KR100855814B1 - Scanning apparatus for sequentially scanning light according to a switching signal - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스위칭 신호에 따른 순차 주사를 수행하는 주사 장치에 관한 것으로서, 주사면에 수직 방향으로 위치하는 광변조기를 구성하는 각 구동 셀의 온/오프 구동용 스위칭 신호를 순차적으로 인가함으로써, 소정 형상을 갖는 주사면에 대칭 형상의 스팟(Spot) 궤적을 형성시키는 주사장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scanning apparatus that performs sequential scanning according to a switching signal. The present invention relates to a predetermined shape by sequentially applying an on / off driving switching signal of each driving cell constituting an optical modulator positioned in a direction perpendicular to a scanning surface A scanning apparatus for forming a spot trace of a symmetrical shape on a scanning surface having a.

따라서, 본 발명은 광변조기를 구성하는 각 구동 셀의 광경로 차로 인하여 주사면에 발생하는 비대칭 형상의 스팟(Spot) 궤적의 발생을 방지함으로써, 2차원 형상의 평면 또는 곡면을 갖는 주사면에 대한 화상정보의 왜곡을 방지하여 보다 정확한 화상정보를 표현할 수 있다는 효과를 제공한다. Accordingly, the present invention prevents the occurrence of asymmetrical spot trajectories generated on the scanning surface due to the difference in the optical paths of the respective driving cells constituting the optical modulator, thereby providing a planar or curved surface having a two-dimensional shape. It is possible to prevent distortion of the image information, thereby providing an effect of expressing more accurate image information.

주사장치, 광원, 광변조 수단, 광주사 수단, 제어부, 순차주사, 스위칭 신호.Scanning device, light source, light modulation means, optical scanning means, control unit, sequential scanning, switching signal.

Description

스위칭 신호에 연동하여 순차 주사를 수행하는 주사 장치{Scanning apparatus for sequentially scanning light according to a switching signal}Scanning apparatus for sequentially scanning light according to a switching signal {Scanning apparatus for sequentially scanning light according to a switching signal}

도 1은 종래의 광빔 주사 장치의 구성도.1 is a block diagram of a conventional light beam scanning device.

도 2는 종래의 광변조기를 이용한 주사 장치의 구성도.2 is a block diagram of a scanning device using a conventional optical modulator.

도 3은 종래의 주사 장치를 구성하는 광변조기의 각 구동 셀에 대한 동시 스위칭에 의하여 발생하는 비대칭 형상의 스팟(Spot) 궤적을 도시한 도면.FIG. 3 is a diagram illustrating spot trajectories of an asymmetric shape generated by simultaneous switching of respective drive cells of an optical modulator constituting a conventional scanning apparatus. FIG.

도 4(도 4a 및 도 4b)는 종래의 주사장치에 의하여 소정 형상의 조사면을 갖는 피스캐닝 객체에 생성되는 비대칭 형상의 스팟(Spot) 궤적을 도시한 도면.Fig. 4 (Figs. 4A and 4B) shows an asymmetrical spot trajectory generated in a piececanning object having an irradiation surface of a predetermined shape by a conventional scanning device.

도 5는 본 발명에 따른 스위칭 신호에 따른 순차 주사를 수행하는 주사 장치의 구성도.5 is a block diagram of a scanning device for performing a sequential scan according to a switching signal according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 후막 형상의 구동 셀로 구성된 광변조기의 구성 단면도.6 is a cross-sectional view of a light modulator composed of a thick film drive cell according to the present invention;

도 7은 본 발명에 따른 박막 형상의 구동 셀로 구성된 광변조기의 구성 단면도.7 is a cross-sectional view of a light modulator composed of a driving cell having a thin film shape according to the present invention;

도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 구동전원의 인가 여부에 연동하여 동작하는 광변조기의 동작 과정을 설명하기 위한 도면. 8 and 9 are views for explaining the operation of the optical modulator operating in conjunction with whether the drive power is applied according to the present invention.

도 10은 본 발명에 따른 주사장치를 구성하는 광변조기에 순차적으로 인가되는 스위칭 신호에 의하여 주사면상에 형성되는 대칭 형상의 스팟(Spot) 궤적을 도시한 도면. FIG. 10 is a diagram illustrating a spot trajectory having a symmetrical shape formed on a scanning surface by a switching signal sequentially applied to an optical modulator constituting a scanning apparatus according to the present invention. FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100 : 광원 200 : 광학수단100: light source 200: optical means

210 : 평형광 렌즈 220 : 빔스프리터(220)210: balanced light lens 220: beam splitter 220

230 : 실린더 렌즈 300 : 광변조 수단230: cylinder lens 300: light modulation means

310 : 광변조기 320 : 빔스프리터310: light modulator 320: beam splitter

330 : 실린더 렌즈 340 : 제 1 집속 렌즈330: cylinder lens 340: first focusing lens

350 : 슬릿 360 : 평행광 렌즈350: Slit 360: Parallel light lens

370 : 제 2 집속 렌즈 400 : 광 조사 수단370: second focusing lens 400: light irradiation means

410 : 회전 미러 420 : 초점 렌즈410: rotation mirror 420: focus lens

500 : 제어부 600 : 피스캐닝 장치500 control unit 600 piece canning device

본 발명은 스위칭 신호에 연동하여 순차 주사를 수행하는 주사 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a scanning device that performs sequential scanning in association with a switching signal.

보다 구체적으로는, 주사면에 수직 방향으로 위치하는 광변조기를 구성하는 각 구동 셀에 대한 스위칭 신호를 순차적으로 인가함으로써, 대칭 형상의 스팟(Spot) 궤적을 주사면에 형성시키는 스위칭 신호에 따른 순차 주사를 수행하는 주사 장치에 관한 것이다.More specifically, by sequentially applying a switching signal for each drive cell constituting the optical modulator positioned in the direction perpendicular to the scanning surface, the sequential according to the switching signal to form a spot trace of the symmetrical shape on the scanning surface An injection device for performing an injection.

일반적으로, 광신호처리는 많은 데이타 양과 실시간 처리가 불가능한 기존의 디지탈 정보처리와는 달리 고속성과 병렬처리 능력, 대용량의 정보처리의 장점을 지니고 있으며, 공간 광변조이론을 이용하여 이진위상 필터 설계 및 제작, 광논리게이트, 광증폭기 등과 영상처리 기법, 광소자, 광변조기 등의 연구가 진행되고 있다. 이중 광변조기는 광메모리, 광디스플레이, 프린터, 광인터커넥션, 그리고 홀로그램 등의 분야에 사용되며, 이를 이용한 광빔 주사 장치의 연구 개발이 진행되어 오고 있다.In general, optical signal processing has advantages of high speed, parallel processing capability, and large-capacity information processing, unlike conventional digital information processing, which cannot process a large amount of data and real-time processing, and design a binary phase filter using spatial light modulation theory. Research on fabrication, optical logic gates, optical amplifiers, image processing techniques, optical devices, optical modulators, etc. The dual optical modulator is used in the fields of optical memory, optical display, printer, optical interconnection, and hologram, and the research and development of the light beam scanning device using the same has been in progress.

이러한 광빔 주사 장치는 화상 형성장치 예를 들면, 레이저 프린터, LED 프린터, 전자 사진 복사기 및 워드 프로세서 등에서 광빔을 스캐닝하여 광빔을 감광매체에 스팟(Spot)시켜 화상 이미지를 결상시키는 역할을 한다.Such a light beam scanning device scans a light beam in an image forming apparatus such as a laser printer, an LED printer, an electrophotographic copying machine, a word processor, etc., and spots the light beam onto the photosensitive medium to form an image image.

최근에는 프로젝션(Projection) 텔레비젼 등이 개발됨에 따라 영상 디스플레이에 빔을 주사하는 수단으로서 광빔 스캐닝 장치가 이용되고 있다.Recently, with the development of projection television and the like, a light beam scanning device has been used as a means for scanning a beam on an image display.

이러한 광빔 주사 장치에 반드시 광변조기가 채용되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 1에 도시된 종래의 광빔 스캐닝 장치는 광변조기를 구비하고 있지 않다. 이에 대한 보다 상세한 구성은 다음과 같다.The optical modulator is not necessarily employed in such a light beam scanning device. For example, the conventional light beam scanning apparatus shown in FIG. 1 does not include an optical modulator. More detailed configuration thereof is as follows.

도 1을 참조하면, 종래의 광빔 주사 장치는 비디오 신호에 따라 광빔을 출사하는 레이저 다이오드(LD)(10)와, LD(100)에서 출력되는 광빔을 평행광으로 변환시키는 콜리메이터 렌즈(11)와, 콜리메이터 렌즈(11)를 통과한 평행광을 스캐닝 방향에 대해 수평방향의 선형광으로 만들어주는 실린더 렌즈(12)와, 실린더 렌즈(12)를 통과한 수평방향의 선형광을 등선속도로 이동시켜 스캐닝하는 폴리곤 미러(Polygon Mirror)(13)와, 폴리곤 미러(Polygon Mirror)(13)를 등속도로 회전시키는 폴리곤 미러(Polygon Mirror) 구동용 모터(14)와, 광축에 대해 일정한 굴절율을 가지며 폴리곤 미러(Polygon Mirror)(13)에서 반사된 등각속도의 광을 주조사 방향으로 편향시키고 수차를 보정하여 조사 면상에 초점을 맞추는 f·θ렌즈(15)와, f·θ렌즈(15)를 통한 광빔을 소정의 방향으로 반사시켜 결상면인 감광드럼(17)의 표면에 점상으로 결상시키는 결상용 반사미러(16)와, f·θ렌즈 (15)를 통한 레이저 빔을 수평방향으로 반사시켜 주는 수평동기 미러(18)와, 수평동기 미러(18)에 반사된 레이저빔을 수광하여 동기를 맞추는 광센서(19)를 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 1, a conventional light beam scanning device includes a laser diode (LD) 10 that emits a light beam according to a video signal, and a collimator lens 11 that converts a light beam output from the LD 100 into parallel light. The cylinder lens 12, which makes the parallel light passing through the collimator lens 11 into the linear light in the horizontal direction with respect to the scanning direction, and the horizontal linear light passing through the cylinder lens 12, moves at an isotropic speed. A polygon mirror 13 for scanning, a polygon mirror driving motor 14 for rotating the polygon mirror 13 at a constant speed, and a polygon mirror having a constant refractive index with respect to the optical axis A light beam through the f · θ lens 15 and the f · θ lens 15 for deflecting light at an isometric velocity reflected from the (Polygon Mirror) 13 in the casting yarn direction and correcting aberrations to focus on the irradiation surface Is reflected in a predetermined direction, An imaging mirror 16 for forming an image on the surface of the photosensitive drum 17 in a point shape, a horizontal synchronous mirror 18 for reflecting a laser beam through the f? Lens 15 in a horizontal direction, and a horizontal synchronous mirror And an optical sensor 19 for receiving and synchronizing with the laser beam reflected by 18.

이와 같은 종래의 레이저 스캐닝 장치는 레이저 다이오드(10)에서 출력된 광빔이 콜리메이터 렌즈(11)를 투과하여 평행광으로 변환되고 실린더 렌즈(12)에 의해 폴러곤 미러(13)의 회전 축방향으로 집광된 후, 등각속도로 회전하는 폴리곤 미러(Polygon Mirror)(13)에 반사되어, f·θ렌즈(15)를 통과한 후 일정한 빔경으로 감광드럼(17)에 스팟(Spot)을 형성하게 된다. 여기서, 프린터의 해상도는 감광드럼(17)에 형성된 스팟(Spot)의 빔경에 의해 결정되기 때문에, f·θ렌즈의 가공성이 매우 우수해야 한다.In the conventional laser scanning apparatus, the light beam output from the laser diode 10 passes through the collimator lens 11 and is converted into parallel light, and the light is collected in the rotational axis direction of the polygon mirror 13 by the cylinder lens 12. After that, it is reflected by a polygon mirror 13 rotating at an isometric speed, passes through the f · θ lens 15, and forms a spot on the photosensitive drum 17 with a constant beam diameter. Here, since the resolution of the printer is determined by the beam diameter of the spot formed on the photosensitive drum 17, the workability of the f? Lens should be very excellent.

그러나, 일반적으로 광빔 스캐닝 장치는 소형화 및 비용측면을 고려하여한다. 따라서, f·θ렌즈는 그 매수를 줄이기 위해 Y - 토릭(Toric), 애너모픽(Anamorphic), 자유곡면 등으로 구성된다. 따라서, f·θ렌즈의 렌즈면을 가공하기가 매우 어려워 가공성이 떨어진다. 결국 광빔 스캐닝 장치의 성능 및 해상도는 떨어지게 된다는 단점이 있다.In general, however, the light beam scanning apparatus should be miniaturized and considered in view of cost. Therefore, the f? Lens is composed of Y-toric, anamorphic, free-form surface, and the like to reduce the number of sheets. Therefore, it is very difficult to process the lens surface of the f · θ lens, resulting in poor workability. As a result, the performance and resolution of the light beam scanning device may be degraded.

또한, 상기한 바와 같은 종래의 스캐닝 장치는 프린팅 속도가 폴리곤 미러(Polygon Mirror)의 회전 속도에 비례하고 폴리곤 미러(Polygon Mirror)의 한 면당 한줄씩 프린팅이 되기 때문에, 고속프린팅을 수행할 경우 폴리곤 미러(Polygon Mirror)의 회전속도가 더 빨라야 하므로 이로 인해 레이저 빔의 조사 시간이 줄어들어 동일한 광 스캐닝 효과를 위해서는 파워가 센 레이저 다이오드를 사용해야 하는 문제점이 있었다.In addition, in the conventional scanning apparatus as described above, since the printing speed is proportional to the rotation speed of the polygon mirror and printing is performed one line per side of the polygon mirror, the polygon mirror when performing high speed printing Since the (Polygon Mirror) rotation speed should be faster, the irradiation time of the laser beam is reduced, which causes a problem of using a power laser diode for the same optical scanning effect.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 기술적 사상으로서, 도 2 에 도시된 바와 같이, 광변조기에 의하여 형성되는 회절 다중빔을 이용한 주사 장치가 개시되어 있다.As a technical idea for solving such a problem, as shown in FIG. 2, a scanning apparatus using a diffraction multibeam formed by an optical modulator is disclosed.

도 2를 참조하면, 광변조기를 이용한 종래의 주사 장치는, 레이저 빔을 발생하기 위한 레이저 다이오드(LD)(21)와, 레이저 다이오드(21)로부터 조사된 레이저 빔을 평행광으로 변경시키기 위한 제 1 렌즈(22)와, 제 1 렌즈(22)를 통해 평행광으로 변형된 레이저 빔을 회절 및 변조시켜 N(N은 자연수) 개의 다중빔을 출력하는 다중빔제어용 광변조기(23)와, 다중빔제어용 광변조기(23)로부터 출력되는 회절 다중빔을 등선속도로 이동시켜 스캐닝하는 폴리곤 미러(Polygon Mirror)(24)와, 다중빔제어용 광변조기(23)에 의해 회절 및 변조되어 출력되는 회절 다중빔을 폴리곤 미러(Polygon Mirror)(240)의 회전축 방향으로 집속시키기 위한 제 2 렌즈(25)와, 폴리곤 미러(Polygon Mirror)(24)에서 반사된 등각속도의 회절 다중빔을 주조사 방향으로 편향시키고 수차를 보정하여 드럼(Drum)(27)등의 피스캐닝 객체의 조사면상에 초점을 맞추어 조사하는 수용 렌즈(Accepter Lense)(26)를 구비하고 있다.Referring to FIG. 2, a conventional scanning device using an optical modulator includes a laser diode (LD) 21 for generating a laser beam, and a laser beam for irradiating the laser beam irradiated from the laser diode 21 into parallel light. A multi-beam control optical modulator 23 which diffracts and modulates a laser beam transformed into parallel light through the first lens 22 and the first lens 22 to output N (N is a natural number) multiple beams, and A diffraction multiplex that is diffracted and modulated by the polygon mirror 24 for scanning the diffraction multibeam output from the beam control optical modulator 23 by moving it at an isotropic speed and the multimodal light control modulator 23. The second lens 25 for focusing the beam in the direction of the rotation axis of the polygon mirror 240, and the diffraction multi-beam of the isometric velocity reflected from the polygon mirror 24 are deflected in the casting yarn direction. The drum and correct the aberration (27) A and a receiving lens (Accepter Lense) (26) for irradiating with a focus on irradiation surface of the object to be scanned.

상술한 바와 같은 광변조기(23)를 이용한 종래의 주사장치에 있어서, 제 1 렌즈(22)를 통하여 입사되는 레이저 광에 대한 회절 및 변조를 수행하는 광변조기 (23)를 구성하는 각 구동 셀(미도시)이 동시에 스위칭되는 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 구동 셀 상호간의 광경로 차로 인하여 소정 형상을 갖는 피스캐닝 객체, 즉 드럼(27)의 조사면상에 비대칭 형상의 스팟(Spot) 궤적(27a)이 발생하게 된다.In the conventional scanning apparatus using the optical modulator 23 as described above, each driving cell constituting the optical modulator 23 which performs diffraction and modulation on laser light incident through the first lens 22 ( When not simultaneously), as shown in FIG. 3, an asymmetrical spot on the irradiated surface of the drum 27, that is, a piececanning object having a predetermined shape due to the optical path difference between the driving cells, is shown. The trajectory 27a is generated.

즉, 종래의 주사장치는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 광변조기(23)를 구성하는 각 픽셀 상호간의 광경로 차로 인하여 소정 형상, 즉 2차원 형상의 평면 또는 곡면을 갖는 피스캐닝 객체(27)의 주사면에 대하여 직사각형과 같은 대칭 형상의 스팟(Spot) 궤적(27b)이 형성되지 않고 사다리꼴 형상의 비대칭 스팟(Spot) 궤적(27a)이 형성되게 된다.That is, in the conventional scanning apparatus, as shown in FIGS. 4 and 5, the piece scanning has a predetermined shape, that is, a planar or curved surface having a predetermined shape, that is, two-dimensional shape, due to the optical path difference between the pixels constituting the optical modulator 23. A symmetrical spot trace 27b, such as a rectangle, is not formed on the scanning surface of the object 27, and a trapezoidal asymmetric spot trace 27a is formed.

따라서, 광변조기(22)를 구성하는 각 픽셀 상호간의 광경로차로 인하여 주사면상에 발생되는 비대칭 형상의 스팟(Spot) 궤적(27a)으로 인하여 2차원 형상의 평면 또는 곡면을 갖는 주사면에 화상정보의 왜곡이 발생하고, 이에 의하여 정확한 화상정보를 표현할 수 없었다는 문제점이 있었다.Therefore, the image information on the scanning surface having a planar or curved surface having a two-dimensional shape due to the asymmetric spot trace 27a generated on the scanning surface due to the optical path difference between the pixels constituting the optical modulator 22. There was a problem that the distortion of, and thus could not represent accurate image information.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 주사면에 수직 방향으로 위치하는 광변조기를 구성하는 각 구동 셀에 대한 스위칭 신호를 순차적으로 인가하여 대칭 형상의 스팟(Spot) 궤적을 형성시키는 주사 장치를 제공하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and scan is performed by sequentially applying a switching signal for each driving cell constituting an optical modulator positioned in a direction perpendicular to the scanning surface to form a spot trajectory having a symmetrical shape. The purpose is to provide a device.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 스위칭 신호에 따른 순차 주사를 수행하는 주사 장치는, 레이저빔을 발생하기 위한 광원; 상기 광원으로부터 출력된 단일빔을 광로 방향에 대하여 평형하게 주사시키는 광학수단; 상기 광학수단으로부터 입사되는 입사광에 대한 회절을 수행하여 다수의 회절빔을 형성하고, 외부로부터 인가되는 스위칭 신호에 연동하여 순차적으로 온/오프 구동하여 주사면상에 대칭 형상의 스팟(Spot) 궤적을 형성하는 광변조 수단; 상기 광변조 수단을 통하여 입사되는 다수의 회절빔을 상기 주사면상에 비등선속도나 등선속도로 이동시켜 스캐닝을 수행하는 광주사 수단; 및 상기 주사면상에 대칭 형상의 스팟(Spot) 궤적을 형성하기 위하여 스위칭 제어 신호를 순차적으로 상기 광변조 수단으로 전달하는 제어수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a scanning apparatus for performing a sequential scan according to a switching signal, the light source for generating a laser beam; Optical means for scanning the single beam output from the light source in a balanced manner with respect to the optical path direction; Diffraction of the incident light incident from the optical means is performed to form a plurality of diffraction beams, and is sequentially driven on / off in conjunction with a switching signal applied from the outside to form spot traces of symmetrical shapes on the scanning surface. Light modulation means to perform; Scanning means for scanning by moving a plurality of diffracted beams incident through the light modulation means at a boiling line speed or an isotropic speed on the scanning surface; And control means for sequentially transmitting a switching control signal to the light modulation means in order to form a spot trajectory having a symmetrical shape on the scanning surface.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 스위칭 신호에 따른 순차 주사를 수행하는 주사 장치의 구성 및 동작 과정을 상세하게 설명한다. Hereinafter, a configuration and an operation process of a scanning device for performing sequential scanning according to a switching signal according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 주사장치의 구성 및 동작 과정을 상세하게 설명한다.First, the configuration and operation process of the injection apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 5.

여기서, 도 5는 본 발명에 따른 스위칭 신호에 따른 순차 주사를 수행하는 주사 장치의 구성도 이다.5 is a configuration diagram of a scanning device that performs sequential scanning according to a switching signal according to the present invention.

본 발명에 의한 스위칭 신호에 따른 순차 주사를 수행하는 주사장치(100)는 주사면에 수직 방향으로 위치하는 광변조기를 구성하는 구동 셀에 대한 스위칭 신호를 순차적으로 인가하여 주사면상에 대칭 형상의 스팟(Spot) 궤적을 형성시키는 것으로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 광원(100), 광학수단(200), 광변조 수단 (300), 광주사 수단(400) 및 제어수단(500)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The scanning device 100 performing sequential scanning according to the switching signal according to the present invention sequentially applies a switching signal for a driving cell constituting an optical modulator positioned in a direction perpendicular to the scanning surface, thereby spotting a symmetrical shape on the scanning surface. A spot trajectory is formed, as shown in FIG. 5, including a light source 100, an optical means 200, a light modulating means 300, an optical scanning means 400, and a control means 500. Characterized in that configured.

여기서, 광원(100)은 소정의 파장을 갖는 단일빔을 형성한 후, 이를 후술하는 광학수단(200)으로 출사시키는 것으로서, 보다 구체적으로는 레이저 다이오드 (LD)이다. Here, the light source 100 forms a single beam having a predetermined wavelength and then emits it to the optical means 200 which will be described later. More specifically, the light source 100 is a laser diode LD.

이때, 상기 광원(100)인 레이저 다이오드는 비교적 낮은 출력을 갖는데, 이는 동시에 다수개의 빔을 주사하므로 단일 픽셀에 대해서는 노광에 필요한 레이저 다이오드의 주사 시간을 길게 허용할 수 있기 때문이다.In this case, the laser diode which is the light source 100 has a relatively low output, because it scans a plurality of beams at the same time can allow a long scan time of the laser diode required for exposure to a single pixel.

광학수단(200)은 광원(100)으로부터 입사되는 단일빔을 후술하는 광변조 수단(300)으로 입사시키는 것으로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 평형광 렌즈(210), 빔스프리터(Beam Splitter)(220) 및 실린더 렌즈(230)를 포함하여 구성된다.The optical means 200 is to inject a single beam incident from the light source 100 into the light modulating means 300 which will be described later. As shown in FIG. 5, a balanced light lens 210 and a beam splitter are shown. And a cylinder lens 230.

여기서, 평행광 렌즈(210)는 상기 광원(100)으로부터 입사되는 구형 파형의 단일빔을 평면 파형의 단일빔으로 변환시킨 후, 이를 빔스프리터(220)로 전달하는 역할을 수행한다.Here, the parallel light lens 210 converts a single beam of a rectangular waveform incident from the light source 100 into a single beam of a planar waveform, and then transfers it to the beam splitter 220.

이때, 상기 평형광 렌즈(210)는 광원(100)과 후술하는 빔스프리터(220) 사이에 배치되되, 평형광 렌즈(210)가 2개 이상이 채용될 경우, 다수의 평형광 렌즈(210)들은 일정 간격으로 이격되어 배열된다.In this case, the balanced light lens 210 is disposed between the light source 100 and the beam splitter 220 to be described later. When two or more balanced light lenses 210 are employed, a plurality of balanced light lenses 210 may be used. They are arranged spaced at regular intervals.

빔스프리터(220)는 상기 평행광 렌즈(210)를 통하여 입사되는 평면 파형의 단일빔을 후술하는 실린더 렌즈(230)가 설치되어 있는 광로방향으로 반사시키는 역할을 수행한다.The beam splitter 220 serves to reflect a single beam of planar waveform incident through the parallel light lens 210 in an optical path direction in which a cylinder lens 230 to be described later is installed.

실린더 렌즈(230)는 상기 빔스프리터(220)를 통하여 반사되어 입사되는 평면 파형의 단일빔을 수직 방향의 선형광으로 변환시키는 후, 후술하는 광변조 수단 (300)을 구성하는 광변조기(310)에 수직방향으로 입사시키는 역할을 수행한다.The cylinder lens 230 converts a single beam having a planar waveform reflected and incident through the beam splitter 220 into linear light in a vertical direction, and then includes an optical modulator 310 constituting an optical modulator 300 to be described later. Incident in the vertical direction.

광변조 수단(300)은 상기 광학수단(200)으로부터 입사되는 입사광에 대한 회절을 수행하여 다수의 회절빔을 형성한 후, 후술하는 제어수단을 통하여 인가되는 스위칭 신호에 따라 순차적으로 온/오프 구동하여 주사면상에 대칭 형상의 스팟(Spot) 궤적을 형성하는 것으로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 광변조기(310), 빔스프리터(320), 실린더 렌즈(330), 제 1 집속 렌즈(340), 슬릿(350), 평행광 렌즈(360) 및 제 2 집속 렌즈(370)를 포함하여 구성되어 있다.The optical modulator 300 diffracts incident light incident from the optical means 200 to form a plurality of diffraction beams, and then sequentially turns on / off the drive according to a switching signal applied through the control means described later. To form a symmetrical spot trace on the scanning surface, as shown in FIG. 5, the optical modulator 310, the beam splitter 320, the cylinder lens 330, and the first focusing lens 340. And a slit 350, a parallel light lens 360, and a second focusing lens 370.

광변조기(310)는 광로 방향에 대하여 수직방향으로 위치하고, 상기 광학 수단을 통하여 입사되는 단일빔에 대한 회절을 수행하여 다수의 회절빔을 형성하는 1차원 형상으로 배열된 구동 셀(312)을 포함하여 구성되어 있다.The optical modulator 310 includes a driving cell 312 positioned in a direction perpendicular to the optical path direction and arranged in a one-dimensional shape to diffract a single beam incident through the optical means to form a plurality of diffraction beams. It is composed.

이하, 도 6 내지 도 9를 참조하여 상기 광변조기에 의하여 다수의 회절빔이 발생하는 원인에 대한 이해를 돕기 위하여, 본 발명에 적용되는 1차원 회절형 광변조기의 구조 및 동작 특성에 대하여 상세하게 살펴본다.Hereinafter, the structure and operation characteristics of the one-dimensional diffraction type optical modulator applied to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 6 to 9 to assist in understanding the cause of the generation of the plurality of diffraction beams by the optical modulator. Take a look.

여기서, 도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 1차원 형상으로 배열된 후막 및 박막 형상을 갖는 다수의 구동 셀로 구성된 광변조기의 단면도 이고, 도 8 및 도 9는 상술한 바와 같이 구성된 광변조기에 의하여 회절빔이 형성되는 과정을 설명하기 위한 단면도 이다. 6 and 7 are cross-sectional views of an optical modulator composed of a plurality of driving cells having a thick film and a thin film shape arranged in a one-dimensional shape according to the present invention, and FIGS. 8 and 9 are formed by the optical modulator configured as described above. It is sectional drawing for demonstrating the process which a diffraction beam is formed.

광변조기(310)는 빔스프리터(320)를 경유하여 광학수단(200)으로부터 입사되는 단일빔을 인접하는 구동 셀(312) 상호간에 발생하는 단차에 의하여 회절시켜 소정의 회절계수를 갖는 회절빔을 형성하는 것으로서, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 박막 또는 후막 구조를 갖는 다수의 구동 셀(312)을 포함하여 구성된다.The optical modulator 310 diffracts a single beam incident from the optical means 200 via the beam splitter 320 by a step generated between the adjacent driving cells 312 to generate a diffracted beam having a predetermined diffraction coefficient. As shown in FIG. 6 and FIG. 7, a plurality of driving cells 312 having a thin film or a thick film structure are included.

여기서, 상기 구동 셀(312)은 1차원 형상으로 배열되어 있으나, 여기에 한정되는 것은 아니고 2차원 형상으로 배열될 수 도 있다는 점에 유의하여야 한다.Here, the driving cell 312 is arranged in a one-dimensional shape, it should be noted that it is not limited to this may be arranged in a two-dimensional shape.

즉, 상기 광변조기(310)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 소정의 실리콘 기판(310) 상에 형성되는 하부전극(313), 상기 하부 전극(313)상에 형성된 압전층 (314)및 상기 압전층(314)상에 형성되는 상부전극(315)으로 구성되고, 외부로부터 하부 전극(313) 및 상부 전극(315)에 인가되는 구동 전원에 의하여 상기 압전층(314)이 상하 방향으로 구동하여 단차를 형성하는 후막 형상의 구동 셀(312)을 포함하여 구성된다.That is, as shown in FIG. 6, the optical modulator 310 includes a lower electrode 313 formed on a predetermined silicon substrate 310, a piezoelectric layer 314 formed on the lower electrode 313, and The piezoelectric layer 314 is vertically driven by a driving power applied to the lower electrode 313 and the upper electrode 315 from the outside. And a thick film-shaped driving cell 312 to form a step.

이때, 상기 광변조기(310)는 반사면으로 동작하는 상부 전극(315)상에 입사되는 입사광의 반사효율을 극대화 하기 위한 마이크로 미러(316)를 더 포함하여 구성할 수 있다.In this case, the optical modulator 310 may further include a micro mirror 316 for maximizing the reflection efficiency of the incident light incident on the upper electrode 315 acting as a reflective surface.

또한, 상기 광변조기(310)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 중앙 부분에 함몰부가 형성되어 있는 기판(311)상에 형성되어 구동 셀(312)의 상·하 구동을 위한 이격 공간(Air Space)를 형성하는 하부 지지대(311'), 상기 하부 지지대(311')상에 형성되는 하부전극(313), 상기 하부전극(313)상에 형성되는 압전층(314) 및 상기 압전층(314)상에 형성되는 상부전극(315)으로 구성되되, 외부로부터 인가되는 하부 전극(313) 및 상부 전극(315)에 인가되는 구동 전원에 의하여 좌우 방향으로 구동되어 단차를 형성하는 박막 형상의 다수의 구동 셀(312)로 구성되어 있다. In addition, as shown in FIG. 7, the optical modulator 310 is formed on a substrate 311 having a recessed portion at a central portion thereof, so that the optical modulator 310 has a space for driving up and down of the driving cell 312. A lower support 311 ′ forming a space, a lower electrode 313 formed on the lower support 311 ′, a piezoelectric layer 314 and the piezoelectric layer 314 formed on the lower electrode 313. The upper electrode 315 is formed on the (), the lower electrode 313 is applied from the outside and the driving power applied to the upper electrode 315 is driven in the left and right direction to form a plurality of thin film shape It consists of a drive cell 312.

여기서, 상기 하부전극(313)은 하부 지지대(311')를 개재하지 않고서 함몰부가 형성되는 기판(311)상에 직접 형성될 수 있다는 점에 유의 하여야 한다.Here, it should be noted that the lower electrode 313 may be formed directly on the substrate 311 where the depression is formed without interposing the lower support 311 ′.

이때, 상기 광변조기(310)는 반사면으로 동작하는 상부 전극(315)상에 입사되는 입사광의 반사효율을 극대화 하기 위한 마이크로 미러(316)를 더 포함하여 구성할 수 있다.In this case, the optical modulator 310 may further include a micro mirror 316 for maximizing the reflection efficiency of the incident light incident on the upper electrode 315 acting as a reflective surface.

여기서, 하부 전극(313)은 후막 구조의 구동 셀(312)을 구성하는 소정의 기판(311)상에 형성되어 외부로부터 인가되는 구동 전압을 압전층(314)에 제공하는 것으로서, Pt, Ta/Pt, Ni, Au, Al, RuO2 등의 전극 재료에 대한 스퍼터링 또는 증착방법에 의하여 기판(311)상에 형성시킨다.Here, the lower electrode 313 is formed on a predetermined substrate 311 constituting the driving cell 312 having a thick film structure to provide the piezoelectric layer 314 with a driving voltage applied from the outside. Pt, Ta / It forms on the board | substrate 311 by the sputtering or vapor deposition method for electrode materials, such as Pt, Ni, Au, Al, RuO2.

또한, 하부 전극(313)은 박막 구조의 구동 셀(312)을 구성하는 소정의 기판(311) 또는 하부 지지대(311')상에 형성되어 외부로부터 인가되는 구동전압을 압전층(314)에 제공하는 역할을 또한 수행한다.In addition, the lower electrode 313 is formed on a predetermined substrate 311 or lower support 311 ′ constituting the driving cell 312 having a thin film structure to provide the piezoelectric layer 314 with a driving voltage applied from the outside. It also plays a role.

여기서, 하부 지지대(311')은 박막 구조를 갖는 구동 셀(312)의 압전층(314)을 지지하기 위하여 실리콘 기판(311)상에 증착되어 형성되는 것으로서, SiO2, Si3N4, Si, ZrO2, Al2O3 등의 재료로 구성되고, 이러한 하부 지지대(311')는 필요에 따라 생략할 수 있다. Here, the lower support 311 ′ is formed by depositing on the silicon substrate 311 to support the piezoelectric layer 314 of the driving cell 312 having a thin film structure, and includes SiO 2, Si 3 N 4, Si, ZrO 2, and Al 2 O 3. It is made of a material such as, the lower support 311 'can be omitted if necessary.

압전층(314)은 외부로부터 인가되는 구동 전원에 연동하여 발생하는 압전 현 상에 의하여 상·하 방향 또는 좌.우 방향으로 길이가 변화하는 압전/전왜 재료, 보다 구체적으로는, PzT, PNN-PT, ZnO. Pb, Zr 또는 타이타늄 등의 압전/전왜 재료를 습식(스크린 프린팅, Sol-Gel coting 등) 및 건식 방법(스퍼터링, Evaporation, Vapor Deposition 등)을 통하여 0.01~20.0㎛ 범위로 상기 하부 전극(313)상에 형성된다.The piezoelectric layer 314 is a piezoelectric / electric distortion material whose length is changed in the up / down direction or the left and right directions by a piezoelectric phenomenon generated in conjunction with a driving power source applied from the outside, more specifically, PzT, PNN- PT, ZnO. Piezoelectric / distortion materials such as Pb, Zr or titanium are wetted (screen printing, Sol-Gel coting, etc.) and dry methods (sputtering, evaporation, vapor deposition, etc.) on the lower electrode 313 in the range of 0.01-20.0 μm. Is formed.

상부 전극(315)은 상기 압전층(314)의 상부에 형성되어 외부로부터 입사되는 입사광에 대한 반사 및 회절을 수행하는 것으로서, 보다 구체적으로는 Pt, Ta/Pt, Ni, Au, Al, RuO2 등의 전극재료를 스퍼터링 또는 증착 방법을 통하여 0.01~3㎛ 범위로 형성된다.The upper electrode 315 is formed on the piezoelectric layer 314 to perform reflection and diffraction for incident light incident from the outside. More specifically, Pt, Ta / Pt, Ni, Au, Al, RuO2, or the like is performed. The electrode material of is formed in the range of 0.01 ~ 3㎛ through sputtering or deposition method.

이때, 상부 전극(315)은 외부로부터 입력되는 광신호에 대한 반사 및 회절을 수행하는 마이크로 미러로서 동작하거나, 또는 상기 광신호에 대한 반사 및 회절을 강화 시키기 위하여 소정의 광반사 물질인 Al, Au, Ag, Pt, Au/Cr로 구성된 마이크로 미러(316)를 더 포함하여 구성될 수 도 있다.At this time, the upper electrode 315 operates as a micromirror that performs reflection and diffraction for an optical signal input from the outside, or Al, Au, which is a predetermined light reflection material, to enhance reflection and diffraction for the optical signal. It may be configured to further include a micro mirror 316 consisting of, Ag, Pt, Au / Cr.

상술한 바와 같이 구성된 광변조기는 외부로부터 구동전원이 인가되지 않는 경우, 도 8(도 8a 및 도 8b)에 도시된 바와 같이, 구동 셀(312) 상호간에 단차가 형성되지 않아 회절현상이 초래되지 않고, 이에 의하여 상기 단일빔을 입사 방향에 대하여 동일한 방향으로 반사시키는 0차 회절빔을 형성한다.In the optical modulator configured as described above, when no driving power is applied from the outside, as shown in FIG. 8 (FIGS. 8A and 8B), no step is formed between the driving cells 312 so that diffraction does not occur. This forms a zero-order diffraction beam that reflects the single beam in the same direction with respect to the incident direction.

이때, 상기 광변조기는 외부로부터 구동전원이 인가되는 경우, 도 9(도 9a 및 도 9b)에 도시된 바와 같이, 상·하 방향 또는 좌·우 방향으로 구동하는 압전층(315)에 의하여 구동 셀(312) 상호간에 단차가 형성되고, 이에 의하여 외부로부터 입사된 단일빔에 대한 회절을 수행하여 소정의 회절계수, 보다 구체적으로는 ±1차 회절계수를 갖는 회절빔을 형성하게 되는 것이다.In this case, when the driving power is applied from the outside, the optical modulator is driven by the piezoelectric layer 315 driving in the up-down direction or the left-right direction, as shown in FIG. 9 (FIGS. 9A and 9B). Steps are formed between the cells 312, thereby diffraction of a single beam incident from the outside to form a diffraction beam having a predetermined diffraction coefficient, more specifically, ± 1st order diffraction coefficient.

상술한 바와 같이 구성되어 동작하는 광변조기(310)에 있어서, 상기 광변조기(310)를 구성하는 각각의 구동 셀(312)에 의하여 형성되는 회절빔은 피스캐닝 객체, 보다 구체적으로는 프린터, 디스플레이 장치 등의 주사면을 구성하는 각 픽셀에 대응하여 하나의 스팟(Spot)을 형성시킨다. In the optical modulator 310 configured and operated as described above, the diffraction beams formed by the respective driving cells 312 constituting the optical modulator 310 may be a piece canning object, more specifically, a printer, a display. One spot is formed corresponding to each pixel constituting the scanning surface of the device or the like.

이때, 상기 광변조기(310)는 각 구동 셀(312) 상호간의 단차에 의하여 복수의 회절빔을 형성하되, 상기 구동 셀(312)이 동시에 온/오프 구동하는 경우 소정 형상의 피스케닝 객체(600)의 주사면, 보다 구체적으로는 프린터 등의 구형 주사면 또는 프로젝션 디스플레이와 같은 평면 주사면과의 광경로 차로 인하여 주사면상에 비대칭 형상의 스팟(Spot) 궤적의 발생을 초래한다.In this case, the optical modulator 310 forms a plurality of diffraction beams by a step between the respective driving cells 312, and when the driving cells 312 are driven on / off simultaneously, the target object 600 having a predetermined shape ), More specifically, due to the optical path difference from a spherical scanning surface such as a printer or a flat scanning surface such as a projection display, causes spot spots of asymmetrical shapes on the scanning surface.

상술한 바와 같은 비대칭 형상의 스팟(Spot) 궤적의 발생을 방지하여 위하여, 상기 광변조기(310)를 구성하는 각 구동 셀(312)은, 도 10에 도시된 바와 같이, 빔 주사의 기하학적 구조에 의하여 후술하는 제어수단(500)에 기 설정된 소정의 시간 간격(T=0, T =T0, T=T1, T=T2,…T=TN)에 연동하여 입사되는 스위칭 신호에 의거하여 순차적으로 온/오프 구동을 수행한다.In order to prevent the occurrence of spot trajectories of the asymmetric shape as described above, each drive cell 312 constituting the optical modulator 310, as shown in FIG. Turn on sequentially based on a switching signal incident in conjunction with a predetermined time interval (T = 0, T = T0, T = T1, T = T2, ... T = TN) set in the control means 500 to be described later. Perform on / off drive.

따라서, 상기 광변조기는, 도 10에 도시된 바와 같이, 피스캐닝 객체(600)의 주사면상에 실선으로 표시된 바와 같은 사다리꼴 형상의 비대칭 구조를 갖는 스팟(Spot) 궤적(610a)이 발생하는 대신에 점선으로 표시된 바와 같은 직사각형 형상의 대칭 구조를 갖는 스팟(Spot) 궤적(610b)이 형성되고, 이에 의하여 2차원 형상의 평면 또는 곡면을 갖는 피스캐닝 객체(600)의 주사면에 대한 화상정보의 왜곡을 방지할 수 있는 것이다.Accordingly, the optical modulator, as shown in FIG. 10, instead of generating a spot trajectory 610a having a trapezoidal asymmetric structure as indicated by a solid line on the scanning surface of the piececanning object 600. A spot trace 610b having a rectangular symmetrical structure as indicated by the dotted line is formed, thereby distorting the image information on the scanning surface of the piece scanning object 600 having a planar or curved surface having a two-dimensional shape. This can be prevented.

빔스프리터(320)는 상기 광학수단(200)으로부터 입사되는 입사빔을 상기 광변조기(310)로 투과시키는 동시에, 상기 광변조기(310)로부터 출사되는 회절빔을 후술하는 광조사 수단(400)이 위치하는 광로 방향으로 반사시키는 역할을 수행한다.The beam splitter 320 transmits the incident beam incident from the optical means 200 to the optical modulator 310, and at the same time, the light irradiation means 400 which describes the diffracted beam emitted from the optical modulator 310 is described later. It serves to reflect in the direction of the optical path located.

실린더 렌즈(330)는 상기 빔스프리터(320)에 의해 반사되어 입사되는 회절빔을 광조사 수단(400)이 위치하는 방향으로 조사시키는 역할을 수행한다.The cylinder lens 330 serves to irradiate the diffracted beam reflected by the beam splitter 320 in the direction in which the light irradiation means 400 is located.

제 1 집속 렌즈(340)는 상기 실린더 렌즈(330)를 통해 조사되는 0차, ±1차 회절계수를 갖는 회절빔 중에서 특정 회절계수를 갖는 회절빔만을 통과시키는 슬릿(350)으로 집속시키는 역할을 수행한다.The first focusing lens 340 focuses the slit 350 that passes only the diffraction beam having a specific diffraction coefficient among the diffraction beams having a zeroth order and a ± first order diffraction coefficient irradiated through the cylinder lens 330. Perform.

슬릿(350)은 상기 제 1 집속 렌즈(340)를 통하여 집속되는 회절빔 중에서 특정 회절계수를 갖는 회절빔에 대한 필터링을 수행하고, 이에 의하여 필터링된 소정의 회절계수를 갖는 회절빔을 후술하는 평형광 렌즈(360)로 통과시키는 역할을 수행한다. The slit 350 performs filtering on a diffraction beam having a specific diffraction coefficient among the diffraction beams focused through the first focusing lens 340, thereby equilibrating a diffraction beam having a predetermined diffraction coefficient filtered later. It passes through the optical lens 360.

평형광 렌즈(360)는 상기 슬릿(350)을 통하여 필터링된 소정의 회절계수를 갖는 회절빔을 평형광으로 변형시킨 후, 상기 평형광으로 변형된 회절빔을 후술하는 제 2 집속렌즈(370)로 전달하는 역할을 수행한다.The balanced light lens 360 transforms a diffracted beam having a predetermined diffraction coefficient filtered through the slit 350 into a balanced light, and then a second focusing lens 370 which describes the diffracted beam transformed into the balanced light. It serves to deliver.

제 2 집속렌즈(370)는 상기 평형광 렌즈(360)에 의하여 평형광으로 변환된 회절빔을 후술하는 광주사 수단(400)을 구성하는 회전미러(410), 보다 구체적으로는 폴리곤 미러(Polygon Mirror) 또는 갈바노 미러에 집속시키는 역할을 수행한다. The second focusing lens 370 is a rotation mirror 410 constituting the optical scanning means 400 to describe the diffracted beam converted into the balanced light by the balanced light lens 360, more specifically a polygon mirror (Polygon) Mirror) or focus on the galvano mirror.

광조사 수단(400)은 상기 광변조 수단(300)을 통하여 입사되는 다수의 회절빔을 소정 형상을 갖는 피스캐닝 장치(600), 보다 구체적으로는 프린터, 디스플레이장치 등의 피스캐닝 장치(600)의 주사면상에 비등선속도나 등선속도로 이동시켜 스캐닝을 수행하는 것으로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 회전미러(410) 및 초점 렌즈(Focusing Lense)(420)를 포함하여 구성되어 있다.The light irradiation means 400 is a piece scanning device 600 having a predetermined shape for a plurality of diffraction beams incident through the light modulation means 300, more specifically, a piece scanning device 600 such as a printer or a display device. The scanning is performed by moving at a boiling line speed or an isoline speed on the scanning surface of, as shown in FIG. 5, and includes a rotating mirror 410 and a focusing lens 420.

여기서, 회전 미러(Rotating Mirror)(410)는 양방향으로 회전할 수 있는 모터(미도시)를 구비하고 있으며, 이 모터에 의해 회전하면서 회절 다중빔을 주사하게 된다. 이러한 회전 미러(410)는 폴리곤 미러(Polygon Mirror)나 갈바노 미러(Galvano Mirror)로 구현될 수 있다. The rotating mirror 410 includes a motor (not shown) capable of rotating in both directions, and scans the diffracted multibeam while rotating by the motor. The rotating mirror 410 may be implemented as a polygon mirror or a galvano mirror.

상기 폴리곤 미러(Polygon Mirror)가 회전 미러(410)로 사용될 경우, 상기 폴리곤 미러(Polygon Mirror)는 다중빔 광변조기(310)로부터 출력되는 회절 다중빔을 등선속도로 이동시키는 특징이 있다. 이때, 초점 렌즈(420)는 상기 폴리곤 미러(Polygon Mirror)에서 반사된 등각속도의 회절 다중빔을 집속시켜 주주사 방향으로 편향시킨다.When the polygon mirror is used as the rotation mirror 410, the polygon mirror has a characteristic of shifting the diffracted multibeam output from the multibeam optical modulator 310 at an isotropic speed. At this time, the focus lens 420 focuses the diffraction multi-beams at an isometric velocity reflected by the polygon mirror and deflects them in the main scanning direction.

상기 갈바노 미러가 회전 미러(410)로 채용될 경우, 상기 갈바노 미러는 다중빔 광변조기(310)로부터 출력되는 회절 다중빔을 비등선속도로 이동시키는 특징이 있다. 이때, 초점 렌즈(420)는 상기 갈바노 미러에서 반사된 비등각속도의 회절 다중빔을 집속시켜 주 주사 방향으로 편향시킨다.When the galvano mirror is employed as the rotating mirror 410, the galvano mirror has a characteristic of moving the diffracted multibeam output from the multibeam optical modulator 310 at a specific linear velocity. At this time, the focus lens 420 focuses the diffraction multi-beams having an anisotropic velocity reflected from the galvano mirror and deflects them in the main scanning direction.

이때, 상기 회전 미러(410)는 후술하는 제어수단(500)으로부터 입력되는 제어신호에 연동하여 온/오프 구동되며, 구동시 미리 설정된 회전 속도로 일정하게 회전한다. In this case, the rotation mirror 410 is driven on / off in conjunction with the control signal input from the control means 500 to be described later, and rotates at a predetermined rotation speed at the time of driving.

이러한 회전 미러(410)는 다각형으로 구현되어 있어 회전시 각 면을 통해 입사되는 빔을 반사시킨다. 이때, 회전 미러(410)의 한 면으로부터 반사되는 빔은 일정 간격의 스팟(Spot) 배열을 형성시키며 피스캐닝 객체(600)에 주사되되, 이 스팟(Spot) 배열은 피스캐닝 객체(600)의 횡단면 상에 일렬로 형성된다. 현재 반사면의 바로 다음 면에 의해 반사되는 빔도 역시 피스캐닝 객체(600)의 횡단면 상에 일정 간격의 스팟(Spot) 배열을 형성시키지만, 이때 빔의 스팟(Spot) 배열은 이전 면에 의해 반사된 빔의 스팟(Spot) 배열과 일정 간격으로 이격되어 그 하부에 위치한다. 이에 따라, 회전 미러(410)의 각 면에 의해 반사되는 빔의 스팟(Spot) 배열은 피스캐닝 객체(600)상에 종과 횡으로 형성된다.The rotating mirror 410 is implemented as a polygon to reflect the beam incident through each surface during rotation. At this time, the beam reflected from one surface of the rotating mirror 410 forms a spot array at a predetermined interval and is scanned in the piece scanning object 600, the spot array (spot) of the piece scanning object 600 It is formed in a row on the cross section. The beam reflected by the next side of the current reflecting surface also forms an evenly spaced spot array on the cross section of the piececanning object 600, with the spot arrangement of the beam reflected by the previous surface. It is located below and spaced apart from the spot array of the beam. Accordingly, a spot array of beams reflected by each surface of the rotating mirror 410 is formed vertically and horizontally on the piececanning object 600.

초점 렌즈(420)는 상기 회전미러(410)에 의하여 스캐닝되는 회절빔을 피스캐닝 객체(600)를 구성하는 조사면상에 기 설정된 어드레스를 갖는 픽셀에 정확히 집속시켜주는 역할을 수행한다.The focus lens 420 precisely focuses the diffracted beam scanned by the rotation mirror 410 to the pixel having a predetermined address on the irradiation surface constituting the piececanning object 600.

이때, 상기 초점 렌즈(420)는 회전 미러(410)와 피스캐닝 객체(600)의 조사면 사이에 위치되되, 초점 렌즈(420)가 2개 이상이 배치될 경우 다수의 렌즈들은 일정 간격으로 이격되어 배열된다.In this case, the focus lens 420 is positioned between the rotating mirror 410 and the irradiation surface of the piece scanning object 600, and when two or more focus lenses 420 are disposed, a plurality of lenses are spaced at a predetermined interval. Are arranged.

제어부(500)는 광주사 수단(400)을 구성하는 회전 미러(410)에 소정의 속도 제어 신호를 전달하여 기 설정된 속도로 상기 회전 미러(410)가 일정하게 회전할 수 있도록 함으로써, 광변조기(310)로부터 생성되는 회절빔에 의하여 피스캐닝 객체(600)의 주사면상에 형성되는 스팟(Spot) 배열을 일정 간격으로 배열시켜 주는 역할을 수행한다.The control unit 500 transmits a predetermined speed control signal to the rotation mirror 410 constituting the optical scanning means 400 to allow the rotation mirror 410 to rotate constantly at a preset speed, thereby providing an optical modulator ( A spot array formed on the scanning surface of the piececanning object 600 is arranged at regular intervals by the diffraction beam generated from 310.

또한, 제어부(500)는 피스캐닝 객체(600)를 구성하는 구형 또는 평면 형상의 주사면상에 대칭 형상의 스팟(Spot) 궤적(610b)을 형성하기 위하여, 도 10에 도시된 바와 같이, 소정 시간 간격(T=0, T =T0, T=T1, T=T2,…T=TN)으로 온/오프 스위칭 신호를 광변조기(310)를 구성하는 구동 셀(312)로 순차적으로 전달하는 역할을 수행한다.In addition, the controller 500 may form a symmetrical spot trace 610b on a spherical or planar scanning surface constituting the piececanning object 600, as shown in FIG. 10, for a predetermined time. It serves to sequentially transmit the on / off switching signal to the drive cell 312 constituting the optical modulator 310 at intervals (T = 0, T = T0, T = T1, T = T2, ... T = TN). Perform.

이때, 상기 구동 셀(312)은 제어부(500)로부터 순차적으로 입력되는 스위칭 신호에 연동하여 주사면과의 광경로 차에 대응하는 시간 간격을 가지고 온/오프 구동함으로써, 도 10에 도시된 바와 같이, 구형 또는 평면 형상을 갖는 주사면상에 대칭 형상의 스팟(Spot) 궤적(610b)을 형성하게 된다.In this case, the driving cell 312 is driven on / off with a time interval corresponding to the optical path difference with the scanning surface in conjunction with the switching signal sequentially input from the control unit 500, as shown in FIG. A spot trace 610b having a symmetrical shape is formed on a scanning surface having a spherical or planar shape.

즉, 피스캐닝 객체(600)의 주사면상에 대칭 형사의 스팟(Spot) 궤적(610b)을 형성함으로써, 종래의 비대칭 스팟(Spot) 궤적(610a)으로 인하여 피스캐닝 객체(600)의 주사면상에 발생하는 화상정보의 왜곡을 방지하고, 이에 의하여 보다 정확한 화상정보를 피스캐닝 객체(600)의 주사면상에 표현할 수 있게 된다.That is, by forming the spot trajectory 610b of the symmetrical detective on the scanning surface of the piece scanning object 600, on the scanning surface of the piece scanning object 600 due to the conventional asymmetric spot trajectory 610a Distortion of the generated image information can be prevented, whereby more accurate image information can be represented on the scanning surface of the piece scanning object 600.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 주사면에 수직 방향으로 위치하는 광변조기의 각 구동 셀에 대한 온/오프 스위칭 신호를 순차적으로 인가하여 주사면상에 대칭 형상의 스팟(Spot) 궤적을 방지함으로써, 2차원 형상의 평면 또는 곡면을 갖는 주사면에 대한 화상정보의 왜곡을 방지하여 보다 정확한 화상정보를 표현할 수 있다는 효과를 제공한다. As described above, the present invention by sequentially applying the on / off switching signal for each drive cell of the optical modulator located in the direction perpendicular to the scanning surface to prevent the spot trajectory of the symmetrical shape on the scanning surface, It is possible to prevent distortion of the image information on the scanning surface having a two-dimensional plane or curved surface, thereby providing an effect of expressing more accurate image information.

여기서, 상술한 본 발명에서는 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Herein, the present invention described above has been described with reference to preferred embodiments, but those skilled in the art can variously modify and modify the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. It will be appreciated that this can be changed.

Claims (7)

레이저빔을 발생하기 위한 광원;A light source for generating a laser beam; 상기 광원으로부터 출력된 단일빔을 광로 방향에 대하여 평형하게 주사시키는 광학수단;Optical means for scanning the single beam output from the light source in a balanced manner with respect to the optical path direction; 상기 광학수단으로부터 입사되는 입사광에 대한 회절을 수행하여 다수의 회절빔을 형성하고, 외부로부터 인가되는 스위칭 신호에 연동하여 순차적으로 온/오프 구동하여 주사면상에 대칭 형상의 스팟(Spot) 궤적을 형성하는 광변조 수단;Diffraction of the incident light incident from the optical means is performed to form a plurality of diffraction beams, and is sequentially driven on / off in conjunction with a switching signal applied from the outside to form spot traces of symmetrical shapes on the scanning surface. Light modulation means to perform; 상기 광변조 수단을 통하여 입사되는 다수의 회절빔을 상기 주사면상에 비등선속도나 등선속도로 이동시켜 스캐닝을 수행하는 광주사 수단; 및Scanning means for scanning by moving a plurality of diffracted beams incident through the light modulation means at a boiling line speed or an isotropic speed on the scanning surface; And 상기 주사면상에 대칭 형상의 스팟(Spot) 궤적을 형성하기 위하여 소정의 시간 간격으로 스위칭 제어 신호를 상기 광변조 수단으로 전달하는 제어부Control unit for transmitting a switching control signal to the optical modulation means at a predetermined time interval to form a spot trace of the symmetrical shape on the scanning surface 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 주사장치.Injection device characterized in that configured to include. 제 1 항에 있어서, 상기 광학수단은, The method of claim 1, wherein the optical means, 상기 광원으로부터 발생되는 빔을 광로 방향에 대하여 평행광으로 변형시키기 위한 평형광 렌즈;A balanced light lens for transforming a beam generated from the light source into parallel light with respect to an optical path direction; 상기 평형광 렌즈를 통해 평행광으로 변형된 입사빔을 상기 광주사 수단이 위치하는 방향으로 반사하는 빔스프리터; 및 A beam splitter for reflecting an incident beam transformed into parallel light through the balanced light lens in a direction in which the optical scanning means is located; And 상기 빔스프리터를 통해 반사되어 입사되는 입사빔을 상기 광변조 수단으로 조사하는 실린더 렌즈A cylinder lens for irradiating the incident beam reflected through the beam splitter to the light modulation means 를 포함하는 구성된 것을 특징으로 하는 주사장치.Injection device comprising a. 제 1 항에 있어서, 상기 광변조 수단은,The method of claim 1, wherein the optical modulation means, 상기 광학수단을 통하여 입사되는 입사빔에 대한 회절을 수행하는 소정 개수의 구동 셀로 구성되고, 상기 제어부를 통하여 인가되는 스위칭 신호에 따라 상기 구동 셀을 순차적으로 온/오프 구동하여 형성된 회절빔을 순차적으로 외부로 출사시키는 광변조기;It consists of a predetermined number of drive cells for diffracting the incident beam incident through the optical means, sequentially driving the diffraction beam formed by sequentially driving the drive cell on / off in accordance with the switching signal applied through the control unit An optical modulator emitting to the outside; 상기 광학수단으로부터 입사되는 입사빔을 상기 광변조기로 투과시키고, 상기 광변조기로부터 출사되는 회절빔을 외부로 반사시키는 빔스프리터;A beam splitter for transmitting the incident beam incident from the optical means to the optical modulator and reflecting the diffracted beam emitted from the optical modulator to the outside; 상기 빔스프리터를 통해 반사되는 회절빔을 상기 광조사 수단이 위치하는 방향으로 조사하는 실린더 렌즈;A cylinder lens for irradiating a diffracted beam reflected through the beam splitter in a direction in which the light irradiation means is located; 상기 실린더 렌즈를 통해 조사되는 회절빔을 집속시키기 위한 제 1 집속 렌즈;A first focusing lens for focusing the diffracted beam irradiated through the cylinder lens; 상기 제 1 집속 렌즈를 통해 집속된 회절빔 중에서 일정 차수의 회절 신호빔만을 통과시키는 슬릿;A slit for passing only diffraction signal beams of a predetermined order among diffraction beams focused through the first focusing lens; 상기 슬릿을 통해 통과된 회절빔을 평형광으로 변형시키기 위한 평형광 렌즈; 및A balanced light lens for transforming the diffracted beam passed through the slit into balanced light; And 상기 평형광 렌즈에 의해 평형광으로 변형된 회절빔을 상기 광주사 수단에 집속시키기 위한 제 2 집속 렌즈A second focusing lens for focusing the diffracted beam transformed into balanced light by the balanced light lens on the optical scanning means 를 포함하는 구성된 것을 특징으로 하는 주사장치.Injection device comprising a. 제 3항에 있어서, 상기 광변조기는, The method of claim 3, wherein the optical modulator, 광입사 방향에 대하여 수직 방향으로 위치하고, 상기 스위칭 신호에 따라 순차적으로 온/오프 구동하는 다수의 구동 셀이 1차원 형상으로 배열된 것을 특징으로 하는 주사장치. And a plurality of driving cells arranged in a direction perpendicular to the light incidence direction and sequentially driven on / off in accordance with the switching signal in a one-dimensional shape. 제 1 항에 있어서, 상기 광주사 수단은,The method of claim 1, wherein the optical scanning means, 상기 광주사 수단을 통하여 입사되는 회절빔을 비등선속도나 등선속도로 이동시켜 스캐닝하는 회전 미러; 및 A rotating mirror which scans the diffracted beam incident through the optical scanning means at a boiling line speed or an isotropic speed; And 상기 회전 미러에 의하여 반사되는 회절빔을 고유 어드레스를 갖는 주사면의 각 픽셀 위치에 집속시키기 위한 초점 렌즈Focus lens for focusing the diffracted beam reflected by the rotating mirror at each pixel position of the scanning surface having a unique address 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 주사장치.Injection device characterized in that configured to include. 제 5 항에 있어서, 상기 회전 미러는,The method of claim 5, wherein the rotating mirror, 양방향 회전 모터에 의하여 양방향 회전하여 상기 회절빔을 주사면상에 비등선 속도로 이동시키는 폴리곤 미러(Polygon Mirror)인 것을 특징으로 하는 주사장치Scanning apparatus, characterized in that the polygon mirror for rotating in two directions by the bidirectional rotation motor to move the diffracted beam at a boiling line speed on the scanning surface 제 5 항에 있어서, 상기 회전 미러는,The method of claim 5, wherein the rotating mirror, 양방향 회전 모터에 의하여 양방향 회전하여 상기 회절빔을 주사면상에 등선 속도로 이동시키는 갈바노 미러인 것을 특징으로 하는 주사장치Scanning apparatus, characterized in that the galvano mirror which rotates bidirectionally by a bidirectional rotating motor to move the diffracted beam at an isotropic speed on the scanning surface
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