KR20230046351A - optical inspection device and inspecting method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 개시는 광학 검사 장치 및 이를 이용한 검사 방법에 관한 것이다.The present disclosure relates to an optical inspection device and an inspection method using the same.
잉크젯 장치는 잉크를 토출하는 노즐을 가지는 잉크젯 헤드를 포함한다. 기판 상에 토출되는 잉크 드랍을 정밀하게 제어하기 위해서 잉크젯 장치의 관리가 필요하다. 잉크젯 장치의 관리를 위해서 잉크젯 헤드의 노즐 상태, 각 잉크젯 헤드에서 토출된 잉크 드랍의 탄착 상태 등에 대한 정보가 필요하고, 이를 바탕으로 잉크젯 장치의 잉크젯 장치를 보정할 수 있다.An inkjet device includes an inkjet head having nozzles for ejecting ink. In order to precisely control ink drops ejected on a substrate, management of an inkjet device is required. In order to manage the inkjet device, information on the nozzle state of the inkjet head and the impact state of the ink drop ejected from each inkjet head is required, and based on this information, the inkjet device of the inkjet device can be calibrated.
실시예들은 잉크젯 헤드의 노즐 상태와 잉크 드랍 상태를 동시에 그리고 용이하게 검사하기 위한 것이다. Embodiments are intended to simultaneously and easily inspect the nozzle state and the ink drop state of an inkjet head.
한 실시예에 따른 광학 검사 장치는 검사 대상체에 광을 조사하는 제1 광원, 상기 검사 대상체와 상기 제1 광원 사이에 위치하는 투명 필름, 입사되는 빛을 제1광 및 제2광으로 분할하는 제1 빔 스플리터, 상기 제1광이 향하는 끝에 위치하는 제1 카메라, 그리고 상기 제2광이 향하는 끝에 위치하는 제2 카메라를 포함하고, 상기 제1 카메라와 상기 제2 카메라는 서로 다른 초점면을 가진다.An optical inspection apparatus according to an embodiment includes a first light source for radiating light to an inspection object, a transparent film positioned between the inspection object and the first light source, and a first light source for splitting incident light into first and second lights. 1 includes a beam splitter, a first camera positioned at an end toward which the first light is directed, and a second camera positioned at an end toward which the second light is directed, wherein the first camera and the second camera have different focal planes. .
상기 제1 광원은 링 광원을 포함할 수 있다.The first light source may include a ring light source.
상기 제1 광원과 상기 제1 빔 스플리터 사이에 위치하는 텔레센트릭 렌즈를 더 포함할 수 있다.A telecentric lens disposed between the first light source and the first beam splitter may be further included.
상기 검사 대상체에 광을 조사하는 제2 광원을 더 포함하고, 상기 제2 광원은 동축 광원을 포함할 수 있다.The apparatus may further include a second light source radiating light to the object, and the second light source may include a coaxial light source.
상기 제1 광원과 상기 제1 빔 스플리터 사이에 위치하는 제2 빔 스플리터를 더 포함하고, 상기 제2 빔 스플리터는 상기 제2 광원으로부터의 빛을 상기 텔레센트릭 렌즈 쪽으로 보내도록 구성될 수 있다.It may further include a second beam splitter positioned between the first light source and the first beam splitter, wherein the second beam splitter is configured to direct light from the second light source toward the telecentric lens.
상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라 중 적어도 하나의 초점 심도는, 상기 검사 대상체와 상기 투명 필름 사이의 간격의 1/4 이하일 수 있다.A depth of focus of at least one of the first camera and the second camera may be 1/4 or less of a distance between the inspection target and the transparent film.
상기 검사 대상체와 상기 투명 필름 사이의 간격은 0보다 크고 100 마이크로미터 내지 1000 마이크로미터 사이의 범위를 가질 수 있다.A distance between the inspection target and the transparent film may be greater than 0 and may range from 100 micrometers to 1000 micrometers.
상기 검사 대상체는 복수의 노즐이 위치하는 노즐면을 포함하는 잉크젯 헤드를 포함하고, 상기 제1 카메라가 촬상한 이미지는 상기 투명 필름 상에 떨어진 잉크 드랍의 이미지보다 선명한 상기 노즐면의 이미지를 포함하고, 상기 제2 카메라가 촬상한 이미지는 상기 노즐면의 이미지보다 선명한 상기 투명 필름 상에 떨어진 상기 잉크 드랍의 이미지를 포함할 수 있다.The object to be inspected includes an inkjet head including a nozzle surface on which a plurality of nozzles are located, and an image captured by the first camera includes an image of the nozzle surface that is clearer than an image of an ink drop dropped on the transparent film. , The image captured by the second camera may include an image of the ink drop falling on the transparent film that is clearer than the image of the nozzle surface.
상기 제1 카메라는 상기 노즐면에 초점면을 두고, 상기 제2 카메라는 상기 투명 필름 또는 상기 투명 필름 상의 상기 잉크 드랍에 초점면을 둘 수 있다.The first camera may set a focal plane to the nozzle plane, and the second camera may set a focal plane to the transparent film or the ink drop on the transparent film.
상기 노즐면은 반사성일 수 있다.The nozzle face may be reflective.
상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라 중 적어도 하나는 영역 스캔 카메라 또는 라인 스캔 카메라를 포함할 수 있다.At least one of the first camera and the second camera may include an area scan camera or a line scan camera.
상기 투명 필름은 PET 필름을 포함하고, 상기 투명 필름의 두께는 30 마이크로미터 내지 300 마이크로미터일 수 있다.The transparent film includes a PET film, and the thickness of the transparent film may be 30 micrometers to 300 micrometers.
한 실시예에 따른 광학 검사 장치는 상기 검사 대상체와 이격된 투명 필름, 상기 투명 필름 아래에 위치하는 링 광원, 상기 링 광원 아래에 위치하며 입사되는 빛을 제1광 및 제2광으로 분할하는 제1 빔 스플리터, 상기 제1광이 향하는 끝에 위치하는 제1 카메라, 그리고 상기 제2광이 향하는 끝에 위치하는 제2 카메라를 포함하고, 상기 제1 카메라는 상기 검사 대상체에 위치하는 초점면을 가지고, 상기 제2 카메라는 상기 투명 필름에 위치하는 초점면을 가진다.An optical inspection device according to an embodiment includes a transparent film spaced apart from the inspection object, a ring light source positioned under the transparent film, and a first light source positioned under the ring light source and splitting incident light into first light and second light. 1 includes a beam splitter, a first camera positioned at an end toward which the first light is directed, and a second camera positioned at an end toward which the second light is directed, wherein the first camera has a focal plane positioned on the object to be examined; The second camera has a focal plane positioned on the transparent film.
상기 링 광원과 상기 제1 빔 스플리터 사이에 위치하는 텔레센트릭 렌즈를 더 포함할 수 있다.A telecentric lens positioned between the ring light source and the first beam splitter may be further included.
상기 검사 대상체에 광을 조사하는 동축 광원, 그리고 상기 동축 광원으로부터의 빛을 상기 텔레센트릭 렌즈 쪽으로 보내도록 구성된 제2 빔 스플리터를 더 포함할 수 있다.It may further include a coaxial light source for radiating light to the inspection target, and a second beam splitter configured to send light from the coaxial light source toward the telecentric lens.
상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라 중 적어도 하나의 초점 심도는, 상기 검사 대상체와 상기 투명 필름 사이의 간격의 1/4 이하일 수 있다.A depth of focus of at least one of the first camera and the second camera may be 1/4 or less of a distance between the inspection target and the transparent film.
상기 검사 대상체는 복수의 노즐이 위치하는 노즐면을 포함하는 잉크젯 헤드를 포함하고, 상기 노즐면은 반사성일 수 있다.The object to be inspected includes an inkjet head including a nozzle surface on which a plurality of nozzles are positioned, and the nozzle surface may be reflective.
한 실시예에 따른 검사 방법은 검사 대상체 및 상기 검사 대상체 아래에 이격된 투명 필름에 제1 광원으로부터의 광을 조사하는 단계, 상기 검사 대상체에서 반사된 빛의 일부를 제1 카메라를 통해 촬상하는 단계, 그리고 상기 투명 필름에서 반사된 빛의 일부를 제2 카메라를 통해 촬상하는 단계를 포함하고, 상기 제1 카메라와 상기 제2 카메라는 서로 다른 초점면을 가진다.An inspection method according to an embodiment includes radiating light from a first light source to an inspection target and a transparent film spaced below the inspection object, and capturing a portion of light reflected from the inspection object through a first camera. and capturing a part of the light reflected from the transparent film through a second camera, wherein the first camera and the second camera have different focal planes.
상기 검사 대상체는 복수의 노즐이 위치하는 노즐면을 포함하는 잉크젯 헤드를 포함하고, 상기 제1 카메라가 촬상한 이미지는 상기 투명 필름 상에 떨어진 잉크 드랍의 이미지보다 선명한 상기 노즐면의 이미지를 포함하고, 상기 제2 카메라가 촬상한 이미지는 상기 노즐면의 이미지보다 선명한 상기 투명 필름 상에 떨어진 상기 잉크 드랍의 이미지를 포함할 수 있다.The object to be inspected includes an inkjet head including a nozzle surface on which a plurality of nozzles are located, and an image captured by the first camera includes an image of the nozzle surface that is clearer than an image of an ink drop dropped on the transparent film. , The image captured by the second camera may include an image of the ink drop falling on the transparent film that is clearer than the image of the nozzle surface.
상기 제1 카메라가 촬상한 이미지 및 상기 제2 카메라가 촬상한 이미지를 분석하여 상기 노즐의 위치, 상기 노즐의 상태, 상기 잉크 드랍의 위치 및 상기 잉크 드랍의 상태에 대한 정보를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.Analyzing the image captured by the first camera and the image captured by the second camera to generate information about the location of the nozzle, the state of the nozzle, the location of the ink drop, and the state of the ink drop can include
실시예들에 따르면, 잉크젯 헤드의 노즐 상태와 잉크 드랍 상태를 동시에 그리고 용이하게 검사할 수 있다.According to embodiments, the nozzle state and the ink drop state of the inkjet head can be simultaneously and easily inspected.
도 1은 한 실시예에 따른 광학 검사 장치 및 잉크젯 헤드를 도시하고,
도 2는 한 실시예에 따른 잉크젯 헤드에서 잉크가 드랍된 상태를 나타내고,
도 3은 한 실시예에 따른 광학 검사 장치 및 잉크젯 헤드를 도시하고,
도 4는 한 실시예에 따른 잉크젯 장치의 잉크젯 헤드 및 잉크가 드랍되지 않은 투명 필름을 나타내고,
도 5는 한 실시예에 따른 광학 검사 장치가 도 4에 도시한 잉크젯 헤드의 노즐면 및 투명 필름을 촬상한 이미지를 도시하고,
도 6은 한 실시예에 따른 잉크젯 장치의 잉크젯 헤드 및 잉크가 드랍된 투명 필름을 나타내고,
도 7은 한 실시예에 따른 광학 검사 장치가 도 6에 도시한 잉크젯 헤드의 노즐면 및 투명 필름을 촬상한 이미지를 도시하고,
도 8은 도 7에 도시된 잉크젯 헤드의 노즐면의 이미지와 투명 필름 상의 잉크 드랍의 이미지를 겹쳐 도시한다.1 shows an optical inspection device and an inkjet head according to an embodiment;
2 shows a state in which ink is dropped from an inkjet head according to an embodiment;
3 shows an optical inspection device and an inkjet head according to an embodiment;
4 shows an inkjet head of an inkjet device and a transparent film on which ink does not drop, according to an embodiment;
FIG. 5 shows an image obtained by capturing a nozzle surface of the inkjet head and a transparent film shown in FIG. 4 by an optical inspection device according to an exemplary embodiment;
6 shows an inkjet head of an inkjet device and a transparent film on which ink is dropped, according to an embodiment;
FIG. 7 shows an image obtained by capturing a nozzle surface of the inkjet head and a transparent film shown in FIG. 6 by an optical inspection device according to an exemplary embodiment;
FIG. 8 overlaps an image of a nozzle surface of the inkjet head shown in FIG. 7 with an image of an ink drop on a transparent film.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. This invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.In addition, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, the present invention is not necessarily limited to the shown bar. In the drawings, the thickness is shown enlarged to clearly express the various layers and regions. And in the drawings, for convenience of explanation, the thicknesses of some layers and regions are exaggerated.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.In addition, when a part such as a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on" or "on" another part, this includes not only the case where it is "directly on" the other part, but also the case where another part is in the middle. . Conversely, when a part is said to be "directly on" another part, it means that there is no other part in between. In addition, being "above" or "on" a reference part means being located above or below the reference part, and does not necessarily mean being located "above" or "on" in the opposite direction of gravity. .
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a certain component is said to "include", it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.In addition, throughout the specification, when it is referred to as "planar image", it means when the target part is viewed from above, and when it is referred to as "cross-sectional image", it means when a cross section of the target part cut vertically is viewed from the side.
도 1 및 도 2를 참조하여 한 실시예에 따른 광학 검사 장치에 대하여 설명한다.An optical inspection device according to an exemplary embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2 .
도 1은 한 실시예에 따른 광학 검사 장치 및 잉크젯 헤드를 도시하고, 도 2는 한 실시예에 따른 잉크젯 헤드에서 잉크가 드랍된 상태를 나타낸다.1 illustrates an optical inspection device and an inkjet head according to an exemplary embodiment, and FIG. 2 illustrates a state in which ink is dropped from an inkjet head according to an exemplary embodiment.
한 실시예에 따른 광학 검사 장치(1000)는 투과 광학계 검사 장치로서 검사 대상체에 광을 조사하는 광원(500), 검사 대상체 아래에 위치하는 투명 필름(200), 촬상을 수행하여 이미지를 획득하는 제1 카메라(410) 및 제2 카메라(420), 그리고 빔 스플리터(430)를 포함한다.An
광학 검사 장치(1000)를 이용해 검사하고자 하는 대상체는 예를 들어 잉크젯 장치의 잉크젯 헤드(100)의 하부에 복수의 노즐(110)이 배치된 노즐면(120) 및 노즐(110)로부터 토출되어 투명 필름(200) 상에 떨어진 잉크 드랍(300)일 수 있다.An object to be inspected using the
복수의 노즐(110)이 배치된 노즐면(120)은 xy 평면 상에서 연장된 면을 가질 수 있고 광학 검사 장치(1000)를 향하여 배치된다. 도 2를 참조하면, 각 노즐(110)의 구멍에는 토출하고자 하는 잉크(300d)가 표면 장력에 의해 매달려 있다가 진동 등에 의해 아래로 토출될 수 있다.The
잉크젯 장치는 공기 부상 방식으로 이송되는 기판 또는 필름 상에 잉크를 드랍할 수 있다. 본 실시예에서도 투명 필름(200)은 공기 부상 방식으로 이송될 수 있다.An inkjet device may drop ink onto a substrate or film that is being transported by air flotation. Even in this embodiment, the
광원(500)은 빔 스플리터(430)와 투명 필름(200) 사이에 위치할 수 있다. 광원(500)은 링(ring) 광원으로서 투명 필름(200) 상의 잉크 드랍(300) 및 노즐면(120)을 향해 경사를 이루며 집광될 수 있다.The
노즐면(120)은 실리콘 또는 폴리이미드 등의 물질을 포함할 수 있다. 노즐면(120)은 반사성일 수 있다. 따라서 광원(500)의 빛은 투명 필름(200)을 통과한 후 노즐면(120)에서 반사되어 다시 투명 필름(200)을 투과하여 빔 스플리터(430)로 향할 수 있다.The
투명 필름(200)은 광학적으로 투명한 필름으로서 예를 들어 PET 필름일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 투명 필름(200)의 z 방향의 두께는 대략 30 마이크로미터 내지 대략 300 마이크로미터일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 투명 필름(200)은 검사 대상체인 잉크젯 헤드(100)와 광원(500) 사이에 위치할 수 있다.The
광원(500)의 아래에는 빔 스플리터(430)가 위치한다. 빔 스플리터(430)는 입사되는 빛을 제1방향으로 향하는 제1광과 제1방향과 다른 제2방향으로 향하는 제2광으로 분할한다. 예를 들어, 제1광은 도 1에서 x 방향으로 향하는 수평 광일 수 있고, 제2광은 z 방향으로 향하는 수직 광일 수 있다. 빔 스플리터(430) 대신, 입사되는 빛의 일부는 반사하고 일부는 투과시키는 하프미러가 사용될 수도 있다.A
빔 스플리터(430)에서 반사된 제1광이 향하는 끝에 제1 카메라(410)가 위치하고, 빔 스플리터(430)를 통과한 제2광이 향하는 끝에 제2 카메라(420)가 위치한다.A
제1 카메라(410)는 잉크젯 헤드(100)의 노즐면(120)에 초점면(focal plane)을 두고 있어서 노즐면(120)의 이미지를 선명하게 촬상할 수 있고, 제2 카메라(420)는 투명 필름(200) 또는 투명 필름(200) 상의 잉크 드랍(300)에 초점면을 두고 있어서 투명 필름(200 상의 잉크 드랍(300)의 이미지를 선명하게 촬상할 수 있다. 이를 위해 제1 카메라(410)와 제2 카메라(420)는 서로 다른 초점면을 가진다.The
잉크젯 헤드(100)의 노즐면(120)과 투명 필름(200) 사이의 간격(G1)을 기준으로, 제1 카메라(410)의 초점 심도(depth of focus)(DOF1)는 대략 간격(G1)의 1/4 이하일 수 있고, 제2 카메라(420)의 초점 심도(DOF2)도 대략 간격(G1)의 1/4 이하일 수 있다.Based on the distance G1 between the
이와 같이 제1 카메라(410)와 제2 카메라(420)의 초점 심도를 설정함으로써, 제1 카메라(410)가 촬상하는 이미지에서 잉크젯 헤드(100)의 노즐면(120)의 이미지는 선명하게 하면서 투명 필름(200) 또는 투명 필름(200) 상의 잉크 드랍(300)의 이미지는 흐려지는 효과를 얻을 수 있고, 제2 카메라(420)가 촬상하는 이미지에서는 투명 필름(200) 또는 투명 필름(200) 상의 잉크 드랍(300)의 이미지는 선명하나 잉크젯 헤드(100)의 노즐면(120)의 이미지는 흐려지는 효과를 얻을 수 있다.By setting the depth of focus of the
잉크젯 헤드(100)의 노즐면(120)과 투명 필름(200) 사이의 z 방향의 간격(G1)은 0보다 크며, 예를 들어 잉크젯 장치의 일반적인 특성을 고려할 때 대략 100 마이크로미터 내지 1000 마이크로미터일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The distance G1 in the z direction between the
제1 카메라(410) 및 제2 카메라(420)는 각각 영역 스캔 카메라(area scan camera) 또는 라인 스캔 카메라(line scan camera)일 수 있다.Each of the
광학 검사 장치(1000)는 텔레센트릭 렌즈(telecentric lens)(700) 및 동축 광원을 더 포함할 수 있다. 텔레센트릭 렌즈(700)는 광원(500)과 빔 스플리터(430) 사이에 위치하여 투명 필름(200)과 빔 스플리터(430) 사이에서 지나가는 빛이 텔레센트릭 렌즈(700)를 통과할 수 있다.The
도 1 및 도 2와 함께 도 3을 참조하여 한 실시예에 따른 광학 검사 장치에 대하여 설명한다An optical inspection apparatus according to an embodiment will be described with reference to FIG. 3 along with FIGS. 1 and 2.
도 3은 한 실시예에 따른 광학 검사 장치 및 잉크젯 헤드를 도시한다.3 shows an optical inspection device and an inkjet head according to one embodiment.
도 3을 참조하면, 한 실시예에 따른 광학 검사 장치(1000a)는 투과 광학계 검사 장치로서 검사 대상체에 광을 조사하는 광원(500), 검사 대상체와 광원(500) 사이에 위치하는 투명 필름(200), 촬상을 수행하여 이미지를 획득하는 제1 카메라(410) 및 제2 카메라(420), 제1 빔 스플리터(430a), 제2 빔 스플리터(430b), 그리고 광원(600)을 포함한다.Referring to FIG. 3 , an
광학 검사 장치(1000a)를 이용해 검사하고자 하는 대상체는 예를 들어 도 1에 도시한 바와 같이 잉크젯 장치의 잉크젯 헤드(100)의 하부에 복수의 노즐이 배치된 노즐면(120) 및 노즐로부터 토출되어 투명 필름(200) 상에 떨어진 잉크 드랍일 수 있다.An object to be inspected using the
노즐면(120)은 xy 평면 상에서 연장된 면을 가질 수 있고 광학 검사 장치(1000a)를 향하여 배치된다.The
잉크젯 장치는 공기 부상 방식으로 이송되는 기판 또는 필름 상에 잉크를 드랍할 수 있다. 본 실시예에서도 투명 필름(200)은 공기 부상 방식으로 이송될 수 있다.An inkjet device may drop ink onto a substrate or film that is being transported by air floatation. Even in this embodiment, the
광원(500)은 제1 빔 스플리터(430a)와 투명 필름(200) 사이에 위치할 수 있다. 광원(500)은 링 광원으로서 투명 필름(200) 상의 잉크 드랍(300) 및 노즐면(120)을 향해 경사를 이루며 집광될 수 있다.The
잉크젯 헤드(100)의 노즐면(120) 및 투명 필름(200)은 앞에서 설명한 도 1 및 도 2에 도시한 실시예에 따른 광학 검사 장치(1000)의 노즐면(120) 및 투명 필름(200)과 같은 특징을 가질 수 있다.The
광원(500)의 아래에는 제1 빔 스플리터(430a)가 위치하고, 그 아래에 제2 빔 스플리터(430b)가 위치한다.The
제1 빔 스플리터(430a)는 광원(600)으로부터 입사되는 빛을 z 방향의 반대 방향으로 향하도록 광경로를 바꾸고, 상부로부터 입사되는 빛을 아래 방향인 z 방향으로 향하도록 통과시킨다.The
광원(600)은 동축 광원일 수 있고 도트 광원일 수 있다. 광원(600)으로부터의 빛은 제1 빔 스플리터(430a)에서 반사되어 상부를 향하여 잉크젯 헤드(100)의 노즐면(120) 및 투명 필름(200) 상의 잉크 드랍을 비출 수 있다.The
제2 빔 스플리터(430b)는 제1 빔 스플리터(430a)의 아래에 배치될 수 있다. 제2 빔 스플리터(430b)는 제1 빔 스플리터(430a)를 통과한 빛을 제1방향으로 향하는 제1광과 제1방향과 다른 제2방향으로 향하는 제2광으로 분할한다. 예를 들어, 제1광은 도 3에서 x 방향으로 향하는 수평 광일 수 있고, 제2광은 z 방향으로 향하는 수직 광일 수 있다.The
제1 빔 스플리터(430a) 및 제2 빔 스플리터(430b) 대신, 입사되는 빛의 일부는 반사하고 일부는 투과시키는 하프미러가 사용될 수도 있다.Instead of the
제2 빔 스플리터(430b)에서 반사된 제1광이 향하는 끝에 제1 카메라(410)가 위치하고, 제2 빔 스플리터(430b)를 통과한 제2광이 향하는 끝에 제2 카메라(420)가 위치한다.The
제1 카메라(410)는 잉크젯 헤드(100)의 노즐면(120)에 초점을 맞추어 노즐면(120)의 이미지를 선명하게 촬상할 수 있고, 제2 카메라(420)는 투명 필름(200) 또는 투명 필름(200) 상의 잉크 드랍에 초점을 맞추어 투명 필름(200 상의 잉크 드랍의 이미지를 선명하게 촬상할 수 있다. 이를 위해 제1 카메라(410)와 제2 카메라(420)는 서로 다른 초점면을 가진다.The
이 밖에 앞에서 설명한 도 1 및 도 2에 도시한 실시예에 따른 광학 검사 장치(1000)의 제1 카메라(410) 및 제2 카메라(420)의 특징이 본 실시예의 제1 카메라(410) 및 제2 카메라(420)에도 동일하게 적용될 수 있다.In addition, the characteristics of the
잉크젯 헤드(100)의 노즐면(120)과 투명 필름(200) 사이의 간격도 앞에서 설명한 도 1 및 도 2에 도시한 실시예에 따른 광학 검사 장치(1000)에서와 동일할 수 있다.A distance between the
광학 검사 장치(1000a)는 텔레센트릭 렌즈(700)를 더 포함할 수 있다. 텔레센트릭 렌즈(700)는 광원(500)과 제1 빔 스플리터(430a) 사이에 위치하여 투명 필름(200)과 제1 빔 스플리터(430a) 사이에서 지나가는 빛이 텔레센트릭 렌즈(700)를 통과할 수 있다.The
다음 앞에서 설명한 도 1 및 도 2, 그리고 도 3에 도시한 실시예에 따른 광학 검사 장치(1000, 1000a)를 이용한 검사 방법에 대하여 도 4 내지 도 8을 참조하여 설명한다.Next, an inspection method using the
도 4는 한 실시예에 따른 잉크젯 장치의 잉크젯 헤드 및 잉크가 드랍되지 않은 투명 필름을 나타내고, 도 5는 한 실시예에 따른 광학 검사 장치가 도 4에 도시한 잉크젯 헤드의 노즐면 및 투명 필름을 촬상한 이미지를 도시하고, 도 6은 한 실시예에 따른 잉크젯 장치의 잉크젯 헤드 및 잉크가 드랍된 투명 필름을 나타내고, 도 7은 한 실시예에 따른 광학 검사 장치가 도 6에 도시한 잉크젯 헤드의 노즐면 및 투명 필름을 촬상한 이미지를 도시하고, 도 8은 도 7에 도시된 잉크젯 헤드의 노즐면의 이미지와 투명 필름 상의 잉크 드랍의 이미지를 겹쳐 도시한다.FIG. 4 shows an inkjet head of an inkjet device and a transparent film on which ink does not drop, and FIG. 5 shows an optical inspection device according to an embodiment of an inkjet head nozzle surface and a transparent film shown in FIG. 4 . 6 shows an inkjet head of an inkjet device according to an embodiment and a transparent film on which ink is dropped, and FIG. 7 shows an optical inspection device according to an embodiment of an inkjet head shown in FIG. 8 shows an image of the nozzle surface of the inkjet head shown in FIG. 7 and an image of an ink drop on the transparent film superposed.
본 실시예에 따른 광학 검사 장치(1000, 1000a)를 이용해 검사하는 대상은 잉크젯 헤드(100)의 복수의 노즐(110)을 포함한 노즐면(120)일 수 있다.An object to be inspected using the
먼저 잉크젯 장치의 노즐면(120)에 배치된 노즐(110)로부터 잉크를 투명 필름(200) 상에 토출시킨 후, 광학 검사 장치(1000, 1000a)로 투명 필름(200)의 하부에서 스캔하며 이미지를 촬상한다.First, ink is ejected onto the
노즐면(120) 및 투명 필름(200) 쪽으로 집광된 광원(500, 600)의 빛 중 일부는 투명 필름(200)을 투과하여 잉크젯 헤드(100)의 노즐면(120)에서 반사되고, 반사된 빛은 다시 투명 필름(200)을 투과한다. 링 광원인 광원(500)으로부터의 빛은 경사각을 이루며 투명 필름(200)에 입사하고 노즐면(120)에서 반사된 후에도 경사각을 이루며 투명 필름(200)을 투과할 수 있다.Some of the light from the
이와 같이 노즐면(120)에서 반사된 후 z 방향으로 투명 필름(200)을 투과한 빛은 잉크젯 헤드(100)의 노즐면(120)에 초점면을 두고 있는 제1 카메라(410)에 의해 촬상될 수 있다. 제1 카메라(410)가 촬상한 이미지는 노즐면(120)의 이미지와 투명 필름(200) 상의 잉크 드랍(300)의 이미지를 포함할 수 있다. 그러나 잉크 드랍(300)의 이미지는 가장자리의 선명도(sharpness)가 상대적으로 떨어져 이미지 처리를 통해 제거될 수 있다.In this way, the light reflected from the
이와 동시에, 노즐면(120) 및 투명 필름(200) 쪽으로 집광된 광원(500, 600)의 빛 중 다른 일부는 투명 필름(200) 상의 잉크 드랍(300)의 아랫면, 즉 투명 필름(200)과 잉크 드랍(300)의 경계에서 반사될 수 있다. 이렇게 반사된 빛은 투명 필름(200)에 초점면을 두고 있는 제2 카메라(420)에 의해 촬상되어 잉크 드랍(300)의 이미지를 얻을 수 있다.At the same time, another part of the light from the
이때, 잉크젯 헤드(100)의 노즐면(120)이 반사성인 경우 투명 필름(200)을 투과해 노즐면(120)에서 반사된 빛이 함께 제2 카메라(420)로 입사될 수 있어서 밝은 잉크 드랍(300)의 이미지를 얻을 수 있다. 따라서 밝은 잉크 드랍의 이미지를 위해 별도로 잉크젯 헤드(100) 쪽에서 아래로 빛을 비추는 백라이트 광원이 필요 없이도 밝은 잉크 드랍(300)의 이미지를 얻을 수 있다.At this time, when the
제2 카메라(420)가 촬상한 이미지는 잉크 드랍(300)의 이미지 외에도 노즐면(120)의 이미지도 포함할 수 있다. 그러나 노즐면(120)의 이미지는 가장자리의 선명도가 상대적으로 떨어져 이미지 처리를 통해 제거될 수 있다.The image captured by the
구체적으로, 도 4에 도시한 바와 같이 투명 필름(200) 상에 잉크가 드랍되지 않은 영역에서 본 실시예에 따른 광학 검사 장치(1000, 1000a)의 제1 카메라(410) 및 제2 카메라(420)가 촬상한 이미지를 도 5가 예시적으로 도시한다.Specifically, as shown in FIG. 4 , the
제1 카메라(410)의 초점면은 잉크젯 헤드(100)의 노즐면(120)에 맞춰지고 노즐면(120)을 중심으로 소정의 초점 심도(DOF1)를 가진다. 제2 카메라(420)의 초점면은 투명 필름(200)에 맞춰지고 투명 필름(200)을 중심으로 소정의 초점 심도(DOF2)를 가진다.The focal plane of the
이에 따라 도 5의 왼쪽에 도시한 바와 같이 제1 카메라(410)가 촬상한 이미지는 노즐면(120)에서 복수의 노즐(110)의 위치, 노즐(110) 및 노즐면(120)의 상태, 노즐(110)의 구멍에 잉크 드랍이 매달린 상태 등의 정보를 포함하는 노즐면(120)의 이미지를 포함한다. 투명 필름(200) 상에 잉크가 드랍되어 있지 않으므로 제1 카메라(410)가 촬상한 이미지에는 잉크 드랍의 이미지가 포함되어 있지 않다.Accordingly, as shown on the left side of FIG. 5, the image captured by the
한편, 제2 카메라(420)가 촬상한 이미지는 도 5의 오른쪽에 도시한 바와 같이 흐릿한 노즐면(120)의 이미지를 포함할 수 있다. 이러한 노즐면(120)의 이미지는 이미지 처리를 통해 제거될 수 있고, 잉크가 드랍되지 않았음을 검출할 수 있다.Meanwhile, the image captured by the
다음, 도 6에 도시한 바와 같이 투명 필름(200) 상에 잉크 드랍(300)이 떨어져 있는 영역에서 본 실시예에 따른 광학 검사 장치(1000, 1000a)의 제1 카메라(410) 및 제2 카메라(420)가 촬상한 이미지를 도 7이 예시적으로 도시한다.Next, as shown in FIG. 6, the
도 7의 왼쪽에 도시한 바와 같이 제1 카메라(410)가 촬상한 이미지는 노즐면(120)에서 복수의 노즐(110)의 위치, 노즐(110) 및 노즐면(120)의 상태, 노즐(110)의 구멍에 잉크 드랍이 매달린 상태 등의 정보를 알 수 있는 노즐면(120)의 선명한 이미지를 포함한다. 투명 필름(200) 상의 잉크 드랍(300)의 흐릿한 이미지도 포함할 수 있으나 제거될 수 있다.As shown on the left side of FIG. 7, the image captured by the
제2 카메라(420)가 촬상한 이미지는 도 7의 오른쪽에 도시한 바와 같이 투명 필름(200) 상의 복수의 잉크 드랍(300)의 위치, 상태, 잉크 드랍(300)의 하부 면적을 통한 잉크 드랍(300)의 체적 또는 질량 등의 정보를 알 수 있는 잉크 드랍(300)의 선명한 이미지를 포함한다. 또한 제2 카메라(420)가 촬상한 이미지는 흐릿한 노즐면(120)의 이미지도 포함할 수 있으나 이는 이미지 처리를 통해 제거될 수 있다.As shown in the right side of FIG. 7 , the image captured by the
제1 카메라(410)가 촬상한 이미지 및 제2 카메라(420)가 촬상한 이미지를 분석하여 노즐(110)의 위치, 노즐(110)의 상태, 잉크 드랍(300)의 위치 및 잉크 드랍(300)의 상태 및 체적 등에 대한 정보를 생성할 수 있다.By analyzing the image captured by the
도 8에 도시한 바와 같이 제1 카메라(410)가 촬상한 노즐면(120)의 선명한 이미지와 제2 카메라(420)가 촬상한 잉크 드랍(300)의 선명한 이미지를 중첩시킨 이미지를 통해 노즐(110) 위치의 보정 등 잉크젯 장치를 보정하고 잉크 드랍의 위치 및 양도 보정할 수 있다.As shown in FIG. 8, the nozzle ( 110) It is possible to calibrate the inkjet device, such as position correction, and to calibrate the location and quantity of ink drops.
이와 같이 본 실시예에 따른 광학 검사 장치를 이용한 잉크젯 장치의 검사 방법에서는 잉크 드랍 후 광학 검사 장치(1000, 1000a)의 한 번의 스캐닝 및 이미지 촬상을 통해 모든 노즐(110) 및 잉크 드랍(300)의 이미지를 얻을 수 있고, 노즐(110)을 포함한 노즐면(120)과 잉크 드랍(300)을 동시에 검사할 수 있다. 검사 알고리즘 수행을 통해 이상한 영역이 발견되면 해당 노즐(110)로 이동하여 실시간으로 노즐(110)과 잉크 드랍(300)을 대조하며 용이하게 검사할 수 있다.As described above, in the inkjet device inspection method using the optical inspection device according to the present embodiment, all
따라서 잉크젯 장치의 검사 시간을 단축할 수 있고 노즐면(120)과 잉크 드랍(300)을 실시간으로 대조하고 검사할 수 있다. 또한 잉크젯 장치의 보정 및 관리의 시간을 단축할 수 있고 보정의 신뢰성을 높일 수 있으며 잉크젯 장치의 상태 체크 및 관리가 용이해질 수 있다.Accordingly, the inspection time of the inkjet device can be shortened, and the
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements made by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also included in the scope of the present invention. that fall within the scope of the right.
100: 잉크젯 헤드
110: 노즐
120: 노즐면
200: 투명 필름
300: 잉크 드랍
300d: 잉크
410, 420: 카메라
430, 430a, 430b: 빔 스플리터
500, 600: 광원
700: 텔레센트릭 렌즈
1000, 1000a: 광학 검사 장치100: inkjet head
110: nozzle
120: nozzle surface
200: transparent film
300: ink drop
300d: ink
410, 420: camera
430, 430a, 430b: beam splitter
500, 600: light source
700: telecentric lens
1000, 1000a: optical inspection device
Claims (20)
상기 검사 대상체와 상기 제1 광원 사이에 위치하는 투명 필름,
입사되는 빛을 제1광 및 제2광으로 분할하는 제1 빔 스플리터,
상기 제1광이 향하는 끝에 위치하는 제1 카메라, 그리고
상기 제2광이 향하는 끝에 위치하는 제2 카메라를 포함하고,
상기 제1 카메라와 상기 제2 카메라는 서로 다른 초점면을 가지는
광학 검사 장치.A first light source for radiating light to an object to be inspected;
A transparent film positioned between the inspection target and the first light source;
A first beam splitter splitting incident light into first and second light;
A first camera positioned at an end toward which the first light is directed; and
A second camera positioned at an end toward which the second light is directed;
The first camera and the second camera have different focal planes
optical inspection device.
상기 제1 광원은 링 광원을 포함하는 광학 검사 장치.In paragraph 1,
The first light source includes a ring light source.
상기 제1 광원과 상기 제1 빔 스플리터 사이에 위치하는 텔레센트릭 렌즈를 더 포함하는 광학 검사 장치.In paragraph 2,
The optical inspection apparatus further comprises a telecentric lens positioned between the first light source and the first beam splitter.
상기 검사 대상체에 광을 조사하는 제2 광원을 더 포함하고,
상기 제2 광원은 동축 광원을 포함하는
광학 검사 장치.In paragraph 3,
Further comprising a second light source for irradiating light to the test object,
The second light source includes a coaxial light source
optical inspection device.
상기 제1 광원과 상기 제1 빔 스플리터 사이에 위치하는 제2 빔 스플리터를 더 포함하고,
상기 제2 빔 스플리터는 상기 제2 광원으로부터의 빛을 상기 텔레센트릭 렌즈 쪽으로 보내도록 구성된
광학 검사 장치.In paragraph 4,
Further comprising a second beam splitter located between the first light source and the first beam splitter,
The second beam splitter is configured to direct light from the second light source toward the telecentric lens.
optical inspection device.
상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라 중 적어도 하나의 초점 심도는, 상기 검사 대상체와 상기 투명 필름 사이의 간격의 1/4 이하인 광학 검사 장치.In paragraph 2,
The depth of focus of at least one of the first camera and the second camera is 1/4 or less of a distance between the inspection target and the transparent film.
상기 검사 대상체와 상기 투명 필름 사이의 간격은 0보다 크고 100 마이크로미터 내지 1000 마이크로미터 사이의 범위를 가지는 광학 검사 장치.In paragraph 6,
The distance between the inspection object and the transparent film is greater than 0 and has a range between 100 micrometers and 1000 micrometers.
상기 검사 대상체는 복수의 노즐이 위치하는 노즐면을 포함하는 잉크젯 헤드를 포함하고,
상기 제1 카메라가 촬상한 이미지는 상기 투명 필름 상에 떨어진 잉크 드랍의 이미지보다 선명한 상기 노즐면의 이미지를 포함하고,
상기 제2 카메라가 촬상한 이미지는 상기 노즐면의 이미지보다 선명한 상기 투명 필름 상에 떨어진 상기 잉크 드랍의 이미지를 포함하는
광학 검사 장치.In paragraph 7,
The test object includes an inkjet head including a nozzle surface on which a plurality of nozzles are located,
The image captured by the first camera includes an image of the nozzle surface that is clearer than an image of an ink drop dropped on the transparent film;
The image captured by the second camera includes an image of the ink drop falling on the transparent film that is clearer than the image of the nozzle surface.
optical inspection device.
상기 제1 카메라는 상기 노즐면에 초점면을 두고,
상기 제2 카메라는 상기 투명 필름 또는 상기 투명 필름 상의 상기 잉크 드랍에 초점면을 두는
광학 검사 장치.In paragraph 8,
The first camera has a focal plane on the nozzle surface,
The second camera puts a focal plane on the transparent film or the ink drop on the transparent film.
optical inspection device.
상기 노즐면은 반사성인 광학 검사 장치. In paragraph 8,
The nozzle surface is reflective optical inspection device.
상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라 중 적어도 하나는 영역 스캔 카메라 또는 라인 스캔 카메라를 포함하는 광학 검사 장치.In paragraph 2,
At least one of the first camera and the second camera includes an area scan camera or a line scan camera.
상기 투명 필름은 PET 필름을 포함하고,
상기 투명 필름의 두께는 30 마이크로미터 내지 300 마이크로미터인
광학 검사 장치.
In paragraph 2,
The transparent film includes a PET film,
The thickness of the transparent film is 30 micrometers to 300 micrometers
optical inspection device.
상기 투명 필름 아래에 위치하는 링 광원,
상기 링 광원 아래에 위치하며 입사되는 빛을 제1광 및 제2광으로 분할하는 제1 빔 스플리터,
상기 제1광이 향하는 끝에 위치하는 제1 카메라, 그리고
상기 제2광이 향하는 끝에 위치하는 제2 카메라를 포함하고,
상기 제1 카메라는 상기 검사 대상체에 위치하는 초점면을 가지고,
상기 제2 카메라는 상기 투명 필름에 위치하는 초점면을 가지는
광학 검사 장치.A transparent film spaced apart from the test object;
A ring light source positioned under the transparent film,
A first beam splitter located below the ring light source and splitting the incident light into first light and second light;
A first camera positioned at an end toward which the first light is directed; and
A second camera positioned at an end toward which the second light is directed;
The first camera has a focal plane located on the test object,
The second camera has a focal plane located on the transparent film
optical inspection device.
상기 링 광원과 상기 제1 빔 스플리터 사이에 위치하는 텔레센트릭 렌즈를 더 포함하는 광학 검사 장치.In paragraph 13,
The optical inspection apparatus further comprises a telecentric lens positioned between the ring light source and the first beam splitter.
상기 검사 대상체에 광을 조사하는 동축 광원, 그리고
상기 동축 광원으로부터의 빛을 상기 텔레센트릭 렌즈 쪽으로 보내도록 구성된 제2 빔 스플리터를 더 포함하는
광학 검사 장치.In paragraph 14,
A coaxial light source for irradiating light to the test object, and
Further comprising a second beam splitter configured to direct light from the coaxial light source toward the telecentric lens.
optical inspection device.
상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라 중 적어도 하나의 초점 심도는, 상기 검사 대상체와 상기 투명 필름 사이의 간격의 1/4 이하인 광학 검사 장치.In paragraph 13,
The depth of focus of at least one of the first camera and the second camera is 1/4 or less of a distance between the inspection target and the transparent film.
상기 검사 대상체는 복수의 노즐이 위치하는 노즐면을 포함하는 잉크젯 헤드를 포함하고,
상기 노즐면은 반사성인
광학 검사 장치.
In paragraph 13,
The test object includes an inkjet head including a nozzle surface on which a plurality of nozzles are located,
The nozzle surface is reflective
optical inspection device.
상기 검사 대상체에서 반사된 빛의 일부를 제1 카메라를 통해 촬상하는 단계, 그리고
상기 투명 필름에서 반사된 빛의 일부를 제2 카메라를 통해 촬상하는 단계를 포함하고,
상기 제1 카메라와 상기 제2 카메라는 서로 다른 초점면을 가지는
검사 방법.Irradiating light from a first light source to an object to be inspected and a transparent film spaced apart from the object to be inspected;
Capturing a part of the light reflected from the test object through a first camera, and
Including the step of imaging a part of the light reflected from the transparent film through a second camera,
The first camera and the second camera have different focal planes
method of inspection.
상기 검사 대상체는 복수의 노즐이 위치하는 노즐면을 포함하는 잉크젯 헤드를 포함하고,
상기 제1 카메라가 촬상한 이미지는 상기 투명 필름 상에 떨어진 잉크 드랍의 이미지보다 선명한 상기 노즐면의 이미지를 포함하고,
상기 제2 카메라가 촬상한 이미지는 상기 노즐면의 이미지보다 선명한 상기 투명 필름 상에 떨어진 상기 잉크 드랍의 이미지를 포함하는
검사 방법.In clause 18,
The test object includes an inkjet head including a nozzle surface on which a plurality of nozzles are located,
The image captured by the first camera includes an image of the nozzle surface that is clearer than an image of an ink drop dropped on the transparent film;
The image captured by the second camera includes an image of the ink drop falling on the transparent film that is clearer than the image of the nozzle surface.
method of inspection.
상기 제1 카메라가 촬상한 이미지 및 상기 제2 카메라가 촬상한 이미지를 분석하여 상기 노즐의 위치, 상기 노즐의 상태, 상기 잉크 드랍의 위치 및 상기 잉크 드랍의 상태에 대한 정보를 생성하는 단계를 더 포함하는 검사 방법.In paragraph 19,
Analyzing the image captured by the first camera and the image captured by the second camera to generate information about the location of the nozzle, the state of the nozzle, the location of the ink drop, and the state of the ink drop Including inspection methods.
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KR102551250B1 (en) * | 2023-05-03 | 2023-07-03 | 부경대학교 산학협력단 | Inkjet ink droplet high-speed monitoring system with 1d and 2d image acquisition devices and high-speed monitoring system using the same |
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KR102551250B1 (en) * | 2023-05-03 | 2023-07-03 | 부경대학교 산학협력단 | Inkjet ink droplet high-speed monitoring system with 1d and 2d image acquisition devices and high-speed monitoring system using the same |
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