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