KR20180080254A - 분배된 유체의 유체 패턴을 제어하는 방법 및 시스템 - Google Patents
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Abstract
유체 분배 시스템 및 유체 분배 시스템을 제어하는 방법이 개시된다. 유체 분배 시스템은 유체 공급원(102), 분배 노즐(106), 및 스프레이 시스템(104)을 포함한다. 스프레이 시스템은 스프레이 시스템(104)에 대한 시스템 파라미터들을 사용하여 상기 유체 공급원(102)으로부터 상기 분배 노즐(106)로 유체를 공급한다. 상기 스프레이 시스템(104) 및 분배 노즐(106)은 제 1 유체 패턴을 생성하도록 의도된 하나 이상의 제 1 시스템 파라미터들에 따라 실제 유체 패턴으로서 스트림 또는 스프레이(110)로 상기 유체를 분배하도록 구성된다. 카메라(112)가 상기 분배 노즐(106)로부터 분배된 실제 유체 패턴의 하나 이상의 이미지들을 캡쳐하도록 구성된다. 제어기(118)가 상기 스프레이 시스템(104) 및 상기 카메라(112)에 작동 가능하게 연결된다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2015년 11월 4일자로 출원된 미국 가 출원 번호 62/250,704의 이익을 주장하며, 그 개시 내용의 전체가 본원에 참고로 인용되어 있다.
본 발명은 일반적으로 유체 분배 시스템을 제어하기 위한 유체 분배 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 둘 이상의 패턴들에 따라 유체를 분배할 수 있는 유체 분배 시스템 및 유체 분배 시스템에 의해 분배된 유체 패턴을 제어하는 방법에 관한 것이다.
유체를 분배 노즐로부터 기판의 표면을 향해 분배하기 위해 다양한 유체 분배 시스템이 개발되어왔다. 유체는 의도된 적용에 따라서 비드 형태로(in beads) 또는 스트림으로서 미립화 형태로 또는 비-미립화 형태로 분배될 수 있다. 더욱이, 유체 패턴의 형상은 또한 변화할 수 있으며, 이것은 유체 분배 시스템의 제어 설정들 또는 노즐의 형상에 기인할 수 있다. 예를 들어, 컨포멀 코팅 애플리케이션에서, 유체 분배 시스템은 인쇄 회로 기판과 같은 기판의 표면 상에 컨포멀 코팅 재료의 편평한 팬-형 스프레이 패턴(flat, fan-like spray pattern)을 분배하도록 설계되었다.
분배 공정 동안에, 유체가 유체 분배 시스템의 미리 결정된 공정 한계 내에서 분배되는 것을 보장하는 것이 중요하다. 예를 들어, 컨포멀 코팅 애플리케이션의 경우, 회로 기판 상에 전체 표면 코팅이 제공되는 것을 보장하도록, 코팅의 트랙들 또는 밴드들이 그들의 인접한 가장자리들을 따라 만나거나(converge) 또는 약간이라도 겹치게 하는 것이 중요할 수 있다. 이러한 것을 달성하기 위해, 유체가 분배 시스템의 노즐로부터 분배될 때 유체의 유체 패턴을 결정할 필요가 있을 수 있다. 그러나, 공지된 방법들은 유체 패턴의 에지들을 정확하게 구별할 수 없다.
따라서, 전술한 문제점 및/또는 당 업계에 공지된 다른 문제점들을 해결하기 위한 개선된 유체 분배 시스템 및 방법이 필요하다.
본 발명의 양태에 따라, 유체 분배 시스템은 유체 공급원 및 분배 노즐을 포함한다. 상기 유체 분배 시스템은 또한 스프레이 시스템에 대한 시스템 파라미터들을 사용하여 상기 유체 공급원으로부터 상기 분배 노즐로 유체를 공급하기 위한 스프레이 시스템을 포함한다. 상기 스프레이 시스템 및 분배 노즐은 제 1 유체 패턴을 생성하도록 의도된 하나 이상의 제 1 시스템 파라미터들에 따라 실제 유체 패턴으로서 스트림 또는 스프레이의 형태로 유체를 분배하도록 구성된다. 카메라가 상기 분배 노즐로부터 분배된 제 1 실제 유체 패턴의 하나 이상의 이미지들을 캡쳐(capture)하도록 구성된다. 제어기가 상기 스프레이 시스템 및 카메라에 작동 가능하게 연결된다. 상기 제어기는, 상기 제 1 실제 유체 패턴을 생성하기 위해 상기 하나 이상의 제 1 시스템 파라미터들에 따라 상기 유체를 분배하도록 상기 스프레이 시스템에 명령들을 전송하고, 상기 카메라로부터 상기 제 1 실제 유체 패턴의 하나 이상의 이미지들을 수신하고, 상기 하나 이상의 이미지들에 기초하여 상기 실제 유체 패턴의 제 1 실제 유체 패턴 정보를 결정하고, 상기 제 1 실제 유체 패턴 정보와 상기 제 1 유체 패턴에 대한 제 1 유체 패턴 정보를 비교하고, 상기 제 1 실제 유체 패턴 정보와 상기 제 1 유체 패턴 정보의 비교에 기초하여 상기 제 1 실제 유체 패턴이 상기 제 1 유체 패턴에 대해 설정된 허용 오차들 밖에 있다는 것을 결정하고, 상기 제 1 실제 유체 패턴이 상기 제 1 유체 패턴에 대해 설정된 허용 오차들 밖에 있다는 결정에 기초하여 제 2 실제 유체 패턴을 생성하기 위해 하나 이상의 제 2 시스템 파라미터들을 상기 스프레이 시스템에 전송하도록 구성된다.
일부 양태들에서, 유체 분배 시스템은 제어기에 작동 가능하게 결합된 제 1 광원을 포함할 수 있다. 상기 제 1 광원은 상기 제 1 실제 유체 패턴을 통해 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 다른 양태들에서, 상기 분배 노즐, 상기 카메라, 및 상기 제 1 광원은 각각 상이한 수직 위치들에서 수직으로 위치될 수 있고, 상기 분배 노즐의 수평 위치는 상기 카메라의 수평 위치와 상기 제 1 광원의 수평 위치 사이에 있을 수 있다. 다른 양태들에서, 상기 유체 분배 시스템은 상기 제어기에 작동 가능하게 결합된 제 1 광원을 포함할 수 있다. 상기 카메라 및 상기 제 1 실제 유체 패턴은 제 1 축을 따라 위치될 수 있고, 상기 제 1 광원 및 상기 제 1 실제 유체 패턴은 상기 제 1 실제 유체 패턴에서 상기 제 1 축과 교차하는 제 2 축을 따라 위치될 수 있다. 상기 제 1 축은 상기 제 2 축에 수직 일 수 있다. 또 다른 양태들에서, 상기 제 1 광원은 평면 레이저를 포함할 수 있다.
다른 양태들에서, 상기 제 1 실제 유체 패턴은 상기 카메라와 상기 제 1 광원 사이에 위치될 수 있다. 상기 유체 분배 시스템은 상기 제 1 실제 유체 패턴과 상기 제 1 광원 사이에 위치된 제 1 편광 방향을 갖는 제 1 편광 필터를 포함할 수 있다. 상기 유체 분배 시스템은 또한 상기 제 1 실제 유체 패턴과 상기 카메라 사이에 위치된 제 1 편광 방향에 직교하는 제 2 편광을 갖는 제 2 편광 필터를 포함할 수 있다.
또 다른 양태들에서, 제 1 광원 및 제 2 광원이 상기 제어기에 작동 가능하게 결합될 수 있다. 상기 제 1 광원 및 상기 제 2 광원은 상기 제 1 실제 유체 패턴을 통해 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 상기 제 1 실제 유체 패턴, 상기 카메라, 및 상기 제 1 광원은 제 1 축을 따라 위치될 수 있다. 상기 제 1 실제 유체 패턴 및 상기 제 2 광원은 상기 제 1 실제 유체 패턴에서 상기 제 1 축과 교차하는 제 2 축을 따라 위치될 수 있다. 일부 양태들에서, 상기 제 1 축은 상기 제 2 축에 수직일 수 있다. 다른 양태들에서, 상기 제 1 광원은 제 1 파장에서 광을 방출할 수 있고, 상기 제 2 광원은 상기 제 1 파장과 상이한 제 2 파장에서 광을 방출할 수 있다.
또 다른 양태들에서, 상기 제 1 실제 유체 패턴 정보는 상기 제 1 실제 유체 패턴의 폭, 상기 제 1 실제 유체 패턴의 형상, 상기 제 1 실제 유체 패턴의 오프셋, 상기 제 1 실제 유체 패턴의 밀도, 상기 제 1 실제 유체 패턴의 품질, 상기 제 1 실제 유체 패턴의 액적 크기(a size of droplets), 상기 제 1 실제 유체 패턴의 순환 방향(rotational orientation) 중 적어도 하나를 포함한다. 다른 양태들에서, 상기 제 1 유체 패턴에 대해 설정된 허용 오차는 상기 제 1 유체 패턴의 원하는 폭, 상기 제 1 유체 패턴의 원하는 형상, 상기 제 1 유체 패턴의 허용 가능한 오프셋, 상기 제 1 유체 패턴의 원하는 밀도, 상기 제 1 유체 패턴의 원하는 품질, 상기 제 1 유체 패턴의 원하는 액적 크기, 및 상기 제 1 유체 패턴의 원하는 순환 방향 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또 다른 양태들에서, 상기 하나 이상의 제 2 시스템 파라미터들은 상기 유체의 유체 압력, 상기 유체의 체적, 상기 유체의 속도, 상기 분배 노즐의 수평 위치, 상기 분배 노즐의 수직 위치, 상기 분배 노즐의 순환 방향, 상기 분배 노즐의 펄스들 간의 타이밍, 및 상기 분배 노즐의 펄스 지속 기간 중 적어도 하나를 포함한다. 또 다른 양태에서, 상기 분배 노즐은 또한 적어도 하나의 수평 방향으로 이동하도록 구성될 수 있고, 상기 하나 이상의 제 2 시스템 파라미터들은 상기 분배 노즐의 수평 속도를 포함할 수 있다.
또 다른 양태에서, 상기 제 1 실제 유체 패턴의 하나 이상의 이미지들은 제 1 각(angle)에서의 상기 제 1 실제 유체 패턴의 적어도 하나의 이미지 및 상기 제 1 각과는 상이한 제 2 각에서의 상기 제 1 실제 유체 패턴의 적어도 하나의 이미지를 포함할 수 있다. 상기 제어기는 또한 상기 제 1 각에서의 상기 제 1 실제 유체 패턴의 적어도 하나의 이미지 및 상기 제 2 각에서의 상기 제 1 실제 유체 패턴의 적어도 하나의 이미지에 기초하여 상기 제 1 실제 유체 패턴의 3 차원 모델을 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 제 1 실제 유체 패턴 정보는 상기 제 1 실제 유체 패턴의 3 차원 모델에 더 기초하여 결정될 수 있다. 또 다른 양태에서, 상기 카메라는 상기 제 1 각에서의 상기 제 1 실제 유체 패턴의 적어도 하나의 이미지를 캡쳐하기 위한 제 1 위치와 상기 제 2 각에서의 상기 제 1 실제 유체 패턴의 적어도 하나의 이미지를 캡쳐하기 위한 제 2 위치 사이를 이동하도록 구성될 수 있다.
또 다른 양태에서, 상기 유체 분배 시스템은 상기 제어기에 작동 가능하게 연결된 제 2 카메라를 더 포함할 수 있다. 상기 카메라로부터의 상기 제 1 실제 유체 패턴의 하나 이상의 이미지들은 상기 제 1 실제 유체 패턴에 대한 제 1 각(angle)으로 이루어질 수 있다. 상기 제 2 카메라는 상기 제 1 실제 유체 패턴에 대해 제 2 각으로 이루어진 제 1 실제 유체 패턴의 하나 이상의 이미지들의 제 2 세트를 캡쳐하도록 구성될 수 있으며, 상기 제 2 각은 상기 제 1 각과 상이하다. 상기 제어기는 또한 상기 제 2 카메라로부터의 상기 제 1 실제 유체 패턴의 하나 이상의 이미지들의 제 2 세트를 수신하고, 상기 카메라로부터의 상기 제 1 실제 유체 패턴의 하나 이상의 이미지 및 상기 제 2 카메라로부터의 상기 제 1 실제 유체 패턴의 하나 이상의 이미지들의 제 2 세트에 기초하여 상기 제 1 실제 유체 패턴의 3 차원 모델을 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 제 1 실제 유체 패턴 정보는 상기 제 1 실제 유체 패턴의 3 차원 모델에 더 기초하여 결정될 수 있다.
또 다른 양태에서, 유체 분배 시스템을 제어하는 방법은 제 1 유체 패턴을 생성하도록 의도된 하나 이상의 제 1 시스템 파라미터들에 따라 분배 노즐을 통해 상기 유체를 분배하도록 상기 유체 분배 시스템의 스프레이 시스템에 명령들을 포원딩하는 단계, 상기 분배 노즐에 의해 분배된 제 1 실제 유체 패턴의 하나 이상의 이미지를 상기 카메라로부터 수신하는 단계, 상기 하나 이상의 이미지에 기초하여 상기 제 1 실제 유체 패턴의 제 1 실제 유체 패턴 정보를 결정하는 단계, 상기 제 1 실제 유체 패턴 정보와 상기 제 1 유체 패턴에 대한 제 1 유체 패턴 정보를 비교하는 단계, 상기 제 1 실제 유체 패턴 정보와 상기 제 1 유체 패턴 정보의 비교에 기초하여 상기 제 1 실제 유체 패턴이 상기 제 1 유체 패턴에 대해 설정된 허용 오차 밖에 있음을 결정하는 단계, 상기 제 1 실제 유체 패턴이 상기 제 1 유체 패턴에 대해 설정된 허용 오차 밖에 있다는 결정에 기초하여 제 2 실제 유체 패턴을 생성하기 위해 하나 이상의 제 2 시스템 파라미터들을 상기 스프레이 시스템에 전송하는 단계를 포함한다. 또 다른 양태들에서, 상기 방법은 광원이 제 1 실제 유체 패턴을 통해 광을 방출하게 하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 양태들에서, 상기 제 1 실제 유체 패턴 정보는 상기 제 1 실제 유체 패턴의 폭, 상기 제 1 실제 유체 패턴의 형상, 상기 제 1 실제 유체 패턴의 오프셋, 상기 제 1 실제 유체 패턴의 밀도, 상기 제 1 실제 유체 패턴의 품질, 상기 제 1 실제 유체 패턴의 액적 크기, 및 상기 제 1 실제 유체 패턴의 순환 방향 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 제 1 유체 패턴에 대해 설정된 허용 오차는 상기 제 1 유체 패턴의 원하는 폭, 상기 제 1 유체 패턴의 원하는 형상, 상기 제 1 유체 패턴의 허용 가능한 오프셋, 상기 제 1 유체 패턴의 원하는 밀도, 상기 제 1 유체 패턴의 원하는 품질, 상기 제 1 유체 패턴의 원하는 액적 크기, 및 상기 제 1 유체 패턴의 원하는 순환 방향 중 적어도 하나가 될 수 있다. 상기 하나 이상의 제 2 시스템 파라미터들은 상기 유체의 유체 압력, 상기 유체의 체적, 상기 유체의 속도, 상기 분배 노즐의 수평 위치, 상기 분배 노즐의 수직 위치, 상기 분배 노즐의 순환 방향, 상기 분배 노즐의 펄스들 간의 타이밍, 및 상기 분배 노즐의 펄스 지속 기간 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 추가의 양태들에서, 상기 분배 노즐은 또한 적어도 하나의 수평 방향에서 이동하도록 구성될 수 있으며, 상기 시스템 파라미터들은 상기 분배 노즐의 수평 속도를 포함할 수 있다.
다른 양태에서, 상기 방법은 적어도 하나 이상의 이미지들에 기초하여 상기 제 1 실제 유체 패턴의 모델을 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또 다른 양태에서, 상기 방법은 광원이 상기 제 1 실제 유체 패턴을 통해 광을 방출하게 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또 다른 양태에서, 제 1 실제 유체 패턴의 하나 이상의 이미지들은 제 1 각에서의 상기 제 1 실제 유체 패턴의 적어도 하나의 이미지 및 상기 제 1 각과는 다른 제 2 각에서의 상기 제 1 실제 유체 패턴의 적어도 하나의 이미지를 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 제 1 각에서의 상기 제 1 실제 유체 패턴의 적어도 하나의 이미지 및 상기 제 2 각에서의 상기 제 1 실제 유체 패턴의 적어도 하나의 이미지에 기초하여 상기 제 1 실제 유체 패턴의 3 차원 모델을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 제 1 실제 유체 패턴 정보는 상기 제 1 실제 유체 패턴의 3 차원 모델에 더 기초하여 결정될 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 양태에 따른 유체 분배 시스템의 부분 개략도이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 양태에 따른 유체 분배 시스템의 부분 개략도이다.
도 3은 본 발명의 추가의 양태에 따른 유체 분배 시스템의 부분 개략도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 양태에 따른 유체 분배 시스템의 부분 개략도이다.
도 5는 본 발명의 한 양태에 따른 유체 분배 시스템을 제어하는 방법에 대한 흐름도이다.
이제 본 발명의 양태들이 도면을 참조하여 상세하게 설명될 것이다. 달리 특정하지 않는 한, 동등한 도면 부호는 전체에 걸쳐 동등한 요소를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 또 다른 양태에 따른 유체 분배 시스템의 부분 개략도이다.
도 3은 본 발명의 추가의 양태에 따른 유체 분배 시스템의 부분 개략도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 양태에 따른 유체 분배 시스템의 부분 개략도이다.
도 5는 본 발명의 한 양태에 따른 유체 분배 시스템을 제어하는 방법에 대한 흐름도이다.
이제 본 발명의 양태들이 도면을 참조하여 상세하게 설명될 것이다. 달리 특정하지 않는 한, 동등한 도면 부호는 전체에 걸쳐 동등한 요소를 나타낸다.
도 1은 유체 분배 시스템(100)을 도시한다. 유체 분배 시스템(100)은 스프레이 시스템(104)에 작동 가능하게 결합되는 유체 공급원(102)을 포함한다. 스프레이 시스템(104)은 유체 공급원(102)으로부터 분배 노즐(106)로 유체를 공급할 수 있다. 스프레이 시스템(104)은 스프레이 시스템(104)에 대한 시스템 파라미터들을 사용하여 분배 노즐(106) 아래의 기판(도시되지 않음) 상으로의 분배 노즐(106) 외부로의 유체의 흐름을 제어할 수 있다. 스프레이 시스템(104)은 제어기(108)에 작동 가능하게 결합될 수 있으며, 그에 의해 제어될 수 있다. 스프레이 시스템(104)은 공압 조절기를 포함할 수 있고, 분배 노즐(106)의 분배 통(107) 및/또는 단부(109) 내의 유체의 유체 압력을 제어할 수 있다.
유체 분배 시스템(100)은, 유체 분배기가 이동하지 않는 동안 유체가 분배되는 "스폿(spot)" 애플리케이션에 대해 구성될 수 있거나, 또는 분배 노즐(106) 및/또는 유체를 수용하는 기판이 이동하는 동안 유체가 분배되는 경우 "코팅(coating)" 애플리케이션에 대해 구성될 수 있다. 유체는 접착제, 페인트, 실란트, 컨포멀 코팅(conformal coating), 전도성 또는 절연성 코팅 등과 같은 임의의 수의 유체들을 포함할 수 있다. 상기 유체는 미리 결정된 유체 패턴(110)으로 상기 분배 노즐(106)로부터 분배될 수 있다. 상기 유체 패턴(110)은 스프레이와 같은 미립화 형태로, 또는 방울, 비드(beads), 스트림, 또는 다른 형태와 같은 비-미립화 형태로 될 수 있다. 상기 유체 패턴(110)은 리본, 밴드, 나선형, 웹(web) 등과 같은 상이한 형상 및/또는 단면을 가질 수 있다. 유체 패턴(110)은 편평한 팬-형(flat pan-like) 패턴일 수 있거나, 대안적으로 유체 패턴(110)은 기판에 대체로 평행한 평면에서 취한 타원형, 원형, 직사각형, 정사각형, 또는 다른 단면 형상을 가질 수 있다.
유체 패턴(110)의 형상, 크기, 지향 방향(orientation) 및/또는 형태는, 일반적으로 분배 노즐(106), 스프레이 시스템(104) 및/또는 유체 분배 시스템(100)의 다양한 시스템 파라미터들뿐만 아니라 분배 노즐(106)의 개구 형상에 의존할 수 있다. 예를 들어, 그러한 시스템 파라미터들은 유체가 분배되거나 분배 노즐(106)에 제공되는 유체의 압력, 속도 및/또는 체적을 포함할 수 있다. 다른 시스템 파라미터는 분배 노즐(106)의 순환 방향(rotational orientation)뿐만 아니라 기판에 대한 분배 노즐(106)의 수직 및/또는 수평 위치를 포함한다(명시적으로 또는 전후 상황에 의해 그렇지 않다고 나타나지 않는 한, 본 명세서 전반에서 사용되는 것으로서 용어 "수평" 등은 기판에 평행한 방향, 평면, 지향 방향을 지칭하며, 용어 "수직" 등은 상기 기판에 대체로 수직인 방행, 평면, 지향 방향 등을 지칭한다.). 일부 양태들에서, 분배 노즐(106)은 상기 기판에 대해 (예를 들면, 수평적으로) 이동될 수 있으며, 및/또는 상기 기판은 상기 분배 노즐(106)에 대해 이동될 수 있다. 따라서, 상기 시스템 파라미터들은 수평 이동 방향 및/또는 상기 분배 노즐 및/또는 기판의 수평 속도를 포함할 수 있다. 또 다른 양태들에서, 유체는 일련의 시간 펄스들(timed pulses)로 분배 노즐(106)로부터 분배될 수 있다. 이와 같이, 전술한 시스템 파라미터들은 펄스들 간의 시간 및/또는 각 펄스의 지속 시간을 포함할 수 있다.
유체 분배 시스템(100)은 제어기(108)에 작동 가능하게 연결된 카메라(112)를 포함한다. 카메라(112)는 유체가 분배 노즐(106)로부터 분배될 때 유체의 유체 패턴(110)의 이미지를 캡쳐하도록 구성될 수 있다. 카메라(112)에 의해 캡쳐된 이미지는 스틸 이미지들 또는 비디오 스트림을 구성하는 이미지들이 될 수 있다. 카메라(112)는 유체 패턴(110)의 이미지들을 제어기(108)에 전송할 수 있으며, 제어기(108)는 상기 이미지들을 사용하여 아래의 도 5를 참조하여 기술된 바와 같은 다른 프로세싱 단계들을 수행할 수 있다. 카메라(112)는 상기 이미지들을 캡쳐할 수 있는 임의의 렌즈 및 이미징 센서들을 포함할 수 있으며, 예를 들어 전하 결합 소자(CCD), 상보형 금속 산화물 반도체(CMOS) 센서, N-형 금속 산화물 반도체(NMOS) 센서, 또는 당 업계에 공지된 다른 유형의 센서가 될 수 있다.
카메라(112)는 적외선 파장, 가시 파장 및/또는 전자기 스펙트럼의 자외선 파장 내의 유체 패턴(110)의 이미지를 캡쳐할 수 있다. 일부 양태들에서, 유체는 전자기 스펙트럼의 자외선 파장 내에서 형광을 내는 물질을 함유할 수 있으며, 카메라(112)는 전자기 스펙트럼의 자외선 파장 내의 이미지를 캡쳐하도록 구성될 수 있다. 일부 양태들에서, 카메라(112)는 캡쳐된 이미지들의 노이즈를 감소시키기 위한 필터를 포함할 수 있다.
일부 양태에서, 유체 분배 시스템(100)은 분배 노즐(106) 아래에 위치된 드레인 팬(drain pan)(114)을 포함할 수 있다. 상기 드레인 팬(114)은 분배 노즐(106)에 의해 분배된 유체를 수용 및 배수하기 위한 오목한 챔버(recessed chamber) 또는 웰(well)을 포함할 수 있다. 상기 드레인 팬(114)은 라인 컨베이어(도시되지 않음) 또는 작업 영역 내의 다른 위치에 장착될 수 있다. 드레인 팬(114)은 또한 유체 저장소(도시되지 않음)에 유체 연결될 수 있다.
일부 양태들에서, 유체 분배 시스템(100)은 적어도 하나의 광원(118)을 포함할 수 있다. 상기 광원(118)은 제어기(108)에 작동 가능하게 연결될 수 있으며, 유체 패턴(110)을 통해 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 상기 광원(118)은 카메라(112)와 동일한 수평면 상에서 분배 노즐(106)의 다른 측면 상의 카메라(112) 바로 앞에 위치될 수 있다. 다른 양태들에서, 상기 광원(118)은 카메라(112)와 다른 수평 및/또는 수직면 상에서 카메라(112)로부터 오프셋된 위치에 위치될 수 있다. 예를 들어, 광원(118) 및 카메라(112)는 각각 상이한 수직 위치들에서 수직으로 위치될 수 있다. 오프셋은 카메라(112)에 의해 캡쳐된 이미지의 과다 노출을 방지할 수 있다. 광원(118) 및 카메라(112)가 일부 양태들에서 서로 수직으로 오프셋 되더라도, 광원(118) 및 카메라(112)는 서로 그리고 분배 노즐(106) 및/또는 유체 패턴(110)과 여전히 수평 정렬될 수 있다. 예를 들어, 분배 노즐(106) 및/또는 유체 패턴(110)의 수평 위치는 카메라(112)의 수평 위치와 광원(118)의 수평 위치 사이에 있을 수 있다.
광원(118)은 발광 다이오드(LED), 백열 램프, 형광 램프, 전기 가스 방전 램프, 레이저, 또는 당 업계에 공지된 임의의 다른 유형의 광원일 수 있다. 광원(118)은 백색광, 또는 청색, 적색, 또는 녹색 광과 같은 특정 파장 대역 내의 광을 방출할 수 있다. 광원(118)은 또한 적외선 및/또는 자외선 파장 대역 내의 전자기 방사를 방출할 수 있다.
광원(118)은 카메라(112)에 의해 캡쳐된 이미지들의 이미지 품질을 향상시키기 위해 유체 패턴(110)의 조명을 제공할 수 있다. 카메라(112)에 의해 캡쳐된 이미지들의 품질을 향상시키기 위해 광원(118)에 대한 추가적인 수정들이 고려될 수 있다. 이들 수정들의 일부가 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명된다.
일부 양태들에서, 유체 분배 시스템(100)은 유체 패턴(110)에 대하여 하나보다 많은 각에서 유체 패턴(110)의 이미지들을 캡쳐하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 유체 패턴(110)의 하나 이상의 이미지들(또는 비디오 스트림(들))이 제 1 각에서 캡쳐될 수 있으며, 유체 패턴(110)의 하나 이상의 이미지들(또는 비디오 스트림(들))이 상이한 제 2 각에서 캡쳐될 수 있다.
이를 위해, 유체 분배 시스템(100)은 상이한 각에서 유체 패턴(110)의 이미지들을 캡쳐하도록 위치된 2 이상의 카메라들(112)로 구성될 수 있다. 광원(118)은 상기 2 이상의 카메라들(112) 각각에 제공될 수 있다. 각각의 광원(118)은, 도 1에 도시된 단일 카메라(112) 및 광원(118)으로 도시된 것과 유사한 방식으로, 유체 패턴(110) 및 각각의 카메라(112)를 통해 연장되는 축을 따라 유체 패턴(110)에 대향하여 위치될 수 있다. 복수의 카메라들(112) 각각이 유체 패턴(110)의 그들의 각 이미지(들)를 캡쳐하는 타이밍과 대응하는 광원(118)이 유체 패턴(110)을 조명하는 타이밍은, 상이한 각에서의 이미지(들) 또는 비디오(들)가 이산적인 시퀀스로 캡쳐되도록 동기화될 수 있다. 예를 들어, 제 1 카메라(112)는 제 1 시간에 유체 패턴(110)의 제 1 이미지를 캡쳐하고, 제 1 광원(118)은 또한 제 1 시간에 유체 패턴(110)을 조명할 수 있다. 그리고 제 2 카메라(112)는 제 2 시간에 유체 패턴(110)의 제 2 이미지를 캡쳐하고, 제 2 광원(118)은 또한 제 2 시간에 유체 패턴(110)을 조명할 수 있다.
부가적으로 또는 대안적으로, 카메라(112)는 다수의 이산적인 위치들 사이를 이동하고 이들 다수의 이산적인 위치들 각각에서 유체 패턴(110)의 이미지들을 캡쳐하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 카메라(112)는 유체 패턴(110) 둘레를 부분적으로 또는 전체적으로 수평으로 순환하도록 구성될 수 있다. 카메라(112)는 순환 중에 2 이상의 이산적인 위치들에서 유체 패턴(110)의 이미지들을 캡쳐할 수 있다. 한 양태에서, 카메라(112)는 카메라(112)가 유체 패턴(110) 주위를 순환할 때 비디오 스트림을 캡쳐할 수 있다. 광원(118)은 또한 유체 패턴(110)의 일정한 조명을 제공하기 위해 카메라(112)의 순환과 함께 유체 패턴(110)의 둘레를 순환하도록 구성될 수 있다.
도 5와 관련하여 기술된 프로세싱 단계들을 참조하여 더욱 상세히 논의되는 바와 같이, 상이한 각에서 취해진 유체 패턴(110)의 이미지들 또는 비디오(들)는 유체 패턴(110)의 3 차원 모델을 생성하는데 사용될 수 있다. 유체 패턴의 3 차원 모델은 분배된 유체 패턴(110)의 다양한 특성들을 결정하는데 사용될 수 있으며, 이는 유체 분배 시스템(100)의 하나 이상의 시스템 파라미터들이 조정되어야하는지 또는 어떻게 조정되어야하는지를 결정하기 위해 원하는 특성들과의 비교에 사용될 수 있다.
도 2는 또 다른 양태에 따른 유체 분배 시스템(200)을 도시한다. 상기 유체 분배 시스템(200)은 유체 공급원(202), 스프레이 시스템(204), 분배 배럴(207) 및 단부(209)를 갖는 분배 노즐(206), 제어기(208), 카메라(212), 드레인 팬(216), 및 광원(218)을 포함할 수 있으며, 도 1의 유체 분배 시스템(100)과 관련하여 전술한 것들과 유사하다.
도 2에 도시된 양태에서, 카메라(212)는 제 1 축(A)을 따라 지향될 수 있다. 분배 노즐(206)은 분배 노즐(206)에 의해 생성된 유체 패턴(210)이 역시 상기 제 1 축(A)을 따라 배열되도록 카메라(212)에 대응하여 위치될 수 있다. 그러나, 광원(218)은 제 2 축(B)을 따라 지향될 수 있으며, 제 2 축을 따라 분배 노즐(206)에 의해 생성된 유체 패턴(210)이 역시 배열된다. 따라서, 제 2 축(B)은 분배 노즐(206)에 대응하는 위치에서(즉, 유체 패턴(210)에서) 제 1 축(A)과 교차할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 축(A)은 제 2 축(B)에 수직일 수 있다. 대안적으로, 일부 양태들에서, 제 1 축(A)은 제 2 축(B)에 대해 경사지게(oblique) 될 수 있다.
광원(218)은 평면 레이저를 포함할 수 있다. 상기 평면 레이저는 단일 광 빔보다는 평면의 광을 방출할 수 있다. 평면 광의 방출은 유체 패턴(210)의 수평 또는 수직 단면의 선택적 조명을 허용할 수 있다. 예를 들어, 평면 레이저는 제 1 축(A)에 수직이거나 또는 제 1 축(A)에 경사진 각에서 평면을 조명하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 유체 패턴(210)은 반구형(hemi-spherical), 반-타원형(semi-ellipsoid), 반-난형(semi-ovoid), 팬(fan), 또는 다른 형상으로 분배될 수 있다. 따라서, 평면 레이저는 반원형(semicircle), 반-타원형(semi-elliptical), 반-난형(semi-ovular), 삼각형, 직사각형, 또는 다른 형상을 갖는 단면으로 유체 패턴(210)의 단면을 조명할 수 있다.
평면 레이저는 연속적인 빔 또는 펄스 빔을 방출하도록 구성될 수 있다. 펄스 타이밍은 주어진 에너지 소비에 대해 더 높은 피크 전력을 제공하고 유체 패턴의 개선된 시간 해상도를 허용할 수 있다. 평면 레이저 용으로 선택될 수 있는 레이저의 유형은 네오디뮴-도핑된 이트륨 알루미늄 가넷(Nd:YAG) 레이저, 색소(dye) 레이저, 엑시머 레이저, 이온 레이저, 및 당 업계에 공지된 다른 레이저들을 포함한다. 일부 양태들에서, 카메라(212)는 캡쳐된 이미지들의 노이즈를 감소시키기 위한 필터를 포함할 수 있다.
일부 양태들에서, 평면 레이저는 분배 노즐(206)의 위치 및/또는 순환 방향을 정렬하는데 사용될 수 있다. 분배 노즐(206)은 제 1 축(A) 및 제 2 축(B)에 의해 형성된 평면을 가로지르는 임의의 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다. 분배 노즐(206)은 또한 제 1 축(A) 및 제 2 축(B)에 의해 형성된 평면에 수직인 방향에서 위 및 아래로(즉, 수직으로) 이동하도록 구성될 수 있다. 분배 노즐(206)은 또한 분배 노즐(206)의 세로축 주위를 순환하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 분배 노즐(206)은 분배 배럴(207)의 세로 축을 주위를 순환하도록 구성될 수 있다.
평면 레이저에 의해 조명되고 카메라(212)에 의해 캡쳐된 단면의 폭 및/또는 형상에 기초하여, 제어기(208)는 분배 노즐(206)이 추가적인 센서들에 대한 필요성 없이 의도된 위치로부터 수평 또는 수직으로 오프셋되었는 지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 분배 노즐(206)은 유체를 반구형 또는 반-타원체 형상으로 분배하도록 구성될 수 있다. 유체 패턴(201)의 단면은 분배 노즐(206) 바로 아래에서 최대 폭을 가질 수 있다. 분배 노즐(206)을 정렬하기 위해, 분배 노즐(206)은 조명된 단면이 최대 폭을 가질 때까지 제 1 축(A)을 따라 측 방향으로 이동할 수 있다 .
또 다른 예로서, 평면 레이저에 의해 조명되고 카메라에 의해 캡쳐된 단면의 폭 및/또는 형상에 기초하여, 제어기(208)는 분배 노즐(206)이 의도된 방향으로 순환 지향되는지 여부를 결정할 수 있다. 한 예로서, 분배 노즐(206)은 하나의 얇은 수평 치수 및 하나의 긴 수평 치수를 갖는 팬 형상으로 유체 패턴(210)을 생성할 수 있으며, 상기 긴 치수는 상기 얇은 치수보다 크다. 팬 형상의 유체 패턴(210)의 긴 수평 치수는 제 1 축(A)과 평행하도록 의도될 수 있고, 팬 형상의 유체 패턴(210)의 얇은 수평 치수는 제 1 축(A)에 수직이 되도록 의도될 수 있다. 따라서, 카메라(212)는 분배 노즐(206)이 의도된 대로 순환 지향된 경우, 유체 패턴(210)의 얇은 치수와 동일한 폭을 갖는 단면을 나타낼 유체 패턴(210)의 이미지를 캡쳐할 수 있다. 그러나, 카메라(212)에 의해 캡쳐된 단면의 폭이 유체 패턴(210)의 얇은 치수보다 크다면, 유체 패턴(210) 및 그에 따라 분배 노즐(206)의 순환 방향은 요구된 바와 같은 순환 방향으로 지향되지 않을 수 있다. 따라서, 분배 노즐(206)의 순환 방향은 카메라(212)에 의해 캡쳐된 단면의 폭이 팬 형상의 유체 패턴(210)의 얇은 치수의 폭과 일치할 때까지 조정될 수 있다.
유사하게, 팬 형상의 유체 패턴(210)은 대신에, 팬 형상의 유체 패턴(210)의 긴 치수가 제 1 축(A)에 수직이 되게 요구되고 팬 형상의 유체 패턴(210)의 얇은 치수가 제 1 축(A)에 평행하게 되게 요구되도록 위치될 수 있다. 이 경우, 분배 노즐(206)이 요구된 바와 같이 순환 지향되지 않는다면, 카메라(212)에 의해 캡쳐된 단면의 폭은 팬 형상의 유체 패턴(210)의 긴 치수보다 작게 될 것이다. 분배 노즐(206)의 순환 방향은 카메라(212)에 의해 캡쳐된 단면의 폭이 팬 형상의 유체 패턴(210)의 긴 치수와 같아질 때까지 조정될 수 있다.
또 다른 양태들에서, 유체 분배기는 서로 평행하고 제 1 축(A)에 수직이거나 또는 경사진 광의 수직 면들을 방출하는 추가의 평면 레이저들을 포함할 수 있다. 다중의 평면 레이저들은 유체 패턴(210)의 상이한 단면들의 선택적 조명을 허용할 수 있다. 예를 들어, 분배 노즐(206)은 반구형 또는 반-타원체 형상으로 유체를 분배하도록 구성될 수 있다. 제 1 평면 레이저는 분배 노즐(206) 바로 아래의 유체 패턴(210)의 단면을 조명할 수 있는 반면, 제 2 평면 레이저는 분배 노즐(206)로부터 고정된 거리 떨어진 유체 패턴(210)의 단면을 조명할 수 있다. 이들 추가의 평면 레이저들은 유체 패턴(210)의 3 차원 프로파일을 결정하도록 제어기(208)에 의해 사용될 수 있다. 조명된 단면들 간을 구별하기 위해, 각각의 평면 레이저는 광 스펙트럼의 상이한 주파수에서 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 또 다른 양태에서, 각각의 평면 레이저는 한번에 하나의 평면 레이저만이 방출되도록 교번하는 방식으로 펄스될 수 있다. 제어기(208)는 제어기(208)가 유체 패턴(210)의 어느 단면이 조명되었는지를 결정할 수 있게 하기 위해 평면 레이저들의 펄스 타이밍과 동기화될 수 있다.
또 다른 양태에서, 평면 레이저는 기판에 평행한 광의 수평면을 방출하도록 구성될 수 있다. 평면 레이저는 유체 패턴(210)의 수평 단면을 조명할 수 있다. 유체 분배 시스템(200)은 수평 단면의 이미지를 캡처하도록 구성된 추가의 카메라(212)를 포함할 수 있으며, 이는 제어기(208)에 추가 정보를 제공하여 유체 패턴(210)을 제어할 수 있게 한다.
도 3은 또 다른 양태에 따른 유체 분배 시스템(300)을 도시한다. 유체 분배 시스템(300)은 유체 공급원(302), 스프레이 시스템(304), 분배 배럴(307) 및 단부(309)를 갖는 분배 노즐(306), 제어기(308), 카메라(312), 드레인 팬(316), 및 광원(318)을 포함할 수 있으며, 도 1과 관련하여 전술한 것들과 유사하다.
카메라(312) 및 광원(318)은 제 1 축(A)을 따라 지향될 수 있다. 분배 노즐(306)은 분배 노즐(306)에 의해 분배된 유체 패턴(310)도 역시 제 1 축(A)을 따라 정렬되도록 카메라(312)에 대응하여 위치될 수 있다. 유체 분배 시스템은 광원(318)과 분배 노즐(306)에 의해 생성된 유체 패턴(310) 사이에 위치된 제 1 편광 필터(322)를 포함할 수 있다. 유체 분배 시스템은 또한 분배 노즐(306)에 의해 생성된 유체 패턴(310)과 카메라(312) 사이에 위치된 제 2 편광 필터(324)를 포함할 수 있다. 제 1 편광 필터(322) 및 제 2 편광 필터(324)는 1/4 파장 판, 1/2 파장 판 또는 다른 유형의 파장 판과 같은 선형 편광기일 수 있다.
유체 패턴(310) 내의 유체는 상기 유체를 통과하는 광을 알려진 방향 또는 방식으로 편광시킬 수 있다. 예를 들어, 유체는 상기 유체를 통과하는 광에서 1/4 파장의 위상 시프트를 유발할 수 있다. 상기 제 1 편광 필터(322) 및 상기 제 2 편광 필터(324)는 유체의 편광 특성에 기초하여 카메라(312)에 의해 캡쳐된 이미지의 콘트라스트를 향상 시키도록 구성될 수 있다.
광이 제 1 편광 필터(322)를 통과함에 따라, 상기 광은 특정 방향으로 선형적으로 편광될 수 있다. 일부 광은 유체 패턴(310)을 통해 이동을 계속하고 45° 또는 90°와 같은 고정된 위상 시프트를 겪게 된다. 제 2 편광 필터(324)는 유체 패턴(310)에서 유체의 편광 방향에 직각으로 정렬될 수 있다. 이러한 구성은 유체 패턴(310)의 유체를 통과함으로써 변경된 그 편광을 갖는 광을 제외하고 상기 제 2 편광 필터를 통과하는 광의 투과를 제한할 것이다. 따라서, 유체 패턴(310)은 배경보다 더 밝게 나타날 수 있다.
도 4는 또 다른 양태에 따른 유체 분배 시스템(400)을 도시한다. 유체 분배 시스템(400)은 유체 공급원(402), 스프레이 시스템(404), 분배 배럴(407) 및 단부(409)를 갖는 분배 노즐(406), 제어기(408), 카메라(412), 및 드레인 팬(416)을 포함할 수 있으며, 도 1과 관련하여 전술한 것들과 유사하다. 유체 분배 시스템(400)은 제 1 광원(418) 및 제 2 광원(426)을 포함할 수 있다. 제 1 광원(418)은 분배 노즐(406)에 의해 생성된 유체 패턴(410) 및 카메라(412)에 의해 정의된 제 1 축(A)를 따라 배치될 수 있고, 제 2 광원(426)은 유체 패턴(410)에서 제 1 축(A)과 교차하는 제 2 축(B)을 따라 위치될 수 있다. 제 2 축(B)은 제 1 축(A)에 수직이거나 그에 대해 둔각일 수 있다.
일부 양태들에서, 유체 패턴(410)의 유체는 역반사 특성(retroreflective properties)을 가질 수 있는 형태로 분배 노즐(406)로부터 분배될 수 있다. 유체는 최소한의 산란으로 광을 그 광원으로 다시 반사될 수 있다. 역반사 특성은 유체의 형상 또는 유체의 표면 특성의 결과일 수 있다. 예를 들어, 유체는 역반사가 될 수 있는 구형 액적(spherical droplets)을 가진 스프레이로 분배될 수 있다. 카메라와 동일한 축을 따라 위치된 광원은 다른 축을 따라 위치된 광원과 비교하여 더 높은 액적의 조명을 제공할 수 있다. 예를 들어, 제 1 광원(418)은 카메라(412)의 관점에서 제 2 광원(426)과 비교하여 유체 패턴(410)에 더 많은 조명을 제공할 수 있다.
제 1 광원(418) 및 제 2 광원(426)에 의해 제공되는 조명의 크기의 차이 또는 비율은 유체가 분배될 때의 유체의 크기, 형상 및/또는 미립자화의 품질을 나타낼 수 있다 . 제 1 광원(418)과 제 2 광원(426) 사이를 구분하기 위해, 제 1 광원(418)은 제 1 파장, 예컨대 적색으로 발광하도록 구성될 수 있고, 제 2 광원(426)은 제 1 파장과는 다른 제 2 파장, 예컨대, 청색으로 발광하도록 구성될 수 있다. 이 예에서, 유체의 역반사 특성은 카메라(412)에 의해 캡쳐된 컬러가 되어 청색 광보다 더 많은 적색 광을 갖게 할 수 있으며, 이것은 유체의 높은 구형을 나타낼 수 있다. 카메라(412)에 의해 캡쳐된 컬러가 적색 광과 청색 광의 더욱 균등한 레벨들을 갖거나 또는 적색 광보다 더 높은 레벨의 청색 광을 갖는 것으로 나타난다면, 제어기(408)는 유체의 구형도가 더 낮은 것으로 결정할 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하여 상기 언급된 유체 분배 시스템(100, 200, 300 및 400)이 별개의 양태들로서 설명되었지만, 유체 분배 시스템(100, 200, 300 및 400)의 하나 이상의 특징들은 카메라(112)에 의해 캡쳐된 유체 패턴의 이미지 품질을 향상시키기 위해 결합될 수 있다.
도 5는 유체 분배 시스템을 제어하기 위한 프로세스(500)를 도시한다. 프로세스(500)는 제어기(108, 208, 308 또는 408)에 의해 실행될 수 있다. 프로세스(500)는 단계(502)에서 시작한다. 단계(502)에서, 제어기(108)는 제 1 유체 패턴을 생성하도록 의도된 하나 이상의 제 1 시스템 파라미터들에 따라 유체를 분배하도록 명령들을 스프레이 시스템(104) 및/또는 분배 노즐(106)로 전송한다. 하나 이상의 제 1 시스템 파라미터들은 분배 노즐(106)에 제공되는 유체의 유체 압력, 속도 및/또는 체적, 분배 노즐(106)의 수평 및/또는 수직 위치, 분배 노즐(106)의 순환 방향, 및 분배 노즐(106)로부터 분배되는 유체의 펄스 타이밍 및/또는 펄스 지속 기간과 같은 유체 분배 시스템(100)의 작동에 관련된 임의의 파라미터들을 포함할 수 있다. 상기 하나 이상의 제 1 시스템 파라미터들은 또한 기판에 대한 분배 노즐(106)의 이동의 방향(예를 들면, 수평 방향) 및/또는 속도(예를 들면, 수평 속도)를 포함하거나 그 역을 포함할 수 있다. 분배 노즐(106)은 하나 이상의 제 1 시스템 파라미터들에 따라 유체를 분배할 수 있다. 분배 노즐(106)에 의해 분배된 스트림 또는 스프레이는, 의도된 제 1 유체 패턴과 일치할 수도 또는 일치하지 않을 수도 있는 제 1 실제 유체 패턴을 가질 수 있다. 일부 양태들에서, 제어기(108)는 조작자 입력의 결과로서 명령들을 전송할 수 있다.
단계(504)에서, 실제 유체 패턴을 나타내는 유체의 스트림 또는 스프레이의 이미지들은 하나 이상의 카메라들(112)로부터 제어기(108)에 의해 수신된다. 일부 양태들에서, 카메라(들)(112)는 미리 결정된 시간 간격들에서 실제 유체 패턴의 이미지들을 연속적으로 캡처링 및 전송할 수 있다. 예를 들어, 제어기(108)는 실제 유체 패턴의 비디오 스트림을 수신할 수 있다. 다른 양태들에서, 제어기(108)는 특정 시점에서 유체의 스트림 또는 스프레이의 이미지들을 캡처하기 위해 명령들을 카메라(들)(112)에 전송할 수 있다.
또 다른 양태들에서, 카메라(들)(112)는 다수의 각들로부터 실제 유체 패턴의 하나 이상의 이미지들 또는 비디오 스트림들을 캡처할 수 있다. 예를 들어, 제 1 카메라(112)는 제 1 각에서 실제 유체 패턴의 하나 이상의 이미지들 또는 비디오 스트림을 캡처할 수 있고, 제 2 카메라(112)는 상이한 제 2 각에서 실제 유체 패턴의 하나 이상의 이미지들 또는 비디오 스트림을 캡처할 수 있다. 상기 제 1 각은 제 2 각에 수직일 수 있다. 또 다른 예로서, 카메라(들)(112)는 실제 유체 패턴에 대해 하나 이상의 위치들 사이를 이동하여(예를 들어, 실제 유체 패턴 주위에서 부분적으로 또는 완전하게 순환하여), 그에 따라 다수의 각에서 실제 유체 패턴의 하나 이상의 이미지들 또는 비디오 스트림을 캡처하도록 구성될 수 있다. 다수의 각에서 실제 유체 패턴을 묘사하는 하나 이상의 이미지들 또는 비디오 스트림들이 순차적으로 제어기(108)로 제공되어 그에 의해 수신될 수 있다.
단계(506)에서, 제어기(108)는 제 1 실제 유체 패턴의 제 1 실제 유체 패턴 정보를 결정할 수 있다. 상기 제어기(108)는 카메라(112)로부터 수신된 이미지들에 기초하여 상기 실제 유체 패턴 정보를 결정할 수 있다. 상기 실제 유체 패턴 정보는 실제 유체 패턴의 치수(예를 들면, 폭), 실제 유체 패턴의 형상, 실제 유체 패턴의 수평 또는 수직 오프셋, 실제 유체 패턴의 밀도, 실제 유체 패턴의 품질, 실제 유체 패턴의 액적 크기, 실제 유체 패턴의 순환 방향, 또는 실제 유체 패턴의 다른 특성 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 실제 유체 패턴의 오프셋은 원하는 정렬로부터의 실제 유체 패턴의 위치에서의 오프셋을 지칭할 수 있다. 예를 들어, 실제 유체 패턴은 원하는 위치로부터 2mm 떨어진 곳에 중심을 둘 수 있다. 제어기(108)는 실제 유체 패턴의 에지들을 결정하기 위한 고역 통과 필터링과 같은 다양한 이미지 처리 알고리즘들에 기초하여 실제 유체 패턴 정보를 결정할 수 있다.
일부 양태들에서, 제어기(108)는 카메라(112)로부터 수신된 실제 유체 패턴의 하나 이상의 이미지들 또는 비디오 스트림들에 기초하여 실제 유체 패턴의 3 차원 모델을 결정할 수 있다. 상기 3 차원 모델은 예를 들어, 실제 유체 패턴의 각각의 이미지에서 경계들 및/또는 피쳐들을 인식하고 상기 인식된 경계들 및/또는 피쳐들을 삼각 측량하여(triangulate)(및/또는 다른 단층 촬영 방법(tomographic methods)을 사용하여) 상기 모델 내에 실제 유체 패턴의 표현을 생성하는 공지된 기술들을 사용하여 생성될 수 있다. 3 차원 모델이 실제 유체 패턴의 표현을 제공함에 따라, 상기 언급된 실제 유체 패턴 정보는 3 차원 모델에 기초하여 결정될 수 있다.
단계(508)에서, 상기 제어기(108)는 상기 제 1 실제 유체 패턴 정보를 상기 하나 이상의 제 1 시스템 파라미터들에 대응하는 의도된 제 1 유체 패턴에 대한 제 1 유체 패턴 정보와 비교할 수 있다. 즉, 상기 관찰된 제 1 실제 유체 패턴 정보는 상기 하나 이상의 제 1 시스템 파라미터들을 사용하여 예상되는 제 1 유체 패턴 정보와 비교될 수 있다. 상기 제 1 유체 패턴 정보는 상기 의도된 제 1 유체 패턴과 관련된 것을 제외하고는 실제 유체 패턴 정보와 관련하여 전술한 것과 동일한 유형의 정보일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 실제 유체 패턴 정보가 실제 유체 패턴의 폭을 나타내는 경우, 상기 실제 유체 패턴의 폭은 상기 제 1 유체 패턴 정보에서 표현된 상기 의도된 제 1 유체 패턴의 원하는 폭과 비교될 수 있다. 일부 양태들에서, 상기 제어기(108)는 제 1 실제 유체 패턴 정보의 크기와 제 1 유체 패턴 정보의 크기 사이의 차이를 계산할 수 있다. 다른 양태들에서, 상기 제어기(108)는 제 1 실제 유체 패턴 정보와 제 1 유체 패턴 정보 간의 비율을 계산할 수 있다.
단계(510)에서, 상기 제어기(108)는 상기 제 1 실제 유체 패턴 정보와 상기 제 1 유체 패턴 정보의 비교에 기초하여, 상기 제 1 실제 유체 패턴이 제 1 유체 패턴에 대해 설정된 허용 오차 밖에 있음을 결정할 수 있다. 상기 제 1 유체 패턴에 대해 설정된 허용 오차는 상기 제 1 유체 패턴의 원하는 폭, 상기 제 1 유체 패턴의 원하는 형상, 상기 제 1 유체 패턴의 허용 가능한 오프셋, 상기 제 1 유체 패턴의 원하는 밀도, 상기 제 1 유체 패턴의 원하는 품질, 상기 제 1 유체 패턴의 원하는 원하는 액적 크기, 상기 제 1 유체 패턴의 원하는 순환 방향, 또는 상기 제 1 유체 패턴에 대한 다른 디자인 또는 프로세스 한계 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어기(108)는 특정 높이에서 상기 제 1 실제 유체 패턴의 폭이 상기 제 1 유체 패턴의 허용 오차보다 큰 것으로 결정할 수 있다. 또 다른 예에서, 상기 제어기(108)는 상기 제 1 실제 유체 패턴에서의 액적의 구형도가 상기 제 1 유체 패턴의 허용 오차보다 낮은 것으로 결정할 수 있다. 상기 제 1 유체 패턴의 허용 오차 밖에 있는 상기 제 1 실제 유체 패턴 정보는, 유체 분배 시스템(100)의 하나 이상의 시스템 파라미터들이 조정될 필요가 있음을 나타낼 수 있다. 상기 실제 유체 패턴 정보 및 상기 제 1 유체 패턴 정보에 기초하여, 상기 제어기(108)는 상기 하나 이상의 제 1 시스템 파라미터들과 상이할 수 있는 하나 이상의 제 2 시스템 파라미터들로 유체를 분배하도록 유체 분배 시스템(100)의 시스템 파라미터들을 변경하는 명령들을 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어기(108)는 유체가 분배 노즐(206)에 제공되는 유체 압력을 감소시키는 명령을 결정할 수 있으며, 그에 의해 이러한 것은 유체 패턴의 폭을 바람직하게는 폭 허용 오차 내에 있는 폭으로 감소시킬 수 있다.
단계(512)에서, 상기 제어기(108)는 상기 적어도 하나의 제 2 시스템 파라미터들에 따라 유체를 분배하도록 스프레이 시스템(104) 및/또는 분배 노즐(106)에 명령들을 전송할 수 있으며, 이는 분배 노즐(106)이 상기 제 1 실제 유체 패턴과 상이한 제 2 실제 유체 패턴을 생성하게 할 수 있다. 제 1 시스템 파라미터(들)와 마찬가지로, 상기 제 2 시스템 파라미터들은 유체 분배 시스템(100)의 작동에 관한 임의의 파라미터들을 포함할 수 있고, 분배 노즐(106)에 제공되는 유체의 유체 압력, 속도, 및/또는 체적, 분배 노즐(106)의 수평 및/또는 수직 위치, 상기 분배 노즐(106)의 순환 방향, 및 상기 분배 노즐(106)로부터 분배되는 유체의 펄스 타이밍 및/또는 펄스 지속 기간을 포함할 수 있다. 일부 양태들에서, 상기 분배 노즐(106) 및/또는 기판은 적어도 하나의 수평 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다. 상기 제 2 시스템 파라미터들은 상기 분배 노즐(106) 및/또는 기판의 방향 및/또는 수평 속도일 수 있다. 상기 스프레이 시스템(104) 및/또는 분배 노즐(106)은 상기 제 2 시스템 파라미터들을 사용할 수 있고, 이어서 상기 제 1 유체 패턴에 더 근접하게 일치되는 제 2 실제 유체 패턴에 따라 유체를 분배할 수 있다.
일부 양태들에서, 상기 제어기(108)는 유체 분배 시스템(100)의 조작자에게 경보를 전송할 수 있다. 상기 경보는 실제 유체 패턴이 제 1 유체 패턴에 대해 설정된 허용 오차 밖에 있음을 나타낼 수 있다. 상기 경보는 유체 분배 시스템(100)의 시스템 파라미터들에 대한 제안된 변경을 포함할 수 있고 상이한 시스템 파라미터들에 따라 유체를 분배할 수 있다. 유체 분배 시스템(100)의 조작자는 단계(512)에서 상이한 실제 유체 패턴으로 유체를 분배하도록 시스템 파라미터들을 수동으로 조절할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 제어기(108, 208, 308, 및 408)는 비-일시적인 컴퓨터 판독 가능 매체로부터 판독된 컴퓨터 실행 가능 명령들을 실행함으로써 동작하는 프로세서 기반 장치가 될 수 있다. 상기 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체는 하드 드라이브, 플래시 드라이브, RAM, ROM, 광학 메모리, 자기 메모리, 이들의 조합, 또는 당 업계에 공지된 임의의 다른 기계 판독 가능 매체일 수 있다. 제어기(108, 208, 308, 및 408)는 단일 장치 또는 복수의 장치들일 수 있다. 또한, 제어기(108, 208, 308, 및 408)는 전용의 제어기일 수 있거나, 하나 이상의 다른 기능들, 예를 들어 엔진 또는 기계 속도 제어를 제공하는 기존 제어기 내에서 구현될 수 있다. 본 명세서에서 기술된 프로세스들 또는 기능들의 어떠한 것도 제어기(108, 208, 308, 및 408)에 의해 수행되거나 제어될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
전술한 설명은 개시된 시스템 및 기술의 예를 제공한다는 것을 알 수 있을 것이다. 그러나, 본 개시 내용의 다른 구현들이 상기 예들과 상세한 점에서 다를 수 있다고 생각된다. 그 개시 내용 또는 예들에 대한 모든 언급은 그 시점에서 논의된 특정 예를 언급하기 위한 것이고, 본 발명의 범위에 대한 어떠한 제한을 보다 일반적으로 암시하려 의도된 것은 아니다. 특정의 특징에 대한 구별 및 폄하의 모든 표현은 그러한 특징들에 대한 선호도의 부족을 나타내도록 의도된 것이지만, 달리 명시하지 않는 한, 전체적인 본 개시 내용의 범위로부터 그러한 특징들 배제하지는 않는다.
본 명세서에서 값의 범위들을 열거한 것은 본 명세서에서 달리 지시되지 않는 한, 단지 상기 범위 내에 속하는 각각의 별개의 값을 개별적으로 참조하는 약식 방법으로서 기능하도록 의도된 것이며, 각각의 별개의 값은 본 명세서에서 개별적으로 인용된 것처럼 명세서에 통합된다. 본 명세서에 기술된 모든 방법들은 본 명세서에서 달리 지시되지 않거나 또는 정황상 명백하게 부정되지 않는 한 임의의 적합한 순서로 수행될 수 있다.
Claims (25)
- 유체 분배 시스템에 있어서:
유체 공급원;
분배 노즐, 및 스프레이 시스템에 대한 시스템 파라미터들을 사용하여 상기 유체 공급원으로부터 상기 분배 노즐로 유체를 공급하기 위한 스프레이 시스템으로서, 상기 스프레이 시스템 및 분배 노즐은 제 1 유체 패턴을 생성하도록 의도된 하나 이상의 제 1 시스템 파라미터들에 따라 실제 유체 패턴으로서 스트림 또는 스프레이로 상기 유체를 분배하도록 구성되는, 상기 분배 노즐 및 스프레이 시스템;
상기 분배 노즐로부터 분배된 제 1 실제 유체 패턴의 하나 이상의 이미지들을 캡쳐(capture)하도록 구성된 카메라; 및
상기 스프레이 시스템 및 상기 카메라에 작동 가능하게 연결된 제어기를 포함하며,
상기 제어기는:
상기 제 1 실제 유체 패턴을 생성하기 위해 상기 하나 이상의 제 1 시스템 파라미터들에 따라 상기 유체를 분배하도록 상기 스프레이 시스템에 명령들을 전송하고;
상기 카메라로부터 상기 제 1 실제 유체 패턴의 하나 이상의 이미지들을 수신하고;
상기 하나 이상의 이미지들에 기초하여 상기 실제 유체 패턴의 제 1 실제 유체 패턴 정보를 결정하고;
상기 제 1 실제 유체 패턴 정보와 상기 제 1 유체 패턴에 대한 제 1 유체 패턴 정보를 비교하고;
상기 제 1 실제 유체 패턴 정보와 상기 제 1 유체 패턴 정보의 비교에 기초하여 상기 제 1 실제 유체 패턴이 상기 제 1 유체 패턴에 대해 설정된 허용 오차들 밖에 있다는 것을 결정하고;
상기 제 1 실제 유체 패턴이 상기 제 1 유체 패턴에 대해 설정된 허용 오차들 밖에 있다는 결정에 기초하여 제 2 실제 유체 패턴을 생성하기 위해 하나 이상의 제 2 시스템 파라미터들을 상기 스프레이 시스템에 전송하도록 구성되는, 유체 분배 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어기에 작동 가능하게 결합된 제 1 광원으로서, 상기 제 1 실제 유체 패턴을 통해 광을 방출하도록 구성되는, 상기 제 1 광원을 더 포함하는, 유체 분배 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 카메라 및 상기 제 1 광원은 각각 상이한 수직 위치들에서 수직으로 위치되고,
상기 분배 노즐의 수평 위치는 상기 카메라의 수평 위치와 상기 제 1 광원의 수평 위치 사이에 있는, 유체 분배 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 카메라 및 상기 제 1 실제 유체 패턴은 제 1 축을 따라 위치되고, 상기 제 1 광원 및 상기 제 1 실제 유체 패턴은 상기 제 1 실제 유체 패턴에서 상기 제 1 축과 교차하는 제 2 축을 따라 위치되는, 유체 분배 시스템. - 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 축은 상기 제 2 축에 수직인, 유체 분배 시스템. - 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 광원은 평면 레이저(planar laser)를 포함하는, 유체 분배 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 실제 유체 패턴은 상기 카메라와 상기 제 1 광원 사이에 위치되고,
상기 유체 분배 시스템은:
제 1 편광 방향을 갖는 제 1 편광 필터로서, 상기 제 1 실제 유체 패턴과 상기 제 1 광원 사이에 위치되는 상기 제 1 편광 필터; 및
상기 제 1 편광 방향에 직교하는 제 2 편광을 갖는 제 2 편광 필터로서, 상기 제 1 실제 유체 패턴과 상기 카메라 사이에 위치되는 상기 제 2 편광 필터를 더 포함하는, 유체 분배 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 제어기에 작동 가능하게 결합되는 제 2 광원으로서, 상기 제 1 실제 유체 패턴을 통해 광을 방출하도록 구성되는 상기 제 2 광원을 더 포함하며,
상기 제 1 실제 유체 패턴, 상기 카메라, 및 상기 제 1 광원은 제 1 축을 따라 위치되고,
상기 제 1 실제 유체 패턴 및 상기 제 2 광원은 상기 제 1 실제 유체 패턴에서 상기 제 1 축과 교차하는 제 2 축을 따라 위치되는, 유체 분배 시스템. - 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 축은 상기 제 2 축에 수직인, 유체 분배 시스템. - 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 광원은 제 1 파장에서 광을 방출하고, 상기 제 2 광원은 상기 제 1 파장과 상이한 제 2 파장에서 광을 방출하는, 유체 분배 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 실제 유체 패턴 정보는 상기 제 1 실제 유체 패턴의 폭, 상기 제 1 실제 유체 패턴의 형상, 상기 제 1 실제 유체 패턴의 오프셋, 상기 제 1 실제 유체 패턴의 밀도, 상기 제 1 실제 유체 패턴의 품질, 상기 제 1 실제 유체 패턴의 액적 크기(a size of droplets), 및 상기 제 1 실제 유체 패턴의 순환 방향(rotational orientation) 중 적어도 하나인, 유체 분배 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 유체 패턴에 대해 설정된 허용 오차는 상기 제 1 유체 패턴의 원하는 폭, 상기 제 1 유체 패턴의 원하는 형상, 상기 제 1 유체 패턴의 허용 가능한 오프셋, 상기 제 1 유체 패턴의 원하는 밀도, 상기 제 1 유체 패턴의 원하는 품질, 상기 제 1 유체 패턴의 원하는 액적 크기, 및 상기 제 1 유체 패턴의 원하는 순환 방향 중 적어도 하나인, 유체 분배 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 하나 이상의 제 2 시스템 파라미터들은 상기 유체의 유체 압력, 상기 유체의 체적, 상기 유체의 속도, 상기 분배 노즐의 수평 위치, 상기 분배 노즐의 수직 위치, 상기 분배 노즐의 순환 방향, 상기 분배 노즐의 펄스들 간의 타이밍, 및 상기 분배 노즐의 펄스 지속 기간 중 적어도 하나를 포함하는, 유체 분배 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 분배 노즐은 또한 적어도 하나의 수평 방향으로 이동하도록 구성되고,
상기 하나 이상의 제 2 시스템 파라미터들은 상기 분배 노즐의 수평 속도를 포함하는, 유체 분배 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 실제 유체 패턴의 하나 이상의 이미지들은, 제 1 각(angle)에서의 상기 제 1 실제 유체 패턴의 적어도 하나의 이미지 및 상기 제 1 각과는 상이한 제 2 각에서의 상기 제 1 실제 유체 패턴의 적어도 하나의 이미지를 포함하고,
상기 제어기는 또한 상기 제 1 각에서의 상기 제 1 실제 유체 패턴의 적어도 하나의 이미지 및 상기 제 2 각에서의 상기 제 1 실제 유체 패턴의 적어도 하나의 이미지에 기초하여 상기 제 1 실제 유체 패턴의 3 차원 모델을 결정하도록 구성되고, 상기 제 1 실제 유체 패턴 정보는 상기 제 1 실제 유체 패턴의 3 차원 모델에 더 기초하여 결정되는, 유체 분배 시스템. - 제 15 항에 있어서,
상기 카메라는 상기 제 1 각에서의 상기 제 1 실제 유체 패턴의 적어도 하나의 이미지를 캡쳐하기 위한 제 1 위치와 상기 제 2 각에서의 상기 제 1 실제 유체 패턴의 적어도 하나의 이미지를 캡쳐하기 위한 제 2 위치 사이를 이동하도록 구성되는, 유체 분배 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어기에 작동 가능하게 연결된 제 2 카메라를 더 포함하며,
상기 카메라로부터의 상기 제 1 실제 유체 패턴의 하나 이상의 이미지들은 상기 제 1 실제 유체 패턴에 대한 제 1 각으로 이루어지며,
상기 제 2 카메라는 상기 제 1 실제 유체 패턴에 대해 제 2 각으로 이루어진 제 1 실제 유체 패턴의 하나 이상의 이미지들의 제 2 세트를 캡쳐하도록 구성되고, 상기 제 2 각은 상기 제 1 각과 상이하며,
상기 제어기는 또한:
상기 제 2 카메라로부터의 상기 제 1 실제 유체 패턴의 하나 이상의 이미지들의 제 2 세트를 수신하고;
상기 카메라로부터의 상기 제 1 실제 유체 패턴의 하나 이상의 이미지 및 상기 제 2 카메라로부터의 상기 제 1 실제 유체 패턴의 하나 이상의 이미지들의 제 2 세트에 기초하여 상기 제 1 실제 유체 패턴의 3 차원 모델을 결정하도록 구성되고,
상기 제 1 실제 유체 패턴 정보는 상기 제 1 실제 유체 패턴의 3 차원 모델에 더 기초하여 결정되는, 유체 분배 시스템. - 유체 분배 시스템을 제어하는 방법에 있어서:
제 1 유체 패턴을 생성하도록 의도된 하나 이상의 제 1 시스템 파라미터들에 따라 분배 노즐을 통해 상기 유체를 분배하도록 상기 유체 분배 시스템의 스프레이 시스템에 명령들을 전송하는 단계;
상기 분배 노즐에 의해 분배된 제 1 실제 유체 패턴의 하나 이상의 이미지들을 카메라로부터 수신하는 단계;
상기 하나 이상의 이미지들에 기초하여 상기 제 1 실제 유체 패턴의 제 1 실제 유체 패턴 정보를 결정하는 단계;
상기 제 1 실제 유체 패턴 정보와 상기 제 1 유체 패턴에 대한 제 1 유체 패턴 정보를 비교하는 단계;
상기 제 1 실제 유체 패턴 정보와 상기 제 1 유체 패턴 정보의 비교에 기초하여 상기 제 1 실제 유체 패턴이 상기 제 1 유체 패턴에 대해 설정된 허용 오차 밖에 있음을 결정하는 단계; 및
상기 제 1 실제 유체 패턴이 상기 제 1 유체 패턴에 대해 설정된 허용 오차 밖에 있다는 결정에 기초하여 제 2 실제 유체 패턴을 생성하기 위해 하나 이상의 제 2 시스템 파라미터들을 상기 스프레이 시스템에 전송하는 단계를 포함하는, 유체 분배 시스템을 제어하는 방법. - 제 18 항에 있어서,
상기 제 1 실제 유체 패턴 정보는 상기 제 1 실제 유체 패턴의 폭, 상기 제 1 실제 유체 패턴의 형상, 상기 제 1 실제 유체 패턴의 오프셋, 상기 제 1 실제 유체 패턴의 밀도, 상기 제 1 실제 유체 패턴의 품질, 상기 제 1 실제 유체 패턴의 액적 크기, 및 상기 제 1 실제 유체 패턴의 순환 방향 중 적어도 하나인, 유체 분배 시스템을 제어하는 방법. - 제 18 항에 있어서,
상기 제 1 유체 패턴에 대해 설정된 허용 오차는 상기 제 1 유체 패턴의 원하는 폭, 상기 제 1 유체 패턴의 원하는 형상, 상기 제 1 유체 패턴의 허용 가능한 오프셋, 상기 제 1 유체 패턴의 원하는 밀도, 상기 제 1 유체 패턴의 원하는 품질, 상기 제 1 유체 패턴의 원하는 액적 크기, 및 상기 제 1 유체 패턴의 원하는 순환 방향 중 적어도 하나인, 유체 분배 시스템을 제어하는 방법. - 제 18 항에 있어서,
상기 하나 이상의 제 2 시스템 파라미터들은 상기 유체의 유체 압력, 상기 유체의 체적, 상기 유체의 속도, 상기 분배 노즐의 수평 위치, 상기 분배 노즐의 수직 위치, 상기 분배 노즐의 순환 방향, 상기 분배 노즐의 펄스들 간의 타이밍, 및 상기 분배 노즐의 펄스 지속 기간 중 적어도 하나를 포함하는, 유체 분배 시스템을 제어하는 방법. - 제 18 항에 있어서,
상기 분배 노즐은 적어도 하나의 수평 방향에서 이동하도록 구성되고, 상기 하나 이상의 제 2 시스템 파라미터들은 상기 분배 노즐의 수평 속도를 포함하는, 유체 분배 시스템을 제어하는 방법. - 제 18 항에 있어서,
적어도 상기 하나 이상의 이미지들에 기초하여 상기 제 1 실제 유체 패턴의 모델을 유지하는 단계를 더 포함하는, 유체 분배 시스템을 제어하는 방법. - 제 18 항에 있어서,
광원이 상기 제 1 실제 유체 패턴을 통해 광을 방출하게 하는 단계를 더 포함하는, 유체 분배 시스템을 제어하는 방법. - 제 18 항에 있어서,
제 1 실제 유체 패턴의 하나 이상의 이미지들은 제 1 각에서의 상기 제 1 실제 유체 패턴의 적어도 하나의 이미지 및 상기 제 1 각과는 다른 제 2 각에서의 상기 제 1 실제 유체 패턴의 적어도 하나의 이미지를 포함하고,
상기 방법은 상기 제 1 각에서의 상기 제 1 실제 유체 패턴의 적어도 하나의 이미지 및 상기 제 2 각에서의 상기 제 1 실제 유체 패턴의 적어도 하나의 이미지에 기초하여 상기 제 1 실제 유체 패턴의 3 차원 모델을 결정하는 단계를 더 포함하고,
상기 제 1 실제 유체 패턴 정보는 상기 제 1 실제 유체 패턴의 3 차원 모델에 더 기초하여 결정되는, 유체 분배 시스템을 제어하는 방법.
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