KR20230017452A - 내부 이물 검출장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 투명 기판과 같은 피검사물의 내부 이물 포함 여부를 검출하는 내부 이물 검출장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 차광수단을 통해 피검사물로 광을 조사하는 광조사부의 광폭을 부분 차폐시킴에 따라 광의 회절을 유도하여 내부 이물이 있는 경우 이미지 왜곡이 발생되도록 하는 내부 이물 검출장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 피검사물 내부의 이물을 검출하는 내부 이물 검출장치에 있어서, 상기 피검사물의 일측에서 광을 조사하는 광조사부; 상기 피검사물의 타측에 위치되어 상기 피검사물을 투과한 상기 광조사부의 광을 촬영하여 영상정보를 생성하는 촬상 장치; 상기 광조사부와 피검사물 사이에 배치되며 광조사부로부터 조사되는 광의 광폭을 부분 차폐시키는 차광수단; 및 상기 영상정보를 수신하여 상기 피검사물 내부의 이물 존재 여부를 판단하는 연산부;를 포함하여 구성된다.

Description

내부 이물 검출장치{Internal Foreign Object Detection Apparatus}
본 발명은 투명 기판과 같은 피검사물의 내부 이물 포함 여부를 검출하는 내부 이물 검출장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 차광수단을 통해 피검사물로 광을 조사하는 광조사부의 광폭을 부분 차폐시킴에 따라 광의 회절을 유도하여 내부 이물이 있는 경우 이미지 왜곡이 발생되도록 하는 내부 이물 검출장치에 관한 것이다.
얇은 두께의 투명 기판 혹은 적층 투명 기판을 사용한 공정에서 여러 가지 이유로 이물이 발생할 수 있으며, 따라서 제작 공정 중간이나 공정 이후에 이런 이물을 검출하는 단계를 가져야 한다.
하지만, 상면 또는 하면의 표면 이물을 검출하는 장치들은 특허등록 제10-1636055호, 특허등록 제10-1408673호, 특허공개 제10-2021-0036091호 등에서 공개된 바 있으나, 내부의 이물만을 검사하여 내부 이물 포함 여부를 검사하는 검출 장치는 공개된 바 없다.
이를 자세히 설명하면, 도 1은 종래 일반적인 이물 검출장치를 나타내는 도면이며, 도 2는 피검사물 내부 이물 위치를 나타내는 도면이다.
도면을 참조하면 광(L)을 조사하는 광조사부(1)와, 이와 마주하여 광을 촬영하는 촬상 장치(2) 및 이물 검출 여부를 판단받기 위한 투명 기판, 즉 피검사물(OB)이 상기 광조사부(1)와 촬상 장치(2) 간에 위치되어 이동한다.
여기서, 피검사물(OB)이 이동하는 이유는 촬상 장치(2)가 에어리어 카메라가 아닌 라인 카메라이기 때문이며, 피검사물(0B)이 이동하며 촬영된 각 라인 촬영정보가 취합되어 2차원 평면 촬영영상정보가 도출된다.
이때 도 2에서와 같이 피검사물(OB) 내부에 이물(f)이 (a)와 같이 있는 경우 촬영된 영상정보는 피검사물(OB) 상면의 불량과 유사하게 나타나고, 피검사물(OB) 내부에 이물(f)이 (b)와 같이 있는 경우 촬영된 영상정보는 피검사물(OB) 상면 또는 하면의 불량과 유사하게 나타나며, 피검사물(OB) 내부에 이물(f)이 (c)와 같이 있는 경우 촬영된 영상정보는 피검사물(OB) 하면의 불량과 유사하게 나타나게 된다.
이에 따라 피검사물(OB) 내부에 포함된 이물만을 촬영하여 이물 여부를 검출할 수 있는 내부 이물 검출장치의 개발이 시급한 실정이다.
한국특허등록 제10-1636055호
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 광조사부로부터 조사되는 광을 부분 차폐시키는 차광수단을 통해 피검사물을 향하는 광의 일부영역에 회절이 발생되도록 함으로써 내부 이물이 있을 시 회절된 빛에 의해 발생되는 이미지 왜곡을 통해 최종적으로 내부 이물 존재 여부를 판단할 수 있도록 하는 내부 이물 검출장치를 제공함에 그 목적이 있다.
아울러 본 발명의 다른 목적은 차광수단을 제1차광슬릿과 이에 복수개가 연장되는 제2차광슬릿으로 구성함으로써 일정 길이를 가지는 내부 이물에도 이미지 왜곡을 통한 명확한 이물 존재 판단이 이루어지도록 하는 내부 이물 검출장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.
본 발명은 피검사물 내부의 이물을 검출하는 내부 이물 검출장치에 있어서, 상기 피검사물의 일측에서 광을 조사하는 광조사부; 상기 피검사물의 타측에 위치되어 상기 피검사물을 투과한 상기 광조사부의 광을 촬영하여 영상정보를 생성하는 촬상 장치; 상기 광조사부와 피검사물 사이에 배치되며 광조사부로부터 조사되는 광의 광폭을 부분 차폐시키는 차광수단; 및 상기 영상정보를 수신하여 상기 피검사물 내부의 이물 존재 여부를 판단하는 연산부;를 포함하여 구성된다.
여기서 상기 피검사물의 전면적에 이물 검사가 수행되도록 상기 피검사물을 이동시키는 이동수단이 더 포함될 수 있다.
아울러 다른 실시예로 상기 피검사물의 전면적에 이물 검사가 수행되도록 상기 촬상 장치 및 상기 광조사부를 이동시키는 이동수단이 더 포함될 수 있다.
또한 상기 촬상 장치 및 상기 광조사부는 일체로 구성될 수 있다.
아울러 상기 촬상 장치는 라인 카메라를 포함하고, 상기 피검사물 또는 상기 촬상 장치 및 상기 광조사부가 이동되는 이동 방향(X축 방향)에 수직한 방향(Y축 방향)으로 라인 촬영이 이루어질 수 있다.
또한 상기 차광수단은 플레이트 형상으로 이루어지고, 상기 광조사부로부터 조사되는 광의 광폭을 30% 내지 70% 만큼 차폐시키도록 배치되는 제1차광슬릿을 포함할 수 있다.
또한 상기 차광수단은 플레이트 형상으로 이루어지고, 상기 광조사부로부터 조사되는 광의 광폭을 30% 내지 70% 만큼 차폐시키도록 배치되는 제1차광슬릿; 및 플레이트 형상으로 상기 제1차광슬릿에서 연장된 복수의 제2차광슬릿;을 포함하고, 상기 제2차광슬릿의 폭(d1)은 상기 제1차광슬릿의 폭보다 좁게 형성될 수 있다.
아울러 상기 복수의 제2차광슬릿은 서로 일정한 간격(d2)으로 이격되며, 상기 복수의 제2차광슬릿 폭(d1)은 상기 제2차광슬릿들간 간격(d2)과 동일하게 형성될 수 있다.
또한 상기 촬상 장치는 에어리어 카메라를 포함하고 상기 차광수단은 플레이트 형상으로 이루어지되 일정 가로 길이 및 세로 길이를 가지는 절개부가 복수개로 이격 배열될 수 있으며, 상기 절개부는 횡방향 및 종방향으로 일정 간격 이격되어 복수개가 배치되거나 대각 방향으로 일정 간격 이격 되어 복수개가 배치될 수 있다.
또한 상기 촬상 장치는 상기 피검사물을 사이에 두고 상기 광조사부와 직선으로 마주보는 위치에 구비될 수 있다.
아울러 상기 피검사물의 타측에 위치되어 상기 피검사물을 투과한 상기 광조사부의 광을 반사시키는 광반사부가 더 포함되며, 상기 촬상 장치는 상기 광반사부로부터 반사되는 광을 촬영하여 피검사물의 이물을 검사할 수 있다.
본 발명에 따르면 피검사물로 조사되는 광조사부의 일정 광폭을 부분 차폐시킴에 따라 광의 회절을 유도하여 촬영정보 내 이미지 왜곡 여부로 이물 포함여부를 신속 용이하게 검출할 수 있는 효과가 있다.
아울러 차광수단을 제1차광슬릿과 이로부터 복수개로 연장되는 제2차광슬릿으로 구성하여 피검사물의 촬영 이동방향으로 형성되는 긴 이물의 경우에도 명확하게 이물 포함여부가 검출될 수 있는 효과가 있다.
또한 피검사물 표면과 피검사물 내부에 이물이 포함될 경우 촬상 장치의 촬영정보를 통해 쉽고 간편하게 위치 파악이 가능하여 후속 처리공정에서 보다 신속하고 정밀한 대처가 가능해지는 효과가 있다.
도 1은 종래 이물 검출장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 피검사물 내부 이물 위치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 내부 이물 검출장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 내부 이물 검출장치에서 피검사물 내부의 이물 위치를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 이물 위치에 따라 촬상 장치에서 촬영된 영상정보를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 내부 이물 검출장치에서 피검사물 내부 및 외부의 이물 위치를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6의 이물 위치에 따라 촬상 장치에서 촬영된 영상정보를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 내부 이물 검출장치에서 피검사물의 평면도로서 피검사물의 이동방향과 촬상 장치의 촬영 방향을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 내부 이물 검출장치를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 9의 측면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차광수단을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차광수단을 통해 촬영된 영상정보의 일예를 나타내는 도면이다.
도 13은 도 12의 영상정보를 연산부에서 이미지 프로세싱하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차광수단을 통해 긴 내부 이물이 있는 경우 연산부에서 이미지 프로세싱하여 처리한 영상정보를 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 이동수단의 변형가능한 결합 모습을 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차광수단을 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 광반사부가 더 포함된 내부 이물 검출장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.
먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 내부 이물 검출장치를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 내부 이물 검출장치에서 피검사물 내부의 이물 위치를 나타내는 도면이고, 도 5는 도 4의 이물 위치에 따라 촬상 장치에서 촬영된 영상정보를 나타내는 도면이다.
또한 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 내부 이물 검출장치에서 피검사물 내부 및 외부의 이물 위치를 나타내는 도면이며, 도 7은 도 6의 이물 위치에 따라 촬상 장치에서 촬영된 영상정보를 나타내는 도면이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 내부 이물 검출장치에서 피검사물의 평면도로서 피검사물의 이동방향과 촬상 장치의 촬영 방향을 나타내는 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 내부 이물 검출장치(100)는 크게 피검사물(OB)의 일측에서 광을 조사하는 광조사부(10)와, 상기 피검사물(OB)의 타측에 위치되어 상기 피검사물(OB)을 투과한 상기 광조사부(10)의 광을 촬영하여 영상정보를 생성하는 촬상 장치(20)와, 상기 광조사부(10)와 피검사물(OB) 사이에 배치되며 광조사부(10)로부터 조사되는 광의 광폭을 부분 차폐시키는 차광수단(30) 및 상기 영상정보를 수신하여 상기 피검사물(OB) 내부의 이물 존재 여부를 판단하는 연산부(40)를 포함하여 구성된다.
여기서 상기 광조사부(10)는 피검사물(OB)로 광을 조사함에 따라 이를 투과하여 통과된 광이 촬상 장치(20)에 촬영되도록 구비되는데, 상기 광조사부(10)의 전방측에는 상기 차광수단(30)이 광조사부(10)로부터 조사되는 광의 광폭을 일정 분 차폐시키도록 배치되게 된다.
이와 같은 상기 차광수단(30)의 배치는 도 3에서와 같이 광조사부(10)의 광 중에서 부분 차폐된 영역에 광의 회절이 유도되어 회절된 광이 조사되는 회절광영역(L1)이 형성되고 차폐되지 않은 영역에는 광의 회절이 없는 비회절광영역(L2)이 형성된다.
이에 따라 회절된 광을 이용하면 내부 이물은 촬상 장치(20)로부터 촬영된 2D 촬영정보 상에서 왜곡된 이물 형상 이미지로 표현되게 된다.
이는 이물이 BF 특성의 검은색으로 표현되어야 하나 회절된 광으로 인해 이물 주위에 집광된 광의 효과로 이물의 형상에 따라 흰색 성분과 그림자가 나타나게 되어 왜곡이 발생되는 것이다.
따라서 본 발명은 광조사부(10)에 의해 조사되는 광의 일정 광폭을 차폐시켜 회절광영역(L1)과 비회절광영역(L2)을 형성함에 따라 내부 이물이 포함된 경우 이물 이미지가 왜곡되도록 유도함으로써 내부 이물의 포함여부를 용이하고 정밀하게 검출하도록 구성되는 것이다.
도 4 및 도 6에서 피검사물(OB)의 이물 위치에 따른 촬상 장치(20)의 영상정보를 도 5 및 도 7에 도시하였다.
이때 도 6에서와 같이 피검사물(OB) 상/하면의 표면(f6, f8) 또는 내부(f7)에 이물이 있는 경우 도 7에서의 (a), (b), (c)에서와 같이 이물 표시가 영상정보에서 검출된다.
즉, (a) 및 (c)의 경우 피검사물(OB)의 상/하면에 이물(f6, f8)이 포함될 경우 나타나는 영상정보이며, (b)의 경우 피검사물(OB)의 내부에 이물(f7)이 있는 경우 나타나는 영상정보이다.
이와 같이 차광수단(30)을 통한 회절광유도를 통해 촬상 장치(20)의 영상정보 상에서 명확한 이물 포함여부가 검출가능하게 되는 것이다.
아울러 본 실시예에서는 도 7과 같이 상기 차광수단(30)이 광조사부(10)의 50%를 차폐시키고 이를 촬영하였으나, 경우에 따라 30% 내지 70%의 범위에서 광조사부(10)의 광폭을 차폐시킬 수도 있다.
이 경우 각각 이미지 왜곡의 정도나 형태가 어느 정도 상이할 뿐 육안으로 확인 가능한 이미지 왜곡이 발생됨에 따라 이물의 위치가 상/하면 표면에 위치한 것인지 내부에 위치한 것인지 명확히 판단 가능하다.
하지만 차광수단(30)의 광조사부(10) 차폐 범위가 30% 이하일 경우에는 내부 이물로 회절이 없는 광이 대부분 투과되게 되어 이미지 왜곡의 정도가 매우 약하게 되고, 70% 이상일 경우에는 회절된 광이 내부 이물로 대부분 투과되게 되어 이미지 왜곡은 나타나게 되나 투과되는 광량이 적어 명확한 이미지 왜곡 여부의 판단이 어려울 수 있다.
아울러 상기 차광수단(30)은 플레이트 형상의 제1차광슬릿(31)으로 구성될 수 있고, 이러한 제1차광슬릿(31)은 광조사부(10)의 형상에 따라 형성될 수 있다.
즉, 광조사부(10)의 수평 단면 형상이 직사각형 형상이라면 상기 제1차광슬릿(31)의 형상도 직사각형 형상으로 형성됨이 바람직한데, 이는 제1차광슬릿(31)이 상기 광조사부(10) 광폭을 30% 내지 70% 만큼 차폐시키도록 배치되어야 하기 때문이다.
한편 본 실시예에서는 피검사물(OB)을 이동시키기 위한 이동수단(50)이 구비되는데, 여기서 상기 이동수단(50)은 피검사물(OB)을 통과한 광조사부(10)의 광을 촬영하는 촬상 장치(20)가 라인 카메라인 경우에 적용된다.
산업용 카메라는 크게 스캔 방식에 따라 에어리어 카메라와 라인 카메라로 분류할 수 있는데, 우선 에어리어 카메라(Area Scan Camera)는 한 번 촬영으로 일정 크기의 2D 영역을 촬영한다. 일반적인 핸드폰 카메라나 DSLR 카메라와 같은 방식이다.
이에 반해 라인 카메라(Line Scan Camera)는 한 번 촬영할 때 한 개 라인 영역을 촬영하게 된다. 복사기 또한 이와 같은 방식인데, 복사할 대상 종이를 투입하여 복사를 시작하면 레이저 광이 지나가면서 종이를 스캔하고 스캔한 라인들을 취합하여 한 장의 2D 이미지를 생성하게 된다.
본 발명의 일실시예에 따른 라인 카메라도 이와 유사한 방법으로 이미지를 스캔하는데, 피검사물(OB)이 이동수단(50)을 통해 도 3, 도 4 및 도 8에서와 같이 이동하면 피검사물 이동방향(X축 방향)과 수직한 방향(Y축 방향)으로 라인 단위 촬영이 이루어지게 되고 그런 다음 각각 촬영한 라인 촬영정보를 취합하여 한 장의 2D 이미지 영상정보가 생성되게 된다.
기존 에어리어 카메라에 비해 검사 영역이 넓은 피검사물(OB)의 경우 이동만 가능하다면 하나의 라인 카메라로 넓은 영역을 모두 검사 가능해진다.
에어리어 카메라일 경우 검사 영역이 넓으면 수 대의 카메라가 각각 해당 영역의 촬영을 통한 검사를 수행하게 되어 설치 비용의 증가, 설치 공간의 증대 및 제어 효율의 저하를 초래할 수 있어 라인 카메라가 보다 유용할 것이다.
이와 같은 라인 카메라의 각 라인 촬영정보 취합은 연산부(40)에서 수행되게 되고, 이러한 연산부(40)는 필요에 따라 취합된 2D 이미지 영상정보를 다양한 이미지 프로세싱 과정을 통해 보다 명확하게 이물 검출 결과를 도출 할 수 있다.
아울러 상기 이동수단(50)은 피검사물(OB)를 이동하기 위해 다양한 형태로 구성될 수 있으며 일예로 공압 또는 유압실린더가 적용될 수 있다.
이 경우 실린더로드의 단부측과 피검사물(OB)의 일측 단부가 서로 연결되어 피검사물(OB)의 타측으로부터 순차적으로 촬영이 이루어져 실린더로드 단부측과 연결된 피검사물(0B)의 단부 위치까지 촬영되도록 이동시키게 된다.
이외에도 광조사부(10)로부터 조사되는 광이 피검사물(OB)을 투과하여 촬상 장치(20)로 도달하는 경로 상에서 이를 간섭하지 않고 피검사물(OB)을 이동시킬 수 있는 수단이라면 어떠한 구성도 가능할 것이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 내부 이물 검출장치를 나타내는 도면이며, 도 10은 도 9의 측면도이고, 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차광수단을 나타내는 도면이다.
또한 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차광수단을 통해 촬영된 영상정보의 일예를 나타내는 도면이며, 도 13은 도 12의 영상정보를 연산부에서 이미지 프로세싱하는 과정을 나타내는 도면이고, 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차광수단을 통해 긴 내부 이물이 있는 경우 연산부에서 이미지 프로세싱하여 처리한 영상정보를 나타내는 도면이다.
도면을 참조하면, 본 실시예는 차광수단(30)이 제1차광슬릿(31)과 제2차광슬릿(32)으로 구성되는데, 상기 제1차광슬릿(31)은 전술한 실시예와 동일하며, 제2차광슬릿(32)은 플레이트 형상으로 형성되며 상기 제1차광슬릿(31)에서 복수개가 연장되어 형성된다.
또한 상기 제2차광슬릿의 폭(d1)은 상기 제1차광슬릿(31)의 폭보다 좁게 형성되며, 아울러 상기 복수의 제2차광슬릿(32)은 서로 일정한 간격(d2)으로 이격되며, 상기 복수의 제2차광슬릿 폭(d1)은 상기 제2차광슬릿들간 간격(d2)과 동일하게 형성될 수 있다.
이와 같은 제2차광슬릿(32)의 형성은 도 9 및 도 10에서와 같이 피검사물(OB)의 이동방향과 동일 또는 유사하는 방향으로 일정 길이를 가지는 내부 이물이 있는 경우에 그 이물 포함여부를 명확하게 검출하기 위해 구성된다.
그 일예로 일정 길이를 가지는 긴 내부 이물이 있는 경우 촬영된 영상정보를 도 14에서 나타내었는데, 도 14의 (b)는 전술한 실시예에서와 같이 제1차광슬릿(31)만으로 차광수단을 구성하여 도출된 영상정보이며, (a)는 본 실시예에서와 같이 차광수단을 제1차광슬릿(31)과 제2차광슬릿(32)으로 구성하여 도출한 영상정보를 나타낸 것이다.
도 14에 잘 나타나듯이 긴 내부 이물이 있는 경우 제1차광슬릿(31)만으로는 이미지 왜곡이 크게 발생되지 않아 내부 이물 검출이 용이하고 명확하지 않게 되나, 제2차광슬릿(32)을 포함할 경우 확연히 이미지 왜곡이 발생하여 내부 이물 검출이 용이하고 명확해지게 되는 것이다.
이와 같은 본 실시예에서의 차광수단(300은 제1차광슬릿(31)을 통해 기존 회절광영역(L1)을 유도하고 제2차광슬릿(32)을 통해 기존 비회절광영역(L2) 상에도 광의 회절이 유도되어 광 조사범위의 전영역에 걸쳐 광 회절이 이루어지도록 한다.
아울러 제2차광슬릿(32)을 피검사물(0B)의 이동 방향과 동일한 방향으로 연장형성하여 기존 회절광영역(L1)의 광 회절방향과 다른 방향으로 비회절광영역(L2)에서 광 회절이 유도되도록 하여 이동방향과 유사한 길이 방향을 가지는 내부 이물의 경우에도 제2차광슬릿(32)을 통해 유도되는 회절 광에 의해 이미지 왜곡이 선명히 발생되도록 한다.
따라서 어느 방향이든 길이를 가지는 내부 이물이 피검사물(OB)에 포함될 경우 제1차광슬릿(31)을 통한 회절 광이나 제2차광슬릿(32)을 통한 회절 광에 의해 포함여부가 명확히 검출될 것이다.
아울러 상기 복수의 제2차광슬릿 폭(d1)은 상기 제2차광슬릿들간 간격(d2)과 동일하게 형성될 수 있으나, 상기 제2차광슬릿들간 간격(d2)이 제2차광슬릿 폭(d1)보다 2배 정도(d2 ≤ 2d1)로 형성될 수 있다.
하지만 d2 > 2d1 일 경우 광 회절이 원활히 유도되지 않아 이미지 왜곡을 크게 발생시킬 수 없으며 d2 ≪ d1 일 경우 회절되어 피검사물을 통과하는 광의 세기가 저하되어 명확한 이미지 왜곡을 검출하기 어렵게 된다.
또한 제2차광슬릿 폭(d1)은 제2차광슬릿(32)과 피검사물(OB) 간 간격의 100배 내외로 선택됨이 바람직하다.
이는 제2차광슬릿 폭(d1)이 차광수단(30)과 피검사물(OB) 간 간격의 1/100 보다 충분히 클 경우 광의 회절이 충분히 유도된 상태에서 피검사물을 통과하기 어렵게 되며 1/100 보다 충분히 작을 경우 비회절광에 비해 회절광의 세기가 약해 회절 유도 효과가 저하되게 된다.
한편 도 13에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 연산부(40)에서는 촬영된 영상정보의 이미지 프로세싱을 수행하는데, 그 일예로 촬상 장치(20)의 촬영 영상정보에서 제2차광슬릿에 의한 패턴이 발생되고 광조사부(10)의 광 자체로부터 투영된 이미지이기 때문에 항상 일정하게 형성되며 일정 주기를 가지므로 별도의 밝기 오프셋 값(IF) 이미지처리(도 13의 (c))를 통해 최종 출력되는 영상(도 13의 (d))의 조정이 가능해진다.
이러한 밝기 오프셋 값(IF) 이미지처리는 일예로 촬영 영상의 특정 타겟 픽셀(Target Pixel)에서 일정 간격의 픽셀 값과 비교 연산하는 과정을 전 픽셀에 걸쳐 진행하여 영상정보의 평활화를 진행할 수 있다.
여기서 치환 연산 값은 타겟 픽셀과 비교 대상 픽셀과의 평균값 또는 중간값을 사용할 수 있다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 이동수단의 변형가능한 결합 모습을 나타내는 도면이다.
도면을 참조하면 본 실시예는 피검사물(OB)이 이동하는 전술한 실시예와 달리 촬상 장치(20)와 광조사부(10)가 이동수단(50)과 연결되어 이동되도록 구성된다.
이때 광조사부(10)와 촬상 장치(20)는 이동하는 경로 상에서도 항상 마주하여 구성되어야 하므로 바람직하게는 상기 촬상 장치(20)와 상기 광조사부(10)가 일체로 구성되고 이동수단(50)을 통해 이들을 이동하도록 구성한다.
물론 상기 차광수단(30) 또한 광조사부(10)와 함께 광폭 차폐 위치를 유지하면서 이동하여야 하므로 상기 광조사부(10)와 일체로 형성됨이 바람직할 것이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차광수단을 나타내는 도면이다.
도면을 참조하면 본 실시예에서는 차광수단(30)이 플레이트 형상으로 이루어지고 평면 상에 복수개의 절개부(30a)가 형성되는데, 이러한 차광수단(30)은 전술한 실시예서와 같이 이동하지 않으며, 촬상 장치(20) 또한 라인 카메라 방식이 아니라 에어리어 카메라로 적용된다.
에어리어 카메라의 경우 1회에 일정 영역을 촬영하여 2D 영상정보를 생성함에 따라 해당 일정 영역 상에 회절 영역을 균일하게 분포시켜야 하므로 도 16의 (a) 또는 (b)와 같은 복수개의 절개부(30a) 분포가 형성될 수 있다.
도 16의 (a)의 경우 복수개의 절개부(30a)는 플레이트 형태의 차광수단(30) 평면 상에 일정 가로 길이 및 세로 길이를 가지며 형성되는데, 이와 같은 절개부(30a)가 횡방향 및 종방향으로 일정 간격 이격되어 복수개가 배치된 형태이다.
아울러 (b)의 경우 복수개의 절개부(30a)는 대각 방향으로 일정 간격 이격 되어 복수개가 배치된 형태인데, 이러한 복수개의 절개부(30a) 배열은 피검사물(OB)의 형태나 이물 특정 위치 빈도에 따라 다양하게 배치될 수 있음은 물론이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 광반사부가 더 포함된 내부 이물 검출장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도면을 참조하면 본 실시예에서는 전술한 실시예에서 광반사부(60)가 더 포함되는데, 이러한 광반사부(60)는 피검사물(OB)의 타측에 위치되어 상기 피검사물을 투과한 상기 광조사부(10)의 광을 반사시키도록 구비되며 반사된 광은 이로부터 일정 거리 이격 위치되는 촬상 장치(20)로 진행된다.
이는 전술한 실시예에서 촬상 장치(20)가 위치되는 지점에 광반사부(60)를 배치함으로써 설치 환경 상 선택의 폭을 넓힐 수 있게 되는데, 본 발명에 따른 내부 이물 검출장치가 설치되는 환경이 천정면이 낮은 경우 본 실시예와 같은 광반사부(60)를 통해 광의 경로를 변화시켜 촬상 장치(20)의 설치 높이를 낮출 수 있는 것이다.
이와 같은 광반사부(60)는 복수개로도 형성될 수 있으며, 광반사부(60)의 반사 각도 또한 촬상 장치(20)의 배치 위치에 맞게 다양하게 조정될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정은 균등물들로 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주 되어야 할 것이다.
10 : 광조사부 20 : 촬상 장치
30 : 차광수단 30a : 절개부
31 : 제1차광슬릿 32 : 제2차광슬릿
40 : 연산부 50 : 이동수단
60 : 광반사부 OB : 피검사물
d1 : 제2차광슬릿의 폭 d2 : 제2차광슬릿들간 간격

Claims (13)

  1. 피검사물 내부의 이물을 검출하는 내부 이물 검출장치에 있어서,
    상기 피검사물의 일측에서 광을 조사하는 광조사부;
    상기 피검사물의 타측에 위치되어 상기 피검사물을 투과한 상기 광조사부의 광을 촬영하여 영상정보를 생성하는 촬상 장치;
    상기 광조사부와 피검사물 사이에 배치되며 광조사부로부터 조사되는 광의 광폭을 부분 차폐시키는 차광수단; 및
    상기 영상정보를 수신하여 상기 피검사물 내부의 이물 존재 여부를 판단하는 연산부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 내부 이물 검출장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피검사물의 전면적에 이물 검사가 수행되도록 상기 피검사물을 이동시키는 이동수단이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 내부 이물 검출장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 피검사물의 전면적에 이물 검사가 수행되도록 상기 촬상 장치 및 상기 광조사부를 이동시키는 이동수단이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 내부 이물 검출장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 촬상 장치 및 상기 광조사부는 일체로 구성되는 것을 특징으로 하는 하는 내부 이물 검출장치.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 촬상 장치는 라인 카메라를 포함하고,
    상기 피검사물 또는 상기 촬상 장치 및 상기 광조사부가 이동되는 이동 방향(X축 방향)에 수직한 방향(Y축 방향)으로 라인 촬영이 이루어지는 것을 특징으로 하는 내부 이물 검출장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 차광수단은
    플레이트 형상으로 이루어지고, 상기 광조사부로부터 조사되는 광의 광폭을 30% 내지 70% 만큼 차폐시키도록 배치되는 제1차광슬릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 내부 이물 검출장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 차광수단은
    플레이트 형상으로 이루어지고, 상기 광조사부로부터 조사되는 광의 광폭을 30% 내지 70% 만큼 차폐시키도록 배치되는 제1차광슬릿; 및
    플레이트 형상으로 상기 제1차광슬릿에서 연장된 복수의 제2차광슬릿;을 포함하고,
    상기 제2차광슬릿의 폭(d1)은 상기 제1차광슬릿의 폭보다 좁은 것을 특징으로 하는 내부 이물 검출장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 제2차광슬릿은
    서로 일정한 간격(d2)으로 이격된 것을 특징으로 하는 내부 이물 검출장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 제2차광슬릿 폭(d1)은 상기 제2차광슬릿들간 간격(d2)과 동일한 것을 특징으로 하는 내부 이물 검출장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 촬상 장치는 에어리어 카메라를 포함하고
    상기 차광수단은
    플레이트 형상으로 이루어지되 일정 가로 길이 및 세로 길이를 가지는 절개부가 복수개로 이격 배열되는 것을 특징으로 하는 내부 이물 검출장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 절개부는
    횡방향 및 종방향으로 일정 간격 이격되어 복수개가 배치되거나
    대각 방향으로 일정 간격 이격 되어 복수개가 배치되는 것을 특징으로 하는 내부 이물 검출장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 촬상 장치는
    상기 피검사물을 사이에 두고 상기 광조사부와 직선으로 마주보는 위치에 구비된 것을 특징으로 하는 내부 이물 검출장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 피검사물의 타측에 위치되어 상기 피검사물을 투과한 상기 광조사부의 광을 반사시키는 광반사부가 더 포함되며,
    상기 촬상 장치는 상기 광반사부로부터 반사되는 광을 촬영하여 피검사물의 이물을 검사하는 것을 특징으로 하는 내부 이물 검출장치.
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