JP5650708B2 - 光学検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、光学検査装置に係り、より詳細には、フレキシブルな材質の検査シートの映像を獲得する過程で、検査シートの上部から圧縮空気を噴射して、変形を最小化し、平滑度を保持して、より正確な検査を進行させる光学検査装置に関する。

一般的に、各種ディスプレイ装置は、さらに大型化する趨勢に反して、製品の厚さはさらに薄くなる状況である。前記のようなディスプレイ装置は、普通光学カメラを利用したビジョン検査を通じて不良の有無を検出する。

前記のようなビジョン検査を施行するためには、検査対象物を移送する移送手段及び検査が進行するための検査対象物を固定する固定手段が必須的に設けなければならない。

特に、薄膜素材として軟性を有するフィルム、ホールが形成している基板などの表面検査及び計測時に、平滑度は、非常に重要な事案として台頭されている。検査が進行する間に、検査シートの平滑度を確保するための固定手段として、従来には二重の透明ガラス基板の間に検査シートを配置するか、外郭にホールを加工し、前記ホールに真空吸着力を印加して、検査シートを吸着して固定する方法があった。しかし、前記のような場合、検査シートの歪曲や浮き上がり現象によって、検査の不可領域が発生する問題点があった。

また、１０〜８０μの厚さを有したフィルム、ホールが形成された基板、紙、布、薄板などの表面検査において、製品の表面歪曲によって、均一な平面度を確保しにくく、特に、多数の微細ホールが形成された板材の表面を真空吸着または接触式押圧方式による手段としては、瞬間的に得られる光学検査画面の実物寸法と正確な値が得られないので、シートの歪曲や浮き上がり現象による検査の不可領域が発生した。

本発明は、前述した従来技術の問題点を解決するためのものであって、変形されやすい素材の検査シートを精密に固定させ、検査が進行する検査シートの領域別に圧縮空気を噴射して、平面で圧着させた状態でビジョン検査を可能にすることによって、検査速度を高め、より安定かつ正確な検査を可能にする光学検査装置の提供をその目的とする。

前記の課題を果たすための本発明の一実施形態による光学検査装置は、本発明の一実施形態によれば、透光材からなって、検査シートがローディングされる検査ステージと、前記検査ステージに形成されて、前記検査シートを固定する固定手段と、前記検査ステージの側面または下面を支持する固定フレームと、前記検査ステージの下方から検査ステージ上の検査シートに光を照射するバックライトユニットと、前記検査ステージの上方に配されて、前記検査ステージにローディングされた検査シートのイメージを獲得する撮像手段と、前記撮像手段の下方に前記撮像手段と同軸上に配されて、前記検査シートに向けて圧縮空気を噴射して、検査シートを検査ステージに密着させるエア噴射部と、を含む。

本発明の望ましい一実施形態によれば、前記エア噴射部は、圧縮空気を生成させる圧縮空気生成手段と、前記圧縮空気生成手段から生成された圧縮空気を噴射する噴射ノズルとを含むが、前記噴射ノズルは、前記撮像手段の両側に平行に配されて、前記検査シートに集中噴射する。

本発明の望ましい一実施形態によれば、前記エア噴射部は、前記噴射ノズルの間隔を調節する幅調節部と、前記噴射ノズルの噴射角度を調節する噴射角調節部と、前記噴射ノズルの高さを調節する高さ調節部と、を含む。

本発明の望ましい一実施形態によれば、前記エア噴射部は、前記噴射ノズルに出力される圧縮空気の量を調節する弁がさらに含まれる。

本発明の望ましい一実施形態によれば、前記エア噴射部から噴射された圧縮空気が、前記検査シートの検査が進行する領域に正確に噴射されたか否かを感知するセンサーがさらに装着される。

本発明の望ましい一実施形態によれば、前記検査ステージの上方から前記検査ステージ上の検査シートに光を照射する補助光源をさらに含む。

本発明による光学検査装置によれば、変形されやすい素材の検査シートを精密に固定させ、検査が進行する検査シートの領域別に圧縮空気を噴射して、平面で圧着させた状態でビジョン検査を可能にすることによって、検査速度を高め、より正確な検査がなされうる。

また、検査シートに加えられる物理的衝撃を最小化し、吸入固定力は高めることができて、検査シートの損傷及び変形を防止し、安定して検査が進行しうる。

本発明の一実施形態による光学検査装置の断面図である。 図１のエア噴射部を示す斜視図である。 本発明の他の実施形態による光学検査装置の構成図である。 圧縮空気の噴射を実施していない検査シートのＸ軸とＹ軸との歪曲及び高さ偏差を測定したデータを図表で示したものである。 １つの噴射ノズルを用いて圧縮空気を噴射した検査シートのＸ軸とＹ軸との歪曲及び高さ偏差を測定したデータを図表で示したものである。 両側の噴射ノズルを用いて圧縮空気を噴射した検査シートのＸ軸とＹ軸との歪曲及び高さ偏差を測定したデータを図表で示したものである。

本発明を添付した図面を参照して詳しく説明すれば、次の通りである。ここで、同じ構成に対しては、同じ符号を使い、反復される説明、本発明の要旨を不明にする恐れがある公知機能及び構成についての詳細な説明は省略する。本発明の実施形態は、当業者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面での要素の形状及びサイズなどは、より明確な説明のために誇張されうる。

図１は、本発明の一実施形態による光学検査装置の断面図であり、図２は、図１のエア噴射部を示す斜視図である。

本発明の一実施形態による光学検査装置は、透光材からなって、検査シート１０がローディングされる検査ステージ１００と、前記検査ステージ１００に形成されて、前記検査シート１０を固定する固定手段２００と、前記検査ステージ１００の側面または下面を支持する固定フレーム３００と、前記検査ステージ１００の下方から検査ステージ１００上の検査シート１０に光を照射するバックライトユニット４００と、前記検査ステージ１００の上方に配されて、前記検査ステージ１００にローディングされた検査シート１０のイメージを獲得する撮像手段５００と、前記撮像手段５００の下方に前記撮像手段５００と同軸上に配されて、前記検査シート１０に向けて圧縮空気を噴射して、検査シート１０を検査ステージ１００に密着させるエア噴射部６００とを含む。

本発明で指称する検査シート１０は、フィルム、ホールが形成された基板、紙、布、薄板、薄膜を含めた公知の多様な板状素材が該当しうる。

検査ステージ１００は、ガラス、アクリルのように、前記検査ステージ１００の下方に配されたバックライトユニット５００の光が透過できるように光透過性素材で構成しなければならない。また、前記検査ステージ１００の形状は、正方形、長方形、円形などを含めて検査が進行する検査シート１０の形状に対応して備えられることが望ましい。一例として、検査シート１０が正方形である場合、前記検査ステージ１００も正方形に形成される。

固定手段２００は、前記検査ステージ１００に形成されて、前記検査シート１０を固定する役割を果たす。前記固定手段２００は、検査ステージ１００上の検査シート１０を固定することができる範囲で公知の多様な固定方法が適用可能であり、一例として、前記固定手段２００は、真空吸着方式であり得る。

この際、前記固定手段２００は、吸着パネルと、真空モジュールとを含みうる。吸着パネルは、多孔質のセラミック素材からなり、セラミックに形成された微細な空隙に空気が吸入されながら、吸着パネルの上面に吸着力が発生し、前記吸着力を通じて検査シート１０が固定されうる。一方、真空モジュールは、真空圧を加えて、前記吸着パネル上の検査シート１０を吸着させる機能を果す。

固定フレーム３００は、前記検査ステージ１００の側面または下面を支持して、前記検査ステージ１００を支持する役割を果たす。固定フレーム３００は、テーブル形態でなされるが、前記検査ステージ１００が差し込まれる空き空間が中心部に形成されうる。

バックライトユニット４００は、前記検査ステージ１００の下方に配され、前記検査ステージ１００上の検査シート１０に光を照射する光源として作用する。

したがって、前記バックライトユニット４００から照射された光が検査ステージ１００を通過し、その上面にローディングされた検査シート１０を透過して撮像手段５００に入力されて、検査シート１０の不良の有無を検査することができる。一例として、前記検査シート１０に複数のホールが打孔された場合、前記ホールが諸位置に正確に打孔されたか否かを検査することができる。

撮像手段５００は、前記検査ステージ１００の上方に配されて、前記検査ステージ１００にローディングされた検査シート１０のイメージを獲得するものであって、カメラを含む。前記撮像手段５００で獲得したイメージを通じてイメージ分析を施行し、不良の有無を判別することができる。

エア噴射部６００は、前記撮像手段５００の下方に前記撮像手段５００と同軸上に配されて、前記検査シート１０に向けて圧縮空気を噴射して、検査シート１０を検査ステージ１００に密着させる作用を行う。前記エア噴射部６００は、複数のノズルが円状またはライン型に配された構造を取って、検査ステージ１００上の検査シート１０に均一な空圧を加えて、検査シート１０を検査ステージ１００に密着させて平面化させる。参考までに、前記エア噴射部６００から噴射された圧縮空気は、浄化過程を経てホコリなどが分離されたクリーンエア（ｃｌｅａｎ ａｉｒ）である。前記のように、エア噴射部６００の作用で多数の微細ホールが形成された薄い薄板の検査シート１０を検査ステージ１００上に定着し、検査または測定しようとする部位の表面の浮き上がり現象をエア噴射部６００を用いてクリーンエアを均一に噴射して、検査ステージ１００の上面に検査シート１０が密着されることによって、均一な平滑度を有するようになる。

本発明の望ましい一実施形態によれば、前記エア噴射部６００は、圧縮空気を生成させる圧縮空気生成手段（図示せず）と、前記圧縮空気生成手段（図示せず）から生成された圧縮空気を噴射する噴射ノズル６２０とを含むが、前記噴射ノズル６２０は、前記撮像手段５００の両側に平行に配されて、前記検査シート１０に集中噴射する。

圧縮空気生成手段は、フィルターなどを通じる浄化過程を経てホコリなどが除去されたクリーンエアをポンプのような圧縮手段を用いて圧縮して、前記噴射ノズル６２０に供給する。前記圧縮空気生成手段と噴射ノズル６２０は、ホースなどで連結されて圧縮空気を供給されうる。

前記噴射ノズル６２０は、ライン形態で配されてエアカーテン（Ａｉｒ ｃｕｒｔａｉｎ）方式で検査シート１０に圧縮空気を噴射する。この際、方向性が何れか一側に偏る場合、検査シート１０が検査ステージ１００に密着されず、浮き上がる現象が発生する恐れがある。したがって、互いに対向する方向から検査が進行する検査シート１０の一地点に圧縮空気を噴射して、前記のような浮き上がり現象を防止し、検査シート１０を検査ステージ１００に固定する。

図４は、検査シート１０のフレームのみ固定させた状態で、圧縮空気の噴射を実施していない検査シート１０のＸ軸とＹ軸との歪曲及び高さ偏差を測定したデータを図表で示したものである。

図５は、検査シート１０のフレームのみ固定させた状態で、１つの噴射ノズル６２０を用いて検査シート１０に圧縮空気を噴射した後、検査シート１０のＸ軸とＹ軸との歪曲及び高さ偏差を測定したデータを図表で示したものである。

図６は、検査シート１０のフレームのみ固定させた状態で、両側の噴射ノズル６２０いずれもを用いて検査シート１０に圧縮空気を噴射した後、検査シート１０のＸ軸とＹ軸との歪曲及び高さ偏差を測定したデータを図表で示したものである。

前記図４ないし図６を参照すると、高さ偏差は、圧縮空気が噴射されていない場合に、３２４ｕｍで最も大きく表われ、両側いずれもで圧縮空気を噴射した場合、９６ｕｍで最も小さく表われ、結果的に圧縮空気を噴射する場合、その中でも両側いずれもで圧縮空気を噴射した場合、検査シート１０の平滑度が優れているように測定されるということを確認することができる。また、Ｘ軸とＹ軸との歪曲現象も、圧縮空気が噴射されていない場合、Ｘ軸６５０ｕｍ、Ｙ軸６５９ｕｍで最も大きく表われ、両側いずれもで圧縮空気を噴射した場合、Ｘ軸１１９ｕｍ、Ｙ軸１２３ｕｍで最も小さく表われた。したがって、両側いずれもで圧縮空気を噴射した場合、検査シート１０の歪曲が最も少なく測定されるということを確認することができる。

本発明の望ましい一実施形態によれば、前記エア噴射部６００は、前記噴射ノズル６２０の間隔を調節する幅調節部６３０と、前記噴射ノズル６２０の噴射角度を調節する噴射角調節部６４０と、前記噴射ノズル６２０の高さを調節する高さ調節部６５０とを含む。まず、前記幅調節部６３０は、検査が進行する検査シート１０の領域サイズによって、相互平行に配された噴射ノズル６２０間の間隔を調節する。また、噴射角調節部６４０は、噴射ノズル６２０の噴射角度を調節することができる。高さ調節部６５０は、噴射ノズル６２０の高さを調節するものであって、望ましくは、噴射ノズル６２０と検査ステージ１００との間隔を調節する。しかし、前記幅調節部６３０、噴射角調節部６４０または高さ調節部６５０のうちの何れか１つのみ操作しても、噴射角度は調節が可能である。

本発明の望ましい一実施形態によれば、前記エア噴射部６００は、前記噴射ノズル６２０に出力される圧縮空気の量を調節する弁（図示せず）がさらに含まれる。

前記弁は、噴射される圧縮空気の量を調節して、結果的には、検査シート１０に加えられる圧力を調節する。したがって、検査シート１０が薄くて変形されやすい素材であれば、噴射される圧縮空気の量を減らし、検査シート１０の厚さが厚くて変形されない素材であれば、圧縮空気の量を増やして、検査シート１０が検査ステージ１００に密着されるようにする。

図３は、本発明の他の実施形態による光学検査装置の構成図である。

本発明の望ましい一実施形態によれば、前記エア噴射部６００から噴射された圧縮空気が、前記検査シート１０の検査が進行する領域に正確に噴射されたか否かを感知するセンサー７００がさらに装着される。

前記センサー７００は、レーザを利用した変位センサーとして備えられることができる。したがって、センサー７００は、検査が進行する検査シート１０との間隔を測定して、検査シート１０が検査ステージ１００に密着されて平滑であるか否かを把握し、前記エア噴射部６００から噴射された圧縮空気が、諸位置に噴射されたか否かを検出することができる。

本発明の望ましい一実施形態によれば、前記検査ステージ１００の上方から前記検査ステージ１００上の検査シート１０に光を照射する補助光源８００をさらに含む。

前記補助光源８００は、前記検査シート１０の上部から検査シート１０に向けて光を照射する照明手段であって、前記検査ステージ１００の下方から照射されたバックライトユニット４００の光が、前記エア噴射部６００に遮断されて、前記撮像手段５００で検査シート１０の鮮かなイメージを撮影することができない場合を備えて、検査シート１０の上部で補助光源８００をさらに設置する。

前述したような本発明による光学検査装置によれば、変形されやすい素材の検査シート１０を精密に固定させ、検査が進行する検査シート１０の領域別に圧縮空気を噴射して、平面で圧着させた状態でビジョン検査を可能にすることによって、検査速度を高め、より正確な検査がなされうる長所がある。

また、検査シート１０に加えられる物理的衝撃を最小化し、吸入固定力は高めることができて、検査シートの損傷及び変形を防止し、安定して検査が進行しうる長所がある。

以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したものに過ぎないものであって、当業者ならば、本発明の本質的な特性から外れない範囲内で多様な修正、変更及び置き換えが可能であろう。したがって、本発明に開示された実施形態及び添付した図面は、本発明の技術思想を限定するためのものではなく、説明するためのものであり、このような実施形態及び添付した図面によって、本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の保護範囲は、下記の特許請求の範囲によって解析しなければならず、それと同等な範囲内にあるあらゆる技術思想は、本発明の権利範囲に含まれると解析しなければならない。

本発明は、光学検査装置関連の技術分野に適用されうる。

１００：検査ステージ
２００：固定手段
３００：固定フレーム
４００：バックライトユニット
５００：撮像手段
６００：エア噴射部
６２０：噴射ノズル
６３０：幅調節部
６４０：噴射角調節部
６５０：高さ調節部
７００：センサー
８００：補助光源

Claims (5)

1. 透光材からなって、検査シートがローディングされる検査ステージと、
   前記検査ステージに形成されて、前記検査シートを固定する固定手段と、
   前記検査ステージの側面または下面を支持する固定フレームと、
   前記検査ステージの下方から検査ステージ上の検査シートに光を照射するバックライトユニットと、
   前記検査ステージの上方に配されて、前記検査ステージにローディングされた検査シートのイメージを獲得する撮像手段と、
   前記撮像手段の下方に前記撮像手段と同軸上に配されて、前記検査シートに向けて圧縮空気を噴射して、検査シートを検査ステージに密着させるエア噴射部と、
   を含み、
   前記エア噴射部は、圧縮空気を生成させる圧縮空気生成手段と、前記圧縮空気生成手段から生成された圧縮空気を噴射する噴射ノズルとを含むが、前記噴射ノズルは、前記撮像手段の両側に平行に配されて、前記検査シートに集中噴射し、
   前記噴射ノズルは、互いに対向する方向から検査シートの一地点に圧縮空気を噴射することを特徴とする光学検査装置。
2. 前記エア噴射部は、
   前記噴射ノズルの間隔を調節する幅調節部と、
   前記噴射ノズルの噴射角度を調節する噴射角調節部と、
   前記噴射ノズルの高さを調節する高さ調節部と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学検査装置。
3. 前記エア噴射部は、
   前記噴射ノズルに出力される圧縮空気の量を調節する弁がさらに含まれたことを特徴とする請求項１に記載の光学検査装置。
4. 前記エア噴射部から噴射された圧縮空気が、前記検査シートの検査が進行する領域に正確に噴射されたか否かを感知するセンサーがさらに装着されたことを特徴とする請求項１に記載の光学検査装置。
5. 前記検査ステージの上方から前記検査ステージ上の検査シートに光を照射する補助光源をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の光学検査装置。

Images