KR20200134375A

KR20200134375A - 편광 정렬 검사 장치 및 그 검사 방법

Info

Publication number: KR20200134375A
Application number: KR1020190059574A
Authority: KR
Inventors: 흐싱-흐신엔 트사이; 리주이
Original assignee: 우순 테크놀로지 컴퍼니, 리미티드
Priority date: 2019-05-21
Filing date: 2019-05-21
Publication date: 2020-12-02
Also published as: KR102241104B1

Abstract

편광 정렬 검사 장치는 팽창을 위하여 빔팽창기에 광빔을 조사하기 위한 광이미터을 이용하는 광원 시스템을 포함하며, 팽창된 광빔은 검사객체로 조사되고, 검사객체를 통하여 전송되는 광빔은 빔팽창기에 대향하는 검사객체의 타측에서 광검출 시스템으로 조사되고, 빔 분할기는 광빔을 2개의 광빔으로 분할하고, 편광을 위하여 편광기로 2개의 광빔을 조사하며, 광검출기는 검사객체를 통하여 전송된 2개의 광빔을 수광하고, 2개의 광빔을 전기 신호로 변환시키고, 전기 신호를 프로세싱 모듈로 전송하며, 프로세싱 모듈은 수신된 전기 신호를 처리하여 편광빔 사이의 각도를 검출하고, 편광 정렬 검사의 목적을 달성하게 된다.

Description

편광 정렬 검사 장치 및 그 검사 방법{Polarization alignment inspection apparatus and inspection method thereof}

본 발명은 편광 정렬 검사 장치에 관한 것이며, 보다 상세히는 다수 포인트 측정과 검사 객체와 편광기를 즉시 부착할 수 있는 검사 장치에 관한 것이며, 검사 장치는 광원 시스템을 사용하여 레이저빔을 팽창하여 검사 객체에 조사하고, 레이저빔을 분할을 위하여 광검출시스템에 조사하고, 분할광빔을 전기광학 신호 변환을 수행하도록 편광기에 조사하고, 검사 유닛은 검사를 위하여 전기 신호를 수신할 수 있고, 검사 객체와 편광기에 대한 편광 정렬을 수행하려는 목적을 달성할 수 있다.

기술의 발전과 혁신으로, 일상생활에서 많은 기구가 발전된 과학과 기술과 함께 진보되며, 많은 변화가 있다. 예를 들어, 스크린 상에서 디스플레이된 이미지를 통하여 일상 생활 속에서 시청하는 TV 프로그램 또는 영화는 2D 이미지에서 3D 이미지로 변화되며, 입체 이미지를 보는데 있어 시청자의 경험을 축적시킨다. 3D 이미지의 입체적 시각 효과의 발전으로, 많은 회사들은 3D 이미지를 사용하여 여러 가지 가상 이미지를 개발하여 마치 스크린에 있는 것처럼 여러 가지 분위기를 경험하게 한다. 예를 들어, VR(virtual reality) 기술, AR(augmented reality) 기술, MR(mixed reality) 기술, CR(cinematic reality) 기술 등을 포함하는 가상 이미지 기술은 여러 가지 게임, 텔레비전 프로그램 또는 영화에 자주 적용되는 기술이 되었고, 3D 이미지를 보는 시각적 인식을 제공하고 있다.

일반적으로, 3D 이미지의 존재는 보는 사람의 양안시차효과에 의해서 형성된다. 양안시차효과는 2개의 눈의 위치 및 각도가 다르므로 2개의 눈은 약간 다른 이미지를 보고, 2개 눈에 의해서 보여진 다른 이미지는 뇌에서 마침내 합하여 3D 입체 이미지를 생성한다. 최근에 입체 이미지 상영의 기술은 입체 기술과 자동 입체 기술로 분류된다. 입체 기술은 특별히 디자인된 안경을 착용하여야 하고 자동 입체 기술은 안경을 착용할 필요가 없이 3D 이미지를 볼 수 있게 한다. 입체 3D 이미지 상영 기술은 칼라 필터 그래스를 사용하는 타입, 편광 그래스를 사용하는 편광 타입 및 셔터 그래스를 사용하는 활성 셔터 타입을 포함한다. 도 6내지 도 8을 참조하면, 여러 가지 진동 방향(a)을 가진 광의 원리를 이용하고 오리지널 이미지(b)를 분해하는 수동 편광 그래스를 도시한다. 먼저, 이미지(b)는 수직 편광(b1)과 수평 편광(b2)으로 각각 형성된 2개의 이미지로 분리되고, 3D 그래스(c)의 우측 및 좌측 그래스(c1, c2)는 다른 편광 방향을 가진 편광 그래스에 의해서 실행되어, 좌측 및 우측 눈은 우측 및 좌측 그래스(c1, c2)를 통해서 2개의 이미지를 분리적으로 받아들이고, 2개의 이미지가 혼합되어 3D 이미지(d)를 형성한다.

자동 입체 3D 이미지 상영 기술은 특별히 제작된 안경없이 3D 이미지를 시청하게 한다. 렌즈형 디스플레이 기술과 같은 자동 입체 디스플레이 기술은 디스플레이 정보의 여러 광빔을 편광하고 좌측 및 우측 눈으로 안내하도록 렌즈를 사용한다. 3D 이미지의 상영은 위치 및 각도에서 제한적이며, 따라서 시청자의 시각 위치 및 각도는 제한적이다. 입체 3D 이미지 상영 기술은 특별히 디자인된 그래스를 사용하여만 하고, 그러나, 그래스를 통하여 상영된 3D 효과는 더 좋고 시각 위치 및 각도에 쉽게 제한되지 않아서, 입체 3D 이미지 상영 기술은 대부분 제조업자에 의해서 채택되고 있다. 그러나, 편광 그래스는 검사되고 정렬되어야만 하고, 좌측 및 우측 그래스의 적당한 편광 각도, 편광 방향 및 다른 요소를 조정하여, 더 좋은 3D 이미지 디스플레이 효과를 가져다 준다; 그렇지 않으면, 사용 시에, 비정렬 편광 축 중의 직선 편광 축인 광 전송 축은 경사져서 혼선 효과가 발생하고, 편광 그래스의 밝기가 변경되거나 어두워지는 결함을 일으킨다.

도 9를 참조하면, 종래의 편광 정렬 방법을 도시하고 있다. 도 9에 도시한 바와같이, 단색광빔(e)은 편광기(f), 쿼터-파형판(g), 및 샘플(h)을 통해서 전송되도록 발광되고, 편광 검출기(i)에 의해서 수광된다. 편광 검출기(i)는 샘플(h)의 편광을 측정할 수 있고, 위상차 및 광전송축을 동시에 신속히 측정할 수 있다. 편광기(f)와 샘플(h)에 대한 종래의 측정 정밀도는 0.01° 까지 도달한다. 그러나, 종래의 측정 전에, 편광기(f)는 절단되어야 하고, 베이스 측정 고정물상에 위치하여야 하며, 컴퓨터는 회전 각도와 수행 연산을 위하여 사용되어, 광전송비율과 같은 파라미터를 얻고, 편광 검출기(i)는 광 전송속도 및 다른 파라미터를 사용하여 측정 연산을 수행한다. 그러나, 상술한 종래의 측정 작업은 복잡하고, 편광기(f)와 샘플(h) 상에 단일 포인트 측정을 수행할 수 있을 뿐이고, 기계 장비에서 편광기(f)에 샘플(h)을 부착하는 작업을 즉시 수행하는 것이 어렵다. 결과적으로, 실질 적용에 있어서 종래 기술의 개선 여지가 많이 있다.

그러므로, 선검사 작업 시에 편광기의 파라미터를 얻기위한 복잡한 작동에 의해서 야기되는 종래의 문제점, 및 측정 작업 동안 편광기를 샘플에 직접 부착하는 것이 어렵다는 것이 당업계의 중요한 이슈인 종래의 문제점을 극복하여야 한다.

상기 종래의 문제점을 극복하기 위하여, 본 발명자들은 수집된 데이터와 많은 테스트 및 개량과 당업계에서의 경험에 따라 편광 정렬 검사 장치 및 그 방법을 개발하였다. 편광 정렬 검사 장치에서, 광원 시스템을 사용하여 레이저빔을 팽창하여 검사 객체에 조사하고, 검사 객체를 통하여 전송된 레이저빔은 광검출 시스템에 의해서 수신되고, 광검출시스템은 수신된 레이저빔을 여러 각도로 광빔으로 분할하고, 분할광빔을 편광기로 조사하고, 검사 유닛은 정렬 검사를 위하여 광빔을 수신할 수 있고, 검사 객체와 편광기는 상호 즉시 부착될 수 있다.

본 발명의 일예로서, 광원 시스템의 광이미터는 팽창을 위하여 빔팽창기에 광빔을 조사하고, 팽창된 광빔은 검사객체로 조사되고, 검사객체를 통하여 전송되는 광빔은 빔팽창기에 대향하는 검사객체의 타측에서 광검출 시스템으로 조사되고, 광검출 시스템의 빔 분할기는 광빔을 2개의 광빔으로 분할하고, 편광을 위하여 편광기로 2개의 광빔을 조사하며, 광검출기는 검사객체를 통하여 전송된 2개의 광빔을 수광하고, 2개의 광빔을 전기 신호로 변환시키고, 전기 신호를 검사 유닛의 프로세싱 모듈로 전송하며, 검사객체와 검사유닛의 편광빔 사이의 각도를 검출하고, 편광 정렬 검사의 목적을 달성하게 되고, 편광 검출을 수행하고 검사객체와 편광기를 즉시 부착한다.

본 발명의 다른 일예로서, 광원 시스템의 광이미터는 532 nm 파장과 20 mw 파워를 가진 그린 레이저빔을 조사하기 위한 레이저빔 이미터이며, 광원 시스템의 광이미터는 레이저빔을 조사하고 통과하기 위한 광이미터 구멍을 가지며, 빔팽창기는 일측에 형성되며 광이미터 구멍에 정렬된 광수신면, 및 타측에 형성되며 검사객체의 검사 영역을 증대시키도록 편광 조정 유닛에 레이저빔을 팽창시키는 광팽창면을 가지며, 빔팽창기는 수신광을 2배 내지 8배(2x~8x)로 팽창될 수 있는 가변적인 빔팽창기이다.

본 발명의 또 다른 일예로서, 광검출 시스템의 빔 분할기는 일측에 형성되며 검사객체로부터 광빔을 수광하기 위한 빔 수광면, 및 타측에 형성되며 수광한 광빔을 2개의 직교하는 편광빔으로 분할시키는 빔 분할면을 가지며, 2개의 직교하는 편광빔 사이의 분할 각도(γ)는 1° (또는 1°20') 내지 20°의 범위 내이며; 광검출 시스템의 빔 분할기는 코팅하지 않은 석영, MgF2, αBBO, YVO4 또는 방해석 기반 물질로 이루어지며; 코팅하지 않은 석영 또는 MgF2로 이루어진 빔 분할기는 100,000:1 보다 더 높은 소멸비를 가지며, αBBO, YVO4 또는 방해석 기반 물질로 이루어진 빔 분할기는 1,000,000:1 보다 더 높은 소멸비를 가지며, 방해석 기반 물질로 이루어진 빔 분할기의 파장은 350 nm 내지 700 nm, 또는 650 nm 내지 1050 nm 의 범위이며, 광검출 시스템의 편광기는 나노입자 규산 나트륨 그래스로 이루어진다.

본 발명의 다른 일예로서, 검사유닛의 프로세싱 모듈은 신호처리회로, 아날로그-디지탈 변환기, 컴퓨터 버스 등으로 이루어진 DAQ 하드웨어이다.

본 발명의 편광 정렬 검사 장치 및 그 검사 방법은 광빔을 빔팽창기에 조사하도록 광원 시스템의 광빔을 사용하고, 광빔은 팽창되고, 팽창된 광빔은 검사객체로 조사되고, 광검출 시스템의 빔 분할기는 검사객체를 통하여 전송된 광빔을 수광하고, 수광된 광빔을 2개의 편광빔으로 분할하여, 편광기로 조사되고, 검사유닛의 광검출기는 편광기를 통하여 전송된 2개의 광빔을 수광할 수 있고, 2개의 광빔의 광신호를 전기 신호로 변환하여 프로세싱 모듈로 전송되어 검사객체와 편광기 사이의 편광 방향과 각도를 연산하고, 광 정렬, 검사, 및 검사객체와 편광기 부착을 수행하여, 검사객체와 편광기에서 광전송축의 경사와 누화현상(crosstalk effect)의 발생을 감소시킨다. 결과적으로, 실질 적용시에 검사객체와 편광기의 안정성이 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 편광 정렬 검사 장치의 사시도
도 2는 본 발명에 따른 편광 정렬 검사 장치의 광빔의 통로를 도시한 개요도
도 3은 본 발명의 광빔의 광도의 파형도
도 4는 본 발명에 따른 편광 정렬 검사 방법의 제1 플로우챠트
도 5는 본 발명에 따른 편광 정렬 검사 방법의 제2 플로우챠트
도 6은 종래의 편광 3D 기술의 광빔의 편광 방향의 제1분해도
도 7은 종래의 편광 3D 기술의 광빔의 편광 방향의 제2분해도
도 8은 종래의 3D 편광 기술에서 여러 가지 편광 방향을 가진 광빔을 수광하는 작업의 개략도
도 9는 종래의 편광 정렬 방법의 측면도

본 발명의 하기 실시예는 첨부 도면을 참고로 하여 상세히 기술된다. 이들 도면은 본 발명의 실시예의 특정 예를 도시한다. 이 실시예는 철저하고 완전하게 개시되며 당업자에게 본 발명의 범위를 충분히 전달할 것이다. 본 실시예들은 예시적인인 실시이며, 본 발명의 범위를 제한하지 않는다. 개시한 실시예와 다른 실시예에 대한 변형은 청구범위의 범위 내에 포함된다. 이들 실시예는 철저하고 완전하게 개시되며 당업자에게 본 발명의 단계를 충분히 전달할 것이다. 도면에 대해서, 도면에서 구성요소의 관련 성질 및 비율은 명료성과 편의성을 위하여 사이즈가 과장되거나 축소될 수 있다. 이러한 임의적 성질은 예시적이며 제한적인 것이 아니다. 동일한 참조번호는 동일 또는 동종의 부품에 대해 도면 및 발명의 상세한 설명란에서 사용된다.

용어 ‘제1’, ‘제2’, ‘제3’ 등은 여러 가지 구성요소에 사용되지만, 이들 구성요소는 이들 용어에 제한되지 않는다. 이들 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용할 뿐이다. 따라서, 여기에 기술된 제1 구성요소는 본 발명이 설명을 변경함이 없이 제2구성요소로 명명될 수 있다. 여기에 사용되는 용어 “또는”는 하나 이상의 관련 리스트의 아이템의 일부 및 전부의 결합을 포함한다.

하나의 구성요소 또는 레이어가 다른 구성요소 또는 레이어 “상에”, “에 연결된”, “에 결합된”과 같이 언급될 때, 다른 구성요소 또는 레이어에 직접 “상에”, “에 연결된”, “에 결합된” 것이고, 또는 중간의 구성요소 또는 레이어가 존재할 수 있다. 대조적으로, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 또는 레이어 “ 직접 상에”, “에 직접 연결된”, “에 직접 결합된”과 같이 언급될 때, 중간의 구성요소 또는 레이어가 존재하지 않는다.

첨가적으로, 반대의 명확한 기술이 없다면, 단어 “구성된다”와 “포함한다”와 같은 변형은 서술된 구성요소를 포함하는 것을 함축하지만 다른 구성요소를 제외한다는 의미는 아니다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 사시도, 광빔의 통로를 도시한 개요도, 광빔의 광도의 파형도를 도시한다. 도 1 내지 도 3에 도시한 바와같이, 편광 정렬 검사 장치는 광원 시스템(1), 검사객체(2), 광검출 시스템(3) 및 검사유닛(4)으로 구성된다.

광원 시스템(1)은 광이미터(11)와 빔팽창기(12)로 구성될 수 있다. 광이미터(11)는 일측면 상에 위치하고 빔팽창기(12)에 레이저빔을 조사하고 통과하기 위한 광이미터 구멍(110)을 가진다. 빔팽창기(12)는 일측면상에 위치하고 광이미터(11)로부터 조사된 레이저빔을 수광하는 광수신면(121)으로 구성되고, 빔팽창기(12)는 타측면에 위치한 광팽창면(122)으로부터 수광된 레이저빔을 팽창할 수 있다.

일 실시예로서, 검사객체(2)는 일반적으로 극성이 없는 자연광을 편광하기 위한 편광 필름일 수 있고, 편광된 빔을 발생하도록 한다. 편광된 광빔은 이미지 디스플레이의 분야에 적용될 수 있다.

광검출 시스템(3)은 빔 분할기(31)와 편광기(32)로 구성될 수 있다. 빔 분할기(31)는 일 측면상에 위치하고 검사객체(2)와 광원 시스템(1)에 정렬된 빔 수광면(311), 및 다른 측면상에 위치하고 편광기(32)에 정렬된 빔 분할면(312)으로 구성될 수 있다.

검사유닛(4)은 2개 이상의 광검출기(41), 및 2개 이상의 광검출기(41)의 각각에 전기적으로 연결된 프로세싱 모듈(42)로 구성될 수 있다. 각각의 광검출기(41)는 수신된 광신호를 전기신호로 변환할 수 있고, 전기 신호를 프로세싱 모듈(42)로 전송할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세싱 모듈(42)은 수신된 아날로그 신호를 디지털 변환하도록 인터페이스 카드와 같은 DAQ 하드웨어일 수 있고, 컴퓨터가 다음 컴파일링 작업을 수행할 수 있도록 촉진한다. 일 실시예에서, 전기 신호를 수신하기 위한 DAQ 인터페이스 카드는 신호처리회로, 아날로그-디지탈 변환기, 컴퓨터 버스 등으로 구성될 수 있고, 소프트웨어 LabView는 전기 신호 처리를 위하여 구동될 수 있다.

실질 적용 시에, 검사객체(2)는 광원 시스템(1)의 빔팽창기(12)의 광팽창면(122)의 외부측에 위치하고, 광검출 시스템(3)의 빔 분할기(31)는 검사객체(2)의 외부측에 위치하고, 검사유닛(4)의 프로세싱 모듈(42)과 광검출기(41)는 편광기(32)의 다른 측상에 위치하고, 정렬된 검사객체(2)와 편광기(32)를 즉시 부착하는 작업 및 편광 검출을 수행하여, 3D 이미지 시각화 또는 시청을 할 수 있다.

일 실시예에서, 광원 시스템(1)의 광이미터(11)는 레이저빔 또는 다른 종류의 광빔을 조사하며, 예를들어, 광이미터(11)는 532 nm 파장과 20 mw 파워를 가진 그린 레이저빔 또는 여러 종류의 레이저빔일 수 있다. 일 실시예에서, 빔팽창기(12)는 가변적인 빔팽창기(12)일 수 있고, 광수신면(121)으로부터 조사된 수신광은 2배 내지 8배(2x~8x)로 팽창될 수 있고, 팽창된 레이저빔은 광팽창면(122)을 통하여 검사객체(2)로 팽창될 수 있다. 레이저빔은 검사객체(2)를 통해서 전송될 수 있고, 광검출 시스템(3)의 빔 분할기(31)의 빔 수광면(311)으로 조사될 수 있다. 빔 수광면(311)은 더 큰 검사 영역으로 광빔을 수광할 수 있고, 수광된 광빔은 빔 분할면(312)에 의해서 2개의 직교하는 편광빔으로 분할될 수 있다. 2개의 직교하는 편광빔 사이의 분할 각도(γ)는 1° (또는 1°20') 내지 20° 의 범위에 있을 수 있다. 검사유닛(4)의 광검출기(41)는 2개의 편광된 광빔을 수광할 수 있고, 프로세싱 모듈(42)은 검사객체(2)와 편광기(32)를 통하여 전송된 편광된 광빔의 원형 편광과 광도를 정확하게 검사할 수 있다.

검사유닛(4)의 광검출기(41)는 검사객체(2)와 편광기(32)로부터 2개의 편광빔을 수광할 수 있고, 다른 “0”의 시그널을 사용하여 검사객체(2)와 편광기(32)의 광전송축의 위치를 결정한다. 위치결정 정밀도는 다른 시그널의 측정된 불확실한 값에 따라 달라진다. 검사객체(2)가 0°~ 360°(β)로 편광기(32)에 대해서 회전할 때, 도 3에 도시한 바와같이, 광도 변화는 다음 특징 중 하나를 가진다.

(A01): 검사객체(2)와 편광기(32)가 90°, 180°, 270°, 또는 360°로 서로에 대해서 회전할 때, 2개의 편광광빔(D1, D2) 사이의 광도 차이는 최대가 된다.

(A02): 검사객체(2)와 편광기(32)가 45°, 135°, 225°, 또는 315°로 서로에 대해서 회전할 때, 2개의 편광광빔(D1, D2)은 도 3에 도시한 바와같이 교차점에서 동일한 광도를 가진다.

(A03): 2개의 편광광빔(D1, D2)의 광도의 차동신호는 편광기(32)의 광전송축을 검출하도록 사용될 수 있고, 차동신호는 Id=I1-I2로서 한정된다.

(A04): 2개의 편광광빔(D1, D2)의 광도가 교차점에서 제로의 차동신호를 가질 때, 편광기(32)의 광전송축은 45°로 결정될 수 있다.

일실시예에서, 광검출 시스템(3)의 편광기(32)는 전자사전, MP3, MP4, AR, VR, 스마트폰, 테블릿, 디지털 카메라, 컴퓨터 스크린, LCD 스크린 또는 TV 스크린과 같은 3C 생산품의 디스플레이 패널 또는 전자 제품의 패널, 인스트루먼트 패널, 광렌즈에 적용될 수 있다. 일 실시예에서, 편광기(32)는 나노입자 규산 나트륨 그래스일 수 있다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 사시도, 광빔의 통로를 도시한 개요도, 광빔의 광도의 파형도, 편광 정렬 검사 방법의 제1 및 제2 플로우챠트를 도시한다. 도 1 내지 도 3에 도시한 바와같이, 실질 적용 시에, 본 발명의 편광 정렬 검사 장치는 다음의 단계 (A) 내지 (G)에 따른 검사객체(2)와 편광기(32) 상에 광검사를 수행하도록 광원 시스템(1), 광검출 시스템(3) 및 검사유닛(4)을 사용할 수 있다.

단계 (A)에서, 광원 시스템(1)의 광이미터(11)는 광이미터 구멍(110)을 통하여 레이저빔을 빔팽창기(12)로 조사한다.

단계 (B)에서, 빔팽창기(12)는 일측면의 광수신면(121)에서 광이미터(11)로부터 조사된 레이저빔을 수광하고, 수광된 레이저빔을 팽창하고, 다른 측면에서 광팽창면(122)을 통해서 팽창된 레이저빔을 검사객체(2)로 조사한다. 검사객체(2)를 통하여 전송된 레이저빔은 광검출 시스템(3)의 빔 분할기(31)의 빔 수광면(311)으로 조사된다.

단계 (C)에서, 광검출 시스템(3)의 빔 분할기(31)는 타측면의 빔 분할면(312)을 통하여 레이저빔을 2개의 레이저빔으로 분할하고, 2개의 레이저빔은 빔 분할기(31)의 빔 분할면(312)을 통하여 외부로 조사되고 편광기(32)를 통하여 전송된다.

단계 (D)에서, 검사유닛(4)은 편광기(32)를 통하여 전송된 2개의 레이저빔을 수광하기 위한 광검출기(41)를 사용하고, 수광된 레이저빔의 광신호를 전기 신호로 변환한다.

단계 (E)에서, 광검출기(41)는 전기 신호를 프로세싱 모듈(42)로 전송하고, 프로세싱 모듈(42)의 DAQ 하드웨어(인터페이스 카드와 같은)는 전기 신호를 얻을 수 있다.

단계 (F)에서, 검사유닛(4)의 프로세싱 모듈(42)의 DAQ 하드웨어는 소프트웨어 LabView를 실행하여 수신된 전기 신호를 처리하고, 검사객체(2)와 편광기(32) 사이의 편광 회전각 정렬을 수행한다.

단계 (G)에서, 편광 정렬이 수행되는 검사객체(2)는 편광기(32)에 부착되고, 편광 정렬 검사가 수행된다.

일 실시예에서, 상기 단계(A) 및 (B)의 광원 시스템(1)에 적용된 광이미터(11)는 레이저빔 또는 다른 종류의 광빔타입을 조사하기 위한 광이미터(11)일 수 있고, 바람직하기로는, 광이미터(11)는 532 nm 파장과 20 mw 파워를 가진 그린 레이저빔 또는 여러 종류의 레이저빔일 수 있다. 광이미터(11)는 일측면 상에 형성되고 외부로 레이저빔을 조사하고 통과하기 위한 광이미터 구멍(110)을 가지며, 빔팽창기(12)는 일측면상에 위치하고 광이미터(11)에 정렬된 광수신면(121) 및 타측면에 위치하고 팽창된 레이저빔을 검사객체(2)로 조사하기 위한 광팽창면(122)을 가지며, 검사객체(2)를 통과한 레이저빔은 광검출 시스템(3)의 빔 분할기(31)의 빔 수광면(311)으로 조사될 수 있고, 빔 수광면(311)은 더 큰 검사 영역으로 광빔을 수광할 수 있고, 수광된 광빔은 빔 분할면(312)에 의해서 2개의 직교하는 편광빔으로 분할될 수 있고, 2개의 직교하는 편광빔 사이의 분할 각도(γ)는 1° (또는 1°20') 내지 20° 의 범위에 있을 수 있고; 검사유닛(4)의 광검출기(41)는 2개의 편광된 광빔을 수광할 수 있고, 프로세싱 모듈(42)은 검사객체(2)를 통하여 전송된 편광된 광빔의 원형 편광과 광도를 정확하게 검사할 수 있다.

일 실시예에서, 단계 (B)의 광원 시스템(1)의 빔팽창기(12)는 가변적인 빔팽창기일 수 있고, 수신광은 2배 내지 8배(2x~8x)로 팽창될 수 있다.

단계 (B)에서, 단계 (C)의 검사객체(2)는 일반적으로 극성이 없는 자연광을 편광하기 위한 편광 필름일 수 있고, 편광된 빔을 발생하도록 한다. 편광된 광빔은 이미지 디스플레이의 분야에 적용될 수 있다. 일 실시예에서 단계 (C) 및 (D)의 편광기(32)는 나노입자 규산 나트륨 그래스일 수 있다.

상기 단계 (D), (E) 및 (F)에서, 각각의 검사유닛(4)의 광검출기(41)는 수신된 광신호를 전기신호로 변환할 수 있고, 전기 신호를 프로세싱 모듈(42)로 전송할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세싱 모듈(42)은 수신된 아날로그 신호를 디지털 변환하도록 인터페이스 카드와 같은 DAQ 하드웨어일 수 있고, 컴퓨터가 다음 컴파일링 작업을 수행할 수 있도록 촉진한다. 전기 신호를 수신하기 위한 인터페이스 카드는 신호처리회로, 아날로그-디지탈 변환기, 컴퓨터 버스 등으로 구성될 수 있다. 소프트웨어 LabView는 전기 신호 처리를 위하여 구동될 수 있다. 소프트웨어 LabView는 전기 신호 처리를 위하여 사용될 수 있고, 검사객체(2)와 편광기(32) 사이의 편광 회전각도(β) 예를들어 5°, 10°, 15°, 20° 또는 25°를 연산할 수 있어서, 이것에 의해 검사객체(2)와 편광기(32)에서 광정렬 검사를 달성하게 된다. 결과적으로, 검사객체(2)와 편광기(32) 는 적절한 편광 방향과 각도로 세팅되며, 상호 즉시 부착될 수 있다. 실질 적용 시에, 검사객체(2)와 편광기(32)가 정렬되어 상호 부착되어 사용자에세 3D 이미지를 보게하거나 시청하게 할 때, 광전송축의 경사와 누화현상(crosstalk effect)의 발생을 감소시켜서, 기구의 안정성을 향상시킨다.

상술한 실시예는 본 발명의 단지 바람직한 실시예이며, 본 발명의 청구범위는 여기에 제한되지 않는다. 본 발명의 편광 정렬 검사 장치 및 그 검사 방법은 광빔을 빔팽창기(12)에 조사하도록 광원 시스템(1)의 광빔을 사용하고, 광빔은 팽창되고, 팽창된 광빔은 검사객체(2)로 조사되고, 광검출 시스템(3)의 빔 분할기(31)는 검사객체(2)를 통하여 전송된 광빔을 수광하고, 수광된 광빔을 2개의 편광빔으로 분할하여, 편광기(32)로 조사되고, 검사유닛(4)의 광검출기(41)는 편광기(32)를 통하여 전송된 2개의 광빔을 수광할 수 있고, 2개의 광빔의 광신호를 전기 신호로 변환하여 프로세싱 모듈(42)로 전송되어 검사객체(2)와 편광기(32) 사이의 편광 방향과 각도를 연산하고, 광 정렬, 검사, 및 검사객체(2)와 편광기(32) 부착을 수행하여, 검사객체(2)와 편광기(32)에서 광전송축의 경사와 누화현상(crosstalk effect)의 발생을 감소시킨다.

결과적으로, 실질 적용시에 검사객체(2)와 편광기(32)의 안정성이 향상될 수 있다. 이러한 기술적 개시의 도면과 설명에 근거한 여러 가지 균등한 변경, 수정, 변형은 청구범위에서 제시한 기술적 개시의 정신과 범위에 의해서 한정되는 것으로 여겨지는 것이다.

여기에 개시된 본 발명은 특정 실시예에 의해서 기술된다. 그러나, 많은 변형, 응용, 개량은 청구범위에서 제시한 기술적 개시의 정신과 범위를 벗어남이 없이 당업자에 의해서 이루어질 수 있다.

그러므로, 본 발명의 중요한 개념은 편광 정렬 검사 장치 및 그 검사 방법을 제공하는 것이며, 광원 시스템의 광이미터는 광빔을 빔팽창기로 조사하여 팽창시키고, 팽창된 광빔은 검사객체로 조사되고, 검사객체를 통하여 전송된 광빔은 광검출 시스템의 빔 분할기로 조사되고, 빔 분할기는 수광된 광빔을 2개의 편광빔으로 분할하여, 2개의 편광빔을 편광기로 조사한다. 다음으로, 편광기를 통하여 전송된 편광 광빔은 검사유닛의 강검출기에 의해서 수광되고, 광빔의 광신호는 전기 신호로 변환되고, 프로세싱 모듈은 검사객체와 편광기 사이의 편광 방향과 각도를 연산하고, 수광된 광빔의 광도에 따라서, 검사객체와 편광기의 즉각적인 부착과 광정렬검사를 수행하여, 광전송축의 경사와 누화현상(crosstalk effect)의 발생을 감소시킨다. 결과적으로, 검사객체와 편광기에 대한 적절한 편광 각도가 얻어져서 향상된 안정성가 신뢰성을 가지게 된다. 상기한 예들은 본 발명의 바람직한 실시예이며, 본 발명의 청구범위의 범위는 상기 실시예에 한정되지 않으며, 이러한 기술적 개시의 도면과 설명에 근거한 여러 가지 균등한 변경, 수정, 변형은 청구범위에서 제시한 기술적 개시의 정신과 범위에 의해서 한정되는 것으로 여겨지는 것이다.

1 : 광원 시스템 2 : 검사객체
3 : 광검출 시스템 4 : 검사유닛
11 : 광이미터 12 : 빔팽창기
32 : 편광기 41 : 광검출기
42 : 프로세싱 모듈 110 : 광이미터 구멍
121 : 광수신면 122 : 광팽창면
311 : 빔 수광면 312 : 빔 분할면

Claims

광빔을 조사하기 위한 광이미터, 및 상기 광빔을 수광하고 상기 수광된 광빔을 검사객체로 팽창하기 위한 빔팽창기로 구성되는 광원 시스템,
상기 검사객체를 통하여 전송된 광빔을 수광하고 수광된 광빔을 2개의 광빔으로 분할하는 빔 분할기, 및 상기 빔 분할기로부터 2개의 광빔을 편광시키는 편광기로 구성되며, 상기 광원 시스템에 대향하는 검사객체의 다른 측에 위치하는 광검출 시스템, 및
상기 편광기에 의해서 편광된 2개의 광빔을 수광하고 2개의 광빔을 전기 신호로 변환시키는 광검출기, 및 상기 광검출기에 전기적으로 연결되며 편광 광빔 사이에 각도를 검출하도록 수신된 전기 신호를 처리하는 프로세싱 모듈로 구성되며, 상기 광원 시스템에 대향하는 편광기의 타측면에 위치하는 검사유닛
으로 구성되는 것을 특징으로 하는 편광 정렬 검사 장치.
제1항에 있어서,
상기 광원 시스템의 광이미터는 532 nm 파장과 20 mw 파워를 가진 그린 레이저빔을 조사하기 위한 레이저빔 이미터이며;
상기 광원 시스템은 광이미터의 일측에 형성되며 레이저빔을 조사하고 통과하기 위한 광이미터 구멍을 가지며, 빔팽창기는 일측에 형성되며 상기 광이미터 구멍에 정렬된 광수신면, 및 타측에 형성되며 검사객체의 검사 영역을 증대시키도록 편광 조정 유닛에 레이저빔을 팽창시키는 광팽창면을 가지며;
상기 빔팽창기는 수신광을 2배 내지 8배(2x~8x)로 팽창시킬 수 있는 가변적인 빔팽창기이며, 검사객체는 편광 필름이며;
상기 광검출 시스템의 빔 분할기는 일측에 형성되며 검사객체로부터 광빔을 수광하기 위한 빔 수광면, 및 타측에 형성되며 수광한 광빔을 2개의 직교하는 편광빔으로 분할시키는 빔 분할면을 가지며, 2개의 직교하는 편광빔 사이의 분할 각도(γ)는 1° (또는 1°20') 내지 20°의 범위 내이며;
광검출 시스템의 빔 분할기는 코팅하지 않은 석영, MgF2, αBBO, YVO4 또는 방해석 기반 물질로 이루어지며;
코팅하지 않은 석영 또는 MgF2로 이루어진 빔 분할기는 100,000:1 보다 더 높은 소멸비를 가지며, αBBO, YVO4 또는 방해석 기반 물질로 이루어진 빔 분할기는 1,000,000:1 보다 더 높은 소멸비를 가지며, 방해석 기반 물질로 이루어진 빔 분할기의 파장은 350 nm 내지 700 nm, 또는 650 nm 내지 1050 nm 의 범위이며;
상기 광검출 시스템의 편광기는 나노입자 규산 나트륨 그래스로 이루어지며;
상기 검사유닛의 프로세싱 모듈은 신호처리회로, 아날로그-디지탈 변환기, 컴퓨터 버스로 이루어진 DAQ 하드웨어의 인터페이스 카드인 것을 특징으로 하는 편광 정렬 검사 장치.
검사객체를 검사하도록 광원 시스템, 광검출 시스템 및 검사유닛을 이용하는 편광 정렬 검사 방법으로서,
(A): 광원 시스템의 광이미터가 광빔을 빔팽창기로 조사하는 단계,
(B): 빔팽창기는 광빔을 수광하여 팽창하고, 팽창된 광빔을 검사객체 및 광검출 시스템으로 조사하는 단계;
(C): 광검출 시스템의 빔 분할기는 검사객체로부터 수광한 광빔을 2개의 광빔으로 분할하고, 상기 2개의 광빔을 편광기를 통하여 전송하는 단계;
(D): 검사유닛의 편광기를 통하여 전송된 2개의 광빔을 수광하고, 상기 2개의 광빔의 광신호를 전기 신호로 변환하는 단계;
(E): 광검출기가 상기 전기 신호를 프로세싱 모듈로 전송하는 단계;
(F): 검사유닛의 프로세싱 모듈은 수신된 전기 신호를 처리하고, 검사객체와 편광기 사이의 편광 회전각을 얻는 단계; 및
(G): 검사객체가 편광기에 부착되고, 편광 정렬이 실행되며, 편광 정렬 검사가 완료되는 단계
로 구성되는 것을 특징으로 하는 편광 정렬 검사 방법.
제3항에 있어서,
상기 단계 (A)에서 광원 시스템(1)의 광이미터(11)는 532 nm 파장과 20 mw 파워를 가진 그린 레이저빔을 조사하기 위한 레이저빔이며, 빔팽창기는 일측면상에 위치하고 광이미터 구멍에 정렬된 광수신면 및 타측면에 위치하고 레이저빔을 편광 조정 유닛으로 팽창시키는 광팽창면을 가지며, 검사객체의 검사 영역을 증대시키며;
상기 단계 (B)의 검사유닛의 빔팽창기는 가변적인 빔팽창기이며, 수신광은 2배 내지 8배(2x~8x)로 팽창될 수 있으며;
상기 단계 (B) 및 단계 (C)의 빔팽창기는 광빔을 수광하여 확대된 광빔을 검사객체, 광검출 시스템 및 편광기로 조사하고, 광빔을 전송하도록 검사객체, 광검출 시스템 및 편광기를 통하여 광전송축을 형성하며;
상기 검사객체는 편광필름이며 상기 편광기는 나노입자 규산 나트륨 그래스이며;
단계 (C)의 광검출 시스템에서, 빔 분할기는 검사객체로부터 광빔을 수광하는 빔 수광면, 타측에 형성되고 수광한 광빔을 2개의 직교하는 편광빔으로 분할시키는 빔 분할면을 가지며, 2개의 직교하는 편광빔 사이의 분할 각도(γ)는 1° (또는 1°20') 내지 20° 의 범위 내에 있으며;
상기 빔 분할기는 코팅하지 않은 석영, MgF2, αBBO, YVO4 또는 방해석 기반 물질로 이루어지며, 코팅하지 않은 석영 또는 MgF2로 이루어진 빔 분할기는 100,000:1 보다 더 높은 소멸비를 가지며, αBBO, YVO4 또는 방해석 기반 물질로 이루어진 빔 분할기는 1,000,000:1 보다 더 높은 소멸비를 가지며;
상기 광검출 시스템의 편광기는 나노입자 규산 나트륨 그래스로 이루어지며;
상기 검사유닛의 프로세싱 모듈은 신호처리회로, 아날로그-디지탈 변환기, 컴퓨터 버스로 이루어진 DAQ 하드웨어의 인터페이스 카드인 것을 특징으로 하는 편광 정렬 검사 방법.