KR20220135415A - 하프 미러 편향 측정 방법을 기반한 PI(Polyimide) 필름 고정밀 3D 리뷰 시스템 - Google Patents

하프 미러 편향 측정 방법을 기반한 PI(Polyimide) 필름 고정밀 3D 리뷰 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하프 미러 편향 측정 방법을 기반한 PI(Polyimide) 필름 고정밀 3D 리뷰 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하프 미러의 특성을 활용하여 PI(Polyimide) 필름의 결함을 고정밀 분석하는 편향 측정 방법을 기반한 PI(Polyimide) 필름 고정밀 3D 리뷰 시스템에 관한 것으로, 광학기기를 통해 PI(Polyimide) 필름을 사차원 형상으로 촬영하는 3D 촬영부;와 상기 3D 촬영부에서 촬영된 PI(Polyimide) 필름 삼차원 대면적 이미지로부터 결함을 검출하는 결함검사부;와 상기 결함검사부로부터 검출된 PI(Polyimide) 필름 삼차원 결함 이미지를 상기 광학기기로부터 방출된 빛의 신호 도출값을 기반으로 하여 고정밀 분석하는 분석부; 및 상기 분석부로부터 분석된 PI(Polyimide) 필름 삼차원 결함의 특성 결과를 도출하는 검출부;를 포함한다.

Description

하프 미러 편향 측정 방법을 기반한 PI(Polyimide) 필름 고정밀 3D 리뷰 시스템{PI (Polyimide) film high-precision 3D review system based on half mirror deflection measurement method}
본 발명은 하프 미러 편향 측정 방법을 기반한 PI(Polyimide) 필름 고정밀 3D 리뷰 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하프 미러의 특성을 활용하여 PI(Polyimide) 필름의 결함을 고정밀 분석하는 편향 측정 방법을 기반한 PI(Polyimide) 필름 고정밀 3D 리뷰 시스템에 관한 것이다.
제품 표면 결함 검사에 흔히 쓰이는 머신비전 기술은 사람이 눈을 통해 인지하고 판단하는 기능을 광학계, 소프트웨어 및 하드웨어를 포괄하는 통합 시스템을 통해 구현하기 때문에 높은 기술력과 전문성을 필요로 하는 분야이다. 최근 고속 및 자동화 기술과 사물인터넷, 인공지능 기술과 융합하여 생산 자동화 및 스마트 공장 실현에 기여하고 있을 뿐만 아니라 주요 검사 대상인 전자 부품 및 소재가 점차 소형화와 박막화 됨에 따라서 검사 기술에 대한 요구 또한 높아지고 있는 추세이다.
그 중 하나가 이물 또는 결함, nm급의 미세한 결함을 검출하기 위해 기존 2차원 이미지 대신 3차원 이미지를 획득하여 검사를 진행하는 기술이 발전되고 있다. 한편, 금속을 대체하거나 전기 전자 분야와 같은 공업적 요소에 적용할 수 있는 플라스틱을 엔지니어링 플라스틱이라고 하는데, 폴리이미드는 엔지니어링 플라스틱 중에서도 그 특성이 보다 우수한 슈퍼 엔지니어링 플라스틱으로 분류되어, 최근 Flexible 디스플레이 기술 트렌드가 리지드 OLED에서 폴더블 OLED로 전환되면서 커버 윈도우(CPI), TFT기판(PI), Base Film(PI), FPCB 등의 탑재량이 급격히 늘어날 것으로 되고 있다. 얇은 두께의 연성(Flexible)이라는 소재 특성상 PI 필름 제조는 R2R(Roll to Roll) 공정을 기본으로 한다. 칩형태의 소재를 압출하고, 이를 가로 세로 길이로 늘여가는 공정이기 때문에 Roller를 축으로 Winding과 Unwinding을 수없이 거치며 마찰이 발생하고 이로 인해 필름 표면에 다양한 형상의 불량이 생기는 구조이다.
따라서, 대부분의 PI 필름은 머신비전 기술을 이용한 검사 장비, 현미경을 통해 검사를 진행하고 있으며, 이 과정에서 반투명의 황갈색 PI필름은 반사율이 높기 때문에 광학계 조건 제약이 존재한다. 또한, 미세한 표면 불량은 2D비전 검사 방식으로는 검출이 불가능하며, IP 필름은 점차 박막화 되어 더욱 얇은 두께가 되어 더욱 실시간으로 3D 결함을 고정밀도로 분석하여, 정밀한 표면 불량 검출이 요구 받고 있는 실정이다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로서, 본 발명은 하프 미러를 이용한 편향 측정 방법을 활용하여 LCD 모니터를 활용한 패턴 조명과 2D 지역 카메라로 대상체를 측정하여 3D 형상을 구현하고, 치수를 측정하여 PI(Polyimide) 필름의 3D 측정 정밀도를 향상하는 하프 미러 편향 측정 방법을 기반한 PI(Polyimide) 필름 고정밀 3D 리뷰 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예들에 따른, 하프 미러 편향 측정 방법을 기반한 PI(Polyimide) 필름 고정밀 3D 리뷰 시스템은 광학기기를 통해 PI(Polyimide) 필름을 삼차원 형상으로 촬영하는 3D 촬영부;와 상기 3D 촬영부에서 촬영된 PI(Polyimide) 필름 삼차원 대면적 이미지로부터 결함을 검출하는 결함검사부; 상기 결함검사부로부터 검출된 PI(Polyimide) 필름 삼차원 결함 이미지를 상기 광학기기로부터 방출된 빛의 신호 도출값을 기반으로 하여 고정밀 분석하는 분석부;와 상기 분석부로부터 분석된 PI(Polyimide) 필름 삼차원 결함의 특성 결과를 도출하는 검출부;를 포함한다.
본 발명의 실시 예들에 있어서, 상기 광학기기는 n개의 2D 지역 카메라와, LCD 모니터를 활용한 패턴 조명 및, 간섭대물렌즈, LED 조명을 포함하여, 상기 3D 촬영부는, 상기 LCD 모니터를 활용한 패턴 조명과 상기 2D 지역 카메라로 대상체를 촬영한다.
본 발명의 실시 예들에 있어서, 상기 3D 촬영부는 상기 대물렌즈와 상기 LED 조명의 구조(위치)를 통해서 빛을 제어하며, 하프 미러(Half Mirror)이 포함된 카메라를 통해 PI(Polyimide) 필름을 정면에서 촬영하여 카메라의 기울어짐으로 인한 왜곡을 방지한다.
본 발명의 실시 예들에 있어서, 상기 결함검사부는 상기 3D 촬영부에서 촬영된 PI(Polyimide) 필름의 위상 및 반사각을 측정하여, 상기 PI(Polyimide) 필름 이미지의 삼차원 형상의 치수를 측정하며, 상기 PI(Polyimide) 필름 삼차원 형상의 대면적의 삼차원 결함을 실시간으로 검출한다.
본 발명의 실시 예들에 있어서, 상기 분석부는 상기 광학기기에서 방출된 빛의 신호 도출값 및 상기 PI(Polyimide) 필름 삼차원 높이 측정값의 연산을 기반으로 하여, 상기 결함검사부로부터 검출된 PI(Polyimide) 필름 삼차원 결함 이미지를 고정밀 분석한다.
본 발명의 실시 예들에 있어서, 상기 검출부는 상기 분석부로부터 분석된 PI(Polyimide) 필름 삼차원 결함 이미지로부터 결함의 원인 및 특성을 도출한다.
이상에서 설명한 바와 같은 하프 미러 편향 측정 방법을 기반한 PI(Polyimide) 필름 고정밀 3D 리뷰 시스템에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 조명에 의해 반사가 발생하는 물체에 대하여 검사할 수 있다.
둘째, 돌기, 파임, 스크래치, 기포, 뜯김에 대한 형상 검사와 높이 측정이 가능하다.
셋째, PI(Polyimide) 필름 결함 3D 이미지의 모양과 크기가 왜곡되지 않게 측정 가능하다.
넷째, 카메라의 빛 투과 방향성에 따른 일부 스크레치, 결함을 미검출하는 경우를 줄일 수 있다.
도1은 본 발명의 구성도이다.
도2는 본 발명의 모식도이다.
도3은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 하프 미러의 빛 투과도이다.
도4는 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 참조 거울 및 대상체의 높이 측정도이다.
첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 하프 미러 편향 측정 방법을 기반한 PI(Polyimide) 필름 고정밀 3D 리뷰 시스템에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.
또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도1은 본 발명의 구성도이다.
도1을 참고하면, 광학기기를 통해 PI(Polyimide) 필름을 사차원 형상으로 촬영하는 3D 촬영부(100); 3D 촬영부(100)에서 촬영된 PI(Polyimide) 필름 삼차원 대면적 이미지로부터 결함을 검출하는 결함검사부(200);와 결함검사부(200)로부터 검출된 PI(Polyimide) 필름 삼차원 결함 이미지를 상기 광학기기로부터 방출된 빛의 신호 도출값을 기반으로 하여 고정밀 분석하는 분석부(300); 분석부(300)로부터 분석된 PI(Polyimide) 필름 삼차원 결함의 특성 결과를 도출하는 검출부(400);를 포함한다.
도2는 본 발명의 모식도이며, 도3은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 하프 미러의 빛 투과도이다.
도2와 도3을 참고하면, 상기 광학기기는 n개의 2D 지역 카메라와, LCD 모니터를 활용한 패턴 조명 및, 간섭대물렌즈, LED 조명를 포함한다.
3D 촬영부(100) 상기 LCD 모니터를 활용한 패턴 조명과 상기 2D 지역 카메라로 대상체를 촬영하며, 상기 대물렌즈와 상기 LED 조명의 구조(위치)를 통해서 빛을 제어하며, 하프 미러(Half Mirror)이 포함된 카메라를 통해 PI(Polyimide) 필름을 정면에서 촬영하여 카메라의 기울어짐으로 인한 왜곡을 방지한다. 결함검사부(200)는 상기 3D 촬영부에서 촬영된 PI(Polyimide) 필름의 위상 및 반사각을 측정하여, 상기 PI(Polyimide) 필름 이미지의 삼차원 형상의 치수 측정하며, 상기 PI(Polyimide) 필름 삼차원 형상의 대면적의 삼차원 결함을 실시간으로 검출한다.
도4는 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 참조 거울 및 대상체의 높이 측정도이다. 도4를 참고하면, 분석부(300)는 상기 광학기기에서 방출된 빛의 신호 도출값 및 상기 PI(Polyimide) 필름 삼차원 높이 측정값의 연산을 기반으로 하여, 상기 결함검사부로부터 검출된 PI(Polyimide) 필름 삼차원 결함 이미지를 고정밀 분석한다. 상기 PI(Polyimide) 필름 삼차원 높이 측정값은, 참조 카메라의 위치와 상기 PI(Polyimide) 필름의 위치를 X-Z좌표계로 표시하여, 상기 참조 카메라의 위치인 (x1,z1) 값과 상기 PI(Polyimide) 필름 위치인 (x2,z2)의 값을 기반으로 각각의 상대적인 높이값을 측정한다. 이에 따라, 검출부(400)는 분석부(300)로부터 분석된 PI(Polyimide) 필름 삼차원 결함 이미지로부터 결함의 원인 및 특성을 도출한다.
이상에서 설명한 바와 같은 하프 미러 편향 측정 방법을 기반한 PI(Polyimide) 필름 고정밀 3D 리뷰 시스템에 따르면 다음과 같은 효과가 있다. 첫째, 조명에 의해 반사가 발생하는 물체에 대하여 검사할 수 있다. 둘째, 돌기, 파임, 스크래치, 기포, 뜯김에 대한 형상 검사와 높이 측정이 가능하다. 셋째, PI(Polyimide) 필름 결함 3D 이미지의 모양과 크기가 왜곡되지 않게 측정 가능하다. 넷째, 카메라의 빛 투과 방향성에 따른 일부 스크래치, 결함을 미검출하는 경우를 줄일 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 3D 촬영부 200: 결함검사부
300: 분석부 400: 검출부

Claims (7)

  1. 광학기기를 통해 PI(Polyimide) 필름을 삼차원 형상으로 촬영하는 3D 촬영부;
    상기 3D 촬영부에서 촬영된 PI(Polyimide) 필름 삼차원 대면적 이미지로부터 결함을 검출하는 결함검사부;
    상기 결함검사부로부터 검출된 PI(Polyimide) 필름 삼차원 결함 이미지를 상기 광학기기로부터 방출된 빛의 신호 도출값을 기반으로 하여 고정밀 분석하는 분석부;
    상기 분석부로부터 분석된 PI(Polyimide) 필름 삼차원 결함의 특성 결과를 도출하는 검출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하프 미러 편향 측정 방법을 기반한 PI(Polyimide) 필름 고정밀 3D 리뷰 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광학기기는 n개의 2D 지역 카메라와, LCD 모니터를 활용한 패턴 조명 및, 간섭대물렌즈, LED 조명를 포함하여,
    상기 3D 촬영부는,
    상기 LCD 모니터를 활용한 패턴 조명과 상기 2D 지역 카메라로 대상체를 촬영하는 것을 특징으로 하는 하프 미러 편향 측정 방법을 기반한 PI(Polyimide) 필름 고정밀 3D 리뷰 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 3D 촬영부는,
    상기 대물렌즈와 상기 LED 조명의 구조(위치)를 통해서 빛을 제어하며,
    하프 미러(Half Mirror)이 포함된 카메라를 통해 PI(Polyimide) 필름을 정면에서 촬영하여 카메라의 기울어짐으로 인한 왜곡을 방지하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 하프 미러 편향 측정 방법을 기반한 PI(Polyimide) 필름 고정밀 3D 리뷰 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 결함검사부는,
    상기 3D 촬영부에서 촬영된 PI(Polyimide) 필름의 위상 및 반사각을 측정하여, 상기 PI(Polyimide) 필름 이미지의 삼차원 형상의 치수를 측정하며,
    상기 PI(Polyimide) 필름 삼차원 형상의 대면적의 삼차원 결함을 실시간으로 검출하는 것을 특징으로 하는 하프 미러 편향 측정 방법을 기반한 PI(Polyimide) 필름 고정밀 3D 리뷰 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 분석부는,
    상기 광학기기에서 방출된 빛의 신호 도출값 및 상기 PI(Polyimide) 필름 삼차원 높이 측정값의 연산을 기반으로 하여,
    상기 결함검사부로부터 검출된 PI(Polyimide) 필름 삼차원 결함 이미지를,
    고정밀 분석하는 것을 특징으로 하는 하프 미러 편향 측정 방법을 기반한 PI(Polyimide) 필름 고정밀 3D 리뷰 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 PI(Polyimide) 필름 삼차원 높이 측정값은,
    참조 카메라의 위치와 상기 PI(Polyimide) 필름의 위치를 X-Z좌표계로 표시하여,
    상기 참조 카메라의 위치인 (x1,z1) 값과 상기 PI(Polyimide) 필름 위치인 (x2,z2)의 값을 기반으로 각각의 상대적인 높이값을 측정하는 것을 특징으로 하는 하프 미러 편향 측정 방법을 기반한 PI(Polyimide) 필름 고정밀 3D 리뷰 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 검출부는,
    상기 분석부로부터 분석된 PI(Polyimide) 필름 삼차원 결함 이미지로부터 결함의 원인 및 특성을 도출하는 것을 특징으로 하는 하프 미러 편향 측정 방법을 기반한 PI(Polyimide) 필름 고정밀 3D 리뷰 시스템.
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