KR200331479Y1 - 단일축 정밀 측정장치 - Google Patents

Abstract

단일축 정밀 측정장치는 베이스, 상기 베이스에 평판, 상기 평판위에 플래트닝 메카니즘과 모니터, 및 상기 평판 밑에 거리측정 메카니즘을 포함한다. 본 발명의 특징은, 상기 평판은 진공흡입장치의 흡입튜브와 연결된 복수의 통풍개구부가 있는 투명판이며; 상기 플래트닝 메카니즘은 상하 변위가 가능하고, 프로그램 제어를 통해 다단 정지높이를 가지며; 및 상기 평판 밑에 배치된 거리측정 메카니즘은 횡이동이 가능하며, 적어도 광학룰러와 레이저 위치요소 및 CCD 카메라를 가진다. 상기 CCD 카메라는 측정 포인트에 촛점이 맞추어지며, 상기 모니터에 포착된 상을 전송한다.

Description

단일축 정밀 측정장치{SINGLE-AXIAL PRECISION MEASURING APPARATUS}

본 고안은 단일축 정밀 측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회로판 필름 또는 가공제품의 개구(apertures) 및 평면측정을 측정하기 위한 측정장치에 관한 것이다. 광학적 락(lock)포인트 가이던스로 부터 벗어나서 선형 측정을 전산화 함으로서, 상기 단일축 정밀 측정장치는 진공흡입과 상기 필름 또는 판(board)을 손상시키지 않고 고정하는데 다단(multi-sectional) 플래트닝 메카니즘을 채택하는 한편, 상기 판에서 곡률과 뒤틀림(warps)을 극복한다. 상기 단일축 정밀 측정장치는 또한 온도 보정/조정 장치를 가지므로서 온도변화에 의한 재료변동을 피할 수 있고, 측정에러를 최소화 할 수 있다.

종래 회로판의 제조공정은 드로잉 매스터(drawing masters), 필름과 제조판, 및 드릴링(drilling)을 포함한다. 회로판의 현재 회로 설계는 점점 더 작고 정확해지며, 심지어 다수의 층(tiers)으로 나누어 진다. 또한, 부수적인 일인 드릴링과 전자 구성부품의 삽입은 고속 자동화 장비를 사용하여 완성된다. 그러므로, 상기 필름과 제조판의 다수 측정의 정밀한 측정은 매우 어렵다.

그러나, 종래 측정장치가 2차원 또는 3차원 측정용으로 사용될 때, 측정될 필름이나 회로판의 표면은 위를 향해 놓여진다. CCD(전하결합장치) 카메라는 상기 필름이나 회로판을 확대하기 위해 테이블 위에 배치되는데, 이는 육안으로 조정하여 위치되고 측정된다; 그래서 인위적인 허상에러(visional errors)가 자주 발생한다. 더욱이, 화상(pictures)이 상기 CCD 카메라에 의해 아래쪽으로 취해지므로, 측정결과는 상기 회로판이나 필름의 두께가 다름으로서 야기되는 촛점길이에 있어서의 에러에 의해 쉽게 영향을 받는다. 무엇보다도, 테이블위에 카메라를 배치할 때,측정 정확도의 에러는 플래트닝 메카니즘의 결핍으로 상기 판의 곡률 및 뒤틀림에 의해 더욱 악화된다.

에러가 나기 쉬운 종래 측정장치의 상기 결점을 고려하여, 본 고안의 주요 목적은 선형거리에 대한 단일축 정밀 측정장치를 제공하는 것이다. 여기서, 레이저 빔이 제1 측정 포인트의 위치를 정하고 분류하며, 컴퓨터가 자동적으로 광학룰러로 부터 데이타를 판독한다. 반면에, CCD는 자동적으로 상(images)을 포착하며, 상기 제1 측정 포인트과 상기 광학룰러 사이의 상대적인 중심점을 계산한다. 제2 포인트의 위치를 측정하기 위해 이동하고 위치를 정하는 동안, 상기 컴퓨터가 자동적으로 상기 광학룰러로 부터 데이타를 판독한다. 거리나 길이는 정확한 측정을 얻도록, 상기 컴퓨터를 사용하여 상기 두 중심점의 상대적인 위치를 계산하므로서 얻어진다.

본 고안의 다른 목적은, 측정될 표면이 투명 평판(flatbed)에 점착되는 단일축 정밀 측정장치를 제공하는 것이다. 다음으로, CCD 카메라는 위쪽으로 촬영을 하므로서 상을 포착하며, 그래서 사진의 촛점길이와 측정은 두께가 다를지라도 영향을 받지 않는다.

본 고안의 다른 목적은 다단 플래트닝 메카니즘이 필름이나 회로판을 빠르고 쉽게 플래트닝하기 위해 사용되며, 측정 정확도를 더욱 강화하기 위해 상기 판의 곡률과 뒤틀림을 방지하도록 하는데 사용되는 단일축 정밀 측정장치를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 평판 근처에 온도센서를 가진 단일축 정밀 측정장치를 제공하는 것이다. 상기 온도센서에 의해 검출되는 주위 온도신호는 측정 정확도를 보증하기 위해 다른 온도하에서 작동하는 재료의 변동을 보정하도록 알고리즘용 컴퓨터로 삽입된다.

상기의 목적을 완수하기 위해, 투명판인 평판을 포함하며 진공흡입장치의 흡입튜브와 연결된 복수의 통풍개구부를 가지며; 플래트닝 메카니즘은 상하 변위가 가능하고, 프로그램 제어를 통해 다단 정지높이를 가지며; 및 거리측정 메카니즘이 상기 평판 밑에 배치되며, 횡이동을 할 수 있으며, 및 적어도 광학룰러와 레이저 위치요소 및 CCD 카메라를 가지며, 상기 CCD 카메라는 측정 포인트에 촛점을 맞추며, 상기 모니터에 포착된 상을 전송한다.

또한, 본 고안은 베이스와 상기 평판 근처에 적어도 하나의 온도센서를 포함한다. 상기 온도센서는 상기 평판의 주위 온도를 얻어, 컴퓨터 내의 온도 보정프로그램의 내장된 알고리즘에 따라, 측정하는 동안 온도변화에 의해 발생된 에러는 자동적으로 조정되고 늘 보정되므로, 최상의 정밀도를 얻을 수 있다.

도1은 본 고안에 따른 사시도.

도2는 본 고안에 따른 상방향 부분사시도.

도3은 본 고안에 따른 평면도.

도4는 본 고안에 따른 측면도.

도5는 본 고안에 따른 하우징이 제공된 메카니즘을 설명하는 사시도.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

10: 베이스 20: 평판

30: 플래트닝 메카니즘 31: 서브모터

32: 타이밍벨트 40: 모니터

50: 거리측정장치 51: 광학룰러

52: 레이저 위치요소 53,54: CCD 카메라

60: 진공흡입장치 61: 흡입튜브

70: 온도센서

본 고안에 따른 상기 구조, 장치 및 특징을 더 잘 이해하기 위해서, 상세한 설명이 첨부된 도면을 참조하여 주어질 것이다.

도1 ~ 도4를 참조하면, 본 고안에 따른 단일축 정밀 측정장치는 베이스(10), 상기 베이스(10)에 평판(20), 상기 평판(20)위에 플래트닝 메카니즘(30)과 모니터(40), 및 상기 평판(20)밑에 거리측정 메카니즘(50)을 포함한다. 본 고안의특징은:

상기 평판(20)은 진공흡입장치(60)의 흡입튜브(61)와 연결된 복수의 통풍개구부(21)가 있는 투명판이며; 상기 플래트닝 메카니즘(30)은 서브모터(31)와 타이밍벨트(32)에 의해 상하 변위가 가능하고, 프로그램 제어를 통해 다단 정지높이가 제공되며; 및 상기 평판(20)밑에 배치된 거리측정 메카니즘(50)은 횡이동이 가능하며, 적어도 광학룰러(51)와 레이저 위치요소(52) 및 두개의 CCD 카메라(53,54)를 가지며, 상기 두개의 CCD 카메라(53,54)는 상기 레이저 위치요소(52)에 의해 투사된 레티클(reticle)에 동시에 촛점이 맞추어지며, 다른 크기를 가지며, 더 심화된 관측을 위해 상기 모니터(40)에 포착된 상을 전송할 수 있다.

상기에서 설명된 것처럼 어셈블 구조를 사용할 때, 측정될 필름이나 회로판은 아래쪽을 향하는 측정될 표면을 가지고 상기 평판(20)위에 놓여지며, 상기 진공흡입장치(60)의 진공효과를 이용하여 상기 평판(20)에 점착되고 고정된다. 적절한 제어버튼이 상기 필름이나 상기 회로판의 두께에 따라 선택되어, 상기 플래트닝 메카니즘(30)이 적절한 압착력을 발생하기 위해 적절한 높이까지 자동적으로 내려가도록 한다. 결과적으로, 본 고안에 따른 상기 구조는 상기 필름이나 회로판의 측정될 표면에 손상을 입히지 않으며, 상기 필름이나 상기 회로판의 곡률 및 뒤틀림을 방지함으로서 상기 표면이 상기 투명 평판(20)에 평편하게 점착되는 것을 보증한다.

더우기, 상기 단일축 거리측정 메카니즘(50)은 상기 고정된 투명 평판(20) 밑에서 자유로운 횡이동이 가능하며, 이동한 거리는 평행하게 배치된 상기 광학룰러(51)를 사용하여 계산된다. 반면에, 상기 CCD 카메라(53,54)는 자동적으로 두 측정 포인트의 상(images)을 포착한다. 상기 두 측정 포인트의 상대적인 중심위치는, 측정될 대상의 측정 포인트의 이탈된(deviated) 중심위치에 의해 야기되는 에러 없이 상기 두 포인트의 측정을 얻기 위해 계산된다.

상기에서 설명된 것처럼, 본 고안에 따른 상기 CCD 카메라(53,54)는 다른 크기를 사용하여 동일한 측정 포인트의 상을 포착한다. 하나의 CCD 카메라(53)에 의해 얻어진 상은 측정될 영역의 확대된 상이 될 수 있어, 주위 회로와 상기 측정 포인트의 상대적인 위치와 형태를 검사할 수 있도록 하며, 얻어진 상기 측정 포인트가 정확하다는 것을 더 확신할 수 있게 한다. 다른 CCD 카메라(54)는 상기 측정 포인트를 선택하기 위해 상기 측정될 영역을 최대값으로 확대하여, 가장 정확한 포인트 테이킹(point-taking) 효과를 완성한다. 본 고안에 따른 상기 CCD 카메라(53,54)는 상기 평판(20)으로 부터 일정거리에 유지된다. 임의의 측정될 대상이 상기 평판(20)에 아래쪽을 향해 점착될 때, 상기 CCD 카메라(53,54) 사이의 거리는 변하지 않으므로, 필름이나 회로판과 같은 측정될 대상의 두께 차이가 있을지라도 상기 측정 정밀도는 영향을 받지 않는다.

또한, 베이스(10)와 평판(20) 근처의 적절한 위치에는 적어도 하나의 온도센서(70)가 제공된다. 상기 온도센서(70)는 상기 평판(20)의 주위 온도를 얻어, 컴퓨터 내의 온도 보정프로그램의 내장된 알고리즘에 따라, 측정하는 동안 온도변화에 의해 발생된 에러는 자동적으로 조정되고 항상 보정되므로, 최상의 정밀도를 얻을 수 있다.

상기 구조에 따라, 심미적인 가치는 증가시키고 기계적 또는 인위적인 손상을 방지하기 위해, 상기 베이스(10)의 외부는 도5에서 보여주는 것처럼 적절하게 봉함되고 팩키지 된다.

물론 여기서 설명된 실시예는 단지 본 고안의 원리의 예시일 뿐이며, 본 기술분야의 당업자에게는 본 고안의 청구범위의 기술사상과 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능할 것이다.

상기의 구성에 따른 본 고안의 효과는 다음과 같다.

1. 상기 컴퓨터를 사용하여 두 중심점의 상대적인 위치를 계산하므로서 정확하게 측정된 거리나 길이가 얻어진다.

2. 측정될 표면이 투명 평판에 점착되는 단일축 정밀 측정장치를 제공하므로서, CCD 카메라는 위쪽으로 촬영을 하므로서 상을 포착하며, 사진의 촛점길이와 측정은 두께가 다를지라도 영향을 받지 않는다.

3. 다단 플래트닝 메카니즘으로 인해 필름이나 회로판이 빠르고 쉽게 플래트닝되며, 상기 판의 곡률과 뒤틀림을 방지하므로서 측정 정확도를 높인다.

4. 평판 근처에 온도센서를 가지므로서, 상기 온도센서에 의해 검출되는 주위 온도신호는 다른 온도하에서 작동하는 재료의 변동을 보정하도록 알고리즘용 컴퓨터로 삽입되어 측정 정확도를 보증한다.

Claims (5)

1. 베이스, 상기 베이스에 평판, 상기 평판위에 플래트닝 메카니즘과 모니터, 및 상기 평판 밑에 거리측정 메카니즘을 포함하며,

   상기 평판 밑의 거리측정 메카니즘은 위쪽방향에서 상(images)을 포착하며, 단일축 슬라이딩 트랙과 평행하게 배치된 광학룰러에 의해 판독되는 측정을 사용하는 CCD(전하결합장치)에 의해 포착된 두개의 측정될 상의 상대적인 중심위치를 계산함으로서, 두개의 측정 포인트 사이의 길이를 얻으며;

   상기 평판은 진공흡입장치의 흡입튜브와 연결된 복수의 통풍개구부가 있는 투명판이며; 및

   상기 평판 밑에 배치된 거리측정 메카니즘은 횡이동이 가능하며, 적어도 광학 룰러와 레이저 위치요소 및 CCD 카메라를 가지며;

   상기 CCD 카메라는 측정 포인트에 촛점이 맞추어지며, 상기 모니터에 상기 상을 전송하는 것을 특징으로 하는 단일축 정밀 측정장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 베이스는 상기 평판 위에 플래트닝(flattening) 메카니즘을 가지며, 상기 플래트닝 메카니즘은 상하 변위가 가능하고, 프로그램 제어를 통해 다단(multi-sectional) 정지높이를 가지는 것을 특징으로 하는 단일축 정밀 측정장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   두개의 CCD 카메라가 다른 크기를 가지며, 동일한 측정 포인트에 촛점을 맞추는 것을 특징으로 하는 단일축 정밀 측정장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 베이스와 상기 평판 근처의 적절한 위치에 적어도 하나의 온도센서를 더 포함하며,

   상기 온도센서는 상기 평판의 주위 온도를 얻어, 컴퓨터 내의 온도 보정프로그램의 내장된 알고리즘에 따라, 측정공정 동안에 온도변화에 의해 발생된 에러가 자동적으로 조정되고 항상 보정되는 것을 특징으로 하는 단일축 정밀 측정장치.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 베이스와 상기 평판 근처의 적절한 위치에 적어도 하나의 온도센서를 더 포함하며,

   상기 온도센서는 상기 평판의 주위 온도를 얻어, 컴퓨터 내의 온도 보정프로그램의 내장된 알고리즘에 따라, 측정공정 동안에 온도변화에 의해 발생된 에러가 자동적으로 조정되고 항상 보정되는 것을 특징으로 하는 단일축 정밀 측정장치.