KR20010034488A

KR20010034488A - 스캔 정정을 포함하여 물체 또는 패턴을 선택적으로스캔하기 위한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20010034488A
Application number: KR1020007008608A
Authority: KR
Inventors: 하워드 스턴; 쿠오-칭 리우; 로버트 씨. 블로써
Original assignee: 로버트에이치.워커; 로보틱비젼시스템스인코포레이티드
Priority date: 1998-02-05
Filing date: 1999-02-05
Publication date: 2001-04-25
Also published as: US6031225A; WO1999040473A1; AU2588299A; EP1060432A1

Abstract

물체 또는 패턴(130)을 스캔하는 이동식 광 스캐닝 시스템(110)의 스캔 패턴을 정정하기 위한 시스템 및 방법이 제공되었다. 갠트리(120)는 광 시스템을 제1 방향으로 일정 속도로 이동시킨다. 광원 및 제1 굴절기를 사용하여 제1 굴절기의 굴절각을 시간에 대해 선형적으로 변화시킴으로써 스캐닝 시스템은 갠트리(120)의 이동 방향에 수직한 방향으로 광 빔을 신속하게 스위프한다. 갠트리 움직임을 보정하기 위해 광 시스템은 갠트리의 속도 함수로서 결정된 굴절 각도로 광을 굴절시키는 제2 굴절기를 포함한다. 굴절된 광은 물체 또는 패턴 상에 초점이 맞추어진다. 따라서 물체 또는 패턴은 제1 방향에 직교하는 정정된 스캔 라인을 따라 스캔된다. 광 스캐닝 시스탬은 선택적 스캐닝 및 전방보기/후방보기 스캐닝을 또한 실행할 수 있다.

Description

스캔 정정을 포함하여 물체 또는 패턴을 선택적으로 스캔하기 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR SELECTIVE SCANNING OF AN OBJECT OR PATTERN INCLUDING SCAN CORRECTION}

기계적 영상 시스템은 고속 검사가 필요한 산업 분야에서 널리 사용된다. 특히 이런 시스템은 물체의 디지탈 이미지를 획득하여 물체가 선정된 사양에 따라 수용 가능한 품질을 갖고 있는지를 컴퓨터로서 판단하는 데에 사용된다. 예를 들어 어떤 시스템은 반도체 칩 패키지를 검사하여 패키지의 각각의 리드가 적절한 크기를 갖고 있는지를 판단한다. 어떤 시스템은 볼 그리드 어레이(ball grid arrays)상에서 소울더 볼(solder balls)의 공평면(coplanarity) 상태를 검사한다. 바코드나 데이타 코드와 같은 패턴들도 그런 시스템에 의해서 영상 정보로 읽어들일 수 있다. 이런 패턴의 영상 정보는 이러한 코드들이 나타내는 정보를 판독하기 위해서 컴퓨터에 의해서 분석된다. 기계적 영상 시스템에 있어서 물체(또는 패턴)는 보통은 상기 물체를 광원(light source)으로 스캔하고 상기 물체에서 반사된 광을 비디오 카메라(예로 광검출기)로 포착함으로써 그 영상이 형성된다. 카메라가 수신한 영상으로부터 디지탈 영상이 형성되고 상기 디지탈 데이타는 컴퓨터에 의해 분석되어 상기 물체 또는 패턴의 특성을 결정하게 된다.

도 1은 물체(예로 볼 그리드 어레이(ball grid array)(130))를 스캔하는 전형적인 기계적 영상 시스템의 스캔 패턴을 예시한다. 광 시스템(레이저 광원을 포함함)을 지지하는 갠트리(도시안됨)가 X 축을 따라서(또는 그에 평행하게) 일정속도로 움직인다. 레이저 빔이 Y 축에 평행한 방향으로(그리고 X 축에 수직한 방향으로) 일정율로(예로 음향 광(acousto-optic) 굴절기를 사용하여) 스위프(sweep)된다. 그 결과 스캔 라인(a-b 및 c-d) 들은 서로 평행을 이룬다. 그러나 스캔 라인은 갠트리의 움직임으로 인해 X 축과 수직을 이루지 못한다. 따라서 물체 피쳐(feature) 중 일부에 대해서는 스캔이 적절하게 이뤄지지 않는다. 예를 들어 도 1 에 도시된 것처럼 물체 피쳐(101)의 좌측 영역은 스캔되지만 물체 피쳐(102)의 우측 영역은 스캔되지 않는다. 따라서 물체 피쳐(102)에 관계된 데이타는 불완전할 수 있다. 더우기 도 1에 예시된 시스템에서 반사된 광의 각각의 스폿(spot)은 각각의 스캔 라인의 전체 길이를 따라서 각각의 지점으로부터 수집된다. 각각의 지점으로부터 반사된 광과 관계된 데이타 포인트가 처리되고 저장된다. 물체 피쳐와 관계된 정보를 전혀 포함하지 않는 데이타 포인트(스캔 라인 e-f 와 같은 것)들이 또한 수집된다.

＜발명의 요약＞

본 발명은 이동식 광 스캐닝 시스템의 스캔 패턴을 정정하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 예시적 실시예에서 광 스캐닝 시스템은 갠트리에 장착되고 스캔될 물체(또는 패턴) 위에 배치된다. 갠트리는 광 시스템을 물체(또는 패턴) 위에서 서로 다른 X-Y 축 상의 위치로 배치시키기 위한 이동 메커니즘을 포함한다. 갠트리는 X 축을 따라(또는 평행하게) 일정율로 광시스템을 이동시킨다. 광 스캐닝 시스템은 광원 및 제1 굴절기를 사용하여 시간에 따라 선형적으로 제1 굴절기의 굴절 각도를 변화시킴으로써 갠트리의 이동 방향에 수직한 방향으로 광 빔을 신속하게 스위프한다, 갠트리의 움직임을 보정하기 위해 예시적 실시예의 광 시스템은(제1 굴절기에 의해 굴절된) 광을 갠트리의 이동방향의 반대쪽으로 굴절시켜서 갠트리의 이동을 보상해 주는 제2 굴절기를 포함하는데, 여기서 굴절각은 갠트리의 속도 함수로서 결정된다. 굴절된 광은 물체(또는 패턴)에 초점이 맞추어진다. 따라서 물체는 X 축에 수직한 정정된 스캔 라인을 따라 스캔된다. 본 발명의 광 스캐닝 시스템은 옵션에 따라 선택된 스캐닝을 수행할 수 있다. 특히 광 스캐닝 시스템은 스캔 라인을 따라 물체의 여러 영역으로 광을 지향시킬 수 있다. 전체 물체가 아니라 물체의 선택된 영역에서 반사된 광과 관계된 데이타 포인트들만이 수집된다. 따라서 분석되고 저장되는 데이타 량이 감소되어 자원을 절약하게 된다. 또한 수집되고 처리된 전체 데이타 량이 적어지기 때문에 스캐닝 속도이 증가된다. 또다른 실시예에서 광시스템은 옵션에 따라 물체(또는 패턴)의 영역을 검사하는 속도를 추가로 향상시킬 수 있는 신규의 "전방보기/후방보기"(look- ahead/look-behind) 스캐닝 방식을 채택할 수 있다.

본 발명은 물체 또는 패턴을 스캔하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 스캔 패턴을 예시한 도면.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 시스템의 전체적 아키텍쳐를 도시한 도면.

도 3A는 도 2의 광 시스템의 정면도.

도 3B는 도 2의 광 시스템의 측면도.

도 4는 도 3A 및 도 3B의 제1 굴절기와 관계된 스캔 제어 전압 파형의 한 예를 예시한 도면.

도 5는 도 3A 및 도 3B의 제2 굴절기와 관계된 스캔 제어 전압 파형의 한 예를 예시한 도면.

도 6은 예시적인 스캐닝 정정 수행에 의해 귀결된 BGA 상의 스캔 라인을 예시한 도면.

도 7은 본 발명의 제2의 예시적 실시예에 따른 제2 굴절기와 관계된 스캔 제어 전압 파형의 한 예를 예시한 도면.

도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 데이타 포인트들의 선택적 집합을 예시한 도면.

도 9는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 데이타 포인트들의 선택적 집함을 예시한 도면.

도 10은 본 발명의 추가 실시예에 따른 데이타 포인트들의 선택적 집합을 예시한 도면.

도 11은 예시적 실시예의 후방 보기 스캐닝 방식을 예시한 도면.

도 12는 예시적 실시예의 전방 보기 스캐닝 방식을 예시한 도면.

도 13은 전방 보기/후방 보기 스캐닝 방식의 한 가능한 응용예를 예시한 도면.

도 14는 전방 보기/후방보기 스캐닝을 하기 위해 제2 굴절기에 가해지는 계단식 제어 전압 파형을 예시한 도면.

도 15는 전방 보기/후방 보기 스캐닝 방식에 따라 전체로 정정되어 제2 굴절기에 가해지는 파형의 한 예를 예시한 도면.

＜스캔 정정＞

도 2의 도면을 참조하면 본 발명의 한 실시예에 따른 시스템의 전체 아키텍쳐가 도시되었다. 광 시스템(110)은 예로 갠트리(120)(또는 예로 다른 X-Y 이동 메커니즘) 상에 장착되고, 볼 그리드 어레이(ball grid array,BGA)(130)와 같이 스캔될(또는 영상화될) 물체 (또는 패턴) 위에 배치된다. 갠트리(120)는 스턴 등에게 허여되고 여기 참조 목록에 올라 있는 미국특허번호 ＜5,463,227＞ 인 특허에서 설명된 이동 메커니즘(도시 안됨)을 포함하는데, 이 메커니즘은 광 시스템(110)을 BGA 상의 서로 다른 X-Y 위치로 배치시킨다. 이동 메커니즘은 스캐닝 동안 선정된 속도를 유지하기 위해 컴퓨터(140)(예로 마이크로프로세서(141), 메모리 디바이스(142) 및 프로그램 저장 디바이스(143)을 포함함)에 의해 제어된다. 스캐닝 축의 순간 위치는 갠트리(120)에 장착된 축 인코더에 의해 전자적 처리부(150) 및 그에 따른 컴퓨터(140)에 전송된다.

대안 실시예에서 광 시스템(110)이 아니라 물체(여기서는 BGA(130))가 이동 메커니즘에 의해 대신 이동될 수 있고 이 경우 광 시스템(130)의 위치는 고정된다. 또는 물체 및 광 시스템(110)이 서로에 대해 상대적으로 움직일 수 있다.

광 시스템(110)에 의해 수집된 데이타는 아날로그 신호로서 전자적 처리부(150)로 전송된다. 예로 디지탈 신호처리기(digital signal processors,DSPs), D/A 변환기(digital to analog converters), A/D 변환기(analog to digital converters) 및 접속 링크를 포함하는 전자적 처리부(150)는 아날로그 데이타를 수신하고 처리한다. 처리된 데이타는 컴퓨터(140)로 전송되어 분석된다. 분석 결과는 출력 디바이스(160) 오퍼레이터에게 보고된다.

도 3A 및 도 3B 는 도 2의 광 시스템(110)의 정면도 및 측면도를 각각 예시하였다. 전자적 처리부(150)에 의해 제어되는 광원(210)(예로 레이저 다이오드)은 BGA(130)과 같은 물체를 조사(照射)하기 위해 갠트리(120)에 배치된다. 광은, 예를 들어 레이저 빔(230)은 실린더형 컬리메이터(collimator) (925) 및 (920)을 통해서 제1 굴절기(240)로 지향된다. 예시적 실시예에서 컬리메이터 (925) 및 (920) 은 제1 굴절기(240)에 대해 적절한 빔 형태, 즉 스캔(또는 굴절) 방향에 대해서는 넓고 횡단 방향에 대해서는 좁은 빔 형태를 갖는 빔을 제공한다. 이는 스캔 방향으로의 컬리메이션과 스폿(spot) 해상도를 향상시키고 제1 굴절기(240)가 스캔 방향을 횡단하는 데에 필요한 애퍼쳐(aperture)의 크기를 최소화한다.

제1 굴절기(240)는 레이저 빔(230)을 선택적으로 굴절시킨다. 특히 전자적 처리부(150)에 의해 제어되는 제1 굴절기(240)는 예를 들어 (비록 미러 갈바노미터(mirror galvanometer)와 같은 또다른 굴절 디바이스가 대안으로 사용될 수 있지만) 음향 광(acousto-optic) 굴절기를 포함한다. 레이저 빔(230)은 굴절기(240)의 구동 주파수를 시간에 대해 선형적으로 변화시켜서 레이저 빔(230)의 굴절각을 시간에 대해 선형적으로 변화시킴으로써 갠트리 이동 방향(즉, X 축을 따라 또는 평행한 방향)에 대해 수직인 방향(Y 축을 따라 또는 평행한 방향)으로 BGA (130)의 선정된 영역을 가로지르는 스캔 라인을 따라 신속하게 연속적으로 스위프된다.

레이저 빔(230)은 제1 굴절기로부터, 예를 들어 빔 압축기 (compressor) (905)(렌즈 (901) 및 (902)로 구성됨) 및 빔 확장기(expander)(900)(렌즈(902) 및 (903)으로 구성됨)를 통해서 제2 굴절기(250)로 지향된다(본 실시예에서 빔 압축기(902) 및 빔 확장기(900)는 렌즈(902)를 공유한다). 본 실시예에서 빔 압축기(905) 및 빔 확장기(900)는 제1 굴절기(240)에서 출력된 빔 형태를 제2 굴절기(250)에 맞도록 최적화시켜주는 실린더형 텔리스코우프(telescope)이다. 여기서 빔 압축기(905) 및 빔 확장기(900)는 빔의 폭이 넓을 때에는 좁혀주고 빔의 폭이 좁을 때에는 넓혀 준다. 예시적 실시예에서 전자적 처리부(150)에 의해 제어되는 제2 굴절기(250)는 예를 들어 음향 광 굴절기를 포함한다(물론 미러 갈바노미터와 같은 다른 유형의 굴절기도 사용될 수 있다). 제2 굴절기(250)는 레이저 빔(230)을 X 축을 따른(또는 평행한 방향으로의) 갠트리의 이동 속도에 비례하는 율로 X 축을 따른 (또는 X축에 평행한) 방향으로의 레이저 빔(230)의 굴절율을 증가시킴으로써 스캔 정정(訂正, correction)을 수행한다. 제2 굴절기(250)에 의해 굴절된 레이저 빔은 빔이 X 및 Y 방향으로 동일 지름을 갖도록 빔의 형태를 변화시키는 빔 확장기(910)(렌즈 (911) 및 (912)로 구성된 실린더형 텔리스코우프)로 지향된다. 마지막으로 광 시스템(260)은 예를 들어 구형 스캔 렌즈로 구성되고, 레이저 빔의 초점을 맞추어서 BGA(130)(또는 영상화될 다른 물체 또는 패턴) 표면 상에 스폿을 형성시킨다.

BGA(130)상에 투사되고 그로부터 반사된 광은 광 초점 시스템 (270, 280)(예로 구형 소자로 구성됨)을 통해서 광 감지 디바이스(290, 295)(위치 감지 또는 감지 디바이스, 광 감지 다이오드, 다이오드 어레이 등) 상으로 초점이 맞추어져 투사된다(광 초점 시스템(270, 280) 및 광 감지 디바이스(290, 295)는 도 3A 에서 단 한번 예시되었다). BGA(130) 영상화 광 시스템 (즉, 광 초점 시스템)(270, 280) 및 광 감지 디바이스(290,295)는 물체(여기서 BGA(130))의 평면 상에서 초점을 맞추는 델 요구되는 공지의 셰임플루그 조건(scheimpflug condotion)을 만족시키기 위해 예를 들어 도시된 바와 같이 배치된다.

광 감지 디바이스(290,295)에 의해 발생된 아날로그 신호는 전자적 처리부(150)로 전송되고 전자적 처리부(150)와 컴퓨터(140)에 의해 처리되고 분석된다. 광 감지 디바이스(290,295)에 의해 수집된 정보는 예로서 안톤손(Antonsson)에게 허여되고 여기 참조 목록에 올라 있는 미국특허번호 ＜4,957,369＞ 인 특허에서 설명된 바와 같이 표준 광 삼각법(standard optical triangulation techniques)을 활용하여 BGA(130) 상의 포인트들의 Z 좌표를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 광 감지 디바이스(290, 295)로부터의 정보는 전자적 처리부에 의해 또한 사용되어 목표물의 반사도 또는 스페클 특성(specularity characteristics)으로 인해 수신된 에너지가 너무 작거나 또는 너무 커지는 상황에 대처하여 그 지점으로 전달되는 빔의 에너지를 강화시키거나 약화시키기 위해 레이저 빔이 스캔되는 포인트들의 각각에서 활성일 때의 레이저 강도 또는 지속시간을 모듈화하게 된다.

예시적 실시예에서 레이저 빔 영상은 공간적으로(spatially) 정량화되어 연속적인 영상이 아니라 다수의 이산적 영상 포인트들이 스캔 라인을 따라 형성된다. 이는 예를 들어 레이저(210)를 펄스화하거나 셔터를 이용하여 차단시킴으로써 성취된다. 대안으로는 연속 레이저(continuous laser)가 사용될 수 있고 영상 디바이스는 정량화를 이루기 위해 샘플링 모드로 작동될 수 있다.

작동할 때 갠트리(120)(및 광 시스템(110))는 X 축을 따라(또는 그에 평행하게) 일정 속도로 이동한다. 상기 설명한 대로 제1 굴절기(240)에 대한 구동 주파수를 시간에 따라 선형으로 변화시킴으로써 제1 굴절기(240)는 갠트리(120)의 이동 방향에 수직한 방향(Y 축을 따른 또는 그에 평행한 방향)으로 레이저 빔(230)이 BGA(130)을 스캔하도록 만들어 주게 된다. 음향 광 굴절기와 같은 굴절기(240)에 대해서 굴절량은 제어 전압을 굴절기(240)의 구동 전자 장치에 가함으로써 제어된다. 제어 전압 입력은 구동 전자 장치에 의해 변환되어 전압 제어 오실레이터(VCO)내에서 입력 전압의 진폭에 직접 비례하는 주파수를 갖는 가변 주파수 출력 신호가 된다. 음향 광 굴절기는 조사 빔을 주파수에 비례하는 양만큼 굴절시킨다. 예시적 실시예에서 Y 위치의 최대치가 도달된 후에 Y 축을 따르는 (또는 그에 평행한)굴절 작용은 리셋되어(스캔 시간에 비해 짧은 시간에) 빔을 최소의 Y 위치로 굴절시키고 다음 스캔 라인이 개시된다. 레이저 빔은 리셋 동안 꺼지게 된다. 물론 대안으로 빔 굴절은 소투스(sawtooth) 스캔 패턴이 아니라 삼각형 패턴을 형성하도록 반전될 수 있다.

도 4는 (5개의 스캔 라인에 대해) 제1 굴절기와 관계된 스캔 제어 전압 파형의 한 예를 예시한다. 예시된 대로 제1 스캔 라인은 (a)에서 시작하고 레이저 빔이 Y의 최대 위치인 (b)에 도달하는 시간 동안 전압은 시간에 대해 선형적으로 증가한다. 굴절기는 (b-c) 에서 리셋되고 제2 스캔 라인이 (c)에서 시작된다. 제1 굴절기(240)에 의한 Y 축 굴절에 추가하여 제2 굴절기(250)는 X 축을 따라(또는 평행하게) 레이저 빔을 굴절시키는 데, 본 실시예에서는 (시간에 따라 일정율로) 변화하는 갠트리 위치를 보정하기 위해서 갠트리가 이동하는 방향의 반대방향으로 굴절시킨다. 각각의 스캔 라인에 대해서 선형으로 변화하는 구동 주파수가 제2 굴절기(250)에게 가해진다. 도 5는(5개의 스캔 라인에 대해) 제2 굴절기(250)와 관계된 스캔 제어 전압 파형의 한 예를 예시하였다. 예시된 대로 제1 스캔 라인은 (a)에서 시작되고 레이저 빔이 Y의 최대치인 (b) 에 도달하는 시간 동안 전압은 시간에 대해 선형적으로 감소한다(스캔 래그(lag)를 증가시킴). 굴절기는 (b-c) 에서 리셋되고 제2 스캔 라인은 (c)에서 시작한다. 정정 굴절의 효과는 스캔을 직교화한다.

도 6은 상기 설명한 정정된 스캐닝의 수행 결과인 BGA(130) 상에서의 스캔 라인을 예시하였다. 도시된 대로 스캔 라인 a-b, c-d 등이 서로에 대해서 그리고 Y 축에 대해서 일반적으로 평행하다. 도 4, 도 5 및 도 6에 따라서 갠트리(120)는 시간 (t + τ) 내에 광 시스템을 스캔 라인 a-b에 수직한 위치로부터 스캔 라인 c-s 에 수직한 위치까지 거리 (c-d) 또는 (d-b) 만큼 이동시킨다. 여기서 t는 제1 굴절기(240)가 관심 영역에 대해서 한번 휩쓰는 데에 걸리는 시간이고 τ는 제1 굴절기(240)가 제2 스캔 라인을 시작하기 위해 리셋하는 데에 걸리는 시간이다. 또한 스캔 라인은 길이 d 만큼 간격을 두게 되는 데 이때 s = v ×(t + τ)가 된다(v=갠트리의 속도).

물체상에서의 각각의 조사(照射)된 특정 스폿에 대해서 X 및 Y 좌표는 갠트리의 위치 및 굴절기(240,250)가 레이저 빔원을 굴절시킨 각도에 기초하여 알 수 있기 때문에 각 포인트의 Z 좌표는 표준 광 삼각법에 의해 쉽게 계산될 수 있다.

제2의 예시적 실시예에서 제2 굴절기(250)는 시간에 따라 일정율로 변화하는 갠트리의 위치를 보정하기 위해서 갠트리 이동 방향과 동일한 방향으로(즉, 광시스템의 앞쪽 위치로) 레이저 빔을 X 축을 따라(또는 그에 평행하게) 굴절시킨다. 각각의 스캔 라인에 대해서 선형으로 변화하는 구동 주파수가 제2 굴절기(250)에게 가해진다. X축 리드(lead)는 스캔을 직교화하기 위해서 시간에 따라 감소한다.

도 7은 본 발명의 제2의 예시적 실시예에 따라 (5개의 스캔 라인에 대해) 제2 굴절기(250)와 관계된 스캔 제어 전압 파형의 한 예를 예시하였다. 예시된 대로 제2 스캔 라인은 (a) 에서 시작되고 레이저 빔이 Y의 최대치인 (b)에 도달한 동안 전압은 시간에 대해서 선형으로 감소하고 굴절기는 (b-c)에서 리셋되고 제2 스캔 라인은 (c)에서 시작된다.

예시적 실시예가 제시되고 설명되었지만 당업자에게는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고서 형식 및 세부 사항에 있어서 여러가지 변화가 이뤄질 수 있음을 인지해야 한다. 예를 들어 상기 설명한 실시예에서 두개의 굴절기(즉, 굴절기(240) 및 (250))가 활용되어 제1 굴절기는 (시간에 따라 선형으로 변화하는 굴절각도에 따라) Y축을 따라(또는 그에 평행하게) 광을 굴절시키고, 제2 굴절기는 제1 굴절기에 의해 굴절된 광을 (시간에 따라 선형으로 변화하는 굴절 각도로) X축을 따라(또는 그에 평행하게) 굴절시킨다. 대신에 제1 굴절기가 X 축을 따라 또는 그에 평행하게 굴절시키고 제2 굴절기는 제1 굴절기에 의해 굴절된 광을 Y 축을 따라 또는 그에 평행하게 굴절시키는 것도 가능하다. 또한 두개의 굴절기 때신에 양방향으로 굴절 각도를 변화시킬 수 있는 (즉, X축과 Y 축 방향 모두에 대해서 또는 2차원에 대해서 스캐닝할 수 있는) 단일 굴절 디바이스를 활용하는 것도 가능한데 이런 것으로는 예를 들어 서로에 대해 직교하는 두 개의 회전축을 갖는 거울과 같은 것이 있다.

＜선택된 스캐닝＞

본 발명의 광 스캐닝 시스템 (110)은 옵션에 따라 선택된 스캐닝을 수행할 수 있다. 특히 광 스캐닝 시스템(110)은 예를 들어 스캔 라인을 따라 물체의 여러 영역으로 광을 지향시킨다. 전체 물체가 아니라 물체의 선택된 영역으로부터만 반사된 광과 관계된 데이타 포인트가 수집된다. 따라서 분석되고 저장된 데이타량은 감소되어 자원을 절약하게 된다. 또한 수집되고 처리되는 전체 데이타량이 감소하기 때문에 스캐닝 속도가 증가된다.

예시적 실시예에 따라서 컴퓨터(140)의 제어하에 있는 전자적 처리부(150)는 관심 영역의 물체 피쳐(feature)와 교차하는 스캔 라인만에 대해서 데이타 포인트를(광 감지 디바이스(190,195)를 통해서) 수집한다. 도 8에 도시된 예에서 BGA (130) 상에서 소울더 볼(solder ball)(840)과 교차하는 스캔 라인(810)을 따른 데이타 포인트(820)들이 수집된다. 컴퓨터(140)는 저장된 프로그램에 따라서 소울더 볼(840)과 교차하는 스캔 라인만을 따라서 데이타 포인트(820)를 (광 감지 디바이스(190,195)를 통해서) 수집하기 위해 전자적 처리부(150)를 제어한다. 저장된 프로그램(예로 저장 디바이스(143)에 저장됨)은 BGA(830)의 기하적 구조에 관한 정보를 포함한다. 예로 저장된 프로그램은 BGA 시방서로부터 도출되거나 BGA 샘플로부터 미리 획득된 영상으로부터 도출된 정보를 포함할 수 있다. 따라서 본 발명의 스캐닝 시스템은 각각의 소울더 볼 (840)이 BGA 상에서 어느 위치에 배치되었는 지를 미리 알고 있다.

도 8에서 관심사가 되고 있는 피쳐, 여기서는 소울더 볼(840)만이 스캔 라인 2-6 및 11-15 를 따라 배치되었다고 가정하자. 그러면 전자적 처리부(150)는 스캔 라인 2-6 및 11-15 를 따른 데이타 즉 선정된 X 좌표값을 갖는 모든 데이타 포인트만을 수집하도록 제어된다. 각각의 포인트의 X-Y 좌표는 갠트리(120)( 및 특히 광 시스템 (110))의 위치 및 굴절기(240,250)가 레이저 빔(230)을 굴절시키는 각도의 함수이기 때문에 시스템이 알 수 있다. 본 실시예에서 데이타가 라인 1-17 중 일부분에 대해서만 수집되기는 하지만 제1 굴절기(240)는 라인 1-17의 각각을 따라서 레이저 빔(230)을 BGA(130)를 가로지르면서 지향시키거나 스위프(sweep)하거나 펄스 로 내보낸다. 대안 실시예에서 전자적 처리부 (150)는 옵션에 따라서 갠트리(120)가 광 시스템(110)을 라인 6 과 11 사이에서 이동시키는 동안 광원(210) 및/또는 굴절기(240,250)를 끄거나 또는 정지시킨다. 갠트리(120)의 속도는 라인 6 과 11 사이에서는 어떤 데이타도 동시에 수집되지 않기 때문에 증가될 수 있다. 도 8에 도시된 스캔 라인 1-17 은 상기 설명한 대로 제2 굴절기 (250) 및 정정 기법을 을 사용하여 정정되었다. 그러나 그런 정정 없이 본 발명에 따라서 선택적으로 스캔하는 것도 가능하다. 정정되지 않았을 때 귀결되는 스캔 라인은 도 1에 도시된 것과 유사하게 나타날 것이다.

도 9는 본 발명의 변형을 예시한다. 본 실시예에서 컴퓨터(140) 및 전자적 처리부는 (광 감지 디바이스(190,195)를 통해서)(예로 BGA시방서에 따라서) 소울더 볼(840)과 같은 관심사가 되는 물체 피쳐가 존재하는 특정 Y 좌표에 대해서만 각각의 라인 1-17 을 따라 데이터 포인트(910)를 선택적으로 수집한다. 여기서 제1 굴절기(240)는 각각의 라인 1-17 을 따라 레이저 빔(230)을 지향시키지만 선정된 Y 좌표(여기서는 Y1-Y2 및 Y3-Y4) 이외의 로케이션에 있는 BGA(130)의 표면으로부터 반사된 광에 대해서는 데이타가 수집되지 않거나 분석되지 않는다. 도 9의 실시예에서 굴절기(240)의 굴절각은 전자적 처리부(150)의 제어하에서 도 4 를 참조하여 설명한 대로 시간에 따라 선형으로( 및 일정하게) 변화한다. 대안으로는 제1 굴절기(240)의 굴절각이 데이타가 컴퓨터(140) 및 전자적 처리부(150)에 의해 수집되는 동안에는 (예로 Y1-Y2 및 Y3-Y4에 대해서) 어느 한 율로 변화하고, 데이타가 수집되지 않는 동안에는 (예로 Y2-Y3 에 대해서) 다른 더 빠른 율로 변화하는 것이다. 굴절각은 데이타가 수집되는 동안(예로 Y1-Y2 에 대해서) 어느 한 율로 변화하다가 데이타가 수집되지 않는 물체의 영역에서는(예로 Y2-Y3) 빔이 그 영역을 건너뛰도록 굴절각이 거의 순간적으로 변화하고, 다음의 데이타 수집 포인트(예로 Y3)에서 시스템은 스캐닝을 다시 시작한다. 또한 광원(210)은 데이타가 수집되지 않아서 굴절각이 더 빠른 율로 변화하는 동안(또는 물체의 어느 영역을 건너뛰도록 변화할 때에) 옵션에 따라서 꺼지거나 정지될 수 있다. 전과 같이 갠트리의 속도는 스캐닝 시간과 리셋 시간을 합한 시간 동안에 스캔 라인 사이의 거리만큼 갠트리가 이동하도록 설정된다. 따라서 상당한 정도로 자원이 절약될 뿐만이 아니라 정보가 수집되고 분석되는 속도가 향상된다. 예시적 실시예에서 관심사가 되는 정보는 예를 들어 표준 광 삼각법을 사용하여 Z 좌표를 결정하기 위해 소울더 볼(840)에 광이 부딪힌 결과로서 수신되는 정보이다.

본 발명의 또다른 실시예에서 도 8 및 도 9 를 참조하여 설명한 방법은 도 10 에 예시된 대로 데이타 포인트(820)를 획득하기 위해 결합되어 사용된다.

＜전방보기/후방보기(look-ahead/look-behind) 스캐닝＞

굴절기(240,250)(음향 광 굴절기, 회전식 다각형 굴절기, 미러 갈바노미터 등과 같은 것) 뿐만이 아니라 펄스 레이저원 (광원(210))은 매우 고속으로 작동될 수 있다. 그러나 광 감지 디바이스(190,195)가 데이타를 수집할 수 있는 (반사된 광을 감지할 수 있는) 비율은 그렇지 않았더라면 상기 설명한 대로 선택적 스캐닝을 이용하여 획득할 수 있었던 실현 가능한 전체 시스템의 실행 이득을 고려하면 어느 정도 한계를 나타낸다. 또한 갠트리(120)가 기계적 장치이므로 두 위치 사이에서 순간적으로 이동할 수 없다. 따라서 광 감지 디바이스(190,195)가 관심 영역의 피쳐와 교차하는 스캔 라인을 따라 데이타를 수집할 수 있는 시간을 보장해 주기 위해 갠트리(120)의 속도이 설정되었다면 갠트리는 다음 관심 영역의 피쳐와 직교하는 위치에 순간적으로 이동할 수 없게 된다. 구체적으로는 도 8 및 도 10을 보면, 하나의 볼의 종단과 교차하는 스캔 라인으로부터(스캔 라인 6) 다음 볼의 시작점까지(스캔 라인 11) 그 사이에서는 어떤 데이타도 수집되지 않기 때문에 갠트리(120)을 순간적으로 이동시키기를 누구나 원할 것이다. 그러나 기계적 장치는 순간적으로 이동할 수 없다.

본 발명의 하나의 예시적 실시예에서 광 시스템(110)은 물체 영역이 검사되는 비율을 추가로 향상시키기 위해 신규의 "전방보기/후방보기"스캐닝 방식을 옵션에 따라 채택하였다. 이런 접근법은 도 8 및 도 10을 참조하여 설명한 방법대로 데이타 포인트(820)를 수집할 때에 특히 유용하다. 즉 "전방 보기/후방 보기" 스캐닝 방식은 광 감지 디바이스(190,195)(및 상응하는 전자적 처리부(140) 및 컴퓨터(150))가 한 스캔 라인에 대해서 데이타를 수집할 수 있는 속도와 비교하여 갠트리(120)의 속도를 증가시키는 것이 필요한 시스템에서 사용할 경우에 특히 적합하다. 예시적 실시예에 따르면 (시간 함수로서) 계단식 제어 전압 파형이 굴절기(여기서는 음향 광 굴절기(250))에 가해져서 소스 레이저 빔(230)을 현재의 갠트리 위치에 대해 앞쪽의 또는 뒤쪽의 (X 축을 따른 갠트리(120)의 이동 방향을 기준으로) 위치로 선택적으로 굴절시킨다. 이는 상기 설명한 스캔 정정과 유사한 방식으로 작동한다.

도 11을 참조하면 "후방보기"스캐닝 에 대한 다이어그램이 예시되었다. 광 시스템(110)은 포인트(1100)에 대해서 수직으로 배치되었다. 그러나 광 시스템(도 3 에 예시됨)내의 제2 굴절기(250)는 레이저 빔(230)을 특정 굴절각도 θ만큼 후방으로(갠트리(120)의 이동 방향을 기준으로) 굴절시킨다. "후방보기" 스캐닝 동안 각도 θ는 갠트리(120)의 속도 및 빔(230)의 이전(以前) 로케이션의 함수로서 증가한다.

도 12는 "전방보기" 스캐닝을 예시하였다. 여기서는 제2 굴절기(250)가 특정각도 φ만큼 레이저 빔을 갠트리(120)의 앞쪽으로 굴절시킨다. "전방보기" 스캐닝 동안 각도 φ는 갠트리(120)의 속도 및 빔(230)의 이전 로케이션의 함수로서 감소한다. "전방보기/후방보기"스캐닝 방식의 한 가능한 응용예가 도 13에 도시되었다. 본 예에서 갠트리(120)의 속도는 광 감지 디바이스(290,295)가 반사된 광을 포착하고 처리하는 속도에 기초하여 설정되었다. 특히 갠트리(120)의 속도는 광 시스템(110)이 (X 축을 따라서) 두 개의 관심 피쳐 사이의 (여기서는 소울더 볼(840)) 중간 지점에 배치되었을 때 스캐닝 시스템(110)이 하나의 소울더 볼의 절반을 스캔하게 되도록 설정된다. 본 예에서 갠트리는 광 시스템(110)이 하나의 스캔 라인을 따라 데이타 포인트들(840)을 수집하는 데에 걸리는 시간 동안 X 축을 따라 두개의 스캔 라인 사이의 거리 만큼 이동한다.

갠트리(120)가 광 시스템(110)을 라인(1301) 상에 직접 배치시킨다고 가정하자. 광원(240)은 데이타 포인트들(820)에 상응하는 BGA(130) 상의 스폿에서(도 10을 참조하여 이미 설명한 방법대로) 제1 굴절기(240)를 써서 광 빔(230)을 라인(1301)을 따라 펄스로 보낸다. 광 시스템(110)이 라인(1301)을 따라서 적합한 포인트들을 스캔하기를 끝마쳤고 제1 굴절기가 라인 (1302)를 스캔하기 위해 리셋되었을때 갠트리(120)(일정 속도로 움직이고 있었음)는 라인(1303)의 바로 위에 배치된다. 광 시스템이 다음 목표인 포인트 집합(라인(1302)을 따른 포인트들)과 직교를 이루지 못하기 때문에 제2 굴절기(250)는 각(angular) 방향으로의 변화를 보정하기 위해서 레이저 빔(230)을 후방으로(갠트리(120)의 이동 방향을 기준으로) 굴절시켜야 한다. 따라서 전자적 처리부(150)는 제1 제어 전압을 굴절기(250)에 가하여서 광 시스템이 라인(1302)을 따라 스캔할 수 있도록 한다. 본 실시예에서 제1 제어 전압은 필요한 굴절각 θ에 비례한다 (도11 참조). 광 시스템 (110)이 라인 (1302) 상의 포인트들을 스캔하는 것이 종료되었을 때 갠트리(120)는 라인 (1305) 상에 배치되고 제1 제어 전압보다 더 큰(요구되는 굴절 각 θ가 더 크기 때문에) 제2 제어 전압이 다음의 스캔 라인, 즉 라인(1302)에 대한 각(angular) 방향의 다음 변화를 보정하기 위해서 제2 굴절기에 가해져야 한다. 이 과정은 소울더 볼(840)의 절반이 스캔될 때까지 지속되고, 갠트리(120)는 광 시스템 (120)을 라인 (1308) 바로 위에 배치시킨다.

광 시스템(120)은 다음으로 "전방보기" 스캐닝을 수행하기 시작한다. 제어 전압이 제2 굴절기(250)에 가해져서 레이저 빔(230)이 (갠트리(120)의 이동 방향에 대해서 상대적으로) 갠트리(120)의 앞에 있는 포인트에 입사되도록 굴절된다. 도 13의 예에서 라인(1317) 상의 포인트들이 스캔된다. 광 시스템 (110)이 라인 (1317) 상의 포인트들을 스캔하는 것이 끝났을 때 갠트리는 라인 (1310)에 배치된다. 제2 제어 전압이 다음 스캔 라인 (1316) 에 대한 각 방향의 변화를 보정하기위해 제2 굴절기(250)에게 가해진다. 본 실시예에서 광 시스템이 목표 포인트에 더 가까워졌기 때문에 제2 제어 전압은 제1 전방 보기 제어 전압보다 그 크기가 작아진다. 이 과정은 소울더 볼(845)의 처음 절반 영역이 스캔될 때까지 즉 광 시스템이 라인 (1317)상에 배치되기까지 계속된다. 광 시스템은 그후 후방보기 스캐닝을 다시 시작한다.

도 14는 "전방보기/후방보기" 스캐닝 방식의 본 실시예에서 제2 굴절기(250)에게 가해지는 계단식 제어 전압 파형을 예시한다. 각각의 단계는 서로 다른 스캔 라인에 상응한다. 본 예에서 단계 (1402)는 스캔 라인 (1302)에 해당하고, 단계(1403)은 스캔 라인 (1303)에 해당하고 그 다음 단계도 마찬가지로 된다.

"전방보기/후방보기"스캐닝 방식에 추가하여 도 13을 참조하여 설명된 시스템은 도 4-6 을 참조하여 설명한 대로 스캔 라인을 정정할 수 있다. 즉, 예시한 시스템은 "후방보기" 스캐닝 동안에는 도 5 에 예시된 정정 전압 파형을, "전방 보기" 스캐닝 동안에는 도 7 에 예시된 정정 제어 전압 파형을 제2 굴절기(250)에게 가해준다. 그 결과 모든 스캔 라인들이 갠트리(120)의 이동 방향에 대해 직교한다. 즉, 스캔 라인 1301-1304, 1314-1317 의 각각의 스캔 라인은 Y 축에 대해 평행하게 된다. 도 15는 "전방 보기/후방 보기"스캐닝을 하기 위해 전체로 정정되어 제2 굴절기(250)에게 가해지는 파형의 한 예를 예시하였다.

＜다른 대안 실시예＞

본 발명이 특정하게 제시되고 예시된 실시예를 참조하여 설명되었지만, 형식 및 세부 사항에 있어서 여러 변화가 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고서 당업자에 의해 이뤄질 수 있음을 인지해야 한다.

Claims

물체를 스캔(scan)하기 위한 방법에 있어서,

미리 선택된 속도로 광원 및 상기 물체 중 하나를 제1 방향으로 이동하는 단계;

상기 광원으로부터 광 빔(beam)을 방출하는 단계;

상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 상기 광 빔을 스위프(sweep)하는 단계;

상기 광 빔을 굴절 각도에 따라서 제3 방향으로 굴절시키는 단계;

상기 광 빔을 상기 물체 상에서 초점을 맞추는 단계; 및

결정된 율로 상기 굴절 각도를 변화시키는 단계를 포함하고,

상기 결정된 율은 상기 미리 선택된 속도의 함수로서 결정되고, 상기 초점이 맞추어진 광 빔은 상기 제1 방향에 대해 직교하는 축 상에 있는 다수의 X-Y 좌표에서 상기 물체를 스캔하게 되는 물체를 스캔하기 위한 방법.
제1항에 있어서, 상기 제3 방향은 상기 제1 방향에 대해서 반대 방향인 물체를 스캔하기 위한 방법.
제1항에 있어서, 상기 제3 방향은 상기 제1 방향이 되는 물체를 스캔하기 위한 방법.
제1항에 있어서, 상기 스위프하는 단계는 상기 이동하는 단계와 동시에 수행되는 물체를 스캔하기 위한 방법.
제4항에 있어서, 상기 굴절시키는 단계는 상기 이동하는 단계와 동시에 수행되는 물체를 스캔하기 위한 방법.
제1항에 있어서,

다수의 개별적인 X-Y 좌표 중에서 최소한 몇몇의 좌표에 대해 상기 물체에 의해 반사된 소정량의 광을 검출하는 단계

를 더 포함하는 물체를 스캔하기 위한 방법.
제6항에 있어서, 상기 검출하는 단계는 상기 물체 상의 미리 선택된 피쳐(feature)의 위치 함수로서 수행되는 물체를 스캔하기 위한 방법.
제6항에 있어서,

상기 검출 단계의 함수로서 최소한 하나의 X-Y 좌표 로케이션의 각각에 대해 Z 좌표를 결정하는 단계

를 더 포함하는 물체를 스캔하기 위한 방법.
제1항에 있어서, 상기 광 빔은 상기 물체 상에서 미리 선택된 피쳐(feature)의 위치 함수로서 미리 선택된 X-Y 좌표에서만 상기 물체에 초점이 맞추어지는 물체를 스캔하기 위한 방법.
제1항에 있어서, 상기 변화시키는 단계는

상기 제1 율에 따라 상기 제1 굴절각도의 크기를 선형으로 변화시키는 단계를 포함하는 물체를 스캔하기 위한 방법.
제10항에 있어서, 상기 선형으로 변화시키는 단계는

상기 제1 굴절 각도의 크기를 상기 제1 율에 따라 선형으로 증가시키는 단계

를 포함하는 물체를 스캔하기 위한 방법.
제10항에 있어서, 상기 선형으로 변화시키는 단계는

상기 제1 율에 따라 상기 제1 굴절 각도의 크기를 선형으로 감소시키는 단계

를 포함하는 물체를 스캔하기 위한 방법.
제10항에 있어서, 상기 선형으로 변화시키는 단계는

제1 시간 주기에 대해 상기 제1 율로 상기 제1 굴절 각도의 크기를 선형으로 증가시키는 단계; 및

제2 시간 주기에 대해 상기 제1 율로 상기 제1 굴절 각도의 크기를 선형으로 감소시키는 단계

를 포함하는 물체를 스캔하기 위한 방법.
제10항에 있어서,

미리 결정된 시간 경과 후에 상기 굴절 각도를 리셋 각도가 되도록 리셋하는 단계

를 더 포함하는 물체를 스캔하기 위한 방법.
제1항에 있어서, 상기 방출하는 단계는

상기 광원으로부터의 광을 펄스화하는 단계

를 포함하는 물체를 스캔하기 위한 방법.
제1항에 있어서, 상기 초점이 맞추어진 광 빔이 상기 축이 상기 물체의 최소한 하나의 미리 선택된 피쳐(feature)와 교차하는 경우에만 상기 축을 따라 상기 물체를 스캔하는 물체를 스캔하기 위한 방법.
물체를 스캔하기 위한 시스템에 있어서,

이동 메커니즘;

상기 이동 메커니즘은 제1 방향을 따라 미리 선택된 속도로 광원과 상기 물체 중 하나를 이동시키고, 광 빔을 방출하기 위한 상기 광원;

상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 상기 광 빔을 스위프하기 위한 제1 굴절기;

상기 광 빔을 굴절 각도에 따라 제3 방향으로 굴절시키기 위한 제2 굴절기;

상기 제2 굴절기를 제어하고, 상기 미리 선택된 속도의 함수로서 결정되는 율로 상기 굴절 각도를 변화시키는 프로세서; 및

상기 광 빔을 상기 물체 상에서 초점을 맞추어 주고, 상기 초점이 맞추어진 광 빔은 상기 제1 방향에 대해 직교하는 축 상에 있는 다수의 X-Y 좌표에서 상기 물체를 스캔하게 되는 최소한 하나의 렌즈

를 포함하는 물체를 스캔하기 위한 시스템.
제17항에 있어서, 상기 제1 굴절기는 음향 광 굴절기를 포함하는 물체를 스캔하기 위한 시스템.
제18항에 있어서, 상기 제2 굴절기는 음향 광 굴절기를 포함하는 물체를 스캔하기 위한 시스템.
제17항에 있어서,

상기 다수의 X-Y 좌표 중 최소한 몇몇의 좌표에서 상기 물체로부터 반사된 광을 검출하고 및 상기 다수의 X-Y 좌표 중 최소한 몇몇의 좌표의 각각에서 상기 물체로부터 반사되어 상기 검출된 광의 함수로서 개별 신호들을 발생시키기 위한 최소한 하나의 광 감지 검출기

를 더 포함하는 물체를 스캔하기 위한 시스템.
제20항에 있어서, 상기 최소한 하나의 광 감지 검출기는 상기 굴절된 광이 상기 광 감지 검출기에 투사되는 위치의 함수로서 각각의 개별 신호를 발생시키는 물체를 스캔하기 위한 시스템.
제20항에 있어서,

상기 최소한 하나의 광 감지 검출기로부터의 각각의 개별 신호를 처리하기 위한 전자적 처리부

를 더 포함하는 물체를 스캔하기 위한 시스템.
제17항에 있어서,

다수의 X-Y 좌표에서 상기 물체로부터 반사된 광을 상기 물체의 피쳐의 위치 함수로서 검출하기 위한 최소한 하나의 광 감지 검출기

를 더 포함하는 물체를 스캔하기 위한 시스템.
제17항에 있어서, 상기 초점이 맞추어진 광 빔은 상기 축이 상기 물체의 최소한 하나의 미리 선택된 피쳐와 교차하는 경우에만 상기 축을 따라 상기 물체를 스캔하는 물체를 스캔하기 위한 시스템.
물체를 스캔하기 위한 방법에 있어서,

미리 선택된 속도로 광원 및 상기 물체 중 하나를 제1 방향으로 이동하는 단계;

상기 광원으로부터 광 빔(beam)을 방출하는 단계;

상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 상기 광 빔을 스위프(sweep)하는 단계;

상기 광 빔을 굴절 각도에 따라서 제3 방향으로 굴절시키는 단계;

상기 광 빔을 상기 물체 상의 다수의 X-Y 좌표에서 초점을 맞추는 단계;

상기 굴절 각도를 상기 미리 선택된 속도의 함수로서 결정된 율로서 제1의 선정 시간 주기 동안 증가시키는 단계; 및

상기 굴절 각도를 상기 결정된 율로서 제2 의 선정된 시간 주기 동안 감소시키는 단계

를 포함하는 물체를 스캔하기 위한 방법.
제25항에 있어서, 상기 증가시키는 단계는 상기 굴절각도를 상기 결정된 율로 선형적으로 증가시키는 단계를 포함하는 물체를 스캔하기 위한 방법.
제26항에 있어서, 상기 감소시키는 단계는 상기 굴절각을 상기 결정된 율로 선형적으로 감소시키는 단계를 포함하는 물체를 스캔하기 위한 방법.
제25항에 있어서,

상기 다수의 개별 X-Y 좌표 중 최소한 몇몇의 좌표에서 상기 물체에 의해 반사된 소정량의 광을 검출하는 단계

를 더 포함하는 물체를 스캔하기 위한 방법.
제28항에 있어서, 상기 검출하는 단계는 상기 물체 상의 미리 선택된 피쳐의 위치 함수로서 수행되는 물체를 스캔하기 위한 방법.
제28항에 있어서,

상기 검출하는 단계의 함수로서 상기 다수의 개별 X-Y 좌표의 각각에 대한 Z 좌표를 결정하는 단계

를 더 포함하는 물체를 스캔하기 위한 방법.
제25항에 있어서, 상기 광 빔은 상기 물체 상의 미리 선택된 피쳐의 위치 함수로서 미리 선택된 X-Y 좌표에서만 상기 물체 상에 초점이 맞추어지는 물체를 스캔하기 위한 방법.
제25항에 있어서,

선정된 시간 경과 후에 상기 굴절각도를 리셋 각도가 되도록 리셋하는 단계

를 더 포함하는 물체를 스캔하기 위한 방법.
제25항에 있어서, 상기 방출하는 단계는

상기 광원으로부터의 상기 광을 펄스화하는 단계

를 포함하는 물체를 스캔하기 위한 방법.
제25항에 있어서, 상기 초점이 맞추어진 광 빔은 상기 제1 방향에 직교하는 축을 따라서 상기 물체를 스캔하는 물체를 스캔하기 위한 방법.
제25항에 있어서, 상기 초점이 맞추어진 광 빔은 상기 축이 상기 물체 상의 최소한 하나의 미리 선택된 피쳐와 교차할 때에만 상기 물체를 스캔하는 물체를 스캔하기 위한 방법.
제25항에 있어서,

물체 피쳐가 스캔된 후에 선정된 시간 동안 상기 미리 선택된 속도를 증가시키는 단계

를 더 포함하는 물체를 스캔하기 위한 방법.
물체를 스캔하기 위한 시스템에 있어서,

이동 메커니즘;

상기 이동 메커니즘은 미리 선택된 속도로 광원과 상기 물체 중 하나를 이동시키고, 광 빔을 방출하기 위한 상기 광원;

제1 방향에 실질적으로 직교하는 상기 제1 방향으로 상기 광 빔을 스위프하기 위한 제1 굴절기;

상기 광 빔을 굴절 각도에 따라 제3 방향으로 굴절시키기 위한 제2 굴절기;

상기 제2 굴절기를 제어하고, 상기 미리 선택된 속도의 함수로서 결정되는 율로 상기 굴절 각도를 제1 시간 주기 동안 증가시키고, 제2 시간 주기 동안 상기 결정된 율로 상기 굴절 각도를 감소시키는 프로세서; 및

상기 물체 상에서 상기 광 빔의 초점을 맞추어 주기 위한 최소한 하나의 렌즈

를 포함하는 물체를 스캔하기 위한 시스템.
제37항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 결정된 율로 상기 굴절각을 선형으로 증가시키는 물체를 스캔하기 위한 시스템.
제38항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 결정된 율로 상기 굴절각을 선형으로 감소시키는 물체를 스캔하기 위한 시스템.
제37항에 있어서, 상기 제1 굴절기는 음향 광 굴절기를 포함하는 물체를 스캔하기 위한 시스템.
제40항에 있어서, 상기 제2 굴절기는 음향 광 굴절기를 포함하는 물체를 스캔하기 위한 시스템.
제37항에 있어서,

다수의 X-Y 좌표에서 상기 물체로부터 반사된 광을 검출하고 및 상기 다수의 X-Y 좌표의 각각에서 상기 물체로부터 반사되어 상기 검출된 광의 함수로서 개별 신호를 발생시키기 위한 최소한 하나의 광 감지 검출기

를 더 포함하는 물체를 스캔하기 위한 시스템.
제42항에 있어서, 상기 최소한 하나의 광 감지 검출기는 상기 굴절된 광이 상기 광 감지 검출기에 투사되는 위치의 함수로서 각각의 개별 신호를 발생시키는 물체를 스캔하기 위한 시스템.
제43항에 있어서,

상기 최소한 하나의 광 감지 검출기로부터의 각각의 개별 신호를 처리하기 위한 전자적 처리부

를 더 포함하는 물체를 스캔하기 위한 시스템.
제37항에 있어서,

다수의 X-Y 좌표에서 상기 물체로부터 반사된 광을 상기 물체의 피쳐의 위치의 함수로서 검출하기 위한 최소한 하나의 광 감지 검출기

를 더 포함하는 물체를 스캔하기 위한 시스템.
제37항에 있어서, 상기 초점이 맞추어진 광 빔은 상기 제1 방향과 직교하는 축을 따라서 상기 물체를 스캔하는 물체를 스캔하기 위한 시스템.
제37항에 있어서, 상기 초점이 맞추어진 광 빔은 상기 축이 상기 물체의 최소한 하나의 미리 선택된 피쳐와 교차할 때에만 상기 축을 따라 상기 물체를 스캔하는 물체를 스캔하기 위한 시스템.
물체를 스캔하기 위한 방법에 있어서,

광원 및 상기 물체 중 하나를 미리 선택된 속도로 제1 방향으로 이동시키는 단계;

상기 광원으로부터 광 빔을 방출하는 단계;

상기 이동 단계와 동시에 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로, 상기 광 빔이 제1 선정 시간 주기 동안에는 제1 속도로 스위프되고 제2 선정된 시간 주기 동안에는 제2 속도로 스위프되는 상기 광 빔을 스위프하는 단계; 및

상기 광 빔을 다수의 X-Y 좌표에서 상기 물체 상에 초점을 맞추어 주는 단계를 포함하는 물체를 스캔하기 위한 방법.
제48항에 있어서, 상기 제1 선정 시간 주기 및 상기 제2 선정 시간 주기는 상기 물체 상의 피쳐의 위치 함수로서 결정되는 물체를 스캔하기 위한 방법.
제48항에 있어서, 상기 방출하는 단계는 상기 제1 선정 시간 주기 동안에 수행되고 상기 방출하는 단계는 상기 제2 선정 시간 주기 동안에는 수행되지 않고, 상기 제1 속도의 제1 크기는 상기 제2 속도의 제2 크기보다 작은

물체를 스캔하기 위한 방법.
제50항에 있어서, 상기 광 빔은 상기 제1 시간 주기 동안 상기 물체의 미리 선택된 피쳐를 스캔하는 물체를 스캔하기 위한 방법.
제48항에 있어서,

상기 다수의 X-Y 좌표의 일부분에서 상기 물체로부터 반사된 광을 검출하기 위한 단계

를 더 포함하는 물체를 스캔하기 위한 방법.