KR20190002637A - 표면 검사 시스템 및 표면 검사 방법 - Google Patents

표면 검사 시스템 및 표면 검사 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 검사 영역 (20) 에 존재하는 시트 엘리먼트들 (4) 의 표면을 검사하는 표면 검사 시스템 (10) 에 관한 것이고, 표면 검사 시스템은 이미지 평가 유닛 (18), 카메라 (12), 다크-필드 조명기 (14) 및 브라이트-필드 조명기 (16) 를 포함하고, 이미지 평가 유닛 (18) 은 다크-필드 조명 조건들 하에서 캡처되는 라인 이미지로부터, 브라이트-필드 조명 조건들 하에서 캡처되는 라인 이미지를 감산하도록 구성된다. 본 발명은 추가로, 시트 엘리먼트 프로세싱 머신을 통하여 이동되는 시트 엘리먼트 (4) 상에서 높은 반사성 표면 영역들을 식별하는 방법으로서, 먼저, 뷰잉 영역 (20) 에서의 시트 엘리먼트 (4) 의 표면의 라인 이미지 (I16) 가 브라이트-필드 조명 조건들 하에서 캡처되고 뷰잉 영역 (20) 에서의 시트 엘리먼트 (4) 의 동일한 평면의 라인 이미지 (I14) 가 다크-필드 조명 조건들 하에서 캡처되며, 그 후, 2 개의 라인 이미지들 (I14, I16) 이 비교되고 특히, 서로 감산되고, 표면은 2 개의 라인 이미지들 (I14, I16) 사이의 차이 (Sn) 가 미리 정의된 임계값 위에 있다면 반사성인 것으로서 식별된다.

Description

표면 검사 시스템 및 표면 검사 방법
본 발명은 검사 영역에 존재하는 시트 엘리먼트들의 표면을 검사하는 표면 검사 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 또한 시트 엘리먼트 프로세싱 머신을 통하여 이동되는 시트 엘리먼트 상의 고반사성 표면 영역들을 식별하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히 시트 엘리먼트 프로세싱 머신에서의 품질 제어 스테이션에서 구현될 수 있다.
용어 "시트 엘리먼트 프로세싱 머신"은 여기에서 시트 엘리먼트들, 이를 테면, 페이퍼, 카드보드, 플라스틱 포일 또는 유사한 재료들을 프로세싱하는데 이용되는 임의의 머신, 특히, 프린팅 머신들, 코팅 머신들, 라미네이트 머신들 및 변환 머신들 (예를 들어, 컷팅, 스탬핑, 폴딩 및/또는 접착 머신들) 을 포함하도록 의도된다.
시트 엘리먼트 상에는, 고반사성 ("광택이 있는") 표면들이 포일, 홀로그램들, 바니시 또는 유사한 구조체들의 존재의 결과로서 존재할 수 있다. 많은 품질 체크들은 다른 엘리먼트에 대하여 한 엘리먼트의 포지션을 체크하는 것에 기초하기 때문에, 많은 이유들로, 시트 엘리먼트 상에서 엠보싱된 구조체의 포지션을 결정가능한 것이 바람직하다. 그러나, 예를 들어, 시트 엘리먼트 프로세싱 머신을 통하여 15m/s 까지의 속도로 이동되는 시트 엘리먼트 상에서 광택이 있는 표면들의 포지션을 검출하는 것은 쉬운 작업이 아니다.
따라서, 본 발명의 목적은 시트 엘리먼트 프로세싱 머신을 통하여 이동되고 있는 시트 엘리먼트 상에서 광택이 있는 표면들의 포지션을 신뢰성있게 검출할 수 있는 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 실현하기 위하여, 본 발명은 검사 영역에 존재하는 시트 엘리먼트들의 표면을 검사하는 표면 검사 시스템을 제공하며, 이 표면 검사 시스템은 이미지 평가 유닛, 카메라, 다크-필드 조명기 및 브라이트-필드 조명기를 포함하고, 이미지 평가 유닛은 다크-필드 조명 조건들 하에서 캡처되는 라인 이미지로부터, 브라이트-필드 조명 조건들 하에서 캡처되는 라인 이미지를 비교하도록 구성된다. 이 목적은 또한, 시트 엘리먼트 프로세싱 머신을 통하여 이동되는 시트 엘리먼트 상에서, 특히 위에 정의된 시스템을 이용하여 고반사성 표면 영역들을 식별하는 방법으로 실현되며, 여기에서, 뷰잉 영역에서의 시트 엘리먼트의 표면의 라인 이미지가 브라이트-필드 조명 조건들 하에서 캡처되고 뷰잉 영역에서의 시트 엘리먼트 (4) 의 동일한 평면의 라인 이미지가 다크-필드 조명 조건들 하에서 캡처되며, 그 후, 2 개의 라인 이미지들 (I14, I16) 이 비교되고 예를 들어, 서로 감산되고, 표면은 2 개의 라인 이미지들 사이의 차이가 미리 정의된 임계값 위에 있다면 반사성인 것으로서 식별된다.
본 발명은 한편으로 Lambertian 확산기와 같이 확산 반사하는 표면들 (예를 들어, 화이트 페이퍼) 을 조명하고 다른 한편으로 광택이 있는 표면들 (예를 들어, 포일, 홀로그램 또는 바니시) 을 조명할 때 관찰될 수 있는 반사성에서의 차이의 이점을 취하는 일반적인 개념에 기초한다. 조명기들이 확산 반사하는 표면을 조명할 때, 카메라에 의해 캡처된 라인 이미지의 강도는 (대략) 동일하다. 조명기들이 고 반사성 표면을 조명할 때, 카메라에 의해 보여지는, 브라이트-필드 조명기로부터 기원하는 광의 강도는 다크-필드 조명기로부터 기원하는 광의 강도보다 훨씬 더 높다. 이 차이는 고속으로 이동되고 있는 시트 엘리먼트에서의 경우에도 비교적 쉽게 검출될 수 있다.
카메라는 2D 카메라 (에어리어 카메라) 일 수 있다. 그러나, 프로세싱될 데이터의 양의 관점에서, 라인 카메라를 이용하는 것이 선호된다.
카메라가 바람직하게 라인 카메라인 관점에서, 용어 "라인 이미지" 는 다음에서, 카메라에 의해 캡처된 이미지들을 지칭할 때 이용된다. 그러나, 카메라가 에어리어 카메라이면, 카메라에 의해 캡처된 라인 이미지는 단일의 라인만으로 구성되는 것이 아니라 복수의 라인들로 구성된다.
바람직한 실시형태에 따르면, 다크-필드 조명기는 LED들의 단일 로우를 포함하고, 단일 로우를 따라 2 개의 대향하여 배열된 리플렉터들이 제공된다. 따라서, 다크-필드 조명기는 임의의 급격한 반사성 영역이 반사성 다크-필드 조명기에 의해 조명될 때 브라이트로서 나타나는 것을 방지하기 위하여 정반사성인 것과는 먼 광을 제공한다.
브라이트-필드 조명기는 바람직하게 병렬로 배열된 LED들의 복수의 로우들을 포함한다. 상이한 로우들은 상이한 광학 평면들로 배열되어, 뷰잉 영역에서의 시트 엘리먼트의 표면이 완전한 평면이 아닌 경우에도 카메라를 향하여, 클로즈-투-정반사성 반사 조건들 하에서 직접 반사되는 일부 광이 항상 존재하게 될 것이다. 따라서, 브라이트-필드 조건들은 시트 엘리먼트 상에서 심지어 급격한 영역들에 대해 유지된다.
확산 반사하는 표면을 갖는 시트 엘리먼트가 검사될 때 다크-필드 조명기로부터 기원하는 광의 강도가, 카메라에서, 브라이드-필드 조명기로부터 기원하는 광의 강도와 동일하면, 브라이트-필드 조명 하에서 캡처되는 라인 이미지는 다크-필드 조명 하에서 캡처되는 라인 이미지와 매우 쉽게 비교될 수 있다. 라인 이미지들을 서로 감산하는 것에 의해 비교가 행해지면, 반사성이 아닌 표면 부분들에 대하여 그 결과는 제로이다.
바람직한 실시형태에서, 다크-필드 조명기의 광학 평면은 뷰잉 영역의 배향에 직교하는 평면에 대하여 대략 45° 의 각도로 배열되고, 브라이트-필드 조명기의 광학 평면은 뷰잉 영역의 배향에 직교하는 평면에 대하여 대략 30° 의 각도로 배열되고, 카메라의 뷰잉 평면은 뷰잉 영역의 배향에 직교하는 평면에 대하여 대략 20° 의 각도로 배열된다. 이 배열은 양호한 결과를 가져오는 것으로 입증되었다.
시트 엘리먼트 상의 광택이 있는 표면들의 포지션을 결정할 때 원하는 결정을 실현하는 관점에서, 카메라는 검사되는 시트 엘리먼트의 표면에서, 0.05 내지 0.6 mm 의 범위에서 그리고 바람직하게는 0.1 mm 의 정도에서의 분해능을 갖는다. 보다 높은 분해능도 일반적으로 가능하지만, 더 많은 데이터가 분석될 필요가 있는 결과를 초래한다.
시트 엘리먼트 상의 광택이 있는 표면들 상의 포지션을 결정하기 위하여, 이들 강도와 관련하여 2 개의 라인 이미지들을 비교하면 충분하다.
이미지들은 x 방향 및 y 방향 양쪽에서 광택이 있는 표면들의 포지션에 대한 정밀한 정보를 획득하기 위하여 픽셀마다 그리고 라인마다 비교될 수 있다.
대안으로서, 다크-필드 조명 하에서 캡처된 라인 이미지들에 기초하여 복원된 이미지가 형성되고, 브라이트-필드 조명 조건들 하에서 캡처된 라인 이미지들에 기초하여 복원된 이미지가 형성되고, 복원된 이미지들을 비교하는 것에 의해 반사성 표면들이 식별된다. 이 비교는 전체 복원된 이미지들에 대해 또는 선택된 부분들에 대해서만 이루어질 수 있다.
시트 엘리먼트는 1 내지 15 m/s 정도의 속도로 표면 검사 시스템에 대하여 이동된다. 원하는 정밀도로 x 방향에서의 포지션의 결정을 허용하기 위하여, 카메라가 10,000 개 라인 이미지들/s 보다 더 많이 그리고 바람직하게는 40,000 개 라인 이미지들/s 보다 더 많이 캡처하도록 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명은 이하 첨부된 도면들에 도시된 바람직한 실시형태를 참조하여 설명된다. 도면에서,
- 도 1 은 시트 엘리먼트 프로세싱 머신의 품질 제어 시테이션에서 채택된 본 발명의 실시형태에 따른 표면 검사 시스템을 측면도로 개략적으로 도시한다.
- 도 2 는 도 1 의 표면 검사 시스템을 상부면도로 개략적으로 도시한다.
- 도 3 은 도 1 의 표면 검사 시스템을 보다 상세하게 개략적으로 도시한다.
- 도 4 는 표면 검사 시스템의 카메라에 의해 캡처된 상이한 라인 이미지들, 및 라인 이미지들의 비교의 결과를 개략적으로 도시한다.
- 도 5 는 카메라에 의해 캡처된 상이한 라인 이미지들을 개략적으로 도시한다.
- 도 6 은 상이한 조명 조건들 하에서 캡처된 라인 이미지들에 기초하여 복원된 이미지들이 생성되는 방법을 개략적으로 도시한다.
도 1 에서, 시트 엘리먼트 프로세싱 머신에 채택된 품질 제어 스테이션 (2) 이 개략적으로 도시되어 있으며, 시트 엘리먼트 프로세싱 머신 중에 컨베이터 테이블들 (3) 을 볼 수 있다. 시트 엘리먼트 프로세싱 머신은 화살표의 방향 (A) 으로 수송되는 시트 엘리먼트들 (4) 을 프로세싱할 수 있다. 시트 엘리먼트들 (4) 은 페이퍼, 카드보드, 플라스틱 포일 또는 유사한 재료의 시트들일 수 있거나 또는 이들은 더 긴 웨브의 형태에 있을 수 있다. 시트 엘리먼트 프로세싱 머신은 프린팅 머신, 스탬핑 머신, 라미네이팅 머신, 폴딩 머신, 접착 머신 등일 수 있다.
품질 제어 스테이션 (2) 은 시트 엘리먼트들 (4) 의 품질을 제어하기 위하여 이용된다. 특히, 품질 제어 스테이션 (2) 은 시트 엘리먼트들 (4) 의 표면 상에서 "광택이 있는 부분들" 의 포지션을 결정하기 위하여 이용된다. "광택이 있는 부분들" 은 고 반사성 표면을 가진 부분들이다. 이러한 광택이 있는 부분들에 대한 예들은 시트 엘리먼트 (4) 상에 존재하는 홀로그램, 포일 및/또는 바니시이다.
품질 제어 스테이션은 표면 검사 시스템 (10) 을 포함한다. 표면 검사 시스템 (10) 은 카메라 (12), 다크-필드 조명기 (14), 브라이트-필드 조명기 (16), 및 이미지 평가 유닛 (18) 을 포함한다.
카메라 (12) 는 시트 엘리먼트 프로세싱 머신의 전체 폭에 걸쳐 방향 (A) 에 직교하여 연장되는 뷰잉 영역의 라인 이미지 (관심 대상의 라인)(20) 를 캡처하도록 구성된다. 이는 뷰잉 영역 내의 시트 엘리먼트들 (4) 의 표면에 직교하는 메디안 평면 (M) 에 대하여 대략 20° 의 각도로 배열된다.
다크-필드 조명기 (14) 는 뷰잉 영역 (20) 을 조명하도록 구성된다. 다크-필드 조명기 (14) 의 광학 평면은 메디안 평면에 대하여 대략 45° 의 각도로 배열된다.
다크-필드 조명기 (14) 는 일반적으로 임의의 유형의 것으로 이루어질 수 있다. 특정 실시형태에서, 이는 서로 인접하여 배열된 LED들의 로우를 포함하고, 2 개의 리플렉터가 LED들의 로우를 따라 서로 대향하여 배열되어 있다. 이 유형의 조명기는 그 높이에서의 변동들에도 불구하고 일정한 강도로 뷰잉 영역 (20) 에서 시트 엘리먼트들 (4) 의 표면을 조명하기 위해 이용될 수 있다.
브라이트-필드 조명기 (16) 는 또한 뷰잉 영역 (20) 을 조명하도록 구성된다. 브라이트-필드 조명기 (16) 의 광학 평면은 메디안 평면에 대하여 대략 30° 의 각도로 배열된다.
브라이트-필드 조명기 (16) 는 일반적으로 임의의 유형의 것으로 이루어질 수 있다. 특정 실시형태에서, 서로 인접하여 배열된 수개의 LED들의 평행한 로우들을 포함하고, 각각의 로우는 뷰잉 영역 (20) 을 조명하도록 구성된다. 이 유형의 조명기는 뷰잉 영역 (20) 에 대하여 상이한 방향들로 광을 보내기 위하여 상이한 애플리케이션들에 이용될 수 있다.
추가로, 확산기는 균일한 브라이트-필드 조명기를 갖기 위하여 뷰잉 영역 (20) 으로부터 보여질 때 균일한 방사휘도를 보장하기 위하여 이용될 수 있다.
조명기 (14) 가 다크-필드 조명기로서 이용되고 있다는 사실에 관점에서, 이는 카메라 (12) 와 동일한 메디안 평면 (M) 측에 배열된다. 그러나, 조명기 (16) 는 이것이 브라이트-필드 조명기로서 이용되기 때문에, 메디안 평면 (M) 의 대향하는 측들에 배열된다. 특정 환경들에 의존하여, LED들의 상이한 로우들 중 하나만을 이용하는 것이 가능하며, 이 로우들 중 하나는 20° 에 가까운 각도만큼 메디안 평면 (M) 에 대하여 경사진 광학 평면을 갖는다. 즉, 이는 카메라 (12) 가 시트 엘리먼트 (4) 의 표면 상에서 정반사성 반사 조건들 하에서 볼 수 있는 LED들의 로우이다. 대안으로서, 브라이트-필드 조명기 (16) 의 LED들의 수개의 로우들이 이용되고, 로우들 중 일부 로우의 광학 평면은 카메라 (12) 가 메디안 평면 (M) 에 대하여 배열되는 각도와는 상이한 각도들로 경사져 있다.
여기에서 중요한 점은 시트 엘리먼트 (4) 의 확산 반사하는 표면으로부터 카메라 (12) 로 반사된 광의 강도가 양쪽 조명기들에 대하여 동일하도록 다크-필드 조명기 (14) 및 브라이드-필드 조명기 (16) 의 파워가 설정 또는 제어되는 것이다. 즉, 브라이트-필드 조명기 (16) 로부터 기원하여 뷰잉 영역 (20) 에서의 시트 엘리먼트 (4) 의 확산 반사하는 표면 상에 반사된 다음 카메라 (12) 에 의해 수신된 광의 강도는 다크-필드 조명기 (14) 로부터 기원하여 뷰잉 영역 (20) 에서의 시트 엘리먼트 (4) 의 동일한 확산 반사하는 표면 상에 반사된 다음 카메라 (12) 에 의해 수신된 반사 광의 강도와 동일하다.
확산 반사하는 표면은 페이퍼 또는 카드보드일 수 있다.
품질 검사 스테이션 (2) 을 통하여 이동되는 시트 엘리먼트들의 표면을 검사하기 위하여, 양쪽 조명기들 (14, 16) 은 차례대로 활성화되고 카메라 (12) 는 각각의 조명 상황에 대해 라인 이미지를 캡처한다. 이들 라인 이미지들은 이미지 평가 유닛 (18) 에 의해 평가된다. 라인 이미지들은 특히 서로 감산될 수 있다.
시트 엘리먼트들 (4) 상의 광택이 있는 표면 부분들의 포지션을 결정하는 방법이 도 4 를 참조하여 이하 설명될 것이며, 도 4 는 당해 이미지 평가를 기초로 하여 기본 원리를 이해하는 것을 돕는다.
도 4 는 카메라 (12) 에 의해 캡처된 라인 이미지의 상부 절반을 개략적으로 도시한다. 이 예에서, 각각의 라인 이미지는 12 개의 픽셀 폭들인 것으로서 도시된다. 실제로, 뷰잉 영역 (20) 의 전체 폭을 커버하는 라인 이미지는 카메라 (12) 가 0.05 mm 내지 0.3 mm 정도, 그리고 바람직하게 0.1 mm 정도의 분해능을 시트 엘리먼트들의 표면의 레벨에서의 뷰잉 영역에서 가질 때 수 천 개의 픽셀들로부터 수 만 개의 픽셀들로 구성될 것이다.
라인 이미지들은 여기에서 짝을 이루어 캡처되고, 제 1 라인 이미지 (I14) 가 다크-필드 조명 하에서 다크-필드 조명기 (14) 에 의해 캡처되고, 라인 이미지 (I16) 가 브라이트-필드 조명기 (16) 에 의해 브라이트-필드 조명 하에서 캡처된다. 명백하게 이는 다른 방식으로 또한 이루어질 수 있다.
라인 이미지들이 캡처되는 최대 레이트는 조명기들 (14, 16) 이 스위치 온 및 오프될 수 있는 레이트에 의존한다. 80 kHz 까지의 레이트들이 가능하다. 따라서, 카메라 (12) 는 초당 80,000 개의 라인 이미지들을 캡처한다.
라인 이미지들 (I14, I16) 의 제 1 쌍은 확산 반사하는 뷰잉 영역 (20) 에서의 표면으로부터 캡처된다. 양쪽 조명기들의 파워가 카메라 (12) 에서 동일한 강도를 초래하도록 조정되었을 때, 양쪽 라인 이미지들이 동일하다. 이는 여기에서, 캡처된 광의 낮은 강도를 의미하는 비어있는 라인 이미지의 픽셀들에 의해 표시된다.
도 4 의 하부 절반에는, 이미지 평가 유닛 (18) 에 의해 수행된 이미지 평가의 결과가 도시된다. 여기에서, 라인 이미지들은 서로 감산된다. 라인 이미지들이 동일하기 때문에, 감산의 결과는 각각의 픽셀마다 제로이다. 이는 여기에서 감산된 이미지 (S1) 에서 비어있는 픽셀들로 표시된다.
라인 이미지들 (I14, I16) 의 제 2 쌍은 여기에서 4 개의 픽셀 폭인 고반사성 부분, 예를 들어, 스탬핑된 금속성 포일을 갖지만 대부분의 폭에 대하여 확산 반사하는 뷰잉 영역 (20) 에서의 표면으로부터 캡처된다. 그 결과, 카메라 (12) 는 다크-필드 조명기 (14) 에 의해 조명될 때, 광이 카메라로부터 멀리 반사되기 때문에 이전보다 훨씬 더 낮은 강도를 캡처한다. 라인 이미지 (I14) 의 픽셀들이 따라서 비어 있다. 그러나, 브라이트-필드 조명기 (16) 에 의해 조명될 때, 카메라 (12) 는 광의 적어도 일부가 카메라를 향하여 직접 반사되기 때문에 높은 강도를 캡처한다. 따라서, 스탬핑된 금속성 포일이 광을 반사하는 4 개의 픽셀들은 높은 강도를 의미하기 위하여 블랙으로 도시된다.
2 개의 라인 이미지들이 서로 감산될 때, 확산 반산 하에서 조명되었던 이들 픽섹들에 대해 다시 그 결과가 제로로 된다. 그러나, 홀로그램의 영역에서의 픽셀들에 대해, 감산은 (2 개의 라인 이미지들이 서로 감산된 정도에 의존하여 양 또는 음으로) 높은 값을 가져온다. 이 높은 값은 감산된 이미지 (S2) 에서 블랙 픽셀들로 표시된다.
라인 이미지들 (I14, I16) 의 제 3 쌍에 대해, 상황은 이전과 동일하며, 여기에서, 스탬핑된 금속성 포일은 뷰잉 영역을 완전하게 통과하는 것은 아닌 것으로 추정된다.
라인 이미지들 (I14, I16) 의 제 4 쌍은 시트 엘리먼트 (4) 가 뷰잉 영역 (20) 에서 확산 반사하는 표면을 갖도록 뷰잉 영역 (20) 을 통하여 홀로그램이 완전하게 이동되는 상황에 대응한다. 따라서, 양쪽의 캡처된 라인 이미지들의 강도는 동일하고 그 감산 결과는 모든 픽셀들에 대하여 제로이다.
따라서, 광택이 있는 표면 부분들이 뷰잉 영역 (20) 을 통하여 이동되는 시트 엘리먼트 상에 존재하는 (x 방향 및 y 방향 양쪽에서) 위치를 결정하는 것이 가능하다.
용어 "확산 반사 하에서의 동일한 강도" 가 수학적 면에서 이해되지 않는 것임을 알 수 있다. 허용오차에 기인하여, 강도는 다를 것이고, 강도는 또한 조명되는 특정의 확산 반사하는 표면에 따라 다를 것이다. 따라서, "동일한 강도"는 어느 조명기 (14, 16) 로부터 기원하여 확산 반사하는 표면 상에 반사되는 광의 강도가, 브라이트-필드 조명기 (16) 로부터 기원하여 광택이 있는 표면으로부터 반사되는 광의 강도가 특정 임계값 위에 있도록 선택되는 그 특정 임계값 아래에 있는 것을 의미한다. 임계값은 검사되고 있는 표면들에 의존하여 선택될 수 있다. 일 예로서, < 1 % 에서의 강도 차이는 바니시 + 포일에 대하여 선택될 수 있고, < 10 % 의 차이는 포일에 대해서만 선택될 수 있다.
상이한 임계값들은 캡처된 라인 이미지들에 인가되는 계수를 조정하는 것에 의해 또는 LED들의 파워를 조정하는 것에 의해 구현될 수 있다.
이들 그레이스케일 강도와 관련하여 캡처된 라인 이미지들을 분석하고, 그레이 스케일 강도의 급격한 변경과 관련하여 감산된 이미지들로 구성되는 이미지를 이미지 평가 유닛이 분석하는 것이 가능하다.
도 4 에 기초하여, 브라이트-필드 조명 하에서 획득된 라인 이미지들 및 다크-필드 조명 하에서 획득된 라인 이미지들은 라인 마다 비교된다. 실제로, 상이한 조명 조건들 하에서 캡처된 인터레이스된 라인 이미지들로부터, 복원된 BFI 이미지 (브라이트-필드 조명 하에서 캡처된 라인 이미지들로 구성되는 복원된 이미지) 와, 재구성된 DFI 이미지 (다크-필드 조명 하에서 캡처된 라인 이미지들로 구성된 복원된 이미지) 가 생성될 것이고, 이들 이미지들은 이미지 평가 유닛에 의해 분석될 것이다.
도 5 는 카메라에 의해 캡처된 인터레이스된 라인 이미지들 (정규 라인들로 도시된) I14 및 (점선들로 도시된) I16 을 개략적으로 나타낸다. 여기에서, 각각의 조명 조건의 라인 이미지들 중 10 개만이 도시된다. 실제로, 수 천 개의 라인 이미지들 (I14, I16) 이 각각의 시트 엘리먼트 (4) 마다 캡처된다. 4,000 개의 라인 이미지들 (I14) 및 4,000 개의 라인 이미지들 (I16) 이 하나의 시트 엘리먼트 (4) 에 대해 캡처되고, 카메라 (12) 가 초 당 80,000 개의 라인 이미지들을 캡처할 수 있다면, 초당 10 개의 시트 엘리먼트들 (4) 가 프로세싱될 수 있다.
도 6 은 복원된 BFI 이미지 (40) 가 라인 이미지들 (I14) 로부터 복원되는 방법 및 복원된 DFI 이미지 (50) 가 라인 이미지들 (I16) 로부터 복원되는 방법을 개략적으로 나타낸다.
카메라 (12) 가 도 5 에 도시되고 여기에 설명된 2 개 보다 많은 조명 조건들 (BFI 및 DFI) 하에서 라인 이미지들을 캡처하는 경우, 카메라 (12) 에 의해 캡처된 데이터는 3 개 이상의 유형들의 인터레이스된 라인 이미지들로 구성되고 3 개 이상의 복원된 이미지들이 (각각의 조명 조건에 대하여 하나가) 복원될 것이다.
이미지 평가 유닛 (18) 은 관심 대상의 아이템을 검출하기 위하여 복원된 이미지들 (40, 50) 을 (관심 대상인 부분들 전체적으로 또는 이들 부분으로) 프로세싱한다. 여기에서, 복원된 이미지들 (40, 50) 은 반사성 표면 부분들을 식별하기 위하여 비교된다.
메디안 평면 (M) 에 직교하지 않는 시트 엘리먼트 (4) 의 표면 부분들이 임계값이 초월되는 강도를 광이 카메라를 향하여 반사되는 것을 발생시킬 수 있다. 이는 잘못된 판독값 ("아티팩트") 이 x 방향에서의 치수로 인하여 이미지 평가 유닛 (18) 에 의해 식별될 수 있는 것을 초래하며, 아티팩트들은 고 반사성 표면을 갖는 표면 부분들의 통상의 길이보다 작은 길이를 갖는다.
표면 검사 시스템 (10) 은 캘리브레이션될 수 있다. 이는 뷰잉 영역 (20) 의 전체 폭을 따라 보다 작은 타겟을 이동시키는 것에 의해 또는 뷰잉 영역 (20) 에 넓은 타겟을 배치하는 것에 의해 완료될 수 있다.
추가로, 각각의 LED 또는 LED들의 각각의 그룹은 각각의 조명기를 따라 조정된 레벨에서 에너자이즈되어 동일한 신호를 뷰잉 영역 (20) 의 폭을 따라 타겟 상에 제공한다.
캘리브레이션은 캡처된 라인 이미지들에 적용된 계수를 적절하게 설정하거나 또는 LED들의 동작 파워를 조정하기 위하여 이용된다.

Claims (16)

  1. 검사 영역 (20) 에 존재하는 시트 엘리먼트들 (4) 의 표면을 검사하는 표면 검사 시스템 (10) 으로서,
    이미지 평가 유닛 (18), 카메라 (12), 다크-필드 조명기 (14) 및 브라이트-필드 조명기 (16) 를 포함하고, 상기 이미지 평가 유닛 (18) 은 다크-필드 조명 조건들 하에서 캡처되는 라인 이미지로부터, 브라이트-필드 조명 조건들 하에서 캡처되는 라인 이미지를 감산하도록 구성되는, 표면 검사 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 카메라 (12) 는 라인 카메라인, 표면 검사 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 다크-필드 조명기 (14) 는 LED들의 단일 로우를 포함하고, 상기 LED들의 단일 로우를 따라 2 개의 대향하여 배열된 리플렉터들이 제공되는, 표면 검사 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 브라이트-필드 조명기 (16) 는 병렬로 배열된 LED들의 복수의 로우들을 포함하는, 표면 검사 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    시트 엘리먼트 (4) 가 확산 반사하는 표면을 갖는 것으로 관찰될 때, 상기 다크-필드 조명기 (14) 로부터 기원하는 광의 강도는 상기 카메라 (12) 에서, 상기 브라이트-필드 조명기 (16) 로부터 기원하는 광의 강도와 동일한, 표면 검사 시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다크-필드 조명기 (14) 의 광학 평면은 뷰잉 영역 (20) 의 배향에 직교하는 메디안 평면 (M) 에 대하여 대략 45° 의 각도로 배열되는, 표면 검사 시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 브라이트-필드 조명기 (16) 의 광학 평면은 뷰잉 영역 (20) 의 배향에 직교하는 메디안 평면 (M) 에 대하여 대략 30° 의 각도로 배열되는, 표면 검사 시스템.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 카메라 (12) 의 뷰잉 평면은 뷰잉 영역 (20) 의 배향에 직교하는 메디안 평면 (M) 에 대하여 대략 20° 의 각도로 배열되는, 표면 검사 시스템.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 카메라 (12) 는 검사되는 시트 엘리먼트 (4) 의 표면에서, 0.1 내지 0.6 mm 의 범위에서 그리고 바람직하게는 0.3 mm 의 정도에서의 분해능을 갖는, 표면 검사 시스템.
  10. 시트 엘리먼트 프로세싱 머신을 통하여 이동되는 시트 엘리먼트 (4) 상에서, 특히 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 정의된 표면 검사 시스템을 이용하는 것에 의해 반사성 표면 영역들을 식별하는 방법으로서,
    먼저, 뷰잉 영역 (20) 에서의 상기 시트 엘리먼트 (4) 의 표면의 라인 이미지 (I16) 가 브라이트-필드 조명 조건들 하에서 캡처되고 상기 뷰잉 영역 (20) 에서의 상기 시트 엘리먼트 (4) 의 동일한 평면의 라인 이미지 (I14) 가 다크-필드 조명 조건들 하에서 캡처되며,
    그 후, 2 개의 라인 이미지들 (I14, I16) 이 비교되고 예를 들어, 서로 감산되고, 상기 표면은 상기 2 개의 라인 이미지들 (I14, I16) 사이의 차이 (Sn) 가 미리 정의된 임계값 위에 있다면 반사성인 것으로서 식별되는, 반사성 표면 영역들을 식별하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 2 개의 라인 이미지들 (I14, I16) 은 이들의 강도와 관련하여 비교되는, 반사성 표면 영역들을 식별하는 방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 라인 이미지들 (I14, I16) 은 픽셀마다 비교되는, 반사성 표면 영역들을 식별하는 방법.
  13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    다크-필드 조명 하에서 캡처된 라인 이미지들에 기초하여 복원된 이미지가 형성되고, 브라이트-필드 조명 조건들 하에서 캡처된 라인 이미지들에 기초하여 복원된 이미지가 형성되고, 상기 복원된 이미지들을 비교하는 것에 의해 반사성 표면들이 식별되는, 반사성 표면 영역들을 식별하는 방법.
  14. 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    카메라 (12) 는 10,000 개 라인 이미지들/s 보다 더 많이 그리고 바람직하게는 20,000 개 라인 이미지들/s 보다 더 많이 캡처하도록 구성되는, 반사성 표면 영역들을 식별하는 방법.
  15. 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시트 엘리먼트 (4) 는 5 내지 15 m/s 정도의 속도로 상기 표면 검사 시스템 (10) 에 대하여 이동되는, 반사성 표면 영역들을 식별하는 방법.
  16. 제 10 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    검사된 상기 시트 엘리먼트들 (4) 은 반사성 표면을 적어도 부분적으로 갖는, 반사성 표면 영역들을 식별하는 방법.
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