KR100634009B1 - 좌굴형 액츄에이터 - Google Patents

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마사야 타무라
신지 코바야시
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가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

지지빔의 연결부위를 회전 지지부로서 구성함으로써, 가동체를 각 전환위치에 안정적으로 유지할 수 있는 구성으로 하여, 신뢰성을 높이도록 한다.
가동체(4)를, 기판(2), 각 고정부(6), 회전 지지부(8), 지지빔(7)에 의해 Y축 방향으로 변위 가능하게 지지하고, 가동체(4)를 제 1, 제 2 전환위치 사이에서 변위시킨다. 또한, 회전 지지부(8)는 방사상으로 배치한 암부(arm portions:9, 10, 11)에 의해 지지빔(7)을 회전 가능하게 지지하며, 가동체(4)가 변위할 때에는, 단부(7A)가 크게 굴곡하지 않더라도, 지지빔(7)이 회전할 수 있도록 한다. 이것에 의해, 제 1, 제 2 전환위치 사이에서 가동체(4)의 위치 에너지의 장벽(ΔE)을 크게 설정할 수 있으며, 전극(12∼15)에의 급전을 정지한 상태라도, 가동체(4)를 각 전환위치에 안정적으로 유지할 수 있다. 또한, 가동체(4)가 X축 방향으로 위치가 어긋나는 것을 암부(10)에 의해 방지할 수 있다.
광스위치, 가동체, 기판, 지지빔, 암부

Description

좌굴형 액츄에이터{Buckling actuator}
본 발명은 예를 들면 광스위치, 광셔터 등으로서 바람직하게 사용되며, 지지빔이 좌굴(座屈)함으로써 가동체를 2개의 전환위치 사이에서 변위시키는 구성으로 한 좌굴형 액츄에이터에 관한 것이다.
일반적으로, 좌굴형 액츄에이터는 가동체의 위치에 따라서 광로의 전환을 행하는 광스위치 등에 사용되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1, 2 참조).
이러한 종류의 종래기술에 따른 광스위치는, 기판과, 이 기판에 배치되어 일정한 변위방향으로 변위 가능하게 된 가동체와, 이 가동체를 지지하기 위하여 기판에 형성된 고정부와, 이 고정부와 상기 가동체 사이에 연결되며, 가동체의 변위방향에 대하여 좌굴(휨변형) 가능하게 형성된 복수개의 지지빔과, 가동체의 위치를 정전력에 의해 전환하는 전환기구에 의해 구성되어 있다.
그리고, 가동체는, 그 변위방향으로 연장되는 가늘고 긴 봉(棒)형상으로 형성되며, 가동체의 폭방향 양측에 배치된 각 지지빔에 의해 지지되어 있다. 또한, 가동체의 단부측에는 빛을 반사하는 미러부(mirror)가 형성되며, 가동체는 이 미러부가 광로로 진입하는 제 1 전환위치와, 미러부가 광로로부터 후퇴하는 제 2 전환위치 사이에서 변위한다. 또한, 전환기구는 기판과 가동체에 각각 형성된 빗살형상 전극에 의해 구성되며, 이들 전극간에 정전력을 발생함으로써, 가동체를 각 전환위치 사이에서 변위시켜서 광로를 전환하는 것이다.
여기에서, 특허문헌 1에 기재된 종래기술에서는, 예를 들면 가동체가 제 1 전환위치에 있을 때에, 각 지지빔이 실질적으로 S자형상을 이루는 초기상태로 유지되고, 가동체가 제 2 전환위치로 변위할 때에는, 각 지지빔이 좌굴하여 초기상태와 역방향의 실질적으로 S자형상이 됨으로써, 지지빔의 탄성력(스프링력(spring force))을 이용해서 가동체를 각 전환위치에 각각 유지하고 있다.
이 경우, 지지빔의 스프링력 등에 따라서 정해지는 가동체의 위치 에너지는, 예를 들면 지지빔이 초기상태인 제 1 전환위치에서 0이 되고, 가동체가 변위하는 도중에 지지빔이 크게 휨변형함으로써 최대값이 된다. 또한, 지지빔이 제 2 전환위치에서 역방향의 S자형상이 되었을 때에는, 그 스프링력이 역방향으로 작용하기 때문에, 가동체의 위치 에너지는 최대값보다도 감소한다. 따라서, 이 최대값이 제 1, 제 2 전환위치 사이에서 위치 에너지의 장벽이 됨으로써, 가동체를 개개의 전환위치에 유지할 수 있다.
또한, 특허문헌 2에 기재된 종래기술에서는, 가동체가 변위할 때에 도중에 지지빔의 양단부 사이의 거리가 짧아지는 것을 고려하여, 지지빔이 길이방향으로 변위 가능하게 되도록 구성하고 있다. 이 경우, 지지빔은 가동체에 형성된 세폭부(細幅部) 등에 연결되며, 이 세폭부가 가동체의 폭방향으로 휨변형함으로써, 지지빔이 필요에 따라서 길이방향으로 변위하는 구성으로 되어 있다.
특허문헌 1 : 미국특허 제6360033호 명세서
특허문헌 2 : 미국특허 제6303885호 명세서
그런데, 상술한 특허문헌 1 및 특허문헌 2와 같은 종래기술에서는, 가동체를 보다 안정적으로 2개의 전환위치로 이동해서, 안정적으로 유지하는 것이 중요하다. 그를 위해서는, 위치 에너지의 차이(후술하는 본 발명의 실시형태에 있어서, 도 8중에 종래기술로서 나타내는 위치 에너지의 장벽(ΔE′))를 크게 하는 것이 필요해진다.
그러나, 종래기술에서는, 빔의 지지부가 완전 구속상태이기 때문에, 위치 에너지의 장벽(ΔE′)을 크게 하는 설계가 어렵다. 장벽(ΔE′)이 작으면, 정전력을 인가하여, 가동체를 한쪽의 전환위치로 변위시키더라도, 가동체가 반동으로 초기위치로 되돌아가 버리거나, 외력에 의해 초기위치로 움직여 버린다고 하는 문제가 발생한다.
위치 에너지의 장벽(ΔE′)을 크게 해서 가동체를 안정적으로 구동·유지하기 위해서는, 지지빔의 경사 각도를 가동체의 수직방향에 대해서 보다 둔각으로 하여, 지지빔의 스프링력의 정(正;positive)·부(負;negative)의 영역을 각각 크게 하게 된다.
이 때문에, 종래기술에서는, 빗살 전극에 인가하는 전압을 크게 하지 않으면 안된다고 하는 문제가 있다. 또한, 본래 빗살의 길이방향으로만 가해지는 정전력이, 인가전압이 커짐으로써, 가공 변동 등에 의해 발생하는 정전력의 비대칭성의 영향으로, 그것과 수직인 방향성분의 정전력이 가동체에 가해져 버린다. 이 결과, 가동체의 빗살 전극이 기판측의 빗살 전극에 접촉해서, 전극간의 단락을 일으켜, 액츄에이터의 작동 불량을 초래한다고 하는 문제가 있다.
또한, 특허문헌 1의 1실시예 및, 특허문헌 2의 종래기술에서는, 지지빔이 길이방향, 즉 가동체의 폭방향으로 변위 가능하게 되어 있다. 이것은, 빔의 길이방향으로 가해지는 좌굴 하중을 완화해서, 가동체를 좌굴 위치로 변위시키기 위하여 필요한 힘을 저감할 수 있다고 하는 이점이 있다. 그러나, 가동체의 폭방향으로 움직이기 쉬운 구조이기 때문에, 반대로 전술한 빗살 전극의 접촉이라고 하는 문제를 일으키기 쉽다.
게다가, 종래기술에서는, 가동체가 변위하는 도중에 지지빔이 좌굴할 때에, 이 좌굴에 의한 지지빔의 스프링력을 경감하기 위하여, 가동체의 세폭부가 폭방향으로 휨변형한다. 이 결과, 가동체에 가해지는 스프링력이 변위 도중에 약해지면, 이 스프링력 등에 따라서 정해지는 위치 에너지의 최대값(위치 에너지의 장벽)이 작아진다.
이 때문에, 특허문헌 1 및 특허문헌 2의 종래기술에서는, 가동체가 위치 에너지의 장벽을 넘어서 제 1, 제 2 전환위치 사이에서 전환되기 쉬워지기 때문에, 예를 들면 외부로부터 약한 충격 등이 가해지는 것만으로도, 가동체의 위치가 제멋대로 전환되어 광스위치가 오동작할 우려가 발생해서, 신뢰성이 저하한다고 하는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 가동체를 일정한 방향으로 안정적으로 변위시킬 수 있으며, 전환위치간의 에너지 장벽을 크게 설정할 수 있음과 아울러, 단락이나 오동작 등을 방지해서 신뢰성을 향상할 수 있도록 한 좌굴형 액츄에이터를 제공하는 데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위해서 본 발명은, 기판과, 이 기판에 배치되어 일정한 변위방향으로 변위 가능하게 된 가동체와, 이 가동체를 지지하기 위하여 상기 기판에 형성된 고정부와, 이 고정부와 상기 가동체 사이에 좌굴 가능하게 연결되어 상기 가동체를 상기 변위방향으로 이간한 2개의 전환위치 중 어느 한쪽의 전환위치에 지지하는 지지빔과, 상기 가동체의 위치를 상기 각 전환위치 사이에서 전환하는 전환수단으로 이루어지는 좌굴형 액츄에이터에 적용된다.
그리고, 본 발명이 채용하는 구성의 특징은, 고정부와 지지빔의 연결부위 및 가동체와 지지빔의 연결부위 중 적어도 한쪽의 연결부위는, 서로 다른 방향으로 연장되는 3개이상의 암부(arm portions)로 이루어지며 상기 지지빔을 기판과 수직인 축선을 중심으로 해서 회전 가능하게 지지하는 회전 지지부로서 구성한 것에 있다.
본 발명에 따르면, 고정부와 지지빔의 연결부위 및 가동체와 지지빔의 연결부위 중 적어도 한쪽의 연결부위는 3개이상의 암부에 의해 지지빔을 회전 가능하게 지지하는 회전 지지부를 구성하였기 때문에, 가동체가 변위할 때에는, 회전 지지부의 각 암부가 지지빔의 단부를 중심으로 해서 회전방향으로 휨변형할 수 있으며, 지지빔이 한쪽 부재에 대하여 크게 절곡되도록 굴곡하지 않더라도, 이것을 회전 지지부에 의해 원활하게 회전시킬 수 있다.
따라서, 지지빔의 단부측을 크게 굴곡시키지 않아도 되기 때문에, 지지빔에 가해지는 굴곡시의 반력을 회전 지지부에 의해 경감할 수 있으며, 각 전환위치간의 위치 에너지의 장벽을 충분한 크기로 설정할 수 있다. 이것에 의해, 예를 들면 충격, 진동 등의 외력에 의해 가동체가 각 전환위치 사이에서 제멋대로 전환되는 것을 확실하게 저지할 수 있으며, 액츄에이터의 오동작 등을 방지하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 각 암부 중 적어도 1개의 암부는 예를 들면 가동체의 변위방향과 직교하는 방향 등으로 연장시켜서 형성할 수 있으며, 이 암부에 의해 지지빔을 통하여 가동체의 변위를 소정의 방향만으로 규제할 수 있다. 이것에 의해, 가동체가 소정의 변위방향에 대하여 옆쪽으로 위치가 어긋나는 것을 확실하게 방지할 수 있으며, 액츄에이터를 안정적으로 작동시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 회전 지지부의 각 암부는 지지빔의 단부를 중심으로 해서 실질적으로 T자형상으로 연장된 3개의 암부에 의해 구성해도 좋다.
이 경우, 본 발명에 따르면, 회전 지지부의 각 암부를 실질적으로 T자형상으로 연장된 3개의 암부에 의해 구성하였기 때문에, 이들 암부에 의해 지지빔을 회전 가능하게 지지할 수 있음과 아울러, 예를 들면 중앙의 암부를 가동체의 변위방향에 대하여 직교하는 방향 등으로 연장시킬 수 있다. 그리고, 이와 같은 간단한 형상에 의해 지지빔의 회전 동작과 가동체의 위치 어긋남 방지를 확실하게 행할 수 있으며, 가동체의 지지 구조를 간략화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 회전 지지부의 각 암부는 지지빔의 단부를 중심으로 해서 방사상으로 배치하는 구성이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 회전 지지부의 각 암부는 지지빔의 단부를 중심으로 해서 방사상으로 배치하는 구성으로 하였기 때문에, 이들 암부에 의해 지지빔을 회전 가능하게 지지할 수 있음과 아울러, 예를 들면 각 암부 중 어느 하나를 가동체의 변위방향에 대하여 직교하는 방향 등으로 연장시킬 수 있다. 이것에 의해, 필요에 따른 개수의 암부를 방사상으로 배치할 수 있으며, 회전 지지부에 충분한 강도를 줄 수 있다. 그리고, 이들 암부에 의해 지지빔을 안정적으로 지지할 수 있으며, 지지빔을 스무스하게 회전시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 고정부와 지지빔의 연결부위 및 가동체와 지지빔의 연결부위의 양방을 회전 지지부에 의해 구성하고, 이 각 회전 지지부에 의해 상기 지지빔의 양단측을 회전 가능하게 지지하는 구성으로 해도 좋다.
본 발명에 따르면, 고정부와 지지빔의 연결부위 및 가동체와 지지빔의 연결부위의 양방을 회전 지지부에 의해 구성하였기 때문에, 지지빔의 양단측을 각각의 회전 지지부에 의해 회전 가능하게 지지할 수 있으며, 이들 부위에서 지지빔이 고정부나 가동체에 대하여 크게 절곡되도록 굴곡하지 않더라도, 가동체를 변위시킬 수 있다. 이것에 의해, 가동체가 변위할 때에는, 지지빔으로부터 가동체에 가해지는 굴곡시의 반력을 2부위의 회전 지지부에 의해 경감할 수 있으며, 가동체의 각 전환위치 사이에 있어서의 위치 에너지의 장벽을 보다 크게 설정할 수 있음과 아울러, 액츄에이터를 안정적으로 전환할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 지지빔의 길이방향 도중부위에는 단부측보다도 높은 강성(剛性)을 갖는 강성부를 형성하는 구성이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 지지빔의 길이방향 도중부위에는 강성부를 형성하는 구성 으로 하였기 때문에, 가동체를 개개의 전환위치에, 보다 안정되게 유지할 수 있다. 이 경우, 지지빔의 도중부위를 강성부에 의해 휘기 어렵게 할 수 있기 때문에, 가동체가 변위할 때에 지지빔의 동작을 안정시킬 수 있다. 그리고, 이 휘기 어려운 지지빔에 의해 가동체의 각 전환위치 사이에 있어서의 위치 에너지의 장벽을 크게 설정할 수 있으며, 액츄에이터의 전환동작을 안정시킬 수 있다.
이 경우, 본 발명에서는, 강성부의 단면은 단부의 단면에 대하여 적어도 2배의 강성을 갖는 구성으로 해도 좋다.
본 발명에 따르면, 강성부의 단면을 단부의 단면에 대하여 적어도 2배의 강성을 갖는 구성으로 하였기 때문에, 강성부를 형성하지 않은 경우에 비하여, 가동체의 각 전환위치 사이에 있어서의 위치 에너지의 장벽(에너지차)을 예를 들면 1.3배정도 크게 할 수 있다.
한편, 본 발명에 따르면, 전환수단은 정전력에 의해 가동체를 변위시키는 구성으로 해도 좋다.
본 발명에 따르면, 전환수단은 정전력에 의해 가동체를 변위시키는 구성으로 하였기 때문에, 예를 들면 고정측의 전극과 가동측의 전극 사이에 정전력을 발생할 수 있으며, 간단한 구조에 의해 가동체의 위치를 전환할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 전환수단은 자력(磁力)에 의해 가동체를 변위시키는 구성으로 해도 좋다.
본 발명에 따르면, 전환수단은 자력에 의해 가동체를 변위시키는 구성으로 하였기 때문에, 예를 들면 자성재료 등에 의해 가동체를 형성하고, 이 가동체를 전 자석 등에 의해 자계의 방향에 따라서 변위시킬 수 있다. 이것에 의해, 예를 들면 가동체측에는 전극 등의 급전부위를 형성할 필요가 없어지고, 액츄에이터의 구조를 간략화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 가동체, 고정부, 지지빔, 회전 지지부 및 전환수단은 단결정의 실리콘 재료에 의해 구성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 가동체, 고정부, 지지빔, 회전 지지부 및 전환수단은 단결정의 실리콘 재료에 의해 구성하였기 때문에, 예를 들면 가동체, 고정부, 지지빔 등의 미세 구조물을 에칭가공 등에 의해 같은 공정에서 효율적으로 형성할 수 있으며, 그 가공 정밀도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 가동체는 기판에 형성된 광로에 대하여 전환위치에 따라 진퇴함으로써 상기 광로의 전환을 행하는 광스위치를 구성하고, 상기 가동체를 지지빔의 탄성력에 의해 상기 각 전환위치에 각각 유지하는 구성으로 해도 좋다.
본 발명에 따르면, 가동체는 광스위치를 구성하고, 지지빔의 탄성력에 의해 가동체를 각 전환위치에 유지하는 구성으로 하였기 때문에, 광스위치는 가동체를 2개의 전환위치 사이에서 변위시킴으로써, 광로를 전환할 수 있다. 그리고, 회전 지지부에 의해 각 전환위치간의 위치 에너지의 장벽을 충분한 크기로 설정할 수 있기 때문에, 전환수단을 정지한 상태라도, 지지빔의 탄성력에 의해 가동체를 원하는 전환위치에 유지할 수 있으며, 광스위치가 외력 등에 의해 제멋대로 전환되는 것을 확실하게 방지할 수 있음과 아울러, 신뢰성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 광스위치를 나타내는 정면도이다.
도 2는 도 1중의 화살표 II－II방향에서 본 광스위치의 단면도이다.
도 3은 도 1중의 고정부, 지지빔, 회전 지지부 등을 나타내는 요부 확대도이다.
도 4는 도 3중의 화살표 Ⅳ－Ⅳ방향에서 본 요부 확대 단면도이다.
도 5는 가동체, 미러부 등을 제 2 전환위치로 전환한 상태를 나타내는 광스위치의 정면도이다.
도 6은 도 5중의 고정부, 지지빔, 회전 지지부 등을 나타내는 요부 확대도이다.
도 7은 가동체의 변위량과 지지빔의 스프링력의 관계를 나타내는 특성선도이다.
도 8은 가동체의 변위량과 위치 에너지의 관계를 나타내는 특성선도이다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 광스위치를 도 3과 동일 위치에서 본 요부 확대도이다.
도 10은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 광스위치를 나타내는 정면도이다.
도 11은 도 10중의 고정부, 지지빔, 각 회전 지지부 등을 나타내는 요부 확대도이다.
도 12는 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 광스위치를 나타내는 요부 확대도이다.
도 13은 가동체의 변위량과 지지빔의 스프링력의 관계를 나타내는 특성선도이다.
도 14는 가동체의 변위량과 위치 에너지의 관계를 나타내는 특성선도이다.
도 15는 본 발명의 제 5 실시형태에 따른 광스위치를 나타내는 요부 확대도이다.
<부호의 설명>
1, 21, 31, 41, 51 : 광스위치 2 : 기판
3 : 광학장치 3A, 3B : 발광부
3C, 3D : 수광부(受光部) 4, 4′, 32 : 가동체
5 : 미러부 6, 22 : 고정부
6A, 22A, 32A : 오목부(recess) 7, 42 : 지지빔
7A, 7B, 42A, 42B : 단부 8, 23, 33, 37 : 회전 지지부
9∼11, 24∼28, 34∼36, 38∼40 : 암부(arm portion)
12∼15 : 전극(전환수단) 12A, 13A, 14A, 15A : 전극판
42C : 강성부 52 : 전자석(전환수단)
O-O : 축선
이하, 본 발명의 실시형태에 따른 좌굴형 액츄에이터를, 첨부 도면을 참조해서 상세히 설명한다.
여기에서, 도 1 내지 도 8은 제 1 실시형태를 나타내며, 본 실시형태에서는, 좌굴형 액츄에이터를 광스위치에 적용한 경우를 예로 들어서 서술한다.
도면 중, 1은 광스위치, 2는 이 광스위치(1)의 베이스가 되는 기판이며, 이 기판(2)은, 예를 들면 유리판 등에 의해 수밀리 정도 크기의 사각형상으로 형성되고, 서로 직교하는 X축, Y축 및 Z축 중, 예를 들면 X축과 Y축을 따라서 수평방향으로 연장되어 있다.
또한, 기판(2)의 표면측에는, 예를 들면 저저항의 단결정 실리콘 재료 등에 에칭가공을 실시함으로써, 후술하는 가동체(4), 미러부(5), 고정부(6), 지지빔(7), 회전 지지부(8)와, 광스위치(1)의 전환수단을 구성하는 후술하는 전극(12, 13, 14, 15)이 형성되어 있다.
3은 가동체(4) 등과 함께 기판(2)상에 형성된 광학장치로서, 이 광학장치(3)는, 광빔을 발사하는 발광부(3A, 3B)와, 이 광빔을 수광하는 수광부(受光部;3C, 3D)로 이루어지며, 이들에는 광파이버(도시하지 않음) 등이 각각 접속되어 있다. 그리고, 광스위치(1)는 가동체(4)의 전환위치에 따라 발광부(3A, 3B)와 수광부(3C, 3D) 사이에서 광빔의 입출력을 행하는 광로를 전환하는 것이다.
4는 기판(2)상에 형성된 가동체로서, 이 가동체(4)는, 도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 가늘고 긴 봉형상체(rod-like body)로 이루어지며, Y축 방향을 따라서 직선상으로 연장되어 있다. 또한, 가동체(4)는 기판(2)에 각 고정부(6), 지지빔(7) 및 회전 지지부(8)를 통하여 Y축 방향으로 변위 가능하게 지지되며, 이 상태에서 가동체(4), 미러부(5), 지지빔(7) 및 회전 지지부(8)는 기판(2)에 대하여 수직인 방향(Z축 방향)으로 이간하고 있다.
그리고, 가동체(4)는 후술하는 전극(12, 13) 또는 전극(14, 15) 중 어느 한쪽에 의해 구동됨으로써, Y축 방향의 한측(화살표 A방향) 또는 다른측(화살표 B방향)을 향해서 변위한다. 이것에 의해, 가동체(4)의 위치는 후술하는 미러부(5)가 광로로 진입하는 제 1 전환위치(도 1 참조)와, 미러부(5)가 광로로부터 후퇴하는 제 2 전환위치(도 5 참조) 사이에서 전환되는 것이다.
5는 가동체(4)의 단부측에 형성된 미러부로서, 이 미러부(5)는, 예를 들면 도금, 증착, 스퍼터 등의 수단을 사용해서 가동체(4)의 측면에 금속막을 형성함으로써 경면 다듬질되며, 광학장치(3)의 광로에 대하여 진퇴 가능하게 배치되어 있다.
그리고, 가동체(4)가 제 1 전환위치에 있을 때에는, 광빔이 미러부(5)에 의해 반사됨으로써, 광학장치(3)의 발광부(3A)와 수광부(3C) 사이, 및 발광부(3B)와 수광부(3D) 사이에서 각각 입출력된다. 또한, 가동체(4)가 제 2 전환위치에 있을 때에는, 발광부(3A)와 수광부(3D) 사이, 및 발광부(3B)와 수광부(3C) 사이에서 광빔이 각각 입출력되어, 광로가 전환된다.
6은 가동체(4)를 지지하기 위하여 기판(2)에 형성된 예를 들면 4개의 고정부로서, 이 각 고정부(6)는 가동체(4)를 사이에 두고 좌, 우방향(X축 방향)의 양측에 2개씩 배치되며, 전, 후방향(Y축 방향)으로 간격을 가지고 배치되어 있다.
여기에서, 고정부(6)는 도 3, 도 4에 나타내는 바와 같이, 기판(2)상에 돌출하는 실질적으로 コ자형상의 돌기물로서 형성되며, 그 내측에는, 가동체(4)에 면하여 개구하는 사각형상의 오목부(recess;6A)가 형성되어 있다. 또한, 각 고정부(6) 에는, 가동체(4)를 통하여 가동전극(13, 15)에 급전하기 위한 배선(도시하지 않음) 등이 접속되어 있다.
7은 각 고정부(6)와 가동체(4) 사이에 각각 형성된 예를 들면 4개의 지지빔으로서, 이 각 지지빔(7)은 도 1, 도 5에 나타내는 바와 같이, 가동체(4)의 변위방향에 대하여 직교하지 않는 방향(예를 들면, X축 방향과 Y축 방향에 이르는 경사방향)으로 연장되어 있다. 그리고, 각 지지빔(7)은 가동체(4)를 사이에 두고 X축 방향의 양측에 2개씩 배치되며, Y축 방향으로 간격을 가지고 배치됨과 아울러, 이들 전, 후, 좌, 우의 4부위에서 가동체(4)를 Y축 방향으로 변위 가능하게 지지하고 있다.
또한, 지지빔(7)은 그 기단측에 위치하는 단부(7A)가 후술하는 회전 지지부(8)를 통하여 고정부(6)에 연결되며, 그 선단측에 위치하는 단부(7B)가 가동체(4)에 연결되어 있다. 그리고, 지지빔(7)은 가동체(4)와 고정부(6) 사이에서 좌굴(휨변형) 가능하게 형성되며, 그 단부(7A, 7B)는 가동체(4)나 고정부(6)(회전 지지부(8))에 대하여 Y축 방향으로 굴곡 가능하게 되어 있다.
여기에서, 가동체(4)가 제 1 전환위치에 있는 상태에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 지지빔(7)이 제 1 전환위치측(화살표 A방향)으로 비스듬하게 연장된 상태로 유지되며, 이 때에 지지빔(7)은 그 휨변형이나 단부(7A, 7B)의 굴곡 등이 발생하고 있지 않은 초기상태로 되어 있다. 또한, 가동체(4)가 제 2 전환위치로 변위했을 때에는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 각 지지빔(7)은 단부(7A, 7B)가 굴곡함으로써, 제 2 전환위치측(화살표 B방향)을 향해서 비스듬하게 연장된 상태가 된다.
이 경우, 지지빔(7)으로부터 가동체(4)에 가해지는 탄성력(스프링력)은 후술하는 도 7에 나타내는 바와 같이, 가동체(4)가 제 1 전환위치로부터 제 2 전환위치를 향해서 변위할 때에, 그 도중위치까지는 가동체(4)를 제 1 전환위치로 되돌리는 방향(화살표 A방향)으로 부세(付勢;bias)하고, 가동체(4)가 제 2 전환위치 근방에 도달하면, 이것을 제 2 전환위치를 향해서 부세하는 방향(화살표 B방향)으로 변화한다.
이것에 의해, 지지빔(7)은 가동체(4)가 제 1, 제 2 전환위치 중 어느 곳에 있는 경우라도, 그 스프링력에 의해 가동체(4)를 개개의 전환위치에 유지할 수 있으며, 광스위치(1)는 전극(12∼15) 등에의 급전을 정지한 상태라도, 가동체(4)를 원하는 전환위치에 유지할 수 있는 자기 유지형의 광스위치로서 구성되어 있다.
8은 각 고정부(6)의 오목부(6A)와 지지빔(7)의 단부(7A) 사이에 각각 형성된 예를 들면 4개의 회전 지지부를 나타내고, 이 각 회전 지지부(8)는, 도 3, 도 4에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 3개의 휨변형 가능한 암부(9, 10, 11)로 이루어지며, 고정부(6)와 지지빔(7)의 연결부위를 구성하고 있다. 그리고, 이들 암부(9, 10, 11)는 전체로서 실질적으로 T자형상으로 형성되며, 고정부(6)의 오목부(6A)와 지지빔(7)의 단부(7A) 사이에 연결됨과 아울러, Z축 방향으로 연장되는 축선(O-O)(축심(O))을 중심으로 해서 지지빔(7)을 회전 가능하게 지지하는 것이다.
여기에서, 암부(9∼11)는 지지빔(7)의 단부(7A)로부터 서로 다른 방향으로 연장되어 형성되며, 단부(7A)에 위치하는 축심(O)을 중심으로 해서 방사상으로 배치되어 있다. 그리고, 암부(9∼11) 중 도 3중에서 지지빔(7)의 전, 후에 위치하는 2개의 암부(9, 11)는 Y축 방향을 따라서 직선상으로 연장되어 있다.
또한, 좌측에 위치하는 암부(10)는 가동체(4)의 변위방향과 직교하는 X축 방향으로 직선상으로 연장되어 형성되며, 지지빔(7)을 통하여 가동체(4)의 변위를 Y축 방향만으로 규제하고 있다. 이것에 의해, 가동체(4)와 미러부(5)는 암부(10)의 규제에 의해 X축 방향(가동체(4)의 폭방향)으로 위치가 어긋나기 어렵게 되어, Y축 방향으로 안정적으로 변위할 수 있다.
그리고, 가동체(4)가 제 1 전환위치에 있을 때에는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 암부(9∼11)가 휨변형하고 있지 않은 초기상태로 유지되어 있다. 또한, 가동체(4)가 제 2 전환위치를 향해서 변위할 때에, 회전 지지부(8)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 지지빔(7)의 단부(7A)가 회전 지지부(8)에 대하여 화살표 B방향으로 굴곡함에 따라서 암부(9∼11)가 활형상으로 휨변형함으로써, 단부(7A)가 크게 굴곡하지 않더라도, 지지빔(7)을 축심(O) 주위에서 회전시킬 수 있다.
이것에 의해, 회전 지지부(8)는 후술하는 바와 같이 지지빔(7)의 단부(7A)가 굴곡할 때에 고정부(6)측으로부터 받는 반력(회전 구속력)을 경감함으로써, 가동체(4)를 제 2 전환위치에 안정적으로 유지하는 것이다.
한편, 12는 가동체(4)의 좌, 우 양측에 위치해서 기판(2)에 형성된 제 1 고정전극, 13은 이 각 고정전극(12)에 대향해서 가동체(4)에 형성된 제 1 가동전극으로서, 이들 고정전극(12)과 가동전극(13)은, 각각 빗살형상으로 형성되어 서로 틈을 가지고 맞물리는 복수개의 전극판(12A, 13A)을 갖고 있다.
그리고, 제 1 전극(12, 13)은 외부로부터 급전되어 각 전극판(12A, 13A) 사 이에 Y축 방향(화살표 A방향)의 정전력을 발생시킴으로써, 가동체(4)를 제 1 전환위치로 변위시킨다.
14는 기판(2)의 좌, 우 양측에 형성된 제 2 고정전극, 15는 이 각 고정전극(14)에 대향해서 가동체(4)에 형성된 제 2 가동전극으로서, 이들 고정전극(14)과 가동전극(15)은 제 1 전극(12, 13)과 거의 동일하게, 서로 맞물리는 복수의 전극판(14A, 15A)을 갖고 있지만, Y축 방향에 대하여 전극(12, 13)과 역방향으로 배치되어 있다. 그리고, 제 2 전극(14, 15)은 각 전극판(14A, 15A)간의 정전력에 의해 가동체(4)를 제 2 전환위치로 변위시키는 것이다.
다음으로, 도 7 및 도 8을 참조하면서, 가동체(4)의 변위량, 위치 에너지, 지지빔(7)의 스프링력 등의 관계에 대하여 설명한다. 이들 도면중에 있어서, 가동체(4)의 변위량과 위치 에너지는 제 1 전환위치를 기준(영)으로 하고, 지지빔(7)의 스프링력은 도 1중의 화살표 A방향을 정(正;positive), 화살표 B방향을 부(負;negative)로 하고 있다.
우선, 가동체(4)가 제 1 전환위치로부터 제 2 전환위치로 변위할 때에는, 최초에 지지빔(7)이 화살표 A방향으로 경사진 상태로 좌굴하고, 그 후에 화살표 B방향으로 경사진 상태가 된다. 이 때문에, 지지빔(7)의 스프링력은, 도 7에 나타내는 바와 같이, 최초에 가동체(4)에 대하여 정방향으로 가해지고, 변위의 도중위치로부터 부의 방향으로 가해지게 되어, 제 2 전환위치에서 최소가 된다(화살표 B방향에 대하여 최대가 된다).
이 때, 가동체(4)의 위치 에너지는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 스프링력과 함께 증대해서 변위의 도중위치에서 최대값(Emax)이 된 후에, 스프링력이 작아짐에 따라서 감소하고, 제 2 전환위치에서는 최대값(Emax)보다도 작은 극소값(Emin)이 된다.
이와 같이, 제 1, 제 2 전환위치 사이에는, 하기 수학식 1에 나타내는 바와 같이 최대값(Emax)과 극소값(Emin)의 차이인 위치 에너지의 장벽(ΔE)이 존재하고, 가동체(4)는 전극(12, 13)간의 정전력에 의해 지지빔(7)의 스프링력에 저항하여 장벽(ΔE)을 넘지 않는 한, 제 1 전환위치로 되돌아가는 일이 없기 때문에, 가동체(4)를 제 2 전환위치에 안정적으로 유지할 수 있다.
ΔE＝Emax－Emin
한편, 가동체(4)가 제 1 전환위치로부터 제 2 전환위치로 변위할 때에, 지지빔(7)의 단부(7A)는 화살표 B방향으로 절곡되도록 굴곡한다. 이 때, 회전 지지부(8)는 단부(7A)를 회전시킬 수 있기 때문에, 단부(7A)가 굴곡함으로써 받는 반력(회전 구속력)을 경감할 수 있다.
이것에 의해, 본 실시형태에서는, 예를 들면 도 7중에 이점쇄선으로 나타내는 종래기술과 비교해서, 가동체(4)가 변위할 때에 지지빔(7)의 스프링력이 부(負)가 되는 영역을 넓힐 수 있다. 이 결과, 위치 에너지의 장벽(ΔE)을, 예를 들면 도 8중의 이점쇄선으로 나타내는 종래기술의 장벽(ΔE′)과 비교해서, 충분히 크게 할 수 있으며, 가동체(4)를 제 2 전환위치에 안정적으로 유지할 수 있다.
본 실시형태에 따른 광스위치(1)는 상술과 같은 구성을 갖는 것으로서, 다음 에 그 작동에 대하여 설명한다.
우선, 가동체(4)가 제 1 전환위치에 있을 때에, 제 2 고정전극(14)과 가동전극(15) 사이에 직류전압을 인가하면, 이들 사이에 Y축 방향의 정전력이 발생하고, 가동체(4)는 이 정전력에 의해 지지빔(7)의 스프링력에 저항해서 화살표 B방향으로 변위한다. 그리고, 가동체(4)가 어느 정도 변위하고, 지지빔(7)의 스프링력이 화살표 B방향으로 변화하면, 가동체(4)는 위치 에너지의 장벽(ΔE)을 넘어서 제 2 전환위치에 도달한다.
이것에 의해, 가동체(4)는 지지빔(7)의 스프링력에 의해 제 2 전환위치에 밀어붙여진 상태가 된다. 이 경우, 제 1, 제 2 전환위치 사이에는, 지지빔(7)과 회전 지지부(8)에 의해 큰 위치 에너지의 장벽(ΔE)이 형성되어 있기 때문에, 전극(14, 15)에의 급전을 정지하더라도, 충격 등의 외력에 대하여 가동체(4)를 제 2 전환위치에 안정적으로 유지할 수 있으며, 광학장치(3)의 광로를 원활하게 전환할 수 있다.
또한, 가동체(4)가 제 2 전환위치에 있을 때에, 제 1 고정전극(12)과 가동전극(13) 사이에 직류전압을 인가하면, 가동체(4)는 이들 전극(12, 13)간에 발생하는 정전력에 의해 지지빔(7)의 스프링력에 저항해서 화살표 A방향으로 변위하고, 위치 에너지의 장벽(ΔE)을 넘어서 제 1 전환위치로 복귀한다.
이것에 의해, 가동체(4)는 지지빔(7)의 스프링력에 의한 위치 에너지가 가장 낮은 초기상태가 되며, 화살표 B방향으로 약간이라도 변위하면, 지지빔(7)으로부터 되돌림 방향의 스프링력을 받도록 되기 때문에, 전극(12, 13)에의 급전을 정지하더 라도, 가동체(4)를 제 1 전환위치에 안정적으로 유지할 수 있다.
그리고, 이들 전환동작에 있어서, 가동체(4), 미러부(5), 가동전극(13, 15) 등의 부재는 회전 지지부(8)의 암부(10)에 의해 X축 방향으로의 변위(위치 어긋남)를 규제받고 있기 때문에, 예를 들면 진동 등이 기판(2)에 가해지는 경우라도, 이들 부재를 Y축 방향에 대하여 안정적으로 변위시킬 수 있다.
이렇게 해서, 본 실시형태에 따르면, 각 고정부(6)와 지지빔(7)의 연결부위를, 지지빔(7)의 단부(7A)를 회전 가능하게 지지하는 회전 지지부(8)에 의해 구성하였기 때문에, 가동체(4)가 변위할 때에는, 지지빔(7)의 단부(7A) 등이 크게 굴곡하지 않더라도, 지지빔(7)을 축선(O-O) 주위에서 원활하게 회전시킬 수 있다.
이것에 의해, 지지빔(7)의 굴곡동작을 회전 지지부(8)에 의해 보상할 수 있으며, 단부(7A)를 크게 굴곡시키지 않아도 되기 때문에, 지지빔(7)에 가해지는 굴곡시의 반력(회전 구속력)을 경감할 수 있다. 이 결과, 제 2 전환위치측에서 지지빔(7)의 스프링력이 부(負)가 되는 영역을 넓힐 수 있으며, 각 전환위치 사이에 있어서의 위치 에너지의 장벽(ΔE)을 충분한 크기로 설정할 수 있다.
따라서, 전극(12∼15)에의 급전을 정지한 상태라도, 지지빔(7)의 스프링력에 의해 가동체(4)를 원하는 전환위치에 안정적으로 유지할 수 있으며, 예를 들면 충격, 진동 등의 외력에 의해 가동체(4)가 각 전환위치 사이에서 제멋대로 전환되는 것을 확실하게 저지할 수 있음과 아울러, 광스위치(1)의 오동작 등을 방지해서 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 예를 들면 암부(10)를 가동체(4)의 변위방향과 직교하는 X축 방향으로 연장시켜서 형성할 수 있기 때문에, 가동체(4)를 각 전환위치 사이에서 구동할 때에는, 가동체(4)나 미러부(5)가 X축 방향으로 위치가 어긋나거나, 가동전극(13, 15)이 고정전극(12, 14)에 접촉하는 것을 암부(10)에 의해 확실하게 방지할 수 있으며, 광스위치(1)를 안정적으로 작동시킬 수 있다.
이 경우, 회전 지지부(8)를 3개의 암부(9, 10, 11)에 의해 T자형상으로 형성하였기 때문에, 이와 같은 간단한 형상에 의해 지지빔(7)의 회전동작과 가동체(4)의 위치 어긋남 방지를 확실하게 행할 수 있으며, 그 지지구조를 간략화할 수 있다.
한편, 가동체(4)의 위치를 정전력에 의해 전환하도록 하였기 때문에, 예를 들면 가동체(4)와 동일한 재료를 사용해서 빗살형상의 전극(12, 13, 14, 15)을 형성하는 것만으로, 이들 전극간에 정전력을 발생해서 가동체(4)를 변위시킬 수 있으며, 가동체(4)를 간단한 구조로 구동할 수 있다.
그리고, 가동체(4), 고정부(6), 지지빔(7), 회전 지지부(8), 전극(12, 13, 14, 15) 등을 단결정의 실리콘 재료에 의해 형성하였기 때문에, 이들 미세 구조물을 동일한 공정에서 효율적으로 형성할 수 있으며, 그 가공 정밀도를 높일 수 있다.
다음으로, 도 9는 본 발명에 따른 제 2 실시형태를 나타내며, 본 실시형태의 특징은 회전 지지부를 방사상으로 배치한 4개이상의 암부에 의해 구성한 것에 있다. 한편, 본 실시형태에서는 상기 제 1 실시형태와 동일한 구성요소에 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.
21은 광스위치로서, 이 광스위치(21)는 제 1 실시형태와 거의 동일하게, 기판(2), 가동체(4), 지지빔(7), 전극(도시하지 않음)과, 후술하는 고정부(22), 회전 지지부(23)를 포함해서 구성되어 있다.
22는 가동체(4)를 지지하기 위하여 기판(2)상에 돌출되어 형성된 예를 들면 4개의 고정부(1개만 도시)로서, 이 각 고정부(22)에는, 제 1 실시형태와 거의 동일하게, 가동체(4)에 면하여 개구하는 반원형상의 오목부(22A)가 형성되어 있다.
23은 각 고정부(22)의 오목부(22A)와 지지빔(7)의 단부(7A) 사이에 각각 형성된 회전 지지부를 나타내며, 이 각 회전 지지부(23)는 제 1 실시형태와 거의 동일하게, 고정부(22)와 지지빔(7)의 연결부위를 구성하고 있고, Z축 방향으로 연장되는 축선(O-O)(축심(O))을 중심으로 해서 지지빔(7)을 회전 가능하게 지지하는 것이다.
그러나, 회전 지지부(23)는 예를 들면 4개이상(도면중에는 5개의 경우를 예시)의 휨변형 가능한 암부(24, 25, 26, 27, 28)에 의해 구성되어 있다. 그리고, 이들 암부(24∼28)는 지지빔(7)의 단부(7A)로부터 서로 다른 방향으로 연장되어 형성되며, 단부(7A)에 위치하는 축심(O)을 중심으로 해서 방사상으로 배치됨과 아울러, 고정부(6)의 오목부(6A)와 지지빔(7)의 단부(7A) 사이에 연결되어 있다.
또한, 암부(24∼28) 중 도 9중에서 지지빔(7)의 전, 후에 위치하는 2개의 암부(24, 28)는 Y축 방향을 따라서 직선상으로 연장되어 있다. 또한, 좌측에 위치하는 암부(26)는 가동체(4)의 변위방향과 직교하는 X축 방향으로 직선상으로 연장되어 형성되며, 암부(25, 27)는 X축 방향에 대하여 비스듬하게 연장됨과 아울러, 이 들 암부(25, 26, 27)는 가동체(4)와 지지빔(7)이 X축 방향으로 변위하는 것을 규제하고 있다.
그리고, 가동체(4)가 제 1 전환위치로부터 제 2 전환위치로 변위할 때에, 회전 지지부(23)는 제 1 실시형태와 거의 동일하게, 암부(24∼28)가 활형상으로 휨변형함으로써, 지지빔(7)의 단부(7A)를 크게 굴곡시키지 않고, 지지빔(7)을 축심(O) 주위에서 회전시키는 것이다.
이렇게 해서, 이와 같이 구성되는 본 실시형태에서도, 제 1 실시형태와 거의 동일한 작용효과를 얻을 수 있다. 특히, 본 실시형태에서는, 회전 지지부(23)를 방사상으로 배치한 암부(24, 25, 26, 27, 28)에 의해 구성하였기 때문에, 필요에 따른 개수의 암부(24∼28)를 축심(O) 주위에 방사상으로 배치할 수 있으며, 회전 지지부(23)에 충분한 강도를 갖게 할 수 있다. 그리고, 이들 암부(24∼28)에 의해 지지빔(7)을 안정적으로 지지할 수 있으며, 축심(O)을 중심으로 해서 지지빔(7)을 스무스하게 회전시킬 수 있다.
다음으로, 도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 제 3 실시형태를 나타내며, 본 실시형태의 특징은 회전 지지부를 고정부와 가동체의 양방에 형성하고, 지지빔의 양단측을 회전 가능하게 지지하는 구성으로 한 것에 있다. 한편, 본 실시형태에서는 상기 제 1 실시형태와 동일한 구성요소에 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.
31은 광스위치로서, 이 광스위치(31)는 제 1 실시형태와 거의 동일하게, 기판(2), 고정부(6), 지지빔(7), 전극(12∼15)과, 후술하는 가동체(32)를 갖고 있다. 그러나, 각 지지빔(7)의 양단측에는, 회전 지지부(33, 37)가 각각 배치되어 있다.
32는 기판(2)에 형성된 봉(棒)형상의 가동체로서, 이 가동체(32)는 제 1 실시형태와 거의 동일하게, 그 단부측에 미러부(5)가 형성되며, 기판(2)에 각 고정부(6), 지지빔(7) 및 회전 지지부(33, 37)를 통하여 Y축 방향으로 변위 가능하게 지지되어 있다. 또한, 가동체(32)는 각 지지빔(7)을 연결하는 4군데의 부위가 제 1 실시형태와 비교해서 X축 방향으로 굵은 폭으로 형성되며, 이들 부위에는, 오목부(32A)가 각각 형성되어 있다.
33은 각 고정부(6)의 오목부(6A)와 지지빔(7)의 단부(7A) 사이에 각각 형성된 예를 들면 4개의 기판측 회전 지지부를 나타내며, 이 각 기판측 회전 지지부(33)는, 제 1 실시형태에 따른 회전 지지부(8)와 거의 동일하게, 고정부(6)와 지지빔(7)의 연결부위를 구성하고 있다. 그리고, 기판측 회전 지지부(33)는 예를 들면 3개의 휨변형 가능한 암부(34, 35, 36)에 의해 전체로서 실질적으로 T자형상으로 형성되며, 이들 암부(34, 35, 36)는 축선(O-O)(축심(O))을 중심으로 해서 지지빔(7)의 단부(7A)측을 회전 가능하게 지지하는 것이다.
37은 가동체(32)의 각 오목부(32A)와 지지빔(7)의 단부(7B) 사이에 각각 형성된 예를 들면 4개의 가동체측 회전 지지부를 나타내며, 이 각 가동체측 회전 지지부(37)는, 도 11에 나타내는 바와 같이, 기판측 회전 지지부(33)와 거의 동일하게, 예를 들면 3개의 휨변형 가능한 암부(38, 39, 40)에 의해 실질적으로 T자형상으로 형성되어 있다. 그리고, 가동체측 회전 지지부(37)는 가동체(32)와 지지빔(7)의 연결부위를 구성하고 있으며, Z축 방향으로 연장되는 축선(축심(O′))을 중심으 로 해서 지지빔(7)의 단부(7B)측을 회전 가능하게 지지하고 있다.
여기에서, 암부(38, 39, 40)는 지지빔(7)의 단부(7B)로부터 서로 다른 방향으로 연장되어 형성되며, 단부(7B)에 위치하는 축심(O′)을 중심으로 해서 방사상으로 배치됨과 아울러, 가동체(32)의 오목부(32A)와 지지빔(7)의 단부(7B) 사이에 연결되어 있다. 또한, 암부(38∼40) 중에서 도 11중의 좌측에 위치하는 암부(39)는 X축 방향으로 직선상으로 연장되어 형성되며, 가동체(32)와 지지빔(7)이 X축 방향으로 변위하는 것을 규제하고 있다.
그리고, 가동체(4)가 제 1 전환위치로부터 제 2 전환위치로 변위할 때에는, 기판측 회전 지지부(33)의 암부(34∼36)가 지지빔(7)의 단부(7A)를 축심(O) 주위에서 회전시킴과 아울러, 가동체측 회전 지지부(37)의 암부(38∼40)가 지지빔(7)의 단부(7B)를 축심(O′) 주위에서 회전시킴으로써, 이들 단부(7A, 7B)가 굴곡시에 받는 반력을 경감하는 것이다.
이렇게 해서, 이와 같이 구성되는 본 실시형태에서도, 제 1 실시형태와 거의 동일한 작용효과를 얻을 수 있다. 특히, 본 실시형태에서는, 고정부(6)와 지지빔(7)의 연결부위를 기판측 회전 지지부(33)에 의해 구성하고, 가동체(32)와 지지빔(7)의 연결부위를 가동체측 회전 지지부(37)에 의해 구성하였기 때문에, 지지빔(7)의 단부(7A, 7B)를 각각의 회전 지지부(33, 37)에 의해 회전 가능하게 지지할 수 있다.
이것에 의해, 지지빔(7)으로부터 가동체(32)에 가해지는 굴곡시의 반력(회전 구속력)을 보다 경감할 수 있기 때문에, 제 1, 제 2 전환위치 사이에서 위치 에너 지의 장벽(ΔE)을 더욱 크게 설정할 수 있으며, 광스위치(31)의 전환동작을 안정시킬 수 있다.
다음으로, 도 12 내지 도 14는 본 발명에 따른 제 4 실시형태를 나타내며, 본 실시형태의 특징은 지지빔의 길이방향 도중부위에 강성부를 형성하는 구성으로 한 것에 있다. 한편, 본 실시형태에서는 상기 제 1 실시형태와 동일한 구성요소에 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.
41은 광스위치로서, 이 광스위치(41)는 제 1 실시형태와 거의 동일하게, 기판(2), 가동체(4), 고정부(6), 회전 지지부(8), 전극(도시하지 않음)과, 후술하는 지지빔(42)을 포함해서 구성되어 있다.
42는 각 고정부(6)와 가동체(4) 사이에 각각 형성된 예를 들면 4개의 지지빔(2개만 도시)으로서, 이 각 지지빔(42)은 제 1 실시형태와 거의 동일하게, 예를 들면 X축 방향과 Y축 방향에 걸쳐 비스듬하게 연장되어 형성되며, 가동체(4)를 Y축 방향으로 변위 가능하게 지지하고 있다. 그리고, 지지빔(42)은 그 기단측에 위치하는 단부(42A)가 회전 지지부(8)를 통하여 고정부(6)에 연결되며, 그 선단측에 위치하는 단부(42B)가 가동체(4)에 연결되어 있다.
그러나, 지지빔(42)의 길이 중간 부위에는, 예를 들면 단부(42A, 42B) 근처의 부위보다도 굵은 폭으로 형성된 강성부(42C)가 형성되며, 이 강성부(42C)는 다른 부위보다도 휨변형하기 어렵도록 높은 강성을 갖고 있다.
이렇게 해서, 이와 같이 구성되는 본 실시형태에서도, 제 1 실시형태와 거의 동일한 작용효과를 얻을 수 있다. 특히, 본 실시형태에서는, 지지빔(42)의 길이 중 간 부위에 굵은 폭의 강성부(42C)를 형성하는 구성으로 하였기 때문에, 이 강성부(42C)에 의해 지지빔(42)을 간단하게 휘기 어려운 구조로 할 수 있으며, 이것에 의해 제 1, 제 2 전환위치 사이에서 위치 에너지의 장벽(ΔE)을 크게 설정할 수 있음과 아울러, 광스위치(31)의 전환동작을 안정시킬 수 있다.
또한, 발명자들이 심도깊게 검토한 결과, 강성부(42C)의 단면의 강성을 단부(42B)의 단면의 강성에 대하여 2배이상의 값으로 설정한 경우에는, 강성부를 형성하지 않는 경우 비교예에 비하여, 위치 에너지의 장벽(ΔE)(에너지차)을 1.3배정도까지 확대할 수 있는 것을 알 수 있었다. 이 경우, 예를 들면 도 13중에 이점쇄선으로 나타내는 비교예와 비교해서, 가동체(4)가 변위할 때에 지지빔(42)의 스프링력의 최대값이 크고, 최소값이 작아지기 때문에, 변위에 필요한 힘은 증대해 버린다. 그러나, 위치 에너지의 장벽(ΔE)은, 예를 들면 도 14중에 이점쇄선으로 나타내는 비교예의 장벽(ΔE′)과 비교해서, 1.3배정도까지 확대할 수 있는 것이 확인되었다. 한편, 도 13 및 도 14는, 단부(42B)의 폭치수를 4㎛, 강성부(42C)의 폭치수를 5㎛로 하고, 강성부(42C)의 길이치수를 지지빔(42) 전체의 길이치수에 대하여 65%정도로 설정했을 때의 결과를 나타내고 있다.
다음으로, 도 15는 본 발명에 따른 제 5 실시형태를 나타내며, 본 실시형태의 특징은 가동체의 위치를 자력(磁力)에 의해 전환하는 구성으로 한 것에 있다. 한편, 본 실시형태에서는 상기 제 1 실시형태와 동일한 구성요소에 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.
51은 광스위치로서, 이 광스위치(51)는 제 1 실시형태와 거의 동일하게, 기 판(2), 가동체(4′), 고정부(6), 지지빔(7), 회전 지지부(8)를 포함해서 구성되어 있다. 그러나, 가동체(4′)는 자성재료에 의해 형성되며, 제 1 실시형태에서 사용한 정전력 발생용의 전극(12∼15)은 폐지되어 있다.
52는 가동체(4′)의 단부측에 위치해서 기판(2)에 형성된 전환수단으로서의 전자석으로서, 이 전자석(52)은 외부로부터 급전됨으로써 전류의 극성 등에 따른 자력(자계)을 발생하고, 이 자력에 의해 가동체(4′)를 변위시킨다.
이 경우, 전자석(52)은, 예를 들면 일정한 방향의 전류를 급전받을 때에, 가동체(4′)와 반발하는 방향의 자계를 발생하여, 가동체(4′)를 제 1 전환위치로 변위시킴과 아울러, 이것과 역방향의 전류를 급전받을 때에는, 가동체(4′)를 자기적으로 흡인해서 제 2 전환위치로 변위시키는 것이다.
이렇게 해서, 이와 같이 구성되는 본 실시형태에서도, 제 1 실시형태와 거의 동일한 작용효과를 얻을 수 있다. 특히, 본 실시형태에서는, 가동체(4′)를 전자석(52)에 의해 전환하는 구성으로 하였기 때문에, 가동체(4)측에는 전극 등의 급전부위를 형성할 필요가 없어지며, 광스위치(51)의 구조를 간략화할 수 있다.
한편, 상기 각 실시형태에 있어서, 제 1 실시형태에서는, 가동체(4)와 고정부(6) 중에서 고정부(6)측에 회전 지지부(8)를 형성하는 구성으로 하고, 제 3 실시형태에서는, 고정부(6)와 가동체(32)의 양방에 회전 지지부(33, 37)를 형성하는 구성으로 하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한하지 않으며, 예를 들면 고정부측의 회전 지지부를 생략하고, 가동체측에만 회전 지지부를 형성하는 구성으로 해도 좋다.
또한, 실시형태에서는, 3개 또는 5개의 암부를 갖는 회전 지지부를 예로 들 어서 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한하지 않으며, 예를 들면 4개의 암부, 또는 6개이상의 암부를 갖는 회전 지지부를 사용하는 구성으로 해도 좋다.
또한, 본 발명은 제 2 내지 제 5 실시형태 중 어느 2개이상의 실시형태를 자유롭게 조합하는 구성으로 해도 좋은 것이며, 예를 들면 제 2 실시형태에서 사용한 회전 지지부(23)를 지지빔의 양단측에 형성하고, 이 지지빔의 도중에 강성부를 형성하는 구성으로 하거나, 또한 가동체를 자력에 의해 변위시키는 구성으로 해도 좋다.
또한, 실시형태에서는, 전환수단으로서 정전력 또는 자력을 사용하는 구성으로 하였으나, 본 발명은 이에 한하지 않으며, 예를 들면 압전력을 사용하는 구성으로 해도 좋다.
또한, 실시형태에서는, 좌굴형 액츄에이터를 광스위치에 적용하는 경우를 예로 들어서 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한하지 않으며, 가동체를 2개의 안정된 전환위치에 유지하는 기구를 갖는 각종의 좌굴형 액츄에이터, 및 이와 같은 좌굴형 액츄에이터를 이용한 디바이스 모두에 적용할 수 있다.

Claims (10)

  1. 기판과, 상기 기판에 배치되어 일정한 변위방향으로 변위 가능하게 된 가동체와, 상기 가동체를 지지하기 위하여 상기 기판에 형성된 고정부와, 상기 고정부와 상기 가동체 사이에 좌굴(座屈) 가능하게 연결되어 상기 가동체를 상기 변위방향으로 이간한 2개의 전환위치 중 어느 한쪽의 전환위치에 지지하는 지지빔과, 상기 가동체의 위치를 상기 각 전환위치 사이에서 전환하는 전환수단으로 이루어지는 좌굴형 액츄에이터로서,
    상기 고정부와 지지빔의 연결부위 및 상기 가동체와 지지빔의 연결부위 중에서 적어도 한쪽의 연결부위는 서로 다른 방향으로 연장되는 3개이상의 암부(arm portions)로 이루어지며 상기 지지빔을 상기 기판과 수직인 축선을 중심으로 해서 회전 가능하게 지지하는 회전 지지부를 구성한 것을 특징으로 하는 좌굴형 액츄에이터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 회전 지지부의 각 암부는 상기 지지빔의 단부를 중심으로 해서 실질적으로 T자형상으로 연장된 3개의 암부인 좌굴형 액츄에이터.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 회전 지지부의 각 암부는 상기 지지빔의 단부를 중심으로 해서 방사상으로 배치하여 이루어지는 좌굴형 액츄에이터.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정부와 지지빔의 연결부위 및 상기 가동체와 지지빔의 연결부위의 양방을 상기 회전 지지부에 의해 구성하고, 상기 각 회전 지지부에 의해 상기 지지빔의 양단측을 회전 가능하게 지지하는 구성으로 해서 이루어지는 좌굴형 액츄에이터.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지빔의 길이방향 도중부위에는 단부측보다도 높은 강성(剛性)을 갖는 강성부를 형성하여 이루어지는 좌굴형 액츄에이터.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 강성부의 단면은 단부의 단면에 대하여 적어도 2배의 강성을 갖는 구성으로 해서 이루어지는 좌굴형 액츄에이터.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전환수단은 정전력에 의해 상기 가동체를 변위시키는 구성으로 해서 이루어지는 좌굴형 액츄에이터.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전환수단은 자력(磁力)에 의해 상기 가동체를 변위시키는 구성으로 해서 이루어지는 좌굴형 액츄에이터.
  9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가동체, 고정부, 지지빔, 회전 지지부 및 전환수단은 단결정의 실리콘 재료에 의해 구성하여 이루어지는 좌굴형 액츄에이터.
  10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가동체는 상기 기판에 형성된 광로에 대하여 상기 전환위치에 따라 진퇴함으로써 상기 광로의 전환을 행하는 광스위치를 구성하고, 상기 가동체를 상기 지지빔의 탄성력에 의해 상기 각 전환위치에 각각 유지하는 구성으로 해서 이루어지는 좌굴형 액츄에이터.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111474633A (zh) * 2020-05-26 2020-07-31 上海工程技术大学 一种电磁式双反射镜mems光开关

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9261694B2 (en) 2005-02-23 2016-02-16 Pixtronix, Inc. Display apparatus and methods for manufacture thereof
US9229222B2 (en) 2005-02-23 2016-01-05 Pixtronix, Inc. Alignment methods in fluid-filled MEMS displays
US7999994B2 (en) 2005-02-23 2011-08-16 Pixtronix, Inc. Display apparatus and methods for manufacture thereof
US20070205969A1 (en) 2005-02-23 2007-09-06 Pixtronix, Incorporated Direct-view MEMS display devices and methods for generating images thereon
US8519945B2 (en) 2006-01-06 2013-08-27 Pixtronix, Inc. Circuits for controlling display apparatus
US8310442B2 (en) 2005-02-23 2012-11-13 Pixtronix, Inc. Circuits for controlling display apparatus
US9158106B2 (en) 2005-02-23 2015-10-13 Pixtronix, Inc. Display methods and apparatus
CN103345058A (zh) * 2005-02-23 2013-10-09 皮克斯特隆尼斯有限公司 用于作动显示器的方法和装置
US8526096B2 (en) 2006-02-23 2013-09-03 Pixtronix, Inc. Mechanical light modulators with stressed beams
DE102006010828B3 (de) * 2006-03-07 2007-05-03 Tyco Electronics Amp Gmbh Elektrisches Schaltelement, insbesondere Relais, mit Schwenkhebel-Schaltmechanik
JP4219383B2 (ja) * 2006-12-28 2009-02-04 日本航空電子工業株式会社 櫛歯型静電アクチュエータ
US9176318B2 (en) 2007-05-18 2015-11-03 Pixtronix, Inc. Methods for manufacturing fluid-filled MEMS displays
WO2009148677A2 (en) * 2008-03-11 2009-12-10 The Regents Of The University Of California Microelectromechanical system (mems) resonant switches and applications for power converters and amplifiers
JP5160299B2 (ja) * 2008-05-13 2013-03-13 日本航空電子工業株式会社 微細可動デバイス及びその駆動方法
US8169679B2 (en) 2008-10-27 2012-05-01 Pixtronix, Inc. MEMS anchors
US8207460B2 (en) * 2009-01-19 2012-06-26 Senda Micro Technologies, Inc. Electrostatically actuated non-latching and latching RF-MEMS switch
JP5274385B2 (ja) * 2009-06-10 2013-08-28 日本航空電子工業株式会社 微小可動デバイス
US8436698B2 (en) * 2009-11-02 2013-05-07 Harris Corporation MEMS-based tunable filter
US8593035B2 (en) * 2009-11-10 2013-11-26 Massachusetts Institute Of Technology Phased array buckling actuator
US8373522B2 (en) * 2010-02-03 2013-02-12 Harris Corporation High accuracy MEMS-based varactors
US20110198202A1 (en) * 2010-02-18 2011-08-18 Harris Corporation Mems-based ultra-low power devices
US9134552B2 (en) 2013-03-13 2015-09-15 Pixtronix, Inc. Display apparatus with narrow gap electrostatic actuators
US9093975B2 (en) 2013-08-19 2015-07-28 Harris Corporation Microelectromechanical systems comprising differential inductors and methods for making the same
US9136822B2 (en) 2013-08-19 2015-09-15 Harris Corporation Microelectromechanical system with a micro-scale spring suspension system and methods for making the same
US9172352B2 (en) 2013-08-19 2015-10-27 Harris Corporation Integrated microelectromechanical system devices and methods for making the same
US9123493B2 (en) 2014-01-23 2015-09-01 Harris Corporation Microelectromechanical switches for steering of RF signals
WO2015171227A1 (en) 2014-05-06 2015-11-12 Mems Drive, Inc. Low stiffness flexure
US9621775B2 (en) 2014-05-06 2017-04-11 Mems Drive, Inc. Electrical bar latching for low stiffness flexure MEMS actuator
US10196259B2 (en) * 2015-12-30 2019-02-05 Mems Drive, Inc. MEMS actuator structures resistant to shock
US11199665B2 (en) * 2020-01-28 2021-12-14 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Optical device for redirecting optical signals
US11560919B2 (en) 2020-04-08 2023-01-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Actuator with buckling member stability

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100252009B1 (ko) * 1997-09-25 2000-04-15 윤종용 마이크로 진동구조물과 그 공진주파수 조절방법 및 이를 이용한 마이크로 엑츄에이터
KR100312432B1 (ko) * 1999-11-25 2001-11-05 오길록 마이크로 구조체를 이용한 광스위치
US6303885B1 (en) 2000-03-03 2001-10-16 Optical Coating Laboratory, Inc. Bi-stable micro switch
JP3960451B2 (ja) * 2000-03-06 2007-08-15 Ｋｄｄｉ株式会社 シーン特性検出型動画像符号化装置
EP1325515A1 (en) * 2000-09-11 2003-07-09 Brigham Young University Dual position linear displacement micromechanism
US6771001B2 (en) * 2001-03-16 2004-08-03 Optical Coating Laboratory, Inc. Bi-stable electrostatic comb drive with automatic braking
US6828887B2 (en) * 2002-05-10 2004-12-07 Jpmorgan Chase Bank Bistable microelectromechanical system based structures, systems and methods
KR100549003B1 (ko) * 2004-02-04 2006-02-02 삼성전자주식회사 넓은 튜닝 범위를 갖는 멤스 튜너블 커패시터 및 그것을제조하는 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111474633A (zh) * 2020-05-26 2020-07-31 上海工程技术大学 一种电磁式双反射镜mems光开关

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