KR20200082003A - 테라헤르츠파를 이용한 검사장치 - Google Patents

테라헤르츠파를 이용한 검사장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 테라헤르츠파를 이용한 검사장치에 관한 것으로서, 적어도 하나의 검사대상물이 안착되는 안착부를 가지며, 상기 검사대상물이 이송되는 이송 경로를 형성하는 이송 테이블; 상기 이송 경로의 상방에 마련되어, 상기 이송 경로를 따라 이송되는 상기 검사대상물에 테라헤르츠파를 조사하는 테라헤르츠 광원; 및 상기 테라헤르츠 광원으로부터 조사되어 상기 검사대상물을 투과한 테라헤르츠파를 수신하는 테라헤르츠 카메라를 포함하며, 상기 안착부의 전체 또는 일부 영역은 테라헤르츠파가 투과되는 재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

테라헤르츠파를 이용한 검사장치{INSPECTION APPARATUS USING TERAHERTZ WAVE}
본 발명은 테라헤르츠파를 이용한 검사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 테라헤르츠파를 투과시켜 검사를 시행할 수 있도록 검사대상물이 이송되는 이송 테이블을 개선한 테라헤르츠파를 이용한 검사장치에 관한 것이다.
근래, 테라헤르츠파를 이용하여 검사대상물의 비파괴검사가 널리 시행되고 있다.
테라헤르츠파는 투과성을 가진 전자파로 10의 12제곱을 뜻하는 테라(tera)와 진동수 단위인 헤르츠(Hz)를 합성한 용어로서, 가시광선이나 적외선보다 파장이 길어 가시광에서는 투과 되지 않는 다양한 재질에 대한 투과 특성이 있으며, 에너지가 낮고, 종래 방사선을 이용한 검사장치 보다 안전하므로 인체에 해를 입히지 않는다.
특히, 테라헤르츠파는 기포, 크랙, 금속 소재 등의 이물에 조사되었을 경우 일반적인 투과 대상물과 다르게 반사하는 성질을 가진다.
그런데, 검사대상물을 이송시키는 이송 테이블이 테라헤르츠파의 투과 특성이 없는 재질의 이송용 테이블을 사용할 경우, 테라헤르츠파의 투과 특성을 활용한 측정을 할수 없게 된다.
즉, 일반적인 시료의 검사를 위한 이송 테이블은 금속 소재로 제조되므로, 테라헤르츠파가 금속 소재를 투과하지 못하는 단점이 있어, 테라헤르츠파의 투과 특성을 활용하지 못하고, 반사되는 특성만을 사용할 수밖에 없는 단점이 있다.
이에, 본 출원인은 테라헤르츠파의 투과 특성을 활용하여 검사대상물을 검사할 수 있도록, 이송 테이블을 테라헤르츠파의 투과 특성이 있는 재질로 구성한 테라헤르츠파를 이용한 검사장치를 개발하기에 이르렀다.
일본공개특허공보 특개2016-035394호
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 검사대상물과 검사대상물이 안착되어 이송되는 이송 테이블을 테라헤르츠파의 투과 특성을 활용하여, 투과 검사를 용이하게 시행할 수 있는 테라헤르츠파를 이용한 검사장치를 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
본 발명의 목적은, 적어도 하나의 검사대상물이 안착되는 안착부를 가지며, 상기 검사대상물이 이송되는 이송 경로를 형성하는 이송 테이블; 상기 이송 경로의 상방에 마련되어, 상기 이송 경로를 따라 이송되는 상기 검사대상물에 테라헤르츠파를 조사하는 테라헤르츠 광원; 및 상기 테라헤르츠 광원으로부터 조사되어 상기 검사대상물을 투과한 테라헤르츠파를 수신하는 테라헤르츠 카메라를 포함하며, 상기 안착부의 전체 또는 일부 영역은 테라헤르츠파가 투과되는 재질로 이루어진, 테라헤르츠파를 이용한 검사장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 테라헤르츠 광원은 상기 안착부의 하방에 배치되고, 상기 테라헤르츠 카메라는 상기 안착부의 상방에 배치될 수 있다.
또한, 상기 안착부의 전체 영역이 테라헤르츠파가 투과되는 재질로 이루어진 경우, 상기 테라헤르츠 광원과 상기 테라헤르츠 카메라는 상기 안착부를 사이에 두고 상기 이송 경로에 대해 경사지게 또는 수직하게 대향 배치될 수 있다.
상기 안착부는 상기 검사대상물을 상기 안착부에 고정시키기 위한 고정부재를 구비할 수 있다.
상기 고정부재는 진공흡착을 위한 에어포트일 수 있다.
상기 안착부는 테라헤르츠파가 투과되지 않는 재질로 이루어진 복수의 파티션이 상기 이송 경로를 따라 간격을 두고 배치되어, 상기 안착부를 테라헤르츠파가 투과하는 검사영역과, 테라헤르츠파가 투과하지 않는 비검사영역으로 구획할 수 있다.
상기 테라헤르츠 광원과 상기 테라헤르츠 카메라는 상기 안착부를 사이에 두고 상기 이송 경로에 대해 수직을 이루며 대향 배치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 검사대상물과 검사대상물이 안착되어 이송되는 이송 테이블을 함께 테라헤르츠파의 투과 특성을 활용하여, 투과 검사를 용이하게 시행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 테라헤르츠파를 이용한 검사장치의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 테라헤르츠파를 이용한 검사장치의 제어블록도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 테라헤르츠파를 이용한 검사장치의 구성도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일 부호를 사용하여 대표적으로 일 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 일 실시예와 다른 구성에 대해 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 테라헤르츠파를 이용한 검사장치의 구성도가 도시되어 있다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 테라헤르츠파를 이용한 검사장치(1a)는 이송 테이블(10)과, 테라헤르츠 광원(30)과, 테라헤르츠 카메라(40)를 포함한다.
이송 테이블(10)은 무한궤도를 갖는 컨베이어의 형태로 마련될 수 있으며, 검사대상물(100)이 이송되는 이송 경로를 형성한다.
이송 테이블(10)에는 복수의 검사대상물(100)이 안착되는 안착부(11)가 마련되어 있다. 안착부(11)는 일정 길이와 폭을 갖는 무한궤도의 벨트로 이루어진다.
안착부(11)는 복수의 파티션(15)에 의해 일정 간격으로 구획된다. 이에, 복수의 파티션(15) 사이에는 검사대상물(100)을 개별 수납할 수 있는 수납부(17)가 형성된다.
여기서, 이송 테이블(10)의 안착부(11)는 복수의 파티션(15)에 의해 구획되지 않을 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 검사장치(1a)는 안착부(11)의 전체 영역이 플라스틱, 테프론, 종이, 섬유 등의 테라헤르츠파가 투과되는 재질로 이루어진다.
이에 따라, 복수의 검사대상물(100)은 이송 테이블(10)의 수납부(17)에 수납된 상태에서 이송 경로를 따라 일방향으로 이송된다.
검사대상물(100)이 움직이거나 정렬 상태가 흐트러지지 않도록 하기 위해서 검사대상물(100)을 고정시킬 필요가 있다. 이를 위해 안착부(11)는 검사대상물(100)의 하면을 진공흡착하여 평평한 표면 상에 안착시키기 위한 적어도 하나의 에어포트(미도시)를 포함할 수 있다. 안착부(11)의 표면에 적어도 하나의 흡착홀을 천공하고 흡착홀에 진공 라인을 연결하여 에어포트를 구성하게 된다. 진공 라인을 통해 흡착홀에 진공이 형성되도록 하여 안착부(11) 상에 안착된 검사대상물(100)이 표면에 부착되어 고정되도록 한다. 이후 검사대상물(100)에 대한 검사가 완료된 경우 에어 라인을 통해 에어를 공급하여 안착된 검사대상물(100)이 표면으로부터 용이하게 분리되도록 한다.
본 발명에서는 에어포트를 이용하여 검사대상물(100)을 이송테이블에 고정하는 예에 대해 설명하였으나 이에 한정되지 않고 기타 다른 고정부재를 이용하여 검사대상물(100)을 테이블에 고정하는 것도 가능하다.
테라헤르츠 광원(30)은 이송 경로의 하방에 마련되어, 이송 경로를 따라 이송되는 검사대상물(100)에 테라헤르츠파를 조사한다.
테라헤르츠 광원(30)은 검사대상물(100)의 이송 경로에 대해 경사지게 마련되어, 검사대상물(100)을 향해 테라헤르츠파를 조사한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 검사장치(1a)의 안착부(11)는 테라헤르츠파가 투과되는 재질로 이루어짐으로써, 검사대상물(100)이 이송 경로를 따라 이송되는 도중에, 테라헤르츠파가 안착부(11)와 파티션(15)에 의해 반사되지 않고 검사대상물(100)에 안정적으로 조사 투과되어, 검사대상물(100)의 투과 검사를 시행할 수 있게 된다.
테라헤르츠 카메라(40)는 테라헤르츠 광원(30)으로부터 조사되어 검사대상물(100)을 투과한 테라헤르츠파를 수신한다.
테라헤르츠 카메라(40)는 테라헤르츠 광원(30)과 마찬가지로, 검사대상물(100)의 이송 경로에 대해 경사지게 마련되며 예컨대, 테라헤르츠 광원(30)의 광축선상에 마련된다. 이에 따라, 테라헤르츠 카메라(40)와 테라헤르츠 광원(30)은 안착부(11)를 사이에 두고 대향 배치된다.
테라헤르츠 카메라(40)를 통해 수신한 테라헤르츠파는 전자신호로 변환되어, 제어부(50)로 전송된다.
한편, 제어부(50)는 이송 테이블(10)과, 테라헤르츠 광원(30)과 테라헤르츠 카메라(40)의 작동을 제어한다.
또한, 제어부(50)는 영상처리부(60)를 포함한다. 영상처리부(60)는 검사대상물(100)을 투과하여 테라헤르츠 카메라(40)에 수신된 테라헤르츠파를 전송받아, 검사대상물(100)에 대한 영상이미지를 획득한다.
이와 같이, 테라헤르츠 카메라(40)에 의해 수신된 검사대상물(100)의 내부 이미지는 검사대상물(100)의 높이를 따라 나타나게 되어, 검사대상물(100)의 보다 정밀한 전체 영상이미지를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 검사대상물(100)의 높이에 따른 거리 측정을 쉽게 파악하여, 검사대상물(100)에서의 불량이 나타난 결함 위치를 입체적으로 용이하게 파악할 수 있게 된다.
여기서, 테라헤르츠 광원(30)과 테라헤르츠 카메라(40)는 검사대상물(100)의 이송 경로에 대해 경사지게 대향 배치되는 것으로 설명하고 있지만, 테라헤르츠 광원(30)과 테라헤르츠 카메라(40)는 검사대상물(100)의 이송 경로에 대해 수직하게 대향 배치될 수도 있다.
이러한 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 테라헤르츠파를 이용한 검사장치(1a)는 이송 테이블(10)의 이송 경로를 따라 검사대상물(100)이 이송되면, 테라헤르츠 광원(30)은 테라헤르츠파를 검사대상물(100)의 이송 경로에 대해 경사지게 검사대상물(100)을 향해 테라헤르츠파를 조사한다.
이 때, 검사대상물(100)의 내부에 기포, 크랙 등과 같은 이물이 존재하는 경우, 검사대상물(100)로 조사된 테라헤르츠파는 이물에 의해 반사되어 테라헤르츠 카메라(40)에 수신되지 않게 된다. 검사대상물(100)의 내부에 이물이 존재하지 않는 경우, 검사대상물(100)로 조사된 테라헤르츠파는 검사대상물(100)을 투과하며 테라헤르츠 카메라(40)에 수신되고, 테라헤르츠 카메라(40)를 통해 수신한 테라헤르츠파는 전자신호로 변환되어, 제어부(50)로 전송된다.
제어부(50)의 영상처리부(60)는 테라헤르츠 카메라(40)에 수신된 테라헤르츠파를 전송받아, 검사대상물(100)에 대한 투과 영상이미지를 획득한다.
이로써, 영상처리부(60)에 의해 획득한 검사대상물(100)의 영상이미지를 통해, 검사대상물(100)의 내부에 존재하는 기포, 크랙, 이물 혼입 등의 결함 위치를 용이하게 파악할 수 있게 된다.
도 3에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 테라헤르츠파를 이용한 검사장치의 구성도가 도시되어 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 테라헤르츠파를 이용한 검사장치(1b)는 전술한 일 실시예와 달리, 안착부(11)의 일부 영역이 테라헤르츠파가 투과되는 재질로 이루어진다.
수납부(17)를 형성하기 위해 안착부(11)에 일정 간격으로 배치되는 복수의 파티션(15)은, 테라헤르츠파가 투과되지 않는 재질로 예컨대, 금속 소재로 이루어지고, 안착부(11)의 나머지 영역은 테라헤르츠파가 투과되는 재질로 이루어진다.
이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 검사장치(1b)는 안착부(11)를 테라헤르츠파가 투과하는 검사영역과, 테라헤르츠파가 투과하지 않는 비검사영역으로 구획한다. 즉, 안착부(11)의 검사 영역은 검사대상물(100)이 수납되는 수납부(17)이고, 안착부(11)의 비검사 영역은 파티션(15)을 말한다.
또한, 테라헤르츠 광원(30)과 테라헤르츠 카메라(40)는 안착부(11)를 사이에 두고 이송 경로에 대해 수직을 이루며 대향 배치된다.
이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 테라헤르츠파를 이용한 검사장치(1b)는 테라헤르츠 카메라(40)에 의해 수신된 검사대상물(100)의 내부 이미지가 검사대상물(100)의 폭을 따라 나타나게 되어, 전술한 일 실시예와 달리 2차원적인 영상이미지를 통해 검사대상물(100)에서의 불량이 나타난 결함 위치를 평면적으로 파악할 수 있게 된다.
여기서, 테라헤르츠 광원(30)으로부터 조사된 테라헤르츠파가 테라헤르츠 카메라(40)에 일정 시간 수신되지 않는 경우 예컨대, 테라헤르츠 광원(30)으로부터 조사된 테라헤르츠파가 안착부(11)에서 테라헤르츠파가 투과하지 않는 비검사영역인 파티션(15)에 조사되어 테라헤르츠 카메라(40)에 수신되지 않는 경우, 제어부(50)는 비검사영역이라고 판단하여, 테라헤르츠 광원(30)과 테라헤르츠 카메라(40)로 전원을 공급하지 않도록 제어할 수 있다.
한편, 제어부(50)는 이송 테이블(10)의 이송 속도와 미리 설정된 비검사영역의 폭을 이용하여, 비검사 영역인 파티션(15)의 통과시간을 연산한다.
그리고, 제어부(50)는 연산된 파티션(15)의 통과시간이 경과하면, 제어부(50)는 검사영역이라고 판단하여, 테라헤르츠 광원(30)과 테라헤르츠 카메라(40)로 전원을 공급하도록 제어한다.
이와 같이, 안착부(11)의 검사영역과 비검사영역에 따라, 테라헤르츠 광원(30)과 테라헤르츠 카메라(40)의 전원 공급을 제어하며 검사를 시행함으로써, 본 발명의 다른 실시예에 따른 테라헤르츠파를 이용한 검사장치(1b)를 효율적으로 운용할 수 있게 된다.
이러한 구성에 의하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 테라헤르츠파를 이용한 검사장치(1b)는 이송 테이블(10)의 이송 경로를 따라 검사대상물(100)이 이송되면, 테라헤르츠 광원(30)은 테라헤르츠파를 검사대상물(100)의 이송 경로에 대해 수직하게 검사대상물(100)을 향해 테라헤르츠파를 조사한다.
이 때, 이송 테이블(10)의 이송 작동에 따라 테라헤르츠 광원(30)으로부터 조사되는 테라헤르츠파는 검사영역을 투과하며, 이송 경로의 상방에 위치한 테라헤르츠 카메라(40)에 수신된다.
한편, 검사영역에 위치한 검사대상물(100)의 내부에 기포, 크랙 등과 같은 이물이 존재하는 경우, 검사대상물(100)로 조사된 테라헤르츠파는 이물에 의해 반사되어 테라헤르츠 카메라(40)에 수신되지 않게 된다. 검사영역에 위치한 검사대상물(100)의 내부에 이물이 존재하지 않는 경우, 검사대상물(100)로 조사된 테라헤르츠파는 검사대상물(100)을 투과하며 테라헤르츠 카메라(40)에 수신되고, 테라헤르츠 카메라(40)를 통해 수신한 테라헤르츠파는 전자신호로 변환되어, 제어부(50)로 전송된다.
한편, 이송 테이블(10)의 이송 작동에 따라 테라헤르츠 광원(30)으로부터 조사되는 테라헤르츠파가 비검사영역인 파티션(15)을 조사할 경우, 파티션(15)을 조사하는 테라헤르츠파는 파티션(15)을 투과하여 테라헤르츠 카메라(40)로 수신되지 않고 파티션(15)에 의해 반사된다.
이로써, 검사대상물(100)에 대해서만 테라헤르츠파를 이용한 투과 검사를 시행할 수 있게 된다.
제어부(50)의 영상처리부(60)는 테라헤르츠 카메라(40)에 수신된 테라헤르츠파를 전송받아, 검사대상물(100)에 대한 투과 영상이미지를 획득한다.
이로써, 영상처리부(60)에 의해 획득한 검사대상물(100)의 투과 영상이미지를 통해, 검사대상물(100)의 내부에 존재하는 기포, 크랙, 이물 혼입 등의 결함 위치를 용이하게 파악할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 복수의 검사대상물이 안착되는 안착부의 전체 또는 일부 영역을 테라헤르츠파가 투과되는 재질로 구성함으로써, 검사대상물과 검사대상물이 안착되어 이송되는 이송 테이블을 테라헤르츠파의 투과 특성을 활용하여, 투과 검사를 용이하게 시행할 수 있게 된다.
한편, 전술한 실시예들에서는 테라헤르츠 광원이 안착부의 하방에 배치되고, 테라헤르츠 카메라는 안착부의 상방에 배치되는 것으로 도시되어 있지만 이에 한정되지 않고, 테라헤르츠 광원은 안착부의 상방에 배치되고, 테라헤르츠 카메라는 안착부의 하방에 배치될 수도 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1a,1b: 검사장치
10: 이송 테이블
11: 안착부
15: 파티션
17: 수납부
30: 테라헤르츠 광원
40: 테라헤르츠 카메라
50: 제어부
60: 영상처리부

Claims (7)

  1. 적어도 하나의 검사대상물이 안착되는 안착부를 가지며, 상기 검사대상물이 이송되는 이송 경로를 형성하는 이송 테이블;
    상기 이송 경로를 따라 이송되는 상기 검사대상물에 테라헤르츠파를 조사하는 테라헤르츠 광원; 및
    상기 테라헤르츠 광원으로부터 조사되어 상기 검사대상물을 투과한 테라헤르츠파를 수신하는 테라헤르츠 카메라를 포함하며,
    상기 안착부의 전체 또는 일부 영역은 테라헤르츠파가 투과되는 재질로 이루어진, 테라헤르츠파를 이용한 검사장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 테라헤르츠 광원은 상기 안착부의 하방에 배치되고, 상기 테라헤르츠 카메라는 상기 안착부의 상방에 배치되는, 테라헤르츠파를 이용한 검사장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 안착부의 전체 영역이 테라헤르츠파가 투과되는 재질로 이루어진 경우, 상기 테라헤르츠 광원과 상기 테라헤르츠 카메라는 상기 안착부를 사이에 두고 상기 이송 경로에 대해 경사지게 또는 수직하게 대향 배치되는, 테라헤르츠파를 이용한 검사장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 안착부는 상기 검사대상물을 상기 안착부에 고정시키기 위한 고정부재를 구비한, 테라헤르츠파를 이용한 검사장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 고정부재는 진공흡착을 위한 에어포트인, 테라헤르츠파를 이용한 검사장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 안착부는 테라헤르츠파가 투과되지 않는 재질로 이루어진 복수의 파티션이 상기 이송 경로를 따라 간격을 두고 배치되어, 상기 안착부를 테라헤르츠파가 투과하는 검사영역과, 테라헤르츠파가 투과하지 않는 비검사영역으로 구획하는, 테라헤르츠파를 이용한 검사장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 테라헤르츠 광원과 상기 테라헤르츠 카메라는 상기 안착부를 사이에 두고 상기 이송 경로에 대해 수직을 이루며 대향 배치되는, 테라헤르츠파를 이용한 검사장치.
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