KR102014783B1 - Scannng micro mirror - Google Patents

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KR102014783B1
KR102014783B1 KR1020130000230A KR20130000230A KR102014783B1 KR 102014783 B1 KR102014783 B1 KR 102014783B1 KR 1020130000230 A KR1020130000230 A KR 1020130000230A KR 20130000230 A KR20130000230 A KR 20130000230A KR 102014783 B1 KR102014783 B1 KR 102014783B1
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Abstract

실시예는 제1 방향에서 서로 마주보는 한 쌍의 제1 탄성체의 사이에 배치되는 미러; 상기 한 쌍의 제1 탄성체를 통하여 상기 미러와 연결되는 짐벌(gimbal); 제2 방향에서 서로 마주보는 한 쌍의 제2 탄성체를 통하여 짐벌과 연결되는 한 쌍의 앵커; 및 상기 미러 상에 배치되는 코일을 포함하는 스캐닝 마이크로 미러를 제공한다.Embodiments include a mirror disposed between a pair of first elastic bodies facing each other in a first direction; A gimbal connected to the mirror through the pair of first elastic bodies; A pair of anchors connected to the gimbal through a pair of second elastic bodies facing each other in a second direction; And a coil disposed on the mirror.

Description

스캐닝 마이크로 미러{Scannng micro mirror}Scannng micro mirror

실시예는 스캐닝 마이크로 미러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 MEMS기술을 이용한 전자력 구동 레이저 스캐닝 미러에 관한 것이다.Embodiments relate to scanning micromirrors and, more particularly, to electromagnetically driven laser scanning mirrors using MEMS technology.

광소자 기술의 발전과 더불어 각종 정보의 입력단과 출력단 및 정보 전달의 매개체로 광을 사용하는 다양한 기술들이 제시되고 있는데, 바코드 스캐너(barcode scanner)나 기초적인 수준의 스캐닝 레이저 디스플레이(scanning laser display) 등과 같이 광원에서 나오는 빔을 주사하여 사용하는 기술을 대표적인 예로 들 수 있다.Along with the development of optical device technology, various technologies using light as an input and output terminal and information transmission medium of various information have been proposed, such as a barcode scanner or a basic level scanning laser display. As a representative example, a technique of scanning and using a beam emitted from a light source may be mentioned.

특히, 최근에는 높은 공간 분해능(High Spatial Resolution)의 빔 스캐닝을 이용한 시스템이 개발되고 있으며, 이러한 시스템으로는 레이저 스캐닝(laser scanning)을 사용한 고해상도의 원색 재현력이 뛰어난 투사 방식 디스플레이 시스템(projection display system)이나 HMD(Head Mounted Display), 레이저 프린터 등이 있다.In particular, recently, a system using high spatial resolution beam scanning has been developed, and such a system includes a projection display system having excellent high-resolution primary color reproduction using laser scanning. Or a head mounted display (HMD) or a laser printer.

이러한 빔 스캐닝 기술은 적용 사례에 따라 다양한 주사 속도(Scanning Speed)와 주사 범위(Scanning Range)와 각 변위(Angular displacement) 및 틸팅 각도(Tilting Angle)를 가지는 스캐닝 미러가 요구된다. 스캐닝 마이크로 미러는 광원(光源)으로부터 들어온 광선을 미러를 통해 1차원 또는 2차원 영역에 주사하여 화상을 결상하거나 데이터를 읽어 들이는 소자이다.This beam scanning technique requires a scanning mirror having various scanning speeds, scanning ranges, angular displacements, and tilting angles, depending on the application. A scanning micromirror is an element that forms an image or reads data by scanning a light beam from a light source into a one-dimensional or two-dimensional region through a mirror.

도 1은 종래의 2차원 스캐닝 마이크로 미러의 구조와 원리를 나타낸 도면이다.1 is a view showing the structure and principle of a conventional two-dimensional scanning micromirror.

도시된 바와 같이 스캐닝 마이크로 미러(100)는 빛을 반사하기 위한 미러(10)와, 미러(10)를 수평방향으로 회전시키기 위한 수평 스프링(21,22)과, 미러(10)를 수직방향으로 회전시키기 위한 수직 스프링(41,42)과, 미러(10)의 수직방향과 수평방향 회전을 분리하기 위한 짐벌(30)로 구성되어 있다.As shown, the scanning micromirror 100 includes a mirror 10 for reflecting light, horizontal springs 21 and 22 for rotating the mirror 10 in a horizontal direction, and a mirror 10 in a vertical direction. Vertical springs 41 and 42 for rotating, and gimbal 30 for separating the vertical and horizontal rotation of the mirror 10.

미러(10)는 수직 스프링(41,420)과 수평 스프링(21,22)을 통하여 수직방향과 수평방향으로 회전을 함으로서 입사된 빛을 스캔하여 화면을 결상하거나 데이터를 읽어 들이는 원리로 동작한다. 한 쌍의 수평 스프링(41,42)은 각각 앵커(anchor, 미도시)과 연결되어 지지되거나 구동될 수 있고, 미러(10)에서 반사된 빛은 스크린(screen)으로 투사되어, 수평 방향과 수직 방향에서 각각 스캔(scan)될 수 있다.The mirror 10 rotates in a vertical direction and a horizontal direction through the vertical springs 41 and 420 and the horizontal springs 21 and 22 to scan an incident light to form an image or read data. The pair of horizontal springs 41 and 42 may be supported or driven in connection with an anchor (not shown), respectively, and the light reflected from the mirror 10 is projected onto a screen, perpendicular to the horizontal direction. Can be scanned in each direction.

스캐닝 마이크로 미러에서 정확한 화면을 구현하기 위하여 미러(10)의 회전각을 정확히 검출하는 것이 반드시 필요하며, 스캐닝 마이크로 미러의 부피를 줄이기 위하여 회전각 센서를 배치할 수 있다.It is essential to accurately detect the rotation angle of the mirror 10 in order to implement an accurate screen in the scanning micromirror, and the rotation angle sensor may be arranged to reduce the volume of the scanning micromirror.

스캐닝 마이크로 미러의 회전각 검출 방식은 크게 정전용량 방식과 압저항 방식으로 나누어진다. 정전용량 방식은 서로 마주보는 전극에 바이어스(Bias) 전압을 인가하고 전극 간의 겹치는 면적이나 공극(空隙)의 간격이 변할 때 정전용량이 변화되어 전하가 유기되는 원리는 이용한 것으로서 마이크로 센서에서 흔히 사용하는 기술이다.The rotation angle detection method of the scanning micromirror is largely divided into a capacitance method and a piezoresistive method. The capacitive method applies a bias voltage to electrodes facing each other, and uses the principle that charge is induced when capacitance changes when overlapping areas or gaps between electrodes change, which is commonly used in microsensors. Technology.

그러나, 정전용량 방식은 감도를 크게 하기 위해 대향하는 전극의 면적을 크게 하거나 공극을 매우 가깝게 배치하여야 하므로 고속으로 진동하는 스캐닝 마이크로 미러에 적용할 때 공기 감쇠에 의해 공진 시의 구동 변위를 제한하고, 대향 전극이 반드시 필요하므로 마이크로 미러 구조 설계의 자유도를 저하시킬 수 있다.However, since the capacitive type has to increase the area of the opposing electrode or place the pores very close in order to increase the sensitivity, the driving displacement at resonance is limited by air attenuation when applied to the scanning micromirror vibrating at high speed. Since the counter electrode is necessary, the degree of freedom in designing the micromirror structure can be reduced.

압저항 방식은 반도체가 기계적인 응력(應力)을 받으면 전기저항이 변하는 원리를 이용하는데, 다양한 형태의 압저항을 수평 스프링 및/또는 수직 스프링 위에 위치시켜 비틀림에 의한 저항의 변화가 전압의 변화로 나타날 수 있고, 미러의 움직임을 측정할 수 있다.The piezoresistive method uses the principle that the electrical resistance changes when the semiconductor is subjected to mechanical stress, and various types of piezoresistors are placed on the horizontal and / or vertical springs so that the change in resistance due to the torsion causes the change in voltage. Can appear and measure the movement of the mirror.

그러나, 압저항 방식은 다음과 같은 문제점이 있다.However, the piezoresistive method has the following problems.

첫째 압저항을 생성시키기 위하여 별도의 도핑 공정이 필요하고, 둘째 하나의 센서는 2개의 바이어스 전압 단자와 2개의 센싱 단자를 갖기 때문에 4개의 도선을 필요로 하는데 4개의 도선이 얇은 스프링 위를 통과하여야 하기 때문에 스프링의 폭의 자유도가 떨어지고, 셋째 바이어스 전압 인가를 위해 높은 정밀도의 직류 전원을 필요로 하며, 넷째 정전 방식에 비해 전자기력 방식 스캐닝 마이크로 미러는 구동시 많은 열이 발생할 수 있다.First, a separate doping process is required to create piezoresistors. Second, since one sensor has two bias voltage terminals and two sensing terminals, four conductors are required. Four conductors must pass through a thin spring. Therefore, the width of the spring is reduced, the third bias voltage is required to apply a high-precision DC power supply, and compared to the fourth electrostatic method, the electromagnetic force scanning micro-mirror can generate a lot of heat when driving.

또한 휘스톤 브리지 형태의 압저항 센서를 사용하게 되는데 4개의 압저항의 차이에 의해 센서 신호의 직류 오프셋(DC offset)이 발생하여 센서 신호 이용에 제한을 줄 수 있다. 그리고, 압저항 센서는 스트레스를 측정하는 센서이기 때문에 스프링 근처에 위치해야 하므로, 실제 미러의 움직임이 아닌 스프링의 비틀림을 측정하게 된다.In addition, a Wheatstone bridge type piezoresistive sensor is used. A DC offset of the sensor signal is generated by the difference of four piezoresistors, thereby limiting the use of the sensor signal. In addition, since the piezoresistive sensor is a sensor for measuring stress, the piezoresistive sensor should be positioned near the spring, thereby measuring the torsion of the spring, not the movement of the mirror.

실시예는 스캐닝 마이크로 미러의 회전각을 압저항 방식으로 검출하지 않고, 직접 미러의 움직임을 검출하고자 한다.The embodiment attempts to detect the movement of the mirror directly without detecting the rotation angle of the scanning micromirror in a piezoresistive manner.

실시예는 제1 방향에서 서로 마주보는 한 쌍의 제1 탄성체의 사이에 배치되는 미러; 상기 한 쌍의 제1 탄성체를 통하여 상기 미러와 연결되는 짐벌(gimbal); 제2 방향에서 서로 마주보는 한 쌍의 제2 탄성체를 통하여 짐벌과 연결되는 한 쌍의 앵커; 및 상기 미러 상에 배치되는 코일을 포함하는 스캐닝 마이크로 미러를 제공한다.Embodiments include a mirror disposed between a pair of first elastic bodies facing each other in a first direction; A gimbal connected to the mirror through the pair of first elastic bodies; A pair of anchors connected to the gimbal through a pair of second elastic bodies facing each other in a second direction; And a coil disposed on the mirror.

코일은 상기 미러의 배면 상에 배치될 수 있다.The coil may be disposed on the back side of the mirror.

코일은, 상기 미러 상에 일측이 개방된 원형 또는 다각형의 형상으로 배치될 수 있다.The coil may be arranged in a circular or polygonal shape with one side open on the mirror.

코일은, 상기 미러 상에 일측이 개방된 반원형의 형상으로 배치될 수 있다.The coil may be arranged in the shape of a semicircle with one side open on the mirror.

코일은, 상기 제2 탄성체, 짐벌 및 상기 제1 탄성체를 통하여 상기 미러 상에 연장되어 배치될 수 있다.The coil may be disposed to extend on the mirror through the second elastic body, the gimbal, and the first elastic body.

짐벌은 내부의 제1 짐벌과 외부의 제2 짐벌을 포함할 수 있다.The gimbal may include an internal first gimbal and an external second gimbal.

코일은 상기 제2 짐벌의 서로 마주보고 서로 이격된 2개의 영역 상에 배치될 수 있다.The coil may be disposed on two regions of the second gimbal facing each other and spaced apart from each other.

코일은 상기 제1 짐벌의 전 영역 상에 배치될 수 있다.The coil may be disposed on the entire area of the first gimbal.

스캐닝 마이크로 미러는 제1 탄성체 및 상기 미러의 배면과 마주보며 배치되는 자성체를 더 포함할 수 있다.The scanning micromirror may further include a first elastic body and a magnetic body facing the rear surface of the mirror.

자성체와 상기 미러는 기설정된 간격만큼 이격되어 배치될 수 있다.The magnetic body and the mirror may be spaced apart by a predetermined interval.

제1 방향과 제2 방향은 서로 수직일 수 있다.The first direction and the second direction may be perpendicular to each other.

미러는 상기 제1 방향과 상기 제2 방향으로 회전할 수 있고, 상기 제1 방향의 회전 진동수과 상기 제2 방향의 회전 진동수가 서로 다를 수 있다.The mirror may rotate in the first direction and the second direction, and the rotation frequency in the first direction may be different from the rotation frequency in the second direction.

본 실시예에 따른 스캐닝 마이크로 미러는, 미러의 배면에 원형이나 반원형 등으로 코일이 배치되고 짐벌이 서로 다른 방향으로 회전할 수 있도록 2개의 짐벌로 이루어져서, 자성체에 의한 미러 내지 짐벌의 회전각을 용이하게 검출할 수 있다.The scanning micromirror according to the present embodiment is composed of two gimbals such that a coil is disposed on the rear surface of the mirror in a circular or semicircular shape, and the gimbals can rotate in different directions, thereby easily rotating the mirror or gimbal by a magnetic material. Can be detected.

도 1은 종래의 2차원 스캐닝 마이크로 미러의 구조와 원리를 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 스캐닝 마이크로 미러의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 3a 및 도 3b는 도 2의 스캐닝 마이크로 미러에 배치된 코일의 일실시예들을 나타낸 도면이고,
도 4는 스캐닝 마이크로 미러와 자성체의 배치를 나타낸 도면이고,
도 5a는 자성체에 의한 자기력선을 나타낸 도면이고,
도 5b는 미러의 움직임과 자기장의 방향을 나타낸 도면이다.1 is a view showing the structure and principle of a conventional two-dimensional scanning micro mirror,
2 is a view showing an embodiment of a scanning micromirror according to the present invention;
3A and 3B are diagrams illustrating embodiments of a coil disposed in the scanning micromirror of FIG. 2;
4 is a view showing the arrangement of the scanning micromirror and the magnetic material,
5A is a view showing a magnetic force line by a magnetic body,
5B is a view showing the movement of the mirror and the direction of the magnetic field.

이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings an embodiment of the present invention that can specifically realize the above object.

본 발명에 따른 실시예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)(on or under)”으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향 뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of the embodiment according to the present invention, when described as being formed on the "on or under" of each element, the above (on) or below (on) or under) includes both two elements being directly contacted with each other or one or more other elements are formed indirectly between the two elements. In addition, when expressed as “on” or “under”, it may include the meaning of the downward direction as well as the upward direction based on one element.

도 2는 본 발명에 따른 스캐닝 마이크로 미러의 일실시예를 나타낸 도면이고, 도 3a 및 도 3b는 도 2의 스캐닝 마이크로 미러에 배치된 코일의 일실시예들을 나타낸 도면이며, 도 4는 스캐닝 마이크로 미러와 자성체의 배치를 나타낸 도면이다.2 is a view showing an embodiment of a scanning micromirror according to the present invention, Figures 3a and 3b is a view showing an embodiment of a coil disposed in the scanning micromirror of Figure 2, Figure 4 is a scanning micromirror And the arrangement of the magnetic bodies.

본 실시예에 따른 스캐닝 마이크로 미러(200)는 전자력 구동방식을 이용하고 있으며, 스캐닝 마이크로 미러(200)는 자성체(300)와 인접하게 배치될 수 있다.The scanning micromirror 200 according to the present embodiment uses an electromagnetic force driving method, and the scanning micromirror 200 may be disposed adjacent to the magnetic material 300.

스캐닝 마이크로 미러(200)는 빛을 반사하기 위한 미러(210)와, 미러(210)와 제1 탄성체(221, 222)를 통하여 연결되는 제1 짐벌 및 제2 짐벌(gimbal, 231, 232)과, 제2 짐벌과 제2 탄성체(241, 242)를 통하여 연결되는 앵커(251, 252)와 자성체(300)를 포함하여 이루어진다.The scanning micromirror 200 includes a mirror 210 for reflecting light, a first gimbal and a second gimbal 231, 232 connected through the mirror 210 and the first elastic bodies 221 and 222. And a plurality of anchors 251 and 252 and a magnetic body 300 connected through the second gimbal and the second elastic bodies 241 and 242.

미러(210)는 상술한 제1,2 탄성체(221,222,241,242)와 자성체(300)와의 작용에 의하여 빛을 스크린(미도시) 방향으로 반사시킬 수 있다. 제1 탄성체(221,222)는 제1 방향에서 서로 마주보는 한 쌍의 탄성체(221, 222)로 이루어져서 제1 방향으로 미러(210)를 회전시킬 수 있고, 제2 탄성체(241,242)는 미러(210)를 제2 방향으로 회전시킬 수 있는데, 본 실시예에서 제1,2 탄성체(221,222,241,242)는 각각 스프링일 수 있으며, 제1 방향은 수직 방향이고 제2 방향은 상기 제1 방향과 수직인 방향 즉, 수평 방향일 수 있다.The mirror 210 may reflect light toward a screen (not shown) by the action of the first and second elastic bodies 221, 222, 241 and 242 and the magnetic body 300 described above. The first elastic bodies 221 and 222 may include a pair of elastic bodies 221 and 222 facing each other in the first direction to rotate the mirror 210 in the first direction, and the second elastic bodies 241 and 242 may be the mirror 210. In the present embodiment, the first and second elastic bodies 221, 222, 241 and 242 may each be springs. A first direction may be a vertical direction and a second direction may be perpendicular to the first direction. It may be in a horizontal direction.

한 쌍의 짐벌(231,232)은 제2 방향에서 서로 마주보는 한 쌍의 제2 탄성체(241,242)를 통하여 앵커(251, 252)와 연결되고, 한 쌍의 제2 탄성체(241,242)는 각각 앵커(251, 252)에 연결되어 지지되거나 구동될 수 있고, 미러(210)에서 반사된 빛은 스크린(screen)으로 투사되어, 수평 방향과 수직 방향에서 각각 스캔(scan)될 수 있다. 앵커(251,252)는 도 2에 도시된 바와 같이 서로 분리될 수 있으나, 도 4에 도시된 바와 같이 고정될 수도 있다.The pair of gimbals 231 and 232 are connected to the anchors 251 and 252 through a pair of second elastic bodies 241 and 242 facing each other in the second direction, and the pair of second elastic bodies 241 and 242 are anchors 251, respectively. , 252 may be supported or driven, and the light reflected from the mirror 210 may be projected onto a screen and scanned in a horizontal direction and a vertical direction, respectively. The anchors 251 and 252 may be separated from each other as shown in FIG. 2, but may be fixed as shown in FIG. 4.

자성체(300)는 영구 자석 등이 사용될 수 있으며, 미러(210) 및 제1 탄성체(221, 222)의 배면과 마주보며 배치될 수 있다. 자성체(300)는 내부의 제1 자성체(310)와 외부의 제2 자성체(320)로 이루어져 있는데, 제1 자성체(310)와 제2 자성체(320)의 사이에 홀(hole)이 형성될 수 있다.The magnetic body 300 may be a permanent magnet or the like, and may be disposed to face the rear surfaces of the mirror 210 and the first elastic bodies 221 and 222. The magnetic body 300 is composed of an internal first magnetic body 310 and an external second magnetic body 320, and a hole may be formed between the first magnetic body 310 and the second magnetic body 320. have.

본 실시예에서 미러(210)의 배면에는 코일이 배치되는데 특히 미러(210)의 배면 상에 코일이 배치될 수 있고, 도 3a에 도시된 바와 같이 미러(210) 상에 일측이 개방된 원형의 형상으로 코일(275)이 배치되거나, 도 3b에 도시된 바와 같이 미러(210) 상에 일측이 개방된 반원형의 형상의 코일(278)이 배치될 수 있으며, 기타 일측이 개방된 다각형의 형상으로 코일이 배치될 수도 있다.In the present embodiment, a coil is disposed on the rear surface of the mirror 210. In particular, a coil may be disposed on the rear surface of the mirror 210, and as shown in FIG. 3A, one side is opened on the mirror 210. The coil 275 may be disposed in a shape, or as shown in FIG. 3B, a coil 278 having a semicircular shape having one side open on the mirror 210 may be disposed, and the other shape having a polygonal shape having one side opened. Coils may be arranged.

도 2에서 한 쌍의 앵커(251, 252) 상에 코일(261, 262)이 배치되고, 제2 탄성체(241, 242) 상에도 코일이 연장되어 짐벌(231, 232) 상에도 코일이 배치되고 있다. 제2 탄성체(241, 242) 상의 코일은 제2 짐벌(232) 상에 연장되는데, 도시된 바와 같이 제2 짐벌(232)의 서로 마주보고 서로 이격된 2개의 영역 상에 각각 코일(263, 264)이 배치될 수 있다. 그리고, 제2 짐벌(232) 내측의 제1 짐벌(231)의 전 영역 상에도 코일(265)이 배치되고 있다.In FIG. 2, the coils 261 and 262 are disposed on the pair of anchors 251 and 252, and the coils are also extended on the second elastic bodies 241 and 242 to arrange the coils on the gimbals 231 and 232. have. The coils on the second elastic bodies 241, 242 extend on the second gimbals 232, as shown in the coils 263, 264 on two regions of the second gimbals 232 facing each other and spaced apart from each other. ) May be arranged. The coil 265 is also disposed on the entire region of the first gimbal 231 inside the second gimbal 232.

상술한 바와 같이 코일이 앵커(251, 252)로부터 제2 탄성체(241,242)와 제1,2 짐벌(231, 232) 및 제1 탄성체(221, 222)를 통하여 미러(210)로 연장되어 배치될 수 있다.As described above, coils may be extended from the anchors 251 and 252 to the mirror 210 through the second elastic bodies 241 and 242, the first and second gimbals 231 and 232, and the first elastic bodies 221 and 222. Can be.

도 3a에서 미러(210) 상에 배치된 코일(275)은 하나의 제1 탄성체(222) 상에 배치된 입력단 코일(271)과 출력단 코일(272)을 통하여 제1 짐벌 등으로 연결될 수 있고, 도 3b에서 미러(210) 상에 배치된 코일(278)도 하나의 제1 탄성체(222) 상에 배치된 입력단 코일(271)과 출력단 코일(272)을 통하여 제1 짐벌 등으로 연결될 수 있다.In FIG. 3A, the coil 275 disposed on the mirror 210 may be connected to the first gimbal through the input end coil 271 and the output end coil 272 disposed on the first elastic body 222. In FIG. 3B, the coil 278 disposed on the mirror 210 may also be connected to the first gimbal through the input end coil 271 and the output end coil 272 disposed on the first elastic body 222.

상술한 바와 같이 입력단 코일(271)과 출력단 코일(272)을 하나의 제1 탄성체(222)에 집중하여 배치함으로써, 코일에 전류가 인가될 때 자성체에 의한 자기력에 의하여 미러가 한 방향으로 기울어지거나 회전할 수 있다.As described above, the input end coil 271 and the output end coil 272 are concentrated on one first elastic body 222, so that when the current is applied to the coil, the mirror is inclined in one direction by a magnetic force caused by the magnetic body. Can rotate

도 4에서 자성체(300)은 미러(210)와 기설정된 간격만큼 이격되어 배치되고 있으며, 스캐닝 마이크로 미러(200)는 도 2에 도시된 구조물이 앵커(270)를 통하여 프레임(280) 내에 고정되어 있다. In FIG. 4, the magnetic material 300 is spaced apart from the mirror 210 by a predetermined interval, and the scanning micromirror 200 is fixed to the frame 280 through the anchor 270 by the structure shown in FIG. 2. have.

상술한 스캐닝 마이크로 미러에서 자성체에 의한 자기력선의 분포가 도 5a에 도시되고 있고, 코일에 전류를 인가하였을 때 움직이는 로렌츠 힘을 받는 곳은 코일이 위치한 짐벌이며, 따라서 수직 방향과 수평 방향의 움직임을 별개로 파악하기 위하여 2개의 짐벌이 배치되고 있다. 미러는 상기 수직 방향과 상기 수평 방향으로 회전할 수 있고, 수직 방향의 회전 진동수과 수평 방향의 회전 진동수가 서로 다를 수 있다.The distribution of the magnetic force lines by the magnetic body in the scanning micromirror described above is shown in FIG. Two gimbals are being deployed to figure out. The mirror may rotate in the vertical direction and the horizontal direction, and the rotation frequency in the vertical direction and the rotation frequency in the horizontal direction may be different from each other.

외부의 제2 자성체와 내부의 제1 자성체를 서로 자화 방향이 반대가 되도록 하면, 짐벌에서는 반지름 방향의 자기장이 발생할 수 있다. 이때, 미러에서는 제1 자성체의 자화 방향으로 자기장이 형성되어 미러면에 수직 방향으로 자기장이 형성 될 수 있다.If the magnetization direction of the external second magnetic material and the internal first magnetic material are opposite to each other, a radial magnetic field may be generated in the gimbal. In this case, in the mirror, a magnetic field may be formed in the magnetization direction of the first magnetic body, thereby forming a magnetic field in a direction perpendicular to the mirror surface.

도 5b는 미러의 움직임과 자기장의 방향을 나타낸 도면이고, 자기장의 방향으로 미러가 회전할 수 있다.5B is a diagram illustrating the movement of the mirror and the direction of the magnetic field, and the mirror may rotate in the direction of the magnetic field.

미러 내지 짐벌의 회전각 내지 회전속도를 증가시키려면 코일의 감은 수를 증가시킬 수 있다. 이때, 미러가 저진동수로 회전할 때 회전각을 측정하기 위하여 코일의 감은 수를 늘리거나 면적을 증가시키는 데는 한계가 있을 수 있는데, 코일을 미러 뿐만 아니라 짐벌에도 배치하여 미러의 움직임과 짐벌의 움직임을 함께 검출할 수 있다.To increase the rotation angle or rotation speed of the mirror or gimbal, the number of turns of the coil may be increased. In this case, when the mirror rotates at a low frequency, it may be limited to increase the number of windings or increase the area of the coil in order to measure the rotation angle. Motion can be detected together.

만약, 미러의 회전각이 커지면 미러와 자성체와의 간격이 줄어들 수 있고, 이때 미러가 자석과 가까워지는 부분은 자기장이 증가하고 멀어지는 부분은 자기장이 감소하게 되어 자력선속의 변화가 작아질 수 있다. 이때, 도 3b에 도시된 반원형의 코일은 자기장이 상쇄되는 것을 방지할 수 있는데, 미러가 자성체와 가까워질 때는 자기장이 증가하여 자력선속의 감소가 줄어드나 자성체로부터 멀어지는 경우 자기장이 감소하여 자력선속이 보다 크게 감소하여 더 큰 유도 기전력을 얻을 수 있다.If the rotation angle of the mirror is increased, the distance between the mirror and the magnetic body may be reduced. In this case, the magnetic field is increased in the part where the mirror is close to the magnet, and the magnetic field is decreased in the part where the mirror is close to the magnet. In this case, the semicircular coil shown in FIG. 3B can prevent the magnetic field from being canceled. When the mirror is close to the magnetic body, the magnetic field increases to decrease the magnetic flux, but when the mirror is moved away from the magnetic body, the magnetic field decreases to increase the magnetic flux. Can be reduced to obtain a larger induced electromotive force.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the above description has been made based on the embodiments, these are merely examples and are not intended to limit the present invention. Those skilled in the art to which the present invention pertains may not have been exemplified above without departing from the essential characteristics of the present embodiments. It will be appreciated that many variations and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified. And differences relating to such modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.

10, 210: 미러 21, 22: 제1 스프링
30: 짐벌 41, 42: 제2 탄성체
100, 200: 스캐닝 마이크로 미러
221, 222: 제1 탄성체 231,232: 제1,2 짐벌
241, 242: 제2 탄성체 251, 252, 270: 앵커
261~265, 275: 코일 271: 입력단 코일
272: 출력단 코일 280: 프레임
300: 자성체 310, 320: 제1,2 자성체10, 210: mirror 21, 22: first spring
30: gimbal 41, 42: second elastic body
100, 200: Scanning micro mirror
221, 222: first elastic body 231, 232: first, second gimbal
241, 242: second elastic body 251, 252, 270: anchor
261 to 265, 275: coil 271: input stage coil
272: output stage coil 280: frame
300: magnetic material 310, 320: first and second magnetic material

Claims (12)

제1 방향에서 서로 마주보는 한 쌍의 제1 탄성체의 사이에 배치되는 미러;
상기 한 쌍의 제1 탄성체를 통하여 상기 미러와 연결되는 짐벌(gimbal);
제2 방향에서 서로 마주보는 한 쌍의 제2 탄성체를 통하여 짐벌과 연결되는 한 쌍의 앵커; 및
상기 미러 상에 배치되는 코일; 및
상기 제1 탄성체 및 상기 미러의 배면과 마주보며 배치되는 자성체;를 포함하고,
상기 미러 상에 배치되는 코일은
상기 미러 상에 일측이 개방된 반원형의 형상으로 배치되어, 상기 자성체와의 거리에 대응되는 기전력이 유도되는 것을 특징으로 하는 스캐닝 마이크로 미러.A mirror disposed between the pair of first elastic bodies facing each other in the first direction;
A gimbal connected to the mirror through the pair of first elastic bodies;
A pair of anchors connected to the gimbal through a pair of second elastic bodies facing each other in a second direction; And
A coil disposed on the mirror; And
And a magnetic body facing the rear surface of the first elastic body and the mirror.
The coil disposed on the mirror
Scanning micro-mirror, characterized in that arranged on the mirror in a semicircular shape with one side open, the electromotive force corresponding to the distance to the magnetic material is induced. 제1 항에 있어서,
상기 코일은 상기 미러의 배면 상에 배치되는 스캐닝 마이크로 미러.According to claim 1,
And the coil is disposed on the back side of the mirror. 삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서, 상기 코일은,
상기 제2 탄성체, 짐벌 및 상기 제1 탄성체를 통하여 상기 미러 상에 연장되어 배치되는 스캐닝 마이크로 미러.The method of claim 1, wherein the coil,
And a scanning micromirror disposed on the mirror through the second elastic body, the gimbal, and the first elastic body. 제5 항에 있어서,
상기 짐벌은 내부의 제1 짐벌과 외부의 제2 짐벌을 포함하는 스캐닝 마이크로 미러.The method of claim 5,
The gimbal includes a first gimbal inside and a second gimbal outside. 제6 항에 있어서,
상기 코일은 상기 제2 짐벌의 서로 마주보고 서로 이격된 2개의 영역 상에 배치되는 스캐닝 마이크로 미러.The method of claim 6,
And the coil is disposed on two regions of the second gimbal facing each other and spaced apart from each other. 제7 항에 있어서,
상기 코일은 상기 제1 짐벌의 전 영역 상에 배치되는 스캐닝 마이크로 미러.The method of claim 7, wherein
And the coil is disposed over the entire area of the first gimbal. 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 자성체와 상기 미러는 기설정된 간격만큼 이격되어 배치되는 스캐닝 마이크로 미러.According to claim 1,
And the magnetic body and the mirror are spaced apart by a predetermined interval. 제1 항에 있어서,
상기 제1 방향과 제2 방향은 서로 수직인 스캐닝 마이크로 미러.According to claim 1,
And the first direction and the second direction are perpendicular to each other. 제2 항에 있어서,
상기 미러는 상기 제1 방향과 상기 제2 방향으로 회전할 수 있고, 상기 제1 방향의 회전 진동수과 상기 제2 방향의 회전 진동수가 서로 다른 스캐닝 마이크로 미러.The method of claim 2,
The mirror may be rotated in the first direction and the second direction, the scanning frequency of the rotation frequency in the first direction and the rotation frequency of the second direction is different from the scanning micro mirror.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020054995A1 (en) * 2018-09-13 2020-03-19 엘지전자 주식회사 Scanner, scanner module, and electronic device including same
CN110405339A (en) * 2019-06-28 2019-11-05 贺思源 Flexible PCB electromagnetism micro mirror, scanner and laser marking/engraving machine

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000081589A (en) 1998-07-09 2000-03-21 Olympus Optical Co Ltd Light deflector
JP2007312465A (en) 2006-05-16 2007-11-29 Omron Corp Drive unit, optical scanning device, and substance information detection device
JP2008170495A (en) 2007-01-09 2008-07-24 Canon Inc Oscillating body apparatus

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03264911A (en) * 1990-03-15 1991-11-26 Fujitsu Ltd Light beam control mechanism
KR100941798B1 (en) * 2008-09-17 2010-02-10 엘지전자 주식회사 Scanning micromirror
KR101191535B1 (en) * 2009-05-25 2012-10-15 엘지전자 주식회사 Scanning micromirror

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000081589A (en) 1998-07-09 2000-03-21 Olympus Optical Co Ltd Light deflector
JP2007312465A (en) 2006-05-16 2007-11-29 Omron Corp Drive unit, optical scanning device, and substance information detection device
JP2008170495A (en) 2007-01-09 2008-07-24 Canon Inc Oscillating body apparatus

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