(57)【要約】      （修正有）【課題】光が透過されにくい検査対象体上の欠陥（例えば、スクラッチ欠陥）に対する検出力が向上した欠陥検出システムを提供する。【解決手段】検査対象体１５０に光を照射する光源１１０と、光源１１０と検査対象体１５０との間に配置された光遮断マスク１２０と、検査対象体１５０から反射される光を受容して検査対象体１５０の映像を捕捉する撮像機器１３０とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光反射率より光透過率の低い検査対象体上の欠陥を検出するためのシステムとして、
前記検査対象体に光を照射する光源と、
前記光源と前記検査対象体との間に配置された光遮断マスクと、
前記検査対象体から反射される光を受容して前記検査対象体の映像を捕捉する撮像機器とを含む、欠陥検出システム。
【請求項２】
前記光源と前記光遮断マスクとの間に配置された集光レンズをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の欠陥検出システム。
【請求項３】
前記検査対象体は、ＩＴＯ層を含むことを特徴とする、請求項１に記載の欠陥検出システム。
【請求項４】
前記検査対象体の表面に対する前記光源の光照射角度は、３０゜〜６０゜であり、前記表面に対する前記撮像機器の撮像角度は、３０゜〜６０゜であることを特徴とする、請求項３に記載の欠陥検出システム。
【請求項５】
前記映像から前記検査対象体上の欠陥を検出する欠陥検出部をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の欠陥検出システム。
【請求項６】
前記欠陥は、スクラッチ欠陥であることを特徴とする、請求項５に記載の欠陥検出システム。
【請求項７】
前記光源は、ＬＥＤ光源であることを特徴とする、請求項１に記載の欠陥検出システム。
【請求項８】
光反射率より光透過率の低い検査対象体上の欠陥を検出するための方法として、
前記検査対象体に光を照射する光源を提供する段階と、
前記光源と前記検査対象体との間に光遮断マスクを配置する段階と、
前記検査対象体から反射される光を受容する撮像機器を用いて前記検査対象体の映像を獲得する段階とを含む、欠陥検出方法。
【請求項９】
前記光源と前記光遮断マスクとの間に集光レンズを配置する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項８に記載の欠陥検出方法。
【請求項１０】
前記検査対象体は、ＩＴＯ層を含むことを特徴とする、請求項８に記載の欠陥検出方法。
【請求項１１】
前記検査対象体の表面に対する前記光源の光照射角度は、３０゜〜６０゜であり、前記表面に対する前記撮像機器の撮像角度は、３０゜〜６０゜であることを特徴とする、請求項１０に記載の欠陥検出方法。
【請求項１２】
前記映像から前記検査対象体上の欠陥を検出する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項８に記載の欠陥検出方法。
【請求項１３】
前記欠陥は、スクラッチ欠陥であることを特徴とする、請求項１２に記載の欠陥検出方法。
【請求項１４】
前記光源は、ＬＥＤ光源であることを特徴とする、請求項８に記載の欠陥検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象体の欠陥を検出するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、映像分析技術の発展にしたがって、製品の製造工程の間に、または製造が完了した後、製品の外観の映像をカメラのような撮像機器で捕捉してその映像を分析して製品に欠陥があるか否かを検出する光学検査方式が広く使用されている。一般に、このような検査方式においては撮像のために製品を照明する光源が配置される。
【０００３】
光学検査は、検査対象体（例えば、偏光フィルム、光学フィルム、ディスプレイパネル、タッチパネル、印刷回路基板など）を基準に、光源と撮像機器とがどのように配置されるかにより、透過光学系検査と反射光学系検査とに区分することができる。大韓民国公開特許公報第２００９-０１１３８８５号は、カメラによる検査に利用可能な照明システムを開示しているが、このような照明システムは透過光学系検査に適合する。しかし、検査対象体が光反射率より低い光透過率を有する場合、または検査対象体がスリットのない不透明なコンベヤーベルト上で移送される間には透過光学系検査が適用されにくい。一方、光が透過されない検査対象体上の欠陥を検出するために正反射、境界反射、同軸反射などの光学系を用いることもあるが、このような検査方式は、いくつかの種類の欠陥（例えば、スクラッチ欠陥）をきちんと検出することができないという問題点がある。したがって、反射光学系検査において、与えられた撮像機器でそのような欠陥をさらに正確に検出するための手法が要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
大韓民国公開特許公報第２００９-０１１３８８５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、光が透過されにくい検査対象体上の欠陥（例えば、スクラッチ欠陥）に対する検出力が向上した欠陥検出システムを提供することを目的とする。
【０００６】
本発明は、そのような欠陥検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１．光反射率より光透過率の低い検査対象体上の欠陥を検出するためのシステムとして、前記検査対象体に光を照射する光源と、前記光源と前記検査対象体との間に配置された光遮断マスクと、前記検査対象体から反射される光を受容して前記検査対象体の映像を捕捉する撮像機器とを含む、欠陥検出システム。
【０００８】
２．上の１において、前記光源と前記光遮断マスクとの間に配置された集光レンズをさらに含む、欠陥検出システム。
【０００９】
３．上の１において、前記検査対象体はＩＴＯ層を含む、欠陥検出システム。
【００１０】
４．上の３において、前記検査対象体の表面に対する前記光源の光照射角度は３０゜〜６０゜であり、前記表面に対する前記撮像機器の撮像角度は３０゜〜６０゜である、欠陥検出システム。
【００１１】
５．上の１において、前記映像から前記検査対象体上の欠陥を検出する欠陥検出部をさらに含む、欠陥検出システム。
【００１２】
６．上の５において、前記欠陥はスクラッチ欠陥である、欠陥検出システム。
【００１３】
７．上の１において、前記光源はＬＥＤ光源である、欠陥検出システム。
【００１４】
８．光反射率より光透過率の低い検査対象体上の欠陥を検出するための方法として、前記検査対象体に光を照射する光源を提供する段階と、前記光源と前記検査対象体との間に光遮断マスクを配置する段階と、前記検査対象体から反射される光を受容する撮像機器を用いて前記検査対象体の映像を獲得する段階とを含む、欠陥検出方法。
【００１５】
９．上の８において、前記光源と前記光遮断マスクとの間に集光レンズを配置する段階をさらに含む、欠陥検出方法。
【００１６】
１０．上の８において、前記検査対象体はＩＴＯ層を含む、欠陥検出方法。
【００１７】
１１．上の１０において、前記検査対象体の表面に対する前記光源の光照射角度は３０゜〜６０゜であり、前記表面に対する前記撮像機器の撮像角度は３０゜〜６０゜である、欠陥検出方法。
【００１８】
１２．上の８において、前記映像から前記検査対象体上の欠陥を検出する段階をさらに含む、欠陥検出方法。
【００１９】
１３．上の１２において、前記欠陥はスクラッチ欠陥である、欠陥検出方法。
【００２０】
１４．上の８において、前記光源はＬＥＤ光源である、欠陥検出方法。
【発明の効果】
【００２１】
本発明による欠陥検出システム及び方法は、光が透過されにくい検査対象体上の欠陥（例えば、スクラッチ欠陥）を検出するための反射光学系検査の性能を極大化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施例による欠陥検出システムを示す図である。
【図２】本発明の一実施例による欠陥検出システムにおいて、光源からの光が光遮断マスクにより散乱されることを説明するための図である。
【図３】本発明の一実施例による欠陥検出システムを用いて検査対象体の欠陥を検出した結果を説明するための図である。
【図４】本発明の一実施例による欠陥検出システムにおいて、光遮断マスクの幅を調節しながら検査対象体の欠陥を検出した結果を説明するための図である。
【図５】本発明の一実施例による欠陥検出システムにおいて、検査対象体と光源との間の距離を調節しながら検査対象体の欠陥を検出した結果を説明するための図である。
【図６】本発明の一実施例による欠陥検出システムにおいて、光源からの光量を調節しながら検査対象体の欠陥を検出した結果を説明するための図である。
【図７】本発明の一実施例による欠陥検出システムにおいて、光照射角度及び撮像角度を調節しながら検査対象体の欠陥を検出した結果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の具体的な実施例を説明する。しかし、これは例示に過ぎず、本発明はこれに制限されない。
【００２４】
本発明の実施例の説明において、本発明と関連する公知の技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を不必要に曖昧にし得ると判断される場合にはその詳細な説明を省略する。そして、後述される用語は、本発明においての機能を考慮して定義された用語であり、これはユーザー、運用者の意図または慣例などにより変わることがある。したがって、その定義は、本明細書の全般にわたった内容を基にしなければならない。
【００２５】
本発明の一実施例による欠陥検出システムは、光反射率より光透過率の低い検査対象体（例えば、不透明材料）上の欠陥を検出するためのシステムとして、前記検査対象体に光を照射する光源；前記光源と前記検査対象体との間に配置された光遮断マスク；及び前記検査対象体から反射される光を受容して前記検査対象体の映像を捕捉する撮像機器を含み、光が透過されにくい検査対象体上の欠陥（例えば、スクラッチ欠陥）を検出するための反射光学系検査の性能を極大化することができる。
【００２６】
図１は、本発明の一実施例による欠陥検出システムを示す図である。図１は、検査対象体１５０の幅方向から欠陥検出システム１００を見た側面図である。
【００２７】
図１の欠陥検出システム１００は、検査対象体１５０を検査して検査対象体１５０上の欠陥を検出することに適合する。例えば、図１において、欠陥検出システム１００は、検査対象体１５０を（例えば、不透明なコンベヤーベルトのような移送手段を用いて右側に）移動させながら検査対象体１５０を検査することができる。また、検査対象体１５０の光反射率が検査対象体１５０の光透過率より大きい場合（例えば、検査対象体１５０が不透明材料の場合）、欠陥検出システム１００を利用した反射光学系検査が、透過光学系検査よりさらに正確な欠陥検出を可能とする。例えば、検査対象体１５０はＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）層を含んだ基板であり得る。
【００２８】
図１に図示されたように、欠陥検出システム１００は、光源１１０、光遮断マスク１２０及び撮像機器１３０を含む。また、欠陥検出システム１００は、集光レンズ１４０をさらに含むことができる。
【００２９】
光源１１０は、検査対象体１５０に光を照射するように構成される。したがって、撮像機器１３０の撮像のために、欠陥検出システム１００は光源１１０を用いて検査対象体１５０を照明することができる。例えば、欠陥検出システム１００は、制御部（図示せず）をさらに含むことができ、その制御部は、光源１１０をして、検査対象体１５０に光を提供させるようにする。いくつかの実施例において、このような制御部は、光源１１０の光量の調節、光源１１０の光照射角度の調節などのように、光源１１０を制御するためのユーザー入力の受信に適合したユーザーインターフェースを提供することができる。
【００３０】
関連分野において、光学検査に使用される光源が、特別な制限なく光源１１０として使用され得る。例えば、ＬＥＤランプ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ  Ｌａｍｐ）、メタルハライドランプ（Ｍｅｔａｌ  Ｈａｌｉｄｅ  Ｌａｍｐ）のようなハロゲンランプ、蛍光灯、白熱電球などが光源１１０として使用され得る。また、光源１１０から照射される光の種類は、特に限定されず、例として白色光、緑色光、青色光、赤色光、赤外線、これらの適切な組合せなどを挙げることができる。さらに、光源１１０は、長辺または短辺がシート状製品の幅以上の長さを有するか、一辺がシート状製品の幅以上の長さを有する正方形状であり得る。一方、検査対象体１５０の移送速度によって光源１１０から光の照射される時区間が調節され得る。
【００３１】
いくつかの実施例によると、光源１１０から出射された光を集めるための集光レンズ１４０が使用され得る。このような集光レンズ１４０は、光源１１０と光遮断マスク１２０との間に配置される。集光レンズ１４０の形態、材質及び焦点距離のような光学的特性は、適切に選択され得、特に制限されるものではない。
【００３２】
図１に図示されたように、光遮断マスク１２０は、光源１１０と検査対象体１５０との間に配置される。光遮断マスク１２０は、光源１１０から放出された光の一部を遮断することに適合したものであれば、その種類と形態が特に限定されない。例えば、光遮断マスク１２０は適切な幅の黒色スロットであり得る。
【００３３】
図２は、本発明の一実施例による欠陥検出システムにおいて、光源からの光が光遮断マスクにより散乱されることを説明するための図である。
【００３４】
図２に図示されたように、光遮断マスク１２０は、集光レンズ１４０を経て光遮断マスク１２０に入射される直進光２１０を遮断する。光遮断マスク１２０の幅方向の両側面では光散乱２２０が発生する。集光レンズ１４０の両側面で散乱された光（クロス光）２３０は、検査対象体１５０に向かって進行する。これにより、光遮断マスク１２０と検査対象体１５０との間には暗部２５０が生じることがある。
【００３５】
上のように、光散乱により検査対象体１５０上の欠陥（例えば、スクラッチ欠陥）の視認性が向上され得る。検査対象体１５０に散乱光を入射させることにより、検査対象体１５０に入射された光が検査対象体１５０上の欠陥により屈折されてはじめてその光が撮像機器１３０に到逹する可能性を高めることができるためである。
【００３６】
撮像機器１３０は、検査対象体１５０から反射される光を受容して検査対象体１５０の映像を捕捉するように構成される。したがって、欠陥検出システム１００は、撮像機器１３０を用いて検査対象体１５０の映像を獲得することができる。例えば、欠陥検出システム１００の制御部は、撮像機器１３０に、検査対象体１５０を撮像して検査対象体１５０の映像を獲得させるようにする。いくつかの実施例において、上の制御部は、撮像機器１３０の撮像時間及び/または撮像角度の調節などのように、撮像機器１３０を制御するためのユーザー入力の受信に適合したユーザーインターフェースを提供することができる。
【００３７】
撮像機器１３０は、検査対象体１５０から反射される光があれば、これを受容して検査対象体１５０の映像が捕捉できるものであり、その種類は特に限定されない。例えば、撮像機器１３０は、カメラ（例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）カメラ）、光センサーなどを含むことができる。
【００３８】
延いては、欠陥検出システム１００は、欠陥検出部１６０をさらに含むことができる。欠陥検出部１６０は、撮像機器１３０による検査対象体１５０の撮像を介して獲得した映像を分析して検査対象体１５０の欠陥を検出する。例えば、欠陥検出部１６０は、獲得された映像のグレーレベル値を算出することができ、算出されたグレーレベル値を予め設定された臨界値と比べて検査対象体１５０の欠陥を検出することができる。欠陥検出部１６０は、多様なハードウェアモジュール及びソフトウェアモジュールを含むコンピュータ装置で具現され得る。
【００３９】
また、本発明の他の実施例は、光反射率より光透過率が低い検査対象体上の欠陥を検出するための方法として、前記検査対象体に光を照射する光源を提供する段階；前記光源と前記検査対象体との間に光遮断マスクを配置する段階；及び前記検査対象体から反射される光を受容する撮像機器を用いて前記検査対象体の映像を獲得する段階を含む。
【００４０】
図３は、本発明の一実施例による欠陥検出システムを用いて検査対象体の欠陥を検出した結果を説明するための図である。
【００４１】
比較のために、図１に図示されたように検査対象体と光源との間に光遮断マスクを配置して光源と光遮断マスクとの間に集光レンズを配置した場合に撮像機器が検査対象体を撮像して獲得した映像３２０及びそうではない場合に撮像機器が検査対象体を撮像した映像３１０が図３に提示された。
【００４２】
検査対象体としてスクラッチ欠陥が生じたタッチパネル（ＩＴＯ層を含む）を使用した。また、照明表面から７０ｍｍ離れた地点で測定した照度が９０万ｌｕｘの緑色ＬＥＤを光源として使用し、検査対象体と７０ｍｍ離隔された距離から、検査対象体に光を、検査対象体の表面に対して４５゜の光照射角度で照射した。検査対象体の光照射領域で幅方向への照度差は別に測定されなかった。
【００４３】
光遮断マスクとしては、幅６ｍｍの黒色コーティングされた耐熱材（照明が熱いため）がスリット状で使用され、集光レンズとしては、ガラス材質の集光型レンズが使用された。光遮断マスクと集光レンズとは１〜２ｍｍ離隔され、集光レンズと光源とは離隔されないように配置された。
【００４４】
検査対象体と１９０ｍｍ離隔された距離から検査対象体の表面に対して４５゜の撮像角度で検査対象体を撮像するように撮像機器を設置した後撮像を行った。
【００４５】
図３に提示された映像３１０、３２０に見られるように、ＩＴＯ層を含む検査対象体により反射された光を撮像機器が受容して検査対象体の映像を捕捉する反射光学系検査において、検査対象体と光源との間に光遮断マスクを配置すれば、検査対象体のスクラッチにより発生する欠陥が検査対象体の映像からさらに明確に検出され得る。
【００４６】
図４〜図６は、本発明の一実施例による欠陥検出システムにおいて、光遮断マスクの幅、検査対象体と光源との間の距離及び光源からの光量を調節しながら検査対象体の欠陥を検出した結果を説明するための図である。
【００４７】
図４は、前述したことと同一の実験条件で光遮断マスクの幅だけをそれぞれ１８ｍｍ、１５ｍｍ、１２ｍｍ、９ｍｍ及び６ｍｍに変化させたとき、検査対象体が撮像された映像を示す。図４において、各映像下端に表示された結果値は、その映像のすべてのグレーレベル値を示す。図４に示すように、光遮断マスクの幅が６ｍｍ〜１２ｍｍであるとき、特にその幅が９ｍｍであるとき良好な結果が出た。
【００４８】
図５は、前述したことと同一の実験条件で検査対象体と光源との間の距離だけをそれぞれ３０ｍｍ、４０ｍｍ、５０ｍｍ、６０ｍｍ、７０ｍｍ及び８０ｍｍに変化させたとき、検査対象体が撮像された映像を示す。図５においても、各映像下端に表示された結果値は、その映像のすべてのグレーレベル値を示す。図５に示すように、検査対象体と光源との間の距離が４０ｍｍ〜７０ｍｍであるとき、特にその幅が５０ｍｍ〜７０ｍｍであるとき良好な結果が出た。
【００４９】
図６は、前述したことと同一の実験条件で光源の光量だけを最大可能光量（９０万ｌｕｘ）の５０％及び１００％に変化させたとき、検査対象体が撮像された映像を示す。図６においても、各映像下端に表示された結果値は、その映像のすべてのグレーレベル値を示す。図６に示すように、光量が増加するほど良好な結果が出た。
【００５０】
図７は、本発明の一実施例による欠陥検出システムにおいて、光照射角度及び撮像角度を調節しながら検査対象体の欠陥を検出した結果を説明するための図である。
【００５１】
図７を参照すれば、検査対象体の表面に対する光の照射角度が３０゜〜６０゜であり、その表面に対する撮像機器の撮像角度が３０゜〜６０゜の場合、スクラッチ欠陥が鮮明に現れる映像が獲得されたことを確認することができる。
【００５２】
以上、本発明の代表的な実施例を詳細に説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者は、上述した実施例に対して本発明の範疇から外れない限度内で多様な変形が可能であることが理解できる。したがって、本発明の権利範囲は、説明された実施例に限って定められてはならず、後述する特許請求範囲だけではなくこの特許請求範囲と均等なものなどにより定められなければならない。
【符号の説明】
【００５３】
１００：欠陥検出システム
１１０：光源
１２０：光遮断マスク
１３０：撮像機器
１４０：集光レンズ
１５０：検査対象体
１６０：欠陥検出部
２１０：直進光
２２０、２３０：散乱光
２５０：暗部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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