KR101773791B1

KR101773791B1 - 검사대상 물체의 표면 검사 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101773791B1
Application number: KR1020147035382A
Authority: KR
Inventors: 마크 룩센; 얀 에어슬레벤
Original assignee: 이스라 비숀 아게
Priority date: 2012-05-16
Filing date: 2013-05-14
Publication date: 2017-09-01
Also published as: US9709390B2; CN104508423A; EP2850386B1; DE102012104282A1; CN104508423B; US20150130927A1; KR20150021049A; WO2013171176A1; EP2850386A1

Abstract

검사대상 물체(2)의 표면(3)을 검사하는 방법과 장치가 개시된다. 여기서, 표면(3)은 적어도 하나의 조광 유닛(8)에 의해 조광되고 적어도 하나의 면상 영상 센서(6)에 의해 캡처되며, 캡처된 영상을, 검출 기능에 의해서 표면 이형을 결함 영역으로 확인하고, 필요시에, 분할 기능에 의하여 결함 영역들을 서로에 대해서 또는 배경 영상에 대해서 구획하고, 영역 해석 기능에 의하여 함께 속해 있는 결함 영역들을 정리하고, 그리고/또는 특징 추출 기능에 의하여 결함 영역들 또는 결함 구역들로부터 특유의 결함 특징을 도출하도록 구성되는 영상 분석 유닛(11)으로 전달되며, 면상 영상 센서(6)는 선택된 좌표계(5) 상에서 3차원 교정되고 검사 대상 물체(2)와 그 표면(3)은 면상 영상 센서(6)에 상대적으로 이동된다. 패턴(10)은 선택된 좌표계(5) 상에서 3차원 교정된 투영 유닛(8)에 의해서, 면상 영상 센서(6)에 의해 캡처되는 영역에 투영되고, 물체(2)의 표면(3) 상에 투영된 패턴(10) 중에서 정의된 패턴 부분의 위치가, 선택된 좌표계에서 결정되도록 구성된다.

Description

검사대상 물체의 표면 검사 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR INSPECTING SURFACES OF AN EXAMINED OBJECT}

본 발명은, 조광 수단에 의해 표면이 조광되며 이 조광 표면이 적어도 하나의 면상 영상 센서에 의해 캡처되는, 검사대상 물체의 표면 검사 방법 및 장치에 관한 것이다. 면상 영상 센서(area image sensor)는, 특히 면상 스캔 센서일 수 있으며, 또한 매트릭스 카메라라고도 부르는데, 여기서 영상 디테일은 면상 스캔 카메라의 한 개의 화소와 연관된다. 여기서 촬상된 영상의 한 개의 화소는 취득된 영상 디테일의 특징 값이 된다. 이 값은 특히, 명도 값일 수 있는데, 여기서 화상은 단색으로 캡처될 수도 있고(예를 들어, 그레이 값 영상, 적외선 영상, 또는 단색 영상), 다색으로 캡처될 수도 있다(예를 들어, 컬러 화상). 색상은 매트릭스 카메라 또는 면상 영상 센서의 각 화소와 연관된 컬러 센서, 예를 들어, 적색, 녹색, 청색, 적외선, 및/또는 이와 유사한 파장선택형 컬러 센서의 강도로 정의된다. 본 발명에 의하면, 면상 영상 센서 또는 매트릭스 카메라는, 바람직하게는 단지 하나의 영상 선을 갖는, 즉 하나의 행에서 수 개의 서로 인접한 화소들이 하나의 영상 선을 형성하는 선형 스캔 카메라가 아닌 것이 바람직하다.

본 발명에서 제안하는 검사 방법에서, 캡처된 영상은 영상 분석 유닛에 전달된다. 영상 분석 유닛은, 특히 영상 평가 프로그램을 이용한 검출 기능(detection)에 의해서 표면 이형(surface anomaly)을 결함 영역(defect area)으로 확인하도록 구성된다. 이를 위해, 영상 평가 프로그램은, 개별 화소에 할당된 컬러 센서의 개별 화소들(또는 화소 영역들), 예컨대 명도 값을 평가하기 위한 적절한 알고리즘을 포함한다. 컬러 센서는 단색 영상의 경우에는 하나의 센서일 수 있고 컬러 영상의 경우에는 여러 개의 센서일 수 있다. 필요에 따라, 영상 분석 유닛에서는, 특히 영상 평가 프로그램을 이용한 분할 기능(segmentation)에 의하여 결함 영역들을 서로에 대해서 또는 배경 영상에 대해서 구획하고, 특히 영상 평가 프로그램을 이용한 영역 해석 기능(region analysis)에 의하여 함께 속해 있는 결함 영역들을 정리(summarize)하고, 및/또는 영상 평가 프로그램을 이용한 특징 추출 기능(feature extraction)에 의하여 결함 영역(또는 결함 구역)들로부터 특유의 결함 특징(defect feature)을 도출한다. 여기서 결함 특징은 후속적으로, 결함 분류를 위해 사용될 수 있다.

본 발명에서, 면상 영상 센서는 특정의 선택된 좌표계로 3차원 교정된다. "3차원으로 교정된다"라는 것은, 예컨대 카메라 모델에서의 구성, 즉, 면상 영상 센서의 위치와 방향 그리고 그 촬상 특성을 알고 있어서, 특정 선택된 좌표계에서 그리고/또는 다른 좌표계에서 알고 있는, 캡처된 화상에 매핑된 적합한 특징들을 활용함에 의해서 이들 특징 및/또는 검사대상 물체를 찾을 수 있다는 것을 의미한다. 예를 들어, 이들 특징은 객체 좌표계(object coordinate system)에서 알고 있는, 물체의 특유의 특징일 수 있다. 이러한 영상 평가 방법은 널리 알려져 있으며, 따라서 이를 본 명세서에서 상세히 설명할 필요는 없다.

본 발명에 따라 제안된 방법을 수행하는 경우, 검사대상 물체는, 선택된 좌표계에서 정지되어 있는 것이 바람직한 면상 영상 센서에 대해서 그 표면이 이동된다. 선택된 좌표계는, 예를 들어 환경에 관한 세계 좌표계(world coordinate system)일 수 있다.

따라서, 본 발명은 재료 생산 또는 재료 가공 산업에서 중면적 또는 대면적 표면의 검사를 위한 데이터 융합 및 데이터 분석 방법과 관련하여, 물체의 형상 특성 및 반사 특성을 취득하는 광범위한 비접촉 고해상도 캡처 시스템에 관한 것이다. 이 시스템에 의해서 실시간으로 표면의 반사 특성의 캡처가 가능하며, 이 시스템은 표면 품질 검사를 위한 표면 검사 시스템으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라 공정 분석 및 공정 제어에도 사용할 수 있다.

중면적이나 대면적 표면의 비접촉 검사용으로 공지된 시스템들은, 표면의 반사 특성을 센서로 캡처하고 이를 위해서 영상 센서(예컨대, CCD 소자)와 캡처를 원하는 영상 영역을 CCD 소자에 매핑하는 촬상 광학계를 이용하여 물체 표면을 2차원 스캔하는 것에 국한되어 있다. 이들 영상 센서를 또한 카메라라고도 한다.

반사 특성은, 표면의 2차원 영상을 이용하여 측정되는데, 2차원 영상은 단색 또는 다색(컬러) 조명과 함께 흑백 또는 컬러 카메라를 이용하여, 그리고 필요시에는 적절한 광학 필터를 사용하여 캡처된다. 사용되는 카메라는, 적절한 조광 또는 조명(illumination) 장치와 함께 사용되는 면상 스캔(area-scan) 또는 선형 스캔(line-scan) 카메라일 수 있다. 조광 및 조사 각도 그리고 사용되는 조광 파장은, (단색이든 다색이든) 각 검사 작업에 적합하도록 구성된다. 사용되는 영상 센서는 단일 채널 또는 다중 채널 영상의 연속된 데이터 스트림을 공급하는데, 이때 면상 스캔 카메라의 각 화소(또는 각 화소 영역) 별로 영상 정보(특히, 하나의 또는 다양한 파장별 명도 값)는 단일 채널 또는 다중 채널 정보로서 사용가능하다.

표면 결함을 찾고 평가하고 범주화하기 위해서, 캡처된 영상(회색조(gray-scale) 영상 혹은 컬러 영상)에 대해 자동 영상 분석을 실시한다. 이때에는 영상 분석 알고리즘이 먼저 표면 이형을 찾고(검출), 이들 서로에 대해서 그리고 배경에 대해서 결함 영역을 구획하고(분할), 필요시에, 함께 속해 있는 결함 영역을 정리한다(영역 분석). 인식한 표면 이형을 응용분야별 및 표면별 결함 등급으로 범주화하고 평가하기 위해, 결함 영역 내의 영상 기능(image function)으로부터 특유한 영상 특징을 도출한다(특징 추출). 다음, 분류 단계에서, 결함 카테고리에 각각의 현저성(conspicuity)을 지정하고 각각 응용 분야에 따른 심각성의 정도를 지정한다. 표면 결함이라고 평가되지 않는 현저성은 소위 "유사 결함(pseudo defect)"으로 분류된다.

그러나 공지된 표면 검사 시스템에 의해 취득되는, 검사대상 표면의 2차원 영상의 정보 내용은 제한적이다. 특정의 표면 특성은 반사 특성을 측정하기에는 적합하지 않다. 또한 명도나 색상 정보도, 최적의 센서 구성 및 최적의 데이터 평가를 하더라도, 결함있는 표면 조직과 결함없는 표면 조직 간의 확실한 구분을 위한 충분한 증거가 되지는 못한다. 예를 들면, 슬래브 표면과 같이 매우 거친 표면 구조의 경우에는 검출 프로세스 자체와 무관하게 많은 수의 유사 결함이 빈번하게 검출된다. 일반적으로는 중요하지 않은 재료 구조에서, 표면 이형 및 이에 따른 결함 영역이라고 검출되는 색상 또는 명도 영상에서 대거 현저성을 나타내기 때문이다.

따라서 공지된 검사 프로세스에서는, 실제로는 표면 결함이 아니라 재료 구조라고 일반적으로 알려져 있는 때에도 모든 재료 구조에 대해서 현저성이 나타난다. 반면, 균열 또는 만입 등과 같은 표면 이형을 명도 또는 색상으로써 이들 유사 결함과 구별하는 것은 어렵다. 따라서 후미 단계인 분류 단계에서는 매우 큰 불확실성을 안고 실제 결함과 유사 결함을 구별 가능할 뿐이다. 이에, 검사 작업에 따라서는, 상당수의 경보가 잘못 발령되어서 상당량의 재작업을 수작업으로 하게 된다.

따라서, 표면 결함의 검사 동안에 결함 인식의 신뢰성을 개선하고, 특히, 거친 구조의 표면에서 검출되는 유사 결함의 수를 감소시키는 것이 본 발명의 필요 요건이다.

본 발명에 따르면, 상기 필요 요건은 청구항 1의 특징을 갖는 방법에 의해 충족되고, 청구항 12의 특징을 갖는 장치에 의해 충족된다. 본 발명에 따르면 특히, 면상 영상 센서에 의해 캡처된 영상의 표면 영역에, 선택된 좌표계로 3차원 교정된 투영 유닛을 이용하여 패턴이 투영되고, 물체의 표면에 투영된 패턴 중에서 정의된 패턴 부분(pattern portion)의 위치가 이 선택된 좌표계에서 결정되고, 필요에 따라 다른 좌표계(예를 들어 객체 좌표계)로 해석(translation)된다.

표면 영역 상에 패턴을 투영함으로써 표면의 구조를 원하는 해상도(분해능)의 깊이 정보(depth information)로서 캡처하는 것이 가능하며(이는 면상 영상 센서의 해상도에 의해 제한됨), 동시에, 이 깊이 정보와 각 화소에 있는 캡처된 색상 정보(color information) 또는 명도 정보(intensity information)를 함께 사용하여 결함 영역의 검출 및 분류를 하는 것이 가능하다. 본 발명에 따르면, 구조 영상과 함께 고해상도의 2차원 명도 및 컬러 영상을 동시 캡처, 융합, 및 분석함에 의해서 이형(anomalies)을 평가하기 위한 부가 정보(깊이 정보)를 사용가능하기 때문에, 검출 성능이 크게 향상된다. 본 발명에 따르면, 구조 정보(structure information)는 명도 또는 색상 정보보다 더 낮은 또는 동일한 또는 더 높은 해상도로 생성될 수 있다.

본 발명에 따르면, "3차원 교정된 투영 유닛"이란, 패턴의 투영에 의해 공간상에 형성되는 평면의 형상을 알고 있으며, 이는 패턴의 유형에 따라, 직선(평면) 또는 곡면을 형성할 수 있다는 것을 의미한다. 패턴으로서 투영된 선의 경우에, 평면의 형상도 역시 평탄면이 된다. 다른 패턴의 경우에, 곡면 또는 평면 형상은 서로, 정해진 방식으로 배치되는 여러 평면, 예를 들어, 투영된 교차 패턴 또는 여러 개의 이격된 선(줄무늬 패턴) 등으로 이루어질 수 있다.

정의된 패턴 부분은 투영된 전체 패턴의 일부분인데, 위치가 결정되고 있는 패턴 부분의 크기는 원하는 해상도에 상응하도록 선택될 수 있다. 이와 함께 물체의 표면의 방향(run)을 알아야 하는데, 이는 표면에 투영되는 패턴에 의해 결정될 수 있다. 해상도에 대한 한계와 척도는 면상 영상 센서의 화소 크기인데, 여기서 패턴 부분은 면상 영상 센서의 단 하나의 화소 또는 수 개의 조합된 화소들에 종방향 그리고/또는 횡방향으로 대응할 수 있다.

본 발명에 따르면, 선택된 좌표계에 대해 교정된 이송 유닛을 이용하여, 면상 영상 센서를 지나서 표면을 이동시키는 것이 바람직하다. 이송 유닛은 표면을 정해진 만큼, 면상 영상 센서 및 투영 패턴에 상대적으로 이동시킬 수 있다. 촬상 속도와 함께 이동 속도에 대한 기준은, 원하는 해상도이다.

본 발명의 바람직한 적용은, 표면에서 반사된 조광 유닛의 광을 면상 영상 센서가 캡처하는 반사 구조에서 유효하다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 표면의 깊이 프로필(depth profile)은 패턴 부분의 정해진 위치로부터 확인된다. 표면상의 패턴 부분들의 개별 위치는 공지의 삼각 측량 평가에 의해 결정되는데, 이는, 투영 유닛과 카메라가, 선택된 좌표계로 3차원 교정된다는 사실에 기초한다. 따라서, 캡처된 표면 반사 데이터를 깊이 정보로써 보강함으로써 본 발명에 따른 표면 검사 장치의 전체적 성능의 향상이 이루어진다. 이것은 표면의 반사 특성을 나타내는 2차원 영상과, 표면의 3차원 형상을 깊이 엣지(depth edge)로 나타내는 3차원 영상(표면 지형(topography))의 동시 캡처 및 분석에 기초한다. 전체 표면의 깊이 프로필로서 사용가능한 깊이 정보를 전체 표면에 대한 표면 지형의 관점에서 추가로 사용함으로써, 검출 신뢰도, 결함 식별 및 분류의 정확성이 개선되고, 표면 지형에 관한 정보에 의해서 결함의 묘사가 보강된다.

크게 구조화된 표면에서 특히 오경보율의 발생률을 최소화할 수 있는데, 표면의 반사 특성을 평가하는 특정의 2차원 영상을, 표면의 수직 구조를 반영하는 깊이 정보에 의해서 설명할 수 있기 때문이다. 게다가, 표면 결함 및 표면 전체 모두를 3차원으로 시각화하기 때문에 현저성(conspicuity)의 표현이 개선될 수 있다.

상술한 방법의 바람직한 실시예에 따르면, 투영되는 패턴은 (정확히 하나의 선으로 이루어진) 선형 패턴일 수 있거나, 또는 (적어도 두 개의 선으로 이루어진) 줄무늬 패턴일 수 있다. 이들 선 패턴과 줄무늬 패턴 모두는, 줄무늬 투영기로 구성된 투영 유닛에 의해서 생성된다.

따라서 본 발명에 따르면, 바람직하게, 이러한 줄무늬 투영을 이용한 광 분할(light section) 프로세스에 따라 표면 지형이 캡처된다. 검사대상 표면이 센서를 지나 이동하는 동안에, 투영 유닛은 하나 이상의 선으로부터 생성된 패턴을 표면으로 매핑한다. 패턴은 매트릭스 카메라의 감광면(즉, 면상 영상 센서의 화소)에 매핑된다. 그리고 생성되는 영상 정보를 사용하여 표면의 선형 깊이 프로필을 도출한다. 이는, 깊이 정보가 프로필 단위로 캡처된다는 것을 의미한다.

각 선 프로필(line profile)을 연속적으로 캡처하고 줄 세움으로써 표면 영역의 3차원 모델이 생성된다. 선의 캡처 속도는, 면상 영상 센서에 상대적으로 표면을 투입하는 속도에 맞게 조정하여서, 깊이가 일정한 횡방향 해상도로 측정되도록 하는 것이 바람직하다. 따라서 음영으로 인해 발생하는 모든 갭은, 면상 영상 센서(카메라)를 추가로 사용함으로써 줄이거나 없앨 수 있다.

선은 바람직하게는 직선으로 구성할 수 있는데, 이렇게 해야 평가가 특히 단순해지기 때문이다. 선 폭은 원하는 해상도에 상응하며, 투영된 선에 대한 표면의 이동은 선 방향으로 횡으로 이루어지는 것이 바람직하다. 선폭은, 해당 패턴들이 또한 표면 결함이 평가될 수 있는 영역임을 표시하도록 하기 위하여, 매트릭스 카메라 내의 영상 또는 이동 방향으로의 영상의 해상도보다 큰 것이 바람직하다.

본 발명의 특별한 장점은 투영 유닛과 면상 영상 센서의 조합을 선택(중면적 그리고/또는 대면적 표면에 적합하도록)하는 것인데, 여기서, 두 조광 유닛, 즉, 표면의 반사 특성을 캡처하는 조광 유닛과 깊이 정보를 캡처하기 위하여 패턴을 투영하는 조광 유닛(투영 유닛)은 동일한 것일 수 있으며, 깊이 정보 및 표면의 반사 특성에 관한 정보는 모두가 하나의 동일한 면상 영상 센서 그리고 바람직하게는 하나의 동일한 영상으로부터 충분한 속도로 확인될 수 있다.

어느 조광을 사용하여 광 분할을 하는지에 따라서, 반사 특성을 캡처하기 위한 영상은 각각 조광된 부분으로 이루어지게 된다. 간섭을 억제하기 위해서, 여러 화소에 걸쳐서 통합을 할 수 있다. 그 결과로 N+1 채널 영상이 나온다. 여기서 N 채널에는 표면의 반사 특성에 관한 정보가 포함되고, N+1 번째 채널에는 깊이 영상을 형성하는 깊이 정보가 포함된다. 따라서, 컬러 영상(color image)과 깊이 영상(depth image)이 정확하게 국지적으로 매칭된다. 즉, 컬러 영상에서 표면의 반사 특성에 관한 정보를 포함하는 각 영상 부분(예를 들어 하나의 픽셀)은, 따라서, 연관된 깊이 정보를, 센서 내의 이 부분에 이미 직접적으로 할당하였다.

이제 본 발명에 따르면, 깊이 정보와 반사 특성에 관한 정보를 함께 사용하므로써, 균열이나 요철 등, 그 지형도 또는 지형에 의해서만 식별되는 재료 표면상의 결함을 인식할 수 있게 된다. 이에 지형적 결함의 확실한 검출 및 분류가 가능해진다. 특히, 종래의 검사 시스템에 비해 본 발명에 따르면, 표면 결함과 유사 결함 간의 또는 얼룩과 지형적 결함 간에 명확하게 구분하고 표면 결함을 그 심각성 정도에 따라 분류하기 위하여, 분류의 목적으로 사용가능한 정보가 현저하게 더 많다.

본 발명에 따르면, 패턴은 밝은 영역으로 투영될 수 있는데, 어두운 중간 공간들이 있는 선인 것이 바람직하다. 이 경우, 3차원 영상으로부터 패턴 부분의 위치의 결정과 표면의 2차원 영상에서의 결함 영역의 검출은 특히 간단한 방식으로 일치시킬 수 있다. 즉, 동일한 영상 영역에서 수행된다. 원칙적으로, 패턴과 상이한 투영 패턴의 영역 내에서 표면을 조광하는 창을 공백으로 둠으로써 영상 영역들을 분리하는 것도 물론 가능하다. 이는, 특히 간단한 방법으로 줄무늬 투영에 의해 달성될 수 있는데, 여기서 줄무늬를 제외한 모든 빛은 공백 상태로 만든다. 또는 다른 대안으로, 결함 영역의 검출을 위한 영상 영역(투영된 패턴의 길이 방향에 횡단하는 방향으로 옵셋되는 것이 바람지함)을 갖기 위하여, 광을 별도의 2차원 영상 영역에서 공백으로 만들지 않을 수도 있다.

다른 대안으로서, 본 발명에 따르면 패턴은 어두운 영역으로 투영되는 것이 가능하며, 바람직하게는 밝은 중간 공간들이 있는 선의 형태로 투영되는 것이 가능하다. 이 경우에, 어두운 영역을 암 필드(dark field)로서 함께 사용함으로써, 패턴 부분의 위치 및 표면 결함의 검출을 위한 2차원 표면 영상의 위치는 별도로 결정되거나, 서로 직접적으로 인접하거나 중첩(명암 필드(light-dark field) 표면 검사의 경우)된다. 이 경우, 투영 패턴은, 투영을 위해 어둡게 만든 패턴 영역에 대해 투명하게 구성되는데, 여기에서는 어두운 영역조차도 일부 광이 통과하여 비췰 수 있어서, 이 어두운 영역이 또한, 영상에서 이루어진 콘트라스트의 주변부 상에 있지 않도록 그리고 특정 표지(marking)를 포함할 수 있도록 할 수 있다. 이는 반사식 구성에서 표면 결함을 검출하기 위해 사용될 수 있다.

또한, 패턴은 레이저에 의한 선 투영에 의해 생성될 수 있는데, 이때 레이저 광의 충분히 빠른 이동을 위해서 레이저 프로젝터를 또한 2차원 조광용으로도 사용할 수 있다. 또한 선 투영 이외에 면상 조광을 하기 위해서, 적절한 광학계가 있는 빔 스플리터(광분할기)를 써서 레이저 빔을 넓힐 수 있다.

전술한 모든 변형 형태들에서, 조광 유닛은 명암 필드 조광을 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 캡처된 영상에서 투영 패턴 및 조광 표면이, 투영 패턴을 둘러싸는 영역에서 다른 밝기를 포함하는 경우에 특히 바람직한데, 여기서, 투영 패턴 그리고/또는 조광 표면은 면상 영상 센서에 의해 분해가능한 콘트라스트의 주변부(경계선)에 있지 않는다. 이로써 캡처된 영상의 두 영역, 즉, 패턴이 투영된 영역과 정상적으로 조광된 영역 모두를, 반사 방식으로 표면 결함을 인식하기 위해 동시에 평가할 수 있게 된다. 바람직하게, 패턴은, 비록 선으로 구성된 때라도, 면 형상을 가질 수 있다. 즉, 패턴의 가장 짧은 길이 방향으로의 길이가 면상 영상 센서의 여러 화소 그리고/또는 영상의 이동 방향으로의 여러 화소를 커버할 수 있다. 이는, 투영된 선 역시 면 형상을 갖는다는 것을 의미한다. 본 발명에 따르면, 기하형상의 평가(깊이 정보의 결정)는 패턴 및 조광 표면의 콘트라스트 변화(contrast transition)의 방향(캡처 영상에서 용이하게 인식가능함)을 따라 이루어지는 것이 바람직하다. 패턴은 조광 표면의 나머지 부분보다 밝은 것이 바람직하다. 밝은 패턴의 투영은 별도의 투영 유닛(이 또한 표면 조광 유닛에 대해서 이동가능함)을 사용하여 특히 용이하게 행할 수 있다. 원칙적으로, 예를 들어 적절한 필터를 사용하여서, 투영과 조광 기능이 결합된 투영 겸 조광 유닛을 사용하는 것도 또한 가능하다.

본 발명에 따라 제안된 방법의 또다른 발전에 따르면, 투영 패턴 및 조광 표면, 즉, 면상 영상 센서의 동일 영상에서, 조광 유닛에 의해 조광된 물체의 표면의 영역을 캡처하도록 구성할 수 있다. 이러한 방식으로, 깊이 프로필의 평가 및 표면 결함의 검출이 동일한 영상에서 수행될 수 있으며, 따라서 표면 결함의 검출을 위한 2차원 영상과 패턴 프로필의 위치를 결정(즉, 표면의 깊이 프로필의 결정)하기 위한 3차원 영상 간의 기하학적 관계를 확인하는 데 드는 수고가 없어진다. 이러한 기하학적 관계를 구축하는 것을 영상 등록(image registration)이라고도 하는데, 이 경우에는 반사 정보를 깊이 정보에 할당하기 위한 기하학적 관계가 더 이상 오류를 발생하지 않기 때문에 특히 컴퓨터에 의한 연산이 적게 필요하면서도 정확성이 더 높다. 동일한 조광 및 카메라 유닛 내에 명도 센서와 깊이 센서를 모두 통합함으로써, 저가의 공간 절약형 센서를 구성할 수 있다. 이러한 사실은 여러 곳에서, 특히 비좁은 조립 라인에서, 검사대상 물체의 제조 공정에 깊이 센서를 통합할 가능성을 열어 준다.

추가적으로 본 발명에 따르면, 영상 캡처 및 물체의 이동이, 최소한 투영 패턴의 영역에서, 또는 위치 결정을 위해 사용되는 패턴의 해당 부분(예를 들어 여러 선들로 이루어지는 줄무늬 투영의 경우에는 마킹된 선 또는 또다른 마킹된 영상 영역)에서 연이은 두 취득 영상 사이에서 정확하게 면상 영상 센서의 하나의 영상 선(image line)이 되게끔, 물체를 투입하도록 구성할 수 있다. 이러한 방식으로, 전체 표면의 완전한 깊이 프로필 및 다른 표면 영역의 위치를 찾기 위한 단순한 표면 인덱싱(indexing)이 가능해진다. 바람직하게는, 하나의 영상 선은, 원하는 해상도에 따라 다르지만, 하나의 화소 또는 수 개의 인접 화소들의 높이를 포함할 수 있다.

이에, 영상 등록시에, 즉, 반사 특성을 평가하기 위한 2차원 영상과 깊이 프로필을 만들기 위한 3차원 영상 간의 기하학적 관계를 확인하는 데 있어서 어떠한 수고도 발생하지 않는다. 면상 영상 센서의 색상과 깊이 정보가 이미 서로 간에 '화소정확하게(pixel-accurately)' 연관되어 있기 때문이다. 여기서 '화소정확'의 의미는 하나의 화소 또는 조합된 화소들의 영역을 의미한다. 그 결과, 영상 등록부는 더 이상 데이터 분석시에 있을 수 있는 오류의 원인이 되지 않는다. 특히, 이러한 방식으로 설계된 방법에서는 선택된 표면 영역을 다중 채널 정보(한 채널은 위치 의존성 깊이 정보를 포함하고 다른 채널 또는 수 개의 다른 채널들은 위치 의존성 색상 정보를 포함함)와 연계시키는 것이 합리적이다. 따라서 N+1 채널 영상은 면상 영상 센서에서 이미 사용가능하다. 여기서 첫 번째 채널은 화소 (r,c)에서 깊이 정보 T(r,c)를 포함하고 다른 채널 K는 화소 (r,c)에서 표면의 위치 의존성 반사 특성 R_K(r,c)에 관한 정보를 포함한다.

이러한 상황에서, 색상 정보는 전체 명도(예컨대, 단색 또는 회색조(그레이 스케일) 영상) 및/또는 개별 색상(컬러 영상)과 연관된 명도일 수 있는데, 여기서 색상은 전체 파장 스펙트럼으로부터 파장에 따라 선택하는 것을 의미하는 것으로 이해해야 한다. 여기에는 통상의 색상인 적색, 녹색, 청색에 더하여 예컨대 적외선도 포함될 수 있다. RGB(빨강, 노랑, 파랑) 컬러 카메라를 사용하는 경우, 결과 영상은 예를 들어 4개 채널 R, R, G, B(깊이, 적색, 녹색, 청색)를 포함할 것이다. 따라서 첫 번째 채널은 본 발명에 의해 정의되는 깊이 정보를 나타내고, 다른 채널들은 각각 색상 화상의 스펙트럼의 적색, 녹색, 및 청색 부분을 나타낸다. 만일 적외선 채널 I가 추가된다면, 5개 채널의 영상이 나오는데, 여기에는 채널 T(깊이), T(적색), G(녹색), B(청색), 및 I(적외선)가 포함된다.

본 발명에 따르면, 선택된 표면 영역은, 최소한 마킹된 영상 영역에서, 면상 영상 센서의 단 하나의 화소 또는 면상 영상 센서의 수 개의 화소들의 조합에 대응할 수 있다. 전술한 바와 같이 다중 채널 영상 정보가 면상 영상 센서에서 이미 개별 영상 영역과 연관되어 있다면(예를 들어 면상 영상 센서를 제어하기 위하여 이 면상 영상 센서에 구비된 마이크로프로세서에 의해서), 특히 유리하다. 이는 평가 중의 시너지 효과를 일으키고 상술한 방법 그리고 이 방법을 수행하도록 구성되는 장치에 실시간의 능력을 준다.

동일한 조광 및 카메라 유닛과 색상 및 깊이 정보를 통합함으로써 등록 문제가 해결되는바, 컴퓨팅 비용이 더 이상 발생하지 않고 컬러 영상 정보 및 깊이 정보의 후속적인 연계에 관련된 어떠한 부정확성도 일어날 수 없다. 처음부터 곧바로, 조율된 등록 정보가 가용한바, 이 정보를 분석결과 체인과 함께 사용함으로써 표면 검사 및 이 추가 정보가 활용되는 표면 검사 결과 검증에 시너지 효과가 일어난다.

본 발명은 또한, 청구항 12에 따른 검사대상 물체의 표면 검사를 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 이 장치는, 표면에 조명을 밝히는 조광 유닛, 표면 상에 패턴을 투영하는 투영 유닛, 조광 표면 및 투영 패턴의 영상을 캡처하는 면상 영상 센서, 결함 이형이 있는 표면 영역을 검출하는 영상 분석 유닛, 그리고 면상 영상 센서에 대해서 표면을 이동시키는 이송 유닛을 포함하는데, 여기서, 조광 유닛, 투영 유닛, 면상 영상 센서, 그리고/또는 이송 유닛은 전술한 방법 또는 이의 일부를 수행하도록 구성된다. 이를 위해, 각 유닛은 마이크로프로세서를 포함할 수 있으며, 그리고/또는 본 방법 또는 그 일부를 수행하기 위한 프로그램을 실행하도록 구성되는 공통의 마이크로프로세서에 연결된다.

따라서 본 발명은, 본질적으로, 자동화에 의해 지원되고 완전 자동화된 표면 검사 시스템의 결함 검출 및 결함 찾기 성능을 개선하기 위하여, 기하형상 및 반사 데이터를 융합하고 동시에 분석하는 센서 및 방법에 있어서 광범위한 표면의 기하형상과 반사 특성을 동시에 포괄적으로 캡쳐하기 위한 적절한 센서 구성 요소들의 조합으로 구성된다.

본 발명의 다른 추가적인 이점, 특징, 및 응용은 이하의 실시예 및 도면에 개시되어 있다. 모든 기재된 특징 및/또는 도시된 특징들은 그 자체로 또는 임의의 조합으로서 본 발명의 주제를 구성한다.

도 1은 본 발명에 따라 제안된 방법을 수행하기 위한 장치의 바람직한 실시예의 입체 개략도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 표면 촬상 화상이다.
도 3은 본 발명에 따라 제안된 방법의 특히 바람직한 제2 실시예에 따른 표면 촬상 화상이다.

도 1은 본 발명에 따른, 표면(3), 즉, 검사대상 물체(2)의 적어도 하나의 표면(3)을 검사하는 장치(1)를 나타낸다. 정지 좌표계 상에서 3차원 교정된 이송 유닛(4)에 물체(2)가 놓여 있고 이 이송 유닛에 의해서 물체(2)와 그 표면(3)은 카메라(7)의 면상 영상 센서를 지나 이동된다(이동될 수 있다). 이 과정에서, 카메라(7)는, 조광 겸 투영 장치(8)에 의해 조광되는 표면(3)의 정확한 영역(도 1에서 점선으로 조광 영역(9)을 나타내었음)에서 물체(2)의 표면(3)의 화상을 찍는다. 이 조광 영역(9)에서, 일단 카메라(7)에 의해 또는 카메라의 면상 영상 센서(6)에 의해 표면(3)의 화상이 촬상되면, 표면(3)의 반사 특성이 평가된다.

도시된 예에서, 조광 영역(9)에서 선(10)을 볼 수 있는데, 이 선은, 조광 겸 투영 장치(8)에 의해 조광 영역에 패턴으로서 투영된 것이다. 이것이 의미하는 것은, 카메라(7)와 조광 겸 투영 장치(8)로 구성된 스캐닝 유닛을 지나 물체(3)가 이동하는 동안에, 면상 영상 센서(6)가 포함된 매트릭스 카메라(7)에 의해 스캔해야 할 표면(3)에 투영된 선(10)의 형태로 띠 모양의 화상이 이미 촬상되었다는 것이다. 화상은, 두 연이은 화상에서 물체가 면상 영상 센서(6)의 정확히 하나의 화상 행 높이(picture row height)만큼 진행되는 속도로 촬상된다. 화상 행 높이는 면상 영상 센서(6)의 하나 또는 수 개의 인접 화소들의 높이와 꼭 일치할 수 있다.

카메라(7)와 조광 겸 투영 장치(8)가, 표시된 좌표계(5)에서 3차원 교정되므로, 결과 영상에서 높이 프로필(height profile)을 삼각 측량 알고리즘에 의해서 결정할 수 있고, 조광 영역(9)에 상응하는 특별한 영상 영역의 동일한 화상 속에서 2차원 영상을 캡처할 수 있는데, 이 영상에서 표면 이형이 결함 영역으로서 검출된다.

도시된 예에서, 투영된 패턴(10)과 조광 영역(9)은 하나의 영역 내에 제공된다. 이들 영역은, 조광 겸 투영 장치(8)의 구성 및 선택된 투영 패턴에 따라서, 별도로 그리고/또는 레이저에 의한 선형 투영에 의해서 교대로 생성될 수 있다.

면상 영상 센서(6)에 의해 공급된 데이터는 카메라에 연결되어 있는 영상 분석 유닛(11)에서 평가되는데, 여기서, 면상 영상 센서(6)에 의해 생성된 영상은 선택된 영상 영역, 예를 들어, 하나의 화소 또는 여러 개의 조합된 화소에 대한 N 채널 영상 정보로서 사용가능하다. 따라서, 각각의 영상 영역에 대해서, 깊이 정보(depth information) 및 본 발명의 표기 상의 적외선 특성을 포함하는 각개의 반사 특성들(reflection properties) 모두를 다중 채널 영상 정보로서 사용가능하다.

면상 영상 센서(7)에 의해 공급되는 이 원시 데이터, 즉, 반사 정보 및 깊이 정보는, 표면 이형을 확실하게 찾고 분류하기 위하여 제1 프로세스(예비 처리 단계)에서 특징화되고 준비된다. 여기에는 특히, 신호 품질에 관한 파라미터의 추정, 영상 복원 및 영상 개선을 위한 프로세스의 적용, 가령, 측정 노이즈 또는 콘트라스트 강조의 억제, 그리고 비스듬히 캡처된 영상의 수정이 포함된다.

공지된 표면 검사 시스템은 컬러 영상 자체의 정보에만 액세스할 수 있는 반면에, 본 발명은 데이터 준비를 위한 색상 채널 및 깊이 채널 간의 코노테이션(connotation)을 이용한다. 예를 들어, 색상 채널의 밝기 보정을 위하여 깊이 영상으로부터 도출된 국지적 표면 경사(local surface incline)에 관한 정보를 사용하여, 경사로 인한 명도 변화를 보상한다. 깊이 맵으로부터 도출된 컬러 영상의 벤치마크 변동(benchmark variation)을 사용하여, 컬러 영상을 수정(rectify)하고, 깊이 맵으로부터 도출된 표면 곡률을 사용하여 컬러 영상의 재구성을 위한 평활 필터(smoothing filter)를 구성한다. 이어서 컬러 영상 자체를 활용하여, 깊이 맵을 평활처리하기 위하여 표면 이형의 위치 및 방향에 관한 가설을 만든다.

도 2는 카메라(7)의 면상 영상 센서(6)에 의해 촬상한 화상을 나타내는 것으로서, 표면(3)의 조광 영역(9), 즉, 여러 평행선으로 형성된 패턴(10)이 투영되는 조광 표면(3)을 나타낸다. 평탄한 표면(3)의 경우에는 패턴(10)의 선들이 영상에서도 역시 평행할 것이다. 패턴(10)의 선들의 왜곡은, 표면(3)의 깊이 구조가 왜곡되었다는 것을 나타내며, 이것도 역시 본 발명에 따라 평가된다. 도 2에 있어서, 패턴(10)의 선들은, 표면(3)의 그 외의 조광 영역(9)에서 어둡고 좁은 영역으로 형성되며, 이는 깊이 정보를 매우 명확하게 해 준다. 그러나 영상 내에서 영상의 콘트라스트 영역의 어두운 주변부에 있으며 그 구조를 거의 인식하기가 어려운 어두운 줄무늬 영역에서는, 그 표면 결함도 거의 인식하기가 어렵고 반사를 통해서 캡처될 수 있을 것이다.

이러한 이유로, 도 3에 도시된 특별히 바람직한 실시예에서는, 촬상된 영상 내에서 투영 패턴(10)과 조광 표면(3)이 다른 밝기를 가지며, 투영 패턴(10) 그리고/또는 조광 표면(3)은 면상 영상 센서(6)에 의해서 분해될 수 있는 콘트라스트의 주변부에 놓여 있지 않다. 여기서, 심지어, 패턴(10)의 선들은 조광 표면보다도 더 밝은 줄무늬로 인식될 수 있다. 또한, 이 선들은 면상 영상 센서(6)에 의해서 여러 화소로서 표현된다는 점에서, 면상 형태의 넓은 줄무늬로 나타난다. 이러한 구성에서, 반사를 통해서 인식가능한 결함들은 면상 영상 센서(6)의 동일 영상 내에서 패턴(10)의 영역 내에서 인식될 수 있고, 이 또한 깊이 정보를 확인하는 데 사용된다. 깊이 정보의 평가는 조광 표면(3)으로부터 패턴(10)의 선들까지의 콘트라스트 변화 방향으로 수행되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 이러한 구성에서의 패턴(10)의 줄무늬는 또한, 조광 표면(3)보다 어두워질 수 있음은 물론이다.

제2 평가 단계(검출 단계)에서, 본 발명에 따라 제안된 시스템은, 표면 이형을 찾기 위하여 반사 정보와 함께 깊이 정보를 이용한다. 새로운 검출 알고리즘이 사용되는데, 이는 이러한 환경을 위한 색상 및 깊이 정보로부터 균일한 표면 특성의 집합(국지적 창 내에서 균일함), 가령, 결함 깊이, 결함 크기, 곡률 값 등을 도출한다. 이들 특성에 기초하여, 2진 결정 프로세스를 이용하여 국지적인 인접 신호 패턴을 결함으로 간주할지 여부가 결정된다. 결정 프로세스는 적응형이다. 즉, 이 프로세스는 적용되는 결정 규칙을, 예컨대, 신호 품질을 특징짓는 측정값에 연계함으로써 신호 특성에 맞춰진다(적응된다). 또한, 검출 알고리즘을 사용하여 뚜렷한 형태의 표면 이형, 예를 들면, 점 형태의 이형 또는 선 형태의 이형을 찾는다. 그리고 이 알고리즘은 깊이 영상에서 점 또는 선 구조를 찾는다. 이를 위해서 표면 곡률 측정값이 사용되는데, 이 값은 깊이 영상으로부터 도출된다.

추가 평가 단계(분할 단계)에서, 깊이 정보와 반사 정보를 함께 사용하여 표면 이형을 분할(segment)한다. 새로운 분할 프로세스는 3차원 등록된 컬러 영상을 위해 사용되며, 적응형이다. 즉, 이 프로세스는 적용된 결정 규칙을, 예컨대, 신호 품질을 특징짓는 측정값에 연계함으로써 신호 특성에 맞춰진다.

추가 평가 단계(특징 추출 단계)에서, 본 발명에 따라 제안된 방법은, 깊이 영상으로부터 도출된 표면의 추가적 특징에 의한 컬러 영상(명도 영상)의 분석으로부터, 사용된 특징 공간(feature space)을 보강한다. 이를 위하여, 결합된 컬러 및 깊이 영상에 대해서, 먼저 컬러 영상 분석(명도 영상)으로부터 이미 알고 있는 모든 특징을 한번 더 도출한 다음에 전체 개수를 2배로 만든다. 또한, 추가 특징을 깊이 영상으로부터 결정하는데, 이는 깊이 영상의 특별한 속성, 가령, 결함 크기, 또는 결함 표면과 결함 높이 간의 비율을 기반으로 한다. 컬러 영상(명도 영상)의 정보를 깊이 영상의 정보와 선택적으로 연계시켜서 또다른 추가 특징들, 예를 들어, 영상 밝기가 가중치 적용된 결함의 높이 상승의 변형체가 생성된다.

표면 결함의 분류는 상기 설명한 확장된 특징 벡터에 기초하는데, 여기에는, 결함의 300개 이상의 속성이 있을 수 있다. 이들 특징은 다수이기 때문에, 선택적 분류 프로세스를 사용하여서, 특징 검출 그리고/또는 특징 공간의 직교화(orthogonalization)를 수행한다.

결함을 찾을 때에, 본 발명은 정확도를 개선하기 위한 정보와 함께 깊이 정보를 이용한다. 이로써, 표면 이형의 위치가 검사대상 물체의 주변부에 대해서 확인된다. 재료 주변부를 검출하고 찾는 프로세스에 깊이 정보를 통합시킴으로써 초기의 개선이 이루어진다. 종래의 표면 검사에서는 색상 정보만이 이용되고 주변부 인식은 영상 내의 재료 주변부(material edge)의 현출 모델로서 지원되는 반면에, 재료 주변부는 훨씬 약한 가정(assumption)을 사용하여 깊이 영상으로부터 훨씬 더 직접적으로 가장 확실하게 도출될 수 있다. 또한, 배경의 성질은 재료 주변부의 위치를 찾는 데 거의 영향을 끼치지 않는다.

특정 표면 결함은, 개별 이벤트들의 그룹으로 구성되는 특징을 갖는다. 이러한 결함의 경우에는, 각 개별 이벤트를 적절한 방법을 이용해 결합하여서 주된 결함(master defect)을 구성해야 한다. 이것은 평가 단계에서 결함의 결합(defect agglomeration)을 위해 수행된다. 본 발명은 동일한 깊이 프로필과 동일한 결함 등급을 갖는 인접 이형들을 주된 결함으로 정리하기 위하여 깊이 정보를 사용한다.

상술한 특징에 의해 달성되는 검사 성능의 개선 이외에도, 본 발명에 따라 제안되는 방법 및 장치는, 지금까지 기존의 표면 검사 시스템으로는 접근할 수 없었던 자동 표면 검사의 새로운 응용 분야의 가능성을 열고 있다. 본 발명에 따른 이러한 새로운 응용 분야는, 예를 들어, 평면성 및 두께 측정, 입체 재료의 구조 측정, 거칠기 및 다공성 측정, 패턴이 형성된 표면(예를 들어, 금속 판재)의 3차원 검사(엠보싱 깊이 측정 포함), 엠보싱 특징부의 자동 판독, 엠보싱의 깊이 측정, 용접 이음매의 3차원 검사, 표면 및 형태의 동시 검사(예를 들어, 레일 검사), 그리고/또는 주기적으로 나타나는 재료 두께 변동의 인식을 가리킨다.

새롭게 취득된 깊이 정보와 함께, 공정 검사 및 공정 제어에서 물체의 제조 공정을 위한 새로운 가능성(예를 들어, 폭과 깊이에 관한 선택적 재료 가공 등, 표면 프로필에 따른 선택적 압연 압력 제어, 그리고/또는 표면 거칠기에 따른 선택적 바니시 및/또는 충전재 도포)이 얻어진다.

또한, 본 발명은 사용자에게 표면 결함을 3차원으로 명확하게 표시해 줄 가능성을 제공한다. 촉각 또는 이른바 핑거 테스트만을 통해서 검사 요원이 찾던 결함을, 이제는 3차원 표현으로 명화하게 시각화할 수 있다. 이는 검사 결과의 평가를 단순화시켜 준다.

1: 검사대상 물체의 표면 검사 장치,
2: 검사대상 물체,
3: 표면,
4: 이송 유닛,
5: 좌표계,
6: 면상 영상 센서,
7: 카메라,
8: 조광 겸 투영 장치,
9: 조광된 영역(조광 영역),
10: 패턴, 선,
11: 영상 분석 유닛

Claims

검사대상 물체의 표면의 검사 방법에 있어서,
선택된 좌표계상에 면상 이미지 센서를 3차원으로 교정하는 단계;
상기 선택된 좌표계상에 조광 유닛을 3차원으로 교정하는 단계;
상기 교정된 조광 유닛을 이용하여 물체의 표면을 조광하는 단계;
상기 교정된 면상 이미지 센서에 상대적으로 상기 표면이 이동하는 동안 상기 교정된 면상 이미지 센서를 이용하여 상기 조광된 표면의 영상들을 캡처하는 단계; 및
검출 기능에 의해서 표면 이형을 결함 영역으로 확인하고, 분할 기능에 의하여 결함 영역들을 서로에 대해서 또는 배경 영상에 대해서 구획하고, 영역 해석 기능에 의하여 함께 속해 있는 결함 영역들을 정리하고, 특징 추출 기능에 의하여 결함 영역들, 결함 구역들, 또는 결함 영역들 및 결함 구역들로부터 특유의 결함 특징을 도출하도록 구성된 영상 분석 유닛으로 상기 캡처된 영상을 전달하는 단계;를 포함하고,
상기 조광하는 단계는 상기 물체의 표면의 면상에 패턴을 투영하는 단계를 포함하고, 상기 면상은 상기 캡처하는 단계에서 상기 교정된 면상 이미지 센서에 의해 캡처되며;
상기 투영된 패턴의 정의된 패턴 부분들의 위치는 상기 선택된 좌표계에서 결정되고;
캡처된 반사 표면 데이터는 반사 특성을 나타내는 2차원 영상 및 표면 지형(topography)으로서의 표면의 3차원 형상을 나타내는 3차원 영상의 동시 캡처 및 분석에 기초한 깊이 정보로 보강되는, 검사대상 물체의 표면 검사 방법.
제1항에 있어서,
상기 표면(3)의 깊이 프로필이 상기 패턴 부분의 위치로부터 확인되는 것을 특징으로 하는, 검사대상 물체의 표면 검사 방법.
제1항에 있어서,
상기 투영된 패턴(10)은 선 패턴 또는 줄무늬 패턴인 것을 특징으로 하는, 검사대상 물체의 표면 검사 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 패턴(10)은 어두운 중간 공간들을 가진 밝은 영역으로 투영되는 것을 특징으로 하는, 검사대상 물체의 표면 검사 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 패턴(10)은 밝은 중간 공간들을 가진 어두운 영역으로 투영되는 것을 특징으로 하는, 검사대상 물체의 표면 검사 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 패턴(10)은 레이저에 의한 선 투영에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는, 검사대상 물체의 표면 검사 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 캡처된 영상의 투영 패턴(10)과 조광 표면(3)은 상이한 밝기를 포함하고, 상기 투영 패턴(10) 및 조광 표면(3)은 면상 영상 센서(6)에 의해 분해가능한 콘트라스트의 경계선에 놓이지 않은 것을 특징으로 하는, 검사대상 물체의 표면 검사 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 투영 패턴(10)을 캡처하는 것과 상기 조광 표면(3)을 캡처하는 것은 면상 영상 센서(6)의 동일한 영상에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 검사대상 물체의 표면 검사 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 영상을 캡처하는 것과 상기 물체(2)를 이동시키는 것은, 연이은 두 캡처 사이에의 물체의 투입이 면상 영상 센서(6)의 정확히 하나의 영상 선에 있도록 조정되는 것을 특징으로 하는, 검사대상 물체의 표면 검사 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
선택된 표면 영역은 다중 채널 영상 정보와 연계되는데, 그 중, 하나의 채널은 위치 의존성 깊이 정보를 포함하고 다른 하나의 채널 또는 여러 채널들은 위치 의존성 색상 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 검사대상 물체의 표면 검사 방법.
제10항에 있어서,
다중 채널 영상 정보의 연계는 면상 영상 센서(6)에서 가능한 일찍 실행되는 것을 특징으로 하는, 검사대상 물체의 표면 검사 방법.
검사대상 물체(2)의 표면(3)을 조광하고 표면(3) 상에 패턴(10)을 투영하기 위한 조광 겸 투영 장치(8), 조광된 표면(3) 및 투영된 패턴(10)의 화상을 캡처하는 면상 영상 센서(6), 결함 이형이 있는 표면 영역을 검출하는 영상 분석 유닛(11), 및 면상 영상 센서(6)에 대해서 표면(3)을 이동시키는 이송 유닛(4)을 포함하는, 검사대상 물체의 표면 검사 장치에 있어서,
상기 조광 겸 투영 장치(8), 상기 면상 영상 센서(6), 상기 영상 분석 유닛(11), 및/또는 상기 이송 유닛(4)은 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 검사대상 물체의 표면 검사 장치.
제12항에 있어서,
상기 캡처된 영상의 투영 패턴과 조광 표면은 상기 투영 패턴을 둘러싸는 영역에서의 상이한 밝기를 포함하고, 상기 투영 패턴 및 조광 표면은 상기 면상 영상 센서에 의해 분해가능한 콘트라스트의 경계선에 놓이지 않은 것을 특징으로 하는, 검사대상 물체의 표면 검사 장치.