KR100941798B1 - 스캐닝 마이크로미러 - Google Patents

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KR100941798B1
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지창현
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 광원으로부터 출사된 빔을 1차원 또는 2차원의 영역에 주사(scan)하여 화상을 결상하거나 데이터를 읽어들이는 스캐닝 마이크로미러에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 스캐닝 마이크로미러는 개방영역이 형성된 기판; 제1탄성체를 통하여 상기 개방영역 상에서 상기 기판과 결합되고, 상기 제1탄성체를 회전축으로 하여 구동되는 링형 김블; 제2탄성체를 통하여 상기 김블 안쪽에서 결합되는 링형 강화틀; 제3탄성체를 통하여 상기 강화틀 안쪽에서 결합되고, 상기 제2탄성체 및 제3탄성체를 회전축으로 하여 상기 강화틀과 함께 구동되는 미러판; 상기 김블, 상기 강화틀 및 상기 미러판 상에 결합되고 전자계를 형성하여 구동력을 발생시키는 코일; 및 상기 기판의 저면측으로 결합되고, 상기 코일과 함께 전자계를 형성하는 자석을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 반도체 일관 공정 및 마이크로머시닝 기술을 적용하여 보다 경량화되고 소형화된 스캐닝 마이크로미러를 구현할 수 있으며, 따라서 마이크로미러가 집적된 광스캐닝 소자를 제작할 수 있다. 또한, 조사 속도가 보다 빨라지고 조사각의 범위가 넓어짐으로써 광학적 성능이 향상되고, 구조적 개선을 통하여 고속 동작에 따른 물리적 변형을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

스캐닝 마이크로미러{Scanning micromirror}
도 1은 일반적인 2축 스캐닝 마이크로미러를 이용한 프로젝션 디스플레이 구조를 개략적으로 도시한 사시도.
도 2는 일반적인 1축 스캐닝 마이크로미러 및 갈바노메트릭 미러를 이용한 프로젝션 디스플레이의 구조를 개략적으로 도시한 사시도.
도 3은 일반적인 스캐닝 마이크로미러가 레이저 어레이와 조합되어 구현된 스캐닝 디스플레이 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러의 구조를 도시한 상측 사시도.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러의 구조를 도시한 하측 사시도.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러의 구조를 도시한 측단면도.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러에 구비되는 자석과 코일의 기본 구동원리를 도식화한 도면.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러의 코일이 두 라인으로 구비된 경우 2축 구동원리를 도식화한 도면.
도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러의 코일이 한 라인으로 구비된 경우 2축 구동원리를 도식화한 도면.
도 10은 본 발명의 제1실시예에 다른 스캐닝 마이크로미러의 코일이 김블 및 강화틀의 평면 상에 배치되는 구조를 도시한 평면도.
도 11은 본 발명의 제1실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러의 공진 모드를 유한 요소법(Finite Element Analysis)에 의하여 시뮬레이션한 결과를 도시한 도면.
도 12는 본 발명의 제1실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러의 공진 모드별 주파수 파형을 도시한 그래프.
도 13은 본 발명의 제1실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러의 코일이 김블, 강화틀 및 미러판 상에 배치됨에 있어서, 세 개의 입출력 라인으로 단층 권선되는 구조를 도시한 상면도.
도 14는 본 발명의 제1실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러의 코일이 김블, 강화틀 및 미러판 상에 배치됨에 있어서, 두 개의 입출력 라인으로 2층 권선되는 구조를 도시한 상면도.
도 15는 본 발명의 제2실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러의 구조를 도시한 상측 사시도.
도 16은 본 발명의 제2실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러의 구조를 도시한 하측 사시도.
도 17은 본 발명의 제2실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러에 구비되는 미러판이 프레임과 결합되는 제1실시예에 따른 결합 구조를 도시한 상면도.
도 18은 본 발명의 제2실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러에 구비되는 미러판이 프레임과 결합되는 제2실시예에 따른 결합 구조를 도시한 상면도.
도 19는 본 발명의 제2실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러에 구비되는 자석의 제1실시예에 따른 구조를 도시한 상측 사시도.
도 20은 본 발명의 제2실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러에 구비되는 자석의 제2실시예에 따른 구조를 도시한 상측 사시도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
100: 제1실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러
110: 기판 120: 미러판
130: 강화틀 140: 김블
152: 제1탄성체 154: 제2탄성체
156: 제3탄성체 162: 제1전극패드
164: 제2전극패드 170: 자석
172: 지지대 174: 링형 자석
176: 원통형 자석 180: 제1트랜치
185: 제2트랜치 190: 코일
195: 절연층
본 발명은 광스캐닝 소자(Optical Scanning Device)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광원으로부터 출사된 빔을 1차원 또는 2차원의 영역에 주사(scan)하여 화상을 결상하거나 데이터를 읽어들이는 스캐닝 마이크로미러에 관한 것이다.
광 소자 기술의 발전과 더불어 각종 정보의 입출력단 및 정보 전달의 매개체로 광을 사용하는 다양한 기술들이 대두되고 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. 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.
이러한 빔 스캐닝 기술은 적용 사례에 따라 다양한 주사 속도(Scanning Speed)와 주사 범위(Scanning Range; 각변위; Angular displacement, Tilting Angle)를 가지는 스캐닝 미러가 요구되는데, 기존의 빔 스캐닝은 갈바닉 미러(galvanic mirror)나 회전형 폴리곤 미러(rotating polygon mirror) 등 구동 되는 미러의 반사면과 입사광이 이루는 입사 각도를 조절하여 구현된다.
갈바닉 미러를 사용하는 경우 수 내지 수십 헤르쯔(Hz) 정도의 주사 속도를 구현할 수 있으며, 폴리곤 미러를 사용하는 경우 수 킬로헤르쯔(kHz) 정도의 주사 속도를 구현하는 것이 가능하다. 즉, 폴리곤 미러의 경우 고속으로 회전하는 모터 에 폴리곤 미러가 장착되어 있는 형태를 취하기 때문에, 주사 속도는 폴리곤 미러의 회전 각속도에 비례하며 이는 구동부 모터의 회전 속도에 의존하므로 통상의 모터 회전 속도의 한계로 인하여 주사 속도를 증가시키는데 한계가 있으며, 전체 시스템의 부피와 전력 소모를 감소시키기 어려운 단점이 있다. 또한 구동 모터부의 기계적 마찰 소음을 근본적으로 해결하여야 하며, 복잡한 구조로 인해 원가 절감을 기대하기 어렵다.
반면, 마이크로미러를 사용한 주사 장치의 경우 양방향 주사가 가능하고, 수십 kHz에 이르는 빠른 주사 속도를 구현할 수 있다.
도 1은 일반적인 2축 스캐닝 마이크로미러를 이용한 프로젝션 디스플레이 구조를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 1에 도시된 것처럼, 2축 스캐닝 마이크로미러는 김블(2)과 미러판(1)을 통하여 2축 구동이 가능한데, 김블(2)과 미러판(1)에 각각 독립된 구동신호가 입력되며, 입력광(L1)이 반사되어 2차원 영상(L2)으로 스캔되는 형태가 도시되어 있다.
이처럼, 마이크로미러를 사용하여 2축 스캔을 구현하기 위해서는 김블 구조의 2축 스캐닝 마이크로미러를 사용하는 방식, 2개의 구동축에 대하여 분리된 1축 스캐닝 미러를 사용하는 방식, 스캐닝 마이크로미러와 갈바노메트릭 미러 혹은 레이저 어레이를 조합하는 방식 등이 있다.
도 2는 일반적인 1축 스캐닝 마이크로미러 및 갈바노메트릭 미러를 이용한 프로젝션 디스플레이의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 3은 일반적인 스캐닝 마이크로미러가 레이저 어레이와 조합되어 구현된 스캐닝 디스플레이 시스템 의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2에 의하면, 광원(1)으로부터 입사된 빛은 여러개의 렌즈들로 구성되는 광학계(2)을 거쳐 마이크로미러(3)에서 반사된다. 이때, 마이크로미러(3)의 측면으로 자석(4)이 구비되어 전자계를 형성하고, 마이크로미러는 수평방향으로 구동됨으로써 입사된 빛을 x축 상의 선분으로 변환한다. 변환된 빛은 수직방향으로 구동되는 갈바노메트릭 미러에 의하여 y축 상의 성분을 구성하게 되므로 전체적으로 2차원 영상(L3)이 만들어진다.
또한, 도 3에 의하면, 광원, 즉 레이저 어레이(6)가 수평 성분의 빛, x축 상의 빛을 구성하여 주사하고, 렌즈(7)는 빛을 고르게 정렬하여 마이크로미러(8)로 전달한다. 마이크로미러(8)는 수직하게 구동되며 빛을 반사시킴으로써 2차원 영상(L4)을 구성한다.
이때, 디스플레이를 위한 2축 스캔의 경우 수평 방향으로는 수십 kHz 정도의 빠른 주사 속도가 요구되는 반면 수직 방향으로는 수십 Hz의 상대적으로 낮은 속도가 요구되므로, 수평 방향 스캔에는 빠른 주사 속도와 충분한 구동각을 확보하기 위해 공진 구동 방식을 사용하고, 수직 방향으로는 강제 구동 방식을 사용한다.
그러나, 수직 방향의 빗살 모양 전극(comb electrode)을 사용하는 종래의 정전력 구동 스캐닝 마이크로미러의 경우, 제작 공정상 가동부(movable part or rotor)와 고정부(fixed part or stator)의 높은 정렬 정밀도가 요구되고, 회전 각도를 증가시키기 위해서는 높은 종횡비(aspect ratio)를 갖도록 구조물을 제작해야 하는 어려움이 있다. 또한 미러 판(mirror plate)에 부착되는 가동 빗살 모양 전극 과 이에 인접한 고정부 빗살 모양 전극 모두 구동시 감쇄(damping)를 증가시키는 요인으로 작용하게 되는 단점이 있다.
본 발명은 미세 가공 기술 또는 마이크로머시닝(micromachining) 공정을 통하여 제작되며, 1축 또는 2축 구동 방식 모두 적용이 가능한 구조로서, 보다 빠른 주사속도 및 넓은 구동각(주사 범위)의 실현이 가능하고, 고속 동작에 대한 구조적 안정성이 확보되며, 종래의 물리적 동작에 따라 광학적 성능이 저하되는 것을 방지함으로써 높은 공간 분해능을 필요로 하는 고성능 스캐닝 시스템, 정적 변위를 요구하는 시스템 등 다양한 빔스캐닝 시스템에 적용가능한 스캐닝 마이크로미러를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 스캐닝 마이크로미러는 개방영역이 형성된 기판; 제1탄성체를 통하여 상기 개방영역 상에서 상기 기판과 결합되고, 상기 제1탄성체를 회전축으로 하여 구동되는 링형 김블; 제2탄성체를 통하여 상기 김블 안쪽에서 결합되는 링형 강화틀; 제3탄성체를 통하여 상기 강화틀 안쪽에서 결합되고, 상기 제2탄성체 및 제3탄성체를 회전축으로 하여 상기 강화틀과 함께 구동되는 미러판; 상기 김블, 상기 강화틀 및 상기 미러판 상에 결합되고 전자계를 형성하여 구동력을 발생시키는 코일; 및 상기 기판의 저면측으로 결합되고, 상기 코일과 함께 전자계를 형성하는 자석을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 스캐닝 마이크로미러 는 개방영역이 형성된 기판; 탄성체를 통하여 상기 개방영역 상에서 상기 기판과 결합되고, 직사각형태의 반사영역을 가지며, 상기 탄성체를 회전축으로 하여 구동되는 미러판; 상기 미러판 상에 결합되고 전자계를 형성하여 구동력을 발생시키는 코일; 및 상기 기판의 저면 측으로 결합되고, 상기 코일과 함께 전자계를 형성하는 자석을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 스캐닝 마이크로미러의 상기 제2탄성체 및 상기 제3탄성체는 직선상에 위치되어 상기 강화틀 및 상기 미러판의 회전축을 제공하고, 상기 제1탄성체는 상기 제2탄성체 및 상기 제3탄성체의 회전축과 수직하게 위치되어 상기 김블의 회전축을 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 스캐닝 마이크로미러의 상기 탄성체는 1개 이상의 토션 바를 포함하여 이루어지며, 상기 토션 바는 직선형 또는 굴곡형 중 하나 이상의 형태가 조합되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 스캐닝 마이크로미러의 상기 자석은 링형 자석; 상기 링형 자석 내부에서 이격되어 위치되는 원통형 자석; 및 상기 링형 자석 및 상기 원통형 자석을 저면측에서 결합시키는 지지대를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 스캐닝 마이크로미러의 상기 자석은 서로 이격거리를 두어 나란히 배치되는 두 개 이상의 직사각형 자석; 및 상기 자석을 상호 결합시키는 지지대를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 스캐닝 마이크로미러의 상기 김블, 상기 강화틀 및 상 기 미러판은, 상기 코일로 저대역의 제1주파수 신호가 인가되면 상기 제1탄성체의 회전축을 기준으로 강제 구동되고, 상기 코일로 고대역의 제2주파수 신호가 인가되면 상기 제2탄성체 및 상기 제3탄성체의 회전축을 기준으로 공진 구동되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 스캐닝 마이크로미러의 상기 탄성체는 상호 대향하게 위치되는 두 부분으로 구성되고, 상기 코일은 단선 및 단층 구조로서, 일측 제1탄성체로부터 일측 제2탄성체까지 김블 경로를 구성하고, 상기 강화틀의 일측 반원 경로를 구성한 뒤 타측 제2탄성체로부터 상기 일측 제2탄성체까지 상기 미러판을 관통하며, 상기 일측 제2탄성체로부터 타측 제1탄성체까지의 김블 경로를 구성하는 제1코일부; 및 상기 일측 제1탄성체로부터 타측 제2탄성체까지 김블 경로를 구성하고, 상기 타측 제2탄성체로부터 상기 일측 제2탄성체까지 상기 미러판을 관통하며, 상기 강화틀의 타측 반원 경로를 구성한 뒤 상기 타측 제2탄성체로부터 상기 타측 제1탄성체까지의 김블 경로를 구성하는 제2코일부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 스캐닝 마이크로미러의 상기 탄성체는 상호 대향하게 위치되는 두 부분으로 구성되고, 상기 코일은 복선 및 다층 구조로서, 일측 제1탄성체의 입력 라인으로부터 분기되어 상기 김블 상에서 원형 경로를 구성하고 타측 제1탄성체로 출력 라인을 형성하는 제1코일부; 및 상기 제1코일부와 절연되고, 상기 일측 제1탄성체로부터 일측 제2탄성체를 거쳐 상기 강화틀로 진입되며, 상기 강화틀상에서 원형 경로를 구성한뒤 타측 제2탄성체를 거쳐 상기 타측 제1탄성체로 출력 라인을 형성하는 제2코일부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 스캐닝 마이크로미러의 상기 탄성체는 상호 대향하게 위치되는 두 부분으로 구성되고, 상기 코일은 복선 및 단층 구조로서, 일측 제1탄성체로부터 타측 제1탄성체까지 상기 김블 상에서 각각 반원형 경로를 구성하는 제1코일부와 제2코일부; 및 상기 일측 제1탄성체로부터 일측 제2탄성체를 거쳐 상기 강화틀로 진입되며, 상기 강화틀상에서 원형 경로를 구성한 뒤 타측 제2탄성체를 거쳐 상기 타측 제1탄성체로 출력 라인을 형성하는 제2코일부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러에 대하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러(100)의 구조를 도시한 상측 사시도이고, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러(100)의 구조를 도시한 하측 사시도이며, 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러(100)의 구조를 도시한 측단면도이다.
도 4 내지 도 6에 의하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러(100)는 기판(Substrate)(110), 미러판(Mirror plate)(120), 김블(Gimbal)(140), 강화틀(Reinforcement rim)(130), 제1탄성체(152), 제2탄성체(154), 제3탄성체(156), 절연체(195), 코일(190), 제1전극패드(162), 제2전극패드(164) 및 자석(170)을 포함하여 이루어지는데, 우선, 각 구성부에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
상기 미러판(120)은 제1탄성체(152)를 통하여 강화틀(130)과 연결되고, 김블(140)은 제2탄성체(154)를 통하여 강화틀(130)과 연결된다.
상기 미러판(120)은 금속과 유전체를 포함하여 적층 구조로 형성될 수 있으며, 전체면이 균일한 두께로 편평하거나 중심부가 외곽부보다 두껍게 볼록한 구조를 이룰 수 있다.
또한, 상기 김블(140)은 제3탄성체(156)를 통하여 기판(110)과 연결됨으로써, 상기 미러판(120), 강화틀(130) 및 김블(140)은 기판(110)상에서 지지되고 상기 제1탄성체(152), 제2탄성체(154) 및 제3탄성체(156)에 의하여 각각 소정의 회전각으로 유동될 수 있다.
상기 제2탄성체(154)는 일종의 스프링 역할(토션 바; Torsion Bar)을 하는 구성부로서, 상기 미러판(120)의 양단에서 회전축의 역할을 하고, 미러판(120)이 구동되는 경우 복원력 토크(Torque)를 제공한다.
상기 제3탄성체(156) 역시 일종의 스프링 역할을 하는 구성부로서, 상기 김블(140)의 양단에서 회전축의 역할을 하고, 김블(140)이 구동되는 경우 복원력 토크를 제공한다.
상기 제2탄성체(154)와 제3탄성체(156)가 이루는 회전축은 수직을 이룸으로써 상기 미러판(120)이 2개의 축으로 상하 유동될 수 있으며, 상기 미러판(120)과 김블(140)은 어떤 형태로도 제작될 수 있으나 2개의 축으로 유동되므로 각 축에 대한 반사 영역이 원형 또는 타원형인 것이 바람직하다.
상기 탄성체(152, 154, 156)들은 외팔보(Cantilever), 비틀림보(Torsion Beam), 굴곡보(Meander Beam) 등의 형태를 가질 수 있다.
도 4 및 도 6에 도시된 것처럼, 본 발명의 제1실시예에 의한 스캐닝 마이크로미러(100)의 상면을 보면, 상기 제3탄성체(156), 김블(140), 제2탄성체(154), 강화틀(130), 제1탄성체(152) 및 미러판(120) 면에 코일(190)이 형성된 것을 볼 수 있으며, 코일(190)이 결합되는 상기 각 구성부 면과 코일(190) 사이에 절연층(195)이 형성되어 전기적으로 분리된다.
또한, 상기 코일로 전류를 제공하기 위하여 기판 상면에 2개의 전극패드(162, 164)가 구비되는데, 상기 김블(140)의 양단과 연결되는 2개의 제3탄성체(156)는 그 끝단이 각각 제1전극패드(162) 및 제2전극패드(164)와 연결된다.
상기 코일(190)은 하나 이상의 도전체층으로서, 제1전극패드(162)를 통하여 제3탄성체(156)와 김블(140)로 유입된 전류는 제2탄성체(154) 및 강화틀(130) 상의 코일(190)로 흐르고 미러판(120)의 중심부를 관통한 뒤 다시 제3탄성체(156)와 김블(140)을 통하여 제2전극패드(164)로 흐른다.
상기 코일(190)의 재질로는 Ti, Cr, Cu, Ag, Ni, Al 등의 금속 또는 ITO(Indium Tin Oxide), 도전성 폴리머 등의 단일 재질 또는 이들이 조합된 재질이 사용될 수 있다.
상기 코일(190)의 상세한 구조 및 전류의 흐름에 대해서는 도 9 내지 도 11을 참조하여 상세히 후술하기로 한다.
이와 같은 코일(190)상의 전류 흐름을 통하여 전계가 형성되면, 상기 기판의 밑에 위치되는 자석(170)의 자계와 상호 작용을 일으켜 물리력, 즉 로렌츠의 힘을 형성하고, 상기 로렌츠의 힘이 코일(190)에 작용되면 상기 김블(140)과 미러판(120)은 2개의 축을 중심으로 유동된다.
상기 강화틀(130)은 미러판(120)이 열변형(가령, 외부열로 인하여 미러판이 뒤틀어질 수 있음)되거나 유동시 펄럭거리는 현상(동적 변형; Dynamic Deformation)을 방지하기 위한 구성부로서, 미러판(120)과 함께 같은 방향, 같은 회전각으로 유동된다.
도5 및 도 6을 참조하면, 상기 기판(110)의 아래면이 식각되어 제1트랜치(180) 및 제2트랜치(185)가 형성된 형태를 볼 수 있는데, 상기 제1트랜치(180)는 상기 김블(140), 강화틀(130) 및 미러판(120)이 움직일 수 있는 공간을 마련하고 상기 제2트랜치(185)는 제3탄성체(156)의 두께를 줄이기 위하여 식각된다(참로고, 상기 제3탄성체(156)는 다른 탄성체들에 비하여 길고 얇게 형성되는데, 이는 스프링 상수를 감소시키기 위함이다).
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러(100)에 구비되는 자석(170)과 코일(190)의 기본 구동원리를 도식화한 도면이고, 도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러(100)의 코일(190)이 두 라인으로 구비된 경우 2축 구동원리를 도식화한 도면이며, 도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러(100)의 코일(190)이 한 라인으로 구비된 경우 2축 구동원리를 도식화한 도면이다.
전술한 대로, 로렌츠의 힘에 의하여 김블(140)과 미러판(120)이 2개의 축을 중심으로 유동되기 위해서는 자석(170)의 형상과 배치가 중요한데, 본 발명에 의한 자석(170)은 평면 상의 중심으로부터 외부로 향하는 방사상 형태의 자기장(Radial Magnetic Field)을 형성한다. 이러한 자기장 형태를 통하여 2축 구동을 가장 잘 구현할 수 있다.
우선, 도 7을 참조하면 자석(170)은 크게 원통형 자석(176), 링형 자석(174) 및 지지대(172)를 포함하여 이루어지며, 상기 원통형 자석(176)은 링형 자석(174) 내부에 위치된다.
상기 링형 자석(174)과 원통형 자석(176)은 동심원 상으로 이격 공간을 가지는데, 이는 전자계가 형성되는 공간을 확보하기 위한 것이고, 링형 자석(174)과 원통형 자석(176)은 동일한 두께로서 지지대(172) 상면에 결합된다.
방사상 자기장의 극대화를 위하여 링형 자석(174)과 원통형 자석(176)은 반대 방향으로 자화되고, 지지대(172)는 비투자율(Relative permeability)이 높은 순철(Pure iron)과 같은 재질이 사용되는 것이 좋다.
도 7을 보면, 기판(110) 상(즉, 미러판(120), 제1탄성체(152), 제2탄성체(154), 제3탄성체(156), 강화틀(130), 김블(140))에 형성되는 코일(190)의 형태가 자석(170) 위로 도식화되어 있는데, 상기 코일(190)은 원통형 자석(176)의 중심을 기준으로 동심원을 그리며 배치된다.
우선, 제1전극패드(162)를 통하여 전류(2I)가 유입되면 전류(2I)는 원형 코일에서 분기되어 양방향으로 동시에 진행되며, 동시에 진행된 양측의 전류(I)는 제2전극패드(164) 측으로 합해져 흘러나간다.
이와 같이, 코일 상에서 선대칭의 동일한 양의 전류(I)가 흐르면, 이들은 방 사상 자기장(Hr)에 의하여 수직 방향의 힘(F)을 받게 되고, 이로 인하여 다음의 수학식1에 의하여 표현되는 토오크(T)가 작용된다.
Figure 112008065312717-pat00001
여기서, "r1"은 원형 코일의 반지름을 의미하고,
"μ"은 공기의 투자율(permeability)을 의미하며,
"Hr"은 방사상 자장의 세기(Radial Magnetic Field Intensity)를 의미한다.
따라서, 서로 직교하는 2개의 회전축(제1탄성체(152) 및 제2탄성체(154)가 이루는 회전축과 제3탄성체(156)가 이루는 회전축)에 대하여 독립적인 토오크(Tvertical과 Thorizontal)를 제공하기 위해서는 도 8에 도시된 것처럼 전기적으로 분리된 2개의 코일(190)이 필요하다.
도 8에 의하면, 아래쪽에 지름이 큰 원형 코일(190)은 김블(140)에 결합되는 부분이고, 위쪽에 지름이 큰 원형 코일(190)은 강화틀(130)에 결합되는 부분인데, 아래쪽 코일에 흐르는 전류(Iv)와 위쪽에 흐르는 전류(Ih)는 수직축과 수평축 구동에 독립적으로 사용된다.
그러나, 도 8과 같이 전기적으로 분리된 코일(190)을 이용하지 않고, 도 9에 도시된 것처럼 하나의 코일(190) 라인을 이용하여 권선 구조를 변경함으로써 두 개의 축방향으로 토오크가 작용되도록 할 수 있다.
이 때, 위쪽 코일과 아래쪽 코일이 연결되는 부분에는 서로 반대 방향의 전류가 흐르게 되므로 힘이 작용하지 않고, 위쪽 코일의 중심부를 관통하는 2개의 평행한 권선에는 이론상 토오크가 아닌 수평 방향의 힘이 작용하게 된다.
이렇게 하나의 코일 라인을 통하여 김블(140)과 강화틀(130)에 배치되는 두 부분의 코일(도 9의 위쪽 원형 코일과 아래쪽 원형 코일)을 구성하면, 도 8과는 달리 하나의 입력단과 출력단이 존재할 수 밖에 없고 두 부분에 동일한 전류(Iv)가 흐르게 되어 수직 방향과 수평 방향으로 가해지는 토오크의 독립적인 제어는 불가능하다.
그러나, 권선을 지지하는 구조물, 즉 김블(140), 강화틀(130), 미러판(120), 탄성체(152, 154, 156) 등의 설계를 달리하여 구동 주파수를 분배하면 독립적인 2축 구동을 구현할 수 있으며, 이러한 경우 스캐닝 마이크로미러(100)의 구조를 단순화시킬 수 있고 제작 공정이 감소되으로 제작 원가가 절감되는 효과가 있다.
따라서, 본 발명의 제1실시예에서는 도 9에 도시된 권선 구조를 이용하는 것으로 하는데, 도 9에 도시된 코일 구조는 원리를 설명하기 위하여 입체적으로 도식화한 것이며, 실제적으로는 평면 상에 배치된다.
도 10은 본 발명의 제1실시예에 다른 스캐닝 마이크로미러(100)의 코일(190)이 김블(140) 및 강화틀(130)의 평면 상에 배치되는 구조를 도시한 평면도이다.
도 10에 의하면, 상기 코일(190)은 패터닝된 하나의 금속층으로 형성되며, 전류의 진행 경로를 설명하면 다음과 같다.
제1전극패턴(162)을 통하여 입력된 전류는 일측의 제3탄성체(156)를 통하여 흐르고, 김블(140)상의 원형 코일에 이르게 되면 양측으로 분기되어 흐른다. 양측으로 분기된 전류는 각각 양측의 제2탄성체(154)를 통하여 강화틀(130) 상의 원형 코일로 진입되며, 이때 강화틀(130) 및 미러판(120) 상의 코일(190)은 반원형 코일의 두 부분을 이루어 상호 대향하게 배치된다.
일측의 제2탄성체(154)를 통하여 진입된 전류는 일측의 반원형 코일을 따라 흐르고 미러판(120)의 라인을 따라 흐른 뒤, 다시 상기 일측의 제2탄성체(154) 상의 다른 라인을 따라 흐름으로써 김블(140) 상의 라인으로 나온다.
타측의 제2탄성체(154)를 통하여 진입된 전류는 미러판(120)의 다른 라인을 따라 흐르고 타측의 반원형 코일(190)을 따라 흐른 뒤, 다시 상기 타측의 제2탄성체(154) 상의 다른 라인을 따라 흐름으로써 김블(140) 상의 반대편 코일라인으로 나온다.
여기서, 김블(140), 강화틀(130) 및 미러판(120) 상의 코일에 흐르는 전류는 제2탄성체(154)를 축으로 하여 윗부분과 아랫 부분이 동일한 방향으로 흐르는데, 즉 상기 축을 기준으로 하여 평행하게 선대칭으로 흐른다.
이러한 구조를 통하여 하나의 라인으로 구현된 코일 구조는, 김블(140)측과 강화틀(130) 및 미러판(120) 측에 따라 개별 라인으로 구현된 코일(190) 구조와 동일하게 방사상의 자장을 형성할 수 있다.
도 11은 본 발명의 제1실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러(100)의 공진 모드를 유한 요소법(Finite Element Analysis)에 의하여 시뮬레이션한 결과를 도시한 도면이다.
도 11의 (a) 도면은 제1공진 모드를 시뮬레이션한 것이고, (b) 도면은 제5공진 모드를 시뮬레이션한 것이며, (c) 도면은 제6공진 모드를 시뮬레이션한 것이다.
본 발명의 제1실시예에 따른 2축 구동은 김블(140)을 포함하여 내부 구조물들이 제3탄성체(156)를 축으로 회전하는 구동과, 강화틀(130) 및 미러판(120)이 제1탄성체(152), 제2탄성체(154)를 축으로 회전하는 구동의 조합에 의하여 구현되며, 이들 조합에 따라 공진 모드가 분류된다.
이중에서, 2축 구동과 관련되어 필요한 스캐닝 마이크로미러(100)의 구동 모드는 도 12에 도시된 것처럼 제1공진 모드, 제5공진 모드, 제6공진 모드이며, 도 12의 (a) 도면에 도시된 제1공진 모드는 김블(140)을 포함하여 내부 구조물들이 제3탄성체(156)를 축으로 회전하는 모드로서 "강제 모드"라고도 한다.
또한, (b) 도면에 도시된 제5공진 모드는 김블(140), 미러판(120), 강화틀(130)이 제2탄성체(154)를 축으로 동일한 방향으로 회전하는 모드이고, (c) 도면에 도시된 제6공진 모드는 김블(140), 미러판(120), 강화틀(130)이 제2탄성체(154)를 축으로 회전하지만 미러판(120)과 강화틀(130)의 회전 방향이 김블(140)과는 반대 방향인 모드로서 일반적으로 이 경우를 "공진 모드"라고 약칭한다.
이와 같은 공진모드들은 구조물의 형상, 밀도, 탄성 계수(Modulus of Elasticity) 및 스프링 상수에 따라 천이가 가능하며, 각 공진 모드의 천이 순서, 공진 주파수를 변화시킬 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러(100)와 같이 한 라인의 코일 배치 구조로 2축 구동을 실현하기 위해서 도 12의 (c) 도면에 도시된 제6공진 모드가 사용되며, 이는 서로 다른 공진 모드에 해당하는 2가지 이상의 주파수를 가지는 구동 전류를 코일(190)에 동시에 흘려줌으로써 가능하다.
도 12는 본 발명의 제1실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러(100)의 공진 모드별 주파수 파형을 도시한 그래프이다.
도 13의 (a) 도면은 제1공진 모드 시 입력되는 전류의 주파수(이하, "f1"이라 함) 파형이고, (b) 도면은 제6공진 모드 시 입력되는 전류의 주파수(이하, "f6"이라 함) 파형이고, (c) 도면은 f1의 전류와 f6의 전류가 합쳐진 전류의 주파수 파형을 측정한 것이다.
제5공진 모드 시 입력되는 전류의 주파수를 "f5"라고 하였을 때, f1의 전류와 f6(또는 f5)의 전류를 동시에 코일(190)로 인가시키면 f1의 전류는 김블(140) 상의 코일(190) 경로에서 유효하게 작용하여 제1공진 모드의 구동을 유발하고, f6(또는 f5)의 전류는 강화틀(130) 상의 코일 경(190)로에서 유효하게 작용하여 제6공진 모드(또는 제5공진 모드)의 구동을 유발시킨다.
상기 제1공진 모드는 화면의 수직 방향의 스캔을 위한 구동으로서 수십 Hz의 주파수 속도로 강제 구동(스캔된 빛이 주사)되고(가령, 60프레임의 영상인 경우 60Hz임), 상기 제6공진 모드는 화면의 수평 방향의 스캔을 위한 구동으로서 수십 kHz의 주파수 속도로 공진 구동된다(가령, 60프레임의 영상인 경우, "수직 방향의 주파수 속도는 = 수평 방향의 주파수 속도×60÷2"의 수식에 의하여, 약 19 kHz의 주파수 속도를 갖음).
f1 보다 현저히 낮은 주파수 대역의 전류를 인가시키면, 제1공진 모드 대신, f1보다 현저히 낮은 주파수 대역에 상응하는 공진모드가 강제 구동되며, 그 구동 방향은 제1공진 모드의 경우와 동일하다.
이렇듯, 2개의 구동축에 대한 공진 모드가 적절히 형성되도록 인가되는 전류의 주파수가 선택되고, 자석과 같은 구조물의 형태도 전자계 현상에 맞추어 설계되어야 하며, 김블(140), 탄성체(152, 154, 156), 강화틀(130), 미러판(120) 등의 각 구성부에 구동력이 잘 전달될 수 있도록 코일(190)의 배치도 효율적으로 설계되어야 한다.
도 10을 참조하여 설명한 것처럼, 2축 구동을 위한 코일(190)의 배치는 직렬로 연결된 하나의 권선을 사용하는 방법 외에도 다양한 배치 방법을 적용시킬 수 있다.
도 13은 본 발명의 제1실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러(100)의 코일(190)이 김블(140), 강화틀(130) 및 미러판(120) 상에 배치됨에 있어서, 세 개의 입출력 라인으로 단층 권선되는 구조를 도시한 상면도이고, 도 14는 본 발명의 제1실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러(100)의 코일(190)이 김블(140), 강화틀(130) 및 미러판(120) 상에 배치됨에 있어서, 두 개의 입출력 라인으로 2층 권선되는 구조를 도시한 상면도이다.
도 13을 참조하면, 총 세 개의 코일(190) 라인이 배치되는데, 김블(140) 구동을 위한 코일 부분과 미러판(120) 및 강화틀(130)의 구동을 위한 코일 부분이 분리되며, 김블(140) 구동을 위한 코일 부분이 다시 두 부분으로 분리된 형태를 볼 수 있다.
즉, 제1코일 라인(190a)은 일측의 제3탄성체(156)로 들어와 김블(140)의 좌측 반원 경로를 구성한 뒤 타측의 제3탄성체(156)로 나가고, 제3코일 라인(190c)은 일측의 제3탄성체(156)로 들어와 김블(140)의 우측 반원 경로를 구성한 뒤 타측의 제3탄성체(156)로 나간다.
제2코일 라인(190b)은 일측의 제3탄성체(156)로부터 일측의 제2탄성체(154)까지의 김블(140) 경로를 구성하고, 일측의 제2탄성체(154)를 통하여 강화틀(130)상의 원형 라인을 구성하며, 타측의 제2탄성체(154)를 통하여 김블(140) 측으로 연결된 뒤 타측의 제3탄성체(156)까지의 김블(140) 경로를 구성한다.
도 14를 참조하면, 총 두 개의 코일 라인(190a, 190b)이 배치되는데, 김블 구동을 위한 코일 부분(190a)과 미러판(120) 및 강화틀(130)의 구동을 위한 코일 부분(190b)이 분리된다.
도 14에 도시된 배치구조가 도 13을 참조하여 설명한 배치 구조와 상이한 점은, 제1코일(190a)과 제3코일(190c)이 분리되지 않고 하나의 라인으로 형성되어 입출력 라인을 공유하며, 입출력 라인을 공유(즉, 원형 라인을 형성)하기 위하여, 강화틀(130)과 연결된 제2코일(190b)과 절연되어 그 위(또는 아래)층으로 연결된다.
따라서, 실질적으로는 절연된 두개의 금속층이 사용된 형태로 볼 수 있다.
이어서, 본 발명의 제2실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러(200)에 대하여 설명하는데, 본 발명의 제2실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러(200)는 1축 구동형이다.
도 15는 본 발명의 제2실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러의 구조를 도시한 상측 사시도이고, 도 16은 본 발명의 제2실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러의 구조를 도시한 하측 사시도이다.
도 15 및 도 16에 의하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러(200)는 미러판(210), 프레임(220), 코일(230), 탄성체(240), 기판(250), 제1전극패드(262) 및 제2전극패드(264)를 포함하여 이루어진다.
상기 미러판(210)은 프레임(220)에 고정되고, 상기 프레임(220)은 탄성체(240)에 의하여 양단이 기판(250)과 결합되어 있다.
상기 탄성체(240)는 프레임(220)의 양측으로 상호 대향하게 위치되며, "V"자형 스프링으로 구비되며, 탄성체(240)에 의하여 탄력적으로 지지되므로(복원력 토크(Torque)를 제공하므로) 탄성체(210)의 길이 방향을 축으로 하여 소정의 회전각으로 유동될 수 있다.
본 발명의 제2실시예에 의한 스캐닝 마이크로미러(200)는 일축 구동형이므로 미러판(210)이 직사각형태를 이루는 것이 바람직하고 미러판(210)을 지지하는 프레임(220)은 타원형을 이룬다.
상기 코일(230)은 프레임(220), 탄성체(240)의 상면에 배치되고, 프레임(240) 양단의 각각의 탄성체(240)의 코일(230)은 제1전극패드(262)와 제2전극패드(264)와 연결되어 전류가 흐르게 된다.
상기 탄성체(240)와 프레임(220)은 코일(230)과 전기적으로 절연되어 있는데, 상기 코일(230)은 하나의 도전체층으로서, 제1전극패드(262), 일측 탄성체(240)를 통하여 유입된 전류는 프레임(240)의 양측으로 분기되고 분기된 전류는 타측 탄성체(240)에 이르러 합쳐진다.
이와 같이 전류가 코일(230)을 따라 흐르고 전계가 형성되면, 상기 기판(250) 밑에 위치되는 자석(270a, 270b; 도 19, 20에 도시됨)의 자계와 상호 작용을 일으켜 물리력, 즉 로렌츠의 힘을 형성하고, 상기 로렌츠의 힘이 코일(230)에 작용되면 코일(230)과 결합된 프레임(220), 미러판(210)이 구동된다.
도 16을 참조하면, 상기 기판(250)의 아래면이 식각되어 제1트랜치(266) 및 제2트랜치(268)가 형성된 형태를 볼 수 있는데, 상기 제1트랜치(266)는 미러판(210), 프레임(220)이 움직일 수 있는 공간을 마련하고 상기 제2트랜치(268)는 탄성체(240)의 두께를 조정하기 위하여 식각된 공간이다.
도 17은 본 발명의 제2실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러(200)에 구비되는 미러판(210a)이 프레임(220a)과 결합되는 제1실시예에 따른 결합 구조를 도시한 상면도이고, 도 18은 본 발명의 제2실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러(200)에 구비되는 미러판(210b)이 프레임(220b)과 결합되는 제2실시예에 따른 결합 구조를 도시한 상면도이다.
도 17에 의하면, 미러판(210a)과 프레임(220a)이 타원형으로서 일체형으로 결합되어 있고, 탄성체(240a)는 토션바 형태로 구현되어 있으며, 코일(230a)은 프레임(220a)과 탄성체(240a) 상에 결합되어 있다. 또한, 도 18에 의하면, 미러판(210b)은 이격 공간을 가지고 프레임(220b)과 연결되는데, 프레임(220b)과 미러판(210b)은 연결살(214b)을 통하여 결합된다.
제2실시예에 따른 결합 구조의 경우, 프레임(220b)은 강화틀의 역할을 수행 하여 미러판(210b)이 열변형되거나 동적 변형되는 경우를 방지한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러(200)는 전술한 제1실시예에와 근본적으로 동일한 원리에 의하여 구동되는 것이므로 반복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 19는 본 발명의 제2실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러(200)에 구비되는 자석(270a)의 제1실시예에 따른 구조를 도시한 상측 사시도이고, 도 20은 본 발명의 제2실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러(200)에 구비되는 자석(270b)의 제2실시예에 따른 구조를 도시한 상측 사시도이다.
전술한 대로, 로렌츠의 힘에 의하여 미러판(210)이 구동되기 위해서는 자석(270)의 형상과 배치가 중요한데, 본 발명에 의한 자석(270)은 평면 상의 중심으로부터 외부로 향하는 방사상 형태의 자기장(Radial Magnetic Field)을 형성한다.
도 19에 의하면, 제1실시예에 따른 자석(270a)은 원통형 자석(276a), 링형 자석(274a), 지지대(272a)를 포함하여 이루어지며, 이는 전술한 본 발명의 제1실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러(100)에 구비되는 자석(170)과 그 구조가 동일하다.
도 20에 의하면, 제2실시예에 따른 자석(270b)은 세 개의 직사각형 자석(274b, 276b, 278b) 및 지지대(272b)를 포함하여 이루어지는데, 상기 세 개의 자석(274b, 276b, 278b)은 서로 이격되어 나란히 배치되고 지지대(272b)와 결합된다.
상기 미러판(220)과 코일(230)이 길죽한 타원의 형태를 가지므로 이러한 구조가 로렌츠의 힘에 의한 구동력을 발생시키는데 보다 유리하다고 볼 수 있다.
즉, 도 19에 도시된 제1실시예에 따른 자석은 방사성이 강한 반면, 도 20에 도시된 제2실시예에 따른 자석은 길게 형성되는 측으로 방사되는 자기장이 약해지고, 짧게 형성되는 측(측면 방향)으로 자기장이 강하게 형성되며 이는 타원형의 코일과 강하게 상호 작용을 일으켜 1축 구동력을 더 강하게 발생시키는 효과를 가져온다.
이상에서 본 발명에 대하여 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 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.
본 발명에 의한 스캐닝 마이크로미러에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 반도체 일관 공정 및 마이크로머시닝 기술을 적용하여 보다 경량화되고 소형화된 스캐닝 마이크로미러를 구현할 수 있으며, 따라서 마이크로미러가 집적된 광스캐닝 소자를 제작할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 조사 속도가 보다 빨라지고 조사각의 범위가 넓어짐으로써 광학적 성능이 향상되고, 구조적 개선을 통하여 고속 동작에 따른 물리적 변형을 방지할 수 있는 효과가 있으며, 반사광의 경로를 소정의 양만큼 변조하는 방향 변조 또는 각 변조 기능을 제공할 수 있다.
셋째, 종래의 기판 접합이나 고정밀도의 정렬 공정 없이 마이크로머시닝 기술 및 반도체 공정을 통하여 마이크로미러를 제작할 수 있으므로 공정이 단순화되고, 생산비용이 절감되며, 보다 적은 전압으로 광스캐닝 소자를 구동시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 개방영역이 형성된 기판;
    제 3 탄성체를 통해 상기 기판에 지지되고, 상기 제 3 탄성체를 회전축으로 하여 구동하는 김블;
    제 2 탄성체를 통해 상기 김블의 내측에 지지되는 강화틀;
    상기 제 2 탄성체와 일직선 상에 위치하는 제 1 탄성체를 통해 상기 강화틀의 내측에 지지되고, 상기 제 1 탄성체 및 상기 제 2 탄성체를 회전축으로 하여 상기 강화틀과 함께 구동하는 미러판;
    상기 김블, 상기 강화틀 및 상기 미러판 상에 위치하여 구동전류가 흐르는 코일; 및
    상기 기판의 저면에 위치하여, 상기 구동전류와 상호작용하여 구동력을 생성하는 자석을 포함하며,
    상기 제 1 탄성체 및 제 2 탄성체가 구성하는 회전축은 상기 제 3 탄성체가 구성하는 회전축과 직교하고,
    상기 미러판은 빔을 반사하는 미러가 다수의 연결살에 의해 프레임과 결합하도록 구성되고,
    상기 제 1 탄성체, 제 2 탄성체 및 제 3 탄성체 중 적어도 하나는 "V"자 형상의 이중 토션바로 구성되어 일단은 두 개의 지지점을 구비하고 타단은 하나의 지지점을 구비하도록 구성되는 스캐닝 마이크로미러.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 자석은
    링형 자석; 및
    상기 링형 자석의 내측에 소정 간격 이격되어 위치하는 원통형 자석;
    을 포함하는 스캐닝 마이크로미러.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 코일에 저대역의 제 1 주파수 신호를 인가하면 소정의 회전축을 중심으로 강제 구동하고,
    상기 코일에 고대역의 제 2 주파수 신호를 인가하면 상기 소정의 회전축과 수직인 회전축을 중심으로 공진 구동하는 스캐닝 마이크로미러.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 강화틀은 상기 미러판의 회전 방향 및 회전 각도와 동일한 방향 및 동일한 각도로 구동하는 스캐닝 마이크로미러.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 코일은 단선 및 단층 구조로서,
    일측 제 3 탄성체로부터 일측 제 2 탄성체까지 김블 경로를 구성하고, 상기 강화틀의 일측 반원 경로를 구성한 뒤 타측 제 2 탄성체로부터 상기 일측 제2탄성체까지 상기 미러판을 관통하며, 상기 일측 제 2 탄성체로부터 타측 제 3 탄성체까지의 김블 경로를 구성하는 제 1 코일부; 및
    상기 일측 제 3 탄성체로부터 타측 제 2 탄성체까지 김블 경로를 구성하고, 상기 타측 제 2 탄성체로부터 상기 일측 제 2 탄성체까지 상기 미러판을 관통하며, 상기 강화틀의 타측 반원 경로를 구성한 뒤 상기 타측 제 2 탄성체로부터 상기 타측 제 3 탄성체까지의 김블 경로를 구성하는 제 2 코일부;
    를 포함하는 스캐닝 마이크로미러.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 코일은 복선 및 다층 구조로서,
    일측 제 3 탄성체의 입력 라인으로부터 분기되어 상기 김블 상에서 원형 경로를 구성하고 타측 제 3 탄성체로 출력 라인을 형성하는 제 1 코일부; 및
    상기 제 1 코일부와 절연되고, 상기 일측 제 3 탄성체로부터 일측 제 2 탄성체를 거쳐 상기 강화틀로 진입되며, 상기 강화틀 상에서 원형 경로를 구성한 뒤 타측 제 2 탄성체를 거쳐 상기 타측 제 3 탄성체로 출력 라인을 형성하는 제 2 코일부;
    를 포함하는 스캐닝 마이크로미러.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 코일은 복선 및 단층 구조로서,
    일측 제 3 탄성체로부터 타측 제 3 탄성체까지 상기 김블 상에서 각각 반원형 경로를 구성하는 제 1 코일부; 및
    상기 일측 제 3 탄성체로부터 일측 제 2 탄성체를 거쳐 상기 강화틀로 진입하며, 상기 강화틀 상에서 원형 경로를 구성한 뒤 타측 제 2 탄성체를 거쳐 상기 타측 제 3 탄성체로 출력 라인을 형성하는 제 2 코일부;
    를 포함하는 스캐닝 마이크로미러.
  8. 삭제
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 지지점이 두 개인 일단은 상기 지지점이 하나인 타단보다 상기 스캐닝 마이크로미러의 내측에 위치하도록 구성되는 스캐닝 마이크로미러.
  10. 삭제
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