KR20200082002A - 테라헤르츠파를 이용한 검사장치 - Google Patents

테라헤르츠파를 이용한 검사장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 테라헤르츠파를 이용한 검사장치에 관한 것으로서, 검사대상물이 안착되는 이송 테이블; 상기 검사대상물의 표면을 촬영하는 비전 카메라와, 상기 검사대상물에 조명용 광을 조사하는 조명부를 갖는 비전 카메라유닛; 상기 테이블의 상방에 마련되어, 상기 검사대상물에 테라헤르츠파를 조사하는 테라헤르츠 광원; 및 상기 검사대상물로부터 반사된 테라헤르츠파를 수신하는 테라헤르츠 카메라를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

테라헤르츠파를 이용한 검사장치{INSPECTION APPARATUS USING TERAHERTZ WAVE}
본 발명은 테라헤르츠파를 이용한 검사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 일반 카메라를 이용한 비전 검사와 테라헤르츠파를 이용한 테라헤르츠 검사를 동시에 실시할 수 있는 테라헤르츠파를 이용한 검사장치에 관한 것이다.
일반적으로, 검사대상물로서 유기 발광 디스플레이 패널을 검사함에 있어서, 비전 검사와 기포 검사가 널리 사용된다.
비전 검사는 유기 발광 디스플레이 패널을 카메라가 촬영하여 영상이미지를 획득한 후, 이 영상이미지를 분석하여 제품 불량 등을 검사한다.
이러한 카메라를 이용한 비전 검사는 유기 발광 디스플레이 패널의 표면에 한하여 검사를 시행하게 된다. 예컨대, 비전 검사를 통해 유기 발광 디스플레이 패널의 표면에 발생한 스크래치, 크랙, 이물 등을 용이하게 검사할 수 있게 된다.
그런데, 이러한 비전 검사는 유기 발광 디스플레이 패널의 표면에 한하여 검사를 시행하므로, 유기 발광 디스플레이 패널의 내부에 발생한 기포, 스크래치, 이물 등에 대해서는 검사할 수 없게 된다.
한편, 유기 발광 디스플레이 패널 내부의 기포 발생은 패널의 수명을 단축시키는 가장 중요한 요인이다.
이러한 문제를 검사하기 위해서 종래에는 유기 발광 디스플레이 패널을 물과 같은 유체에 넣고, 초음파 기술을 이용한 기포 검사를 실시하여 왔다.
그러나, 이러한 검사는 물에 넣는 단점 때문에 검사 시간이 오래 걸리고 패널이 오염되는 등 다양한 문제를 발생시켰다.
또한, 이러한 검사 이후, 스크래치, 찍힘, 이물, 들뜸 등의 검사를 시행하여, 패널의 불량을 야기할 수 있는 다양한 불량을 검출하는 장비를 따로 구성하였다.
이에 본 출원인은 일반 카메라를 이용한 검사대상물 표면의 불량 검사와, 테라헤르츠파를 이용한 검사대상물 내부의 기포 검사를 한 번에 시행할 수 있는 테라헤르츠파를 이용한 검사장치를 개발하기에 이르렀다.
일본공개특허공보 특개2016-035394호
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 하나의 장치에서 비전 검사와 테라헤르츠 검사를 동시에 실시하여 검사대상물의 내부 및 표면의 검사 시간을 단축시키고, 테라헤르츠파의 특성을 활용하여 초음파 검사기를 대체할 수 있는 테라헤르츠파를 이용한 검사장치를 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
본 발명의 목적은, 검사대상물이 안착되는 테이블; 상기 검사대상물의 표면을 촬영하는 비전 카메라와, 상기 검사대상물에 조명용 광을 조사하는 조명부를 갖는 비전 카메라유닛; 상기 테이블의 상방에 마련되어, 상기 검사대상물에 테라헤르츠파를 조사하는 테라헤르츠 광원; 및 상기 검사대상물로부터 반사된 테라헤르츠파를 수신하는 테라헤르츠 카메라를 포함하는, 테라헤르츠파를 이용한 검사장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 테라헤르츠 광원과 상기 테라헤르츠 카메라는 상기 비전 카메라를 사이에 두고 대향 배치될 수 있다.
또한, 상기 비전 카메라유닛의 조명부는 조명용 광을 상기 비전 카메라의 광축선상에 조사하고, 상기 테라헤르츠 광원은 테라헤르츠파를 상기 비전 카메라의 광축선에 대해 경사지게 조사할 수 있다.
상기 테라헤르츠 광원의 테라헤르츠파는 상기 검사대상물 내부의 상기 비전 카메라의 광축선상에 조사될 수 있다.
상기 테이블은 상기 검사대상물이 이송되는 이송 경로를 형성할 수 있다.
상기 테라헤르츠 광원과 상기 테라헤르츠 카메라 중 적어도 하나는 상기 비전 카메라의 광축선에 대해 각도 조절이 될 수 있다.
상기 비전 카메라와 상기 테라헤르츠 카메라로부터 영상신호를 받는 제어부를 더 구비하고, 상기 제어부는 상기 영상신호를 조합하여 3차원 영상이미지를 생성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 하나의 장치에 비전 검사와 테라헤르츠 검사를 동시에 구성하여, 비전 카메라를 이용한 검사대상물 표면의 비전 검사와, 테라헤르츠파를 이용한 검사대상물 내부의 테라헤르츠 검사를 한 번에 시행할 수 있고, 검사대상물의 내부 및 표면의 검사 시간을 단축시키고, 문제를 조기에 발견할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 테라헤르츠파를 이용한 검사장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 테라헤르츠파를 이용한 검사장치의 제어블록도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 테라헤르츠파를 이용한 검사장치의 구성도가 도시되어 있다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 테라헤르츠파를 이용한 검사장치(1)는 이송 테이블(10)과, 비전 카메라유닛(20)과, 테라헤르츠 광원(30)과, 테라헤르츠 카메라(40)를 포함한다.
이송 테이블(10)은 1장씩 이송할 수 있는 단축 이송기 형태로 마련되며, 검사대상물(100)이 이송되는 이송 경로를 형성한다.
이에, 검사대상물(100)은 이송 테이블(10)에 안착된 상태에서 이송 경로를 따라 단방향으로 이송 또는 양방향으로 이송된다.
본 발명의 일 실시예에서는 검사대상물(100)이 이송 테이블(10)에 안착되어 이송되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며, 검사대상물(100)이 고정된 테이블상에 안착된 상태에서 비전 카메라유닛(20)과 테라헤르츠 광원(30) 및 테라헤르츠 카메라(40)를 이용하여 검사대상물을 검사하는 것도 가능하다.
비전 카메라유닛(20)은 비전 카메라(21)와 조명부(25)를 포함한다.
비전 카메라(21)는 이송 테이블(10)의 이송 경로의 상방에 마련되어, 이송 경로를 따라 이송되는 검사대상물(100)의 표면을 촬영한다.
비전 카메라(21)는 CCD 또는 CMOS 이미지 센서를 장착할 수 있다.
비전 카메라(21)에서 촬영한 영상은 전자신호로 변환되어, 후술할 제어부(50)로 전송된다.
조명부(25)는 비전 카메라(21)가 제기능을 발휘하도록 마련되는 것으로서, 비전 카메라(21)의 광축선상에 조명용 광을 조사한다.
조명부(25)는 비전 카메라(21)의 광축선상에 위치하는 검사대상물(100)의 표면에 조명용 광을 조사한다.
한편, 조명부(25)로부터 조사되는 조명용 광은 검사대상물(100)의 이송방향과 교차하는 방향으로 소정의 길이를 갖는 선 형태로, 비전 카메라(21)의 광축선상에 조사될 수 있다.
여기서, 조명부(25)로서 할로겐 조명장치, 형광램프 조명장치, LED 조명장치가 마련될 수 있다.
본 실시예에서는 조명부(25)과 비전 카메라(21)의 광축선상에 마련되어 있는 것으로 도시되어 있지만 이에 한정되지 않고, 조명부(25)는 비전 카메라(21)의 일측에 치우치게 마련되어, 조명부(25)로부터 조사되는 조명용 광은 비전 카메라(21)의 광축선상에 위치하는 검사대상물(100)의 표면에 조사될 수 있다.
테라헤르츠 광원(30)은 이송 경로의 상방에 마련되어, 이송 경로를 따라 이송되는 검사대상물(100)에 테라헤르츠파를 조사한다.
여기서, 테라헤르츠파에 대해 간략히 설명하면, 테라헤르츠파는 투과성을 가진 전자파로 10의 12제곱을 뜻하는 테라(tera)와 진동수 단위인 헤르츠(Hz)를 합성한 용어로서, 가시광선이나 적외선보다 파장이 길어 가시광에서 투과 되지 않는 다양한 재질에 대한 투과 특성이 있으며, 에너지가 낮고, 투과검사에 자주 사용되는 방사선 위험으로부터 안전하므로 인체에 해를 입히지 않는다. 특히, 테라헤르츠파는 기포, 크랙, 금속 소재 등의 이물(110)에 조사되었을 경우 일반적인 투과 대상물과 다르게 반사하는 성질을 가진다.
이러한 테라헤르츠 광원(30)은 검사대상물(100)의 이송 경로에 대해 경사지게 마련되며, 검사대상물(100)을 향해 테라헤르츠파를 조사한다.
한편, 테라헤르츠 광원(30)은, 검사대상물(100) 내부의 비전 카메라(21)의 광축선상에 경사지게 조사될 수 있다.
테라헤르츠 카메라(40)는 테라헤르츠 광원(30)으로부터 조사되어 검사대상물(100)로부터 반사된 테라헤르츠파를 수신한다.
테라헤르츠 카메라(40)는 테라헤르츠 광원(30)과 마찬가지로, 검사대상물(100)의 이송 경로에 대해 경사지게 마련되며, 검사대상물(100)로부터 반사된 테라헤르츠파를 수신한다.
이에 따라, 테라헤르츠 카메라(40)와 테라헤르츠 광원(30)은 비전 카메라(21)를 사이에 두고 대향 배치된다. 즉, 테라헤르츠 광원(30)과 테라헤르츠 카메라(40)는 비전 카메라(21)의 광축에 대해 대칭을 이루며 배치된다.
테라헤르츠 카메라(40)를 통해 수신한 테라헤르츠파는 전자신호로 변환되어, 후술할 제어부(50)로 전송된다.
한편, 제어부(50)는 이송 테이블(10)과, 비전 카메라유닛(20)과, 테라헤르츠 광원(30)과 테라헤르츠 카메라(40)의 작동을 제어한다.
또한, 제어부(50)는 영상처리부(60)를 포함한다. 영상처리부(60)는 조명부(25)로부터 조사되는 조명용 광이 검사대상물(100)에 조사된 상태에서 비전 카메라(21)가 촬영한 이미지와, 검사대상물(100)로부터 반사되어 테라헤르츠 카메라(40)에 수신된 테라헤르츠파를 전송받아, 이들을 서로 합성하여 검사대상물(100)에 대한 3차원적인 영상이미지를 획득한다.
이와 같이, 비전 카메라(21)에 의해 촬영된 검사대상물(100)의 표면 이미지와, 테라헤르츠 카메라(40)에 의해 수신된 검사대상물(100)의 내부 이미지는 검사대상물(100)의 높이를 따라 나타나게 되어, 검사대상물(100)의 보다 정밀한 전체 영상이미지를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 검사대상물(100)의 높이에 따른 거리 측정을 쉽게 파악하여, 검사대상물(100)에서의 불량이 나타난 결함 위치를 입체적으로 용이하게 파악할 수 있게 된다.
이러한 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 테라헤르츠파를 이용한 검사장치(1)는 이송 테이블(10)의 이송 경로를 따라 검사대상물(100)이 이송되면, 비전 카메라(21)는 이송 경로를 따라 이송되는 검사대상물(100)의 표면을 촬영하여 촬영한 영상을 전자신호로 변환하여 제어부(50)로 전송한다.
동시에, 테라헤르츠 광원(30)은 테라헤르츠파를 비전 카메라(21)의 광축선에 대해 경사지게 조사 예컨대, 테라헤르츠 광원(30)의 테라헤르츠파는 검사대상물(100) 내부의 비전 카메라(21)의 광축선상에 조사된다.
이 때, 검사대상물(100)의 내부에 기포, 크랙 등과 같은 이물(110)이 존재하는 경우, 검사대상물(100)로 조사된 테라헤르츠파는 이물(110)에 의해 반사되어 테라헤르츠 카메라(40)에 수신되고, 테라헤르츠 카메라(40)를 통해 수신한 테라헤르츠파는 전자신호로 변환되어, 제어부(50)로 전송된다.
제어부(50)의 영상처리부(60)는 비전 카메라(21)가 촬영한 이미지와, 테라헤르츠 카메라(40)에 수신된 테라헤르츠파를 전송받아, 이들을 서로 합성하여 검사대상물(100)에 대한 3차원적인 영상이미지를 획득한다.
이로써, 영상처리부(60)에 의해 획득한 검사대상물(100)의 3차원적인 영상이미지를 통해, 검사대상물(100)의 각 표면에서의 크랙, 이물 등의 결함 위치와, 검사대상물(100)의 내부에 존재하는 기포, 크랙, 이물 혼입 등의 결함 위치를 용이하게 파악할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 하나의 장치에 비전 검사와 테라헤르츠 검사를 동시에 구성함으로써, 비전 카메라를 이용한 검사대상물 표면의 비전 검사와, 테라헤르츠파를 이용한 검사대상물 내부의 테라헤르츠 검사를 한 번에 시행할 수 있고, 검사대상물의 내부 및 표면의 검사 시간을 단축시키고, 문제를 조기에 발견할 수 있게 된다.
한편, 전술한 실시예에서는, 테라헤르츠 광원(30)과 테라헤르츠 카메라(40)가 비전 카메라(21)의 광축에 대해 대칭을 이루며 배치되어 있는 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되지 않는다.
즉, 테라헤르츠 광원(30)은, 도시하지 않은 액추에이터의 구동에 의해 검사대상물(100) 내부의 비전 카메라(21)의 광축선상으로 조사되는 테라헤르츠파의 조사 각도가 조절될 수도 있다.
테라헤르츠 광원(30)은 검사대상물(100)의 두께에 대응하여 테라헤르츠파의 조사 각도를 조절할 수 있다.
또한, 테라헤르츠 카메라(40)는 테라헤르츠 광원(30)의 테라헤르츠파의 조사 각도 조절과 연동하여, 도시하지 않은 액추에이터의 구동에 의해 비전 카메라(21)의 광축에 대한 배치 각도가 조절되어, 검사대상물(100)로부터 반사된 테라헤르츠파를 수신할 수도 있다.
즉, 테라헤르츠 카메라(40)는 검사하고자 하는 검사대상물(100)의 두께에 따라 테라헤르츠 광원(30)과 연동하여, 비전 카메라(21)에 대해 테라헤르츠 광원(30)과 대칭을 이루며 배치된다.
예를 들어, 검사하고자 하는 검사대상물(100)의 두께가 작을 경우, 비전 카메라(21)의 광축에 대한 테라헤르츠파의 조사 각도가 커지도록 테라헤르츠 광원(30)을 비전 카메라(21)로부터 이격하도록 배치되면, 테라헤르츠 카메라(40)는 비전 카메라(21)와 테라헤르츠 광원(30)이 이루는 각도와 동일한 각도로 비전 카메라(21)로부터 이격하도록 배치된다. 이에 따라, 테라헤르츠파가 검사대상물(100)의 내부로 조사되는 투영 면적이 증대하여, 검사대상물(100)의 내부에 포함된 이물(110)을 면밀하게 검출할 수 있게 된다.
반대로, 검사하고자 하는 검사대상물(100)의 두께가 클 경우, 비전 카메라(21)의 광축에 대한 테라헤르츠파의 조사 각도가 작아지도록 테라헤르츠 광원(30)이 비전 카메라(21)와 접근하도록 배치되면, 테라헤르츠 카메라(40)는 비전 카메라(21)와 테라헤르츠 광원(30)이 이루는 각도와 동일한 각도로 비전 카메라(21)로부터 이격하도록 배치된다.
이로써, 이송 테이블(10)의 이송 경로를 따라 이송되는 다양한 두께의 검사대상물(100)에 대응하며 비전 카메라(21)의 광축에 대한 테라헤르츠 광원(30) 및 테라헤르츠 카메라(40)의 각도를 조절하여, 검사대상물(100) 내부에 포함된 이물(110)을 면밀하게 검출할 수 있게 된다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 검사장치
10: 이송 테이블
20: 비전 카메라유닛
21: 비전 카메라
25: 조명부
30: 테라헤르츠 광원
40: 테라헤르츠 카메라
50: 제어부
60: 영상처리부

Claims (7)

  1. 검사대상물이 안착되는 테이블;
    상기 검사대상물의 표면을 촬영하는 비전 카메라와, 상기 검사대상물에 조명용 광을 조사하는 조명부를 갖는 비전 카메라유닛;
    상기 테이블의 상방에 마련되어, 상기 검사대상물에 테라헤르츠파를 조사하는 테라헤르츠 광원; 및
    상기 검사대상물로부터 반사된 테라헤르츠파를 수신하는 테라헤르츠 카메라를 포함하는, 테라헤르츠파를 이용한 검사장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 테라헤르츠 광원과 상기 테라헤르츠 카메라는 상기 비전 카메라를 사이에 두고 대향 배치되는, 테라헤르츠파를 이용한 검사장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 비전 카메라유닛의 조명부는 조명용 광을 상기 비전 카메라의 광축선상에 조사하고, 상기 테라헤르츠 광원은 테라헤르츠파를 상기 비전 카메라의 광축선에 대해 경사지게 조사하는, 테라헤르츠파를 이용한 검사장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 테라헤르츠 광원의 테라헤르츠파는 상기 검사대상물 내부의 상기 비전 카메라의 광축선상에 조사되는, 테라헤르츠파를 이용한 검사장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 테이블은 상기 검사대상물이 이송되는 이송 경로를 형성하는, 테라헤르츠파를 이용한 검사장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 테라헤르츠 광원과 상기 테라헤르츠 카메라 중 적어도 하나는 상기 비전 카메라의 광축선에 대해 각도 조절이 가능한, 테라헤르츠파를 이용한 검사장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 비전 카메라와 상기 테라헤르츠 카메라로부터 영상신호를 받는 제어부를 더 구비하고, 상기 제어부는 상기 영상신호를 조합하여 3차원 영상이미지를 생성하는, 테라헤르츠파를 이용한 검사장치.
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