KR102246610B1 - Polygon mirror assembly and scan device - Google Patents
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Abstract
폴리곤 미러 어셈블리 및 스캔 장치가 제공된다. 폴리곤 미러 어셈블리는, 회전축으로부터 소정의 거리로 이격되어 배치된 복수의 반사 면을 포함하는 폴리곤 미러; 폴리곤 미러를 회전축을 중심으로 회전시키는 제1 모터; 제1 모터가 폴리곤 미러를 회전시키는 동안, 회전축이 틸팅(tilting)되도록 폴리곤 미러를 제1 축 방향으로 이동시키는 제2 모터; 및 제1 모터의 회전 속도에 대한 변화를 검출하기 위한 클럭 신호를 추출하는 클럭 신호 추출면을 포함한다.A polygon mirror assembly and scanning device are provided. The polygon mirror assembly includes: a polygon mirror including a plurality of reflective surfaces spaced apart from a rotation axis by a predetermined distance; A first motor that rotates the polygon mirror about a rotation axis; A second motor for moving the polygon mirror in the first axis direction so that the rotation axis is tilted while the first motor rotates the polygon mirror; And a clock signal extraction surface for extracting a clock signal for detecting a change in the rotational speed of the first motor.
Description
본 발명은 폴리곤 미러 어셈블리 및 스캔 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a polygon mirror assembly and a scanning device.
밀리미터파 또는 테라파와 같은 비이온화 전자기파는 생체에 무해한 특성으로 인해 안전성이 요구되는 생체와 관련된 물체 내부의 비파괴 검출에 유용하다. 피검물을 스캔하여 2 차원 스캔 영상(예를 들어, 2 차원 비파괴 검출 영상)을 얻기 위한 방식은 예를 들어, 2 차원 어레이(array) 광원을 이용하는 방식, 단일 광원을 이용하는 방식 등 여러 가지가 있을 수 있다.Non-ionized electromagnetic waves such as millimeter waves or terra waves are useful for non-destructive detection inside objects related to living bodies that require safety due to their harmless properties. There are various methods for obtaining a two-dimensional scan image (e.g., a two-dimensional non-destructive detection image) by scanning a specimen, for example, a method using a two-dimensional array light source, a method using a single light source, etc. I can.
신호 대 잡음 비(s/n 비)와 해상도를 높이기 위해서는 높은 관성에 맞서 빠르게 방향을 전환할 수 있는 모터가 요구되고 빔의 직경이 커질 필요가 있다. 이에 따라 스캔 장치의 부피가 커지게 되어, 이동성이 떨어지고 공간적 제약이 많아질 수 있다.In order to increase the signal-to-noise ratio (s/n ratio) and resolution, a motor that can quickly change direction against high inertia is required, and the diameter of the beam needs to be increased. Accordingly, the volume of the scanning device becomes large, so that mobility may decrease and space constraints may increase.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 소형이고 단순한 구조를 사용하여 2 차원 스캔 영상을 획득할 수 있는 폴리곤 미러 어셈블리 및 스캔 장치를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a polygon mirror assembly and a scanning device capable of acquiring a two-dimensional scan image using a small and simple structure.
본 발명의 일 실시 예에 따른 폴리곤 미러 어셈블리는, 회전축으로부터 소정의 거리로 이격되어 배치된 복수의 반사 면을 포함하는 폴리곤 미러; 폴리곤 미러를 회전축을 중심으로 회전시키는 제1 모터; 제1 모터가 폴리곤 미러를 회전시키는 동안, 회전축이 틸팅(tilting)되도록 폴리곤 미러를 제1 축 방향으로 이동시키는 제2 모터; 및 제1 모터의 회전 속도에 대한 변화를 검출하기 위한 클럭 신호를 추출하는 클럭 신호 추출면을 포함할 수 있다.A polygon mirror assembly according to an embodiment of the present invention includes: a polygon mirror including a plurality of reflective surfaces spaced apart from a rotation axis by a predetermined distance; A first motor that rotates the polygon mirror about a rotation axis; A second motor for moving the polygon mirror in the first axis direction so that the rotation axis is tilted while the first motor rotates the polygon mirror; And a clock signal extraction surface for extracting a clock signal for detecting a change in the rotation speed of the first motor.
본 발명의 몇몇의 실시 예에 따르면, 제2 모터는, 회전축이 소정의 각도 범위 내에서만 틸팅되도록 폴리곤 미러를 반복적으로 이동시킬 수 있다.According to some embodiments of the present invention, the second motor may repeatedly move the polygon mirror so that the rotation axis tilts only within a predetermined angular range.
본 발명의 몇몇의 실시 예에 따르면, 제1 모터의 샤프트는, 폴리곤 미러의 회전축 상에 배치될 수 있다.According to some embodiments of the present invention, the shaft of the first motor may be disposed on the rotation axis of the polygon mirror.
본 발명의 몇몇의 실시 예에 따르면, 제2 모터는, 중간 연결부를 통해 폴리곤 미러와 결합하고, 중간 연결부의 일 단은 제1 모터와 결합하고, 중간 연결부의 타 단은 제2 모터의 샤프트와 결합할 수 있다.According to some embodiments of the present invention, the second motor is coupled to the polygon mirror through the intermediate connection, one end of the intermediate connection is coupled to the first motor, and the other end of the intermediate connection is coupled to the shaft of the second motor. Can be combined.
본 발명의 몇몇의 실시 예에 따르면, 제1 모터의 회전 속도는 제2 모터의 회전 속도보다 빠를 수 있다.According to some embodiments of the present invention, the rotation speed of the first motor may be higher than the rotation speed of the second motor.
본 발명의 몇몇의 실시 예에 따르면, 클럭 신호 추출면은, 폴리곤 미러가 피검물을 스캔하지 않는 각도에서 광원으로부터 입사하는 전자기파를 반사시킬 수 있다.According to some embodiments of the present invention, the clock signal extraction surface may reflect electromagnetic waves incident from a light source at an angle at which the polygon mirror does not scan the specimen.
본 발명의 몇몇의 실시 예에 따르면, 클럭 신호 추출면은, 폴리곤 미러 내부에 배치되어, 광원으로부터 발생되어 폴리곤 미러에 입사하는 전자기파를 반사시킬 수 있다.According to some embodiments of the present invention, the clock signal extraction surface may be disposed inside the polygon mirror to reflect electromagnetic waves generated from a light source and incident on the polygon mirror.
본 발명의 몇몇의 실시 예에 따르면, 클럭 신호 추출면은, 폴리곤 미러 외부에 배치되어, 폴리곤 미러에 반사되어 입사하는 전자기파를 반사시킬 수 있다.According to some embodiments of the present invention, the clock signal extraction surface may be disposed outside the polygon mirror to reflect electromagnetic waves that are reflected and incident on the polygon mirror.
본 발명의 몇몇의 실시 예에 따르면, 폴리곤 미러는 ABS(acrylonitrile butadiene styrene copolymer) 수지를 포함하고, 복수의 반사면은 크롬 도금된 것일 수 있다.According to some embodiments of the present invention, the polygon mirror may include an acrylonitrile butadiene styrene copolymer (ABS) resin, and a plurality of reflective surfaces may be chrome plated.
본 발명의 일 실시 예에 따른 폴리곤 미러 어셈블리는, 회전축으로부터 소정의 거리로 이격되어 배치된 복수의 반사면을 포함하는 폴리곤 미러; 폴리곤 미러를 회전축을 중심으로 회전시키는 제1 모터; 회전축이 틸팅되도록 폴리곤 미러를 제1 축 방향으로 이동시키는 제2 모터; 및 일 단이 제1 모터와 결합하고, 타 단이 제2 모터의 샤프트와 결합하는 중간 연결부를 포함할 수 있다.A polygon mirror assembly according to an embodiment of the present invention includes: a polygon mirror including a plurality of reflective surfaces spaced apart from a rotation axis by a predetermined distance; A first motor that rotates the polygon mirror about a rotation axis; A second motor for moving the polygon mirror in the first axis direction so that the rotation axis is tilted; And an intermediate connection part having one end coupled to the first motor and the other end coupled to the shaft of the second motor.
본 발명의 몇몇의 실시 예에 따르면, 제1 모터의 샤프트는 폴리곤 미러의 회전축 상에 배치될 수 있다.According to some embodiments of the present invention, the shaft of the first motor may be disposed on the rotation axis of the polygon mirror.
본 발명의 몇몇의 실시 예에 따르면, 제2 모터는, 회전축이 소정의 각도 범위 내에서만 틸팅되도록 폴리곤 미러를 반복적으로 이동시킬 수 있다.According to some embodiments of the present invention, the second motor may repeatedly move the polygon mirror so that the rotation axis tilts only within a predetermined angular range.
본 발명의 몇몇의 실시 예에 따르면, 폴리곤 미러는, 폴리곤 미러가 피검물을 스캔하지 않는 각도에서, 폴리곤 미러에 입사하는 전자기파를 반사시키는 클럭 신호 추출면을 포함할 수 있다.According to some embodiments of the present invention, the polygon mirror may include a clock signal extraction surface that reflects electromagnetic waves incident on the polygon mirror at an angle at which the polygon mirror does not scan an object.
본 발명의 몇몇의 실시 예에 따르면, 제1 모터는 BLDC(Brushless DC) 모터이고, 제2 모터는 스테핑 모터일 수 있다.According to some embodiments of the present invention, the first motor may be a brushless DC (BLDC) motor, and the second motor may be a stepping motor.
본 발명의 일 실시 예에 따른 스캔 장치는, 밀리미터파 또는 테라파를 포함하는 전자기파를 발생시키는 광원; 광원에서 발생된 전자기파를 평행하게 형성하는 콜리메이팅 렌즈; 폴리곤 미러를 포함하고, 제1 모터를 이용하여 회전축을 중심으로 폴리곤 미러를 회전시키는 동안, 제2 모터를 이용하여 회전축이 틸팅되도록 폴리곤 미러를 제1 축 방향으로 이동시키는 폴리곤 미러 어셈블리; 폴리곤 미러로부터 반사되는 전자기파를 검출하여, 피검물에 대한 2차원 이미지를 획득하는 검출부; 및 제1 모터의 회전 속도에 대한 변화를 검출하기 위한 클럭 신호를 추출하는 클럭 신호 추출면을 포함할 수 있다.A scanning device according to an embodiment of the present invention includes a light source for generating electromagnetic waves including millimeter waves or terra waves; A collimating lens for forming electromagnetic waves generated from the light source in parallel; A polygon mirror assembly that includes a polygon mirror and moves the polygon mirror in the first axis direction so that the rotation axis is tilted using a second motor while the polygon mirror is rotated about a rotation axis using a first motor; A detection unit that detects electromagnetic waves reflected from the polygon mirror and obtains a two-dimensional image of the specimen; And a clock signal extraction surface for extracting a clock signal for detecting a change in the rotation speed of the first motor.
본 발명의 몇몇의 실시 예에 따르면, 제2 모터는, 회전축이 소정의 각도 범위 내에서만 틸팅되도록 폴리곤 미러를 반복적으로 이동시킬 수 있다.According to some embodiments of the present invention, the second motor may repeatedly move the polygon mirror so that the rotation axis tilts only within a predetermined angular range.
본 발명의 몇몇의 실시 예에 따르면, 클럭 신호 추출면은, 폴리곤 미러가 피검물을 스캔하지 않는 각도에서, 광원으로부터 입사하는 전자기파를 반사시킬 수 있다.According to some embodiments of the present invention, the clock signal extraction surface may reflect electromagnetic waves incident from a light source at an angle at which the polygon mirror does not scan the specimen.
본 발명의 몇몇의 실시 예에 따르면, 클럭 신호 추출면은, 폴리곤 미러 내부에 배치되어, 광원으로부터 발생되어 폴리곤 미러에 입사하는 전자기파를 반사시킬 수 있다.According to some embodiments of the present invention, the clock signal extraction surface may be disposed inside the polygon mirror to reflect electromagnetic waves generated from a light source and incident on the polygon mirror.
본 발명의 몇몇의 실시 예에 따르면, 클럭 신호 추출면은, 폴리곤 미러 외부에 배치되어, 폴리곤 미러에 반사되어 입사되는 전자기파를 반사시킬 수 있다.According to some embodiments of the present invention, the clock signal extraction surface may be disposed outside the polygon mirror to reflect electromagnetic waves that are reflected by the polygon mirror and incident thereon.
본 발명의 몇몇의 실시 예에 따르면, 피검물에 대한 2차원 이미지는 복수의 행을 포함하고, 복수의 행 각각은 피검물에 대한 이미지 신호 및 클럭 신호를 포함하고, 검출부는, 클럭 신호를 기준으로 복수의 행을 정렬하여 제1 모터의 회전 속도에 대한 변화에 따른 2차원 이미지의 왜곡을 보정할 수 있다.According to some embodiments of the present invention, a two-dimensional image of a specimen includes a plurality of rows, each of the plurality of rows includes an image signal and a clock signal for the specimen, and the detection unit is based on the clock signal. By arranging a plurality of rows, distortion of the 2D image according to a change in the rotation speed of the first motor may be corrected.
본 발명에 따르면, 단순한 구조로 제조되어, 고속으로 2 차원 스캔 영상을 획득할 수 있는 폴리곤 미러 어셈블리와, 이를 이용한 스캔 장치를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a polygon mirror assembly that is manufactured with a simple structure and capable of obtaining a two-dimensional scan image at high speed, and a scanning device using the same.
이에 따라, 폴리곤 미러 어셈블리 및 스캔 장치를 소형화할 수 있어, 폴리곤 미러 어셈블리 및 스캔 장치의 이동성이 높아지고 공간적 제약이 줄어들어, 비파괴 검출이 이루어지는 현장에서의 활용성을 증가시킬 수 있다. 나아가 낮은 비용으로 폴리곤 미러 어셈블리 및 스캔 장치를 제조할 수 있다.Accordingly, since the polygon mirror assembly and the scanning device can be miniaturized, the mobility of the polygon mirror assembly and the scanning device is increased and spatial constraints are reduced, thereby increasing the utility in a field where non-destructive detection is performed. Furthermore, it is possible to manufacture a polygon mirror assembly and a scanning device at low cost.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 폴리곤 미러 어셈블리를 설명하기 위한 도면이다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 폴리곤 미러 어셈블리의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스캔 장치를 설명하기 위한 도면들이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 폴리곤 미러 어셈블리의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 폴리곤 미러 어셈블리를 설명하기 위한 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 폴리곤 미러 어셈블리를 설명하기 위한 도면들이다.
도 12는 본 발명의 폴리곤 미러 어셈블리 또는 스캔 장치를 이용하여 획득한 2 차원 스캔 영상을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a polygon mirror assembly according to an embodiment of the present invention.
2 to 5 are views for explaining the operation of the polygon mirror assembly according to an embodiment of the present invention.
6 and 7 are diagrams for describing a scanning device according to an embodiment of the present invention.
8 is a view for explaining the operation of the polygon mirror assembly according to another embodiment of the present invention.
9 is a view for explaining a polygon mirror assembly according to another embodiment of the present invention.
10 and 11 are views for explaining a polygon mirror assembly according to another embodiment of the present invention.
12 is a diagram for explaining a 2D scan image acquired using a polygon mirror assembly or a scanning device of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification and claims, when a certain part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 폴리곤 미러 어셈블리 및 스캔 장치에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Now, a polygon mirror assembly and a scanning device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
본 발명의 다양한 실시 예에서, 전자기파는 밀리미터파 또는 테라파를 포함할 수 있다. 밀리미터파는 초고주파(extremely high frequency)영역의 전자기파로 바람직하게는, 30 GHz에서 300 GHz 범위의 주파수를 가질 수 있고, 테라파는 테라헤르츠(terahertz) 영역의 전자기파로, 바람직하게는, 0.1 THz 내지 10 THz 범위의 주파수를 가질 수 있으나, 이러한 범위를 다소 벗어난다 하더라도 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 생각해낼 수 있는 범위라면, 본 발명에서의 밀리미터파 또는 테라파로 인정될 수 있다.In various embodiments of the present disclosure, the electromagnetic waves may include millimeter waves or terra waves. The millimeter wave is an electromagnetic wave in an extremely high frequency region, preferably, may have a frequency in the range of 30 GHz to 300 GHz, and the tera wave is an electromagnetic wave in the terahertz region, preferably, 0.1 THz to 10 THz Although it may have a range of frequencies, it may be recognized as a millimeter wave or tera wave in the present invention as long as it is a range that can be easily conceived by one of ordinary skill in the art, even if it is slightly out of this range.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 폴리곤 미러 어셈블리를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a polygon mirror assembly according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 폴리곤 미러 어셈블리(1)는 폴리곤 미러(10), 제1 모터(20), 제2 모터(30) 및 중간 연결부(40)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a
폴리곤 미러(10)는 복수의 반사 면을 포함하며, 복수의 반사 면은 폴리곤 미러(10)로 입사되는 전자기파를 반사시킬 수 있다. 폴리곤 미러(10)는 가상의 회전축(Y-Y')을 중심으로 회전할 수 있고, 복수의 반사 면은 회전축으로부터 소정의 거리로 이격되어, 예를 들어 회전축을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 복수의 반사 면의 중심은 회전축(Y-Y')으로부터 동일한 최단거리를 갖도록 배치될 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다.The
본 실시 예에서, 폴리곤 미러(10)의 반사 면의 개수는 4 개로 도시되어 있으나, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니고, 6 개, 8 개 등 임의의 개수가 될 수 있다. 예를 들어, 요구되는 스캔 속도가 높을수록 일 회전 시 더 많은 지점에 대한 스캔을 하기 위해, 폴리곤 미러(10)는 더 많은 개수의 반사 면을 구비할 수 있다. 다른 예로, 반사 면이 많을 수록 폴리곤 미러(10)의 크기가 커지거나, 스캔 영상에서의 왜곡이 커질 수 있으므로, 이를 고려하여 폴리곤 미러(10)는 적절한 개수의 반사 면을 구비할 수 있다.In this embodiment, the number of reflective surfaces of the
본 발명의 몇몇의 실시 예에서, 입사되는 전자기파를 2 차원 영역으로 반사시키기 위해, 폴리곤 미러(10)는 조립 구조가 아닌 단일 구조를 갖도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 폴리곤 미러(10)의 반사 면들은 단일 구조로 제조되어, 회전 중심으로부터 모든 반사 면들까지의 거리를 최소화할 수 있어, 고해상도를 구현하기 위한 입사 빔의 직경을 크게 할 수 있고, 후술할 틸팅에 의한 왜곡을 최소화할 수 있다. 그러나, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다.In some embodiments of the present invention, in order to reflect an incident electromagnetic wave into a two-dimensional region, the
본 발명의 몇몇의 실시 예에서, 폴리곤 미러(10)는 ABS(acrylonitrile butadiene styrene copolymer) 수지를 이용하여 제조될 수 있다. 폴리곤 미러(10)는 빠른 속도(예컨대 수 천 rpm)로 회전할 수 있기 때문에, 폴리곤 미러(10)가 회전하고 있는 상황에서 인체와 접촉 시 위험할 수 있다. 금속 재질 대신, 이와 같은 고강도, 저밀도(예컨대 1.07 cm3) 플라스틱 계열의 ABS 수지를 사용함으로써, 빠른 속도로 회전하는 폴리곤 미러(10)로부터 인체를 보호할 수 있다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다.In some embodiments of the present invention, the
또한, 본 발명의 몇몇의 실시 예에서, 폴리곤 미러(10)(예컨대, 복수의 반사 면)에는 크롬 도금이 수행될 수 있다. 이에 따라 금속 재질이 아닌 ABS 수지 재질의 폴리곤 미러(10)에서도 전자기파의 표면 전반사가 양호하게 일어날 수 있다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다. Further, in some embodiments of the present invention, chrome plating may be performed on the polygon mirror 10 (eg, a plurality of reflective surfaces). Accordingly, the total surface reflection of electromagnetic waves can be satisfactorily generated even in the
본 발명의 몇몇의 실시 예에서, 폴리곤 미러(10)는 빈 공간을 포함하도록 제조될 수 있다. 폴리곤 미러(10)의 무게를 줄이기 위해, 복수의 반사 면과, 제1 모터(20)와 결합되는 결합 영역을 제외하고는 가능한 많이 빈 공간을 포함하도록 제조될 수 있다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다.In some embodiments of the present invention, the
제1 모터(20)는 폴리곤 미러(10)를 회전축(Y-Y')을 중심으로 회전시킬 수 있다.The
본 실시 예에서, 제1 모터(20)는 폴리곤 미러(10)의 상면 또는 하면과 결합할 수 있다. 구체적으로, 제1 모터(20)와 폴리곤 미러(10)는, 제1 모터(20)의 샤프트가 폴리곤 미러(10)의 회전축(Y-Y') 상에 배치되도록 결합될 수 있다. 즉, 제1 모터(20)는 폴리곤 미러(10)의 상면 또는 하면과 결합하여 폴리곤 미러(10)를 회전축(Y-Y')을 중심으로 회전시킬 수 있다.In this embodiment, the
제2 모터(30)는 회전축(Y-Y')이 틸팅되도록 폴리곤 미러(10)를 제1 축 방향으로 이동시킬 수 있다. 구체적으로, 제2 모터(30)는 제1 모터(20)가 폴리곤 미러(10)를 회전시키는 동안 회전축(Y-Y')이 틸팅되도록 폴리곤 미러(10)를 제1 축 방향으로 이동, 예를 들어, 도 1을 기준으로 할 때 상하로 이동시킬 수 있다.The
본 실시 예에서, 제2 모터(30)는 중간 연결부(40)를 통해 폴리곤 미러(10)와 결합할 수 있다. 여기서, 중간 연결부(40)는 폴리곤 미러(10)와 제2 모터(30) 사이에 배치되어, 일 단은 폴리곤 미러(10)에 결합하고 타 단은 제2 모터(30)에 결합할 수 있다.In this embodiment, the
특히, 중간 연결부(40)의 일 단은 제1 모터(20)폴리곤 미러(10)의 상면 또는 하면과 결합할 수 있다. 이와 달리, 도 1에서와 같이 폴리곤 미러(10)에서 빈 공간을 확보하기 위해 상면 또는 하면이 존재하지 않도록 구현된 경우, 중간 연결부(40)의 일 단은, 제1 모터(20)와 결합할 수도 있다. In particular, one end of the
한편, 중간 연결부(40)의 타 단은 제2 모터(30)의 샤프트와 결합할 수 있다. 즉, 제2 모터(30)는 중간 연결부(40)의 타 단에 결합하여, 회전축(Y-Y')이 틸팅되도록 폴리곤 미러(10)를 제1 축 방향으로 이동시킬 수 있다.Meanwhile, the other end of the
도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 폴리곤 미러 어셈블리의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.2 to 5 are views for explaining the operation of the polygon mirror assembly according to an embodiment of the present invention.
도 2, 도 3 및 도 5를 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 폴리곤 미러 어셈블리(1)는 1 차원 선 스캐닝 동작을 수행할 수 있다.2, 3, and 5 together, the
폴리곤 미러(10)에 제1 모터(20)를 결합시킨 후, 제1 모터(20)를 이용하여 폴리곤 미러(10)를 고속으로 회전시키면, 폴리곤 미러(10)의 중심으로 입사되는 전자기파는, 폴리곤 미러(10)가 일 회전할 때마다 폴리곤 미러(10)의 반사 면 개수만큼의 지점들로 반사될 수 있다. 이와 같은 방식으로 폴리곤 미러 어셈블리(1)는 1 차원 선 스캐닝 동작을 수행할 수 있다.After the
폴리곤 미러(10)로부터 반사된 반사파들은 예컨대 F 세타(F-theta) 렌즈를 통해 피검물(또는 샘플) 표면에 집속된 후, 피검물로부터 반사되어 다시 F 세타 렌즈를 통과한 후 스캔 영상을 형성할 수 있는데, 1 차원 선 스캐닝 동작으로 인해, 2 차원 스캔 영상(IMG1)에서 각 행마다 좌측에서 우측으로 진행하는 방식으로 피검물에 대한 스캔이 수행될 수 있다.The reflected waves reflected from the
다음으로 도 2, 도 4 및 도 5를 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 폴리곤 미러 어셈블리(1)는 2 차원 면 스캐닝 동작을 수행할 수 있다.Next, referring to FIGS. 2, 4, and 5 together, the
도 3에서와 같이 고속으로 회전하는 폴리곤 미러(10)와, 폴리곤 미러(10)에 결합된 제1 모터(20)를 동시에 틸팅하게 되면, 폴리곤 미러(10)의 중심으로 입사되는 전자기파가 폴리곤 미러(10)가 일 회전할 때마다 반사되는 지점들의 위치를 이동시킬 수 있다. 이와 같은 방식으로 폴리곤 미러 어셈블리(1)는 2 차원 면 스캐닝 동작을 수행할 수 있다.As shown in FIG. 3, when the
2 차원 스캔 영상(IMG1)에서 각 행마다 좌측에서 우측으로 진행하는 1 차원 선 스캐닝 동작을 계속 반복하면서, 폴리곤 미러(10)의 회전축을 틸팅하게 되면, 2 차원 스캔 영상(IMG1)에서 1 차원 스캐닝 동작이 수행되는 행을 다른 행으로 변경할 수 있게 되어, 결국 피검물에 대한 2 차원 스캔이 수행될 수 있다.If the rotation axis of the
이와 같이 행 별로 1 차원 스캐닝 동작을 반복하기 위해, 제2 모터(30)는, 회전축이 소정의 각도 범위, 예컨대 상하로 +10 도 내지 -10 도의 범위 내에서만 틸팅되도록 폴리곤 미러(10)를 반복적으로 이동시킬 수 있으나, 상기 범위는 구체적인 구현 목적에 따라 얼마든지 달라질 수 있다.In this way, in order to repeat the one-dimensional scanning operation for each row, the
본 실시 예에서, 예컨대 2 차원 스캔 영상(IMG1)의 좌우 방향으로 수행되는 1 차원 선 스캐닝의 속도는, 2 차원 스캔 영상(IMG1)의 좌우 방향으로 수행되는 2 차원 면 스캐닝의 속도보다 빠를 수 있다. 다시 말해서, 제1 모터(20)의 회전 속도는 제2 모터(30)의 회전 속도보다 빠를 수 있다.In this embodiment, for example, the speed of 1D line scanning performed in the left-right direction of the 2D scan image IMG1 may be faster than the speed of 2D surface scanning performed in the left-right direction of the 2D scan image IMG1. . In other words, the rotational speed of the
본 실시 예에서, 제1 모터(20)는 BLDC(Brushless DC) 모터이고, 제2 모터(30)는 스테핑 모터일 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다.In this embodiment, the
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스캔 장치를 설명하기 위한 도면들이다.6 and 7 are diagrams for describing a scanning device according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스캔 장치(2)는 전술한 폴리곤 미러(10), 제1 모터(20), 제2 모터(30) 및 중간 연결부(40)를 포함하는 폴리곤 미러 어셈블리(1)와, 광원(50), 콜리메이팅 렌즈(60), 빔 스플리터(70), 검출부(80) 및 F 세타 렌즈(L)를 포함할 수 있다. 그러나 본 실시 예에 따른 스캔 장치(2)의 구성은 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 구체적인 구현 목적에 따라 스캔 장치(2)의 구성을 얼마든지 변경할 수 있다.Referring to FIG. 6, a
폴리곤 미러 어셈블리(1)는, 전술한 바와 같이, 폴리곤 미러(10)를 포함하고, 제1 모터(20)를 이용하여 회전축을 중심으로 폴리곤 미러(10)를 회전시키는 동안, 제2 모터(30)를 이용하여 회전축이 틸팅되도록 폴리곤 미러(10)를 제1 축 방향으로 이동시킬 수 있다. 폴리곤 미러 어셈블리(1)에 관해 전술한 내용에 대해, 중복되는 설명은 생략하도록 한다.As described above, the
광원(50)은 전자기파를 발생시킬 수 있는 임의의 장치일 수 있다. 특히, 광원(50)은 밀리미터파 또는 테라파를 포함하는 전자기파를 발생시킬 수 있다.The
콜리메이팅 렌즈(60)는 광원(50)으로부터 입사된 전자기파를 평행하게 형성할 수 있다.The collimating
빔 스플리터(70)는 광원(50)으로부터 입사된 전자기파를 폴리곤 미러(10)에 전달하거나, 피검물로부터 발생된 후 폴리곤 미러(10)로부터 반사되는 전자기파를 검출부(80)에 전달할 수 있다.The
검출부(80)는 폴리곤 미러(10)로부터 반사되는 전자기파를 검출하여, 피검물에 대한 2 차원 이미지를 획득할 수 있다. 구체적으로 검출부(80)는, 폴리곤 미러(10)로부터 반사되는 전자기파에 대응하는 각 2 차원 좌표 포인트에서의 데이터 값을 획득할 수 있다.The
F 세타 렌즈(L)는 폴리곤 미러(10)로부터 입사된 전자기파를 피검물(S)에 집속시키거나, 피검물(S)로부터 반사된 전자기파를 다시 폴리곤 미러(10)에 집속시킬 수 있다.The F-theta lens L may focus the electromagnetic wave incident from the
본 실시 예에서, 빔 스플리터(70)와 검출부(80) 사이에, 폴리곤 미러(10)로부터 반사되는 전자기파를 검출부(80)에 전달하기 위한 파라볼릭 미러가 추가로 배치될 수도 있다.In this embodiment, a parabolic mirror for transmitting electromagnetic waves reflected from the
광원(50)으로부터 발생된 전자기파는 콜리메이팅 렌즈(60)를 통해 평행하게 형성된 후, 빔 스플리터(70)를 통과하여 폴리곤 미러(10)에 도달할 수 있다. 전술한 바와 같이, 폴리곤 미러(10)는 제1 모터(20)에 의해 360 도 회전을 하면서, 일 회전할 때마다 폴리곤 미러(10)의 반사 면 개수에 해당하는 F 세타 렌즈(L) 상의 지점으로 전자기파를 반사시킬 수 있다. 또한, 폴리곤 미러(10)는 제2 모터(30)에 의해 소정의 각도 범위 내에서의 이동을 반복하면서, 일 회전할 때마다 정해지는 폴리곤 미러(10)의 반사 면 개수에 해당하는 F 세타 렌즈(L) 상의 지점의 위치를 이동시킬 수 있다.Electromagnetic waves generated from the
바꾸어 말하면, 제1 모터(20)는 F 세타 렌즈(L)면의 좌우 방향으로, 폴리곤 미러(10)에서 반사된 전자기파가 도달하게 되는 지점들의 위치를 결정하고, 제2 모터(30)는 F 세타 렌즈(L)면의 상하 방향으로, 폴리곤 미러(10)에서 반사된 전자기파가 도달하게 되는 지점들의 위치를 결정할 수 있다.In other words, the
이와 같이 F 세타 렌즈(L) 상에서 2 차원적으로 위치가 정해진 지점들을 통과하는 전자기파들은 피검물(S)에 2 차원 면을 스캔하는 형태로 집속될 수 있다.As described above, electromagnetic waves passing through points that are two-dimensionally positioned on the F-theta lens L may be focused on the specimen S in the form of scanning a two-dimensional surface.
이어서 도 7을 참조하면, 피검물(S)로부터 반사된 전자기파는 F 세타 렌즈(L)를 통해 폴리곤 미러(10)에 집속될 수 있다. 이들 전자기파는 폴리곤 미러(10)에 의해 반사된 후 빔 스플리터(70)를 통해, 또한 구체적인 구현 목적에 따라 파라볼릭 미러를 통해, 검출부(80)에 도달할 수 있고, 검출부(80)는 이들 전자기파에 대응하는 각 2 차원 좌표 포인트에서의 데이터 값을 획득함으로써. 피검물(S)에 대한 2 차원 스캔 영상을 획득할 수 있다.Subsequently, referring to FIG. 7, the electromagnetic wave reflected from the specimen S may be focused on the
예를 들어, 2 차원 스캔 영상을 획득하기 위한 스캔 장치(2)의 설정은 다음과 같을 수 있다. 폴리곤 미러(10)는 4 개의 반사 면을 구비하고, 제1 모터(20)는 폴리곤 미러(10)를 3000 rpm으로 고속 회전할 수 있다. 동시에 제2 모터(30)는 2 초 동안 30 도를 틸팅하여 2 차원 면 스캐닝을 수행할 수 있다. 그리고 검출부(80)는 300k 의 샘플링 속도로 2 초 동안 데이터를 취득한 후 이들 데이터를 이미지화할 수 있다.For example, the setting of the
이와 같은 설정에서, 스캔 장치(2)가 총 2 초 동한 측정한 데이터의 개수는 6 x 105 개(3 x 105 데이터/초)이고, 결과적으로 총 400 행(= 3000 rpm / 60 x 4 면 x 2 초)을 스캔할 수 있다. 따라서, 1500 개 데이터(= 6 x 105 데이터 / 400 라인)가 1 행을 구성하며, 2 차원 스캔 영상은 가로 x 세로 = 1500 데이터 x 400 데이터의 2 차원 배열 이미지로 표현될 수 있다.In this setting, the number of measured data for a total of 2 seconds by the
이제까지 설명한 본 발명의 실시 예들에 따른 폴리곤 미러 어셈블리 및 스캔 장치는 단순한 구조로 제조되어, 고속으로 2 차원 스캔 영상을 획득할 수 있다. 이에 따라, 폴리곤 미러 어셈블리 및 스캔 장치를 소형화할 수 있어, 폴리곤 미러 어셈블리 및 스캔 장치의 이동성이 높아지고 공간적 제약이 줄어들어, 비파괴 검출이 이루어지는 현장에서의 활용성을 증가시킬 수 있다. 나아가 낮은 비용으로 폴리곤 미러 어셈블리 및 스캔 장치를 제조할 수 있다.The polygon mirror assembly and the scanning apparatus according to the embodiments of the present invention described so far are manufactured with a simple structure, and thus a 2D scan image can be obtained at high speed. Accordingly, since the polygon mirror assembly and the scanning device can be miniaturized, the mobility of the polygon mirror assembly and the scanning device is increased and spatial constraints are reduced, thereby increasing the utility in a field where non-destructive detection is performed. Furthermore, it is possible to manufacture a polygon mirror assembly and a scanning device at low cost.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 폴리곤 미러 어셈블리의 동작을 설명하기 위한 도면이다.8 is a view for explaining the operation of the polygon mirror assembly according to another embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 폴리곤 미러 어셈블리는 제1 모터(20)의 회전 속도에 대한 변화에 따른 왜곡을 보정하기 위한 동작을 추가로 수행할 수 있다.Referring to FIG. 8, the polygon mirror assembly according to another embodiment of the present invention may additionally perform an operation for correcting distortion according to a change in the rotation speed of the
예를 들어, 폴리곤 미러(10)를 고속 회전시키는 제1 모터(20)가 그 회전 속도를 정속으로 유지하지 못하고 수 rpm이 흔들리게 되면, 행 당 데이터 개수가 달라지게 되어 측정된 2 차원 이미지가 실제 샘플과 다른 형태를 표현하게 되는, 이미지 왜곡이 발생될 수 있다. 제1 모터(20)가 정속 3000 rpm으로 회전하는 경우 행 당 데이터 개수는 1500 개 데이터로 표현된다. 그런데 회전 속도에 3000 rpm의 0.1 %인 3 rpm의 변화가 발생하는 경우를 가정하여 계산해 보면, 총 399.6 행(= 2997 rpm / 60 x 4 면 x 2 초)과, 1 행을 구성하는 데 1501.5 개 데이터(= 6 x 105 데이터 / 399.6 라인)가 되어 측정되는 2 초 동안 회전 속도 rpm 의 변화에 따라 이미지가 휘어질 수 있다.For example, if the
폴리곤 미러(10)가 4 개의 반사 면을 구비한다고 가정하면, 하나의 반사 면이 90 도 회전하는 동안, 실제 이미지를 측정하는 각도, 즉 F 세타 렌즈(L)를 향해 반사되는 각도는 약 20 도 내지 약 30 도가 될 수 있고, 이를 제외한 약 60 도 내지 약 70 도에서 반사된 전자기파는 F 세타 렌즈(L)가 아닌 다른 방향을 향하게 되어 이미지 측정에는 사용되지 않는다. 물론 이와 같은 범위는 오로지 예시적인 것에 불과하며, 상기 범위는 광학계의 구체적인 구조에 따라 얼마든지 달라질 수 있다. 이미지 왜곡의 보정을 위해, 본 실시 예에 따른 폴리곤 미러 어셈블리는 이미지를 측정하지 않는 각도에서 반사되는 전자기파를 이용할 수 있다.Assuming that the
구체적으로, 폴리곤 미러 어셈블리는, 이미지를 측정하는 각도(예컨대 도 8에서 -10 도 내지 +10도)를 벗어난 각도(예컨대 도 8에서 -25 도 또는 + 25도) 중 하나의 각도에서, 광원(50)으로부터 입사되는 전자기파를 반사시키고, 반사된 전자기파를 피검물이 아닌 검출부(80)로 진행하도록 할 수 있다. 즉, 폴리곤 미러 어셈블리는, 폴리곤 미러(10)가 피검물을 스캔하지 않는 각도에서 광원(50)으로부터 입사하는 전자기파를 검출부(80)로 반사시키고, 검출부(80)는 해당 각도에서 반사된 입사 전자기파를 이용하여 이미지 왜곡을 보정할 수 있다. 본 명세서에서, 광원(50)으로부터 발생되어 폴리곤 미러(10)에 반사되었다가 피검물을 스캔하지 않고 검출부(80)로 입사되는, 제1 모터(20)의 회전 속도에 대한 변화를 검출하기 위한 전자기파를 "클럭 신호"라고 지칭하도록 한다.Specifically, the polygon mirror assembly, at one of the angles (e.g. -25 degrees or + 25 degrees in Fig. 8) out of the angle (for example, -10 degrees to +10 degrees in Fig. 8) at which the image is measured, the light source ( The electromagnetic wave incident from 50) may be reflected, and the reflected electromagnetic wave may be made to proceed to the
이로부터, 폴리곤 미러(10)로부터 반사되는 전자기파로부터 생성된 피검물에 대한 2 차원 이미지는 복수의 행을 포함하되, 복수의 행 각각은 피검물에 대한 이미지 신호와 클럭 신호를 함께 포함하게 되고, 검출부(80)는 클럭 신호를 기준으로 복수의 행을 정렬하여 제1 모터(20)의 회전 속도에 대한 변화에 따른 왜곡을 보정할 수 있다.From this, the two-dimensional image of the specimen generated from the electromagnetic wave reflected from the
이제 도 9 내지 도 11을 참조하면, 클럭 신호를 획득하기 위한 예시적인 방안을 설명하도록 한다.Referring now to FIGS. 9 to 11, an exemplary method for obtaining a clock signal will be described.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 폴리곤 미러 어셈블리를 설명하기 위한 도면이다.9 is a view for explaining a polygon mirror assembly according to another embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 폴리곤 미러 어셈블리는, 폴리곤 미러(10) 내부에 배치된 클럭 신호 추출면(90)을 포함한다. 클럭 신호 추출면(90)은 광원(50)으로부터 발생되어 폴리곤 미러(10)에 입사하는 전자기파를 반사시킬 수 있다.Referring to FIG. 9, a polygon mirror assembly according to another embodiment of the present invention includes a clock
폴리곤 미러(10) 내부에 배치된 클럭 신호 추출면(90)에 전자기파를 입사시키기 위해, 본 실시 예에서, 폴리곤 미러(10)는 각 모서리 부분에 홀(hole)(H)을 포함할 수 있다. 홀(H)을 통해 입사한 전자기판은, 폴리곤 미러(10) 내부에 배치된 클럭 신호 추출면(90)에 반사되어, 피검물(S)로부터 반사된 전자기파와 함께 검출부(80)에 도달할 수 있다. 검출부(80)는 이들 전자기파에 대응하는 각 2 차원 좌표 포인트에서의 데이터 값을 획득함으로써. 피검물(S)에 대한 2 차원 스캔 영상을 획득하고 이미지 왜곡을 보정할 수 있다.In order to inject an electromagnetic wave into the clock
도 10 및 도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 폴리곤 미러 어셈블리를 설명하기 위한 도면들이다.10 and 11 are views for explaining a polygon mirror assembly according to another embodiment of the present invention.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 폴리곤 미러 어셈블리는, 폴리곤 미러(10) 외부에 배치된 클럭 신호 추출면(92)을 포함한다. 클럭 신호 추출면(92)은 광원(50)으로부터 발생된 후 폴리곤 미러(10)에 반사되었다가 입사되는 전자기파를 반사시킬 수 있다.10 and 11, a polygon mirror assembly according to another embodiment of the present invention includes a clock
도 10에 도시된 바와 같이, 광원(50)으로부터 발생된 전자기파는 콜리메이팅 렌즈(60)를 통해 평행하게 형성된 후, 빔 스플리터(70)를 통과하여 폴리곤 미러(10)에 도달할 수 있다.As illustrated in FIG. 10, the electromagnetic waves generated from the
이미지를 측정하는 각도에서, 전술한 바와 같이, 폴리곤 미러(10)는 제1 모터(20)에 의해 360도 회전을 하면서, 일 회전할 때마다 폴리곤 미러(10)의 반사 면 개수에 해당하는 F 세타 렌즈(L) 상의 지점으로 전자기파를 반사시킬 수 있다. 또한, 폴리곤 미러(10)는 제2 모터(30)에 의해 소정의 각도 범위 내에서의 이동을 반복하면서, 일 회전할 때마다 정해지는 폴리곤 미러(10)의 반사 면 개수에 해당하는 F 세타 렌즈(L) 상의 지점의 위치를 이동시킬 수 있다. 이와 같이 F 세타 렌즈(L) 상에서 2 차원적으로 위치가 정해진 지점들을 통과하는 전자기파들은 피검물(S)에 2 차원 면을 스캔하는 형태로 집속될 수 있다.At the angle at which the image is measured, as described above, the
한편, 이미지를 측정하지 않는 각도에서, 폴리곤 미러(10)는 광원(50)으로부터 발생된 전자기파를 반사하여 클럭 신호 추출면(92)에 도달하도록 한다. On the other hand, at an angle where the image is not measured, the
이어서 도 11을 참조하면, 피검물(S)로부터 반사된 전자기파는 F 세타 렌즈(L)를 통해 폴리곤 미러(10)에 집속될 수 있다. 이와 함께, 클럭 신호 추출면(92)으로부터 반사된 클럭 신호 역시 폴리곤 미러(10)에 집속될 수 있다. 이들 전자기파는 폴리곤 미러(10)에 의해 반사된 후 빔 스플리터(70)를 통해, 또한 구체적인 구현 목적에 따라 파라볼릭 미러를 통해, 검출부(80)에 도달할 수 있고, 검출부(80)는 이들 전자기파에 대응하는 각 2 차원 좌표 포인트에서의 데이터 값을 획득함으로써. 피검물(S)에 대한 2 차원 스캔 영상을 획득하고 이미지 왜곡을 보정할 수 있다.Next, referring to FIG. 11, the electromagnetic wave reflected from the specimen S may be focused on the
도 12는 본 발명의 폴리곤 미러 어셈블리 또는 스캔 장치를 이용하여 획득한 2 차원 스캔 영상을 설명하기 위한 도면이다.12 is a diagram for explaining a 2D scan image acquired using a polygon mirror assembly or a scanning device of the present invention.
도 12를 참조하면, 좌측에 도시된 이미지(IMG2, IMG3)는 제1 모터(20)의 회전 속도에 대한 변화로 인해 왜곡된 이미지이고, 우측에 도시된 이미지(IMG4, IMG5)는 본 발명의 폴리곤 미러 어셈블리 또는 스캔 장치가 왜곡을 보정한 후의 결과물이다.Referring to FIG. 12, images IMG2 and IMG3 shown on the left are images distorted due to a change in the rotational speed of the
이미지(IMG2)의 경우, 예컨대 도 9에서 설명한 방식으로 추출한 클럭 신호(CK1)가 샘플링 되었고, 이미지(IMG3)의 경우, 예컨대 도 10 및 도 11에서 설명한 방식으로 추출한 클럭 신호(CK2)가 샘플링 되었음을 알 수 있다. 즉, 이미지(IMG2, IMG3)의 각각의 행은 피검물에 대한 이미지 신호와 함께 클럭 신호(CK1, CK2)를 함께 포함한다. 이미지(IMG2, IMG3)에서의 클럭 신호(CK1, CK2)는 그 왜곡된 형태가 제1 모터(20)의 흔들린 rpm을 그대로 반영하고 있다.In the case of the image IMG2, for example, the clock signal CK1 extracted in the manner described in FIG. 9 was sampled, and in the case of the image IMG3, the clock signal CK2 extracted in the manner described in FIGS. 10 and 11 was sampled. Able to know. That is, each row of the images IMG2 and IMG3 includes the clock signals CK1 and CK2 together with the image signal for the specimen. The clock signals CK1 and CK2 in the images IMG2 and IMG3 have their distorted form reflecting the shaken rpm of the
검출부(80)는 이미지(IMG2)에 대해 클럭 신호(CK1)가 일 직선이 되도록, 클럭 신호(CK1)를 기준으로 복수의 행을 정렬하여, 보정된 이미지(IMG4)를 생성할 수 있다. 마찬가지로, 검출부(80)는 이미지(IMG3)에 대해 클럭 신호(CK2)가 일 직선이 되도록, 클럭 신호(CK2)를 기준으로 복수의 행을 정렬하여, 보정된 이미지(IMG5)를 생성할 수 있다.The
이제까지 설명한 본 발명의 실시 예들에 따른 폴리곤 미러 어셈블리 및 스캔 장치는 단순한 구조로 제조되어, 고속으로 2 차원 스캔 영상을 획득할 수 있다. 이에 따라, 폴리곤 미러 어셈블리 및 스캔 장치를 소형화할 수 있어, 폴리곤 미러 어셈블리 및 스캔 장치의 이동성이 높아지고 공간적 제약이 줄어들어, 비파괴 검출이 이루어지는 현장에서의 활용성을 증가시킬 수 있다. 나아가 낮은 비용으로 폴리곤 미러 어셈블리 및 스캔 장치를 제조할 수 있다.The polygon mirror assembly and the scanning apparatus according to the embodiments of the present invention described so far are manufactured with a simple structure, and thus a 2D scan image can be obtained at high speed. Accordingly, since the polygon mirror assembly and the scanning device can be miniaturized, the mobility of the polygon mirror assembly and the scanning device is increased and spatial constraints are reduced, thereby increasing the utility in a field where non-destructive detection is performed. Furthermore, it is possible to manufacture a polygon mirror assembly and a scanning device at low cost.
또한, 폴리곤 미러의 반사 면들은 단일 구조로 제조되어, 회전 중심으로부터 모든 반사 면들까지의 거리를 최소화할 수 있어, 고해상도를 구현하기 위한 입사 빔의 직경을 크게 할 수 있고, 틸팅에 의한 왜곡을 최소화할 수 있다.In addition, since the reflective surfaces of the polygon mirror are manufactured in a single structure, the distance from the center of rotation to all reflective surfaces can be minimized, thereby increasing the diameter of the incident beam for realizing high resolution, and minimizing distortion due to tilting. can do.
나아가, 폴리곤 미러를 고속 회전하는 모터의 rpm이 일정하게 유지되지 않음으로 인해 발생하는 왜곡을 보정할 수 있어, 저가의 소형 모터의 사용이 가능하여, 폴리곤 미러 어셈블리 및 스캔 장치의 소형화 및 저가 실현이 가능하여 현장에서의 활용성을 더 높일 수 있다.Furthermore, distortion caused by the rotation of the polygon mirror at a high speed can not be maintained at a constant rpm, enabling the use of a low-cost small motor, making it possible to reduce the size and cost of the polygon mirror assembly and scanning device. It is possible to further increase the usability in the field.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속한다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and general in the technical field to which the present invention belongs, using the basic concept of the present invention defined in the following claims. Various modifications and improvements by those skilled in the art also belong to the scope of the present invention.
Claims (20)
상기 폴리곤 미러를 상기 회전축을 중심으로 회전시키는 제1 모터;
상기 제1 모터가 상기 폴리곤 미러를 회전시키는 동안, 상기 폴리곤 미러 및 상기 제1 모터가 상기 회전축을 기준으로 함께 틸팅(tilting)되도록 상기 폴리곤 미러를 제1 축 방향으로 이동시키는 제2 모터; 및
상기 제1 모터의 회전 속도에 대한 변화를 검출하기 위한 클럭 신호를 추출하는 클럭 신호 추출면을 포함하되,
상기 클럭 신호 추출면은, 상기 폴리곤 미러가 피검물을 스캔하지 않는 각도에서 광원으로부터 입사되는 전자기파를, 상기 피검물로부터 반사된 전자기파와 함께 검출부로 반사시키는,
폴리곤 미러 어셈블리.A polygon mirror including a plurality of reflective surfaces spaced apart from the rotation axis by a predetermined distance;
A first motor rotating the polygon mirror about the rotation axis;
A second motor for moving the polygon mirror in a first axis direction so that the polygon mirror and the first motor are tilted together with respect to the rotation axis while the first motor rotates the polygon mirror; And
Including a clock signal extraction surface for extracting a clock signal for detecting a change in the rotational speed of the first motor,
The clock signal extraction surface reflects an electromagnetic wave incident from a light source at an angle at which the polygon mirror does not scan an object to be examined together with the electromagnetic wave reflected from the object to a detection unit,
Polygon mirror assembly.
상기 제2 모터는, 상기 회전축이 소정의 각도 범위 내에서만 틸팅되도록 상기 폴리곤 미러를 반복적으로 이동시키는, 폴리곤 미러 어셈블리.The method of claim 1,
The second motor repeatedly moves the polygon mirror so that the rotation axis tilts only within a predetermined angular range.
상기 제1 모터의 샤프트는, 상기 폴리곤 미러의 회전축 상에 배치되는, 폴리곤 미러 어셈블리.The method of claim 1,
A polygon mirror assembly, wherein the shaft of the first motor is disposed on a rotation axis of the polygon mirror.
상기 제2 모터는, 중간 연결부를 통해 상기 폴리곤 미러와 결합하고,
상기 중간 연결부의 일 단은 상기 제1 모터와 결합하고, 상기 중간 연결부의 타 단은 상기 제2 모터의 샤프트와 결합하는, 폴리곤 미러 어셈블리.The method of claim 1,
The second motor is coupled to the polygon mirror through an intermediate connection,
One end of the intermediate connection part is coupled to the first motor, and the other end of the intermediate connection part is coupled to a shaft of the second motor.
상기 제1 모터의 회전 속도는 상기 제2 모터의 회전 속도보다 빠른, 폴리곤 미러 어셈블리.The method of claim 1,
The polygon mirror assembly, wherein the rotation speed of the first motor is faster than the rotation speed of the second motor.
상기 클럭 신호 추출면은, 상기 폴리곤 미러 내부에 배치되어, 상기 광원으로부터 발생되어 상기 폴리곤 미러에 입사하는 전자기파를 반사시키는, 폴리곤 미러 어셈블리.The method of claim 1,
The clock signal extraction surface is disposed inside the polygon mirror to reflect electromagnetic waves generated from the light source and incident on the polygon mirror.
상기 클럭 신호 추출면은, 상기 폴리곤 미러 외부에 배치되어, 상기 폴리곤 미러에 반사되어 입사하는 전자기파를 반사시키는, 폴리곤 미러 어셈블리.The method of claim 1,
The clock signal extraction surface is disposed outside the polygon mirror, and reflects an electromagnetic wave incident on the polygon mirror.
상기 폴리곤 미러는 ABS(acrylonitrile butadiene styrene copolymer) 수지를 포함하고,
상기 복수의 반사면은 크롬 도금된, 폴리곤 미러 어셈블리.The method of claim 1,
The polygon mirror includes an ABS (acrylonitrile butadiene styrene copolymer) resin,
The plurality of reflective surfaces are chrome plated, a polygon mirror assembly.
상기 폴리곤 미러를 상기 회전축을 중심으로 회전시키는 제1 모터;
상기 회전축이 틸팅되도록 상기 폴리곤 미러를 제1 축 방향으로 이동시키는 제2 모터; 및
일 단이 상기 제1 모터와 결합하고, 타 단이 상기 제2 모터의 샤프트와 결합하는 중간 연결부를 포함하고,
상기 중간 연결부는 상기 제2 모터의 상기 샤프트의 회전에 따라 회전하여 상기 폴리곤 미러 및 상기 제1 모터를 함께 틸팅하는,
폴리곤 미러 어셈블리.A polygon mirror including a plurality of reflective surfaces spaced apart from the rotation axis by a predetermined distance;
A first motor rotating the polygon mirror around the rotation axis;
A second motor for moving the polygon mirror in a first axis direction so that the rotation axis is tilted; And
One end is coupled to the first motor, the other end includes an intermediate connection coupled to the shaft of the second motor,
The intermediate connection portion rotates according to the rotation of the shaft of the second motor to tilt the polygon mirror and the first motor together,
Polygon mirror assembly.
상기 제1 모터의 샤프트는 상기 폴리곤 미러의 회전축 상에 배치되는, 폴리곤 미러 어셈블리.The method of claim 10,
A polygon mirror assembly, wherein the shaft of the first motor is disposed on a rotation axis of the polygon mirror.
상기 제2 모터는, 상기 회전축이 소정의 각도 범위 내에서만 틸팅되도록 상기 폴리곤 미러를 반복적으로 이동시키는, 폴리곤 미러 어셈블리.The method of claim 10,
The second motor repeatedly moves the polygon mirror so that the rotation axis tilts only within a predetermined angular range.
상기 폴리곤 미러는, 상기 폴리곤 미러가 피검물을 스캔하지 않는 각도에서, 상기 폴리곤 미러에 입사하는 전자기파를, 상기 피검물로부터 반사된 전자기파와 함께 검출부로 반사시키는 클럭 신호 추출면을 포함하는, 폴리곤 미러 어셈블리.The method of claim 10,
The polygon mirror includes a clock signal extraction surface for reflecting an electromagnetic wave incident on the polygon mirror to a detection unit at an angle at which the polygon mirror does not scan the object to be examined, together with the electromagnetic wave reflected from the object to be examined. assembly.
상기 제1 모터는 BLDC(Brushless DC) 모터이고,
상기 제2 모터는 스테핑 모터인, 폴리곤 미러 어셈블리.The method of claim 10,
The first motor is a BLDC (Brushless DC) motor,
The second motor is a stepping motor, polygon mirror assembly.
상기 광원에서 발생된 전자기파를 평행하게 형성하는 콜리메이팅 렌즈;
폴리곤 미러를 포함하고, 제1 모터를 이용하여 회전축을 중심으로 상기 폴리곤 미러를 회전시키는 동안, 제2 모터를 이용하여 상기 폴리곤 미러 및 상기 제1 모터가 상기 회전축을 기준으로 함께 틸팅되도록 상기 폴리곤 미러를 제1 축 방향으로 이동시키는 폴리곤 미러 어셈블리;
상기 폴리곤 미러로부터 반사되는 전자기파를 검출하여, 피검물에 대한 2차원 이미지를 획득하는 검출부; 및
상기 제1 모터의 회전 속도에 대한 변화를 검출하기 위한 클럭 신호를 추출하는 클럭 신호 추출면을 포함하되,
상기 클럭 신호 추출면은, 상기 폴리곤 미러가 상기 피검물을 스캔하지 않는 각도에서 상기 광원으로부터 입사되는 전자기파를, 상기 피검물로부터 반사된 전자기파와 함께 상기 검출부로 반사시키는,
스캔 장치.A light source for generating electromagnetic waves including millimeter waves or terra waves;
A collimating lens that forms electromagnetic waves generated from the light source in parallel;
The polygon mirror includes a polygon mirror, and while rotating the polygon mirror about a rotation axis using a first motor, the polygon mirror and the first motor tilt together based on the rotation axis using a second motor. A polygon mirror assembly for moving in the first axis direction;
A detection unit that detects electromagnetic waves reflected from the polygon mirror and obtains a two-dimensional image of the specimen; And
Including a clock signal extraction surface for extracting a clock signal for detecting a change in the rotational speed of the first motor,
The clock signal extraction surface reflects an electromagnetic wave incident from the light source at an angle at which the polygon mirror does not scan the object to be inspected together with the electromagnetic wave reflected from the object to the detection unit,
Scanning device.
상기 제2 모터는, 상기 회전축이 소정의 각도 범위 내에서만 틸팅되도록 상기 폴리곤 미러를 반복적으로 이동시키는, 스캔 장치.The method of claim 15,
The second motor repeatedly moves the polygon mirror so that the rotation axis is tilted only within a predetermined angular range.
상기 클럭 신호 추출면은, 상기 폴리곤 미러 내부에 배치되어, 상기 광원으로부터 발생되어 상기 폴리곤 미러에 입사하는 전자기파를 반사시키는, 스캔 장치.The method of claim 15,
The clock signal extraction surface is disposed inside the polygon mirror to reflect electromagnetic waves generated from the light source and incident on the polygon mirror.
상기 클럭 신호 추출면은, 상기 폴리곤 미러 외부에 배치되어, 상기 폴리곤 미러에 반사되어 입사되는 전자기파를 반사시키는, 스캔 장치.The method of claim 15,
The clock signal extraction surface is disposed outside the polygon mirror to reflect electromagnetic waves that are reflected and incident on the polygon mirror.
상기 피검물에 대한 상기 2차원 이미지는 복수의 행을 포함하고, 상기 복수의 행 각각은 상기 피검물에 대한 이미지 신호 및 상기 클럭 신호를 포함하고,
상기 검출부는, 상기 클럭 신호를 기준으로 상기 복수의 행을 정렬하여 상기 제1 모터의 회전 속도에 대한 변화에 따른 상기 2차원 이미지의 왜곡을 보정하는, 스캔 장치.The method of claim 15,
The two-dimensional image of the test object includes a plurality of rows, each of the plurality of rows includes an image signal and the clock signal for the test object,
The detection unit aligns the plurality of rows based on the clock signal to correct distortion of the two-dimensional image according to a change in the rotation speed of the first motor.
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