KR102183264B1 - 샘플 고정 장치 - Google Patents

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KR102183264B1 KR1020190114908A KR20190114908A KR102183264B1 KR 102183264 B1 KR102183264 B1 KR 102183264B1 KR 1020190114908 A KR1020190114908 A KR 1020190114908A KR 20190114908 A KR20190114908 A KR 20190114908A KR 102183264 B1 KR102183264 B1 KR 102183264B1
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Abstract

휘어진 유리판과 같이 외력에 의하여 변형되기 쉬운 샘플을 고정하는 장치가 개시된다. 상기 샘플 고정 장치는, 구동 수단에 의하여 구동축(22)를 중심으로 회전하며, 일단에는 편심축(24)이 형성되어 있는 편심휠(20); 일단이 상기 편심휠(20)의 편심축(24)에 회전 가능하게 연결되어, 상기 편심축(24)과 함께 편심휠(20)의 구동축(22)를 중심으로 회전하며, 다른 일단에는 길이 방향으로 장공(32)이 형성되어 있는 크랭크 로드(30); 왕복 이동 가능하도록 샘플 고정 장치의 프레임에 장착되어 있으며, 일단에는 상기 크랭크 로드(30)의 다른 일단에 형성된 장공(32)에 연결되는 구동핀(42)이 형성되어 있는 왕복 이동 블록(40); 및 상기 왕복 이동 블록(40)에 일단이 연결되고, 샘플 가이드(60)에 다른 일단이 연결되어, 상기 왕복 이동 블록(40)의 왕복 운동에 의해, 상기 샘플 가이드(60)가 샘플(5)을 밀어 샘플 안착부(64)에 위치시키고, 샘플(5)을 고정하는 링크(50)를 포함한다.

Description

샘플 고정 장치{Sample loader}
본 발명은 샘플 고정 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 휘어진 유리판(curved glass panel)과 같이 외력에 의하여 변형되기 쉬운 샘플을 고정하는 장치에 관한 것이다.
스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 모니터 등의 현대 전자 기기는 합성수지 필름, 유리 기판, 금속 성분, 안료 등의 각종 물질을 여러층으로 적층하여 제조한다. 최근 전자 기기의 고성능화에 따라, 이러한 다층 적층 제품의 구조도 초박막화, 초미세 패턴화, 칩-패키지 일체화 및 입체화되고 있다. 다층 적층 제품의 각 제조 단계에서, 외부 이물질의 유입, 파손 등, 제품의 불량 여부를 비파괴적으로 검사하기 위하여, 광 간섭 단층촬영(Optical coherence tomography; OCT)를 이용하여 샘플의 표면 및 내부를 검사하는 방법이 특허공개 10-2015-0056713호 등에 개시되어 있다. 광 간섭 단층촬영(OCT)은 검사 대상물로 근적외선광을 투과시키고, 검사 대상물의 내부 및 각 단층에서 반사되는 반사광(산란광)을 검출하여, 검사 대상물의 내부를 단층 촬영한다. 광 간섭 단층촬영(OCT)을 사용하면, 검사 대상물로 조사되는 광의 파장 정도의 고해상도로 검사 대상물의 표면 및 내부 영상을 얻을 수 있다.
광 간섭 단층촬영(OCT) 장치와 같은 정밀 측정 장비를 이용하여 검사 대상물을 관찰하기 위해서는, 검사 대상물인 샘플을 정확한 위치에 고정시켜야, 샘플의 위치 오류, 흔들림 등으로 인한 측정 오차를 줄일 수 있다. 도 1은 통상적인 광 간섭 단층촬영(OCT)에 사용되는 샘플 고정 장치의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 통상적인 샘플 고정 장치는 샘플 안착부(12)가 형성되어 있는 샘플 고정대(10) 및 상기 샘플 안착부(12)에 형성된 다수의 공기 흡입구(14)를 통하여 공기를 빨아들이는 공압 흡입부(16)를 포함한다. 이러한 샘플 고정 장치에서, 샘플 안착부(12)에 측정하고자 하는 샘플(5)을 위치시킨 후, 공압 흡입부(16)에서 공기를 빨아들이면, 상기 공압 흡입부(16)에 연결된 공기 흡입구(14)의 압력이 낮아져 흡착력이 발생하므로, 샘플(5)이 샘플 안착부(12)에 흔들리지 않게 고정된다. 그러나, 이러한 방법은, 샘플(5)의 형상이 달라지면 샘플 안착부(12)의 형상도 그에 맞게 변경해야 하며, 샘플(5)을 샘플 안착부(12)의 중앙에 정확히 위치시키기 어려운 단점이 있다. 즉, 휘어진 유리판과 같이 양 측면이 휘어진 샘플(5)을 검사하는 경우에는, 샘플(5)을 평평한 샘플 안착부(12)의 원하는 위치에 정확히 위치시키기 어렵고, 샘플(5)이 광학계의 정 중앙에 위치하지 않으면, 측정 오차가 발생할 수 있다.
이와 같은 문제를 해소하기 위하여, 모터 등에 의해 구동되는 샘플 가이드를 이용하여, 샘플의 측면을 밀어, 샘플을 샘플 고정대의 중앙에 위치시키는 방법도 일반적으로 사용되고 있다. 이러한 샘플 가이드를 사용할 경우, 샘플 가이드를 작동시키는 모터의 스트로크는 항상 샘플의 크기와 일치하여야 한다. 샘플 크기보다 샘플가이드의 이동량이 적으면, 샘플은 중앙으로 이송되지 못하며, 그 반대의 경우는 샘플이 휘어지거나 파괴될 수 있다. 샘플의 변형이나 파손을 방지하기 위하여, 모터 토크를 낮추면, 샘플가이드의 동작 힘과 속도가 기준에 못 미칠 우려가 있고, 모터에 부하를 주게 된다. 또 샘플의 특성에 맞게 일일이 모터를 제어하여야 하는 번거로움이 있다.
특허공개 10-2015-0056713호
본 발명의 목적은, 평면 구조 뿐만 아니라, 3차원 입체 구조를 가지는 샘플을 고정할 수 있는 샘플 고정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 휘어진 유리판과 같이 외력에 의하여 변형되기 쉬운 샘플을 검사하는 경우에도, 샘플의 변형을 방지하면서 샘플을 고정하는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 샘플 가이드를 구동하는 모터의 토크와 샘플 가이드의 스트로크에 영향을 받지 않는 샘플 고정 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 구동 수단에 의하여 구동축(22)를 중심으로 회전하며, 일단에는 편심축(24)이 형성되어 있는 편심휠(20); 일단이 상기 편심휠(20)의 편심축(24)에 회전 가능하게 연결되어, 상기 편심축(24)과 함께 편심휠(20)의 구동축(22)를 중심으로 회전하며, 다른 일단에는 길이 방향으로 장공(32)이 형성되어 있는 크랭크 로드(30); 왕복 이동 가능하도록 샘플 고정 장치의 프레임에 장착되어 있으며, 일단에는 상기 크랭크 로드(30)의 다른 일단에 형성된 장공(32)에 연결되는 구동핀(42)이 형성되어 있는 왕복 이동 블록(40); 및 상기 왕복 이동 블록(40)에 일단이 연결되고, 샘플 가이드(60)에 다른 일단이 연결되어, 상기 왕복 이동 블록(40)의 왕복 운동에 의해, 상기 샘플 가이드(60)가 샘플(5)을 밀어 샘플 안착부(64)에 위치시키는 링크(50)를 포함하는 샘플 고정 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 샘플 고정 장치는, 평면 구조 뿐만 아니라, 3차원 입체 구조를 가지는 샘플을 고정할 수 있고, 휘어진 유리판과 같이 외력에 의하여 변형되기 쉬운 샘플을 검사하는 경우에도, 샘플의 변형을 방지하면서 샘플을 고정할 수 있다.
도 1은 통상적인 광 간섭 단층촬영(OCT)에 사용되는 샘플 고정 장치의 일 예를 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플 고정 장치의 구성을 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플 고정 장치의 동작을 설명하기 위한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플 고정 장치의 구성을 보여주는 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 샘플 고정 장치는 편심휠(20); 크랭크 로드(30, Crank Rod); 왕복 이동 블록(40); 링크(50, link); 샘플 가이드(60) 및 샘플 안착부(64)를 포함한다.
상기 편심휠(20)은 모터 등의 구동 수단에 의하여 구동축(22)를 중심으로 회전하며, 상기 편심휠(20)의 일단에는 편심축(24)이 형성되어, 상기 편심축(24)도 구동축(22)를 중심으로 회전한다. 상기 크랭크 로드(30)는 일단이 상기 편심휠(20)의 편심축(24)에 회전 가능하게 연결되어, 상기 크랭크 로드(30)의 일단이 편심축(24)과 함께 편심휠(20)의 구동축(22)를 중심으로 회전한다. 상기 크랭크 로드(30)의 다른 일단에는 크랭크 로드(30)의 길이 방향으로 장공(32, Oblong Hole)이 형성되어, 상기 장공(32)을 통하여 왕복 이동 블록(40)에 연결된다. 상기 크랭크 로드(30)의 다른 일단은 왕복 이동 블록(40)과 마찬가지로, 도 2에 도시된 예에서는 상하 방향으로, 왕복 이동한다. 따라서, 상기 편심휠(20)이 회전 운동함에 따라, 상기 크랭크 로드(30)의 일단은 회전 운동하고, 다른 일단은 상하 왕복 운동함으로써, 상기 편심휠(20)의 회전 운동이 크랭크 로드(30)의 다른 일단의 왕복 운동으로 변환된다(도 3 참조).
상기 왕복 이동 블록(40)은 왕복 이동 가능하도록 샘플 고정 장치의 프레임(도시하지 않음)에 장착되어 있으며, 상기 왕복 이동 블록(40)의 일단에는 상기 크랭크 로드(30)의 다른 일단에 형성된 장공(32)에 연결되는 구동핀(42)이 형성되어 있다. 상기 구동핀(42)은 크랭크 로드(30)가 구동축(22)으로부터 멀어질 때, 즉, 크랭크 로드(30)가 상승할 때, 상기 장공(32)의 내측부, 즉, 하단부에 의해 밀어 올려져, 상기 왕복 이동 블록(40)을 상승시킬 수 있도록 상기 왕복 이동 블록(40)에 형성된다. 한편, 상기 크랭크 로드(30)가 구동축(22)에 가까워질 때, 즉, 크랭크 로드(30)가 하강할 때에는, 상기 크랭크 로드(30)와 함께 장공(32)이 하강하더라도, 상기 구동핀(42)이 장공(32)의 외측부, 즉, 상부 방향으로 이동하면서, 상기 구동핀(42)에는 편심휠(20)의 구동력이 전달되지 않는다. 따라서, 상기 크랭크 로드(30)가 하강할 때에는, 상기 왕복 이동 블록(40)은 자체 무게, 즉, 자중에 의하여 자유롭게 하강하거나, 상기 왕복 이동 블록(40)과 프레임에 양단이 결합된 별도의 탄성 부재(44), 예를 들면 인장 스프링의 당기는 힘에 의하여, 편심휠(20) 방향으로 이동한다.
상기 링크(50, link)는 상기 왕복 이동 블록(40)에 일단이 연결되고, 샘플 가이드(60)에 다른 일단이 연결되어, 상기 왕복 이동 블록(40)의 하강 운동에 의해, 상기 샘플 가이드(60)가 샘플(5)을 밀어 샘플 안착부(64)에 위치시키고, 샘플(5)을 고정한다. 상기 링크(50)는 왕복 이동 블록(40)에 일단이 고정되는 제1 링크(50a), 및 프레임에 레버(lever)의 형태로 장착되며, 일단은 상기 제1 링크(50a)의 다른 일단에 연결되고, 다른 일단은 상기 샘플 가이드(60)에 연결되는 제2 링크(50b)를 포함할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하여, 상기 왕복 이동 블록(40)이 하강하면, 그에 따라 제1 링크(50a)도 하강하고, 상기 제1 링크(50a)의 다른 일단에 결합된 제2 링크(50b)의 일단도 하강한다. 프레임에 레버(lever)의 형태로 장착된 제2 링크(50b)의 일단이 하강하면, 상기 제2 링크(50b)의 다른 일단 및 그에 결합된 샘플 가이드(60)는 샘플(5) 방향으로 회전하여, 샘플 가이드(60)가 샘플(5)을 밀어 샘플 안착부(64)에 위치시킨다. 또한, 상기 링크(50)는 상기 제2 링크(50b)의 구동단과 평행하게 위치하며, 일단은 프레임에 결합되고 다른 일단은 샘플 가이드(60)에 결합되는 제3 링크(50c, 도 2 참조)를 더욱 포함할 수 있다. 상기 제3 링크(50c)는 제2 링크(50b)의 구동단과 평행하게 위치하므로, 샘플 가이드(60)가 제2 링크(50b)에 대하여 자유롭게 회전하지 않고, 샘플 가이드(60)의 일단에 형성된 접촉면(62)이 일정한 각도로 샘플(5)에 접촉하도록 하는 역할을 한다. 상기 샘플 가이드(60)의 일단에 형성된 접촉면(62)은 고무 등의 쿠션재로 이루어져, 샘플(5)의 파손을 방지할 수 있다.
다음으로, 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 샘플 고정 장치의 동작을 설명한다. 도 3의 A에 도시된 바와 같이, 편심휠(20) 및 편심축(24)이 회전하여, 크랭크 로드(30)가 편심휠(20)의 구동축(22)으로부터 멀어지면, 즉, 크랭크 로드(30)가 상승하면, 크랭크 로드(30)의 장공(32) 내측부, 즉, 하단부에 의해 구동핀(42) 및 그에 연결된 왕복 이동 블록(40)이 밀어 올려져, 샘플 가이드(60)가 열려진 상태, 즉, 샘플 안착부(64)에 놓여진 샘플(5)을 샘플 가이드(60)로 고정하지 않은 상태가 된다. 이 상태에서, 도 3의 B에 도시된 바와 같이, 구동축(22)를 중심으로 편심휠(20)을 180도 회전시키면, 크랭크 로드(30)가 아래 방향으로 움직이지만, 왕복 이동 블록(40)의 구동핀(42)이 크랭크 로드(30)의 장공(32) 내부를 이동하므로, 크랭크 로드(30)의 이동은 왕복 이동 블록(40)에 영향을 미치지 않지만, 왕복 이동 블록(40)의 자중 및/또는 탄성 부재(44)의 당기는 힘에 의하여, 왕복 이동 블록(40)이 아래 방향으로 이동한다. 왕복 이동 블록(40)이 하강하면, 링크(50)에 의해 샘플 가이드(60)가 샘플(5)을 샘플 안착부(64) 방향으로 밀게 된다. 이때, 샘플 가이드(60)에 의해 샘플(5)에 가해지는 힘(stroke)은 편심휠(20)을 구동시키는 모터의 힘이 아니라, 왕복 이동 블록(40)의 자중 및/또는 탄성 부재(44)의 당기는 힘에 의한 것이므로, 샘플(5)에 가해지는 힘을 사용자가 필요에 의해 설정할 수 있다. 사용자는 샘플 가이드(60)가 샘플(5)을 소정의 힘으로 밀어, 샘플(5)이 더 이상 이동하지 않으면, 왕복 이동 블록(40)이 멈추도록, 왕복 이동 블록(40)의 자중 및/또는 탄성 부재(44)의 당기는 힘을 조절할 수 있다.
본 발명에 의하면, 크랭크 로드(30)는 회전축이 아닌 장공(32)을 통해 왕복 이동 블록(40)과 연결되어 있고, 왕복 이동 블록(40)이 아래로 이동할 때, 왕복 이동 블록(40)의 구동핀(42)이 장공(32)을 통해 슬라이드 이동하므로, 샘플 가이드(60)가 샘플(5)을 고정하여, 왕복 이동 블록(40)이 아래로 이동하지 못하더라도, 편심휠(20)은 계속 회전할 수 있다. 결과적으로, 샘플(5)의 사이즈가 달라도, 별도의 조종 없이 편심휠(20) 구동 모터를 구동하면, 모터의 토크와는 관계없이, 왕복 이동 블록(40)의 복귀력으로 샘플(5)를 양 옆에서 밀어 샘플 안착부(64) 중심으로 보낼 수 있고, 샘플 안착부(64) 중심으로 이동한 샘플(5)은 샘플 가이드(60)에 연결되어 있는 통상의 공압을 이용하여 고정될 수 있다.
본 발명에 따르면, 샘플(5)의 크기가 다른 경우에도, 안정적으로 위치를 샘플 안착부(64) 중심으로 이동시켜 고정할 수 있다. 또한, 편심휠(20) 구동 모터가 1회전하면, 샘플(5)의 크기에 상관없이, 샘플가이드(60)는 일정한 힘으로 샘플(5)를 밀고, 편심휠(20) 구동 모터의 힘으로 대기 위치로 복귀하므로, 샘플(5)의 파손이나 변형, 모터의 과부하를 막을 수 있고, 샘플(5)에 따라 각기 다른 세팅을 수행할 필요가 없다. 또한, 사용자는 샘플(5)의 파손을 방지하기 위하여, 편심휠(20)을 구동시키는 모터를 별도로 제어할 필요가 없다. 따라서, 본 발명에 따른 샘플 고정 장치는, 모터의 토크와 샘플가이드(60)의 스트로크에 영향을 받지 않아, 다양한 크기의 샘플(5)을 일정한 힘으로 고정할 수 있다.
이상 예시적인 실시예들을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시예들로 한정되지 않는다. 하기 청구항들의 범위는 예시적인 실시예의 변형들, 등가의 구성들 및 기능들을 모두 포괄하도록 해석되어야 한다.

Claims (6)

  1. 구동 수단에 의하여 구동축(22)를 중심으로 회전하며, 일단에는 편심축(24)이 형성되어 있는 편심휠(20);
    일단이 상기 편심휠(20)의 편심축(24)에 회전 가능하게 연결되어, 상기 편심축(24)과 함께 편심휠(20)의 구동축(22)를 중심으로 회전하며, 다른 일단에는 길이 방향으로 장공(32)이 형성되어 있는 크랭크 로드(30);
    왕복 이동 가능하도록 샘플 고정 장치의 프레임에 장착되어 있으며, 일단에는 상기 크랭크 로드(30)의 다른 일단에 형성된 장공(32)에 연결되는 구동핀(42)이 형성되어 있는 왕복 이동 블록(40); 및
    상기 왕복 이동 블록(40)에 일단이 연결되고, 샘플 가이드(60)에 다른 일단이 연결되어, 상기 왕복 이동 블록(40)의 하강 운동에 의해, 상기 샘플 가이드(60)가 샘플(5)을 밀어 샘플 안착부(64)에 위치시키는 링크(50)를 포함하는 샘플 고정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구동핀(42)은 크랭크 로드(30)가 구동축(22)으로부터 멀어질 때, 상기 장공(32)의 내측부에 의해 밀어 올려져, 상기 왕복 이동 블록(40)을 상승시키도록 상기 왕복 이동 블록(40)에 형성되는 것인, 샘플 고정 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 왕복 이동 블록(40)은 중력에 의하여 편심휠(20) 방향으로 이동하는 것인, 샘플 고정 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 왕복 이동 블록(40)과 프레임에 양단이 결합되어 있으며, 상기 왕복 이동 블록(40)을 편심휠(20) 방향으로 이동시키는 탄성 부재(44)를 더욱 포함하는 것인, 샘플 고정 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 링크(50)는 왕복 이동 블록(40)에 일단이 고정되는 제1 링크(50a), 및 프레임에 레버의 형태로 장착되며, 일단은 상기 제1 링크(50a)의 다른 일단에 연결되고, 다른 일단은 상기 샘플 가이드(60)에 연결되는 제2 링크(50b)를 포함하는 것인, 샘플 고정 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 링크(50)는 상기 제2 링크(50b)의 구동단과 평행하게 위치하며, 일단은 프레임에 결합되고 다른 일단은 샘플 가이드(60)에 결합되는 제3 링크(50c)를 더욱 포함하는 것인, 샘플 고정 장치.
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