KR20050118685A - 디바이스를 조정하기 위한 방법, 및 나란히 놓인 다수의디바이스들을 조정하기 위한 방법 및 그 방법을 구현하기적절한 물체 - Google Patents

디바이스를 조정하기 위한 방법, 및 나란히 놓인 다수의디바이스들을 조정하기 위한 방법 및 그 방법을 구현하기적절한 물체 Download PDF

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KR20050118685A
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리타 엠. 에이. 엘. 페티트
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Abstract

카메라를 포함하는 적어도 하나의 디바이스(2)를 조정하기 위한 방법이 개시된다. 적어도 하나의 기준 요소(4,11,12,13,14)를 갖는 물체(3,10)는 카메라의 이미지 영역으로 옮겨진다. 디바이스(2)에 대한 기준 요소(4,11,12,13,14)의 제 1 위치는 카메라에 의해 촬영된 이미지(5,6,8,9,15,16)로부터 결정된다. 그후 디바이스(2)에 대한 이동이 물체(3,10)에 부과된다. 디바이스(2)에 대한 기준 요소(4,11,12,13,14)의 제 2 위치는 카메라에 의해 촬영된 제 2 이미지(5,6,8,9,15,16)로부터 결정된다. 디바이스(2)에 대한 상기 물체(3,10)의 실제 이동은 상기 제 1 및 제 2 관련 위치들로부터 결정되고, 실제 이동은 상기 부과된 이동과 비교된다.

Description

디바이스를 조정하기 위한 방법, 및 나란히 놓인 다수의 디바이스들을 조정하기 위한 방법 및 그 방법을 구현하기 적절한 물체{Method for calibrating a device, method for calibrating a number of devices lying side by side as well as an object suitable for implementing such a method}
본 발명은 카메라를 포함하는 적어도 하나의 디바이스를 조정하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 카메라를 각각 포함하는, 나란히 놓인 다수의 디바이스들을 조정하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 그러한 방법들에 적용되기 적절한 물체에 관한 것이다.
구성요소들을 디바이스와 함께 기판 상에 위치시키는 것은 원래 공지되어 있다. 기판의 적어도 일부가 기계에 속한 카메라에 의해 지각되고, 그후 디바이스는 구성요소가 소망된 위치 상의 기판 상에 위치될 수 있도록 구동된다.
그후 기판은 디바이스에 대하여 이동되고, 그후 구성요소는 다시 기판 상에 위치된다. 디바이스에 대하여 기판의 최초 위치가 카메라에 의해 정해지면, 그후 기판은 드라이브에 의해 디바이스에 대하여 임의의 소망된 위치로 이동된다. 기판이 디바이스에 대하여 이동되면, 이러한 부과된 이동이 또한 실제 실행된다는 것을 보장하는 것이 중요하다. 이를 위해, 디바이스는 조정되어야 한다.
도 1은 나란히 배치된 다수의 디바이스들 및 그에 위치된 기준 요소들을 갖는 물체의 평면도.
도 2는 나란한 두 개의 디바이스들에 의해 촬영된 이미지들을 도시한 도면.
도 3a은 나란히 배치된 다수의 디바이스들 및 디바이스들을 통해 이동하는 물체를 도시한 도면.
도 3b는 디바이스들을 통한 물체의 이동 동안에 Y-방향에서의 편차들이 그려진 그래프.
도 4는 이동 전후에 촬영된 물체의 두 개의 이미지들을 도시한 도면.
도 5는 두 개의 디바이스들에 대한 두 개의 상이한 위치들에서 물체의 이미지들을 도시한 도면.
본 발명의 목적은, 디바이스가 간단한 방법으로 조정될 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적은, 적어도 하나의 기준 요소를 갖는 물체는 상기 카메라의 이미지 영역으로 옮겨지고, 그후 상기 디바이스에 대한 상기 기준 요소의 제 1 위치는 상기 카메라에 의해 촬영된 이미지로부터 결정되고, 그후 상기 디바이스에 대한 이동이 상기 물체에 부과되고, 상기 디바이스에 대한 상기 기준 요소의 제 2 위치는 상기 카메라에 의해 촬영된 제 2 이미지로부터 결정되고, 그후 상기 디바이스에 대한 상기 물체의 실제 이동은 상기 제 1 및 제 2 관련 위치들로부터 결정되고, 상기 실제 이동은 상기 부과된 이동과 비교되는 것을 특징으로 하는, 디바이스 조정 방법으로 성취된다.
실제 이동이 부과된 이동에 대응하고, 실질적으로 다비아스가, 예를 들면, 구성요소들을 기판 상에 위치시키는데 사용되면, 기판이 이동될 때, 이러한 기판은 실제 이러한 소망된 이동을 수행한다고 가정될 수 있다.
실제 이동이 부과된 이동에 대응하지 않으면, 무엇이 이러한 편차를 발생시켰는지 검사되어야 하며, 디바이스는 요구된 바와 같이 적응될 수 있다. 또한, 그러나, 실제 이동과 부과된 이동 간에 지각된 차이들에 기초하여 부과된 이동을 적응시키는 것이 가능하여, 소망된 실제 이동이 실현된다.
상기 방법은, 단일 디바이스 또는 카메라를 각각 포함하는 나란히 조립된 다수의 디바이스들에 적합하다.
나란히 위치된 다수의 디바이스들이 사용될 때, 각각의 디바이스에 대해 개별적으로 조정이 발생할 수 있다. 다수의 디바이스들에 의해 구성요소들이 동시에 기판에 제공되면, 또한 디바이스들의 상호 의존적인 위치들을 고려하는 것은 중요하다.
따라서, 본 발명은, 나란히 설치된 다수의 디바이스들이 상대적으로 간단하고 정확한 방법으로 상호에 대하여 조정될 수 있는 방법을 제공하는 목적을 갖는다.
물체 상의 기준 요소들은 고정된 상호 위치를 갖는다. 다수의 카메라들에 의해 물체의 다수 이미지들을 찍음으로써, 디바이스에 대하여 고려된 기준 요소(적어도 하나의 기준 요소는 각 이미지에서 지각될 수 있음)의 상대 위치들은 각 이미지들로부터 결정될 수 있다. 물체 상의 기준 요소들의 상호 위치들은 공지되거나 결정될 수 있기 때문에, 디바이스들의 상호 위치들은 이용 가능한 정보로부터 유도될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 실시예는, 상기 물체가 상호에 대한 위치들이 공지된 적어도 네 개의 기준 요소들을 가지며, 적어도 두 개의 기준 요소들이 상기 카메라에 의해 이미지의 촬영 동안에 지각되는 것을 특징으로 한다.
적어도 두 개의 기준 요소들의 위치 및 기준 요소들의 상호 위치들에 기초하여, 기준-요소-디바이스에 대한 물체 운반의 방위(orientation)가 간단한 방법으로 정해질 수 있다. 단일 디바이스 조정에서, 예를 들면, 네 개의 모든 기준 요소들을 지각하는 것은 가능한 반면에, 이동이 발생하면, 두 개 이상의 기준 요소들은 지각되지 않는다. 따라서, 디바이스에 의해 수행된 이동의 정확한 조정을 수행하는 것은 가능하다.
적어도 두 개의 인접한 디바이스들이 조정되어야 하면, 예를 들면, 처음 이미지가 제 1 디바이스의 카메라에 의해 생성될 수 있으며, 모든 기준 요소들이 이미지 내에 지각될 수 있다. 그후 물체는, 두 개의 기준 요소들이 제 1 카메라에 의해 지각되고, 동시에 다른 기준 요소들이 상기 카메라의 옆에 위치된 디바이스의 카메라에 의해 지각되는 위치로 이동된다.
상호에 관련한 기준 요소들의 상호 위치들은 처음 생성된 이미지로부터 결정될 수 있기 때문에, 상호에 관련한 디바이스들의 상호 위치들은 후속으로 생성된 두 개의 기준 요소들 각각의 이미지들로부터 간단히 유도될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 다른 실시예는, 상호에 관련한 기준 요소들의 위치들이 카메라에 의해 생성된 이미지로부터 결정될 수 있다는 것을 특징으로 한다.
이러한 방법에서, 상호에 관련한 기준 요소들의 상호 위치는 디바이스 상에 위치된 카메라에 의해 결정된다. 따라서 상호 위치들은 앞서 결정될 필요가 없다. 물체가 온도의 변화에 따라 수축되거나 팽창하면, 이것은 조정 방법의 정확성에 영향을 주지 않는다는 장점이 있는데, 기준 요소들의 상호 위치들은, 디바이스가 조정되기 전에 결정되기 때문이다.
본 발명의 목적은 또한, 디바이스가 간단한 방법으로 조정될 수 있는 물체를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 물체에서, 이러한 목적이 달성되면, 상기 물체는 다수의 기준 요소들을 포함한다.
이러한 방법에서, 명확히 지각 가능한 기준 요소들을 수용하는 물체를 적용하는 것은 가능하며, 지각 가능한 기준 요소들은 카메라에 의해 잘 검출될 수 있으며, 상기 기준 요소들의 상호 위치들은, 카메라에 의해 생성된 이미지로부터 정확히 결정될 수 있다. 상기 물체는, 구성요소들이 장착된 기판 또는 조정을 위해 특별히 제조된 제품일 수 있다.
본 발명에 따른 물체의 한 실시예는, 기준 요소들로서 역할을 하는 다수의 마킹 요소들이 도입된 판인 것을 특징으로 한다.
상대적으로 많은 다수의 기준 요소들을 갖는 그러한 물체는 간단한 방법으로 제조될 수 있으며, 다수의 카메라들에 의해 지각하기에 적절하며, 나란한 어레이로 배열되는 다수의 디바이스들 상에 설치된다. 또한, 그러한 물체에 의해, 디바이스들의 상호 위치들이 상대적으로 정확하고 빠른 방법으로 정해질 수 있다.
본 발명은 도면들을 참조하여 설명될 것이다.
도면들 내의 동일한 요소들은 동일한 참조 번호들을 갖는다.
도 1은 나란히 위치된 다수의 디바이스들(2)을 포함하는 구성요소 배치 기계(1)를 도시한다. 각 디바이스(2)는, 구성요소들이 기판 상에 배치될 수 있는 배치 유닛 및 카메라를 포함한다. 그러한 디바이스들은 윈래 공지되어 있으며, 따라서 추가로 설명되지 않을 것이다. 구성요소 배치 디바이스(1)는, 매우 다수의 기준 요소들(4)이 격자로 제공되는 디스크형 물체(3)를 수용한다. 이들 기준 요소들은 십자형들, 도트들, 블록들 등일 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 물체(3)의 길이(L)는 단일 디바이스(2)의 폭(B)보다 화살표(X)로 도시된 방향이 더 길다. 결과적으로, 물체(3)는 다수의 디바이스들(2)이 놓이고, 연관된 카메라에 의해 각 디바이스(2) 내에서 지각될 수 있다.
상호 관련한 개별 기준 요소들(4)의 위치들이 공지되거나 결정되면, 상호 관련한 디바이스들(2)의 위치들은 간단한 방법으로 정해질 수 있다.
도 2는 두 개의 좌표 시스템들(X1-Y1 및 X2-Y2)을 도시하며, 상기 좌표 시스템들은 두 개의 상이한 디바이스들에 속한다. 도 2에 도시된 경우에서, 축(X1)은 축(X2) 보다 축(X)에 대한 상이한 각을 둘러싼다. 따라서, X1-Y1 좌표 시스템 내의 위치는 동일하게 좌표 시스템(X2-Y2)으로 이동될 수 없다.
디바이스들(2)에 속하는 상호에 관련하여 두 개의 좌표 시스템들(X1-Y1 및 X2-Y2) 각각을 조정하기 위해, 즉, 상호 관계를 확립하기 위해, 이미지(5,6)는 관련된 디바이스에 속하는 카메라에 의해 촬영된다. 좌표 시스템들(X1-Y1 및 X2-Y2) 각각에 대하여 이미지(5,6)에 표시된 기준 요소들(4)의 관련 위치들이 이미지(5,6)로부터 결정된다. 이미지(5)에 표시된 기준 요소들(4)은 물체(3)에 대하여 좌표 시스템(Xr1-Yr1) 내에 위치되는 반면에, 이미지(5)에 표시된 마킹 요소들(4)은 물체(3)에 대하여 좌표 시스템(Xr2-Yr2) 내에 위치된다. 상호에 관련한 좌표 시스템들(Xr1-Yr1 및 Xr2-Yr2)은 원래 공지되어 있는데, 예를 들면, 상호 위치들은 기계(1) 내의 물체(3)의 배치 이전에 측정되기 때문이다. 좌표 시스템(X2-Y2)에 대한 좌표 시스템(X1-Y1)의 위치는, 좌표 시스템들(X1-Y1 및 X2-Y2)에 대한 기준 요소들의 위치들 및 이미지(5)에 표시된 기준 요소들과 이미지(6)에 표시된 기준 요소들 간의 원래 공지된 상호 위치들로부터 결정될 수 있다. 이러한 점에서, 동등 좌표들 변환과 같은, 예를 들면 로보틱스로부터 공지된 기술의 사용이 이루어진다. 도 2에 도시된 경우에서, 단지 두 개의 이미지들만이 도시된다. 도 1에 도시된 구성요소 배치 기계(1)에서, 물체(3)의 이미지는 각 디바이스(2)에 속하는 카메라에 의해 동시에 촬영되어, 네 개의 이미지들이 획득된다. 각 디바이스(2)에 속하는 좌표 시스템들의 상호 위치들은 이들 네 개의 이미지들로부터 유도될 수 있다. X-Y 좌표 시스템에 대한 각 좌표 시스템들의 위치 및 방위가 결정될 수 있거나, 좌표 시스템들의 위치들이 좌표 시스템, 예를 들면, 디바이스(2)에 속하는 X1-Y1 에 관련될 수 있다.
도 3a는 나란히 배치된 12 개의 디바이스들(2)을 포함하는 구성요소 배치 기계(1)의 평면도를 도시한다. 물체(3)의 길이(L)는 단일 디바이스(2)의 폭(B)보다 길지만, 구성 요소 배치 기계(1)의 총 폭(12B)보다 짧다. 물체(3)는 화살표(P1)로 표시된 방향으로 수송 디바이스(도시되지 않음)에 의해 구성요소 배치 기계(1)를 통해 수송되며, 물체(3)는 항상 다수의 디바이스들(2) 내에 위치되며, 따라서 항상 디바이스들(2)에 속하는 다수의 카메라들에 의해 지각된다. 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 동일한 방법에서, 각 디바이스(2)에 속하는 좌표 시스템들의 관련 상호 위치들 및 방위들이 계산될 수 있다. 또한, 획득된 이미지에 의해, 수송 디바이스가 화살표(P1)로 도시된 방향으로 물체(3)를 수송하는 정확성을 검사하는 것이 가능하다. 물체(3)가 화살표(P1)로 도시된 방향으로 이동되기 전후에, 디바이스(2)에 속하는 카메라에 의해 이미지가 촬영되면, 실제 영향을 받는 배치를 이러한 이미지로부터 정하는 것이 가능하다. 수송 디바이스가 적절히 기능하면, 물체(3)는 소망된 미리 정의된 거리에 걸쳐 X 방향으로 배치를 수행할 것이며, Y 방향의 배치는 일어나지 않을 것이다. 그러나, 수송 디바이스의 부정확성들로 인해, X 방향으로 10 Fm, Y 방향으로 100 Fm 및 방향으로 0.05 mrad 정도의 상대적으로 작은 편차가 존재할 수 있다. Y 방향의 편차들(dy)은 도 3b에 도시된 그래프에 그려지며, 편차(dy)는 수송 디바이스의 위치의 함수이다. X 및 방향의 편차들은 유사한 방법으로 결정될 수 있다. 시간들(t1 및 t2)에서, 화살표(P1)로 도시된 방향의 물체(3)의 이동은, 예를 들면, 나란하게 이동하는 클램핑(clamping) 요소들의 빔을 포함하는 수송 디바이스의 다른 부분에 걸쳐 이루어진다. 이러한 빔은 단일 이동에서 우측손 엔드 위치에서 좌측손 엔드 위치로 다시 이동된다. 그후 기판들은 클램핑 요소들에 의해 일시적으로 지탱된다. 이러한 타입의 수송 디바이스들은 원래 공지되어 있으며, 추가로 상세히 설명되지 않을 것이다. 본 발명의 방법에서, 수송 디바이스에 의해 발생되는 편차들이 결정될 수 있다는 것이 보다 중요하다.
따라서 획득된 정보에 기초하여, 구성요소들이 디바이스(2)에 의해 기판 상에 배치될 때, X,Y 및 방향의 편차로 기판이 예상된 위치에 대하여 어느 방향인지를 계산하는 것은 가능하여, 이들 편차들을 고려하여, 구성요소는 기판 상의 소망된 위치에 배치될 수 있다.
도 4는 그 위에 표시된 기준 요소들(4)을 갖는 물체(3)의 두 개의 이미지들을 도시하며, 상기 이미지들 각각은 화살표(P1)로 도시된 방향으로의 이동 전후에 촬영된다. 이미지들은, 디바이스들(2)에 속하는 카메라들에 의해 촬영된 다양한 이미지들로 구성된다. 도 4에 도시된 이미지들로부터, 순수 X 방향의 의도된 이동의 결과로서 기판은 또한 Y 방향의 이동 및 방향의 회전을 경험한다는 것을 분명히 알 수 있다. 또한, 이미지들 내의 기준 요소들 간의 거리가 실제 거리와 다르다는 것은 가능하다.
도 1-4에 도시된 이미지들에서, 다수의 기준 요소들을 격자로 수용하는 디스크형 물체(3)가 사용된다. 디스크형 물체(3)는 예를 들면, 유리 디스크일 수 있다. 디스크형 물체(3)는 특히 디바이스들을 조정하기 위해 제조되며, 상대적으로 많은 다수의 분명히 지각 가능한 기준 요소들을 포함한다.
또한, 그러나, 구성요소들이 배치되는 기판을 조정하는 것은 가능하다.
도 5에 도시된 경우에서, 이미지들(8,9)은 디바이스들(2)에 속하는 카메라들에 의해 촬영된다. 이미지들(8,9)은, 기준 요소들로서 역할을 하는 다수의 구성요소들(11,12,13,14)이 제공된 기판(10)을 도시한다. 이들 구성요소들(11-14)은, 예를 들면, 기판(10) 상에 배치된 구성요소들, 기판 상에 제공된 전기적 도전성 트랙들 등일 수 있다. 구성요소들(11-12)에 의해 정의된 좌표 시스템(Xr1-Yr1)에 대한 구성요소들(11-14)의 상호 위치들은 이미지(8)로부터 유도된다. 구성요소들(11-14)의 위치들은 디바이스(2)에 속하는 좌표 시스템(X1-Y1)에 대하여 계산된다. 구성요소들(11-14)의 위치들은 이미지(9)로부터 결정될 수 없다.
그후 기판(10)은 화살표(P2)로 도시된 방향으로 이동된다. 기판(10)의 이러한 위치에서, 이미지들(15,16)은, 이미지들(8,9)을 제조하는 동일한 디바이스들(2)에 의해 제조된다. 기판(10)은, 기준 요소들로서 역할을 하는 두 개의 구성요소들(11,12)이 이미지(15)에서 지각 가능하고 기준 요소들로서 역할을 하는 두 개의 구성요소들(13,14)이 이미지(16)에서 지각 가능하도록 이동된다. 구성요소들(11,12)의 위치들은 좌표 시스템(X1-Y1)에 대하여 다시 결정된다. 기판(10)의 실제 이동은 이미지(8) 및 이미지(15) 내 각자의 구성요소들(13,14)의 위치들로부터 결정될 수 있다. 이미지(16)에 속하는 좌표 시스템(X2-Y2)에 대한 구성요소들(13,14)의 위치들은 이미지(16)로부터 계산된다. 구성요소들(11,12)에 대한 구성요소들(13,14)의 위치들이 변하지 않고 이미지(8)로부터 결정되기 때문에, 좌표 시스템(X1-Y1)에 대한 좌표 시스템(X2-Y2)의 위치를 이용 가능한 정보로부터 결정하는 것은 후속으로 가능하다. 좌표 시스템(X2-Y2)의 위치가 좌표 시스템(X1-Y1)에 대하여 예상된 위치에 위치되면, 참조 요소들(13,14)은 예상된 좌표 시스템에 대하여 위치들(13',14')에 위치될 것이다. 좌표 시스템(X1-Y1)에 대한 좌표 시스템(X2-Y2)의 예상된 위치에 대하여 좌표 시스템(X2-Y2)의 실제 위치는 기준 요소들(13,14 및 13',14')의 상호 위치들로부터 결정될 수 있다.
또한 기준 요소들로서 네 개 이상의 요소들을 고려할 수 있으며, 따라서 정확성을 개선한다.

Claims (6)

  1. 카메라를 포함하는 적어도 하나의 디바이스(2)를 조정하기 위한 방법에 있어서,
    적어도 하나의 기준 요소(4,11,12,13,14)를 갖는 물체(3,10)는 상기 카메라의 이미지 영역으로 옮겨지고, 그후 상기 디바이스(2)에 대한 상기 기준 요소(4,11,12,13,14)의 제 1 위치는 상기 카메라에 의해 촬영된 이미지(5,6,8,9,15,16)로부터 결정되고, 그후 상기 디바이스(2)에 대한 이동(displacement)이 상기 물체(3,10)에 부과되고, 상기 디바이스(2)에 대한 상기 기준 요소(4,11,12,13,14)의 제 2 위치는 상기 카메라에 의해 촬영된 제 2 이미지(5,6,8,9,15,16)로부터 결정되고, 그후 상기 디바이스(2)에 대한 상기 물체(3,10)의 실제 이동은 상기 제 1 및 제 2 관련 위치들로부터 결정되고, 상기 실제 이동은 상기 부과된 이동과 비교되는 것을 특징으로 하는, 디바이스 조정 방법.
  2. 카메라 각각을 포함하고 나란히 위치된 다수의 디바이스들(2)을 조정하기 위한 방법에 있어서,
    기준 요소들(4,11,12,13,14)을 갖는 물체(3,10)는 적어도 두 개의 디바이스들(2)의 적어도 두 개의 카메라들의 이미지 영역으로 옮겨지고, 그후 적어도 하나의 기준 요소(4,11,12)의 제 1 위치들은 제 1 디바이스(2)에 대하여 결정되고, 적어도 하나의 기준 요소(4,11,12)의 제 2 위치들은 제 2 디바이스(2)에 대하여 결정되고, 그후 상기 제 1 디바이스(2)에 대한 상기 제 2 디바이스(2)의 위치는 상기 기준 요소들(4,11,12,13,14)의 상기 제 1 및 제 2 관련 위치들로부터 결정되는 것을 특징으로 하는, 디바이스 조정 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 물체(3,10)는, 상호에 관련한 위치들이 공지된 적어도 네 개의 기준 요소들(4,11,12,13,14)을 가지며, 적어도 두 개의 기준 요소들(4,11,12,13,14)은 상기 카메라에 의해 이미지(5,6,8,9,15,16)의 촬영 동안에 지각되는 것을 특징으로 하는, 디바이스 조정 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상호에 관련한 상기 기준 요소들(4,11,12,13,14)의 위치들은 상기 카메라에 의해 촬영된 이미지(5,6,8,9,15,16)로부터 결정되는 것을 특징으로 하는, 디바이스 조정 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항의 방법을 구현하기 적절한 물체(3,10)에 있어서,
    상기 물체(3,10)는 다수의 기준 요소들(4,11,12,13,14)을 갖는 것을 특징으로 하는, 물체.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 물체(3,10)는, 기준 요소들(4,11,12,13,14)로서 역할을 하는 다수의 마킹 요소들이 격자 모양으로 제공되는 판인 것을 특징으로 하는, 물체.
KR1020057018065A 2003-03-26 2004-03-19 디바이스를 조정하기 위한 방법, 및 나란히 놓인 다수의디바이스들을 조정하기 위한 방법 및 그 방법을 구현하기적절한 물체 KR20050118685A (ko)

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EP03075867 2003-03-26
EP03075867.6 2003-03-26

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