KR0184122B1 - Focus correction method for realtime focus correction in auto-focus system and slit type mark structure - Google Patents

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KR0184122B1 KR1019960016151A KR19960016151A KR0184122B1 KR 0184122 B1 KR0184122 B1 KR 0184122B1 KR 1019960016151 A KR1019960016151 A KR 1019960016151A KR 19960016151 A KR19960016151 A KR 19960016151A KR 0184122 B1 KR0184122 B1 KR 0184122B1
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Abstract

본 발명은 각종 정밀기기 등에 사용되는 자동촛점 시스템에서의 촛점 보상방식에 관한 것으로 특히, 대상물을 통하여 반사되는 특정 패턴으로 마킹되어진 광신호를 수신하여 수신된 신호간의 상관관계를 아래의 식(3)에 의하여 산출하는 제1과정과, 상기 과정을 통하여 산출되어진 상관관계를 기준으로 하여 수신신호중 마킹신호의 중심점을 검출하는 제2과정과, 최적의 대상물 위치에서 동일 패턴의 마킹 사용시의 마킹신호의 중심점과 상기 과정에서 검출된 마킹신호의 중심점을 비교하여 위치보정의 여부를 판단하는 제3과정 및 상기 과정에서 위치 보정이 필요하다고 판단되면 아래의 수식(6)에 의하여 해당 대상물의 위치를 변경하는 제4과정을 포함하므로써 상관관계 산출시에 덧셈 연산만으로 마크신호의 상관성을 검출할 수 있으며 이를 통해 마크신호의 중심점을 비교 판단의 기준점으로 하는 것을 특징으로 하는 실시간 촛점 보정을 위한 촛점 보상 방법:The present invention relates to a focus compensation method in an automatic focus system used in various precision instruments and the like. More particularly, the present invention relates to a focus compensation method in which an optical signal marked with a specific pattern reflected through an object is received, A second step of detecting a center point of a marking signal in a received signal on the basis of a correlation calculated through the process, a second step of calculating a center point of the marking signal when the marking of the same pattern is used at an optimum object position, And a third step of determining whether or not position correction is to be performed by comparing the center point of the marking signal detected in the above step and a third step of determining whether or not the position correction is performed, 4, it is possible to detect the correlation of the mark signal only by addition operation at the time of calculating the correlation, And the center point of the large signal is used as a reference point of comparison judgment.

단, k는 CCD 픽셀(Pixel)의 갯수이고,Where k is the number of CCD pixels,

는 서로 같지않은 정수이며, Are integers that are not equal to each other,

은 슬릿이 n개인 경우 각 슬릿막대 사이의 간격이고, Is the spacing between each slit bar when the slit is n,

또한,Also,

단, T는 대상물로의 광신호 입사각도이고,Where T is the incident angle of the optical signal to the object,

d는 상기 제3과정의 비교시 발생되는 시작점 위치편차이며,d is a starting point position deviation generated in the comparison of the third process,

dL은 대상물이 기준위치에서 벗어난 위치편차이며,dL is a positional deviation of the object from the reference position,

그에 따른 슬릿형 마크 구조를 제공하면 종전의 촛점 보정 방식에 비해 실시간 처리가 가능하게 된다는 효과가 있다.And providing a slit-shaped mark structure accordingly provides an effect that real-time processing is possible compared to the conventional focus correction method.

Description

자동 촛점 시스템에서 실시간 촛점 보정을 위한 촛점 보상 방법 및 그에 따른 슬릿형 마크 구조Focal compensation method for real-time focus correction in an autofocus system and slit-shaped mark structure accordingly

제1도는 일반적인 자동 촛점맞춤 시스템의 간략 구성 예시도.Figure 1 is a simplified schematic illustration of a typical autofocus system;

제2도는 슬릿 간격이 등간격인 종래 슬릿마크의 구성 예시도.FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a conventional slit mark in which the slit intervals are equal to each other; FIG.

제3도는 자동 촛점 맞춤 시스템에서의 신호 처리 과정 예시도.Figure 3 is an illustration of signal processing in an autofocus system;

제4도는 상기 제2도에 도시되이 있는 슬릿마크를 사용하는 경우의 상관관계 예시도.FIG. 4 is an example of a correlation when using a slit mark shown in FIG. 2; FIG.

제5도는 본 발명에 따라 비 등간격을 갖는 슬릿마크이 구성 예시도.FIG. 5 is an exemplary view showing the configuration of a slit mark having irregular intervals according to the present invention; FIG.

제6도는 상기 제4도에 도시된 슬릿을 통해 주사된 광신호가 광신호 감지기에 결상된 마크의 예시도.FIG. 6 is an illustration of a mark in which an optical signal scanned through the slit shown in FIG. 4 is imaged on an optical signal sensor; FIG.

제7도는 상기 제5도에 도시된 슬릿의 구현 실시예.FIG. 7 shows an embodiment of the slit shown in FIG. 5; FIG.

제8도는 자동 촛점 맞춤 시스템에서 촛점위치 변화에 따른 광전달 경로의 변화 추이를 설명하기 위한 예시도.FIG. 8 is an exemplary view for explaining a change in the light transmission path according to the change of the focal position in the automatic focusing system; FIG.

본 발명은 각종 정밀기기 등에 사용되는 자동촛점 시스템에서의 촛점 보상방식에 관한 것으로 특히, 곱셈연산에 따른 기존의 계산방식과 달리 연산처리 시간 및 연산로드가 작은 덧셈연산을 통한 수식계산으로도 종전의 곱셉연산을 통한 상관관계 검출에 따른 정확도가 떨어지지 않는 실시간 촛점 보정을 위한 촛점 보상 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a focus compensation method in an automatic focusing system used in various precision instruments and the like. In particular, unlike the conventional calculation method by multiplication operation, And a focal compensation method for real-time focus correction that does not degrade accuracy with correlation detection through multiplication.

또한, 본 발명은 상기의 촛점 보상 방법에 따른 슬릿형 마크 구조에 관한 것이다.The present invention also relates to a slit-shaped mark structure according to the above-described focus compensation method.

일반적으로, 산업현장에서 사용되는 각종 정밀기기 등에서는 가공 대상물과 가공 수단간의 정확한 작업 매칭을 위하여 해당 대상물이 정확한 위치에 존재하는가를 판단하기 위한 자동 촛점 시스템이 사용되고 있다.2. Description of the Related Art Generally, an automatic focusing system is used in various precision instruments used in an industrial field to determine whether an object exists at an accurate position in order to accurately match an object between the object to be processed and the processing means.

이때, 사용되는 자동 촛점 시스템에서는 대상물위에 소정의 신호(예를들어, 광신호)를 방출하는 신호 발생장치와, 그 신호를 감지하는 센서와, 그 센서로 부터 감지되어진 신호를 소정의 알고리즘에 의해 제어의 폭을 결정하여 실제로 작동하는 구동부의 동작범위를 제어하는 프로세서부가 필요하다.In this case, in the used auto focus system, a signal generating device for emitting a predetermined signal (e.g., an optical signal) on an object, a sensor for sensing the signal, and a signal There is a need for a processor unit that determines the width of the control and controls the operating range of the actuating part that actually operates.

상술한 바와같은 자동 촛점 맞춤 시스템의 일반적인 간략 구성이 첨부한 제1도에 도시되어 있는데, 이를 참조하여 종래 자동 촛점 시스템의 동작을 살펴보면, 대상물의 상면에 광신호를 조사하는 광 방출기(1)와 대상물(3)에서 반사된 광신호를 감지하는 광신호 감지기(5)가 마련되어 있다.Referring to FIG. 1, an operation of a conventional automatic focusing system will be described. In the conventional automatic focusing system, an optical emitter 1 for irradiating an optical signal on an upper surface of an object, And an optical signal detector 5 for detecting an optical signal reflected from the object 3 are provided.

그리고, 상기 광신호 감지기(5)로부터 감지된 신호를 수신하여 소정의 알고리즘에 의해 새로운 정확한 촛점 위치를 계산하는 프로세서부(도시하지 않았음)가 상기 광신호 감지기(5)와 전기적으로 접속 구비되어 있다.A processor unit (not shown) for receiving the signal detected from the optical signal detector 5 and calculating a new accurate focus position according to a predetermined algorithm is electrically connected to the optical signal sensor 5 have.

상기 프로세서부에서 촛점위치를 인식하기 위해 기준으로 사용되는 것은 상기 광 방출기(1)와 대상물(3)사이에 슬릿 마스크(2)를 구비시켜 특정 양식의 슬릿무늬를 갖는 광신호가 상기 광신호 감지기(5)에 전달될 수 있도록 하는데, 이때 사용되는 슬릿 마스크(2)는 첨부한 제2도에 도시되어 있는 바와같이, 슬릿을 이용한 마크의 모양은 보통 동일한 폭과 길이를 가진 슬롯이 연속으로 구성된다.As a reference for recognizing the focal point position in the processor unit, a slit mask 2 is provided between the light emitter 1 and the object 3 so that an optical signal having a slit pattern of a certain type is detected by the optical signal detector 5, the slit mask 2 to be used at this time has a shape of a mark using a slit, as shown in the attached figure 2, in which slots having the same width and length are successively formed .

상기 제2도에 도시되어 있는 바와 같은 슬릿을 사용하는 상기 종래 시스템에서 수신된 신호를 처리하는 과정은 첨부한 제3도에 도시되어 있는 순서에 의하게 되는데, 첨부한 도면중 제4도를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.The process of processing the received signal in the conventional system using the slit as shown in FIG. 2 is in accordance with the procedure shown in the attached FIG. 3, The following is an example.

상기 제2도와 같은 슬릿마크를 통하여 송신되어진 광신호를 수신하여 상관 검출 과정을 거치게 되면 제4도와 같이 중심값들이 확대된 신호값을 지닌 모양을 띄게된다.When the optical signal transmitted through the slit mark is received and subjected to a correlation detection process, the center value is shaped like an enlarged signal value as shown in FIG.

이후, 제4도와 같은 상관성 검출 과정 후의 신호값에서 마크의 중심좌표를 디지털 필터링(Digital Filtering)하고서 필터링되어진 신호값이 최대치와 최소치 사이에서 원점과 만나는 점의 좌표를 구함으로써 촛점의 이동량을 찾아내게 된다.Then, the center coordinates of the mark are digitally filtered from the signal value after the correlation detection process of the fourth aspect, and the coordinates of the point where the filtered signal value meets the origin between the maximum value and the minimum value are found to find the movement amount of the focus. do.

이때, 상술한 바와같은 센서에서 얻어진 신호의 처리 과정에서 마크신호의 정확도를 높이기 위한 부분이 상관관계 검출 과정으로 아래의 식(1)에 의해 계산된다.At this time, the portion for increasing the accuracy of the mark signal in the process of the signal obtained from the sensor as described above is calculated by the following Equation (1) as a correlation detection process.

상기 식(1)을 살펴보면 상당량의 곱셈 연산이 필요하다는 것을 알 수 있는데, 이러한 곱셉연산을 마이크로 프로세서를 통하여 처리하는 경우 통상 하나의 곱셈 연산량은 수십개의 덧셈 연산량과 비슷한 처리시간를 필요로 하게된다.In the equation (1), it can be seen that a significant multiplication operation is required. When the multiplication operation is processed through a microprocessor, a multiplication operation amount usually requires a processing time similar to dozens of addition operations.

따라서, 보다 빠른 고속의 실시간 처리가 요구되는 자동촛점 시스템에서 상관 관계를 계산하기 위해 걸리는 시간은 전체 수행시간의 중요한 부분을 차지하며 시스템의 신뢰성을 떨어뜨리는 요인으로 작용한다는 문제점이 발생되었다.Therefore, the time taken to calculate the correlation in the automatic focus system, which requires faster and faster real-time processing, is an important part of the overall execution time and causes a problem of lowering the reliability of the system.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 연선처리 시간 및 연산로드가 작은 덧셈연산을 통한 수식계산으로도 종전의 곱셉연산을 통한 상관관계검출의 정확도가 떨어지지 않는 실시간 촛점 보정을 위한 촛점 보상 방법을 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to overcome the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for correcting a focal point for real-time focus correction, which does not deteriorate the accuracy of correlation detection by performing a multiplication operation using a conventional multiplication operation, Method.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 가공 대상물과 가공 수단간의 정확한 작업 매칭을 위하여 소정 패턴으로 마킹된 광신호를 대상물에 주사하고 해당 대상물에서 반사된 광신호를 수신하여 최적의 마킹 위치와의 촛점비교를 통해 대상물에 대한 위치 보정을 수행하는 시스템에서의 대상물 위치 보상 방법에 있어서, 대상물을 통하여 반사되는 특정 패턴으로 마킹되어진 광신호를 수신하여 수신된 신호간의 상관관계를 아래의 식(3)에 의하여 산 출하는 제1과정과, 상기 과정을 통하여 산출되어진 상관관계를 기준으로 하여 수신신호중 마킹신호의 중심점을 검출하는 제2과정과, 최적의 대상물 위치에서 동일 패턴의 마킹사용시의 마킹신호의 중심점과 상기 과정에서 검출된 마킹신호의 중심점을 비교하여 위치보정의 여부를 판단하는 제3과정, 및 상기 과정에서 위치 보정이 필요하다고 판단되면 아래의 수식(6)에 의하여 해당 대상물의 위치를 변경하는 제4과정을 포함하므로써 상관관계 산출시에 덧셈 연산만으로 마크신호의 상관성을 검출할 수 있으며 이를 통해 마크신호이 중심점을 비교 판단의 기준점으로 하는 것을 특징으로 하는 실시간 촛점 보정을 위한 촛점 보상 방법 :According to an aspect of the present invention, an optical signal marked with a predetermined pattern is scanned on an object, an optical signal reflected from the object is received, The method comprising the steps of: receiving an optical signal marked with a specific pattern reflected through an object and calculating a correlation between the received signal and the received signal, A second step of detecting a center point of a marking signal in a received signal based on a correlation calculated through the process, a second step of detecting a marking signal in the case of using the same pattern marking at an optimum object position, And a third step of determining whether or not the position correction is performed by comparing the center point of the marking signal detected in the above- And a fourth step of changing the position of the corresponding object according to the following equation (6) if it is determined that the position correction is necessary in the above process, so that the correlation of the mark signal can be detected only by the addition operation at the time of calculating the correlation. Wherein the center point of the mark signal is used as a reference point for comparison determination.

[수학식 3]&Quot; (3) "

단, k는 CCD 픽셀(Pixel)의 갯수이고,Where k is the number of CCD pixels,

는 광의 세기에 의해 얻어진 CCD 픽셀의 값, Is a value of the CCD pixel obtained by the intensity of light,

은 슬릿이 n개인 경우 각 슬릿막대 사이의 간격이며 Is the spacing between each slit bar when there are n slits

마크 설계시 미리 정해진 슬롯 사이의 거리이고,The distance between the predetermined slots at the time of designing the mark,

또한,Also,

[수학식 6]&Quot; (6) "

단, T는 대상물로의 광신호 입사각도이고,Where T is the incident angle of the optical signal to the object,

d는 상기 제3과정의 비교시 발생되는 시작점 위치편차이며,d is a starting point position deviation generated in the comparison of the third process,

dL은 대상물이 기준위치에서 벗어난 위치편차인데 있다.dL is the position deviation of the object from the reference position.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징은, 가공 대상물과 가공 수단간의 정확한 작업 매칭을 위하여 소정 패턴으로 마킹된 광신호를 대상물에 주사하고 해당 대상물에서 반사된 광신호를 수신하여 최적의 마킹 위치와의 촛점비교를 통해 대상물에 대한 위치 보정을 수행하되 수신된 마킹신호의 상관관계 산출시 아래의 식(3)가 같은 덧셈연산을 통해 처리시간을 단축하기 위한 방법을 적용하는 시스템에서의 마킹수단에 있어서, 동일한 폭을 갖는 슬릿을 n개 형성시키되 각각의 슬릿막대 사이의 간격을 비선형적으로 아래의 식(2)와 같이 구성되는 것을 특징으로 하는 슬릿형 마크 구조 :According to another aspect of the present invention, there is provided a method for scanning an object with an optical signal marked with a predetermined pattern for precise matching between an object to be processed and processing means, receiving an optical signal reflected from the object, And the marking signal in the system for applying the method for shortening the processing time through the same addition operation as in Equation (3) below when calculating the correlation of the received marking signal, , Wherein n slits having the same width are formed, and the interval between the slit bars is nonlinearly formed as shown in the following formula (2): " (2) "

[수학식 3]&Quot; (3) "

단, k는 CCD 픽셀(Pixel)의 갯수이고,Where k is the number of CCD pixels,

는 광의 세기에 의해 얻어진 CCD 픽셀의 값, Is a value of the CCD pixel obtained by the intensity of light,

은 슬릿이 n개인 경우 각 슬릿막대 사이의 간격이며 Is the spacing between each slit bar when there are n slits

마크 설계시 미리 정해진 슬롯 사이의 거리이고,The distance between the predetermined slots at the time of designing the mark,

또한,Also,

하나의 슬롯의 폭이 4라고 가정한 경우,Assuming that the width of one slot is 4,

단,인 서로 다른 정수인데 있다.only, Which are different integers.

상기한 특징에 의하여, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, the method comprising:

우선, 신호의 처리에 많은 시간이 걸리는 상관관계 계산 과정을 고속으로 처리할 수 있도록 슬릿의 간격과 개수를 첨부한 제5도에 도시되어 있는 바와 같이 구성하도록 하였다. 즉, 동일한 슬릿폭(d)을 갖는 슬릿을 n개 형성시키되 각각의 슬릿막대 사이의 간격을 l1, l2..., ln-1으로 설정하되 비선형적으로 구현한다.First, as shown in FIG. 5, the slit intervals and the number of slits are configured as shown in FIG. 5 so as to process a correlation calculation process that takes a long time to process a signal at a high speed. That is, n slits having the same slit width d are formed, and the intervals between the slit bars are set to l 1 , l 2, ..., l n-1 , which are implemented nonlinearly.

이때. 광원 즉, 광 방출기(1)에서 상기와 같이 구현된 슬릿마크를 통과한 신호가 이를 감지하는 CCD 센서 즉, 광신호 감지기(5)의 픽셀(PIXEL)에 맺혔을 때 슬릿이 서로 겹치지 않도록 충분히 간격을 두도록 한다. 왜냐하면, 슬릿마크와 광신호 감지기(5) 사이의 광학계가 1:1이 아닌 구성도 가능하기 때문이다.At this time. When the signal passing through the slit mark as described above in the light emitter 1 is applied to the pixel PIXEL of the CCD sensor or the optical signal detector 5 for detecting the signal, Respectively. This is because the optical system between the slit mark and the optical signal detector 5 is not 1: 1.

이때, 하나의 슬릿이 만약 광신호 감지기(5)의 광신호 감지용 픽셀 4개를 차지한다고 가정하는 경우 아래의 식(2)에 따라 슬릿간의 간격이 결정된다.At this time, if it is assumed that one slit occupies four pixels for detecting the optical signal of the optical signal detector 5, the interval between the slits is determined according to the following equation (2).

[수학식 2]&Quot; (2) "

상기 식(2)에서 a1.a2. a3. a4가 서로 같지 않은 이유는 각각의 슬릿간의 거리가 비선형을 갖도록하기 위한 조건이다.In the above formula (2), a 1 .a 2 . a 3 . a 4 are not equal to each other is a condition for making the distance between the slits to be non-linear.

또한, 상기 식(2)에서 비선형성을 갖기위한 조건에 따른 변수 a1.a2. a3. a4에 곱해진 상수를 4고 가정한 것은 일반적으로 마크에 형성되어 있는 슬릿의 폭보다 센서의 한 픽셀의 폭이 작아야 하나의 마크가 여러개의 픽셀에 투영될 수 있어 정밀도가 높아지게 됨으로 본 발명에서는 하나의 슬릿 폭에 대응하는 픽셀의 개수를 4로 임의 설정한 것이다.Also, in the above equation (2), the parameter a 1 .a 2 according to the condition for having non-linearity. a 3 . The assumption that a constant multiplied by a 4 is 4 is generally that the width of one pixel of the sensor is smaller than the width of the slit formed on the mark so that one mark can be projected on several pixels, And the number of pixels corresponding to one slit width is arbitrarily set to four.

이러한 식(2)의 개념을 적용시킨 슬릿마크를 사용하는 경우 광신호 감지기(5)에 결상된 마크의 예를 도시하면 첨부한 제6도와 같다.An example of a mark formed on the optical signal detector 5 when a slit mark applying the concept of Equation (2) is used is the same as the sixth aspect of the present invention.

또한, 슬릿을 5개 사용하는 경우 광신호 감지기(5)의 픽셀폭이 14㎛라 가정하면 슬릿의 폭은 56㎛가 되며, 슬릿사이의 간격은 상기 식(2)에 따라 픽셀단위로Assuming that the pixel width of the optical signal detector 5 is 14 占 퐉 when five slits are used, the width of the slit becomes 56 占 퐉, and the interval between the slits is expressed in units of pixels

l1= 4×6 = 24, l2= 4×4 = 16. l3= 4×5 = 20, l4= 4×3 = 12l 1 = 4 x 6 = 24, l 2 = 4 x 4 = 16. l 3 = 4 x 5 = 20, l 4 = 4 x 3 = 12

로 구성이 가능하다..

이때, 상기의 식(2)와 비교하면 a1=6, a2=4, a3=5, a4=3로 의의 설정되었음을 알 수 있다.At this time, it can be understood that a 1 = 6, a 2 = 4, a 3 = 5, and a 4 = 3 are set as compared with the above formula (2).

상기와 같은 예에 따라 구성된 슬릿마크의 실시예는 첨부한 제7도에 도시되어 있는 바와 같다.An embodiment of the slit mark constructed according to the above-described example is as shown in Fig. 7 attached hereto.

또한, 각 슬릿에 의한 찰상신호간의 상관관계를 곱셈연산이 아닌 덧셈연산으로 처리하기 위해서는 아래의 식(3)과 같은 관계식을 적용하여야 하는데,In order to process the correlation between scratches by each slit by an addition operation rather than a multiplication operation, the following equation (3) should be applied,

[수학식 3]&Quot; (3) "

단, k는 CCD 픽셀(Pixel)의 갯수Where k is the number of CCD pixels

는 광의 세기에 의해 얻어진 CCD 픽셀의 값 The value of the CCD pixel obtained by the intensity of light

은 슬릿이 n개인 경우 각 슬릿막대 사이의 간격이며, Is the spacing between each slit bar when the slit is n,

마크 설계시 미리 정해진 슬롯 사이의 거리이다.It is the distance between predefined slots when designing the mark.

상기 식(3)에 의한 출력신호를 미분한 후 최대치와 최소치 사이에서 원점과 만나는 점의 X축 방향의 좌표를 구하면 식(1)과 동일하게 마크의 중심값을 구할 수 있다.After the output signal according to the above equation (3) is differentiated, the coordinates of the point of intersection with the origin between the maximum value and the minimum value are obtained in the X axis direction, and the center value of the mark can be obtained in the same manner as in equation (1).

상기 식(3)을 적용한 경우 자동촛점을 매칭하는 과정을 첨부한 제8도를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.Referring to FIG. 8, which is a process of matching the auto-focus when Formula (3) is applied, the following will be described.

제8도에 도시되어 있는 바와같이 자동촛점 대상이 dL만큼 하강하면 d만큼의 선형 CCD의 픽셀(pixel) 이동의 변위가 발생된다.As shown in FIG. 8, when the autofocus target is lowered by dL, displacement of pixel movement of the linear CCD by d occurs.

이러한 경우의 관계를 살펴보면 삼각함수의 관계식에 따라 아래의 식(4)와 같이 나타낼 수 있으며,If we look at the relationship between these cases, we can express it as the following equation (4) according to the relation of trigonometric function,

또한, 아래의 식(5)와 같이 나타낼 수 있다.Further, it can be expressed by the following equation (5).

따라서, 상기 식(4)와 식(5)에 따라 d와 dL의 관계식은 아래의 식(6)과 같이 나타낼 수 있다.Therefore, the relationship between d and dL can be expressed by the following equation (6) according to the above equations (4) and (5).

[수학식 6]&Quot; (6) "

그러므로, 정확한 촛점이 이루어졌을때의 위치를 기준으로 우측으로 d만큼의 촛점이 기우는 경우를 +d만큼 보정하여야 한다고 가정하면, 이 경우 촛점대상이 원래의 위치에서 보다 dL의 거리만큼 원거리에 위치한다고 판단하여 촛점대상을 dL만큼 근접시키면서 위치보정을 하게 된다.Therefore, if it is assumed that the focal point of the right side d should be corrected by + d based on the position when the correct focus is performed, then the focus target is located at a distance of dL from the original position And the positional correction is performed while bringing the focus object closer by dL.

반면에, 기준촛점에서 왼쪽으로 촛점이 기우는 경우를 -d만큼 보정하여야 한다고 가정하면, 이경우 촛점대상이 원래의 위치에서 보다 dL의 거리만큼 근접거리에 위치한다고 판단하여 촛점대상을 dL만큼 원거리로 이동시켜서 위치보정을 하게 된다.On the other hand, if it is assumed that the focus is corrected by -d when the focus is focussed to the left in the reference focus, it is determined that the focus object is located at a distance close to the distance dL from the original position, So that the position is corrected.

이때, 상기와 같은 위치보정을 수행하는 경우에 기준 촛점이 위치는 미리 데이터화되어 저장되어 있으며, 현재 촛점대상을 통해 반사되어 찰상되어진 슬릿을 기준으로 하는 촛점기준은 상기의 식(3)에 의한 방식을 적용하여 계산되는데, 상기 식(3)에 따른 계산식의 대표값을 정리하면 아래의 식(7)과 같다. 단, 각 슬롯간격은 상기에서 기술한 예와 같다고 가정한다.In this case, when the position correction is performed as described above, the reference focal point position is previously stored in the form of data and stored, and the focal point reference based on the slit reflected and reflected through the current focus object is expressed by the formula , And the representative values of the formula according to the formula (3) are summarized as the following formula (7). However, it is assumed that each slot interval is the same as the example described above.

또한, 상기 식(7)에 따른 상관관계를 산출한 후 거치게 되는 미분과정(흔히, 필터링 과정을 사용함)을 통해 산출되는 값은 아래의 식(8)과 같다. 단, 아래의 식(8)은 N이 4인 경우를 예로든 것이다.In addition, the value calculated through the differential process (often using the filtering process) after calculating the correlation according to the equation (7) is as shown in the following equation (8). However, the following equation (8) is an example in which N = 4.

상기와 같은 과정을 통하여 산출되어진 미분값에서 산출된 값중 최대치와 최소치사이에서 원접과 교차하는 위치를 검출하게 되고, 이때 검출되어진 위치는 마크의 중심값에 해당된다.A position intersecting the origin is detected between the maximum value and the minimum value among the values calculated from the differential value calculated through the above process, and the detected position corresponds to the center value of the mark.

일반적으로, 디지털 필터식에는 고유한 지연현상이 발생되는데 이른 미리 계산가능하여 설계시 이를 고려하여야 하는데, 상기 식(8)의 경우는 N개의 지연이 발생된다.Generally, a delay characteristic inherent to the digital filter equation is generated and can be calculated in advance, so that it should be considered in designing. In the case of Equation (8), N delays are generated.

그에따라, 데이터로 저장되어 있는 기준 슬롯위치 역시 슬롯마크의 중심점에 대한 데이타가 설정되어 있는데, 이를 기준으로 검출된 데이터와의 편차정도를 비교하여 보정의 폭을 계산하게 된다. 이후, 계산된 보정의 폭에 따라 촛점 대상물(3)의 위치를 이동시켜 촛점 보정이 이루어지게한다.Accordingly, data on the center point of the slot mark is also set in the reference slot position stored as data, and the correction width is calculated by comparing the deviation with the detected data on the basis of the data. Thereafter, the position of the focus object 3 is moved in accordance with the calculated width of the correction so that the focus correction is performed.

상기와 같이 동작하는 본 발명에 따른 자동 촛점 시스템에서 실시간 촛점 보정을 위한 촛점 보상 방법 및 그에 따른 슬릿형 마크 구조를 제공하면 종전의 촛점 보정 방식에 비해 실시간 처리가 가능하게 된다는 효과가 있다.In the automatic focus system according to the present invention, the focus compensation method for real-time focus correction and the slit-shaped mark structure according to the present invention provide an effect of real-time processing compared to the conventional focus correction method.

Claims (3)

가공 대상물과 가공 수단간의 정확한 작업 매칭을 위하여 소정 패턴으로 마킹된 광신호를 대상물에 주사하고 해당 대상물에서 반사된 광신호를 수신하여 최적이 마킹 위치와의 촛점비교를 통해 대상물에 대한 위치 보정을 수행하는 시스템에서의 대상물 위치 보상 방법에 있어서, 대상물을 통하여 반사되는 특정 패턴으로 마킹되어진 광신호를 수신하여 수신된 신호간의 상관관계를 아래의 식(3)에 의하여 산출하는 제1과정과;An optical signal marked with a predetermined pattern is scanned on an object for accurate operation matching between the object to be processed and the processing means and the optical signal reflected from the object is received and the positional correction is performed on the object through a focus comparison with the optimum marking position The method comprising: a first step of receiving an optical signal marked with a specific pattern reflected through an object and calculating a correlation between the received signals according to the following equation (3); 상기 과정을 통하여 산출되어진 상관관계를 기준으로 하여 수신신호중 마킹신호의 중심점을 검출하는 제2과정과; 최적의 대상물 위치에서 동일 패턴의 마킹 사용시의 마킹신호의 중심점과 상기 과정에서 검출된 마킹신호의 중심점을 비교하여 위치보정의 여부를 판단하는 제3과정; 및 상기 과정에서 위치 보정이 필요하다고 판단되면 아래의 수식(6)에 의하여 해당 대상물의 위치를 변경하는 제4과정을 포함하므로써 상관관계 산출시에 덧셈 연산만으로 마크신호의 상관성을 검출할 수 있으며 이를 통해 마크신호의 중심점을 비교 판단의 기준점으로 하는 것을 특징으로 하는 실시간 촛점 보정을 위한 촛점 보상 방법:A second step of detecting a center point of the marking signal in the received signal based on the calculated correlation; A third step of determining whether or not positional correction is performed by comparing the center point of the marking signal when the marking of the same pattern is used at the optimum object position with the center point of the marking signal detected in the above process; And a fourth step of changing the position of the corresponding object according to the following equation (6) if it is determined that the position correction is necessary in the above process, the correlation of the mark signal can be detected only by addition operation at the time of calculating the correlation, And a center point of the mark signal is used as a reference point of comparison judgment. [수학식 3]&Quot; (3) " 단, k는 CCD 픽셀(Pixel)의 갯수이고,Where k is the number of CCD pixels, 는 서로 같지않은 정수이며, Are integers that are not equal to each other, 은 슬릿이 n개인 경우 각 슬릿막대 사이의 간격이고, Is the spacing between each slit bar when the slit is n, 또한,Also, [수학식 6]&Quot; (6) " 단, T는 대상물로의 광신호 입사각도이고,Where T is the incident angle of the optical signal to the object, d는 상기 제3과정의 비교시 발생되는 시작점 위치편차이며,d is a starting point position deviation generated in the comparison of the third process, dL은 대상물이 기준위치에서 벗어난 위치편차이다.dL is the positional deviation of the object from the reference position. 제1항에 있어서, 상기 제4과정이후 대상물의 위치 보정이 이루어졌지를 검사하기 위하여 상기 제1과정으로 재 진입하는 것을 특징으로 하는 실시간 촛점 보정을 위한 촛점 보상 방법.The method of claim 1, wherein the step of re-entering the first step is performed to check whether the position of the object has been corrected after the fourth step. 가공 대상물과 가공 수단간의 정확한 작업 매칭을 위하여 소정 패턴으로 마킹된 광신호를 대상물에 주사하고 해당 대상물에서 반사된 광신호를 수신하여 최적의 마킹 위치와의 촛점비교를 통해 대상물에 대한 위치 보정을 수행하되 수신된 마킹신호의 상관관계 산출시 아래의 식(3)과 같은 덧셈연산을 통해 처리시간을 단축하기 위한 방법을 적용하는 시스템에서의 마킹수단에 있어서, 동일한 폭을 갖는 슬릿을 n개 형성시키되 각각의 슬릿막대 사이의 간격을 비선형적으로 아래의 식(2)와 같이 구성되는 것을 특징으로 하는 슬릿형 마크 구조 :An optical signal marked with a predetermined pattern is scanned on an object for accurate operation matching between the object to be processed and the processing means, the optical signal reflected from the object is received, and the position is corrected for the object by comparing the focus with the optimum marking position In the marking means in the system for applying the method for shortening the processing time by the addition operation such as the following equation (3) in calculating the correlation of the received marking signal, n pieces of slits having the same width are formed And a slit-shaped mark structure in which a gap between each slit bar is nonlinearly formed as shown in the following formula (2) [수학식 3]&Quot; (3) " 단, k는 CCD 픽셀(Pixel)의 갯수이고,Where k is the number of CCD pixels, 는 서로 같지않은 정수이며, Are integers that are not equal to each other, 은 슬릿이 n개인 경우 각 슬릿막대 사이의 간격이고, Is the spacing between each slit bar when the slit is n, 또한,Also, [수학식 2]&Quot; (2) " 하나의 슬롯의 폭이 4라고 가정한 경우,Assuming that the width of one slot is 4,
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20160108069A (en) * 2015-03-06 2016-09-19 (주) 인텍플러스 auto focusing apparatus using slitbeam and auto focusing method using thereof

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