가간섭 영역 외의 배경 잡음성 간섭무늬 신호 필터링을 통한 백색광 주사간섭계의 성능 향상

Abstract

본 논문에서는 백색광 간섭계(White Light Interferometry, WLI)의 데이터 처리 과정에서 가간섭 영역 외의 배경 잡음성 신호 필터링을 통하여 백색광 주사 간섭계의 성능을 향상시켰다. 광학계의 개구수(Numerical Aperture, NA)가 유한한 백색광 간섭계의 경우, 단차가 크고 표면 굴곡이 심한 시료를 측정하게 되면 유한한 초점심도(Depth Of Focus, DOF)에 의하여 배경 잡음이 발생하며, 반사가 심한 경면의 경우에는 간섭무늬 신호보다 배경 잡음의 영향을 많이 받게 된다. 따라서 배경 잡음을 제거하기 위하여 간섭무늬 신호 자체 형상에 영향을 주지 않으면서 효율적으로 배경 잡음 필터링이 가능한 전후 구간 평균법을 제시하였다. 전후구간 평균법은 원 데이터와 그 이동평균과의 차이를 이용하는 방법으로, 고속으로 대략적인 정점의 위치를 파악한 후 정밀도가 높은 가시도 정점 검출 알고리즘으로 처리하여 측정 속도와 정밀도를 높였다. 전후구간 평균법을 이용하여 배경 잡음을 제거한 경우, 제거하지 않은 경우와 비교하여 잡음 화소가 약 1/4로 감소되었다. In order to enhance the background noise filtering performance of the white light interferometry(WLI), we demonstrate the noise filtering performance of preprocessing of the measured fringe signals. The WLI was realized through a mirau interferometer which was equipped with a green LED. When measuring large-height and rough surface objects, the illumination optics are considered the numerical aperture(NA) and the depth of focus(DOF). In this case, the limited NA of the illumination optics has a considerable impact on the interference fringe. Therefore, we propose a preprocessing method that uses the intensity difference between the measured intensity and the moving average intensity. The performance is demonstrated by measuring an array of metal solder balls fabricated on printed circuit board(PCB). The proposed method reduces the noise pixels by 15 percent.