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Kinematic Movement 고찰
Edmund Optics Inc.

Kinematic Movement 고찰

기계 장치는 DOF(degrees of freedom) 수치를 기준으로 분류할 수 있습니다. 3차원의 강체는 X, Y, Z 축 방향의 평행 이동과 Rx, Ry, Rz의 회전 운동과 관련된 정확히 6가지의 DOF(degrees of freedom)를 갖고 있습니다. 모든 degrees of freedom이 완전히 제한되어 있을 경우 해당 마운트는 kinematic 마운트로 간주됩니다.그림 1 에서는 다양한 kinematic mount를 보여 줍니다.

TECHSPEC® Kinematic Mount Design Fully Constrains all 6 Degrees of Freedom
그림1: TECHSPEC® Kinematic Mount 디자인은 총 6가지의 DOF (Degrees of Freedom) 포함

Edmund Optics®’ TECHSPEC® Kinematic Optical Mounts는 classic cone, groove, 그리고 flat constraint system을 사용합니다. 그림 2와 3 은 EO의 지름 1" Kinematic Optic Mount를 보여 줍니다. Kinematic Optic Mount의 작동 방식을 시각적으로 그려 보려면 3개의 조절 나사로 이루어진 좌표계에 정렬된 광학 기기를 생각해 보시기 바랍니다.

Groove, Cone, and Flat Constraint System
그림2: Groove, Cone, 및 Flat Constraint 시스템
Three Screw 1 Inch Diameter Kinematic Optic Mount
그림3: 3개의 조절 나사와 1" 직경의 Kinematic Optic Mount

Cone 안에 조절 나사 A의 ball-tip을 넣으면 X, Y, Z 방향의 모든 평행 이동 DOF(degrees of freedom)가 제한됩니다. 그림 1에서와 같이 X축을 따라 홈이 배열되어 있을 경우 조절 나사 B의 ball-tip을 홈 안에 넣으면 나머지 3가지 중 두 가지 회전 운동(Ry, Rz)의 DOF(degrees of freedom)가 제한됩니다. 마지막 회전 운동(Rx)의 DOF(degree of freedom)는 조절 나사 C의 ball-tip을 평평한 부분을 향하도록 하여 제한합니다 (그림 4).

Ball Tip Srew Against Flat Face Constrains the Rx Degree of Freedom
그림4: 평면을 향한 Ball Tip 조절 나사는 Rx DOF를 제한

Edmund Optics® 는 2~3개의 조절 나사가 있는 Kinematic Mount를 공급합니다. 홈과 평면에 있는 조절 나사 2개를 사용해 회전 운동의 degrees of freedom을 조절할 수 있습니다. 위의 예에서와 달리 회전축은 필요할 경우 광학 기기 뒤쪽에 둘 수 있어 Z축 방향에서도 약간의 이동이 가능합니다.

원치 않는 움직임을 보정하기 위해 cone 위에 세 번째 나사를 배치할 수 있습니다. 이 3개 나사 구성 방식을 이용하면 필요에 따라 2개 조절 나사를 이용해 광학 기기를 회전시킨 뒤 세 번째 나사를 이용해 Z축을 따라 원위치시킬 수 있습니다.

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