KR100240169B1 - Photo intensity controller - Google Patents
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Abstract
이 발명은 광량 제어 장치에 관한 것으로, 경통안에 위치하여 광을 집광하는 집광 수단과, 상기 집광 수단에서 집광된 광을 신호 변환하여 광원의 상태를 검출하는 센서 모듈과, 상기 센서 모듈에서 검출된 신호에 의해 광을 제어하는 신호를 발생하는 제어 수단과, 상기 제어 수단에 의해 제어되어 광을 제어하는 셔터를 포함하여 이루어지고, 노광장치에서 환경이나 광원의 자체적인 변화에 대하여 즉각적으로 매 숏마다 광량을 신속하게 제어하므로, 플레이트 전체면에 고른 광량이 노광되므로, 제품의 품질을 높히고, 신뢰성을 높이는 역할을 한다.The present invention relates to a light quantity control device, comprising: a light collecting means for condensing light located in a barrel, a sensor module for converting the light collected by the light collecting means to detect a state of a light source, and a signal detected by the sensor module. A control means for generating a signal for controlling light by means of a light source, and a shutter controlled by the control means for controlling light, and an amount of light for each shot immediately with respect to an environment or a light source's own change in the exposure apparatus. Since it is controlled quickly, even light quantity is exposed on the entire surface of the plate, thereby enhancing the quality of the product and increasing the reliability.
Description
이 발명은 광량 제어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하자면 노광 장치에서 센서들을 이용하여 노광이 되는 동안에 광량을 제어할 수 있게 셔터를 제어할 수 있는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a light quantity control device, and more particularly, to an apparatus capable of controlling a shutter to control a light amount during exposure using sensors in an exposure apparatus.
더욱 자세히 설명하면, 노광장비에서 플레이트에 도포된 포토 레지스터(PR : photo resistor)을 원하는 양만큼 활성화시키기 위해서는 매 노광 숏마다 최적의 광량이 출광되도록 셔터를 제어해주어야 하는데, 이를 결정해 주는 요소는 램프(lamp) 파워와 노광시간이다.In more detail, in order to activate a desired amount of photo resistor (PR) applied to the plate in the exposure equipment, the shutter must be controlled so that an optimum amount of light is emitted for each exposure shot. (lamp) Power and exposure time.
만일 램프 파워가 일정하다면, 노광시간을 미리 정해두어서 포토 레지스터를 활성화시켜 주기 위해 필요한 시간만큼만 셔터를 열어주면 되지만, 램프 자차에의 수명에 의한 영향과 램프에서 나온 빛의 특정한 파장만 반사하는 미러의 표면 변화 등에 의해서 램프 파워가 저하되므로 노광시간을 제어하는 방식을 사용해야 일정하게 포토 레지스터를 활성화시켜 줄 수 있다.If the lamp power is constant, you only need to open the shutter for as long as necessary to activate the photoresistor with a predetermined exposure time, but the mirror reflects only the specific wavelength of the light emitted from the lamp and the effect of the lifetime of the lamp. Since the lamp power is lowered due to the surface change, the photoresist must be constantly activated by controlling the exposure time.
또한, 상기 광은 노광 장치 주변의 환경적인 문제인 온도의 변화 등과, 노광 장치의 수명의 단축으로 인한 광원 자체의 문제로 인하여 항상 같은 광을 출광하지 못한다.In addition, the light does not always emit the same light due to a change in temperature, which is an environmental problem around the exposure apparatus, and a problem of the light source itself due to a shortening of the life of the exposure apparatus.
상기와 같은 문제점을 종래 기술에서는 램프 파워가 일정하다고, 가정하고, 일정한 시간 동안만 셔터를 열어 노광하는 방식으로, 모든 상용화된 램프는 시간의 흐름에 따른 파워량의 변화에 의해 데이터를 가지고 있으므로 이를 이용하여 셔터의 개폐시간을 제어하였다.In the prior art, it is assumed that the lamp power is constant in the prior art, and the lamp is opened and exposed only for a predetermined time, and thus all commercialized lamps have data due to the change in the amount of power over time. Opening and closing time of the shutter was controlled.
또는, 입사광을 이용하여 직접적으로 광량을 산출하여 이를 기준으로 셔터의 개폐시간을 제어하였다.Alternatively, the amount of light is directly calculated using incident light, and the opening / closing time of the shutter is controlled based on the amount of light.
또는, 시간의 흐름에 따른 램프 파워의 저하를 보상해주기 위해 램프 파워를 이에 따라 늘려주었다.Alternatively, the lamp power was increased accordingly to compensate for the drop in lamp power over time.
상기와 같은 종래 기술은 최적의 광량을 유지하기 위한 정밀한 기술이 되지못했고, 그로인한 노광 장치의 신뢰도와 정밀성을 떨어지는 단점이 있다.The prior art as described above has not been a precise technology for maintaining the optimal amount of light, and thus has the disadvantage of inferior reliability and precision of the exposure apparatus.
이로인해, 일정하지 않는 광을 제어하기 위해서는 매 숏마다 광을 검출하여 일정한 광을 출광하게 제어해야하는데 기존의 노광 장치에서는 광 제어가 미흡한 단점이 있다.As a result, in order to control the non-constant light, it is necessary to control the light to be output by detecting the light every shot, but the conventional exposure apparatus has a disadvantage in that light control is insufficient.
그러므로, 이 발명의 목적은 상기한 종래의 단점을 해결하기 위한 것으로, 노광 장치에서 플레이트에 출광되는 광원의 일부를 샘플링하여 계산된 광량으로 전체 광량을 일정하게 제어하여 노광이 될 수 있게하기위한 광량 제어 장치를 제공하는데 있다.Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned disadvantages, the amount of light to be exposed by constantly controlling the total amount of light with the amount of light calculated by sampling a portion of the light source emitted to the plate in the exposure apparatus It is to provide a control device.
도1은 이 발명의 실시예에 따른 광량 제어 장치의 전체 동작을 도시한 흐름도이고,1 is a flowchart showing the overall operation of the light quantity control device according to the embodiment of the present invention;
도2는 이 발명의 실시예에 따른 광량 제어 장치의 회로도이고,2 is a circuit diagram of a light quantity control device according to an embodiment of the present invention,
도3은 이 발명의 실시예에 따른 타이머 555의 출력 파형을 나타낸 파형도이고,3 is a waveform diagram showing an output waveform of a timer 555 according to an embodiment of the present invention;
도4는 이 발명의 실시예에 따른 광량 제어 장치의 신호 흐름을 나타낸 블럭도이다.4 is a block diagram showing a signal flow of the light amount control apparatus according to the embodiment of the present invention.
상기의 목적을 달성하기 위한 이 발명의 구성은, 경통안에 위치하여 광을 집광하는 집광 수단과, 상기 집광 수단에서 집광된 광을 신호 변환하여 광원의 상태를 검출하는 센서(sensor) 모듈(module)과, 상기 센서 모듈에서 검출된 신호에 의해 광을 제어하는 신호를 발생하는 제어 수단과, 상기 제어 수단에 의해 제어되어 광을 제어하는 셔터를 포함하여 이루어진다.The configuration of the present invention for achieving the above object is, the light collecting means for condensing the light located in the barrel, and a sensor module for converting the light collected by the light collecting means to detect the state of the light source And a control means for generating a signal for controlling the light by the signal detected by the sensor module, and a shutter controlled by the control means for controlling the light.
이하, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for those skilled in the art to easily implement the present invention.
도1은 이 발명의 실시예에 따른 광량 제어 장치의 전체 동작을 도시한 흐름도이고,1 is a flowchart showing the overall operation of the light quantity control device according to the embodiment of the present invention;
도2는 이 발명의 실시예에 따른 광량 제어 장치의 회로도이고,2 is a circuit diagram of a light quantity control device according to an embodiment of the present invention,
도3은 이 발명의 실시예에 따른 타이머 555의 출력 파형을 나타낸 파형도이고,3 is a waveform diagram showing an output waveform of a timer 555 according to an embodiment of the present invention;
도4는 이 발명의 실시예에 따른 광량 제어 장치의 신호 흐름을 나타낸 블럭도이다.4 is a block diagram showing a signal flow of the light amount control apparatus according to the embodiment of the present invention.
첨부한 도1, 도2 및 도4에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 광량 제어 장치의 구성은, 노광 장치에서 광이 출광되는 통로인 경통(10)과, 경통(10)안에 위치하여 광을 모으는 역할을 하는 렌즈(20)와, 렌즈를 경통벽면에 고정시키는 브라켓(30)과, 광원에서 출력되는 광을 집광하는 집광부(80)와, 상기 집광부(80)에서 출력되는 전류량를 입력받아 신호 처리 하는 신호처리회로(70)와, 상기 신호처리회로(70)에서 처리된 신호에 의해 광량을 제어하는 동작을 하는 셔터(110)로 이루어진다.As shown in FIG. 1, FIG. 2, and FIG. 4, the configuration of the light quantity control device according to the embodiment of the present invention is located in the barrel 10, which is a passage through which light is emitted from the exposure apparatus, and in the barrel 10. The lens 20 which collects light, the bracket 30 which fixes the lens to the barrel wall surface, the light condenser 80 condensing the light output from the light source, and the amount of current output from the light condenser 80 The signal processing circuit 70 receives a signal and processes the signal, and a shutter 110 operates to control the amount of light by the signal processed by the signal processing circuit 70.
상기 집광부(80)는, 경통(10)의 내벽면에 위치하여 출광되는 광원의 일부를 채취하여 광을 굴절시키켜 반사시키는 미러(mirror)(40)와, 상기 미러(40)에 의해 반사된 광을 집광하는 집광렌즈(50)와, 상기 집광렌즈(50)에서 출력되는 광을 수광하여 전기적 신호로 출력하는 수광 엘이디(LED)로 이루어진다.The condenser 80 is disposed on the inner wall surface of the barrel 10 to collect a part of the light source that is emitted, and reflects the light by refracting the mirror 40 and reflected by the mirror 40. Condensing lens 50 for condensing the light and the light receiving LED (LED) for receiving the light output from the condensing lens 50 to output as an electrical signal.
상기 신호처리회로(70)는, 상기 집광부(80)에서 출력된 신호를 받아 입력되는 전류와 전압을 변환시키고, 상기 변환된 신호를 적분하고, 펄스를 발생하여 클럭신호를 발생하는 동작으로 이루어지는 센서 모듈부(90)와, 상기 센서 모듈부(90)에서 출력된 클럭신호에 의해 상기 셔터를 제어하는 제어부(100)로 이루어진다.The signal processing circuit 70 converts a current and a voltage received by the signal output from the condenser 80, integrates the converted signal, generates a pulse, and generates a clock signal. The sensor module unit 90 and the control unit 100 for controlling the shutter by the clock signal output from the sensor module unit 90.
상기 센서 모듈부(90)는, 전류를 전압값으로 변화하는 I-V 변환기(S1)와, 상기 전압값이 도3에 도시되어있는 톱니 모양 파형으로 출력되게 하는 적분기(S2)와, 상기 적분기(S2)에서 출력된 파형을 입력받아 도3에 도시되어있는 5V에서 하이 신호인 펄스 파형으로 출력하는 펄스 발생기(S3)으로 이루어진다.The sensor module unit 90 includes an IV converter S1 for changing a current into a voltage value, an integrator S2 for outputting the voltage value as a sawtooth waveform shown in FIG. 3, and the integrator S2. A pulse generator (S3) receives a waveform output from the N-axis and outputs a pulse waveform that is a high signal at 5V illustrated in FIG. 3.
상기 I-V 변환기(S1)의 구성은, 집광부(80)의 집광렌즈(50)에서 출력되는 광을 수광하여 전류로 변환시키는 포토 다이오드(PD)와, 상기 포토 다이오드(PD)의 에노드 단자에 반전단자가 연결되고, 비반전단자는 접지에 연결된 제1OP앰프와, 상기 제1OP앰프의 반전단자와 출력측에 일측과 타측이 연결된 저항(R1)으로 이루어지고, 상기 적분기(S2)의 구성은, 상기 제1OP앰프의 출력측에 일측이 연결된 저항(R2)과, 상기 저항(R2)의 타측에 반전단자가 연결되고, 비반전단자는 접지에 연결된 제2OP앰프와, 상기 제2OP앰프의 반전단자와 출력측에 연결된 콘덴서(C1)와, 상기 콘덴서(C1)와 같이 제2OP앰프의 반전단자와 출력측에 연결된 스위치(SW)와, 상기 제2OP앰프의 출력측에 일측이 연결된 저항(R3)과, 상기 저항(R3)의 타측에 연결된 콘덴서(C2)로 이루어지고, 상기 펄스 발생기(S3)의 구성은, 상기 제2OP앰프와 저항(R3)의 타측에 연결된 타이머555(T5)와, 상기 타이머555(T5)는 상기 적분기(S2)의 스위치(SW)에 스위치가 ON / OFF 되는동작 신호를 출력한다.The IV converter S1 includes a photodiode PD for receiving light converted from the condenser lens 50 of the condenser 80 and converting the light into a current, and an anode terminal of the photodiode PD. The inverting terminal is connected, the non-inverting terminal is composed of a first OP amplifier connected to the ground, the inverting terminal of the first OP amplifier and a resistor (R1) connected to one side and the other side of the output side, the configuration of the integrator (S2), A resistor R2 having one side connected to an output side of the first OP amplifier, an inverting terminal connected to the other side of the resistor R2, and a non-inverting terminal connected to a second OP amplifier connected to ground, and an inverting terminal of the second OP amplifier. The capacitor C1 connected to the output side, the inverting terminal of the second OP amplifier and the switch SW connected to the output side like the capacitor C1, a resistor R3 having one side connected to the output side of the second OP amplifier, and the resistance The pulse generator S is formed of a condenser C2 connected to the other side of the R3. The configuration of 3) includes a timer 555 (T5) connected to the other side of the second OP amplifier and the resistor R3, and the timer 555 (T5) is switched on / off by a switch SW of the integrator S2. Output the operation signal.
상기 타이머555(T5)의 출력측에 일측이 연결되고, 타측이 전압에 연결된 저항(R4)로 이루어진다.One side is connected to the output side of the timer 555 (T5), the other side is made of a resistor (R4) connected to a voltage.
상기 제어부(100)는, 상기 센서 모듈(90)에서 출력된 클럭신호를 카운트하여 데이터 신호를 출력하는 카운터(C-1)와, 상기 카운터(C-1)가 계산한 카운팅 값을 받아 노광량이 정상적인지 설정된 임의의 카운팅 값을 내장하고, 두 값이 같은 경우 상기 셔터(110)를 차단시키는 제어 신호를 출력하는 컨트롤러(C-2)와, 상기 컨트롤러(C-2)에서 출력된 제어 신호를 받아 상기 셔터(110)를 구동시키는 셔터 구동부(C-3)로 이루어진다.The control unit 100 receives a counter C-1 that counts a clock signal output from the sensor module 90 and outputs a data signal, and receives a counting value calculated by the counter C-1. The controller C-2 and the controller C-2 outputting a control signal for shutting off the shutter 110 when the two values are the same, and the control signal output from the controller C-2 is included. And a shutter driver C-3 for driving the shutter 110.
상기한 구성에 의한, 이 발명의 실시예에 따른 광량 제어 장치의 작용은 다음과 같다.The operation of the light quantity control device according to the embodiment of the present invention by the above configuration is as follows.
셔터(110)가 열리면 광이 경통(10)안에 입사되고, 도1에 도시되어 있듯이 경통(10)안의 집광부(80)의 미러(40)는 출광되는 광원 전체중에 일부를 샘플링하여 제2미러를 통해 굴절시키고, 제1미러에 광이 반사되면, 광은 굴절되어 방향이 180°변화된다.When the shutter 110 is opened, light is incident on the barrel 10, and as shown in FIG. 1, the mirror 40 of the light collecting unit 80 in the barrel 10 samples a part of the entire light source to be emitted and the second mirror. When the light is refracted through the first mirror and the light is reflected by the first mirror, the light is refracted to change the direction by 180 °.
집광렌즈(50)는 상기 광을 집광하여 센서 모듈부(90)의 포토 다이오드(60)로 입사시킨다.The condenser lens 50 collects the light and enters the photodiode 60 of the sensor module unit 90.
상기 포토 다이오드(60)는 입사된 광의 세기에 따라 전류량으로 변화시키는 역할을 한다.The photodiode 60 changes the amount of current according to the intensity of incident light.
상기 전류량은 센서 모듈부(90)의 I-V 변환기(S1)에의해 전압값으로 변환된다.The amount of current is converted into a voltage value by the I-V converter S1 of the sensor module unit 90.
상기 전압값으로 변환되는 과정을 자세히 설명하면, 전류를 ILED라하고,전압값을 V1라하면, V1= R1 * ILED의 식에 의해 도2의 센서모듈부(90)의 (1)위치에서 전압값을 얻는다.When the process of converting the voltage value in detail, the current is referred to as I LED , and the voltage value as V 1 , V 1 = R1 * I LED by the equation of the sensor module unit 90 of Figure 2 (1) Get the voltage at the position.
상기 I-V변환기(S1)의 회로 동작은 상기 포토 다이오드(60)에서 출력되는 전압이 제1OP앰프의 반전단자에 입력 되고, 비반전단자는 접지에 연결된다.In the circuit operation of the I-V converter S1, the voltage output from the photodiode 60 is input to the inverting terminal of the first OP amplifier, and the non-inverting terminal is connected to the ground.
저항(R1)은 상기 제1OP앰프의 반전단자에 연결되고, 제1OP앰프의 출력측에 연결된다.The resistor R1 is connected to the inverting terminal of the first OP amplifier and is connected to the output side of the first OP amplifier.
센서모듈부(90)의 적분기(S2) 회로 동작은, 상기 I-V변환기(S1)에서 출력된 전압값이 저항(R2)를 거쳐 흐른다.In the integrator S2 circuit operation of the sensor module unit 90, the voltage value output from the I-V converter S1 flows through the resistor R2.
상기 저항(R2)의 타측은 제2OP앰프의 반전단자에 연결되고, 제2OP앰프의 비반전단자는 접지에 연결된다.The other side of the resistor R2 is connected to the inverting terminal of the second OP amp, and the non-inverting terminal of the second OP amp is connected to ground.
상기 저항(R2)의 타측과 제2OP앰프의 출력측에 연결되는 스위치(SW)와 컨덴서(C1)는 펄스발생기(S3)의 타이머555(T5)의 출력 신호에 의해 제어된다.The switch SW and the capacitor C1 connected to the other side of the resistor R2 and the output side of the second OP amplifier are controlled by the output signal of the timer 555 T5 of the pulse generator S3.
도2에 도시되어 있는 센서모듈부(90)의 적분기(S2) 동작을 설명하면, 도2의 (2)위치에서의 전압 출력값이 출력되는 과정을 설명한 식의 출력값은Referring to the operation of the integrator S2 of the sensor module unit 90 shown in Figure 2, the output value of the equation explaining the process of outputting the voltage output value at the position (2) of Figure 2
V2 =R1/R2C1 Ileddt으로 된다. V2 = R 1 / R 2 C 1 I led dt Becomes
상기 식에 의해 적분기에 입력된 전압값은 하드웨어적으로 설정되있는 최대값과 최소값에 의해 충전 및 방전을 반복하여 도3의 톱니 모양 파형을 출력한다.The voltage value input to the integrator by the above equation is repeated charging and discharging according to the maximum value and the minimum value set in hardware to output the sawtooth waveform of FIG.
상기 최대값과 최소값을 자세히 설명하면, 최대값은 A 파형이 3/2Vcc + Vcon 까지 올라가면 스위치(SW)가 ON되어 콘덴서(C1, C2)의 전압이 방전된다.The maximum value and the minimum value will be described in detail. In the maximum value, when the A waveform rises to 3 / 2Vcc + Vcon, the switch SW is turned on to discharge the voltages of the capacitors C1 and C2.
최소값은 A 파형이 3/1Vcc + 2/1Vcon 까지 내려가면 스위치(SW)가 OFF되어 충전된다.The minimum value is charged when the A waveform drops to 3 / 1Vcc + 2 / 1Vcon and the switch (SW) is turned off.
상기 방전과 충전이 반복되어 도3의 톱니 모양 파형이 펄스 발생기(S3)에 출력된다.The discharge and charge are repeated, and the sawtooth waveform of FIG. 3 is output to the pulse generator S3.
상기 파형은 펄스 발생기(S3)에 의해 도3의 5V시 로우 신호인 펄스는 상기 스위치(SW)의 ON / OFF 동작 신호로 쓰이고, B1의 펄스는 제어부(100)에 출력된다.The waveform is a pulse of the low signal of 5V of FIG. 3 by the pulse generator S3 is used as the ON / OFF operation signal of the switch SW, the pulse of B1 is output to the controller 100.
상기 B1의 펄스는 카운터(C-1)의 클락 단자에 입력되어 카운팅된다.The pulse of B1 is input to the clock terminal of the counter C-1 and counted.
상기 카운팅된 값은 컨트롤러(C-2)가 내장한 카운팅 값(실험에 의해 결정된 적절한 노광량이라고 판단되는 값)과 비교되어 같게 되면 셔터(110)를 닫게 하는 제어 신호를 출력한다.The counted value is compared with a counting value built in the controller C-2 (a value determined to be an appropriate exposure amount determined by an experiment), and when the counted value is the same, a control signal for closing the shutter 110 is output.
상기 제어 신호는 셔터 구동부(C-3)에 입력되어 셔터(110)를 직접 구동시키는 역할을 하여 셔터(110)가 광을 차단하게 한다.The control signal is input to the shutter driver C-3 to directly drive the shutter 110 so that the shutter 110 blocks light.
상기의 노광량을 제어하여 셔터(110)의 구동을 제어하는 동작은 매 숏마다 반복되어진다.The operation of controlling the driving of the shutter 110 by controlling the exposure amount is repeated every shot.
이 발명에 의한 효과는 노광장치에서 환경이나 광원의 자체적인 변화에 대하여 즉각적으로 매 숏마다 광량을 신속하게 제어하므로, 플레이트 전체면에 고른 광량이 노광되므로, 제품의 품질을 높히고, 신뢰성을 높이는 역할을 한다.The effect of the present invention is to immediately control the amount of light every shot in response to the change of the environment or the light source in the exposure apparatus, so that the even amount of light is exposed on the entire surface of the plate, thereby enhancing the quality of the product and increasing the reliability. Do it.
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| KR1019960078442A KR100240169B1 (en) | 1996-12-30 | 1996-12-30 | Photo intensity controller |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1019960078442A KR100240169B1 (en) | 1996-12-30 | 1996-12-30 | Photo intensity controller |
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1996
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| KR19980059106A (en) | 1998-10-07 |
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