KR102160034B1 - 검사장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

디텍터의 검출 데이터를 미리 정해진 기준 데이터와 비교하여 모터의 탈조에 의한 디텍터의 위치오차를 보정할 수 있는 검사장치 및 그 제어방법을 제공한다. 검사장치는 반응장치의 복수의 챔버에 광을 조사하여 검출대상을 검출하는 디텍터, 복수의 챔버에 광을 조사할 수 있도록 디텍터를 이동시키는 모터, 반응장치에 대한 디텍터의 검출 데이터를 미리 정해진 기준 데이터와 비교하여 디텍터의 위치오차를 결정하고, 위치오차를 보정하는 제어부를 포함한다.

Description

검사장치 및 그 제어방법{Test Apparatus and Control Method thereof}
화학 시료에 포함된 검체를 측정하는 검사장치에 관한 것이다.
환경 모니터링, 식품 검사, 의료 진단 등 다양한 분야에서 유체 시료를 분석하는 장치 및 방법을 필요로 한다. 최근에는 유체 시료를 　신속하게 분석할 수 있는 소형화 및 자동화된 장비가 개발되었다.
유체 시료에 포함된 검사 물질을 검출하기 위해 검사 물질과 특정 물질의 특이적인 반응을 이용할 수 있다. 그리고, 광센서를 이용하여 유체 시료의 광학 데이터를 측정하고, 측정된 광학 데이터의 크기 또는 그 변화량으로부터 검사 물질의 농도를 획득할 수 있다.
광센서를 이동시키는 모터에 탈조가 발생할 경우 획득한 검출결과는 낮은 　신뢰성을 　갖게 된다. 이에 모터의 탈조에 의한 에러를 복구하여 검출결과의 신뢰도를 향상시킬 필요가 있다.
개시된 일 실시예는 디텍터의 검출 데이터를 미리 정해진 기준 데이터와 비교하여 모터의 탈조에 의한 디텍터의 위치오차를 보정할수 있는 검사장치 및 그 제어방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 검사장치는 반응장치의 복수의 챔버에 광을 조사하여 검출대상을 검출하는 디텍터; 상기 복수의 챔버에 광을 조사할 수 있도록 상기 디텍터를 이동시키는 모터; 상기 반응장치에 대한 상기 디텍터의 검출 데이터를 미리 정해진 기준 데이터와 비교하여 상기 디텍터의 위치오차를 결정하고, 상기 위치오차를 보정하는 제어부;를 포함한다.
또한, 상기 검사장치에 삽입된 상기 반응장치를 지지하고, 상기 반응장치가 놓이는 자리의 양측에 형성되는 두 개의 홀을 구비하는 지지부; 및 상기 지지부의 하부에 상기 두 개의 홀에 인접하게 마련되어, 상기 디텍터가 상기 홀에 대응되는 위치로 이동하면 상기 디텍터를 감지하는 적어도 하나의 위치센서;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 두 개의 홀 중 적어도 하나의 홀에 대한 상기 디텍터의 검출 데이터를 상기 미리 정해진 기준 데이터의 상기 홀에 대한 데이터와 비교하여 상기 디텍터의 검출 데이터가 상기 기준 데이터로부터 얼마나 shift되었는지 결정하고, 이를 기초로 상기 디텍터의 위치오차를 결정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 복수의 챔버에 대한 상기 디텍터의 검출 데이터를 상기 결정된 위치오차만큼 역으로 shift시켜 상기 검출 데이터를 보정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 디텍터의 위치오차가 보정되도록 상기 모터를 구동시켜 상기 위치오차만큼 상기 디텍터를 역으로 이동시킬 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 반응장치의 복수의 챔버 중 어느 한 챔버에 대한 상기 디텍터의 검출 데이터를 상기 미리 정해진 기준 데이터 중 상기 검출 데이터에 대응되는 데이터와 비교하여 상기 디텍터의 검출 데이터가 상기 기준 데이터로부터 얼마나 shift되었는지 결정하고, 이를 기초로 상기 디텍터의 위치오차를 결정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 디텍터가 미리 정해진 거리만큼 이동하면, 상기 디텍터의 검출 데이터를 미리 정해진 기준 데이터와 비교하여 상기 디텍터의 위치오차를 결정하고, 상기 위치오차를 보정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 모터를 구동시켜 상기 디텍터를 일 방향으로 이동시키고, 상기 디텍터가 이동하면서 상기 반응장치의 복수의 챔버 각각에 광을 조사하여 검출대상을 검출할 수 있도록 상기 디텍터를 제어하고, 상기 디텍터가 미리 정해진 거리만큼 이동하면, 상기 두 개의 홀 중 적어도 하나의 홀에 대한 상기 디텍터의 검출 데이터를 상기 미리 정해진 기준 데이터의 상기 홀에 대한 데이터와 비교하여 상기 디텍터의 검출 데이터가 상기 기준 데이터로부터 얼마나 shift되었는지 결정하고, 이를 기초로 상기 디텍터의 위치오차를 결정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 적어도 하나의 위치센서에서 상기 디텍터가 감지되면, 상기 디텍터의 검출 데이터를 미리 정해진 기준 데이터와 비교하여 상기 디텍터의 위치오차를 결정하고, 상기 위치오차를 보정할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 검사장치의 제어방법은 디텍터를 이동시키는 모터를 구동시켜 상기 디텍터를 일 방향으로 이동시키고; 상기 디텍터가 이동하면서 검출한 반응장치의 복수의 챔버에 대한 검출 데이터를 미리 정해진 기준 데이터와 비교하여 상기 디텍터의 위치오차를 결정하고; 상기 위치오차를 보정하는 것;을 포함한다.
또한, 상기 반응장치의 복수의 챔버 중 어느 한 챔버에 대한 상기 디텍터의 검출 데이터를 상기 미리 정해진 기준 데이터 중 상기 검출 데이터에 대응되는 데이터와 비교하여 상기 디텍터의 검출 데이터가 상기 기준 데이터로부터 얼마나 shift되었는지 결정하고; 상기 결정된 shift 정도에 기초하여 상기 디텍터의 위치오차를 결정하는 것;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 위치오차를 보정하는 것은, 상기 복수의 챔버에 대한 상기 디텍터의 검출 데이터를 상기 결정된 위치오차만큼 역으로 shift시켜 상기 검출 데이터를 보정하는 것;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 위치오차를 보정하는 것은, 상기 디텍터의 위치오차가 보정되도록 상기 모터를 구동시켜 상기 위치오차만큼 상기 디텍터를 역으로 이동시키는 것;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 검사장치는 삽입된 상기 반응장치를 지지하고 상기 반응장치가 놓이는 자리의 양측에 형성되는 두 개의 홀을 구비하는 지지부 및 상기 지지부의 하부에 상기 두 개의 홀에 인접하게 마련되어 상기 디텍터가 상기 홀에 대응되는 위치로 이동하면 상기 디텍터를 감지하는 적어도 하나의 위치센서를 포함할 수 있다.
또한, 상기 위치오차를 결정하는 것은, 상기 두 개의 홀 중 적어도 하나의 홀에 대한 상기 디텍터의 검출 데이터를 상기 미리 정해진 기준 데이터의 상기 홀에 대한 데이터와 비교하여 상기 디텍터의 검출 데이터가 상기 기준 데이터로부터 얼마나 shift되었는지 결정하고, 이를 기초로 상기 디텍터의 위치오차를 결정하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 디텍터가 이동하면서 상기 반응장치의 복수의 챔버 각각에 광을 조사하여 검출대상을 검출할 수 있도록 상기 디텍터를 제어하고; 상기 디텍터가 미리 정해진 거리만큼 이동하면, 상기 두 개의 홀 중 적어도 하나의 홀에 대한 상기 디텍터의 검출 데이터를 상기 미리 정해진 기준 데이터의 상기 홀에 대한 데이터와 비교하여 상기 디텍터의 검출 데이터가 상기 기준 데이터로부터 얼마나 shift되었는지 결정하고; 결정된 shift 정도에 기초하여 상기 디텍터의 위치오차를 결정할 수 있다.
또한, 상기 디텍터가 이동하면서 상기 반응장치의 복수의 챔버 각각에 광을 조사하여 검출대상을 검출할 수 있도록 상기 디텍터를 제어하고; 상기 디텍터가 상기 이동방향에 위치하는 위치센서에서 감지되면, 상기 두 개의 홀 중 적어도 하나의 홀에 대한 상기 디텍터의 검출 데이터를 상기 미리 정해진 기준 데이터의 상기 홀에 대한 데이터와 비교하여 상기 디텍터의 검출 데이터가 상기 기준 데이터로부터 얼마나 shift되었는지 결정하고; 결정된 shift 정도에 기초하여 상기 디텍터의 위치오차를 결정할 수 있다.
개시된 일 실시예에 따르면 별도의 기구적 또는 회로적 하드웨어의 추가없이 모터의 탈조에 의한 디텍터 및 데이터의 위치오차를 보정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사장치의 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반응장치를 나타낸 사시도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 검사장치의 외관 및 동작을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 6a 및 도 6b는 반응장치와 지지부의 결합관계를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 디텍터가 지지부에 안착된 반응장치에 광을 조사하여 챔버의 검출대상을 검출하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 8은 디텍터의 검출데이터와 위치센서의 감지결과를 나타낸 그래프이다.
도 9는 디텍터의 검출데이터와 기준데이터를 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사장치의 제어방법을 나타낸 순서도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사장치의 구성을 나타낸 블럭도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반응장치를 나타낸 사시도이다. 도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 검사장치의 외관 및 동작을 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 6a 및 도 6b는 반응장치와 지지부의 결합관계를 나타낸 도면이다. 그리고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 디텍터가 지지부에 안착된 반응장치에 광을 조사하여 챔버의 검출대상을 검출하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 것처럼, 검사장치(10)는 외부로부터 사용자의 명령이 입력되는 입력부(20)와, 반응장치(100)에 광을 조사하는 발광부(41) 및 발광부(41)에서 조사되어 샘플을 투과하거나 샘플로부터 반사된 광을 검출하는 수광부(43)를 포함하는 디텍터(40)와, 디텍터(40)를 이동시키기 위한 동력을 제공하는 모터(42)와, 반응장치(100)가 검사장치(10)에 삽입되면 반응장치(100)의 검사부(120)를 지지하는 지지부(50)와, 디텍터(40)의 위치를 감지하는 위치센서(47)와, 입력부(20)를 통해 입력되는 명령에 따라 검사장치(10)의 전반적인 동작 및 기능을 제어하고 모터(42)의 탈조에 의한 디텍터(40)의 위치오차를 보정하는 제어부(30)를 포함한다.
반응장치(100)는 혈액과 같은 생화학 샘플을 수용하여 샘플에 포함된 검체의 존재여부 또는 농도를 산출하기 위한 생화학 반응이 일어나는 장치로, 검체와 반응하여 검체를 검출하기 위한 시약 등을 포함할 수 있다.
반응장치(100)는 원심력 또는 모세관력을 구동압력으로 유체를 이동시키는 미세유동장치나 유체분석 카트리지 등을 포함할 수 있다. 이하 유체분석 카트리지를 반응장치(100)의 일 예로 들어 설명한다. 　　
도 2에 도시된 것처럼, 유체 분석 카트리지(100)는 유체 분석 카트리지(100)를 지지하는 하우징(110)과 유체와 시약이 만나 반응이 일어나는 검사부(120)를 포함한다.
하우징(110)에는 사용자가 파지할 수 있는 파지부(112)와 유체가 수용되는 유체수용부(111)가 마련된다. 유체수용부(111)는 유체가 투입되는 홀(111a)과, 유체가 홀(111a)로 용이하게 투입될 수 있도록 경사지게 마련된 공급 보조부(111b)가 형성될 수 있다. 홀(111a) 내부에는 혈액이 투입될 경우 혈액에서 혈구를 제거하기 위한 필터가 마련될 수 있다. 검사부(120)에는 유체수용부(111)를 통해 투입된 유체가 수용되는 챔버(121)가 다수 마련된다. 　
검사부(120)에 마련된 챔버(121)는 다양한 종류의 검체를 검출하기 위한 시약이 수용되어 있는 반응챔버와, 검체를 검출하기 위한 시약을 포함하고 있지 않은 대조챔버를 포함할 수 있다.
유체분석 카트리지(100)는 도 3에 도시된 것처럼, 검사장치(10)에 삽입된다.
한편, 본 발명의 실시예는 검사 대상인 유체 시료의 종류에 제한을 두지 않으나 이하 상술할 본 발명의 일 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 유체 시료가 혈액이고, 표적 물질은 효소이며, 상기 효소에 특이적으로 반응하는 기질을 캡쳐 물질로 하여 효소의 농도를 검출하는 것으로 하여 설명하도록 한다.
검사장치(10)는 소량의 혈액만으로도 자동화된 검사 과정을 통하여 혈액 내에 존재하는 표적 물질의 농도를 정확하게 검출할 수 있다.
도 3을 참조하면, 검사장치(10)는 유체분석 카트리지(100)가 장착되는 장착부(11)와 유체분석 카트리지(100)에 대한 검사결과를 표시하는 디스플레이(16)와 검사 결과를 별도의 인쇄물로 출력하는 출력부(17)를 구비할 수 있다.
장착부(11)의 도어(12)를 상측으로 슬라이딩하여 개방하면 장착부가 노출된다. 유체분석 카트리지(100)는 도어(12)의 슬라이딩으로 노출된 장착부에 장착되는데, 구체적으로는 유체분석 카트리지(100)의 검사부(120)가 검사장치(10) 내부에 삽입될 수 있도록 마련된 삽입홈(15)에 유체분석 카트리지(100)가 삽입되는 형태로 장착된다.
전술한 것처럼, 유체분석 카트리지(100)의 검사부(120)는 검사장치(10) 내부로 삽입되고, 하우징(110)은 하우징 지지부(216)에 의해 지지된 채로 검사장치(10)의 외부에 노출된다. 가압부(214)가 유체수용부(111)를 가압하면 유체수용부(111)에 투입된 혈액이 검사부(120)로 유입되는 것이 촉진될 수 있다.
검사장치(10)에 삽입된 유체분석 카트리지(100)의 검사부(120)는 검사장치(10)의 내부에 마련된 지지부(50)에 의해 지지된다. 이하 도 6a 및 도 6b를 참조하여 지지부(50)에 대해 설명한다. 도 6a 및 도 6b에 도시된 것처럼, 지지부(50)에는 다수의 홀(59)들이 형성된다. 지지부(50)에 형성되는 홀(59)들은 도 6a에 도시된 것처럼, 유체분석 카트리지(100)의 검사부(120)에 형성된 챔버(121)들과 각각 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 지지부(50)에 형성되는 홀(59)들의 개수는 유체분석 카트리지(100)의 챔버(121)의 개수와 동일하거나 많을 수 있고, 그 크기는 유체분석 카트리지(100)의 챔버(121)의 크기와 동일하거나 클 수 있다.
유체분석 카트리지(100)의 챔버(121)에서 일어나는 반응결과 검출되는 검체의 농도를 측정하기 위해 후술할 디텍터(40)의 발광부(41)에서 챔버(121)로 광이 조사되는데, 챔버(121)로 조사되는 광의 진행을 방해하지 않도록 챔버(121)와 대응되는 지지부(50)의 위치에 홀(59)이 마련되는 것이다. 광의 진행을 방해하지 않는다면, 지지부(50)에서 챔버(121)와 대응되는 부분이 홀(59)이 아닌 투명부재로 형성될 수도 있을 것이다.
유체분석 카트리지(100)가 검체의 검출을 위해 검사장치(10)로 삽입되면, 유체분석 카트리지(100)의 검사부(120)는 지지부(50)에 의해 지지되고, 유체분석 카트리지(100)의 챔버(121)와 지지부(50)의 홀(59)이 서로 마주보게 된다.
발광부(41)는 챔버(121)의 흡광도 측정을 위해 광을 조사하는데, 조사되는 광은 지지부(50)의 홀(59)을 통과하여 반응장치(100)의 챔버(121)로 입사하게 된다.
도 6a에 도시된 것처럼, 지지부(50)는 검사부(120)보다 그 면적이 클 수 있다.
그리고 도 6b에 도시된 것처럼, 검사부(120)의 면적을 초과한 영역에, 검사부(120)의 챔버(121)에 대응되지 않는 제1홀(51L)과 제2홀(51R)이 더 형성될 수 있다. 제1홀(51L)과 제2홀(51R)들은 도6b에 도시된 것처럼, 검사부(120)의 한 행을 구성하는 챔버(121)들과 같은 행을 구성하도록 그 위치가 결정될 수 있다. 상기 제1홀(51L)과 제2홀(51R)에 대한 검출결과는 모터(42)의 탈조에 의한 디텍터(40)의 위치오차를 결정하는데 사용될 수 있다. 이에 대해서는 후술하도록 한다.
일반적으로 생화학 반응의 경우, 적절한 반응이 일어나기 위해서는 반응이 수행되는 공간의 온도조건이 중요하다. 적절한 온도조건이 맞춰지지 않으면 반응물질의 변성이 일어나거나 반응이 제대로 이루어지지 않을 수 있고 이로 인해 원하는 물질을 검출할 수 없는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 반응이 정상적으로 수행되기 위한 최적의 온도조건이 반응이 완료될 때까지 유지되는 것이 필요하다. 지지부(50)는 이러한 필요에 따라, 검사부(120)의 온도를 특정 온도로 유지하기 위한 구성을 포함하여 검사부(120)의 온도를 유지하는 용도로 활용될 수도 있을 것이다.
한편, 유체분석 카트리지(100)의 장착이 완료되면, 도 4에 도시된 것처럼, 도어(12)가 폐쇄되고, 반응장치(100)에 대한 검사가 시작된다.
검사장치(10)는 그 내부에 발광부(41)와 수광부(43)를 포함하는 디텍터(40)를 포함한다.
디텍터(40)의 발광부(41)는 유체분석 카트리지(100)의 일정 영역에 빛을 조사할 수 있도록 발광면적이 넓고 균일할 광을 조사할 수 있는 면광원으로 구현될 수 있다. 예를 들면, 백라이트 유닛(Back Light Unit)이 발광부(41)로 사용될 수 있다. 또는, 발광부(41)는 소정의 주파수로 점멸하는 광원으로써, LED(light emitting diode), LD(Laser Diode)와 같은 반도체 발광소자와 할로겐 램프나 제논 램프 같은 가스 방전 램프로 구현될 수도 있다.
디텍터(40)의 수광부(43)는 발광부(41)에서 조사되어 유체분석 카트리지(100)의 반응챔버에 수용되는 샘플을 투과하거나 반사된 광을 검출하여 광의 세기에 따른 전기적 신호를 발생시킬 수 있다. 수광부(43)는 공핍층 포토 다이오드(depletion layer photo diode)나 애벌런치 포토 다이오드(avalanche photo diode) 또는 광전자 증배관(photomultiplier tube) 등을 포함할 수 있다. 또는 수광부(43)는 CMOS 이미지 센서 또는 CCD 이미지 센서로 구현될 수도 있다.
발광부(41)와 수광부(43)는 반응장치(100)를 사이에 두고 서로 마주보도록 마련되거나, 반응장치(100) 상부 또는 하부에 같이 마련될 수도 있다. 개시된 일 실시예에서는 발광부(41)와 수광부(43)는 반응장치(100)를 사이에 두고 서로 마주보도록 마련된다.
발광부(41)에서 조사되는 빛의 세기나 파장은 제어부(30)의 명령에 따라 조절될 수 있다. 수광부(43)는 광을 검출하여 생성한 전기적 신호를 제어부(30)로 전송할 수 있다. 디텍터(40)는 수광부(43)의 검출결과를 디지털 신호로 변환하는 AD컨버터를 더 포함하여 제어부(30)로 디지털 신호를 출력할 수 있다.
유체분석 카트리지(100)에 투입된 혈액이 검체를 검출하기 위한 시약이 포함된 반응챔버로 이동하게 되면, 디텍터(40)는 제어부(30)의 제어 하에 반응챔버로 광을 조사하고 반응챔버를 투과한 광을 검출하여 제어부(30)로 전송한다. 제어부(30)는 전송된 검출결과에 기초하여 흡광도를 산출함으로써 검체의 존재여부 또는 농도를 검출한다.
검사가 완료되면 도 4에 도시된 것처럼, 검사장치(10)의 디스플레이(16)는 검사결과를 표시한다. 도 2에 도시된 것처럼, 유체분석 카트리지(100)는 다수의 챔버(121)를 구비할 수 있으므로, 하나의 유체분석 카트리지(100)로부터 다수의 검체를 검출할 수 있다. 이렇게 다수의 검체가 검출되면, 도 4에 도시된 것처럼, 디스플레이(16)는 다수의 검체에 대한 검사 결과를 표시한다. 또한, 검사 결과는 도 5에 도시된 것처럼, 출력부(17)를 통해 인쇄물(18)의 형태로 출력될 수도 있다.
도 3 내지 도 5에 도시된 검사장치(10)의 구성은 일 실시예에 불과하고, 검사장치(10)의 형태 및 구성은 다양하게 구현될 수 있다.
도 7에는 지지부(50)에 의해 지지된 유체분석 카트리지(100)의 검사부(120) 및 지지부(50)의 단면이 도시되어 있다. 도 7에 도시된 것처럼, 발광부(41)는 지지부(50)의 하부에서 광을 조사하고 수광부(43)는 검사부(120)의 챔버(121)를 통과한 광을 수광한다.
디텍터(40)는 지지부(50)의 제1홀(51L)에서 오른쪽의 마지막 제2홀(51R)까지 이동하면서 검사부(120)의 챔버(121)에 광을 조사하여 흡광도를 측정한다.
지지부(50)의 하부에는 디텍터(40)가 기준위치에 위치했는지를 감지할 수 있는 위치센서(47)가 마련된다. 도 7에 도시된 것처럼, 지지부(50)의 제1홀(51L) 및 제2홀(51R)에 각각 인접하게 제1위치센서(47L)와 제2위치센서(47R)가 마련될 수 있다. 도면에는 제1위치센서(47L) 및 제2위치센서(47R)가 도시되어 있으나, 제1홀(51L)에 대응되는 위치를 기준위치라고 할 때 제2홀(51R)에 인접하게 마련된 제2위치센서(47R)는 생략할 수 있다.
위치센서(47)는 그 감지방식에 따라 디텍터(40)와 접촉하거나 디텍터(40)가 근접하면 감지신호를 제어부(30)로 출력한다. 또한 위치센서(47)는 디텍터(40)가 기준위치를 지나치는 것을 방지하는 기능을 수행할 수도 있다. 즉, 기준위치를 벗어난 이동은 위치센서(47)에 의해 물리적으로 차단될 수 있다.
모터(42)는 디텍터(40)를 이동시킬 수 있다. 디텍터(40)는 모터(42)에 의해 도면 상에서 왼쪽에서 오른쪽으로(이하 제1방향이라함), 그리고 오른쪽에서 왼쪽으로, 즉 양방향으로 이동할 수 있다.　모터(42)로는 스텝모터가 사용될 수 있다.
모터(42)는, 특히 스텝모터는 펄스 입력대로 일정한 각도만큼 회전하기 때문에, 입력값이 곧 위치값이 된다. 스텝모터의 구동 시 탈조가 발생하면 모터가 입력값에 따라 일정한 각도를 회전하지 못하기 때문에 위치오차가 발생하게 된다. 모터(42)의 탈조에 의해 디텍터(40) 위치에 오차가 발생하면, 디텍터(40)는 정확한 위치에서 검출대상을 검출할 수 없게 된다. 이에 본 실시예에서는 모터(42)의 탈조에 의한 위치오차를 검출하여 보정하는 방법을 제공한다.
도 8은 디텍터(40)의 검출데이터와 위치센서(47)의 감지결과를 나타낸 그래프이고,도 9는 디텍터(40)의 검출데이터와 기준데이터를 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 8에 도시된 검출데이터는 디텍터(40)가 제1홀(51L)에서 제2홀(51R)까지 이동하면서 측정한 검사부(120)의 챔버(121)에 대한 흡광도를 디지털 데이터로 변환하여 나타낸 파형이다.
지지부(50)의 제1홀(51L)과 제2홀(51R)은 검사부(120)의 챔버(121)와 대응되지 않기 때문에, 제1홀(51L)과 제2홀(51R)을 투과한 광의 세기는 가장 크게 마련이다. 따라서, 도 8에 도시된 것처럼 검출데이터에서 제1홀(51L)의 검출결과에 대응되는 데이터(D1)와 제2홀(51R)의 검출결과에 대응되는 데이터(D3)는 그 크기가 중간의 챔버(121)의 검출결과에 대응되는 데이터(D2)보다 큰 것을 알 수 있다.
검출데이터의 중간영역의 데이터는 유체분석 카트리지(100) 검사부(120)의 복수의 챔버(121)에 대한 검출결과를 나타낸다. 각 챔버(121)에서 발생하는 반응에 따라 챔버(121)를 투과하여 수광부(43)에 입사되는 광의 세기는 각각 다르다. 따라서, 각 챔버(121)의 위치에 해당하는 데이터들은 그 크기가 서로 다르다. 도면에는 편의상 하나의 파형으로 도시하였으나, 실제로는 챔버(121)의 개수에 해당하는 만큼의 파형이 서로 다른 크기로 나타난다.
디텍터(40)가 제1홀(51L) 또는 제2홀(51R)에 위치하여 제1위치센서(47L) 또는 제2위치센서(47R)가 디텍터(40)를 감지하여야 신호가 출력되므로, 도 8에 도시된 것처럼, 제1위치센서(47L)에서 출력된 데이터는 디텍터(40)의 검출데이터 중 D1과 유사한 위치에서 하이가 되고, 제2위치센서(47R)에서 출력된 데이터는 디텍터(40)의 검출데이터 중 D3와 유사한 위치에서 하이가 된다. 도 8에 도시된 것처럼, 제1위치센서(47L)에서 출력되는 데이터의 하강 엣지가 D1의 하강 엣지보다 먼저 발생하고, 제2위치센서(47R)에서 출력되는 데이터의 상승 엣지가 D3의 상승 엣지보다 늦게 발생할 수 있다. 위치센서(47)가 마련된 위치로 인해, 위치센서(47)에서 디텍터(40)를 감지하는 것보다, 디텍터(40)가 제1홀(51L)과 제2홀(51R)의 흡광도를 측정하는 것이 앞설 수 있기 때문이다. 그러나, 위치센서가 마련되는 위치는 전술한 위치에 한정되지 않고, 따라서 도 8에 도시된 위치센서의 출력 데이터와 디텍터의 검출데이터의 상대적인 위치는 달라질 수 있다.
제어부(30)는 도 8에 도시된 것과 같은 유체분석 카트리지(100)에 대한 디텍터(40)의 검출데이터를 미리 설정된 기준 데이터와 비교하여 디텍터(40)의 위치오차를 결정한다.
기준데이터는 모터(42)의 탈조가 발생하지 않은 상태에서 디텍터(40)로 유체분석 카트리지(100)를 검출한 데이터로, 적어도 지지부(50)의 제1홀(51L)과 제2홀(51R)을 검출한 데이터 즉, 도 8에 도시된 검출데이터의 D1과 D3에 대응되는 데이터를 포함한다. 기준데이터는 미리 설정되어 메모리에 저장될 수 있다.
제어부(30)는 유체분석 카트리지(100)가 삽입되어 검사부(120)가 지지부(50)에 의해 지지되면 모터(42)를 구동시켜 디텍터(40)를 제1방향으로 이동시킨다.
또한 제어부(30)는 디텍터(40)가 이동하면서 유체분석 카트리지(100)의 복수의 챔버(121) 각각에 광을 조사하여 검출대상을 검출할 수 있도록 발광부(41)를 제어한다.
디텍터(40)가 제1방향의 끝에 마련된 제2위치센서(47R)에서 감지되면, 제어부(30)는 제1방향으로 이동하면서 디텍터(40)에서 검출한 검출데이터를 기준데이터와 비교하여 디텍터(40)의 위치오차를 결정한다. 예를 들면, 제어부(30)는 도 8에 도시된 검출데이터의 D1과 기준데이터에서 D1에 대응되는 데이터 즉, 제1홀(51L)에 대한 데이터를 비교하여 기준데이터로부터 검출데이터가 얼마나 shift되었는지 결정한다.
도 9에는 검출데이터가 기준데이터로부터 얼마나 shift되어 있는지 도시되어 있다. 도 9를 보면, 검출데이터가 기준데이터에 비해 제1방향으로 6mm만큼 shift되어 있는 것을 알 수 있다. 제어부(30)는 이렇게 검출데이터를 기준데이터와 비교하여 디텍터(40)의 shift정도를 결정하고 이에 기초하여 디텍터(40)의 위치오차를 결정한다.
디텍터(40)의 위치오차로 인해 디텍터(40)의 검출데이터에도 위치오차가 발생되었으므로 제어부(30)는 검출데이터를 결정된 위치오차만큼 역으로 shift시켜 검출데이터를 보정한다.
또한, 제어부(30)는 모터(42)의 구동을 제어하여, 디텍터(40)의 위치를 결정된 위치오차만큼 역으로 shift시킴으로써 디텍터(40)의 위치오차를 보정한다.
디텍터(40)가 제2위치센서(47R)에 도달하여 검사부(120) 챔버(121)에 대한 검출이 완료되면, 제어부(30)는 모터(42)의 구동을 제어하여 디텍터(40)를 제1방향의 역방향인 제2방향으로 이동시킨다. 역방향으로 이동하는 중에도 모터(42)의 탈조가 발생할 수 있으므로, 제어부(30)는 전술한 위치오차의 검출 및 보정과정을 반복하여 실시할 수 있다.
즉, 제어부(30)는 발광부(41)를 제어하여 디텍터(40)가 제2방향으로 이동하면서 유체분석 카트리지(100)의 복수의 챔버(121) 각각에 광을 조사하여 검출대상을 검출할 수 있도록 하고, 디텍터(40)가 제2방향의 끝에 마련된 제1위치센서(47L)에서 감지되면, 제2방향으로 이동하면서 디텍터(40)에서 검출한 검출데이터를 기준데이터와 비교하여 디텍터(40)의 위치오차를 결정한다. 제1방향으로 디텍터(40)를 이동시키면서 각각의 챔버(121)에 대한 검출결과를 획득했으므로 디텍터(40)를 제2방향으로 이동시킬 때는, 제1홀(51L) 또는 제2홀(51R)에 대한 검출을 제외한, 복수의 챔버(121)에 대한 검출을 생략할 수 있을 것이다. 위치오차를 결정해야하므로 제1홀(51L) 또는 제2홀(51R)에 대한 검출은 수행되는 것이 바람직하다. 디텍터(40)의 위치오차가 결정되면, 디텍터(40)의 위치오차로 인해 디텍터(40)의 검출데이터에도 위치오차가 발생되었으므로 제어부(30)는 검출데이터를 결정된 위치오차만큼 역으로 shift시켜 검출데이터를 보정하고, 모터(42)의 구동을 제어하여, 디텍터(40)의 위치를 결정된 위치오차만큼 역으로 shift시킴으로써 디텍터(40)의 위치오차를 보정한다.
전술한 위치오차결정 및 보정의 실시예는 다양한 변형이 가능하다.
제2위치센서(47R)를 생략하고 디텍터(40)의 위치오차를 검출하고 보정할 수도 있다. 예를 들면, 제어부(30)는 디텍터(40)를 제1방향으로 이동시켜 챔버(121)에 대한 검출이 수행되도록 하고, 검출이 완료되면 디텍터(40)를 원위치시키기 위해 제2방향으로 다시 이동시키면서 챔버(121)에 대한 검출이 수행되도록 한다. 제어부(30)는 디텍터(40)가 제1위치센서(47L)에서 감지되면, 각 검출데이터를 기준데이터와 비교하여 제1방향 및 제2방향으로의 이동 시 발생한 디텍터(40)의 위치오차를 결정하고, 검출데이터 및 디텍터(40)의 위치오차를 보정할 수 있다.
또는, 제어부(30)는 제1홀(51L) 및 제2홀(51R)에 대한 데이터 뿐만 아니라, 챔버(121)에 대한 검출데이터 및 기준데이터를 비교하여 디텍터(40)의 위치오차를 결정할 수도 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사장치(10)의 제어방법을 나타낸 순서도이다.
도 10에 도시된 것처럼, 제어부(30)는 디텍터(40)를 제1방향으로 이동시킨다(300).
제어부(30)는 유체분석 카트리지(100)가 삽입되어 검사부(120)가 지지부(50)에 의해 지지되면 모터(42)를 구동시켜 디텍터(40)를 제1방향으로 미리 정해진 거리만큼 이동시킨다. 예를 들면, 제2홀(51R)에 대응하는 위치까지 디텍터(40)를 이동시킨다. 또한 제어부(30)는 디텍터(40)가 이동하면서 유체분석 카트리지(100)의 복수의 챔버(121) 각각에 광을 조사하여 검출대상을 검출할 수 있도록 발광부(41)를 제어한다.
디텍터(40)가 제2위치센서(47R)에서 감지되면(310), 제어부(30)는 디텍터(40)의 위치오차를 결정한다(320). 디텍터(40)가 제2위치센서(47R)에서 감지되지 않으면 디텍터(40)를 제1방향으로 추가적으로 이동시킨다.(311) 디텍터(40)가 제1방향의 끝에 마련된 제2위치센서(47R)에서 감지되면, 제어부(30)는 제1방향으로 이동하면서 디텍터(40)에서 검출한 검출데이터를 기준데이터와 비교하여 디텍터(40)의 위치오차를 결정한다.
예를 들면, 제어부(30)는 도 8에 도시된 검출데이터의 D1과 기준데이터에서 D1에 대응되는 데이터 즉, 제1홀(51L)에 대한 데이터를 비교하여 기준데이터로부터 검출데이터가 얼마나 shift되었는지 결정한다.
도 9에는 검출데이터가 기준데이터로부터 얼마나 shift되어 있는지 도시되어 있다. 도 9를 보면, 검출데이터가 기준데이터에 비해 제1방향으로 6mm만큼 shift되어 있는 것을 알 수 있다. 제어부(30)는 이렇게 검출데이터를 기준데이터와 비교하여 디텍터(40)의 shift정도를 결정하고 이에 기초하여 디텍터(40)의 위치오차를 결정한다.
디텍터(40)의 위치오차를 결정하는 시점은 전술한 것처럼, 제2위치센서(47R)에서 디텍터(40)를 감지한 시점일 수 있으나 이에 한정되지 않고, 디텍터(40)가 미리 정해진 거리만큼 이동하면 디텍터(40)에서 검출한 데이터를 기준데이터와 비교하여 디텍터(40)의 위치오차를 결정할 수도 있다. 예를 들면, 디텍터(40)가 제1방향으로 이동하여 제2홀(51R)에 도착하면 디텍터(40)의 검출데이터를 기준데이터와 비교하여 디텍터(40)의 위치오차를 결정할 수 있다. 디텍터(40)가 미리 정해진 거리만큼 이동했는지 여부는 모터(42)의 회전각도나 스텝(step)을 통해 확인할 수 있다.
디텍터(40)의 위치오차가 결정되면, 제어부(30)는 위치오차를 반영하여 검출데이터를 보정하고(330), 디텍터(40)의 위치를 보정한다(340).
디텍터(40)의 위치오차로 인해 디텍터(40)의 검출데이터에도 위치오차가 발생되었으므로 제어부(30)는 검출데이터를 결정된 위치오차만큼 역으로 shift시켜 검출데이터를 보정한다. 또한, 제어부(30)는 모터(42)의 구동을 제어하여, 디텍터(40)의 위치를 결정된 위치오차만큼 역으로 shift시킴으로써 디텍터(40)의 위치오차를 보정한다.
전술한 위치오차결정 및 보정은 다양한 변형이 가능하다. 제2위치센서(47R)를 생략하고 디텍터(40)의 위치오차를 검출하고 보정할 수도 있다. 예를 들면, 제어부(30)는 디텍터(40)를 제1방향으로 이동시켜 챔버(121)에 대한 검출이 수행되도록 하고, 검출이 완료되면 디텍터(40)를 원위치시키기 위해 제2방향으로 다시 이동시키면서 챔버(121)에 대한 검출이 수행되도록 한다. 제어부(30)는 디텍터(40)가 제1위치센서(47L)에서 감지되면, 각 검출데이터를 기준데이터와 비교하여 제1방향 및 제2방향으로의 이동 시 발생한 디텍터(40)의 위치오차를 결정하고, 검출데이터 및 디텍터(40)의 위치오차를 보정할 수 있다.
또는, 제어부(30)는 제1홀(51L) 및 제2홀(51R)에 대한 데이터 뿐만 아니라, 챔버(121)에 대한 검출데이터 및 기준데이터를 비교하여 디텍터(40)의 위치오차를 결정할 수도 있다.
제어부(30)는 디텍터(40)를 제2방향으로 미리 정해진 거리만큼 이동시키고(350), 디텍터(40)가 제1위치센서(47L)에서 감지되면(360), 디텍터(40)의 위치오차를 　결정한다(370). 디텍터(40)가 제1위치센서(47L)에서 감지되지 않으면 디텍터(40)를 제2방향으로 추가적으로 이동시킨다.(361)
디텍터(40)가 제2위치센서(47R)에 도달하여 검사부(120) 챔버(121)에 대한 검출이 완료되면, 제어부(30)는 모터(42)의 구동을 제어하여 디텍터(40)를 제1방향의 역방향인 제2방향으로 이동시킨다. 역방향으로 이동하는 중에도 모터(42)의 탈조가 발생할 수 있으므로, 제어부(30)는 전술한 위치오차의 검출 및 보정과정을 반복하여 실시할 수 있다.
즉, 제어부(30)는 발광부(41)를 제어하여 디텍터(40)가 제2방향으로 이동하면서 유체분석 카트리지(100)의 복수의 챔버(121) 각각에 광을 조사하여 검출대상을 검출할 수 있도록 하고, 디텍터(40)가 제2방향의 끝에 마련된 제1위치센서(47L)에서 감지되면, 제2방향으로 이동하면서 디텍터(40)에서 검출한 검출데이터를 기준데이터와 비교하여 디텍터(40)의 위치오차를 결정한다. 제1방향으로 디텍터(40)를 이동시키면서 각각의 챔버(121)에 대한 검출결과를 획득했으므로 디텍터(40)를 제2방향으로 이동시킬 때는, 제1홀(51L) 또는 제2홀(51R)에 대한 검출을 제외한, 복수의 챔버(121)에 대한 검출을 생략할 수 있을 것이다. 위치오차를 결정해야하므로 제1홀(51L) 또는 제2홀(51R)에 대한 검출은 수행되는 것이 바람직하다. 디텍터(40)의 위치오차를 결정하는 시점은 전술한 것처럼, 제1위치센서(47L)에서 디텍터(40)를 감지한 시점에 한정되지 않고, 디텍터(40)가 미리 정해진 거리만큼 이동하면 디텍터(40)에서 검출한 데이터를 기준데이터와 비교하여 디텍터(40)의 위치오차를 결정할 수도 있다. 예를 들면, 디텍터(40)가 제2방향으로 이동하여 제1홀(51L)에 도착하면 디텍터(40)의 검출데이터를 기준데이터와 비교하여 디텍터(40)의 위치오차를 결정할 수 있다. 디텍터(40)가 미리 정해진 거리만큼 이동했는지 여부는 모터(42)의 회전각도나 스텝(step)을 통해 확인할 수 있다.
디텍터(40)의 위치오차가 결정되면, 제어부(30)는 위치오차를 반영하여 검출데이터를 보정하고(380), 디텍터(40)의 위치를 보정한다(390).
디텍터(40)의 위치오차가 결정되면, 디텍터(40)의 위치오차로 인해 디텍터(40)의 검출데이터에도 위치오차가 발생되었으므로 제어부(30)는 검출데이터를 결정된 위치오차만큼 역으로 shift시켜 검출데이터를 보정하고, 모터(42)의 구동을 제어하여, 디텍터(40)의 위치를 결정된 위치오차만큼 역으로 shift시킴으로써 디텍터(40)의 위치오차를 보정한다.
개시된 실시예에 따르면, 별도의 기구적 또는 회로적 하드웨어의 추가없이 모터(42)의 탈조에 의한 디텍터(40) 및 데이터의 위치오차를 검출 및 보정할 수 있다.
10: 검사장치
20: 입력부
30: 제어부
40: 디텍터
41: 발광부
43: 수광부
50: 지지부
100: 반응장치

Claims (17)

  1. 기준 위치로부터 미리 정해진 거리만큼 이동하는 동안, 반응장치의 복수의 챔버 각각에 광을 조사하고, 상기 복수의 챔버 각각을 투과한 광을 검출하여 상기 복수의 챔버 각각에 대한 검출 데이터를 획득하는 디텍터;
    상기 복수의 챔버에 광을 조사할 수 있도록 상기 디텍터를 이동시키는 모터;
    상기 디텍터가 상기 미리 정해진 거리만큼 이동하면, 상기 복수의 챔버 중 어느 하나에 대한 검출 데이터를 미리 정해진 기준 데이터와 비교하고, 상기 검출 데이터가 상기 기준 데이터로부터 시프트되는 정도를 결정하고, 상기 시프트되는 정도에 기초하여 상기 디텍터의 위치오차를 결정하고, 상기 위치오차를 보정하는 제어부;를 포함하는 검사장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검사장치에 삽입된 상기 반응장치를 지지하고, 상기 반응장치가 놓이는 자리의 양측에 형성되는 두 개의 홀을 구비하는 지지부; 및
    상기 지지부의 하부에 상기 두 개의 홀에 인접하게 마련되어, 상기 디텍터가 상기 홀에 대응되는 위치로 이동하면 상기 디텍터를 감지하는 적어도 하나의 위치센서;를 포함하는 검사장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 두 개의 홀 중 적어도 하나의 홀에 대한 상기 디텍터의 검출 데이터를 상기 미리 정해진 기준 데이터의 상기 홀에 대한 데이터와 비교하여 상기 디텍터의 검출 데이터가 상기 기준 데이터로부터 얼마나 shift되었는지 결정하고, 이를 기초로 상기 디텍터의 위치오차를 결정하는 검사장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 복수의 챔버에 대한 상기 디텍터의 검출 데이터를 상기 결정된 위치오차만큼 역으로 shift시켜 상기 검출 데이터를 보정하는 검사장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 디텍터의 위치오차가 보정되도록 상기 모터를 구동시켜 상기 위치오차만큼 상기 디텍터를 역으로 이동시키는 검사장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 모터를 구동시켜 상기 디텍터를 일 방향으로 이동시키고, 상기 디텍터가 미리 정해진 거리만큼 이동하면, 상기 두 개의 홀 중 적어도 하나의 홀에 대한 상기 디텍터의 검출 데이터를 상기 미리 정해진 기준 데이터의 상기 홀에 대한 데이터와 비교하여 상기 디텍터의 검출 데이터가 상기 기준 데이터로부터 얼마나 shift되었는지 결정하고, 이를 기초로 상기 디텍터의 위치오차를 결정하는 검사장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 적어도 하나의 위치센서에서 상기 디텍터가 감지되면, 상기 디텍터의 검출 데이터를 미리 정해진 기준 데이터와 비교하여 상기 디텍터의 위치오차를 결정하고, 상기 위치오차를 보정하는 검사장치.
  10. 디텍터를 이동시키는 모터를 구동시켜 상기 디텍터를 일 방향으로 이동시키고;
    상기 디텍터가 기준 위치로부터 미리 정해진 거리만큼 이동하는 동안, 반응장치의 복수의 챔버 각각에 광을 조사하고;
    상기 복수의 챔버 각각을 투과한 광을 검출하여 상기 복수의 챔버 각각에 대한 검출 데이터를 획득하고;
    상기 디텍터가 상기 미리 정해진 거리만큼 이동하면, 상기 복수의 챔버 중 어느 하나에 대한 검출 데이터를 미리 정해진 기준 데이터와 비교하고, 상기 검출 데이터가 상기 기준 데이터로부터 시프트되는 정도를 결정하고, 상기 시프트되는 정도에 기초하여 상기 디텍터의 위치오차를 결정하고;
    상기 디텍터의 위치오차를 보정하는 것;을 포함하는 검사장치의 제어방법.
  11. 삭제
  12. 제10항에 있어서,
    상기 위치오차를 보정하는 것은,
    상기 복수의 챔버에 대한 상기 디텍터의 검출 데이터를 상기 결정된 위치오차만큼 역으로 shift시켜 상기 검출 데이터를 보정하는 것;을 포함하는 검사장치의 제어방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 위치오차를 보정하는 것은,
    상기 디텍터의 위치오차가 보정되도록 상기 모터를 구동시켜 상기 위치오차만큼 상기 디텍터를 역으로 이동시키는 것;을 포함하는 검사장치의 제어방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 검사장치는 삽입된 상기 반응장치를 지지하고 상기 반응장치가 놓이는 자리의 양측에 형성되는 두 개의 홀을 구비하는 지지부 및 상기 지지부의 하부에 상기 두 개의 홀에 인접하게 마련되어 상기 디텍터가 상기 홀에 대응되는 위치로 이동하면 상기 디텍터를 감지하는 적어도 하나의 위치센서를 포함하는 검사장치의 제어방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 위치오차를 결정하는 것은,
    상기 두 개의 홀 중 적어도 하나의 홀에 대한 상기 디텍터의 검출 데이터를 상기 미리 정해진 기준 데이터의 상기 홀에 대한 데이터와 비교하여 상기 디텍터의 검출 데이터가 상기 기준 데이터로부터 얼마나 shift되었는지 결정하고, 이를 기초로 상기 디텍터의 위치오차를 결정하는 것;을 포함하는 검사장치의 제어방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 디텍터가 미리 정해진 거리만큼 이동하면, 상기 두 개의 홀 중 적어도 하나의 홀에 대한 상기 디텍터의 검출 데이터를 상기 미리 정해진 기준 데이터의 상기 홀에 대한 데이터와 비교하여 상기 디텍터의 검출 데이터가 상기 기준 데이터로부터 얼마나 shift되었는지 결정하고;
    결정된 shift 정도에 기초하여 상기 디텍터의 위치오차를 결정하는 검사장치의 제어방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 디텍터가 상기 이동방향에 위치하는 위치센서에서 감지되면, 상기 두 개의 홀 중 적어도 하나의 홀에 대한 상기 디텍터의 검출 데이터를 상기 미리 정해진 기준 데이터의 상기 홀에 대한 데이터와 비교하여 상기 디텍터의 검출 데이터가 상기 기준 데이터로부터 얼마나 shift되었는지 결정하고;
    결정된 shift 정도에 기초하여 상기 디텍터의 위치오차를 결정하는 검사장치의 제어방법.
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