KR20170096456A

KR20170096456A - Photographing apparatus and photographing method

Info

Publication number: KR20170096456A
Application number: KR1020160017859A
Authority: KR
Inventors: 허진
Original assignee: 주식회사 이오테크닉스
Priority date: 2016-02-16
Filing date: 2016-02-16
Publication date: 2017-08-24
Also published as: WO2017142154A1; KR101850363B1; TWI618971B; TW201730658A

Abstract

A photographing apparatus is disclosed. The photographing apparatus includes a light source for emitting light, a focusing optical system for changing the path of light reflected by an object, a photographing part for photographing the image of the object formed by the focusing optical system, and a distance adjusting part for adjusting a distance between the focusing optical system and the object. The photographing part photographs the image of the object whenever the distance between the focusing optical system and the object changes by a predetermined interval. The predetermined interval is set to be smaller than the depth of field of the focusing optical system. The autofocusing operation of the photographing apparatus can be performed accurately and quickly.

Description

[0002] Photographing apparatus and photographing method [0003]

촬영장치 및 촬영방법에 관한 것으로, 촬영장치의 오토 포커싱 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a photographing apparatus and a photographing method.

레이저 가공공정 등에서 대상물의 표면을 선명하게 촬영하는 것이 중요하다. 이미지의 선명도를 높이기 위해서는 포커싱 광학계의 초점 위치를 대상물에 맞추어 변경하는 작업이 필요하며 이를 오토 포커싱 작업이라고 한다.It is important to take a clear image of the surface of the object in a laser machining process or the like. In order to enhance the sharpness of the image, it is necessary to change the focus position of the focusing optical system to the object and it is called auto focusing operation.

오토 포코싱 작업에서는 포커싱 광학계와 대상물 사이의 거리를 변화시키면서 선명한 이미지가 나오는 지점을 찾는다. 즉, 오토 포커싱 과정에서 포커싱 광학계와 대상물 사이의 거리를 변화시켜 가면서 복수 회의 촬영작업이 요구된다. In the autofocosing operation, the distance between the focusing optical system and the object is changed to find a point where a clear image appears. That is, a plurality of photographing operations are required while changing the distance between the focusing optical system and the object in the autofocusing process.

그런데, 종래에는 복수회의 촬영작업 각각에 대해 흔들림 없는 이미지를 얻기 위해 정지된 상태에서 이미지 촬영을 했다. 그러나, 이 경우 기계의 진동이 사라지기를 기다리는데 필요한 지연시간이 소모되는 바 고속으로 오토 포커싱 작업을 수행하기 어려워 지는 문제가 있다.Conventionally, in order to obtain an image without blurring for each of a plurality of shooting operations, image shooting was performed in a stopped state. However, in this case, since the delay time required to wait for the vibration of the machine to disappear is consumed, there is a problem that it becomes difficult to perform the auto focusing operation at high speed.

또한, 움직이는 상태에서 오토 포커싱 작업을 수행하는 경우 이미지의 선명도가 저하됨에 따라 정확한 포커싱 위치를 찾기 어려운 단점이 있다.Further, when the autofocusing operation is performed in a moving state, the sharpness of the image is degraded, and it is difficult to find an accurate focusing position.

예시적인 실시예에 따르면, 촬영장치의 오토 포커싱 작업을 정확하고 빠르게 수행할 수 있다.According to the exemplary embodiment, the autofocusing operation of the photographing apparatus can be performed accurately and quickly.

일 측면에 있어서,In one aspect,

광을 조사하는 광원;A light source for emitting light;

대상물에서 반사된 광의 경로를 변경하는 포커싱 광학계;A focusing optical system for changing a path of light reflected from an object;

상기 포커싱 광학계에 의해 형성된 상기 대상물의 이미지를 촬영하는 촬영부; 및A photographing unit photographing an image of the object formed by the focusing optical system; And

상기 포커싱 광학계와 상기 대상물 사이의 거리를 조절하는 거리 조절부;를 포함하며,And a distance adjusting unit adjusting a distance between the focusing optical system and the object,

상기 촬영부는, 상기 포커싱 광학계와 상기 대상물 사이의 거리가 소정의 간격만큼 변할 때 마다 상기 대상물의 이미지를 촬영하되, 상기 소정의 간격은 상기 포커싱 광학계의 심도(Depth of field)의 크기보다 작게 설정되는 촬영장치가 제공된다.The photographing unit photographs an image of the object every time the distance between the focusing optical system and the object changes by a predetermined interval, and the predetermined interval is set to be smaller than the depth of field of the focusing optical system A photographing apparatus is provided.

상기 촬영부는 글로벌 셔터(global shutter) 방식으로 상기 대상물의 이미지를 촬영할 수 있다.The photographing unit may photograph an image of the object using a global shutter method.

상기 거리 조절부는 적어도 일 구간에서 상기 대상물과 상기 포커싱 광학계 사이의 거리를 등속도로 변화시킬 수 있다.The distance adjuster may vary the distance between the object and the focusing optical system at a constant speed in at least one section.

상기 거리 조절부가 상기 대상물과 상기 포커싱 광학계 사이의 거리를 변화시키는 속도는 수학식 1을 만족할 수 있다.The distance control unit may satisfy the equation (1) that the distance between the object and the focusing optical system changes.

.... 수학식 1

... Equation 1

(V1=대상물과 포커싱 광학계 사이의 거리 변화 속도의 크기, f=등속도 구간에서 촬영부의 시간당 촬영횟수, DOF=포커싱 광학계의 심도 크기)(V1 = the magnitude of the distance changing velocity between the object and the focusing optical system, f = the number of times of photographing per hour in the constant velocity section, DOF = depth of focus of the focusing optical system)

상기 거리 조절부가 상기 대상물과 상기 포커싱 광학계 사이의 거리를 변화시키는 속도는 수학식 2를 만족할 수 있다.The distance control unit may satisfy the equation (2) that the distance between the object and the focusing optical system changes.

V1 <

.........수학식 2V1 <

... (2)

(V1=대상물과 포커싱 광학계 사이의 거리 변화 속도의 크기, DoF=포커싱 광학계의 심도, E= 촬영부의 프레임당 노출시간)(V1 = the magnitude of the distance changing velocity between the object and the focusing optical system, DoF = depth of focusing optical system, E = exposure time per frame of the photographing part)

상기 촬영부의 프레임당 노출시간은 수학식 3을 만족할 수 있다.The exposure time per frame of the photographing unit may satisfy Equation (3).

.........수학식 3

... (3)

(E= 촬영부의 프레임당 노출시간, A_pixel = 촬영부의 픽셀 면적, M = 배율, V2_max= 촬영부와 대상물 사이의 상대적인 진동속도의 최대값)(E = exposure time per frame of the photographing part, A _pixel = pixel area of the photographing part, M = magnification, V2 _max = maximum value of the relative vibration speed between the photographing part and the object)

상기 촬영장치는, 상기 대상물과 상기 촬영부 사이의 거리 변화를 감지하여 전기적 신호를 발생시키는 엔코더;를 더 포함할 수 있다.The photographing apparatus may further include an encoder for sensing a change in distance between the object and the photographing unit to generate an electrical signal.

상기 촬영장치는, 상기 엔코더가 발생시키는 상기 전기적 신호에 기초하여 상기 촬영부에 대한 동기화 신호를 생성하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.The photographing apparatus may further include a controller for generating a synchronization signal for the photographing unit based on the electrical signal generated by the encoder.

상기 촬영장치는, 상기 촬영부가 촬영한 상기 대상물의 이미지들을 수신하여, 상기 이미지들의 선명도를 추출하는 프로세서;를 더 포함할 수 있다.The photographing apparatus may further include a processor for receiving the images of the object photographed by the photographing section and extracting the sharpness of the images.

상기 프로세서는 상기 선명도가 가장 높은 이미지가 촬영된 상기 대상물과 상기 포커싱 광학계 사이의 거리를 포커싱 거리로 결정할 수 있다.The processor may determine a distance between the object on which the image with the highest sharpness is captured and the focusing optical system as a focusing distance.

상기 프로세서는, 상기 이미지들의 선명도 값들로부터 수학식 4에 따라 포커싱 거리를 결정할 수 있다.The processor may determine a focusing distance according to Equation (4) from the sharpness values of the images.

.... 수학식 4&Quot; (4)

(H= 포커싱 상태에서 포커싱 광학계와 대상물 사이의 거리, H_i = 선명도가 가장 높게 측정된 i번째 촬영에서의 포커싱 광학계와 대상물 사이의 거리, H_i-1 = i-1번째 촬영에서의 포커싱 광학계와 대상물 사이의 거리, H_i+1 = i+1번째 촬영에서의 포커싱 광학계와 대상물 사이의 거리, C_i = 선명도가 가장 높게 측정된 i번째 촬영 이미지의 선명도 값, C_i _-1 = i-1번째 촬영 이미지의 선명도 값, C_i ₊₁ = 선명도가 i+1번째 촬영 이미지의 선명도 값)(H = distance between the focusing optical system and the object in the focusing state, H _i = distance between the focusing optical system and the object in the i-th photographing in which the sharpness is the highest, H _i-1 = focusing optical system in the and the distance between objects, H _{i + 1} = i + 1-th shot distance between the focusing optical system and the object in, C _i = the i th measured sharpness is the highest sharpness value of the recorded image, C _i _-1 = i- The sharpness value of the first shot image, C _i ₊₁ = the sharpness value of the i + 1th shot image with sharpness)

상기 거리 조절부가 상기 대상물과 상기 포커싱 광학계 사이의 거리를 변화시키는 구간은 수학식 5 및 수학식 6에 의해 결정될 수 있다.The interval in which the distance adjusting unit changes the distance between the object and the focusing optical system may be determined by Equation (5) and Equation (6).

H-D-δ < X < H+D+δ ....... 수학식 5H-D-delta < X < H + D + delta

..... 수학식 6

(6)

(X= 대상물의 지지과 포커싱 광학계의 포커싱 포인트 사이의 거리, H= 대상물의 예상 두께, D= 대상물의 두께 편차, δ = 가속 구간, V1=최대 속도, a= 가속도)(X = distance between the support of the object and the focusing point of the focusing optical system, H = anticipated thickness of the object, D = thickness deviation of object,? = Acceleration section, V1 = maximum velocity,

다른 측면에 있어서,In another aspect,

대상물에 광을 조사하는 단계;Irradiating the object with light;

포커싱 광학계를 이용하여 상기 대상물에서 반사된 광을 집광하는 단계;Focusing the light reflected from the object using a focusing optical system;

상기 포커싱 광학계와 상기 대상물 사이의 거리를 조절하는 단계; 및Adjusting a distance between the focusing optical system and the object; And

상기 포커싱 광학계와 상기 대상물 사이의 거리가 소정의 간격만큼 변할 때 마다 상기 대상물의 이미지를 촬영하는 단계;를 포함하며,And photographing an image of the object each time the distance between the focusing optical system and the object changes by a predetermined interval,

상기 소정의 간격은 상기 포커싱 광학계의 심도보다 작게 설정되는 촬영방법이 제공된다.And the predetermined interval is set smaller than the depth of the focusing optical system.

상기 거리를 조절하는 단계는, 적어도 일 구간에서 상기 대상물과 상기 포커싱 광학계 사이의 거리를 등속도로 변화시킬 수 있다.The step of adjusting the distance may vary the distance between the object and the focusing optical system at a constant speed in at least one section.

상기 거리를 조절하는 단계는, 상기 대상물과 상기 포커싱 광학계 사이의 거리를 등속도로 변화시키는 구간에서 상기 촬영부는 일정한 시간간격으로 상기 대상물의 이미지를 촬영하며,The step of adjusting the distance may include a step of photographing the image of the object at a constant time interval in a section for changing the distance between the object and the focusing optical system at a constant speed,

상기 대상물과 상기 포커싱 광학계 사이의 거리가 변하는 속도는 수학식 1을 만족할 수 있다.The speed at which the distance between the object and the focusing optical system changes can satisfy Equation (1).

.... 수학식 1

... Equation 1

(V1=대상물과 포커싱 광학계 사이의 거리 변화 속도의 크기, f=등속도 구간에서 촬영부의 시간당 촬영횟수, DoF=포커싱 광학계의 심도, α는 0.1<α<0.5를 만족하는 임의의 실수)(V1 = the magnitude of the distance changing velocity between the object and the focusing optical system, f = the number of photographing times per hour of the photographing section in the constant velocity section, DoF = the depth of the focusing optical system, and α is an arbitrary real number satisfying 0.1 <

상기 거리를 조절하는 단계는, 상기 대상물과 상기 포커싱 광학계 사이의 거리를 변화시키는 속도가 수학식 2를 만족하도록 할 수 있다.The step of adjusting the distance may be such that the speed of changing the distance between the object and the focusing optical system satisfies Equation (2).

V1 <

.........수학식 2V1 <

... (2)

상기 촬영방법은, 상기 대상물과 상기 촬영부 사이의 거리 변화를 감지하여 전기적 신호를 발생시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.The photographing method may further include generating an electrical signal by sensing a change in distance between the object and the photographing unit.

상기 촬영방법은, 상기 전기적 신호에 기초하여 상기 촬영부에 대한 동기화 신호를 생성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The photographing method may further include generating a synchronization signal for the photographing unit based on the electrical signal.

상기 촬영방법은, 상기 촬영부가 촬영한 상기 대상물의 이미지들을 수신하여, 상기 이미지들의 선명도를 추출하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The photographing method may further include receiving images of the object photographed by the photographing unit and extracting the sharpness of the images.

상기 촬영방법은, 상기 이미지들의 선명도 값들로부터 수학식 4에 따라 포커싱 거리를 결정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The photographing method may further include determining a focusing distance according to Equation (4) from the sharpness values of the images.

.... 수학식 4&Quot; (4)

(H= 포커싱 상태에서 포커싱 광학계와 대상물 사이의 거리, H_i = 선명도가 가장 높게 측정된 i번째 촬영에서의 포커싱 광학계와 대상물 사이의 거리, H_i-1 = i-1번째 촬영에서의 포커싱 광학계와 대상물 사이의 거리, H_i+1 = i+1번째 촬영에서의 포커싱 광학계와 대상물 사이의 거리, C_i = 선명도가 가장 높게 측정된 i번째 촬영 이미지의 선명도 값, C_i _-1 = i-1번째 촬영 이미지의 선명도 값, C_i ₊₁ = 선명도가 i+1번째 촬영 이미지의 선명도 값)(H = the distance between the focusing optical system and the object in the focusing state, H _i = the distance between the focusing optical system and the object in the i-th imaging in which the sharpness is the highest, H _i-1 = and the distance between objects, H _{i + 1} = i + 1-th shot distance between the focusing optical system and the object in, C _i = the i th measured sharpness is the highest sharpness value of the recorded image, C _i _-1 = i- The sharpness value of the first shot image, C _i ₊₁ = the sharpness value of the i + 1th shot image with sharpness)

실시예에 따르면, 대상물과 포커싱 광학계 사이의 거리가 변하는 동안 오토 포커싱 작업이 이루어지면서 오토 포커싱에 필요한 시간이 단축될 수 있다. 또한, 동적으로 오토 포커싱이 이루어 짐에도 불구하고 적어도 하나의 이미지가 포커싱 광학계의 심도 범위에서 촬영되도록 함으로써 선명한 이미지를 얻을 수 있다. 또한, 이미지들의 선명도 값들로부터 정확한 포커싱 거리를 보정함으로써 오토 포커싱 작업의 정확도가 높아질 수 있다.According to the embodiment, the time required for autofocusing can be shortened as the autofocusing operation is performed while the distance between the object and the focusing optical system is changed. In addition, a sharp image can be obtained by allowing at least one image to be photographed in the depth range of the focusing optical system, even though auto focusing is performed dynamically. In addition, the accuracy of the autofocusing operation can be improved by correcting the accurate focusing distance from the sharpness values of the images.

도 1은 예시적인 실시예에 따른 촬영장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 오토 포커싱 과정에서 촬영부의 이미지 촬영지점을 나타낸 도면이다.
도 3은 거리 조절부에 의해 대상물과 포커싱 광학계 사이의 거리가 변하는 범위를 나타낸 도면이다.
도 4는 시간에 따라 포커싱 포인트가 움직이는 속도의 변화를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 다른 예시적인 실시예에 따른 촬영장치를 나타낸 도면이다.
도 6은 엔코더에 의해 발생되는 전기적 신호를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 다른 예시적인 실시예에 따른 촬영장치를 나타낸 도면이다.
도 8은 제어부가 발생시키는 동기화 신호를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 시간에 따른 포커싱 포인트의 높이 변화를 나타낸 도면이다.
도 10은 포커싱 포인트의 높이와 이미지의 선명도 사이의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 11은 프로세서가 오토 포커싱 거리를 보정하는 것을 나타낸 도면이다.
도 12는 예시적인 실시예에 따른 촬영장치를 이용한 촬영방법을 나타낸 흐름도이다.
도 13 은 다른 예시적인 실시예에 따른 촬영방법을 나타낸 흐름도이다.
도 14는 다른 예시적인 실시예에 따른 촬영방법을 나타낸 흐름도이다.1 is a view showing a photographing apparatus according to an exemplary embodiment.
2 is a view showing an image shooting point of the photographing unit in the auto focusing process.
3 is a view showing a range in which the distance between the object and the focusing optical system is changed by the distance adjusting unit.
4 is a diagram exemplarily showing a change in the speed at which the focusing point moves with time.
5 is a view showing a photographing apparatus according to another exemplary embodiment.
6 is a diagram illustrating an exemplary electrical signal generated by an encoder.
7 is a view showing a photographing apparatus according to another exemplary embodiment.
8 is a diagram illustrating an exemplary synchronization signal generated by the control unit.
FIG. 9 is a view showing a change in the height of the focusing point with time.
10 is a graph showing the relationship between the height of the focusing point and the sharpness of the image.
11 is a diagram showing the processor correcting the auto focusing distance.
12 is a flowchart showing a photographing method using the photographing apparatus according to the exemplary embodiment.
13 is a flowchart showing a photographing method according to another exemplary embodiment.
14 is a flowchart showing a photographing method according to another exemplary embodiment.

이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다. In the following drawings, like reference numerals refer to like elements, and the size of each element in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. On the other hand, the embodiments described below are merely illustrative, and various modifications are possible from these embodiments.

제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by terms. Terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

또한, 명세서에 기재된 “...부”, “모듈” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다.Also, the terms " part, " " module, " and the like, which are described in the specification, refer to a unit that processes at least one function or operation.

도 1은 예시적인 실시예에 따른 촬영장치(100)를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a photographing apparatus 100 according to an exemplary embodiment.

도 1을 참조하면, 예시적인 실시예에 따른 촬영장치(100)는 광원(110)과, 대상물(10)에서 반사된 광의 경로를 변경하는 포커싱 광학계(120)와, 포커싱 광학계(120)에 의해 형성된 대상물(10)의 이미지를 촬영하는 촬영부(140) 및 포커싱 광학계(120)와 대상물(10) 사이의 거리를 조절하는 거리 조절부(130)를 포함할 수 있다.1, a photographing apparatus 100 according to an exemplary embodiment includes a light source 110, a focusing optical system 120 for changing the path of light reflected by the object 10, A photographing unit 140 for photographing an image of the formed object 10 and a distance adjusting unit 130 for adjusting a distance between the focusing optical system 120 and the object 10. [

광원(110)은 광을 조사할 수 있다. 광원(110)에서 출사된 광은 소정의 광학계를 통과하여 대상물(10)에 조사될 수 있다. 도 1에서는 광원(110)에서 출사된 광이 평행광이 되어 진행하는 예를 나타냈지만 실시예가 이에 제한되는 것은 아니며, 광원(110)에서 출사된 광이 통과하는 광학계는 다르게 구성될 수도 있다. 또한, 광원(110)에서 출사된 광은 광학계를 거치지 않고 바로 대상물(10)에 조사될 수도 있다.The light source 110 can emit light. The light emitted from the light source 110 may be irradiated to the object 10 through a predetermined optical system. In FIG. 1, the light emitted from the light source 110 is parallel light. However, the present invention is not limited thereto. The optical system through which the light emitted from the light source 110 passes may be configured differently. Also, the light emitted from the light source 110 may be directly irradiated onto the object 10 without passing through the optical system.

포커싱 광학계(120)는 대상물(10)에서 반사된 광의 경로를 변경할 수 있다. 포커싱 광학계(120)에 의해 경로가 변경된 광은 촬영부(140)의 이미지 센서에 입사될 수 있다. 도 1에서는 포커싱 광학계(120)를 촬영부(140)와 분리하여 표현하였지만 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 포커싱 광학계(120)는 촬영부(140)의 내부에 포함되어 있을 수도 있다. 이 경우, 거리 조절부(130)는 촬영부(140)를 움직임으로써 포커싱 광학계(120)와 대상물(10) 사이의 거리를 변경할 수 있다. 포커싱 광학계(120)는 소정의 포커싱(focusing) 거리를 가질 수 있다. 따라서, 포커싱 광학계(120)와 대상물(10)의 표면이 적절한 거리를 유지할 때, 촬영부(140)가 대상물(10)의 선명한 이미지를 획득할 수 있다.The focusing optical system 120 can change the path of the light reflected by the object 10. The light whose path is changed by the focusing optical system 120 may be incident on the image sensor of the photographing unit 140. 1, the focusing optical system 120 is separated from the photographing unit 140. However, the embodiment is not limited thereto. The focusing optical system 120 may be included in the photographing unit 140. In this case, the distance adjusting unit 130 can change the distance between the focusing optical system 120 and the object 10 by moving the photographing unit 140. The focusing optical system 120 may have a predetermined focusing distance. Therefore, when the focusing optical system 120 and the surface of the object 10 maintain a proper distance, the photographing unit 140 can acquire a clear image of the object 10. [

대상물(10)은 촬영 대상이 되는 물체로 웨이퍼, 반도체 칩 등을 포함할 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다. 대상물(10)은 표면의 거칠기에 의해 두께가 일정하지 않을 수 있다. 또한, 대상물(10)을 지지하는 지지면(S1)의 평탄도에 따라 대상물(10)의 표면과 포커싱 광학계(120) 사이의 거리는 일정하지 않을 수 있다. 따라서, 촬영장치(100)가 대상물(10)의 이미지를 선명하게 얻기 위해서는 대상물(10)과 포커싱 광학계(120) 사이의 거리를 적절히 조절해야 한다. 촬영장치(100)가 대상물(10)의 이미지를 선명하게 얻기 위해 포커싱 광학계(120)와 대상물(10) 사이 거리를 조절하는 과정을 오토 포커싱(Auto focusing) 과정이라고 한다. The object 10 may include a wafer, a semiconductor chip, and the like as an object to be imaged, but is not limited thereto. The thickness of the object 10 may not be constant due to the roughness of the surface. In addition, the distance between the surface of the object 10 and the focusing optical system 120 may not be constant depending on the flatness of the supporting surface S1 supporting the object 10. Therefore, in order for the image pickup apparatus 100 to obtain an image of the object 10 clearly, the distance between the object 10 and the focusing optical system 120 should be appropriately adjusted. The process of adjusting the distance between the focusing optical system 120 and the object 10 to obtain a clear image of the object 10 is called an auto focusing process.

거리 조절부(130)는 오토 포커싱 과정에서 대상물(10)과 포커싱 광학계(120) 사이의 거리를 변화시킬 수 있다. 거리 조절부(130)는 대상물(10)이 안착된 지지면(S1)을 움직일 수 있다. 다른 예로 거리 조절부(130)는 포커싱 광학계(120)를 움직일 수 있다. 포커싱 광학계(120)가 촬영부(140)에 내장되어 있는 경우, 거리 조절부(130)는 촬영부(140)를 움직일 수도 있다. 또한, 거리 조절부(130)는 포커싱 광학계(120)와 지지면(S1)을 동시에 움직임으로써 포커싱 광학계(120)와 대상물(10) 사이의 거리를 변화시킬 수 있다.The distance adjusting unit 130 may change the distance between the object 10 and the focusing optical system 120 during the autofocusing process. The distance adjusting unit 130 can move the support surface S1 on which the object 10 is placed. As another example, the distance control unit 130 may move the focusing optical system 120. [ When the focusing optical system 120 is built in the image capturing unit 140, the distance adjusting unit 130 may move the image capturing unit 140. The distance adjusting unit 130 may change the distance between the focusing optical system 120 and the object 10 by simultaneously moving the focusing optical system 120 and the supporting surface S1.

거리 조절부(130)가 대상물(10)과 포커싱 광학계(120) 사이의 거리를 변화시키는 동안에 질량이 큰 이동체를 움직일 수 있다. 거리 조절부(130)가 이동체를 가감속 하는 동안에는 관성력에 의한 진동이 발생할 수 있다. 반도체 촬영과 같은 상황에서는 촬영부(140)에 부수되어 장착되는 장비의 질량이 커지는 바 이동체의 질량이 커지게 되고 상기 관성력에 의한 진동이 더 커질 수 있다. 또한, 이동체가 움직이는 동안에는 고정된 위치에서 이미지과 촬영되지 않기 때문에 이미지 획득에 어려움이 있을 수 있다.The distance adjusting unit 130 can move the moving object having a large mass while changing the distance between the object 10 and the focusing optical system 120. [ While the distance adjusting unit 130 accelerates or decelerates the moving body, vibration due to an inertial force may occur. In a situation such as a semiconductor photographing, the mass of the equipment attached to the photographing unit 140 increases, so that the mass of the moving object becomes larger and the vibration due to the inertial force becomes larger. Further, since the moving object is not captured at the fixed position while the moving object is moving, it may be difficult to acquire the image.

비교예에 따르면, 대상물(10)의 이미지 촬영은 포커싱 광학계(120)와 대상물(10) 사이의 간격이 변하지 않는 상태에서 이루어질 수 있다. 예를 들어, 포커싱 광학계(120)를 소정의 위치로 이동 시킨 후, 포커싱 광학계(120)를 정지시킨 상태에서 대상물(10)의 이미지를 촬영할 수 있다. 이때, 선명한 이미지를 얻기 위해서 촬영부(140)는 포커싱 광학계(120)가 이동하고 정지 한 후, 가감속에 의한 진동이 사라질 때까지 수십 내지 수백 ms를 기다린 후 이미지 촬영을 해야 한다. According to the comparative example, the image pickup of the object 10 can be made in a state in which the interval between the focusing optical system 120 and the object 10 is unchanged. For example, after moving the focusing optical system 120 to a predetermined position, the image of the object 10 can be captured while the focusing optical system 120 is stopped. At this time, in order to obtain a clear image, the photographing unit 140 waits several tens to several hundreds of ms until the focusing optical system 120 moves and stops and then the vibration due to acceleration / deceleration disappears.

예를 들어, 배율이 M인 렌즈계와 픽셀 가로 세로 사이즈가 각각 px 및 py인 카메라로 최적 포커스 거리에서 촬영시 진동 속도 벡터가 (vx, vy, vz)라 할 때, vx*E < px/M 및 vy*E < py*M 및 vz*E < DOF 을 만족해야 선명한 이미지를 얻을 수 잇다. 여기서, E는 촬영부(140)의 노출시간, DOF는 포커싱 광학계(120)의 심도(DOF)를 의미하며 이에 대해서는 후술하는 설명에서 자세히 설명한다. For example, when a lens system with a magnification of M and a camera with a pixel size of px and py are px and py, respectively, when the vibration velocity vector is (vx, vy, vz) And vy * E <py * M and vz * E <DOF. Here, E denotes the exposure time of the photographing unit 140, and DOF denotes the depth of focus (DOF) of the focusing optical system 120, which will be described later in detail.

그런데 전술한 비교예에 따른 방식은 고속 촬영에 불리할 수 있다. 정확한 포커싱 위치를 찾기 위해서는, 포커싱 광학계(120)와 대상물(10) 사이의 거리를 다양하게 변경해 가면서 획득되는 이미지들의 선명도를 비교해야 한다. 그런데 이미지를 획득할 때마다 가감속에 의한 진동이 줄어들어 vx*E < px/M 및 vy*E < py*M 및 vz*E < DOF를 만족할 때까지 대기시간이 소요될 수 있다. 그리고 상기 대기시간으로 인해 오토 포커싱 과정이 길어질 수 있다. 예를 들어, 이동체의 질량이 30kg이 넘어갈 경우, 이미지를 촬영할 때마다 400ms 이상의 대기시간이 필요할 수 있다. 그렇다면, 10번의 이동, 정지 후 이미지를 얻는데 필요한 지연 시간이 4초 이상 소요될 수 있다. 이러한 지연시간은 고속 촬영을 어렵게 하는 요인이 된다.However, the method according to the comparative example described above may be disadvantageous for high-speed shooting. In order to find an accurate focusing position, it is necessary to compare the sharpness of the images obtained while varying the distance between the focusing optical system 120 and the object 10 variously. However, every time the image is acquired, the vibration due to the acceleration / deceleration is reduced, and it may take a waiting time to satisfy vx * E <px / M and vy * E <py * M and vz * E <DOF. Also, the autofocusing process may be prolonged due to the waiting time. For example, if the mass of a moving object exceeds 30 kg, a waiting time of 400 ms or more may be required for every image shot. If so, it can take more than 4 seconds to get the image after 10 moves and stops. This delay time is a factor that makes high-speed shooting difficult.

보다 빠른 오토 포커싱을 위해, 예시적인 실시예에 따르면, 촬영부(140)는 포커싱 광학계(120)와 대상물(10) 사이의 거리가 변하는 동안 대상물(10)의 이미지를 촬영할 수 있다. 즉, 대상물(10) 및 포커싱 광학계(120) 중 적어도 하나가 멈춘 상태가 아닌 움직이는 동안 촬영부(140)는 대상물(10)의 이미지를 촬영할 수 있다. 따라서, 이동체가 정지한 후, 가감속에 따른 진동이 사라지는 것을 기다릴 필요가 없어 오토 포커싱에 소요되는 시간이 단축될 수 있다. For faster autofocusing, according to an exemplary embodiment, the photographing unit 140 can take an image of the object 10 while the distance between the focusing optical system 120 and the object 10 changes. That is, the photographing unit 140 can photograph an image of the object 10 while at least one of the object 10 and the focusing optical system 120 is moving, not in a stopped state. Therefore, it is not necessary to wait for the vibration to disappear due to acceleration / deceleration after the moving object is stopped, so that the time required for auto focusing can be shortened.

촬영부(140)는 글로벌 셔터(global shutter) 방식으로 대상물(10)을 촬영할 수 있다. 여기서, 글로벌 셔터방식이란 모든 픽셀을 동시에 노출시켜 이미지를 얻는 방식을 의미한다. 반대로 롤링 셔터(rolling shutter) 방식 한 라인 또는 한 그룹의 픽셀들에 대해서 이미지를 얻고 나머지 픽셀들에 대해서는 시차를 두고 이미지를 얻는다. 촬영부(140)가 글로벌 셔터 방식으로 대상물(10)을 촬영하면 외부 진동에 대해 내성이 강할 수 있다.The photographing unit 140 can photograph the object 10 using a global shutter system. Here, the global shutter method means a method of obtaining images by simultaneously exposing all the pixels. Conversely, a rolling shutter method obtains an image for one line or a group of pixels and a parallax for the remaining pixels. When the photographing unit 140 photographs the object 10 using the global shutter system, the immunity against external vibration may be strong.

대상물(10)과 포커싱 광학계(120) 사이의 거리가 변함에 따라 촬영부(140)에서 촬영된 이미지의 선명도가 달라질 수 있다. 촬영부(140)에서 촬영된 이미지의 선명도가 최대가 될 때, 대상물(10)과 포커싱 광학계(120) 사이의 거리를 초점거리라고 할 수 있다. 대상물(10)과 포커싱 광학계(120) 사이의 거리가 상기 초점거리와 완벽히 일치하지 않더라도 촬영부(140)에서 촬영된 이미지의 선명도에 큰 변화가 일어나지 않을 수 있다. 즉, 초점거리 근처의 소정 구간 안에서는 대상물(10)과 포커싱 광학계(120) 사이의 거리가 변하더라도 이미지의 선명도에 큰 영향이 없을 수 있다. 이와 같이 이미지의 선명도가 유지되는 영역을 포커싱 광학계(120)의 심도(Depth of Field; DOF)라고 한다.As the distance between the object 10 and the focusing optical system 120 changes, the sharpness of the image photographed by the photographing unit 140 can be changed. The distance between the object 10 and the focusing optical system 120 may be referred to as a focal distance when the sharpness of the image photographed by the photographing unit 140 is maximized. Even if the distance between the object 10 and the focusing optical system 120 does not completely coincide with the focal distance, the sharpness of the image taken by the photographing unit 140 may not vary greatly. That is, even if the distance between the object 10 and the focusing optical system 120 changes within a predetermined interval near the focal distance, the sharpness of the image may not be greatly affected. The depth of field (DOF) of the focusing optical system 120 is defined as an area where the sharpness of the image is maintained.

오토 포커싱 공정에서는 포커싱 광학계(120)와 대상물(10) 사이의 거리를 포커싱 광학계(120)의 심도(DOF) 내로 조절할 수 있다. 그런데, 대상물(10)과 포커싱 광학계(120) 사이의 거리가 변하는 동안 촬영부(140)가 이미지를 촬영하면, 포커싱 포인트가 심도(DOF) 안에 있을 때, 이미지 촬영이 이루어지지 않을 수 있다. 따라서, 오토 포커싱 중에 선명도가 높은 이미지를 얻을 수 없고, 따라서 정확한 오토 포커싱 위치를 찾는 것이 어려울 수 있다. 상기 문제점을 해결하기 위해, 촬영부(140)는, 집광 광학계(120)와 대상물(10) 사이의 거리가 소정의 간격만큼 변할 때 마다 대상물(10)의 이미지를 촬영할 수 있다. 또한, 상기 소정의 간격은 포커싱 광학계(120)의 심도의 크기(DOF)보다 작게 설정될 수 있다.In the auto focusing process, the distance between the focusing optical system 120 and the object 10 can be adjusted within the depth DOF of the focusing optical system 120. However, when the photographing unit 140 photographs an image while the distance between the object 10 and the focusing optical system 120 changes, the image photographing may not be performed when the focusing point is within the depth DOF. Therefore, images with high sharpness can not be obtained during autofocusing, so it may be difficult to find an accurate auto-focusing position. In order to solve the above problem, the photographing unit 140 can photograph an image of the object 10 every time the distance between the condensing optical system 120 and the object 10 changes by a predetermined interval. In addition, the predetermined interval may be set to be smaller than the depth of focus (DOF) of the focusing optical system 120.

도 2는 오토 포커싱 과정에서 촬영부(140)의 이미지 촬영지점을 나타낸 도면이다. 도 2에서는 포커싱 광학계(120)가 움직이는 것을 예시적으로 나타냈지만 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 대상물(10)의 지지면(S1)이 움직임으로써 포커싱 광학계(120)와 대상물(10) 사이의 거리가 변할 수도 있다. 2 is a view showing an image photographing point of the photographing unit 140 in the auto focusing process. Although FIG. 2 exemplarily shows the movement of the focusing optical system 120, the embodiment is not limited thereto. For example, the distance between the focusing optical system 120 and the object 10 may vary as the support surface S1 of the object 10 moves.

도 2를 참조하면, 촬영부(140)는 포커싱 광학계(120)와 대상물(10) 사이의 거리가 소정의 간격(Δh)만큼 변할 때마다 대상물(10)의 이미지를 촬영할 수 있다. 그리고 소정의 간격(Δh)은 포커싱 광학계(120)의 심도(DOF)의 크기보다 작게 설정될 수 있다. 상기 소정의 간격(Δh)은 오토 포커싱 과정에서 일정하게 유지될 수도 있고 조금씩 변할 수도 있다. 다만, 소정의 간격(Δh)이 변하더라도 그 크기는 포커싱 광학계(120)의 심도(DOF)의 크기보다 작을 수 있다. 따라서, 대상물(10)과 포커싱 광학계(120) 사이의 거리가 변하는 도중 촬영이 이루어지더라도, 심도(DOF) 안에서 적어도 한번의 촬영이 이루어질 수 있다. 2, the photographing unit 140 can photograph an image of the object 10 every time the distance between the focusing optical system 120 and the object 10 is changed by a predetermined interval? H. And the predetermined interval [Delta] h may be set smaller than the depth of the DOF of the focusing optical system 120. [ The predetermined interval [Delta] h may be kept constant or slightly changed during the autofocusing process. However, even if the predetermined interval? H varies, the size may be smaller than the depth DOF of the focusing optical system 120. Therefore, even if the photographing is performed while the distance between the object 10 and the focusing optical system 120 changes, at least one photographing can be performed within the depth DOF.

오토 포커싱 작업 속도를 높이기 위해, 거리 조절부(130)는 소정의 범위 안에서 대상물(10)과 포커싱 광학계(120) 사이의 거리를 변화시킬 수 있다. 도 3은 거리 조절부(130)에 의해 대상물(10)과 포커싱 광학계(120) 사이의 거리가 변하는 범위를 나타낸 도면이다.In order to speed up the autofocusing operation, the distance adjusting unit 130 may vary the distance between the object 10 and the focusing optical system 120 within a predetermined range. 3 is a view showing a range in which the distance between the object 10 and the focusing optical system 120 is changed by the distance adjusting unit 130. FIG.

도 3을 참조하면, 거리 조절부(130)는 포커싱 광학계(120)의 포커싱 포인트(P)가 소정의 영역 안에서 움직이도록 할 수 있다. 거리 조절부(130)는 포커싱 광학계(130)의 포커싱 포인트(P)가 지지면(S1)의 표면(L1)으로부터 대상물(10)의 예상 두께(H)만큼 떨어진 지점(L2)를 중심으로 움직이게 할 수 있다. 예를 들어, 거리 조절부(130)는 포커싱 광학계(120)의 포커싱 포인트(P)가 수학식 1을 만족하면서 움직이도록 할 수 있다.Referring to FIG. 3, the distance control unit 130 may cause the focusing point P of the focusing optical system 120 to move within a predetermined area. The distance adjusting unit 130 moves the focusing point P of the focusing optical system 130 about a point L2 spaced from the surface L1 of the supporting surface S1 by the estimated thickness H of the object 10 can do. For example, the distance adjusting unit 130 may move the focal point P of the focusing optical system 120 while satisfying Equation (1).

여기서, X = 대상물의 지지면과 포커싱 광학계의 포커싱 포인트 사이의 거리, H= 대상물의 예상 두께, D= 대상물의 두께 편차, δ= 가속 구간을 의미한다. Where X = distance between the supporting surface of the object and the focusing point of the focusing optical system, H = expected thickness of the object, D = thickness deviation of the object, and delta = acceleration section.

가속 구간은 거리 조절부(130)가 포커싱 광학계(120) 및 대상물(10) 중 적어도 하나를 가속운동 시키는 구간이다. 도 4는 시간에 따라 포커싱 포인트(P)가 움직이는 속도의 변화를 예시적으로 나타낸 도면이다. 도 4에서 가로축은 시간을 나타내며, 세로축은 포커싱 광학계(120)와 대상물(10) 사이의 상대속도(포커싱 포인트(P)가 움직이는 속도)를 나타낸다.The acceleration section is a section in which the distance adjusting section 130 accelerates at least one of the focusing optical system 120 and the object 10. 4 is a diagram exemplarily showing a change in the speed at which the focusing point P moves with time. In FIG. 4, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the relative speed (the speed at which the focusing point P moves) between the focusing optical system 120 and the object 10.

도 4를 참조하면, 시각 t1까지 포커싱 광학계(120)와 대상물(10) 사이의 상대속도가 점점 증가할 수 있다. 이때 상대속도는 일정한 가속도(a)로 증가할 수 있다. 예시적으로, 시간이 t0부터 t1까지 변하는 동안, 포커싱 광학계(120)의 포커싱 포인트(P)는 지지면(S1)의 표면(L1)으로부터 높이 H-D-δ에서 높이 H-D까지 움직일 수 있다. 가속구간 동안 움직이는 거리 δ는 수학식 2로 나타낼 수 있다.Referring to FIG. 4, the relative velocity between the focusing optical system 120 and the object 10 may gradually increase until time t1. At this time, the relative speed can be increased to a constant acceleration (a). Illustratively, while the time varies from t0 to t1, the focusing point P of the focusing optical system 120 can move from the surface L1 of the support surface S1 to a height H-D-δ to a height H-D. The moving distance? During the acceleration section can be expressed by Equation (2).

수학식 2에서 δ는 가속시간 동안 움직인 거리의 크기, a는 가속도의 크기, V는 가속도에 의한 종단 속도, 즉 최대 속도의 크기를 나타낸다.In Equation (2), δ is the magnitude of the moving distance during the acceleration time, a is the magnitude of the acceleration, and V is the magnitude of the longitudinal velocity due to the acceleration, ie, the maximum velocity.

시각 t1부터 시각 t2까지는 포커싱 광학계(120)와 대상물(10) 사이의 상대속도가 일정한 크기(V1)으로 유지될 수 있다. 예시적으로, 시간이 t1부터 t2까지 변하는 동안, 포커싱 광학계(120)의 포커싱 포인트(P)는 지지면(S1)의 표면(L1)으로부터 높이 H-D에서 높이 H+D까지 움직일 수 있다. 그리고, 시각 t2부터 시각 t3까지는 포커싱 광학계(120)와 대상물(10) 사이의 상대속도가 점점 줄어들 수 있다. 이때 예시적으로, 상대속도는 일정한 가속도 -a로 점점 줄어들 수 있다. 또한, 시간이 t2부터 t3까지 변할 동안, 포커싱 광학계(120)의 포커싱 포인트(P)는 지지면(S1)의 표면(L1)으로부터 높이 H+D에서 높이 H+D+

까지 움직일 수 있다. 거리 조절부(130)가 대상물(10)의 예상 높이(H)와 두께 편차(D)를 고려하여 포커싱 포인트(P)가 움직이는 범위를 설정함으로써, 포커싱 거리를 찾는 속도가 더 빨라지고 정확해질 수 있다. The relative velocity between the focusing optical system 120 and the object 10 can be maintained at a constant magnitude V1 from time t1 to time t2. Illustratively, while the time varies from t1 to t2, the focusing point P of the focusing optical system 120 can move from the height L1 to the height H + D from the surface L1 of the support surface S1. From the time t2 to the time t3, the relative speed between the focusing optical system 120 and the object 10 can be gradually reduced. At this time, for example, the relative speed may gradually decrease to a constant acceleration -a. Also, while the time varies from t2 to t3, the focusing point P of the focusing optical system 120 is spaced from the surface L1 of the support surface S1 by a height H + D to a height H + D +

. The speed of finding the focusing distance can be made faster and more accurate by setting the range in which the focusing point P moves in consideration of the expected height H and thickness deviation D of the object 10 .

포커싱 포인트(P)가 지지면(S1)의 표면(L1)으로부터 높이 H-D에서 높이 H+D까지 움직이는 동안, 촬영부(140)는 복수회에 걸쳐 대상물(10)의 이미지를 촬영할 수 있다. 이때, 포커싱 포인트(P)는 등속으로 움직일 수 있으며 움직이는 속도의 크기(V1)는 촬영부(140)의 노출시간에 의존할 수 있다. 여기서, 노출시간이란 촬영부(140)가 1회 촬영에서 이미지를 얻기 위해, 광에 노출되는 시간을 의미한다. 노출시간은 광원(110)이 광을 조사하는 시간에 의해 조절될 수 있다. 다른 예로, 촬영부(140) 내부에 있는 셔터나 조리개에 의해 노출시간이 조절될 수도 있다.The photographing section 140 can photograph an image of the object 10 a plurality of times while the focusing point P moves from the height L1 to the height L1 of the supporting surface S1 from the height H to the height H + At this time, the focusing point P can be moved at a constant speed, and the magnitude V1 of the moving speed may depend on the exposure time of the photographing unit 140. [ Here, the exposure time means a time when the photographing unit 140 is exposed to light in order to obtain an image in one-time photographing. The exposure time can be adjusted by the time the light source 110 irradiates the light. As another example, the exposure time may be adjusted by a shutter or diaphragm inside the photographing unit 140.

포커싱 포인트(P)가 움직이는 속도(대상물(10)과 포커싱 광학계(120) 사이의 거리 변화 속도의 크기; V1)는 수학식 3을 만족할 수 있다.The speed at which the focusing point P moves (the magnitude of the distance changing speed between the object 10 and the focusing optical system 120; V1) can satisfy Equation (3).

수학식 3에서, V1=대상물과 포커싱 광학계 사이의 거리 변화 속도의 크기, DOF=촬영부의 심도(DOF), E= 촬영부의 프레임당 노출시간을 의미한다. 또한, α는 0<α<1을 만족하는 실수로서 촬영부(140)의 광학 성능에 따라 달라질 수 있다. In Equation (3), V1 = the magnitude of the distance changing speed between the subject and the focusing optical system, DOF = depth of the photographing portion (DOF), and E = exposure time per frame of the photographing portion. Further,? Is a real number satisfying 0 <? <1, and can be changed according to the optical performance of the photographing unit 140. [

포커싱 포인트(P)가 너무 빨리 움직이면, 촬영부(140)가 한 프레임을 촬영하는 동안, 포커싱 포인트(P)가 심도(DOF)를 벗어나 버릴 수 있다. 따라서, 수학식 3에서와 같이, 포커싱 포인트(P)가 움직이는 속도를 제한함으로써, 촬영에 필요한 노출시간 동안 포커싱 포인트(P)가 심도(DOF)를 벗어나는 것을 방지할 수 있다.When the focusing point P moves too fast, the focusing point P may deviate from the depth DOF while the photographing section 140 photographs one frame. Thus, by limiting the speed at which the focusing point P moves, as in the case of Equation (3), it is possible to prevent the focusing point P from deviating from the depth of field (DOF) during the exposure time required for photographing.

오토 포커싱 과정에서 포커싱 광학계(120)와 대상물(10) 사이 거리를 등속으로 움직이더라도 포커싱 광학계(120)와 대상물(10) 사이의 거리방향에 수직한 방향으로 미세한 진동이 발생할 수 있다. 따라서, 촬영부(140)의 프레임당 노출시간이 너무 길어지면 포커싱 광학계(120)와 대상물(10) 사이의 진동에 의해 이미지의 선명도가 저하될 수 있다. 이미지의 선명도가 저하되는 것을 막기 위해서는, 프레임당 노출시간 동안 포커싱 광학계(120)와 대상물(10) 사이의 움직임이 촬영부(140)의 1 픽셀 범위 안에서 일어나야 한다. 이를 만족하기 위해, 촬영부(140)의 프레임당 노출시간은 수학식 4를 만족할 수 있다.Fine vibration may occur in a direction perpendicular to the distance between the focusing optical system 120 and the object 10 even if the distance between the focusing optical system 120 and the object 10 is constant at the time of auto focusing. Therefore, if the exposure time per frame of the photographing unit 140 becomes too long, the sharpness of the image may be lowered due to the vibration between the focusing optical system 120 and the object 10. Movement between the focusing optical system 120 and the object 10 during the exposure time per frame must occur within one pixel range of the photographing section 140 in order to prevent the sharpness of the image from deteriorating. In order to satisfy this requirement, the exposure time per frame of the photographing unit 140 can satisfy Equation (4).

수학식 4에서, E= 촬영부(140)의 프레임당 노출시간, A_pixel = 촬영부(140)의 픽셀 면적, M = 배율, V2_max= 촬영부(140)와 대상물(10) 사이의 상대적인 진동속도의 최대값을 나타낸다.A _pixel = the pixel area of the photographing unit 140, M = magnification, V2 _max = relative distance between the photographing unit 140 and the object 10, It represents the maximum value of vibration speed.

수학식 4에서와 같이, 촬영부(140)의 노출시간(E)을 제한하면, 촬영부(140)와 대상물(10) 사이의 수평방향 진동에 의해 이미지의 선명도가 저하되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 통상적인 웨이퍼 그루빙 공정에서의 웨이퍼 촬영의 경우, 촬영부(140)의 시야범위(field of view; FOV)는 240um x 180um 내지 480um x 360um 가 요구되며 광학적인 분해능은 1.2um 이하가 요구될 수 있다. 촬영부(140)와 대상물(10) 사이의 진동 최대 속도(V2_max)가 0.2 mm/s라고 가정할 때, 픽셀 크기 4.8um x 3.6um, 배율 10배의 환경에서 수학식 4로부터 약 2ms 이내의 노출시간이 요구될 수 있다. 그리고, 노출시간(E)에 따라 이미지를 얻기 위해 요구되는 광원(110)의 출력 파워가 달라질 수 있다. 예를 들어, 촬영부(140)의 프레임당 노출시간(E)이 줄어들수록 광원(110)에 요구되는 광 출력 파워는 늘어날 수 있다. 예를 들어, 시야범위(FOV) 480um x 360um 에 대해 노출 시간 2ms 정도라면, 광원(110)에 요구되는 최소 출력파워는 약 0.2W 일 수 있다.By limiting the exposure time E of the photographing unit 140 as in Equation 4, it is possible to prevent the sharpness of the image from deteriorating due to the horizontal vibration between the photographing unit 140 and the object 10 . For example, in the case of wafer photographing in a conventional wafer grooving process, the field of view (FOV) of the photographing unit 140 is required to be 240um x 180um to 480um x 360um, and the optical resolution is 1.2um or less May be required. The photographing unit 140 and the object 10, assuming that the maximum vibration speed (V2 _max) is 0.2 mm / s between the pixel size 4.8um x 3.6um, within approximately 2ms from the equation (4) in the environment of a scale 10 times Of exposure time may be required. The output power of the light source 110 required to obtain an image according to the exposure time E may vary. For example, as the exposure time E per frame of the photographing unit 140 decreases, the light output power required by the light source 110 may increase. For example, if the exposure time is about 2ms for a field of view (FOV) of 480um x 360um, the minimum output power required for the light source 110 may be about 0.2W.

포커싱 포인트(P)가 지지면(S1)의 표면(L1)으로부터 높이 H-D에서 높이 H+D까지 등속도(V1)으로 움직이는 동안, 촬영부(140)는 일정한 시간간격으로 대상물(10)의 이미지를 촬영할 수 있다. 촬영부(140)가 일정한 시간간격으로 대상물(10)의 이미지를 촬영함으로써, 포커싱 포인트(P)가 일정한 거리만큼 움직일 때 마다 이미지가 획득될 수 있다. 이때, 포커싱 포인트(P)가 움직이는 속도(대상물(10)과 포커싱 광학계(120) 사이의 상대속도; V1)와 촬영부(140)의 시간당 촬영횟수 f는 수학식 5를 만족할 수 있다.While the focusing point P is moving from the height L1 of the support surface S1 to the height velocity H + D from the height L1 to the height velocity V1, the photographing section 140 moves the image 10 of the object 10 Can be photographed. By capturing an image of the object 10 at a constant time interval by the photographing unit 140, an image can be obtained each time the focusing point P is moved by a certain distance. At this time, the speed (the relative speed V1 between the object 10 and the focusing optical system 120) at which the focusing point P is moved and the shooting frequency f per unit time of the photographing unit 140 can satisfy Equation (5).

수학식 4에서, V1=대상물(10)과 포커싱 광학계(120) 사이의 거리 변화 속도의 크기, f=등속도 구간에서 촬영부(140)의 시간당 촬영횟수, DOF=포커싱 광학계(120)의 심도(DOF)를 나타낸다. 또한, α는 0<α<1을 만족하는 실수로서 촬영부(140)의 광학 성능에 따라 달라질 수 있다.In Equation 4, V1 = the magnitude of the distance changing velocity between the object 10 and the focusing optical system 120, f = the number of times the photographing unit 140 is photographed per hour in the constant velocity region, DOF = the depth of the focusing optical system 120 (DOF). Further,? Is a real number satisfying 0 <? <1, and can be changed according to the optical performance of the photographing unit 140. [

수학식 5를 참조하면, 포커싱 포인트(P)가 움직이는 속도(V1)과 촬영부(140)의 촬영횟수(f)의 역수의 곱이 포커싱 광학계(120)의 심도(DOF)의 크기(DOF)보다 작아질 수 있다. 따라서, 포커싱 포인트(P)가 움직이는 동안 촬영이 이루어지더라도 포커싱 포인트(P)가 포커싱 광학계(120)의 심도(DOF) 범위에 위치할 때 적어도 한번의 촬영이 이루어질 수 있다. 그리고, 심도(DOF) 범위에서 촬영된 선명한 이미지로부터 포커싱 거리를 도출할 수 있다.The product of the speed V1 at which the focusing point P moves and the reciprocal of the number f of photographing operations of the photographing unit 140 is smaller than the depth DOF of the focusing optical system 120 Can be reduced. Therefore, at least one photographing can be performed when the focusing point P is located in the depth of focus (DOF) range of the focusing optical system 120 even if the photographing is performed while the focusing point P is moving. And, the focusing distance can be derived from the sharp image photographed in the depth of field (DOF) range.

예시적으로, 통상적인 웨이퍼 그루빙에서 사용되는 촬영장치의 경우, DOF 값이 대략 10 μm <DOF< 20 μm 내일 수 있다. 그리고, 보다 정확한 촬영을 위해, 상기

값은 대략 5μm 이내로 요구될 수 있다. 따라서, 수학식 5로부터 V1/f < 5um를 만족할 수 있다. 예시적으로, f=40Hz의 경우 V1 <= 0.2mm/s, f=80Hz의 경우 V1 <= 0.4mm/s를 만족해야 한다. 상기 수치는 예시적인 것에 불과하며, 작업환경에 따라 바뀔 수 있다.Illustratively, in the case of a photographing apparatus used in conventional wafer grooving, the DOF value can be approximately 10 μm <DOF <20 μm. Then, for more accurate photographing,

Values may be required to be within approximately 5 [mu] m. Therefore, V1 / f < 5 mu can be satisfied from the equation (5). As an example, V1 <= 0.2mm / s for f = 40Hz and V1 <= 0.4mm / s for f = 80Hz should be satisfied. The above values are merely illustrative, and may vary depending on the working environment.

포커싱 광학계(120)의 심도(DOF) 안에 포커싱 포인트(P)가 위치할 때, 선명한 이미지가 획득될 수 있다. 그리고, 실시예에 따른 촬영장치(100)는 상기 선명한 이미지가 획득되었을 때, 오토 포커싱이 이루어진 것으로 판단할 수 있다. 다시 도 1을 참조하면, 촬영장치(100)는 촬영부(140)에서 촬영된 이미지들의 선명도를 평가하기 위한 프로세서(160)를 포함할 수 있다. 프로세서(160)는 촬영부(140)와 무선 또는 유선 통신에 의해 정보를 주고받을 수 있다. When the focusing point P is located in the depth DOF of the focusing optical system 120, a sharp image can be obtained. The photographing apparatus 100 according to the embodiment can determine that autofocusing has been performed when the clear image is obtained. Referring again to FIG. 1, the photographing apparatus 100 may include a processor 160 for evaluating the sharpness of images photographed by the photographing unit 140. The processor 160 can exchange information with the photographing unit 140 by wireless or wired communication.

프로세서(160)는 촬영부(140)에서 촬영된 이미지 정보를 수신할 수 있다. 또한, 프로세서(160)는 촬영부(140)의 동작 설정 정보를 촬영부(140)에 전송할 수 있다. 촬영부(140)는 프로세서(160)로부터 동작 설정 정보를 수신하여 촬영부(140)의 동작 방식을 변경할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(160)는 촬영부(140)에 프레임당 노출시간(E), 시간당 촬영횟수(f) 등에 대한 설정정보를 전송할 수 있다. 그리고, 촬영부(140)는 상기 설정정보를 수신하여, 상기 설정정보에 따라 프레임당 노출시간(E), 시간당 촬영횟수(f)를 변경할 수 있다. 또한, 프로세서(160)는, 상기 수학식 1 내지 수학식 5로부터 촬영부(140)의 설정정보를 자동으로 결정할 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 프로세서(160)는 사용자로부터 상기 촬영부(140)의 설정정보를 입력 받을 수도 있다. 이를 위해, 프로세서(160)는 설정정보를 입력 받기 위한 입력 인터페이스를 제공할 수 있다. 상기 입력 인터페이스는 버튼 방식 또는 터치 스크린 방식으로 제공될 수 있다.The processor 160 may receive the photographed image information from the photographing unit 140. [ In addition, the processor 160 may transmit the operation setting information of the photographing unit 140 to the photographing unit 140. [ The photographing unit 140 may receive the operation setting information from the processor 160 and change the operation mode of the photographing unit 140. [ For example, the processor 160 may transmit setting information about the exposure time E per frame, the number of shooting times f per time, etc. to the photographing unit 140. The photographing unit 140 receives the setting information and can change the exposure time E per frame and the number of photographing times f per hour in accordance with the setting information. In addition, the processor 160 can automatically determine the setting information of the photographing unit 140 from the equations (1) to (5). However, the embodiment is not limited thereto. For example, the processor 160 may receive setting information of the photographing unit 140 from a user. To this end, the processor 160 may provide an input interface for receiving configuration information. The input interface may be provided in a button mode or a touch screen mode.

프로세서(160)는 전술한 기능을 수행하기 위한 응용 프로그램(Application Program)과 경우에 따라서는 내부 또는 외부에 구축되어 있는 각종 데이터베이스(DB: Database, 이하 "DB"라 칭함)를 포함할 수 있다. DB는 프로세서(160)의 내부 또는 외부에 구현될 수 있다.The processor 160 may include an application program for performing the above-described functions and various databases (DB) built in the inside or outside as the case may be. The DB may be implemented inside or outside the processor 160.

도 3에서 나타낸 바와 같이, 포커싱 포인트(P)가 지지면(S1)의 상면(L1)으로부터 H-D 높이에서 H+D 높이까지 움직일 동안, 촬영부(140)는 복수회에 걸쳐 촬영한 이미지들을 프로세서(160)에 전송할 수 있다. 프로세서(160)는 촬영부(140)로부터 수신한 이미지들의 선명도를 평가할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(160)는 각 이미지들의 선명도를 평가하여 점수로 환산할 수 있다. 3, while the focusing point P moves from the HD height to the H + D height from the upper surface L1 of the supporting surface S1, the photographing unit 140 photographs the images photographed plural times, (160). The processor 160 may evaluate the sharpness of the images received from the photographing unit 140. [ For example, the processor 160 may evaluate the sharpness of each image and convert it into a score.

여기서, 이미지의 선명도란 이미지가 촬영될 때, 디 포커싱(defocusing) 정도에 따라 결정되는 평가량일 수 있다. 예를 들어, 포커싱 포인트(P)가 포커싱 광학계(120)의 심도(DOF)를 이탈한 상태에서 촬영된 이미지는 디포커싱 정도가 심한 상태에서 촬영된 것이다. 그리고, 디포커싱 정도가 심한 상태에서 촬영된 이미지는 상대적으로 흐릿한(blur) 부분을 많이 포함함에 따라 상기 선명도가 낮게 평가될 수 있다. 반면, 포커싱 포인트(P)가 심도(DOF) 안에 위치하거나 심도(DOF) 근처에 위치할 때 촬영된 이미지는 상대적으로 디포커싱 정도가 낮은 상태에서 촬영된 것이다. 그리고, 디포커싱 정도가 낮은 상태에서 촬영된 이미지는 흐릿한(blur) 부분을 적게 포함함에 따라 선명도가 높은 것으로 평가될 수 있다.Here, the sharpness of the image may be an amount of determination that is determined according to the degree of defocusing when the image is taken. For example, an image photographed in a state in which the focusing point P deviates from the depth DOF of the focusing optical system 120 is photographed in a state of severe defocusing. In addition, the sharpness of the image photographed in a state of severe defocusing may be evaluated to be low as it includes relatively blurred portions. On the other hand, when the focusing point P is located in the depth DOF or near the depth DOF, the photographed image is taken at a relatively low degree of defocusing. An image photographed in a state where the degree of defocusing is low can be evaluated to have a high sharpness by including a small amount of blur.

예시적으로, 프로세서(160)는 이미지의 픽셀 간 명암 차이를 분석함으로써 상기 선명도를 평가할 수 있다. 예를 들어, 이미지에 흐릿한 부분이 많아지게 되면 픽셀 사이 명암 차이가 줄어들 수 있다. 따라서, 프로세서(160)는 픽셀 간 명암 차이가 크지 않을 때 이미지의 선명도가 낮다고 평가할 수 있다. 반면, 이미지가 선명하면 픽셀 사이 명암 변화가 급격한 부분이 많아질 수 있다. 따라서, 프로세서(160)는 이미지의 픽셀 사이 명암 변화량이 큰 영역이 많을수록 이미지의 선명도가 높다고 판단할 수 있다.Illustratively, the processor 160 may evaluate the sharpness by analyzing the inter-pixel contrast differences of the image. For example, if there are a lot of blurred areas in an image, the contrast between pixels can be reduced. Accordingly, the processor 160 can evaluate that the sharpness of the image is low when the contrast between the pixels is not large. On the other hand, if the image is clear, there may be a sudden change in contrast between pixels. Accordingly, the processor 160 can determine that the greater the number of regions where the amount of change in the amount of light and shade between pixels is larger, the higher the sharpness of the image.

프로세서(160)는 촬영부(140)로부터 수신한 이미지들 가운데 선명도가 가장 높은 이미지를 결정할 수 있다. 그리고, 선명도가 가장 높은 이미지가 촬영되었을 때, 대상물(10)과 포커싱 광학계(120) 사이의 거리가 포커싱 거리에 근접했다고 판단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(160)가 촬영부(140)로부터 N개의 이미지를 수신하고, 그 중 i번째 이미지의 선명도가 가장 높게 평가할 수 있다. 그러면, 프로세서(160)는 상기 i번째 이미지가 촬영되었을 때 대상물(10)과 포커싱 광학계(120) 사이의 거리가 포커싱 거리에 가장 근접했다고 결론을 내릴 수 있다. The processor 160 can determine an image having the highest sharpness among the images received from the photographing unit 140. [ When the image with the highest sharpness is captured, it can be determined that the distance between the object 10 and the focusing optical system 120 is close to the focusing distance. For example, the processor 160 receives N images from the photographing unit 140, and the sharpness of the i-th image can be evaluated to be the highest. The processor 160 may then conclude that the distance between the object 10 and the focusing optics 120 is closest to the focusing distance when the i-th image is captured.

프로세서(160)에서 평가한 이미지들의 선명도부터 정확한 포커싱 위치를 찾기 위해서는 각 이미지들이 촬영된 시점에서 포커싱 광학계(120)와 대상물(10) 사이의 상대적인 거리를 알고 있어야 한다. 즉, 촬영부(140)가 이미지를 촬영할 때마다 포커싱 광학계(120)와 대상물(10)의 위치가 어떠한 지 알 수 있는 방법이 요구된다. In order to find the accurate focusing position from the sharpness of the images evaluated by the processor 160, it is necessary to know the relative distance between the focusing optical system 120 and the object 10 at the time each image is captured. That is, there is a need for a method of knowing the position of the focusing optical system 120 and the object 10 every time the photographing unit 140 photographs an image.

도 5는 다른 예시적인 실시예에 따른 촬영장치(100)를 나타낸 도면이다.5 is a diagram showing a photographing apparatus 100 according to another exemplary embodiment.

도 5를 참조하면, 예시적인 실시예에 따른 촬영장치(100)는 대상물(10)과 촬영부(140) 사이의 거리 변화를 감지하여 전기적 신호를 생성하는 엔코더(150)를 더 포함할 수 있다. 엔코더(150)는 거리 조절부(130)와 연동되어 있을 수 있다. 엔코더(150)는 거리 조절부(130)의 상태를 검지하고 이에 기초하여 전기적 신호를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 엔코더(150)는 거리 조절부(130)가 대상물(10)과 촬영부(140) 사이의 거리를 소정의 간격만큼 변화시킬 때 마다 전기적 신호를 발생시킬 수 있다. 다른 예로, 엔코더(150)는 자체적으로 대상물(10)과 포커싱 광학계(120) 사이의 거리 변화량을 감지하여 펄스 신호를 생성할 수도 있다.5, the photographing apparatus 100 according to the exemplary embodiment may further include an encoder 150 that detects a change in distance between the object 10 and the photographing unit 140 to generate an electrical signal . The encoder 150 may be interlocked with the distance adjusting unit 130. The encoder 150 detects the state of the distance adjusting unit 130 and can generate an electrical signal based on the detected state. For example, the encoder 150 may generate an electrical signal whenever the distance control unit 130 changes the distance between the object 10 and the photographing unit 140 by a predetermined interval. As another example, the encoder 150 may itself detect a distance variation between the object 10 and the focusing optical system 120 to generate a pulse signal.

도 6은 엔코더(150)에 의해 발생되는 전기적 신호를 예시적으로 나타낸 도면이다. 6 is a diagram illustrating an exemplary electrical signal generated by the encoder 150. As shown in FIG.

도 6을 참조하면, 엔코더(150)는 대상물(10)과 포커싱 광학계(120) 사이의 거리가 소정의 간격만큼 변할 때 마다 펄스 신호를 발생시킬 수 있다. 펄스 신호가 발생되는 빈도는 포커싱 광학계(120)의 심도(DOF)에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 임의의 i번째 펄스가 발생하였을 때와, i+1번째 펄스가 발생하였을 때의 거리 변화량은 포커싱 광학계(120)의 심도(DOF)의 크기 보다 작거나 같게 설정될 수 있다. 엔코더(150)가 펄스 신호를 발생시키는 거리 간격이 포커싱 광학계(120)의 심도(DOF)의 크기 보다 작게 설정되어야 인접한 촬영 간의 포커싱 포인트(P)의 위치변화가 심도(DOF)의 크기 보다 작게 설정될 수 있다. Referring to FIG. 6, the encoder 150 may generate a pulse signal whenever the distance between the object 10 and the focusing optical system 120 changes by a predetermined interval. The frequency with which the pulse signal is generated may vary according to the depth of field (DOF) of the focusing optical system 120. [ For example, the amount of change in distance when an arbitrary i-th pulse is generated and when an i + 1-th pulse is generated may be set to be smaller than or equal to the depth of DOF of the focusing optical system 120. When the distance at which the encoder 150 generates the pulse signal is set to be smaller than the depth DOF of the focusing optical system 120, the position change of the focusing point P between the adjacent photographing is set to be smaller than the depth DOF .

도 6에서는 엔코더(150)가 발생시키는 전기적 신호의 예로 펄스 신호를 나타냈지만 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 엔코더(150)는 대상물(10)과 포커싱 광학계(120) 사이의 거리에 따라 서로 다른 종류의 전기적 신호를 발생시킬 수도 있다. 이 경우, 프로세서(160)는 엔코더(150)가 발생시키는 전기적 신호를 해석하기 위한 알고리즘을 내부에 포함할 수 있다.Although FIG. 6 shows a pulse signal as an example of an electrical signal generated by the encoder 150, the embodiment is not limited thereto. For example, the encoder 150 may generate different types of electrical signals depending on the distance between the object 10 and the focusing optical system 120. [ In this case, the processor 160 may internally include an algorithm for interpreting the electrical signal generated by the encoder 150. [

촬영부(140)는 엔코더(150)의 펄스 신호에 의해 동작이 동기화 될 수 있다. 예를 들어, 촬영부(140)는 엔코더(150)로부터 수신되는 펄스 신호의 펄스 개수를 카운트 할 수 있다. 그리고, 촬영부(140)는 상기 펄스 개수가 소정의 개수만큼 늘어날 때마다 대상물(10)의 이미지를 촬영할 수 있다. 또한, 프로세서(160)는 엔코더(150)로부터 수신되는 펄스 신호의 펄스 개수를 카운트 할 수 있다. 그리고, 프로세서(160)는 촬영부(140)로부터 가장 선명도가 높은 이미지가 수신된 시점에서 카운트 된 펄스 개수로부터 상기 가장 선명도가 높은 이미지가 촬영된 시점에서의 포커싱 광학계(120)와 대상물(10) 사이의 거리를 알 수 있다.The photographing unit 140 can be synchronized in operation by the pulse signal of the encoder 150. For example, the photographing unit 140 may count the number of pulses of the pulse signal received from the encoder 150. [ The photographing unit 140 can photograph an image of the object 10 every time the number of pulses is increased by a predetermined number. The processor 160 may also count the number of pulses of the pulse signal received from the encoder 150. [ The processor 160 determines the number of pulses counted at the time when the image with the highest sharpness is received from the photographing unit 140 and the focusing optical system 120 and the object 10 at the time when the image with the highest sharpness is photographed. Can be known.

도 7은 다른 예시적인 실시예에 따른 촬영장치(100)를 나타낸 도면이다.7 is a view showing the photographing apparatus 100 according to another exemplary embodiment.

도 7을 참조하면, 실시예에 따른 촬영장치(100)는 엔코더(150)가 발생시키는 전기적 신호에 기초하여 촬영부(140)에 대한 동기화 신호를 생성하는 제어부(155)을 더 포함할 수 있다. 제어부(155)은 엔코더(150)가 발생시키는 전기적 신호를 수신할 수 있다. 그리고 제어부(155)은 엔코더(150)로부터 수신한 전기적 신호에 기초하여 촬영부(140)에 대한 동기화 신호를 발생시킬 수 있다. 제어부(155)은 엔코더(150)가 제공하는 전기적 신호에 기초하여 포커싱 광학계(120)와 대상물(10) 사이의 거리가 소정의 간격만큼 변할 때 마다 동기화 신호를 발생시킬 수 있다. 촬영부(140)는 상기 동기화 신호에 의해 동기화 되어 포커싱 광학계(120)와 대상물(10) 사이의 거리가 소정의 간격만큼 변할 때 마다 대상물(10)의 이미지를 촬영할 수 있다. 그리고, 상기 소정의 간격은 포커싱 광학계(120)의 심도(DOF)보다 작게 설정될 수 있다.7, the photographing apparatus 100 according to the embodiment may further include a control unit 155 that generates a synchronization signal for the photographing unit 140 based on an electrical signal generated by the encoder 150 . The control unit 155 may receive an electrical signal generated by the encoder 150. [ The control unit 155 may generate a synchronization signal for the photographing unit 140 based on the electrical signal received from the encoder 150. [ The control unit 155 may generate a synchronization signal whenever the distance between the focusing optical system 120 and the object 10 changes by a predetermined interval based on an electrical signal provided by the encoder 150. [ The photographing unit 140 can photograph an image of the object 10 every time the distance between the focusing optical system 120 and the object 10 is changed by a predetermined interval in synchronization with the synchronization signal. The predetermined interval may be set to be smaller than a depth of focus (DOF) of the focusing optical system 120.

또한, 프로세서(160)는 제어부(155)로부터 상기 동기화 신호를 수신하여 촬영부(140)가 이미지를 촬영되었을 때, 대상물(10)과 포커싱 광학계(120) 사이의 거리를 알 수 있다. 도 7에서는 프로세서(160)와 제어부(155)을 별도의 블록으로 나타냈다. 하지만, 도 7에서는 양 구성을 기능에 따라 분리하여 표현한 것일 뿐 프로세서(160)와 제어부(155)이 하드웨어적으로 분리되었다고 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 프로세서(160)와 제어부(155)은 동일한 하드웨어 자원을 공유하고 각각의 기능을 수행할 수도 있다. 또한, 프로세서(160)와 제어부(155)이 서로 다른 장치로 분리되어 있을 수도 있다.The processor 160 receives the synchronization signal from the control unit 155 and can know the distance between the object 10 and the focusing optical system 120 when the photographing unit 140 photographs an image. In FIG. 7, the processor 160 and the control unit 155 are shown as separate blocks. However, in FIG. 7, both the configurations are expressed by separating them according to functions, and the processor 160 and the control unit 155 are not limited to being hardware-separated. For example, the processor 160 and the control unit 155 may share the same hardware resources and perform respective functions. In addition, the processor 160 and the control unit 155 may be separated into different apparatuses.

도 8은 제어부(155)이 발생시키는 동기화 신호를 예시적으로 나타낸 도면이다. 도 8에서 위쪽 그래프는 엔코더(150)가 발생시키는 펄스 신호를 나타낸 것이고 아래쪽 그래프는 제어부(155)이 발생시키는 동기화 신호를 나타낸 것이다.8 is a diagram illustrating an exemplary synchronization signal generated by the control unit 155. As shown in FIG. 8, the upper graph shows a pulse signal generated by the encoder 150, and the lower graph shows a synchronization signal generated by the control unit 155. FIG.

도 8을 참조하면, 제어부(155)은 엔코더(150)로부터 수신한 펄스 신호의 개수가 소정의 개수만큼 증가할 때 마다 동기화 신호로써 펄스 신호를 발생시킬 수 있다. 도 8에서는 엔코더(155)에서 수신하는 펄스 신호의 개수가 3개씩 변할 때 마다 제어부(155)이 펄스 신호를 발생시키는 예를 나타냈다. 하지만, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 제어부(155)이 발생시키는 펄스 신호와 엔코더(150)가 발생시키는 펄스 신호 사이의 개수비는 도 8에서 나타낸 것 보다 더 작아질 수도 혹은 더 커질 수도 있다.Referring to FIG. 8, the controller 155 may generate a pulse signal as a synchronization signal whenever the number of pulse signals received from the encoder 150 increases by a predetermined number. 8 shows an example in which the control unit 155 generates a pulse signal whenever the number of pulse signals received by the encoder 155 changes by three. However, the embodiment is not limited thereto. For example, the number ratio between the pulse signal generated by the control unit 155 and the pulse signal generated by the encoder 150 may be smaller or larger than that shown in Fig.

제어부(155)은 엔코더(150)로부터 수신한 전기적 신호에 기초하여, 포커싱 광학계(120)와 대상물(10) 사이 간격을 알 수 있다. 그리고 제어부(155)은 상기 포커싱 광학계(120)와 대상물(10) 사이 간격에 기초하여 거리 조절부(130)의 동작 방식을 제어할 수 있다. The control unit 155 can know the distance between the focusing optical system 120 and the object 10 based on the electrical signal received from the encoder 150. [ The control unit 155 may control the operation of the distance control unit 130 based on the distance between the focusing optical system 120 and the object 10.

제어부(155)은 포커싱 포인트(P)가 수학식 1을 만족하는 범위에서 움직이도록 거리 조절부(130)를 제어할 수 있다. 이때 수학식 1에서 H, D, δ 등과 같은 값들은 프로세서(160)의 입력 인터페이스부에 의해 입력될 수 있다. 프로세서(160)는 입력된 설정 값들을 제어부(155)에 전송할 수 있다. 제어부(155)은 입력받은 상기 설정 값들과 엔코더(150)로부터 수신한 전기적 신호에 의해 얻어진 거리 값을 비교하여 거리 조절부(130)가 어떻게 동작할 지를 결정할 수 있다. The controller 155 may control the distance controller 130 to move the focusing point P in a range that satisfies Equation (1). In this case, values such as H, D, and delta in Equation (1) may be input by the input interface unit of the processor 160. [ The processor 160 may transmit the input set values to the control unit 155. The controller 155 compares the received set values with the distance values obtained by the electrical signals received from the encoder 150 to determine how the distance adjuster 130 operates.

예를 들어, 제어부(155)이 프로세서(160)로부터 시점 H-D-δ= 0.64mm, 종점 H+D+δ= 0.96mm, 등속 운동 구간에서 등속도 V1 = 0.2mm/s을 전달받으면, 제어부(155)은 포커싱 포인트(P)의 높이가 H-D-δ= 0.64mm 지점이 되도록, 거리 조절부(130)에 제어신호를 전송할 수 있다. 그리고, 포커싱 포인트(P)의 높이가 H-D-δ= 0.64mm가 되면 제어부(155)은 프로세서(160)에 이동종료 인터럽트를 전송할 수 있다. 또한, 제어부(155)은 프로세서(160)로부터 오터포커싱 시작 명령을 수신하면, 엔코더(150)에서 수신하는 전기적 신호에 기초하여, 포커싱 포인트(P)의 높이가 H-D-δ = 0.64mm 지점에서 등가속도 a(=V1/Δt) 0.667mm/s2로 속도 0에서 속도 V1 0.2mm/s까지 가속하여 속도 V1 0.2mm/s 로 H-D = 0.7mm 지점부터 H+D = 0.9mm지점까지 이동 후 등가속도 -a (=-0.667mm/s2)로 감속하여 높이 H+D+δ = 0.96mm지점에서 멈추도록 할 수 있다. 그리고, 제어부(155)은 프로세서(160)에 이동종료 인터럽트를 전송할 수 있다. 그리고, 포커싱 포인트(P)의 높이가 H-D = 0.7mm 지점부터 H+D = 0.9mm까지 변하는 동안, 제어부(155)은 5um 간격으로 펄스 신호를 발생시킬 수 있다. 그리고, 촬영부(140)는 상기 펄스 신호에 동기화 되어 대상물(10)을 촬영할 수 있다. 상기 수치들은 예시적인 것들에 불과하며 실시예에 따라 변동될 수 있는 것들이다.For example, when the control unit 155 receives the constant velocity V1 = 0.2 mm / s from the processor 160 at the point of view HD-δ = 0.64 mm, the end point H + D + δ = 0.96 mm, 155 may transmit a control signal to the distance control unit 130 such that the height of the focusing point P is equal to HD-delta = 0.64 mm. Then, when the height of the focusing point P becomes H-D-? = 0.64 mm, the controller 155 can transmit a movement end interrupt to the processor 160. [ When the controller 155 receives the auto focus start command from the processor 160, the control unit 155 determines whether or not the height of the focusing point P is equal to the height HD-delta = 0.64 mm based on the electrical signal received by the encoder 150 Acceleration from speed 0 to speed V1 0.2mm / s with speed a (= V1 / Δt) 0.667mm / s2, the equivalent speed after moving from HD = 0.7mm to H + D = 0.9mm at speed V1 0.2mm / -a (= -0.667mm / s2) to stop at the height H + D +? = 0.96mm. Then, the control unit 155 can transmit a movement end interrupt to the processor 160. [ Then, while the height of the focusing point P varies from H-D = 0.7 mm to H + D = 0.9 mm, the controller 155 can generate a pulse signal at intervals of 5 um. The photographing unit 140 can photograph the object 10 in synchronization with the pulse signal. These values are illustrative only and may vary depending on the embodiment.

도 9는 시간에 따른 포커싱 포인트(P)의 높이 변화를 나타낸 도면이다.FIG. 9 is a diagram showing the height variation of the focusing point P with respect to time.

도 9에서 세로축은 포커싱 포인트(P)의 높이를, 가로축은 시간을 나타낸다. 편의상 오토포커싱이 시작되는 상태를 원점으로 나타냈다.9, the vertical axis represents the height of the focusing point P, and the horizontal axis represents time. For the sake of simplicity, the starting point of auto focusing was indicated as origin.

도 9를 참조하면, t₀에서 t₁까지 포커싱 포인트(P)가 가속운동 할 수 있다. 예시적으로, 시각 t₀에서 포커싱 포인트(P)의 높이는 수학식 1에서 나타낸 H-D- δ가 될 수 있다. 또한, 시각 t₁에서 포커싱 포인트(P)의 높이는 H-D가 될 수 있다. 가속운동에 소요되는 시간 Δt는 등속도의 크기 V1과 가속도 a에 따라 달라질 수 있다. Referring to FIG. 9, the focusing point P can accelerate from t ₀ to t ₁ . Illustratively, the height of the focusing point P at time t ₀ may be HD -? As shown in equation (1). Also, the height of the focusing point P at time t ₁ may be HD. The time Δt required for the acceleration movement can be varied depending on the magnitude V1 of the constant velocity and the acceleration a.

시간 t-₁ 내지 t_N 구간에서는 포커싱 포인트(P)가 등속 운동할 수 있다. 등속운동 구간에서 포커싱 포인트(P)의 높이는 H-D에서 H+D까지 변할 수 있다. 포커싱 포인트(P)가 등속운동하는 구간에서 포커싱 포인트(P)가 소정의 간격(Δh)만큼 움직일 때 마다, 촬영부(140)가 대상물(10)의 이미지를 촬영할 수 있다. 소정의 간격(Δh)이 포커싱 광학계(120)의 심도(DOF)보다 작게 설정됨으로써, 심도(DOF) 안에서 적어도 한번의 촬영이 이루어질 수 있다.The focusing point P can move at a constant speed in the period from time t - ₁ to t _N. The height of the focusing point P in the constant velocity section may vary from HD to H + D. The photographing unit 140 can photograph an image of the object 10 every time the focusing point P moves by a predetermined interval? H in a section in which the focusing point P moves at a constant speed. The predetermined interval? H is set smaller than the depth DOF of the focusing optical system 120, so that at least one photographing can be performed within the depth DOF.

등속도 운동 구간에서 일정한 거리 간격으로 촬영이 이루어지는 바, 대상 물(10)의 이미지 촬영은 일정한 시간간격(1/f)으로 이루어질 수 있다. 촬영부(140)가 프로세서(160)에 이미지 데이터를 전송하는데 걸리는 시간은 상기 시간간격(1/f)보다 작을 수 있다. 도 9에서 t_i는 등속도 구간에서 i번째 촬영이 이루어진 시각을 의미한다. 또한, H_i는 등속도 구간에서 i번째 촬영이 이루어졌을 때의 포커싱 포인트(P)의 높이를 의미한다. 등속도 구간 동안 N번의 촬영이 이루어진 후, 포커싱 포인트(P)는 감속운동 할 수 있다. 포커싱 포인트(P)는 높이 H+D+δ에서 정지할 수 있다. The photographing is performed at a constant distance in the uniform-speed motion section, and the imaging of the object 10 can be performed at a constant time interval (1 / f). The time taken for the photographing unit 140 to transmit the image data to the processor 160 may be smaller than the time interval 1 / f. T _i in Figure 9 constant velocity means the time at which the i-th recording made in the period. In addition, H _i denotes the height of the focusing point P when the i-th imaging is performed in the constant velocity region. After the N shots are taken during the constant velocity section, the focusing point P can decelerate. The focusing point P may stop at a height H + D + [delta].

프로세서(160)는 촬영부(140)로부터 수신한 N개의 이미지들의 선명도를 평가할 수 있다. 그리고, 프로세서(160)는 N 개의 이미지들 가운데, 선명도가 가장 높은 i번째 이미지를 결정할 수 있다. 또한, 프로세서(160)는 제어부(155) 또는 엔코더(150)로부터 수신한 신호로부터 i번째 촬영이 이루어진 높이(H_i)를 알 수 있다. 그리고, 상기 높이(H_i)로 포커싱 포인트(P)가 움직이도록 할 수 있다. The processor 160 may evaluate the sharpness of the N images received from the photographing unit 140. Then, the processor 160 can determine the i-th image having the highest sharpness among the N images. Further, the processor 160 can know the height H _{i of the} i-th imaging from the signal received from the controller 155 or the encoder 150. Then, the focusing point P may be moved to the height H _i .

도 10은 포커싱 포인트(P)의 높이와 이미지의 선명도 사이의 관계를 나타낸 그래프이다.10 is a graph showing the relationship between the height of the focusing point P and the sharpness of the image.

도 10을 참조하면, i번째 촬영 높이 H_i에서의 선명도 C_i가 가장 높은 값을 가질 수 있다. 프로세서(160)는 여러 선명도 값들 가운데 최대 선명도 C_i 값을 가지는 이미지가 촬영된 높이 H_i를 오토 포커싱 거리로 결정할 수 있다. 프로세서(160)가 오토 포커싱 거리를 결정하는 것이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 프로세서(160)는 H_i에 인접한 H_i-1, H_i+1 높이 각각에서의 선명도 값들 C_i _-1, C_i+1을 더 고려하여 오토 포커싱 거리를 보정할 수 있다.Referring to FIG. 10, the sharpness C _i at the i-th photographing height H _i may have the highest value. The processor 160 may determine the height H _i at which the image having the maximum sharpness value C _i among the various sharpness values is taken as the auto focusing distance. It is not limited that the processor 160 determines the auto focusing distance. For example, the processor 160 may further consider the contrast values C _{_i} _-1, C _i _{+ 1} in each adjacent _{_{H i-1, H i +}} 1 to the height H _i to correct the auto-focusing distance.

도 11은 프로세서(160)가 오토 포커싱 거리를 보정하는 것을 나타낸 도면이다.11 is a view showing the processor 160 correcting the auto focusing distance.

도 11을 참조하면, 프로세서(160)는 최대 선명도(C_max)의 이미지가 획득되는 높이 H_max를 계산해낼 수 있다. 도 11에서 나타낸 바와 같이, 대상물(10)의 이미지가 거리 변화에 대해 불연속 적으로 촬영되기 때문에, 이미지의 선명도가 가장 높은 높이 H_max에서 이미지의 촬영이 이루어지지 않을 수도 있다. 다만, 실제 H_i-1, H_i, H_i+1사이 간격이 매우 좁기 때문에, 포커싱 포인트(P)의 높이가 H_i-1로부터 H_i+ ₁ 로 변하는 동안, 포커싱 포인트(P)의 높이와 이미지의 선명도 사이 관계를 이차함수로 근사할 수 있다. 그리고, 상기 근사법에 의해 H_i-1, H_i, H_i+ ₁ 과 C_i _-1, C_i _, C_i ₊₁ 는 수학식 7 내지 수학식 9로 나타낼 수 있다.Referring to Fig. 11, the processor 160 may calculate the height _Hmax at which the image of maximum sharpness ( _Cmax ) is obtained. As shown in FIG. 11, since the image of the object 10 is discontinuously photographed with respect to the distance change, the image may not be photographed at the height H _max at which the sharpness of the image is the highest. However, since the actual H _i-1, H _i, H _{i + 1} between the gap is very narrow, the height of the focusing point for the height of the (P) varying with H _{i +} ₁ from the H _i-1, a focusing point (P) and The relationship between the sharpness of the image can be approximated by a quadratic function. Then, H _i-1 , H _i, H _{i +} ₁ and C _i _-1 , C _i _{, and} C _i ₊₁ can be expressed by Equations (7) to (9) by the approximation method.

그리고 최대 선명도 C_max의 이미지를 얻을 수 있는 높이 H_max는 수학식 7 내지 수학식 9에서 나타낸 이차함수의 변곡점인 -b/2a로 얻을 수 있다. 수학식 7 내지 수학식 9로부터 높이 H_max = -b/2a 를 구하면 수학식 10으로 나타낼 수 있다.And height H _max which can obtain images of the maximum contrast C _max can be obtained as the inflection point of -b / 2a of the quadratic function as shown in Equation 7 to Equation (9). From the equations (7) to (9), the height _Hmax = -b / 2a can be obtained and expressed by Equation (10).

프로세서(160)는 높이 H_i-1, H_i, H_i+1 각각에서 얻어진 이미지의 선명도 C_i-1, C_i, C_i ₊₁ 와 상기 수학식 10으로부터 최적의 포커싱 거리 H_max를 계산하고 상기 높이 H_max를 오토 포커싱 거리로 결정할 수 있다. 프로세서(160)가 오토 포커싱 거리(H_max)를 결정하면, 포커싱 포인트(P)와 대상물(10)의 지지면 사이 거리가 H_max가 되도록 거리 조절부(130)가 대상물(10)과 포커싱 광학계(120) 사이의 거리를 변경할 수 있다. The processor 160 calculates the optimal focusing distance H _max from the sharpness C _i-1 , C _i, C _i ₊₁ of the image obtained in each of the heights H _i-1 , H _i, H _{i +} and it may determine the height H _max with auto focusing distance. Processor 160 in the auto focusing distance (H _max), the way, the focusing point (P) and the object (10) supported distance control the distance between the surfaces so that H _max 130 the object 10 and the focusing optical system of the crystal (120).

이상에서 도 1 내지 도 11을 참조하여 예시적인 실시예들에 따른 촬영장치(100)에 관해 설명하였다. 이하에서는 상기 촬영장치(100)를 이용한 촬영방법에 관하여 설명한다. 이하에서 설명하는 촬영방법에는 전술한 촬영장치(100)의 기술적 특징들이 모두 적용될 수 있으며, 중복되는 설명은 생략한다.The above description has been made on the photographing apparatus 100 according to the exemplary embodiments with reference to Figs. 1 to 11. Fig. Hereinafter, a photographing method using the photographing apparatus 100 will be described. All the technical features of the photographing apparatus 100 described above can be applied to the photographing method described below, and redundant explanations are omitted.

도 12는 예시적인 실시예에 따른 촬영장치(100)를 이용한 촬영방법을 나타낸 흐름도이다.12 is a flowchart showing a photographing method using the photographing apparatus 100 according to the exemplary embodiment.

도 12를 참조하면, 촬영장치(100)를 이용한 촬영방법은, 광을 조사하는 단계(S1110)와, 포커싱 광학계(120)를 이용하여 대상물(10)에서 반사된 광을 집광하는 단계(S1120), 포커싱 광학계(120)와 대상물(10) 사이의 거리를 조절하는 단계(S1130) 및 포커싱 광학계(120)와 대상물(10) 사이의 거리가 소정의 간격만큼 변할 때 마다 대상물(10)의 이미지를 촬영하는 단계(S1140)를 포함할 수 있다. 12, the photographing method using the photographing apparatus 100 includes a step S1110 of irradiating light, a step S1120 of collecting the light reflected by the object 10 using the focusing optical system 120, Adjusting the distance between the focusing optical system 120 and the object 10 and adjusting the distance between the focusing optical system 120 and the object 10 by a predetermined distance, And photographing (S1140).

S1110 단계에서, 광원(110)을 이용하여 대상물(10)에 광을 조사할 수 있다. 광원(110)은 소정의 노출시간 E에 맞추어 광의 조사 시간을 조절할 수 있다. 다른 예로, 광원(110)은 지속적으로 광을 조사하고 촬영부(140)의 조리개가 상기 노출시간 E에 맞춰 동작할 수도 있다. 또한, 노출시간 E는 수학식 4에 따라 촬영부(140)의 픽셀크기와 배율 및 포커싱 광학계(120)와 대상물(10) 사이 최대 진동속도를 고려하여 결정될 수 있다.In step S1110, the light source 110 may be used to irradiate the object 10 with light. The light source 110 can adjust the irradiation time of the light according to the predetermined exposure time E. As another example, the light source 110 may continuously irradiate light and the aperture of the photographing unit 140 may operate in accordance with the exposure time E. The exposure time E may be determined by considering the pixel size and magnification of the photographing unit 140 and the maximum vibration speed between the focusing optical system 120 and the object 10 according to Equation (4).

S1120 단계에서, 포커싱 광학계(120)를 이용하여 대상물(10)에서 반사된 광을 집광할 수 있다. 포커싱 광학계(120)는 소정의 심도(DOF)를 가질 수 있다. 포커싱 포인트(P)가 상기 심도에 위치하는 지 여부에 따라 포커싱 광학계(120)를 통과한 광이 형성하는 이미지의 선명도가 달라질 수 있다.In step S1120, the light reflected by the object 10 can be condensed using the focusing optical system 120. [ The focusing optical system 120 may have a predetermined depth (DOF). The sharpness of the image formed by the light passing through the focusing optical system 120 can be changed according to whether or not the focusing point P is positioned at the depth.

S1130 단계에서, 포커싱 광학계(120)와 대상물(10) 사이의 상대적인 거리를 변경시킬 수 있다. S1130단계에서, 거리 조절부(130)는 포커싱 포인트(P)가 움직이는 범위가 상기 수학식 1 및 수학식 2를 만족하도록 할 수 있다. In step S1130, the relative distance between the focusing optical system 120 and the object 10 can be changed. In step S1130, the distance adjusting unit 130 may set the range in which the focusing point P moves to satisfy Equations (1) and (2).

S1140 단계에서, 포커싱 포인트(P)가 움직이는 동안 촬영부(140)는 복수 회에 걸쳐 대상물(10)의 이미지를 촬영할 수 있다. 촬영부(140)는 포커싱 광학계(120)와 대상물(10) 사이의 거리가 소정의 간격(Δh)만큼 변할 때 마다 대상물(10)의 이미지를 촬영할 수 있다. 또한, 상기 소정의 간격(Δh)는 포커싱 광학계(120)의 심도(DOF)보다 작게 설정될 수 있다. 이를 통해 촬영부(140)가 움직이는 환경에서 촬영하더라도 적어도 한 번은 선명한 이미지를 촬영할 수 있다.In step S1140, the photographing unit 140 may photograph an image of the object 10 a plurality of times while the focusing point P is moving. The photographing unit 140 can photograph an image of the object 10 every time the distance between the focusing optical system 120 and the object 10 changes by a predetermined interval? Further, the predetermined interval? H may be set to be smaller than a depth of focus (DOF) of the focusing optical system 120. Thus, even if the photographing is performed in an environment in which the photographing unit 140 is moved, a clear image can be photographed at least once.

도 13 은 다른 예시적인 실시예에 따른 촬영방법을 나타낸 흐름도이다.13 is a flowchart showing a photographing method according to another exemplary embodiment.

도 13을 참조하면, 촬영장치(100)를 이용한 촬영방법은 포커싱 광학계(120)와 대상물(10) 사이의 거리 변화에 따라 펄스 신호를 생성하는 단계(S1135)를 더 포함할 수 있다. 펄스 신호는 도 5에서 나타낸 엔코더(150)에 의해 발생될 수 있다. 다른 예로, 엔코더(150)의 전기적 신호를 수신한 제어부(155)이 펄스 신호를 발생시킬 수도 있다. 상기 펄스 신호에 기반하여, 거리 조절부(130)의 동작 제어가 이루어질 수 있다. 또한, 상기 펄스 신호에 기반하여 촬영부(140)가 동기화 될 수 있다.13, the photographing method using the photographing apparatus 100 may further include a step S1135 of generating a pulse signal in accordance with a change in the distance between the focusing optical system 120 and the object 10. The pulse signal can be generated by the encoder 150 shown in Fig. As another example, the controller 155 receiving the electrical signal of the encoder 150 may generate a pulse signal. Based on the pulse signal, the operation of the distance controller 130 may be controlled. In addition, the photographing unit 140 may be synchronized based on the pulse signal.

도 14는 다른 예시적인 실시예에 따른 촬영방법을 나타낸 흐름도이다.14 is a flowchart showing a photographing method according to another exemplary embodiment.

도 14를 참조하면, 촬영장치(100)를 이용한 촬영방법은, 촬영부(140)에서 촬영된 이미지들의 선명도를 추출하는 단계(S1150)와 상기 이미지들의 선명도 값들로부터 포커싱 거리를 추출하는 단계(S1160)를 더 포함할 수 있다.14, a photographing method using the photographing apparatus 100 includes a step S1150 of extracting the sharpness of images photographed by the photographing unit 140, a step S1160 of extracting a focusing distance from the sharpness values of the images ).

S1150 단계에서, 프로세서(160)는 촬영부(140)로부터 이미지들을 수신하여 이미지들 각각의 선명도를 평가할 수 있다. 그리고, 평가한 이미지들의 선명도 각각을 수치로 환산할 수 있다. In step S1150, the processor 160 can receive images from the photographing unit 140 and evaluate the sharpness of each of the images. Then, each of the sharpness of the evaluated images can be converted into a numerical value.

S1160 단계에서, 프로세서(160)는 이미지들의 선명도 값들로부터 포커싱 거리를 결정할 수 있다. 일 예로, 가장 선명도가 높은 i번째 촬영이 이루어진 높이 H_i를 포커싱 거리로 결정할 수 있다. 다른 예로, 도 11에서 나타낸 것과 같이, 프로세서(160)는 높이 H_i-1, H_i, H_i+1 각각에서 얻어진 이미지의 선명도 C_i _-1, C_i _, C_i ₊₁ 와 상기 수학식 10으로부터 최적의 포커싱 거리 H_max를 계산하고 상기 높이 H_max를 오토 포커싱 거리로 결정할 수도 있다.In step S1160, the processor 160 may determine the focusing distance from the sharpness values of the images. For example, the height H _i at which the i-th imaging with the highest sharpness is made can be determined as the focusing distance. As another example, as shown in FIG. 11, the processor 160 may compare the sharpness C _i _-1 , C _i _, C _i ₊₁ of the image obtained at each of the heights H _i-1 , H _i, H _{i +} the height H _max, and calculate the optimal focusing distance H _max from 10 may be determined by auto-focusing distance.

이상에서 도 1 내지 도 14를 참조하여, 예시적인 실시예들에 따른 촬영장치(100) 및 촬영장치(100)를 이용한 촬영방법에 관하여 설명하였다. 실시예들에 따르면, 대상물(10)과 포커싱 광학계(120) 사이의 거리가 변하는 동안 오토 포커싱 작업이 이루어지면서 오토 포커싱에 필요한 시간이 단축될 수 있다. 또한, 동적으로 오토 포커싱이 이루어 짐에도 불구하고 적어도 하나의 이미지가 포커싱 광학계(120)의 심도 범위에서 촬영되도록 함으로써 선명한 이미지를 얻을 수 있다. 또한, 이미지들의 선명도 값들로부터 정확한 포커싱 거리를 보정함으로써 오토 포커싱 작업의 정확도가 높아질 수 있다.The above description has been made with reference to Figs. 1 to 14 on a photographing method using the photographing apparatus 100 and the photographing apparatus 100 according to the exemplary embodiments. According to the embodiments, the autofocusing operation can be performed while the distance between the object 10 and the focusing optical system 120 is changed, so that the time required for autofocusing can be shortened. In addition, a sharp image can be obtained by allowing at least one image to be photographed in the depth range of the focusing optical system 120 even though autofocus is performed dynamically. In addition, the accuracy of the autofocusing operation can be improved by correcting the accurate focusing distance from the sharpness values of the images.

이상의 설명에서 많은 사항들이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.While a number of embodiments have been described in detail above, they should be construed as examples of preferred embodiments rather than limiting the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the described embodiments but should be determined by the technical idea described in the claims.

110 : 광원
120 : 포커싱 광학계
130 : 거리 조절부
140 : 촬영부
160 : 프로세서
10 : 대상물110: Light source
120: a focusing optical system
130:
140:
160: Processor
10: object

Claims

A light source for emitting light;
A focusing optical system for changing a path of light reflected from an object;
A photographing unit photographing an image of the object formed by the focusing optical system; And
And a distance adjusting unit adjusting a distance between the focusing optical system and the object,
The photographing unit photographs an image of the object every time the distance between the focusing optical system and the object changes by a predetermined interval, and the predetermined interval is set to be smaller than the depth of field of the focusing optical system Shooting device.

The method according to claim 1,
Wherein the photographing unit photographs an image of the object in a global shutter manner.

The method according to claim 1,
Wherein the distance adjuster changes the distance between the object and the focusing optical system at a constant velocity in at least one section.

The method of claim 3,
And the distance control unit changes the distance between the object and the focusing optical system.

... Equation 1
(V1 = the magnitude of the distance changing speed between the subject and the focusing optical system, f = the number of times the photographing portion is taken per hour in the constant velocity region, DOF = depth of focus of the focusing optical system)

The method according to claim 1,
And the distance control unit changes the distance between the object and the focusing optical system.
V1 <

... (2)
(V1 = the magnitude of the distance changing velocity between the object and the focusing optical system, DoF = depth of focusing optical system, E = exposure time per frame of the photographing part)

The method according to claim 1,
Wherein the exposure time per frame of the photographing unit satisfies the following expression (3).

... (3)
(E = exposure time per frame of the photographing part, A _pixel = pixel area of the photographing part, M = magnification, V2 _max = maximum value of the relative vibration speed between the photographing part and the object)

The method according to claim 1,
And an encoder for sensing a change in distance between the object and the photographing unit to generate an electrical signal.

8. The method of claim 7,
And a control unit for generating a synchronization signal for the photographing unit based on the electrical signal generated by the encoder.

The method according to claim 1,
And a processor for receiving the images of the object photographed by the photographing unit and extracting the sharpness of the images.

10. The method of claim 9,
Wherein the processor determines a distance between the object on which the image with the highest sharpness is captured and the focusing optical system as a focusing distance.

10. The method of claim 9,
Wherein the processor determines a focusing distance according to Equation (4) from the sharpness values of the images.

&Quot; (4)
(H = distance between the focusing optical system and the object in the focusing state, H _i = distance between the focusing optical system and the object in the i-th photographing in which the sharpness is the highest, H _i-1 = focusing optical system in the and the distance between objects, H _{i + 1} = i + 1-th shot distance between the focusing optical system and the object in, C _i = the i th measured sharpness is the highest sharpness value of the recorded image, C _i _-1 = i- The sharpness value of the first shot image, C _i ₊₁ = the sharpness value of the i + 1th shot image with sharpness)

The method according to claim 1,
Wherein the section in which the distance adjusting section changes the distance between the object and the focusing optical system is determined by Equations (5) and (6).
HD-delta < X < H + D + delta

(6)
(X = distance between the support of the object and the focusing point of the focusing optical system, H = anticipated thickness of the object, D = thickness deviation of object,? = Acceleration section, V1 = maximum velocity,

Irradiating the object with light;
Focusing the light reflected from the object using a focusing optical system;
Adjusting a distance between the focusing optical system and the object; And
And photographing an image of the object each time the distance between the focusing optical system and the object changes by a predetermined interval,
Wherein the predetermined interval is set smaller than the depth of the focusing optical system.

14. The method of claim 13,
Wherein the step of adjusting the distance comprises changing the distance between the object and the focusing optical system at a constant speed in at least one section.

15. The method of claim 14,
The step of adjusting the distance may include a step of photographing the image of the object at a constant time interval in a section for changing the distance between the object and the focusing optical system at a constant speed,
Wherein a speed at which the distance between the object and the focusing optical system changes is expressed by Equation (1).

... Equation 1
(V1 = the magnitude of the distance changing velocity between the object and the focusing optical system, f = the number of photographing times per hour of the photographing section in the constant velocity section, DoF = the depth of the focusing optical system, and α is an arbitrary real number satisfying 0.1 <

15. The method of claim 14,
Wherein the step of adjusting the distance satisfies Equation (2) at a speed at which the distance between the object and the focusing optical system is changed.
V1 <

15. The method of claim 14,
And generating an electrical signal by detecting a change in distance between the object and the photographing unit.

18. The method of claim 17,
And generating a synchronization signal for the photographing unit based on the electrical signal.

15. The method of claim 14,
And receiving the images of the object photographed by the photographing unit and extracting the sharpness of the images.

20. The method of claim 19,
And determining a focusing distance according to Equation (4) from the sharpness values of the images.

&Quot; (4)
(H = the distance between the focusing optical system and the object in the focusing state, H _i = the distance between the focusing optical system and the object in the i-th imaging in which the sharpness is the highest, H _i-1 = and the distance between objects, H _{i + 1} = i + 1-th shot distance between the focusing optical system and the object in, C _i = the i th measured sharpness is the highest sharpness value of the recorded image, C _i _-1 = i- The sharpness value of the first shot image, C _i ₊₁ = the sharpness value of the i + 1th shot image with sharpness)