지 뻗게 되도록, 제1 단축(30)을 가로지르고 장축(46)을 가로지르는 제2 단축(48)을 따르는 깊이 "d"를 포함한다. 일부 실시예에 있어서, 상위 표면(52) 및 상위 표면(54)은 갭(20)의 저부(56)에 관하여 서로 다른 표고를 갖는다. 일부 실시예에 있어서, 제2 단축(48)은 장축(46)에 직각이고 제1 단축(30)에 직각이다. 일부 실시예에 있어서, 길이, 폭 및 깊이는 갭 체적을 정의한다. 일부 실시예에 있어서, 폭 및 깊이는 길이보다 더 짧다. 일부 실시예에 있어서, 폭은 깊이보다 더 짧다. 갭(20)의 폭은 컴포넌트(22)의 오버행 부분(58) 아래 저부 표면의 갭 아닌 부분을 포함하지 않음을 인식할 것이다.

일부 실시예에 있어서, 갭(20)은 0 내지 500㎛인 폭을 가질 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 폭은 200㎛보다 더 짧고 0㎛보다 더 크다. 일부 실시예에 있어서, 폭은 180㎛보다 더 짧고 0㎛보다 더 크다. 일부 실시예에 있어서, 폭은 150㎛보다 더 짧고 0㎛보다 더 크다. 다른 실시예에 있어서, 폭은 125㎛보다 더 짧고 0㎛보다 더 크다. 또 다른 실시예에 있어서, 폭은 100㎛보다 더 짧고 0㎛보다 더 크다. 또 다른 실시예에 있어서, 폭은 90㎛보다 더 짧고 0㎛보다 더 크다. 또 다른 실시예에 있어서, 폭은 45㎛보다 더 짧고 0㎛보다 더 크다. 일부 다른 실시예에 있어서, 폭은 500㎛보다 더 클 수 있다.

일부 실시예에 있어서, 갭(20)은 200㎛ 내지 2000㎛인 깊이를 가질 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 깊이는 500㎛보다 더 클 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 깊이는 750㎛보다 더 크다. 일부 실시예에 있어서, 깊이는 1000㎛보다 더 크다. 다른 실시예에 있어서, 깊이는 1250㎛보다 더 크다. 또 다른 실시예에 있어서, 깊이는 1500㎛보다 더 크다. 또 다른 실시예에 있어서, 깊이는 1750㎛보다 더 크다. 또 다른 실시예에 있어서, 깊이는 2000㎛보다 더 클 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 깊이는 200㎛보다 더 짧을 수 있다.

하나의 풀 문제는 관용적 (그리고 비교적 저렴한) 검사 방법의 한계에 있는 피검체(26)의 특징부를 검사할 수 있는 능력이다. 이에 관하여, 도 2a는 도 1에 도시된 갭(20)을 검사하기 위한 검사 시스템(44)의 대표적 실시예의 상부 평면도이다. 도 2b는 도 2a의 단면선(2B-2B)을 따라 그리고 갭(20)의 장축(46)을 가로지르는 평면(60)을 따라(단면선(2B-2B)을 따라 페이지 안으로) 검사 시스템(44)의 측면도이다. 도 2c는 도 2b의 단면선(2C-2C)을 따라 그리고 컴포넌트(22)의 측벽(32)에 평행한 또는 컴포넌트(24)의 측벽(36)에 평행한 평면(62a)을 따라(하위 단면선(2C-2C)을 따라 페이지 안으로) 검사 시스템(44)의 단면도이다. 일부 실시예에 있어서, 평면(62a)은 촬상기(70)의 중심 촬상기 축(62)과 공면이다. 일부 실시예에 있어서, 중심 촬상기 축(62)은 또한 중심 축(62)을 포함하고 평면(62a)을 가로지르는 평면(62b)을 정의한다.

도 2a, 도 2b 및 도 2c를 참조하면, 검사 시스템(44)의 일부 실시예는 방향성 광을 제공하도록 동작가능한 하나 이상의 광원(76) 및 하나 이상의 촬상기(70)를 포함하는 하나 이상의 모듈(42)을 포함한다. 일부 실시예에 있어서, 검사 시스템(44)은 주변 광이 상위 표면(52, 54)에 도달하지 못하게 제어 또는 소거하도록 인클로저(도시되지 않음) 내 하우징된다. 일부 실시예에 있어서, 각각의 검사 모듈(42)은 시야(80)를 포착할 단일 촬상기(70) 및 갭(20)의 에지(34, 38)에 직각 또는 가로놓인 갭(20)의 대향측으로부터 시야(80) 내 갭(20)을 조명할 한 쌍의 광원(76a, 76b)을 포함한다. 갭(20)의 저부(56) 상에서 중첩하도록 2개 이상의 다른 방향으로부터 시야(80) 내로 방향성 광을 전파하는 것은 저부(56)를 따르는 마이크로셰이딩을 제거하고 갭(20)의 저부(56)를 균일하게 밝게 하는 것을 돕는다.

일부 실시예에 있어서, 추후 더 상세히 기술되는 바와 같이, 폴드 미러(122)(도 7)는 촬상기(70)의 촬상 필드(130)(도 8) 상에 하나보다 많은 갭(20)의 영상을 포착하기 위해 촬상기(70)의 시야(80)를 전향하도록 채용될 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 폴드 미러(122)는 갭(20)의 에지(34, 38)에 직각 또는 가로놓인 갭(20)의 대향측으로부터 갭(20)을 조명하기 위해 단일 광원으로부터의 방향성 광을 전향하도록 채용될 수 있다.

방향성 광은 구조형 또는 비구조형 광, 코히어런트 또는 인코히어런트 광, 편광형 또는 비편광형 광, 또는 그 조합일 수 있다. 방향성 광은 시간적으로 또는 공간적으로 성형될 수 있다. 방향성 광은 어느 단일 파장, 다중 특정 파장, 또는 넓은 스펙트럼의 파장이라도 포함할 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 방향성 광은 하나 이상의 관용적 광학 컴포넌트(도시되지 않음)를 사용하여 갭(20)으로 향하여 집속된다.

일부 실시예에 있어서, 촬상기(70)의 시야(80)에 들어가는 방향성 광의 다수 부분은 컴포넌트(22)의 에지(34) 또는 상위 표면(52)의 표고와 갭(20)의 저부(56) 사이에서 또는 컴포넌트(24)의 에지(38) 또는 상위 표면(55)의 표고와 갭(20)의 저부(56) 사이에서 시야(80) 내로 전파한다. 일부 실시예에 있어서, 촬상기(70)의 시야(80)에 들어가는 방향성 광의 75%보다 많이 컴포넌트(22)의 에지(34) 또는 상위 표면(52)의 표고와 갭(20)의 저부(56) 사이에서 또는 컴포넌트(24)의 에지(38) 또는 상위 표면(55)의 표고와 갭(20)의 저부(56) 사이에서 시야(80) 내로 전파한다. 일부 실시예에 있어서, 촬상기(70)의 시야(80)에 들어가는 방향성 광의 80%보다 많이 컴포넌트(22)의 에지(34) 또는 상위 표면(52)의 표고와 갭(20)의 저부(56) 사이에서 또는 컴포넌트(24)의 에지(38) 또는 상위 표면(55)의 표고와 갭(20)의 저부(56) 사이에서 시야(80) 내로 전파한다. 일부 실시예에 있어서, 촬상기(70)의 시야(80)에 들어가는 방향성 광의 90%보다 많이 컴포넌트(22)의 에지(34) 또는 상위 표면(52)의 표고와 갭(20)의 저부(56) 사이에서 또는 컴포넌트(24)의 에지(38) 또는 상위 표면(55)의 표고와 갭(20)의 저부(56) 사이에서 시야(80) 내로 전파한다. 일부 실시예에 있어서, 촬상기(70)의 시야(80)에 들어가는 방향성 광의 95%보다 많이 컴포넌트(22)의 에지(34) 또는 상위 표면(52)의 표고와 갭(20)의 저부(56) 사이에서 또는 컴포넌트(24)의 에지(38) 또는 상위 표면(55)의 표고와 갭(20)의 저부(56) 사이에서 시야(80) 내로 전파한다. 일부 실시예에 있어서, 촬상기(70)의 시야(80)에 들어가는 방향성 광의 99%보다 많이 컴포넌트(22)의 에지(34) 또는 상위 표면(52)의 표고와 갭(20)의 저부(56) 사이에서 또는 컴포넌트(24)의 에지(38) 또는 상위 표면(55)의 표고와 갭(20)의 저부(56) 사이에서 시야(80) 내로 전파한다. 일부 실시예에 있어서, 촬상기(70)의 시야(80)에 들어가는 방향성 광의 100%가 컴포넌트(22)의 에지(34) 또는 상위 표면(52)의 표고와 갭(20)의 저부(56) 사이에서 또는 컴포넌트(24)의 에지(38) 또는 상위 표면(55)의 표고와 갭(20)의 저부(56) 사이에서 시야(80) 내로 전파한다.

일부 실시예에 있어서, 촬상기(70)의 시야(80)를 조명하는 방향성 광의 다수 부분은 컴포넌트(22)의 에지(34) 또는 상위 표면(52)의 표고와 갭(20)의 저부(56) 사이에서 또는 컴포넌트(24)의 에지(38) 또는 상위 표면(55)의 표고와 갭(20)의 저부(56) 사이에서 시야(80) 내로 전파한다. 일부 실시예에 있어서, 촬상기(70)의 시야(80)를 조명하는 방향성 광의 75%보다 많이 컴포넌트(22)의 에지(34) 또는 상위 표면(52)의 표고와 갭(20)의 저부(56) 사이에서 또는 컴포넌트(24)의 에지(38) 또는 상위 표면(55)의 표고와 갭(20)의 저부(56) 사이에서 시야(80) 내로 전파한다. 일부 실시예에 있어서, 촬상기(70)의 시야(80)를 조명하는 방향성 광의 80%보다 많이 컴포넌트(22)의 에지(34) 또는 상위 표면(52)의 표고와 갭(20)의 저부(56) 사이에서 또는 컴포넌트(24)의 에지(38) 또는 상위 표면(55)의 표고와 갭(20)의 저부(56) 사이에서 시야(80) 내로 전파한다. 일부 실시예에 있어서, 촬상기(70)의 시야(80)를 조명하는 방향성 광의 90%보다 많이 컴포넌트(22)의 에지(34) 또는 상위 표면(52)의 표고와 갭(20)의 저부(56) 사이에서 또는 컴포넌트(24)의 에지(38) 또는 상위 표면(55)의 표고와 갭(20)의 저부(56) 사이에서 시야(80) 내로 전파한다. 일부 실시예에 있어서, 촬상기(70)의 시야(80)를 조명하는 방향성 광의 95%보다 많이 컴포넌트(22)의 에지(34) 또는 상위 표면(52)의 표고와 갭(20)의 저부(56) 사이에서 또는 컴포넌트(24)의 에지(38) 또는 상위 표면(55)의 표고와 갭(20)의 저부(56) 사이에서 시야(80) 내로 전파한다. 일부 실시예에 있어서, 촬상기(70)의 시야(80)를 조명하는 방향성 광의 99%보다 많이 컴포넌트(22)의 에지(34) 또는 상위 표면(52)의 표고와 갭(20)의 저부(56) 사이에서 또는 컴포넌트(24)의 에지(38) 또는 상위 표면(55)의 표고와 갭(20)의 저부(56) 사이에서 시야(80) 내로 전파한다. 일부 실시예에 있어서, 촬상기(70)의 시야(80)를 조명하는 방향성 광의 100%가 컴포넌트(22)의 에지(34) 또는 상위 표면(52)의 표고와 갭(20)의 저부(56) 사이에서 또는 컴포넌트(24)의 에지(38) 또는 상위 표면(54)의 표고와 갭(20)의 저부(56) 사이에서 시야(80) 내로 전파한다.

에지(34 또는 38) 아래에서 또는 상위 표면(52 또는 54)의 표고 레벨 아래에서 시야(80) 내로 방향성 광을 전파하는 것은 각각의 컴포넌트(22, 24)의 상위 표면(52, 54)과 갭(20)의 저부(56) 사이의 콘트라스트를 강화한다.

일부 실시예에 있어서, 방향성 광은 광원(76)으로부터 뻗는 제1 중심 발광 축(82a)을 갖고, 제1 중심 발광 축(82a)은 장축(46)에 평행한 벡터 성분을 갖는다. 일부 실시예에 있어서, 방향성 광은 제2 광원(82b)((82a) 및 (82b)는 총칭하여 또는 일괄하여 (82)로 표시될 수 있음)으로부터의 제2 중심 발광 축을 갖는다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 제1 및 제2 발광 축(82)은 서로 다른 방향으로부터 갭(20)에 들어간다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 제1 및 제2 발광 축(82)은 시야(80)의 대향측으로부터 갭(20)에 들어간다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 제1 및 제2 발광 축(82)은 갭(20)의 대향측으로부터 갭(20)에 들어간다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 갭(20)의 대향측은 에지(34, 38)를 가로지른다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 갭(20)의 대향측은 에지(34, 38) 중 하나 또는 양자의 축 방향에 직각이다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 에지(34)는 측벽(32)을 따르는 측벽 축(88)을 정의하고, 측벽(32)은 일반적으로는 상위 표면(52)에 직각인 측벽 평면(90)(측벽 축(88)과 공면이고 도 1의 페이지 안으로 향함)을 정의한다. 측벽 축(88)은 제2 단축(48)과 공선형일 수 있다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 에지(38)는 측벽(36)을 따르는 측벽 축(92)을 정의하고, 측벽(36)은 일반적으로는 상위 표면(54)에 직각인 측벽 평면(94)(측벽 축(92)과 공면이고 도 1의 페이지 안으로 향함)을 정의한다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 발광 축(82a)은 측벽 평면(90)과 측벽 평면(94) 사이에 제1 발광 축 평면(도시되지 않음) 내 위치결정된다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 발광 축(82b)은 측벽 평면(90)과 측벽 평면(94) 사이에 제2 발광 축 평면(도시되지 않음) 내 위치결정된다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 제1 및 제2 발광 축(82)은 상위 표면(52)과 상위 표면(54) 중 적어도 하나에 관하여 직각 아닌 각도로 배향된다. 방향성 광이 대부분 또는 실질적으로 측벽(32, 36)에 평행한 방향을 갖는 이점은 측벽(32, 36)으로부터의 반사가 감축되고, 그로써 촬상기(70)에 도달하는 그러한 측벽 반사를 최소화하는 것이다. 측벽 반사의 최소화는 촬상기(70)에 대한 성능 제약을 덜어주고 에지(34, 38)와 갭(20) 사이의 경계의 더 정의된 영상을 제공하는 것을 돕는다. 더욱, 측벽 반사 감축은 에지(34, 38)와 갭(20) 사이의 경계의 결정에서의 더 큰 정확도를 용이하게 한다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 발광 축(82a)은 제1 발광 축 평면을 가로지르는 제3 발광 축 평면(도시되지 않음) 내 위치결정되고, 발광 축(82b)은 제2 발광 축 평면(도시되지 않음)을 가로지르는 제4 발광 축 평면(도시되지 않음) 내 위치결정되고, 제3 및 제4 발광 축 평면은 갭의 저부 아래에서 서로 교차한다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 발광 축(82a)은 제1 발광 축 평면을 가로지르는 제3 발광 축 평면 내 위치결정되고, 발광 축(82b)은 제2 발광 축 평면을 가로지르는 제4 발광 축 평면 내 위치결정되고, 제3 및 제4 발광 축 평면은 갭의 저부 위에서 서로 교차한다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 방향성 광 또는 그 발광 축(82)은 5도와 70도 사이의 각도로 갭(20)의 저부(56)에 부딪힌다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 방향성 광 또는 그 발광 축(82)은 10도와 65도 사이의 각도로 갭(20)의 저부(56)에 부딪힌다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 방향성 광 또는 그 발광 축(82)은 10도와 50도 사이의 각도로 갭(20)의 저부(56)에 부딪힌다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 방향성 광 또는 그 발광 축(82)은 20도와 50도 사이의 각도로 갭(20)의 저부(56)에 부딪힌다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 방향성 광 또는 그 발광 축(82)은 30도와 50도 사이의 각도로 갭(20)의 저부(56)에 부딪힌다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 방향성 광 또는 그 발광 축(82)은 40도와 50도 사이의 각도로 갭(20)의 저부(56)에 부딪힌다.

도 2a는 방향성 광이 각각의 컴포넌트(22, 24)의 상위 표면(52, 54) 위에서 시야(80)를 횡단하는 것처럼 각각의 광원(76a, 76b)으로부터의 방향성 광의 대표적 방사 패턴(100a, 100b)을 묘사하고 있다. 방향성 광의 일부가 상위 표면(52, 54) 위에서 시야(80)를 횡단할 수 있기는 하지만, 앞서 논의된 바와 같이, 시야(80)를 횡단하는 (방향성 광원(76)으로부터의) 방향성 광의 대부분은 상위 표면(52, 54)의 표고 아래에서 시야(80)에 들어간다.

도 2d는 검사 시스템(44)의 단일 광원으로부터의 조사 패턴의 대안의 대표적 실시예의 상부 평면도이다. 도 2e는 도 2e에서의 단일 광원의 것과는 다른 방향으로부터의 조사 패턴의 대안의 대표적 실시예의 상부 평면도이다. 도 2f는 도 2d 및 도 2e에 도시된 양 광원으로부터의 조사 패턴의 대안의 대표적 실시예의 상부 평면도이다. 도 2c 및 도 2d를 참조하면, 광원(76a)은 상위 표면(52, 54)의 표고 아래에서 시야(80)와 교차하는 방출 선 경계(102)를 제공하도록 위치결정 및 구성된다. 그로써 광원(76a)으로부터의 방향성 광은 방사 서브패턴(100a₁, 100a₂)을 포함하는 대표적 방사 패턴(100a)을 산출한다. 방사 서브패턴(100a₁)은, 촬상기(70)의 시야(80) 밖에서, 상위 표면(52, 54)에는 물론, 갭(20)의 저부(56)에도 부딪히는 방향성 광을 도시하고 있다. 방사 서브패턴(100a₂)은, 촬상기(70)의 시야(80) 내에서 그리고 그 너머로 갭의 저부(56)에 부딪히는 방향성 광을 도시하고 있다. 도 2c 및 도 2e를 참조하면, 광원(76b)은 상위 표면(52, 54)의 표고 아래에서 시야(80)와 교차하는 방출 선 경계(102)를 제공하도록 위치결정 및 구성된다. 그로써 광원(76b)으로부터의 방향성 광은 방사 서브패턴(100b₁, 100b₂)을 포함하는 대표적 방사 패턴(100b)을 산출한다. 방사 서브패턴(100b₁)은, 촬상기(70)의 시야(80) 밖에서, 상위 표면(52, 54)에는 물론, 갭(20)의 저부(56)에도 부딪히는 방향성 광을 도시하고 있다. 방사 서브패턴(100b₂)은, 촬상기(70)의 시야(80) 내에서 그리고 그 너머로 갭의 저부(56)에 부딪히는 방향성 광을 도시하고 있다.

도 2c 및 도 2f를 참조하면, 광원(76a, 76b)은 방사 패턴(100a, 100b)을 포함하는 대표적 조합된 방사 패턴(100)을 산출하게 되는 방향성 광을 제공한다. 조합된 방사 패턴(100)은 상위 표면(52, 54)과 갭(20) 사이의 촬상기(70)에 의한 구별을 용이하게 하기 위해 상위 표면(52, 54)과 갭(20) 사이의 콘트라스트를 제공하도록 (측벽(32, 36)이 촬상기(70)에 의해 어두운 선으로 촬상되도록) 상위 표면(52, 54)을 유의미하게 조명하지 않고 시야(80) 내 갭(20)에 밝은 조명을 제공한다.

일부 실시예에 있어서, 방사 패턴(100a, 100b)은 시야(80) 내에서 조금만 중첩한다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 방사 패턴(100a, 100b)은 시야(80)의 (갭(20)의 장축(46)을 따라 정렬된) 전 길이(110)를 따라 중첩한다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 방사 패턴(100a, 100b)은 시야(80)의 전 길이(110) 내에서 그리고 그 너머로 중첩한다. 앞서 서술된 바와 같이, 반대 방향으로부터 시야(80)에 들어가는 방사 패턴(100a, 100b)의 중첩은 갭(20)의 저부(56) 표면에서의 불완전성에 의해 캐스팅된 음영 또는 광원(76a 또는 76b) 중 하나에 의해 제공된 방향성 광에서의 불완전성에 의해 야기된 음영을 소거하는 이점을 제공한다.

일부 실시예에 있어서, 방향성 광은 스폿 라이트를 포함한다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 광원(76)은 LED, 광섬유 또는 레이저를 포함한다. 광원(76)은 방향성 광을 성형, 집속 또는 지향시키기 위한 광학 컴포넌트(들)를 포함할 수 있거나, 또는 광학 컴포넌트는 광원(76)으로부터 방출된 광의 경로를 따라 배치될 수 있다.

도 2a - 도 2f(일괄하여 도 2)를 다시 참조하면, 일부 실시예에 있어서, 촬상기(70)는 카메라를 포함한다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 촬상기(70)는, CMOS 센서, BSI-CMOS, NMOS 센서 또는 하이브리드 CCD/CMOS 센서와 같은, CCD 영상 센서 또는 능동 픽셀 센서를 포함한다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 촬상기(70)는 시야(80)가 갭(20)의 저부(56)에 적어도 실질적으로 직각이도록 배열된다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 촬상기(70)는 시야(80)가 갭(20)의 저부(56)에 직각이도록 배열된다.

도면에서 컴포넌트(22, 24) 및 갭(20)은 축척대로 그려진 것은 아님을 인식할 것이다. 더욱, 광원(76) 및 촬상기(70)는 축척대로 그려진 것이 아니고 컴포넌트(22, 24)와 동일한 축척으로 그려진 것이 아니다. 편의상, 촬상기(70)는 시야(80)와 동일한 단면적을 갖는 것으로 도시되고 있다; 그렇지만, 일부 실시예에 있어서, 촬상기(70)는 시야(80)의 면적보다 훨씬 더 큰 치수를 갖고 갭(20)의 영상을 포착하도록 확대 렌즈를 채용한다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 시야(80)는 갭(20)의 폭보다 더 큰 (갭(20)의 제1 단축(30)과 공면인 것과 같은) 직경 또는 폭 치수(112)를 갖는다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 폭 치수(112)는 갭(20)의 폭의 적어도 2배보다 더 크다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 폭 치수(112)는 갭(20)의 폭의 적어도 3배보다 더 크다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 폭 치수(112)는 갭(20)의 폭의 5배보다 더 짧다.

일부 실시예에 있어서, 시야(80)는 1㎛ 내지 5000㎛인 폭 치수(112)를 가질 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 폭 치수(112)는 2000㎛보다 더 짧고 1㎛보다 더 크다. 일부 실시예에 있어서, 폭 치수(112)는 1000㎛보다 더 짧고 5㎛보다 더 크다. 일부 실시예에 있어서, 폭 치수(112)는 500㎛보다 더 짧고 5㎛보다 더 크다. 다른 실시예에 있어서, 폭 치수(112)는 250㎛보다 더 짧고 5㎛보다 더 크다. 또 다른 실시예에 있어서, 폭 치수(112)는 100㎛보다 더 짧고 5㎛보다 더 크다. 또 다른 실시예에 있어서, 폭 치수(112)는 50㎛보다 더 짧고 5㎛보다 더 크다. 일부 다른 실시예에 있어서, 폭 치수(112)는 5000㎛보다 더 클 수 있다.

검사 프로세스의 일부 실시예에 있어서, 피검체(26)는 갭(20)이 촬상기(70)의 시야(80) 내 정렬되도록 검사 스테이션의 검사 구역에 위치결정된다. 이러한 조작은 피검체 취급 또는 위치결정 시스템에 의해 수행될 수 있다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 검사 스테이션은, 하우징 컴포넌트(24)의 외측 표면과 같은, 피검체(26)의 외측 표면에 맞대어 접하도록 하나 이상의 가이드 벽(도시되지 않음)을 포함한다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 피검체(26)는 가이드 벽에 맞대어 접하도록 검사 스테이션에 중력 공급될 수 있다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 피검체는 (컨베이어 벨트 또는 로딩 또는 언로딩 시스템에 의해 운반되는 것과 같이) 인덱싱된 고정물 상에서 검사 위치로 이동될 수 있고, 피검체는 인덱싱된 고정물에 미리 정렬되거나 검사 직전에 정렬될 수 있다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 광학 정렬 시스템은 피검체(26)가 검사를 위해 충분히 정렬되어 있는지 결정하도록 채용될 수 있고, 피검체 취급 또는 위치결정 시스템은 시야(80)에 관하여 피검체(26)의 위치를 조절할 수 있다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 검사 모듈(42) 또는 촬상기(70)는 피검체(26)의 갭(20)과 정렬되어 있도록 모듈 위치결정 시스템에 의해 이동될 수 있다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 피검체 취급 및 위치결정 시스템은 모듈(들)(42)에 대한 위치결정 시스템과 함께 채용된다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 피검체(26)는, 갭 위치(20₁-20₈)와 같은 다수의 갭 위치가 모듈(42₁-42₈)과 같은 다수의 각각의 검사 모듈(42)과 정렬되도록 검사 스테이션에 위치결정된다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 각각의 선형 갭(20)의 적어도 하나의 갭 위치(20₁, 20₃, 20₅, 20₇)가 검사되도록 정렬된다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 각각의 선형 갭(20)의 적어도 2개의 이격된 갭 위치(20₁-20₈)가 검사되도록 정렬된다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 적어도 하나의 검사 모듈(42)이 피검체(26)의 각각의 측면에 대해 채용된다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 적어도 2개의 검사 모듈(42)이 피검체(26)의 각각의 측면에 대해 채용된다.

도 3a는 다수의 갭(20₁-20₈)이 동시에 검사될 수 있게 하도록 갭 위치(20₁-20₈)가 모듈(42₁-42₈)의 다수의 각각의 시야(80)와 정렬되는 일 실시예의 상부도이다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 갭 위치(20₁-20₈) 중 일부는 가로질러 정렬된다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 갭 위치(20₁-20₈)의 각각은 별개 촬상기(70)의 시야(80) 내 위치결정된다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 촬상기(70)는 촬상기(70)의 시야(80)가 복수의 폴드 미러와 발산 촬상 경로를 따르는 분할 미러에 의해 전향될 수 있도록, 선형으로 정렬된 갭 위치(20₁-20₈) 중 2개 사이와 같이, 위치결정될 수 있어서, 2개 이상의 갭 위치(20₁-20₈)가 촬상기(70) 상의 여러 다른 촬상 필드에 의해 동시에 촬상될 수 있다. 분할 미러 및 발산 촬상 경로의 사용에 대한 상세한 정보는 미국 특허 제8,322,621호에서 찾아볼 수 있으며, 그 문서는 참조에 의해 여기에 편입된다.

도 3b는 갭 위치(20₁-20₈)에서의 갭(20)의 폭이 다르게 컴포넌트(22)가 컴포넌트(24)에 관하여 오정렬되는 일 실시예의 상부도이다. 다양한 갭 위치(20₁-20₈)에서 갭을 측정하는 것은 오정렬이 교정될 수 있도록 또는 피검체(26)가 그것이 품질 기준을 충족하지 않으면 거절될 수 있도록 컴포넌트(24)에 관한 컴포넌트(22)의 오정렬의 본성에 대한 정보를 입수한다.

도 4a 내지 도 4d는, 그 방사 패턴이 갭(20)을 형성하는 각각의 컴포넌트(22, 24)의 상위 표면(52, 54) 전체에 실질적으로 부딪히는 에어리어 발광에 의해 조명된, 피검체(26)의 컴포넌트(22, 24) 사이의 갭(20)의 종래 기술 영상이다. 에어리어 발광은 관용적으로는 피검체(26) 위에 잘 위치결정된 포인트 소스 광의 링에 의해 공급된다. 그러한 발광 시스템은 음영을 생성하고 잡음을 야기하는 경향이 있다. 영상에서 예시된 바와 같이, 갭(20)의 저부(56)는 에어리어 발광을 사용하여 촬상될 수 있지만, 저부(56)와 인접하는 컴포넌트(22, 24) 사이의 콘트라스트는 낮아, 측벽(32, 36)의 위치의 정확한 결정을 막고 그로써 갭(20)의 폭의 정확한 결정을 막는다.

도 5a는 그 방사 패턴(100)이 촬상기(70)의 시야(80) 내 갭(20)에만 실질적으로 부딪히는 방향성 발광에 의해 조명된 피검체(26)의 컴포넌트 사이의 갭(20)의 영상이다. 도 5b는 그 방사 패턴이 실질적으로 촬상기(70)의 시야(80) 밖에서 피검체(26)에 부딪히는 방향성 광에 의해 조명된 피검체(26)의 2개의 접하는 컴포넌트(22, 24)의 영상이다. 이들 영상은 도 2a 내지 도 2f에 관하여 기술된 방식으로 피검체(26)를 조명하고 그 후 촬상기(70)를 사용하여 반사된 광의 영상을 포착함으로써 획득되었다. 도 5a 및 도 5b에 예시된 바와 같이, 갭(20)의 저부(56)와 갭(20)에 인접하는 컴포넌트(22, 24)의 상위 표면(52, 54) 사이의 콘트라스트는 도 4a 내지 도 4d에 도시된 것보다 더 높아서, 갭(20)의 폭을 충분하게 결정하는 것을 더 용이하게 한다.

다수의 방향성 광을 채용함으로써 형성된 영상은 갭(20)과 컴포넌트(22, 24) 사이의 콘트라스트를 크게 개선하기는 하지만, 갭(20)의 저부(56)에서의 표면 불완전성 또는 입자는, 일부 경우에 있어서, 저부(56)의 영상이 울퉁불퉁하게 보이게 한다.

갭 폭 측정의 신뢰도 및 정확도를 증가시키기 위해, 촬상기(70)에 의해 포착된 영상은 갭(20)의 저부(56)와 갭(20)에 인접하는 피검체(26)의 구역 사이의 촬상된 콘트라스트 차이를 개선하고 촬상된 콘트라스트 차이가 갭(20)의 길이를 따라 적당히 크고 균일함을 보장하도록 공간적으로 적분될 수 있다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 공간적 적분은 기지의 수학적 및/또는 소프트웨어 기술을 사용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 촬상기(70)는 영상의 그레이 스케일 또는 강도 정보를 전하는 열 및 행을 따르는 픽셀의 어레이를 포함한다. 그레이 스케일 또는 강도 정보는 에지(34, 38) 사이의 간격의 결정을 용이하게 하도록 픽셀의 행에 의해 그룹화될 수 있다. 분석은, 갭(20)의 에지(34, 38)가 서로 평행하지 않은지 결정하도록, 장축에 대한 소정 각도로 픽셀의 행의 그룹화와 더불어 장축(46)에 평행한 픽셀의 행의 그룹화도 포함할 수 있다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예에 대하여, 갭(20)은 주어진 피검체(26)에 대한 갭 폭이 모두 예정된 범위 내에 드는 값을 갖는지 결정하도록 분석된다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 허용가능한 갭 폭은 0 내지 250㎛이다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 허용가능한 갭 폭은 0 내지 200㎛이다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 허용가능한 갭 폭은 0 내지 150㎛이다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 허용가능한 갭 폭의 예정된 범위는 10 내지 175㎛이다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 허용가능한 갭 폭의 예정된 범위는 20 내지 150㎛이다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 허용가능한 갭 폭의 예정된 범위는 30 내지 125㎛이다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 허용가능한 갭 폭의 예정된 범위는 40 내지 100㎛이다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 콘트라스트는 가중되거나 1-비트 2-톤 영상으로 변환될 수 있다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 그레이 스케일은 0 내지 1의 스케일로 지정될 수 있으며, 여기서 영은 흑색을 표현하고 1은 백색을 표현한다(또는 그 반대). 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 그레이 스케일은 0 내지 100의 스케일로 지정될 수 있다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 그레이 스케일은 0 내지 256의 스케일로 지정될 수 있다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 그레이 스케일은 8 비트, 16 비트 또는 32 비트를 사용하여 구현될 수 있다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 그레이 스케일은 측색 데이터를 편입할 수 있다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 갭(20)과 에지(34, 38) 사이의 콘트라스트는 50%보다 더 크다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 갭(20)과 에지(34, 38) 사이의 콘트라스트는 75%보다 더 크다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 갭(20)과 에지(34, 38) 사이의 콘트라스트는 80%보다 더 크다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 갭(20)과 에지(34, 38) 사이의 콘트라스트는 90%보다 더 크다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 픽셀 그룹의 그레이 스케일 또는 강도 정보는 평균할 수 있다. 그 후 픽셀 그룹의 평균은 에지(34, 38) 사이의 간격의 결정을 용이하게 하도록 서로에 대비하여 비교될 수 있다. 예를 들어, 더 밝은 강도 행은 더 어두운 강도 행 대비 더 크고 더 쉽게 분간할 수 있는 콘트라스트를 가질 것이다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 에지(34, 38) 사이의 간격의 결정을 용이하게 하도록 촬상기(70)가 영상을 포착하고 있는 동안 장축(46)을 따라 촬상기(70)와 피검체(26) 사이의 상대적 이동이 구현될 수 있다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 촬상기(70)는 소정 위치에 고정될 수 있고 피검체(26)가 이동될 수 있다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 피검체(26)는 소정 위치에 고정될 수 있고 촬상기(70)가 이동될 수 있다.

도 6은 도 2에 도식적으로 예시된 것들과 유사한 피검체(26)의 컴포넌트(22, 24) 사이의 갭(20)의 공간-적분된 영상을 예시하고 있다. 편의상 또는 참조를 위해, 공간-적분된 영상은 도 2b로부터의 피검체의 단면도의 정렬된 도식과 덮어씌워져 있다. 공간-적분된 영상은, 앞서 논의된 바와 같이, 도 2에 관하여 설명된 방식으로 갭(20)의 저부(56)를 조명하고 장축(46)의 일부를 따라 검사 시스템(44)의 모듈(42)을 이동시킴으로써 획득되었다. 예시된 바와 같이, 갭(20)의 저부(56)와 갭(20)에 인접하는 피검체(26)의 각각의 컴포넌트(22, 24)의 에지(34, 38) 사이의 콘트라스트는 도 4 또는 도 5에 도시된 것보다 더 높아서, 갭(20)의 폭의 결정을 더 용이하게 한다.

도 1을 참조하면, 컴포넌트(22, 24)는 컴포넌트(22)의 상위 표면(52)이 컴포넌트(24)의 상위 표면(54)의 표고와 동일하거나 다른 표고를 가질 수 있도록 조립될 수 있다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 검사 시스템(44)은 상위 표면(52, 54) 사이의 높이 차이 "h"를 결정하기 위해 조명하고 영상을 포착하도록 적응될 수 있다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 상위 표면(52, 54) 사이의 높이 차이는 컴포넌트(24)의 상위 표면(54) 위 컴포넌트(22)의 상위 표면(52)의 돌출부(120)로서 관찰가능할 수 있다. 접착제 층(28)(또는 다른 조립 단계 또는 공정)에서의 결함 또는 두께에서의 변형은 상위 표면(52)에서 표고를 달라지게 야기할 수 있다. 이들 표고 변형은 육안으로 보이거나 인간의 터치에 의해 분간가능할 수 있고 피검체(26)의 미용 매력을 떨어뜨릴 수 있다.

여기에서 갭(20) 및 돌출부(120)는 검사 스테이션(44)에 의해 조명 및 촬상될 수 있는 여러 다른 특징부에 대한 예로서 제시되고 있을 뿐임을 인식할 것이다. 더욱, 특징부는 하나 이상의 크랙, 범프, 갭, 융선, 트렌치, 홀, 슬롯, 텍스처, 표면 마감, 가시적 표지 등 또는 그 조합을 지칭할 수 있다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 여러 다른 특징부 중 2개 이상은 가로놓이는 표면 상에 위치결정된다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 여러 다른 특징부는 단일 방향으로부터는 충분히 보일 수 없다. 더욱, 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 여러 다른 특징부는 여러 다른 방향으로부터만 충분히 보일 수 있을 뿐이다.

도 7은 여러 다른 방향으로부터 피검체(26)의, 갭(20) 및 돌출부(120)와 같은, 다수의 특징부를 검사하도록 적응된 검사 시스템(44)의 대표적 실시예의 상부 평면도이다. 도 8은 여러 다른 촬상 영역(132a, 132b)에서 갭(20) 및 돌출부(120)의 영상을 포착하도록 동작가능한 촬상기(70)의 촬상 필드(130)의 예시도이다. 도 9a 및 도 9b는 여러 다른 방향으로부터 피검체(26)의, 갭(20) 및 돌출부(120)와 같은, 다수의 특징부를 검사하도록 적응된 검사 시스템(44)의 대안의 대표적 실시예의 상부도 및 측면도이다.

도 1, 도 2, 도 7, 도 8 및 도 9를 참조하면, 촬상기(70)(또는 대표적 촬상기(70₁-70₄)), 광원(76a, 76b), 및 (122a-122d와 같은) 하나 이상의 폴드 미러(122)는, 촬상기(70)의 촬상 필드(130)가 2개의 촬상 영역(132a, 132b)으로 분할되도록, 각각의 촬상기(70)의 시야(80)가 갭(20)과 돌출부(120) 양자의 영상을 포착하게 동작가능하도록 위치결정될 수 있다(즉, 픽셀의 어레이가 복수의 촬상 영역(132)으로 분할되며 여기서 촬상 영역(132a)은 돌출부(120)의 영상을 포착하도록 동작가능하고 그리고 촬상 영역(132b)은 갭(20)의 영상을 포착하도록 동작가능하다). 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 촬상기(70)는, 도 9에 도시된 바와 같은, (예를 들어, 시야(80)가 직각 또는 준 직각 관점으로부터 갭(20)을 포착하도록) 갭(20)의 직접 시야(80), 및 돌출부(120)의 간접 시야(80)를 갖도록 위치결정될 수 있다. 그러한 실시예에 있어서, 하나 이상의 폴드 미러(122)는, 예를 들어, 그것이 직각 또는 준 직각 관점으로부터 돌출부(120)를 포착하도록 시야(80)의 (절반과 같은) 일부를 가로채도록 위치결정된다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 돌출부(120)는 갭(20)을 조명 및 분석하도록 사용된 기술과 유사한 방식으로 조명 및 분석될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 선택사항인 부가적 광원(76a, 76b)은 그것이 시야(80) 내 컴포넌트(24)의 인접하는 외측 표면(126)을 실질적으로 조명함이 없이 시야(80) 내 컴포넌트(22)의 측벽(32)의 돌출부(120)만을 실질적으로 조명하도록 방향성 광을 제공하도록 채용될 수 있다. 더욱, 방향성 광은 그것이 측벽(32, 36)의 각각의 평면 사이에서만 시야(80)를 가로채게 되도록 소정 각도로 시야(80)에 들어갈 수 있다. 이러한 방식으로, 돌출부(120)는 시야(80) 내 외측 표면(126)을 실질적으로 조명함이 없이 조명될 수 있다. 어두운 배리어(118)는 돌출부(120)의 각각의 측면이 어둡게 보이고 돌출부(120) 대비 높은 콘트라스트를 제공하도록 컴포넌트(22)의 표면(52) 위에 전파하는 방향성 광 중 어느 것(또는 전부)이라도 흡수하도록 위치결정될 수 있다. 단일 세트의 방향성 광원(76a, 76b)이 채용될 수 있음과 폴드 미러(들)(122)(또는 부가적 폴드 미러)가 그들이 소망 방향으로부터 갭(20) 및 돌출부(120)를 방향성 조명하도록 광원(76a, 76b)으로부터의 방사 패턴을 분할하도록 위치결정될 수 있음을 인식할 것이다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 촬상기(70)는 (예를 들어, 시야(80)가 직각 또는 준 직각 관점으로부터 돌출부(120)를 포착하도록) 돌출부(120)의 직접 시야(80), 및 갭(20)의 간접 시야(80)를 갖도록 위치결정될 수 있다. 그러한 실시예에 있어서, 하나 이상의 폴드 미러(들)(122)는, 예를 들어 도 7에 도시된 바와 같이, 그것이 직각 또는 준 직각 관점으로부터 갭(20)을 포착하도록 시야(80)의 (절반과 같은) 일부를 가로채도록 위치결정된다.

일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 갭(20) 및 돌출부(20)의 영상은 실질적으로 동시에든 순차적으로든 획득될 수 있다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 촬상기(70)는 별개의 촬상 영역(132a, 132b) 상의 동시적 영상을 포착할 수 있다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 촬상기(70)는 별개의 촬상 영역(132a, 132b) 상의 순차적 영상을 포착할 수 있거나, 촬상기(70)는 촬상 필드(130) 전체 상의 순차적 영상을 포착할 수 있다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 방향성 발광은 영상 포착과 조정하여 동일한 방향성 광원(76) 또는 별개의 광원(76)에 의해 동시에 또는 순차적으로 어떻게든 공급될 수 있다. 일부 부가적 또는 누적적 실시예에 있어서, 촬상기(70)와 연관된 하나 이상의 렌즈(128)는 순차적 영상 포착을 위해 초점 길이를 조절하도록 피검체(26)로 향하여 또는 그로부터 멀리 이동될 수 있다.

도 10은 여러 다른 방향으로부터 피검체(26)의, 2개의 상부 특징부, 2개의 측면 특징부 또는 상부 특징부와 측면 특징부와 같은, 다수의 특징부(140, 142)를 검사하도록 적응된 검사 시스템(44)의 다른 대안의 실시예의 상부도이다. 도 10을 참조하면, 촬상기(70)는 컴포넌트(24)의 바깥 코너의 관점을 갖도록 위치결정된다. 구체적으로, 촬상기(70)는 특징부(142)의 영상을 포착하도록 컴포넌트(24)의 바깥 표면(126)을 보는 관점을 갖고, 그 관점은 또한 미러(122)에서 특징부(140)의 반사를 본다.

소프트웨어 알고리즘은 분할된 촬상 영역(132a, 132b)으로부터 촬상된 특징부의 치수 및/또는 위치를 계산하도록 사용될 수 있다. 물체의 여러 다른 장소에서의 특징부(140, 142)를 촬상기(70)로부터 유사한 초점 거리에 있게 하기 위하여, 미러(들)(122)의 위치는 선택될 수 있는 것이 유익하다. 그리하여, 단일 촬상기(70)는 피검체(26)의 여러 다른 영역에 위치하는 여러 다른 유형의 특징부를 측정하도록 사용될 수 있다. 촬상 필드(130)는 2개보다 많은 촬상 영역(132)으로 분할될 수 있고, 촬상 영역(132)은 여러 다른 사이즈를 가질 수 있음을 유념한다. 예를 들어, 갭(20)을 포착하도록 채용된 촬상 영역(132)은 돌출부(120)를 포착하도록 채용된 것들보다 더 작을 수 있다. 더욱, 설명된 실시예는 촬상기 및 조명 컴포넌트의 수 및 비용을 최소화하면서 더 많고 정확한 검사 및 측정을 가능하게 한다.

도 11은 피검체(26) 상의 다수의 별개 위치에서의 다수의 특징부를 검사하도록 적응된 검사 시스템(44)의 다른 대안의 실시예의 상부도이다. 도 11을 참조하면, 피검체(26)는 어떠한 구성이라도 될 수 있고 동일하거나 다른 길이의 가변 수의 측면을 가질 수 있다. 촬상기(70)의 수 및/또는 분할된 촬상 필드(132) 및 미러(122)의 수는 피검체(26)의 가외 이동을 최소화하여 비용이 드는 모션 액추에이터(도시되지 않음)를 감축하거나 없애도록 조절될 수 있다.

여기에 제시된 실시예에서 대표적으로 기술된 바와 같은 검사 시스템(44)은 유익하게도 디바이스 특징부의 빠르고, 단순하고, 비용이 적게 드는 측정을 제공하도록 사용될 수 있다.

전술한 것은 본 발명의 실시예를 예시하는 것이며 그 제한으로 해석되어서는 아니된다. 수개의 특정 예시적 실시예가 설명되었지만, 당업자는 본 발명의 신규 교시 및 이점으로부터 실질적으로 벗어남이 없이 그 개시된 대표적 실시예에 대한 많은 수정은 물론 다른 실시예도 가능함을 쉽게 인식할 것이다.

따라서, 모든 그러한 수정은 청구범위에서 정의된 바와 같은 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다. 예를 들어, 당업자는, 그러한 조합이 상호 배타적인 경우를 제외하고는, 어느 문장 또는 문단의 주제 사항이라도 다른 문장 또는 문단 중 일부 또는 전부의 주제 사항과 조합될 수 있음을 인식할 것이다.

본 발명의 기저 원리로부터 벗어남이 없이 위에 기술된 실시예의 상세에 많은 변경이 이루어질 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다. 그래서, 본 발명의 범위는 이하의 청구범위와, 거기에 포함될 청구범위의 균등물에 의해 결정되어야 한다.

Claims

피검체의 제1 표면의 제1 에지에 인접하는 특징부의 제1 단축을 따르는 제1 치수를 측정하기 위한 방법으로서, 상기 제1 표면은 제1 평면을 갖고, 상기 특징부는 상기 제1 단축을 가로지르는 장축을 따르는 길이를 포함하고, 상기 특징부는 상기 장축 및 상기 제1 단축을 가로지르는 제2 단축을 따르는 제2 치수를 갖고, 상기 제2 치수는 상기 제1 표면으로부터 상기 특징부의 오목 표면까지 뻗고, 상기 특징부의 상기 오목 표면은 오목 평면을 갖고, 상기 방법은,
검사 구역의 시야를 갖는 촬상기를 채용하는 단계;
상기 특징부의 상기 제1 단축이 상기 촬상기의 상기 시야 내에 위치하게 되도록 검사 위치에 상기 피검체를 위치결정하는 단계;
상기 촬상기의 상기 시야에 들어가는 방향성 광의 다수 부분이 상기 오목 평면과 상기 제1 평면 사이에서 상기 시야 내로 전파하도록, 상기 특징부 상으로 상기 방향성 광을 전파하는 단계;
상기 특징부의 상기 오목 표면으로부터 반사된 광의 영상을 상기 촬상기로 포착하는 단계; 및
상기 특징부의 상기 제1 치수의 측정치의 결정을 용이하게 하기 위해 상기 특징부의 상기 오목 표면과 상기 피검체의 상기 표면 사이의 색상 및/또는 휘도에서의 차이를 분석하는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 표면은 제1 상위 표면이고, 상기 제1 평면은 제1 표고를 갖고, 상기 제1 치수는 폭이고, 상기 피검체는 상기 제1 에지로부터 이격된 제2 에지를 갖는 제2 상위 표면을 갖고, 상기 제2 상위 표면은 제2 표고를 갖는 제2 평면을 갖고, 상기 제2 치수는 깊이이고, 상기 특징부는 갭이고, 상기 오목 표면은 상기 갭의 저부이고, 상기 오목 평면은 저부 표고를 갖고, 상기 갭의 상기 저부 표면과 상기 피검체의 상기 제2 상위 표면 사이의 색상 및/또는 휘도에서의 차이도 분석되는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 방향성 광은 상기 오목 표면 상으로 집속되는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 특징부의 상기 제1 치수 및 상기 특징부의 상기 제2 치수는 상기 특징부의 상기 길이보다 더 짧은 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 특징부의 상기 제1 치수는 상기 특징부의 상기 제2 치수보다 더 짧은 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 촬상기는 행 및 열을 따르는 픽셀의 어레이를 포함하고, 상기 픽셀은 상기 영상의 그레이 스케일 또는 강도 정보를 전하고, 상기 차이를 분석하는 단계는 상기 제1 치수의 결정을 용이하게 하기 위해 상기 장축에 평행인 픽셀의 행에 의해 상기 그레이 스케일 또는 강도 정보를 그룹화하는 단계를 포함하는 방법.
제6항에 있어서, 상기 차이를 분석하는 단계는 상기 제1 치수의 결정을 용이하게 하기 위해 상기 장축에 평행인 상기 행을 따르는 픽셀에 의해 포착된 상기 그레이 스케일 또는 강도를 평균하는 단계를 포함하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 촬상기는 행 및 열을 따르는 픽셀의 어레이를 포함하고, 상기 장축을 따르는 상기 촬상기와 상기 피검체 사이의 상대적 이동이 상기 제1 치수의 결정을 용이하게 하기 위해 구현되는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 시야는 상기 촬상기로부터 뻗는 중심 촬상기 축을 갖고, 상기 방향성 광은 광원으로부터 뻗는 중심 발광 축을 갖고, 상기 발광 축은 상기 촬상기 축과 교차하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 방향성 광은 광원으로부터 뻗는 중심 발광 축을 갖고, 상기 발광 축은 상기 장축에 평행인 벡터 성분을 갖는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 시야는 상기 특징부의 상기 제1 단축과 공면인 폭 치수를 갖고, 상기 시야의 상기 폭 치수는 상기 특징부의 상기 제1 치수의 5배보다 더 짧은 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 방향성 광은 제1 광원으로부터 뻗는 제1 중심 발광 축을 갖고, 상기 방향성 광은 제2 광원으로부터의 제2 중심 발광 축을 갖고, 상기 제1 및 제2 발광 축은 서로 다른 방향으로부터 상기 특징부에 접근하고, 상기 제1 에지는 상기 제1 표면에 일반적으로 직각인 제1 측벽을 따르는 제1 벽 평면을 정의하고, 제2 표면의 제2 에지는 상기 제2 표면에 일반적으로 직각인 제2 측벽을 따르는 제2 벽 평면을 정의하고, 상기 제1 발광 축은 상기 제1과 제2 벽 평면 사이 제3 평면 내에 위치결정되고, 상기 제2 발광 축은 상기 제1과 제2 벽 평면 사이 제4 평면 내에 위치결정되고, 상기 제1 및 제2 발광 축은 상기 제1 또는 제2 표면에 관하여 직각이 아닌 각도로 배향되는 방법.
제12항에 있어서, 상기 제1 발광 축은 상기 제3 평면을 가로지르는 제5 평면 내에 위치결정되고, 상기 제2 발광 축은 상기 제4 평면을 가로지르는 제6 평면 내에 위치결정되고, 상기 제5 및 제6 평면은 상기 특징부의 상기 오목 표면 아래에서 서로 교차하는 방법.
제12항에 있어서, 상기 제1 발광 축은 상기 제3 평면을 가로지르는 제5 평면 내에 위치결정되고, 상기 제2 발광 축은 상기 제4 평면을 가로지르는 제6 평면 내에 위치결정되고, 상기 제5 및 제6 평면은 상기 특징부의 상기 오목 표면 위에서 서로 교차하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 피검체는 상기 제1 에지로부터 이격된 제2 에지를 갖는 제2 상위 표면을 갖고, 상기 제1 표면 및 상기 제2 상위 표면은 상기 특징부의 상기 오목 표면에 관하여 다른 표고를 갖는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 치수는 0 내지 500㎛인 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 치수는 500㎛ 내지 2㎜인 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 광원은 LED, 광섬유 또는 레이저를 포함하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 피검체는 가로질러 정렬되는 제1 및 제2 갭을 포함하는 복수의 특징부를 포함하고, 상기 방향성 광은 광원으로부터 전파하고, 상기 촬상기 및 상기 광원은 검사 모듈을 형성하고, 상기 제1 및 제2 갭은 별개의 검사 모듈에 의해 검사되는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 피검체는 가로질러 정렬되는 제1 및 제2 갭을 포함하는 복수의 특징부를 포함하고, 상기 영상을 포착하는 단계는 행 및 열을 따르는 픽셀의 어레이를 갖는 촬상기를 채용하고, 상기 픽셀의 어레이는 제1 및 제2 촬상 필드를 포함하는 복수의 촬상 필드로 분할되고, 상기 제1 촬상 필드는 상기 제1 갭의 제1 영상을 포착하고, 상기 제2 촬상 필드는 상기 제2 갭의 제2 영상을 포착하는 방법.
제2항에 있어서, 상기 제1 표면의 상기 제1 상위 표고는 상기 제2 표면의 상기 제2 상위 표고와 다르고, 제1과 제2 상위 표고 사이의 차이는 돌출부를 정의하고, 상기 영상을 포착하는 단계는 행 및 열을 따르는 픽셀의 어레이를 갖는 카메라를 채용하고, 상기 픽셀의 어레이는 제1 및 제2 촬상 필드를 포함하는 복수의 촬상 필드로 분할되고, 상기 제1 촬상 필드는 상기 갭의 상기 영상을 포착하고, 상기 제2 촬상 필드는 상기 돌출부의 제2 영상을 포착하고, 상기 제2 영상으로부터의 데이터는 상기 제1과 제2 표고 사이의 높이 차이를 결정하도록 사용되는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 촬상기의 상기 시야를 조명하는 상기 방향성 광의 상기 다수 부분은 상기 오목 표면과 상기 제1 표면 사이에서 상기 시야 내로 전파하는 방법.
피검체의 제1 상위 표면의 제1 에지와 제2 상위 표면의 제2 에지 사이의 갭의 제1 단축을 따르는 폭을 측정하기 위한 시스템으로서, 상기 제1 상위 표면은 제1 상위 표고를 갖고, 상기 제2 상위 표면은 제2 상위 표고를 갖고, 상기 갭은 상기 제1 단축을 가로지르는 장축을 따르는 길이를 포함하고, 상기 갭은 상기 장축 및 상기 제1 단축을 가로지르는 제2 단축을 따르는 깊이를 갖고, 상기 깊이는 상기 제1 또는 제2 상위 표면 중 적어도 하나로부터 상기 갭의 저부까지 뻗고, 상기 갭의 상기 저부는 저부 표고를 갖고, 상기 폭 및 깊이는 상기 길이보다 더 짧고, 상기 시스템은,
상기 갭의 상기 저부로부터 반사된 광의 영상을 포착하기 위한, 검사 구역의 시야를 갖는, 촬상기;
상기 갭의 상기 저부에 조명하기 위해 방향성 광을 방출하도록 동작가능한 발광 시스템으로서, 상기 시야에 들어가는 상기 방향성 광의 다수 부분이 상기 저부 표고와 상기 제1 상위 표고 또는 상기 제2 상위 표고 사이에서 상기 시야에 들어가게 지향되도록 상기 방향성 광을 상기 촬상기의 상기 시야에 들어가게 지향시키도록 동작가능한 상기 발광 시스템;
상기 갭의 상기 제1 단축이 상기 촬상기의 상기 시야 내에 위치하게 되도록 검사 위치에 상기 피검체를 위치결정하도록 동작가능한 피검체 위치결정 메커니즘; 및
상기 갭의 상기 폭의 측정치의 결정을 용이하게 하기 위해 상기 저부 표면과 상기 제1 및 제2 상위 표면 사이의 색상 및/또는 휘도에서의 차이를 분석하도록 동작가능한 프로세싱 회로를 포함하는 시스템.
제23항에 있어서, 상기 갭의 상기 폭은 상기 갭의 상기 깊이보다 더 짧은 시스템.
제23항 또는 제24항에 있어서, 상기 갭의 상기 폭은 0 내지 500㎛이고, 상기 갭의 상기 깊이는 500㎛ 내지 2㎜인 시스템.
제23항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 촬상기는 행 및 열을 따르는 픽셀의 어레이를 포함하고, 상기 픽셀은 상기 영상의 그레이 스케일 또는 강도 정보를 전하고, 상기 프로세싱 회로는 상기 제1과 제2 에지 사이의 간격의 결정을 용이하게 하기 위해 상기 장축에 평행인 픽셀의 행에 의해 상기 그레이 스케일 또는 강도 정보를 그룹화하도록 동작가능한 시스템.
제23항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 촬상기는 행 및 열을 따르는 픽셀의 어레이를 포함하고, 상기 픽셀은 상기 영상의 그레이 스케일 또는 강도 정보를 전하고, 상기 프로세싱 회로는 상기 제1과 제2 에지 사이의 간격의 결정을 용이하게 하기 위해 상기 장축에 평행인 픽셀의 행에 의해 상기 그레이 스케일 또는 강도 정보를 평균하도록 동작가능한 시스템.
제23항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장축을 따라 상기 피검체 또는 카메라 중 어느 하나를 이동시키도록 동작가능한 스테이지를 더 포함하는 시스템.
제23항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광 시스템은 상기 갭의 상기 제1 및 제2 에지에 직각인 대향 측면으로부터 상기 갭 내로 방향성 발광을 제공하도록 동작가능한 시스템.
제23항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광 시스템은 제1 광원으로부터의 제1 발광 축을 포함하고, 상기 발광 시스템은 제2 광원으로부터 상기 갭의 상기 저부까지 선형으로 뻗는 제2 발광 축을 따라 방향성 광을 방출하기 위한 상기 제2 광원을 포함하고, 상기 제1 및 제2 발광 축은 서로 다른 방향으로부터 상기 갭에 들어가도록 위치결정되고, 상기 제1 에지는 상기 제1 표면에 일반적으로 직각인 제1 평면을 정의하고, 상기 제2 에지는 상기 제2 표면에 일반적으로 직각인 제2 평면을 정의하고, 상기 제1 발광 축은 상기 제1과 제2 평면 사이 제3 평면 내에서 뻗도록 위치결정되고, 상기 제2 발광 축은 상기 제1과 제2 평면 사이 제4 평면 내에서 뻗도록 위치결정되고, 상기 제1 및 제2 발광 축은 상기 제1 또는 제2 표면에 관하여 직각이 아닌 각도로 배향되는 시스템.
제30항에 있어서, 상기 제1 발광 축은 상기 제3 평면을 가로지르는 제5 평면 내에 위치결정되고, 상기 제2 발광 축은 상기 제4 평면을 가로지르는 제6 평면 내에 위치결정되고, 상기 제5 및 제6 평면은 상기 갭의 상기 저부 아래에서 서로 교차하는 시스템.
제30항에 있어서, 상기 제1 발광 축은 상기 제3 평면을 가로지르는 제5 평면 내에 위치결정되고, 상기 제2 발광 축은 상기 제4 평면을 가로지르는 제6 평면 내에 위치결정되고, 상기 제5 및 제6 평면은 상기 갭의 상기 저부 위에서 서로 교차하는 시스템.
제23항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원은 LED, 광섬유 또는 레이저를 포함하는 시스템.
제23항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피검체는 가로질러 정렬되는 제1 및 제2 갭을 포함하는 복수의 갭을 포함하고, 상기 촬상기 및 상기 발광 시스템은 검사 모듈을 형성하고, 상기 제1 및 제2 갭은 별개의 검사 모듈에 의해 검사되는 시스템.
제23항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피검체는 가로질러 정렬되는 제1 및 제2 갭을 포함하는 복수의 갭을 포함하고, 상기 촬상기는 행 및 열을 따르는 픽셀의 어레이를 포함하고, 상기 픽셀의 어레이는 제1 및 제2 촬상 필드를 포함하는 복수의 촬상 필드로 분할되고, 상기 제1 촬상 필드는 상기 제1 갭의 제1 영상을 포착하도록 동작가능하고, 상기 제2 촬상 필드는 상기 제2 갭의 제2 영상을 포착하도록 동작가능한 시스템.
제23항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1과 제2 상위 표고는 다르고, 상기 제1과 제2 상위 표고 사이의 차이는 돌출부를 정의하고, 상기 촬상기는 행 및 열을 따르는 픽셀의 어레이를 포함하고, 상기 픽셀의 어레이는 제1 및 제2 촬상 필드를 포함하는 복수의 촬상 필드로 분할되고, 상기 제1 촬상 필드는 상기 갭의 상기 영상을 포착하도록 동작가능하고, 상기 제2 촬상 필드는 상기 돌출부의 제2 영상을 포착하도록 동작가능하고, 상기 제2 영상으로부터의 데이터는 상기 제1과 제2 표고 사이의 높이 차이를 결정하도록 동작가능한 시스템.
피검체의 제1 상위 표면의 제1 에지와 제2 상위 표면의 제2 에지 사이의 갭의 제1 단축을 따르는 폭을 측정하기 위한 방법으로서, 상기 제1 상위 표면은 제1 상위 표고를 갖고, 상기 제2 상위 표면은 제2 상위 표고를 갖고, 상기 갭은 상기 제1 단축을 가로지르는 장축을 따르는 길이를 포함하고, 상기 갭은 상기 장축 및 상기 제1 단축을 가로지르는 제2 단축을 따르는 깊이를 갖고, 상기 깊이는 상기 상위 표면 중 적어도 하나로부터 상기 갭의 저부까지 뻗고, 상기 갭의 상기 저부는 저부 표고를 갖고, 상기 방법은,
검사 구역의 시야를 갖는 촬상기를 채용하는 단계;
상기 갭의 상기 제1 단축이 상기 촬상기의 상기 시야 내에 위치하게 되도록 검사 위치에 상기 피검체를 위치결정하는 단계;
상기 촬상기의 상기 시야에 들어가는 방향성 광의 다수 부분이 상기 저부 표고와 상기 제1 상위 표고 또는 상기 제2 상위 표고 사이에서 상기 시야 내로 전파하도록, 상기 갭 내로 상기 방향성 광을 전파하는 단계;
상기 갭의 상기 저부로부터 반사된 광의 영상을 상기 촬상기로 포착하는 단계; 및
상기 갭의 상기 폭의 측정치의 결정을 용이하게 하기 위해 상기 저부와 상기 상위 표면 사이의 색상 및/또는 휘도에서의 차이를 분석하는 단계를 포함하는 방법.
피검체의 제1 표면의 제1 에지에 인접하는 제1 특징부의 제1 단축을 따르는 제1 치수를 측정하기 위한 그리고 상기 피검체의 제2 표면의 제2 에지에 인접하는 제2 특징부의 제3 단축을 따르는 제3 치수를 측정하기 위한 방법으로서, 상기 제1 표면은 제1 평면을 갖고, 상기 제1 특징부는 상기 제1 단축을 가로지르는 제1 장축을 따르는 제1 길이를 포함하고, 상기 제1 특징부는 상기 제1 장축 및 상기 제1 단축을 가로지르는 제2 단축을 따르는 제2 치수를 갖고, 상기 제2 치수는 상기 제1 표면으로부터 상기 제1 특징부의 제1 오목 표면까지 뻗고, 상기 제1 특징부의 상기 제1 오목 표면은 제1 오목 평면을 갖고, 상기 제2 표면은 제2 평면을 갖고, 상기 제2 특징부는 상기 제3 단축을 가로지르는 제2 장축을 따르는 제2 길이를 포함하고, 상기 제2 특징부는 상기 제2 장축 및 상기 제3 단축을 가로지르는 제4 단축을 따르는 제4 치수를 갖고, 상기 제4 치수는 상기 제2 표면으로부터 상기 제2 특징부의 제2 오목 표면까지 뻗고, 상기 제2 특징부의 상기 제2 오목 표면은 제2 오목 평면을 갖고, 상기 제1과 제2 오목 평면은 가로놓이고, 상기 방법은,
검사 구역의 시야를 갖는 촬상기를 채용하는 단계;
상기 제1 특징부의 상기 제1 단축이 상기 촬상기의 상기 시야 내에 위치하게 되도록 검사 위치에 상기 피검체를 위치결정하는 단계;
상기 제2 특징부의 상기 제3 단축이 상기 촬상기의 상기 시야의 전향된 일부 내에 위치하게 되도록 상기 시야의 상기 일부를 전향하도록 미러를 채용하는 단계;
상기 제1 및 제2 특징부 상으로 방향성 광을 전파하는 단계;
상기 촬상기의 제1 촬상 영역 상의 상기 제1 특징부의 상기 제1 오목 표면으로부터 반사된 광의 제1 영상을 상기 촬상기로 포착하는 단계;
상기 촬상기의 제2 촬상 영역 상의 상기 제2 특징부의 상기 제2 오목 표면으로부터 반사된 광의 제2 영상을 상기 촬상기로 동시에 또는 순차적으로 포착하는 단계;
상기 제1 특징부의 상기 제1 치수의 제1 측정치의 결정을 용이하게 하기 위해 상기 제1 특징부의 상기 제1 오목 표면과 상기 피검체의 상기 제1 표면 사이의 색상 및/또는 휘도에서의 차이를 분석하는 단계; 및
상기 제2 특징부의 상기 제3 치수의 제2 측정치의 결정을 용이하게 하기 위해 상기 제2 특징부의 상기 제2 오목 표면과 상기 피검체의 상기 제2 표면 사이의 색상 및/또는 휘도에서의 차이를 분석하는 단계를 포함하는 방법.