KR102329518B1 - 에어리어 스캔 카메라를 이용하여 대면적 기판 고속 검사를 위한 리니어 멀티영상 취득 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에어리어 스캔 카메라를 이용하여 대면적 기판에 대한 라인 단위로 서로 다른 칼라의 이미지를 연속적으로 촬영하고, 이를 이용하여 다양한 컬러의 검사 이미지를 신속하게 획득할 수 있도록 해 주는 기술에 관한 것이다.
본 발명에 따른 에어리어 스캔 카메라를 이용하여 대면적 기판 고속 검사를 위한 리니어 멀티영상 취득 방법은 조명수단에서 스테이지의 스캔 구간으로 서로 다른 컬러의 광원을 투사하되, 다수의 컬러 광원은 스캔 구간의 서로 다른 분할 영역에 투사되는 제1 단계와, 스테이지의 상면에 위치하는 대면적 기판을 스캔 구간으로 이송시키는 제2 단계, 에어리어 스캔 카메라에서 스테이지의 스캔구간을 이송하는 대면적 기판을 연속 촬영하여 대면적 기판이 분할 영역 위치별 서로 다른 컬러로 이루어지는 다수의 영상 프레임을 획득하되, 영상 프레임은 대면적 기판이 스캔 구간의 분할 영역만큼 이동하는 시점의 촬영 이미지로 이루어지는 제3 단계 및, 영상 분석부에서 에어리어 스캔 카메라로부터 획득된 다수의 영상 프레임에서 서로 다른 분할 영역에 대한 동일 컬러 영상을 추출하여 합성함으로써, 하나의 대면적 기판에 대해 서로 다른 각 컬러별 검사 이미지를 생성하는 제4 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 에어리어 스캔 카메라를 이용하여 대면적 기판 고속 검사를 위한 리니어 멀티영상 취득 방법은 조명수단에서 스테이지의 스캔 구간으로 서로 다른 컬러의 광원을 투사하되, 다수의 컬러 광원은 스캔 구간의 서로 다른 분할 영역에 투사되는 제1 단계와, 스테이지의 상면에 위치하는 대면적 기판을 스캔 구간으로 이송시키는 제2 단계, 에어리어 스캔 카메라에서 스테이지의 스캔구간을 이송하는 대면적 기판을 연속 촬영하여 대면적 기판이 분할 영역 위치별 서로 다른 컬러로 이루어지는 다수의 영상 프레임을 획득하되, 영상 프레임은 대면적 기판이 스캔 구간의 분할 영역만큼 이동하는 시점의 촬영 이미지로 이루어지는 제3 단계 및, 영상 분석부에서 에어리어 스캔 카메라로부터 획득된 다수의 영상 프레임에서 서로 다른 분할 영역에 대한 동일 컬러 영상을 추출하여 합성함으로써, 하나의 대면적 기판에 대해 서로 다른 각 컬러별 검사 이미지를 생성하는 제4 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 에어리어 스캔 카메라를 이용하여 대면적 기판에 대한 라인 단위로 서로 다른 칼라의 이미지를 연속적으로 촬영하고, 이를 이용하여 다양한 컬러의 검사 이미지를 신속하게 획득할 수 있도록 해 주는 기술에 관한 것이다.
정보통신의 급속한 발전으로 휴대전화, 노트북, 스마트폰, 태블릿 PC와 같은 전자기기를 더욱 소형화, 경량화, 고기능화시키는 기술이 요구되고 있다. 이러한 기술의 요구를 실현하기 위해서는 전자기기에 탑재되는 전자부품의 소형화, 고집적화뿐만 아니라 이에 대해 대응 실장설비, 운용기술, 검사기술, 불량수리기술 등 양품을 생산할 수 있는 고집적화에 대한 전반적인 인프라의 구축과 실장 요소 기술이 필요하게 되었다.
특히, 디스플레이, 반도체 등을(의) 제작은 공정 시간을 단축할수록 생산량이 증대되는 바, 이에 따라 대면적 기판을 사용하여 공정 시스템을 효율적으로 설계하고 있으며, 대면적 기판을 검사하는 방법으로 비전 검사 방법이 주로 활용된다.
비전 검사는 고속으로 이동하는 칩의 외관을 카메라를 통해 촬영한 이미지를 분석하여 제품에 불량이 있는지를 판단한다. 일반적으로 비전 검사는 수십에서 ~ 수백 m/sec의 짧은 시간 내에 영상을 획득하여 분석하고 있다. 비전 검사 시간이 지연되는 경우, 전체 부품 생산 시간이 지연되므로 생산성이 저하된다. 따라서, 빠른 시간 내에 정확하게 제품의 외관 불량 여부를 판단하는 비전 검사 기술이 요구되고 있다.
이러한 비전 검사 장치는 통상 검사대상물 쪽으로 광을 조명하기 위한 조명기구와, 조명을 받은 검사대상을 촬영하기 위한 카메라와, 카메라를 통해 촬영된 화면을 표준화면과 비교하여 검사대상의 제조 불량 내지 양호 상태를 판별하는 판별수단을 구비한다.
조명기구와 카메라의 경우 통상 검사 대상물의 맞은편에 배치되어 검사 대상물 쪽으로 광을 조사하고 조명된 검사 대상물을 촬영하게 되며, 판별수단은 카메라에서 촬영된 화면을 출력하고 이를 정상 상태를 나타내고 있는 표준화면과 비교 연산하여 검사 대상물이 바른 상태로 제조되었는가를 판별하게 된다.
이때, 비전 검사는 주로 에어리어 카메라(Area camera)를 이용하여 검사 대상물에 대한 검사 이미지를 획득하게 된다.
이러한 에어리어 카메라를 이용하여 검사 이미지를 획득하는 경우, 검사 대상물에 정지하여 촬영하기 때문에 여러 컬러의 조명에 대한 검사 이미지를 확보할 수 있고, 다양한 컬러의 검사 이미지를 통해 검사 대상물에 대한 검사 신뢰도를 향상시키는 장점이 있다.
그러나, 에어리어 카메라는 그 촬영 영역의 가로, 세로, 폭이 정해져 있기 때문에, 일정 면적 이상의 대면적 기판을 검사하고자 하는 경우, 하나의 대면적 기판에 대해 위치를 여러번 이동하면서 촬영을 수행하게 된다. 즉, 대면적 기판에 대한 전체 촬영 영상을 획득하기 위해 에어리어 카메라의 위치 이동에 따른 많은 시간이 소요된다.
또한, 에어리어 카메라를 통해 하나의 대면적 기판에 대한 다수의 영상은 일정 부분이 중첩되는 크기로 촬영되고, 비전 검사 시스템에서는 에어리어 카메라를 통해 촬영된 영상에서 중복 부분을 제거하여 결합하는 스티칭 과정을 통해 검사를 위한 이미지를 완성한다. 그러나, 이와 같은 스티칭과정에서 오류가 발생할 수 있는 바, 이를 통해 생성된 검사용 이미지를 이용하여 검사를 진행하는 경우, 검사 정확도가 저하되는 문제가 있다.
이에, 라인스캔 카메라를 이용하여 검사 대상물에 대한 검사용 이미지를 획득하는 방법이 있을 수 있다.
그러나, 라인스캔 카메라는 지나가면서 촬영하기 때문에 여러 컬러의 검사 이미지를 촬영할 수 없는 단점이 있다. 즉, 라인스캔 카메라를 통해 3가지 컬러의 검사 이미지를 획득하기 위해서는 라인스캔 카메라를 통해 해당 검사 대상물을 동일한 방법으로 3번 촬영하여야 하는 문제가 있다.
이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로, 에어리어 스캔 카메라를 이용하여 대면적 기판에 대한 라인 단위로 서로 다른 칼라의 이미지를 연속적으로 촬영하고, 이를 이용하여 다양한 컬러의 검사 이미지를 신속하게 획득함으로써, 대면적 기판에 대한 불량 여부를 보다 신속하고 신뢰성 있게 검사할 수 있도록 해 주는 에어리어 스캔 카메라를 이용하여 대면적 기판 고속 검사를 위한 리니어 멀티영상 취득 방법을 제공함에 그 기술적 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 조명수단에서 스테이지의 상면에 배치된 대면적 기판으로 광원을 투사하고, 스테이지의 상측에 배치된 에어리어 스캔 카메라에서 스테이지 상면의 스캔 구간에 위치하는 대면적 기판을 촬영하여 해당 대면적 기판의 불량 여부를 판단하기 위한 검사 이미지를 획득하는 에어리어 스캔 카메라를 이용하여 대면적 기판 고속 검사를 위한 리니어 멀티영상 취득 방법에 있어서, 조명수단에서 스테이지의 스캔 구간으로 서로 다른 컬러의 광원을 투사하되, 스캔 구간의 분할 영역의 수는 조명수단의 컬러 광원 수보다 많게 설정되어 스캔구간의 일정 분할 영역으로만 서로 다른 컬러의 광원을 서로 다른 분할 영역에 투사하는 제1 단계와, 이송 수단에서 스테이지의 상면에 위치하는 대면적 기판을 스캔 구간으로 이송시키는 제2 단계, 에어리어 스캔 카메라에서 스테이지의 스캔구간을 이송하는 대면적 기판을 연속 촬영하여 컬러 광원이 투사되는 분할 영역으로 이동된 시점의 촬영 이미지로 이루어지는 다수의 영상 프레임을 획득하되, 컬러 광원이 투사되는 분할 영역만을 설정하여 해당 부분만을 촬영하는 제3 단계 및, 영상 분석부에서 에어리어 스캔 카메라로부터 획득된 다수의 영상 프레임에서 서로 다른 분할 영역에 대한 동일 컬러 영상을 추출한 후 합성하여 하나의 대면적 기판에 대해 서로 다른 각 컬러별 검사 이미지를 생성하되, 다수의 영상 프레임에서 해당 컬러 광원이 투사되는 분할 영역만을 재정렬하여 하나의 대면적 기판에 대한 각 컬러별 검사 이미지를 생성하는 제4 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에어리어 스캔 카메라를 이용하여 대면적 기판 고속 검사를 위한 리니어 멀티영상 취득 방법이 제공된다.
또한, 상기 제2 단계에서 상기 이송 수단은 상면에 배치된 대면적 기판을 일정 속도로 이동시킴과 더불어, 스캔 구간의 분할 영역에 해당하는 대면적 기판 이동거리에 대응되는 펄스폭을 갖는 펄스신호를 생성하여 상기 라인 스캔 카메라로 제공하고, 상기 제3 단계에서 에어리어 스캔 카메라는 펄스신호를 근거로 대면적 기판의 이동 거리에 동기하여 분할 영역단위의 영상 프레임을 획득하는 것을 특징으로 하는 에어리어 스캔 카메라를 이용하여 대면적 기판 고속 검사를 위한 리니어 멀티영상 취득 방법이 제공된다.
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또한, 상기 제4 단계에서 영상 분석부는 다수의 영상 프레임을 순차로 재배열하되, 각 영상 프레임은 분할 영상 단위로 추출하여 일렬로 순차 재배열하는 단계, 일렬로 순차 재배열된 분할 영상에서 대면적 기판의 서로 다른 분할 영역에 대한 동일 컬러의 분할 영상을 추출하여 해당 대면적 기판에 대한 서로 다른 컬러의 다수의 검사 이미지를 획득하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에어리어 스캔 카메라를 이용하여 대면적 기판 고속 검사를 위한 리니어 멀티영상 취득 방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 에어리어 스캔 카메라를 이용한 한 번의 촬영과정을 통해 다양한 컬러의 검사이미지를 획득할 수 있게 됨으로써, 대면적 기판에 대한 불량 여부를 보다 신속하게 검사할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 에어리어 스캔 카메라를 통해 촬영된 영상에 대해 스티칭 과정을 거치지 않고 다양한 컬러의 검사 이미지를 생성함으로써, 대면적 기판에 대한 검사 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
도1은 본 발명이 적용되는 에어리어 스캔 카메라를 이용하여 대면적 기판 고속 검사 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면.
도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 에어리어 스캔 카메라를 이용하여 대면적 기판 고속 검사를 위한 리니어 멀티영상 취득 방법을 설명하기 위한 도면.
도3은 도1에 도시된 조명수단(100)과, 이송수단(200) 및, 에어리어 스캔 카메라(400)의 배치 구조를 설명하기 위한 도면.
도4는 도3에 도시된 에어리어 스캔 카메라(400)에서 획득되는 영상 프레임 구조 및, 영상 프레임단위의 영상 테이블을 예시한 도면.
도5는 도4의 획득 영상을 연속적인 라인 형태로 재정렬한 상태를 표시한 도면.
도6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 에어리어 스캔 카메라를 이용하여 대면적 기판 고속 검사를 위한 리니어 멀티영상 취득 방법을 설명하기 위한 도면.
도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 에어리어 스캔 카메라를 이용하여 대면적 기판 고속 검사를 위한 리니어 멀티영상 취득 방법을 설명하기 위한 도면.
도3은 도1에 도시된 조명수단(100)과, 이송수단(200) 및, 에어리어 스캔 카메라(400)의 배치 구조를 설명하기 위한 도면.
도4는 도3에 도시된 에어리어 스캔 카메라(400)에서 획득되는 영상 프레임 구조 및, 영상 프레임단위의 영상 테이블을 예시한 도면.
도5는 도4의 획득 영상을 연속적인 라인 형태로 재정렬한 상태를 표시한 도면.
도6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 에어리어 스캔 카메라를 이용하여 대면적 기판 고속 검사를 위한 리니어 멀티영상 취득 방법을 설명하기 위한 도면.
본 발명에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예 및 도면에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도1은 본 발명이 적용되는 에어리어 스캔 카메라를 이용하여 대면적 기판 고속 검사 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도1을 참조하면, 본 발명이 적용되는 에어리어 스캔 카메라를 이용하여 대면적 기판 고속 검사 시스템은 조명수단(100)과, 이송수단(200), 결상 렌즈(300) 및 에어리어 스캔 카메라(400) 및, 영상분석(500)를 포함한다.
조명수단(100)은 이송수단(200)의 상부에 배치되면서, 서로 다른 컬러의 광원을 이송수단(200)의 서로 다른 위치로 투사한다. 이때, 각 광원은 일정 길이 및 일정 두께의 라인구조로 이루어진다. 즉, 일정 길이 및 두께를 갖는 라인 형태의 광원을 이송수단(200)으로 투사한다.
도1에는 서로 다른 3가지 컬러의 제1 내지 제3 광원(110,120,130)이 구비된 조명수단(100)이 예시되어 있으며, 광원의 컬러는 검사대상인 대면적 기판(10)의 종류 및 실장 부품의 높이에 따라 다르게 설정될 수 있다. 예컨대, 하나의 조명수단(100)을 통해 제1 광원(110)으로부터 "Red" 컬러가 이송수단(200)의 제1 분할영역(R1)으로 투사되고, 제2 광원(120)으로부터 "Green" 컬러가 이송수단(200)의 제2 분할영역(R2)으로 투사되며, 제3 광원(130)으로부터 "Blue" 컬러가 이송수단(200)의 제3 분할영역(R3)으로 투사될 수 있다.
여기서, 조명수단(100)은 도3에 도시된 바와 같이 서로 다른 위치에 배치되어 이송수단(200)의 스캔구간으로 서로 다른 컬러를 투사하는 다수의 조명수단 형태로 구성되는 것도 가능하다.
또한, 조명수단(100)은 각도와 파장대 선택이 가능한 구조로 이루어질 수 있으며, 렌즈 등의 광학수단을 이용하여 근접하게 투사되는 광원과 간섭이 발생되지 않도록 라인형태의 광원을 이송수단(200)으로 투사하도록 구성될 수 있다.
이송 수단(200)은 대면적 기판(10)이 상면에 배치된 상태에서, xy평면을 따라 상기 대면적 기판(10)을 이동시키기 위한 예컨대 컨베이어(Conveyor)를 포함한다. 이때, 이송수단(200)은 컨베이어와 결합된 엔코더로부터 발생되는 신호를 계수기를 이용하여 기 설정된 주기로 계수함으로써, 대면적 기판(10)의 이동 거리에 대응되는 펄스신호를 생성할 수 있다.
결상 렌즈(300)는 에어리어 스캔 카메라(400)의 하부에 배치되어, 대면적 기판(10)의 표면에 의해 반사되는 각 분할영역(R1,R2,R3)에 해당하는 서로 다른 컬러의 분할 영상을 에어리어 스캔 카메라(400)에 결상시킨다.
에어리어 스캔 카메라(400)는 상기 이송수단(200)에 대해 수직하는 상부에 배치되고, 대면적 기판(10)에 투영된 이미지를 촬영하고 스캐닝한다. 이때, 에어리어 스캔 카메라(400)는 한 번의 촬영으로 대면적 기판(10)에서 다수의 분할 영역에 해당하는 부분이 서로 다른 컬러로 된 영상 프레임을 획득한다. 그리고, 에어리어 스캔 카메라(400)는 CXP fps 가 높은 그래버를 이용하여 플로팅하면서 스캐닝하거나, 플라잉 카메라로 이루어질 수 있다.
즉, 에어리어 스캔 카메라(400)는 이송수단(200)으로부터 제공되는 펄스신호를 근거로 대면적 기판(10)의 분할영역 구간 단위로 시프트된 시점에서 연속적으로 촬영을 수행하여 다수의 영상 프레임을 획득한다.
영상 분석부(500)는 에어리어 스캔 카메라(400)로부터 획득된 다수의 영상 프레임에서 서로 다른 분할 영역에 대한 동일 컬러 영상을 추출하여 합성함으로써, 하나의 대면적 기판에 대해 서로 다른 각 컬러별 검사 이미지를 생성하는 영상분석모듈(510)을 포함하여 구성된다.
이때, 영상분석모듈(510)은 하나의 대면적 기판에 대한 서로 다른 컬러의 다수개 검사 이미지를 기 등록된 표준 대면적 기판 이미지와 비교하여 해당 대면적 기판(10)의 불량 여부를 판단한다.
이어, 도2 내지 도5를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 에어리어 스캔 카메라를 이용하여 대면적 기판 고속 검사를 위한 리니어 멀티영상 취득 방법을 설명한다.
먼저, 제1 내지 제3 조명수단(100-1,100-2,100-3)이 이송수단(200)의 기 설정된 스캔구간의 서로 다른 분할 영역으로 서로 다른 컬러의 광원을 투사한다(ST100).
즉, 도3에 도시된 바와 같이 제1 조명수단(110-1)은 제1 컬러의 제1 광원을 스캔구간의 제1 분할영역(R1)으로 투사하고, 제2 조명수단(110-2)은 제2 컬러의 제2 광원을 스캔구간의 제2 분할영역(R2)으로 투사하며, 제3 조명수단(110-3)은 제3 컬러의 제3 광원을 스캔구간의 제3 분할영역(R3)으로 투사한다.
이때, 제1 내지 제3 조명수단(100-1,100-2,100-3)은 이송수단(200)에 설정된 스캔 구간의 서로 다른 분할 영역으로 해당 컬러의 광원을 투사하고, 이송수단(200)에 설정된 스캔 구간은 에어리어 스캔 카메라(400)의 촬영영역이 되도록 제1 내지 제3 조명수단(100-1,100-2,100-3)과 에어리어 스캔 카메라(400)의 위치가 적절하게 설정된다.
상기한 상태에서, 이송수단(200)은 컨베이어를 동작시켜, 컨베이어의 상면에 위치된 대면적 기판(10)을 일정 속도로 이동시킨다(ST200).
이때, 이송수단(200)은 스캔구간에서 분할 영역만큼의 대면적 기판(10) 이동거리에 동기하여 구형파 형태의 펄스신호를 생성하고, 이를 에어리어 스캔 카메라(400)로 전송한다. 즉, 이송수단(200)에 설정된 스캔구간의 분할 영역크기와 컨베이어 이동 속도에 대응되는 대면적 기판(10) 이동 거리에 해당하는 펄스폭을 갖는 펄스신호가 생성된다.
에어리어 스캔 카메라(400)는 이송수단(200)으로부터 제공되는 펄스신호에 따라 제1 내지 제3 분할 영역(R1,R2,R3)으로 이루어지는 스캔 구간을 촬영하여 스캔구간이 기 설정된 분할 영역별로 서로 다른 컬러를 갖는 영상 프레임을 연속적으로 획득한다(ST300). 이때, 에어리어 스캔 카메라(400)는 스캔 구간의 분할 영역 단위로 촬영 동작을 연속하여 수행하는 바, 도4의 (A)에 도시된 바와 같이 각 영상 프레임은 제1 분할영역(R1)을 제1 컬러로 촬영한 제1 분할영상(I1)과, 제2 분할영역(R2)을 제2 컬러로 촬영한 제2 분할영상(I2) 및, 제3 분할영역(R3)을 제3 컬러로 촬영한 제3 분할영상(I3)으로 이루어진다.
즉, 에어리어 스캔 카메라(400)는 초기에는 도4 (B)의 제1 프레임과 같이 제1 내지 제3 분할영상(I1,I2,I3)이 "x,x,A1"인 영상 프레임을 획득한다. 여기서, "x"는 의미없는 값임을 나타내고, "A1"은 도3에서 대면적 기판(10)의 A 영역만이 스캔구간으로 이동된 상태로서, 제1 분할영역(R1)으로 투사되는 제1 광원(110)에 의해 촬영된 제1 컬러의 분할영상임을 나타낸다.
한편, 컨베이어(200)는 연속적으로 이동 동작을 수행하고, 대면적 기판(10)의 분할 영역 단위에 해당하는 이동 거리에 동기하여 에어리어 스캔 카메라(400)에서 스캔 구간에 대한 촬영을 연속적으로 수행함으로써 영상 프레임을 획득하는 과정(ST200 내지 ST300)이 대면적 기판(10)의 전체 영역에 대해 수행된다.
예컨대, 도4 (B)에 도시된 바와 같이 제1 내지 제3 분할 영역(R1, R2, R3)에 대한 제3 내지 제1 분할 영상(I3,I2,I1)이 "x,x,A1"인 제1 영상 프레임, "x,A2,B1"에 해당하는 제2 영상 프레임, "A3,B2,C1"에 해당하는 제3 영상 프레임, … 이 순차적으로 획득된다.
즉, 본 발명에서는 각 영상 프레임이 서로 다른 컬러의 다수의 분할 영상으로 이루어지기 때문에, 서로 다른 분할 영역에 대한 동일 컬러의 영상은 서로 다른 프레임에 위치된다. 예컨대, 도3의 대면적 기판(10) 전 영역에 대해 제1 영상 프레임에서는 제1 분할 영역(R1)에 대한 제1 컬러의 분할 영상(A1)이 획득되고, 제2 프레임에서 제2 분할 영역(R2)에 대한 제1 컬러의 분할 영상(A2)가 획득되며, 제3 영상 프레임에서 제3 분할 영역(R3)에 대한 제1 컬러의 분할영상(A3)이 획득된다.
에어리어 스캔 카메라(400)는 촬영된 프레임 영상을 영상 분석부(500)로 제공한다.
영상 분석부(500)는 스캔 구간에 해당하는 다수의 영상 프레임에서 서로 다른 위치의 동일 컬러 분할 영상을 추출하고, 이를 이용하여 대면적 기판(10)에 대한 다수 컬러별 검사 이미지를 생성한다(ST400).
즉, 영상 분석부(500)는 다수의 영상 프레임을 일렬로 재배열하고, 재배열된 영상 프레임으로부터 측정 대상물(10)의 동일 컬러에 대한 서로 다른 위치의 영상을 추출하여 대면적 기판(10) 전체에 대한 서로 다른 컬러의 다수의 검사 이미지를 생성한다. 이때, 영상 분석부(500)는 스캔 구간의 영상 프레임을 분할 영역 단위의 분할 영상으로 구분한 후 각 영상 프레임을 분할 영상 단위로 일렬로 순차 재배열한다.
즉, 형상 측정부(500)는 다수의 영상 프레임을 영상 프레임 단위로 분할 영상 단위로 순차로 연속되게 배열한 상태에서, 대면적 기판(10)에 대해 동일 컬러로 된 서로 다른 위치에 해당하는 N개 분할 영상을 획득한다. 이때, "N"은 스캔구간의 분할 영역의 수 또는 조명 수단(100)의 서로 다른 컬러 수에 해당하는 자연수이다.
예컨대, 영상 분석부(500)는 도4와 같은 프레임 영상을 도5와 같이 분할영상이 연속적으로 순차 배치되는 형태로 재정렬한다. 도5에서 대면적 기판(10)에 대한 제1 컬러 검사 이미지는 N=3 즉, LINE3, LINE6, LINE9 위치의 3개 분할 영상이 추출되어 이들 분할 영상들을 분할 영역 순서로 조합하여 생성된다. 이때, LINE3 영상은 제1 분할 영역(R1)에 대한 제1 컬러 영상(A1)이고, LINE6은 제2 분할영역(R2)에 대한 제1 컬러 영상(B1)이며, LINE7은 제3 분할영역(R3)에 대한 제1 컬러 영상(C1)이다. 또한, 제2 컬러 검사 이미지는 LINE4, LINE8, LINE11 위치의 3개 분할 영상으로 이루어진다.
즉, 본 발명에서는 이송수단(200)을 통해 이송되는 대면적 기판(10)을 서로 다른 컬러로 연속하여 촬영하는 동작을 통해 한 번의 이송과정을 통해 대면적 기판(100)의 불량 검사에 이용할 수 있는 다양한 컬러의 검사 이미지를 한번에 획득할 수 있다.
영상 분석부(500)는 대면적 기판(10)의 서로 다른 컬러별 검사 이미지를 이용하여 해당 대면적 기판(10)에 대한 불량 여부를 결정한다(ST500).
영상 분석부(500)는 대면적 기판(10)에 대한 각 컬러별 검사 이미지와 기 등록된 해당 대면적 기판(10)에 대한 표준 이미지를 비교하여 각 컬러 검사 이미지와의 유사도에 해당하는 검사값을 산출하고, 각 컬러 검사이미지별 검사값의 평균값이 기 설정된 검사기준치 미만인 경우 불량으로 판단할 수 있다. 이때, 영상 분석부(500)는 대면적 기판(10)의 종류 및 높이 특성에 따라 컬러별 가중치를 부여하여 불량 여부를 결정할 수 있다. 예컨대, 대면적 기판(10)의 높이 범위가 가장 높은 레벨에 해당하는 경우, 제1 컬러 검사 이미지의 검사값에 최대 가중치를 부여하고, 대면적 기판(10)이 높이 범위가 중간 레벨에 해당하는 경우, 제2 컬러 검사 이미지의 검사값에 최대 가중치를 부여하며, 대면적 기판(10)의 높이 범위가 가장 낮은 레벨에 해당하는 경우 제3 컬러 검사 이미지의 검사값에 최대 가중치를 부여하여 그 평균값을 근거로 불량 여부를 판단할 수 있다.
한편, 상기 실시예에 있어서는 도4 (A)에 도시된 바와 같이 조명수단(100)에서 서로 다른 컬러 광원이 등간격으로 연속하게 분할 영역에 투사된 상태의 영상 프레임을 이용하여 컬러별 검사 이미지를 생성하도록 실시하였으나, 도6에 도시된 바와 같이 스캔구간 분할 영역의 수(R1 ~R5)를 조명수단(100)의 컬러 광원 수(3개)보다 많게 설정하여, 제1 내지 제3 조명수단(100-1,100-2,100-3)에서 스캔구간의 일정 분할 영역(R1,R3,R5) 즉, 서로 연속되지 않는 각 분할영역으로 서로 다른 컬러의 광원을 투사함으로써, 스캔 카메라(400)는 일정 분할 영역에 대해서만 컬러 영상(I3,I2,I1)이 존재하는 영상 프레임을 획득하도록 실시할 수 있다. 즉, 도6과 같이 제1 내지 제3 조명수단(100-1, 100-2, 100-3)에서 투사되는 컬러 조명은 분할 영역 단위로 이격되게 위치하도록 설정될 수 있다.
이때, 에어리어 스캔 카메라(400)는 대면적 기판(10)으로 컬러 광원이 투사되는 분할 영역으로 이동된 시점의 촬영 이미지에 해당하는 다수의 영상 프레임을 획득한다. 그리고, 에어리어 스캔 카메라(400)는 컬러 광원이 투사되는 분할 영역만을 설정하여 해당 부분만을 촬영하도록 구성될 수 있다.
또한, 영상 분석부(500)는 에어리어 스캔 카메라(400)를 통해 획득된 컬러 광원이 투사되는 분할 영역으로 이루어진 영상 프레임에서 해당 컬러 광원이 투사되는 분할 영역만을 도5와 같이 재정렬하여 하나의 대면적 기판에 대한 각 컬러별 검사 이미지를 생성할 수 있다.
또한, 영상 분석부(500)는 에어리어 스캔 카메라(400)로부터 획득된 다수의 영상 프레임에서 서로 다른 분할 영역에 컬러 영상을 추출하고, 이를 기 등록된 해당 대면적 기판의 표준 이미지에 중첩하여 합성함으로써, 하나의 대면적 기판에 대한 서로 다른 각 컬러별 검사 이미지를 생성하는 것도 가능하다.
100, 100-1,100-2,100-3 : 조명 수단,
110, 120,130 : 광원, 200 : 이송수단,
300 : 집속 렌즈, 400 : 에어리어 스캔 카메라,
500 : 영상 분석부, 510 : 영상분석모듈. 1
110, 120,130 : 광원, 200 : 이송수단,
300 : 집속 렌즈, 400 : 에어리어 스캔 카메라,
500 : 영상 분석부, 510 : 영상분석모듈. 1
Claims (4)
- 조명수단에서 스테이지의 상면에 배치된 대면적 기판으로 광원을 투사하고, 스테이지의 상측에 배치된 에어리어 스캔 카메라에서 스테이지 상면의 스캔 구간에 위치하는 대면적 기판을 촬영하여 해당 대면적 기판의 불량 여부를 판단하기 위한 검사 이미지를 획득하는 에어리어 스캔 카메라를 이용하여 대면적 기판 고속 검사를 위한 리니어 멀티영상 취득 방법에 있어서,
조명수단에서 스테이지의 스캔 구간으로 서로 다른 컬러의 광원을 투사하되, 스캔 구간의 분할 영역의 수는 조명수단의 컬러 광원 수보다 많게 설정되어 스캔구간의 일정 분할 영역으로만 서로 다른 컬러의 광원을 서로 다른 분할 영역에 투사하는 제1 단계와,
이송 수단에서 스테이지의 상면에 위치하는 대면적 기판을 스캔 구간으로 이송시키는 제2 단계,
에어리어 스캔 카메라에서 스테이지의 스캔구간을 이송하는 대면적 기판을 연속 촬영하여 컬러 광원이 투사되는 분할 영역으로 이동된 시점의 촬영 이미지로 이루어지는 다수의 영상 프레임을 획득하되, 컬러 광원이 투사되는 분할 영역만을 설정하여 해당 부분만을 촬영하는 제3 단계 및,
영상 분석부에서 에어리어 스캔 카메라로부터 획득된 다수의 영상 프레임에서 서로 다른 분할 영역에 대한 동일 컬러 영상을 추출한 후 합성하여 하나의 대면적 기판에 대해 서로 다른 각 컬러별 검사 이미지를 생성하되, 다수의 영상 프레임에서 해당 컬러 광원이 투사되는 분할 영역만을 재정렬하여 하나의 대면적 기판에 대한 각 컬러별 검사 이미지를 생성하는 제4 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에어리어 스캔 카메라를 이용하여 대면적 기판 고속 검사를 위한 리니어 멀티영상 취득 방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제2 단계에서 상기 이송 수단은 상면에 배치된 대면적 기판을 일정 속도로 이동시킴과 더불어, 스캔 구간의 분할 영역에 해당하는 대면적 기판 이동거리에 대응되는 펄스폭을 갖는 펄스신호를 생성하여 상기 에어리어 스캔 카메라로 제공하고,
상기 제3 단계에서 에어리어 스캔 카메라는 펄스신호를 근거로 대면적 기판의 이동 거리에 동기하여 분할 영역단위의 영상 프레임을 획득하는 것을 특징으로 하는 에어리어 스캔 카메라를 이용하여 대면적 기판 고속 검사를 위한 리니어 멀티영상 취득 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 제4 단계에서 영상 분석부는 다수의 영상 프레임을 순차로 재배열하되, 각 영상 프레임은 분할 영상 단위로 추출하여 일렬로 순차 재배열하는 단계,
일렬로 순차 재배열된 분할 영상에서 대면적 기판의 서로 다른 분할 영역에 대한 동일 컬러의 분할 영상을 추출하여 해당 대면적 기판에 대한 서로 다른 컬러의 다수의 검사 이미지를 획득하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에어리어 스캔 카메라를 이용하여 대면적 기판 고속 검사를 위한 리니어 멀티영상 취득 방법.
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