KR101583277B1 - 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너, 그 제조방법 및 이를 채용한 의료 영상 기기 - Google Patents

2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너, 그 제조방법 및 이를 채용한 의료 영상 기기 Download PDF

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황경민
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Abstract

본 발명은 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너 및 그 제조방법에 관한 것으로, 스캐너 자체의 비대칭성을 통한 공진주파수의 변조를 이용해 공진주파수 변조를 위한 추가적인 구조물 없이 하나의 입력 신호로 2차원 구동을 구현할 수 있는 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너에 관한 것이다. 또한, MEMS 공정을 통해 컴팩트한 패키징이 가능하여 소형화 할 수 있어 내시경과 같은 초소형 시스템에 이용할 수 있으며 정밀도가 높을 뿐만 아니라 다양한 형상으로 제조가 가능하며 제조비용이 저렴한 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너 제조방법에 관한 것이다.
또한, 공진주파수 분리를 통해 축간의 크로스토크 없이 품질이 향상된 의료 영상을 제공할 수 있는 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너를 채용한 의료 영상 기기에 관한 것이다.

Description

2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너, 그 제조방법 및 이를 채용한 의료 영상 기기 {MEMS scanner for endomicroscopic scanning optical fiber, manufacturing method thereof and medical imaging apparatus employing the same}
본 발명은 레이저 스캐닝 기반의 바이오 이미징 시스템을 내시경과 같은 초소형 시스템에 접목하기 위한 스캐닝 장치에 관한 것으로, 스캐너 자체의 비대칭 구조 및 주파수 변조를 통해 1차원 구동만으로 2차원의 스캐닝이 가능한 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너, 그 제조방법 및 이를 채용한 의료 영상 기기에 관한 것이다.
광섬유 스캐너는 광섬유를 사용하여 외부 영상을 획득하기 위한 장비로서, 촬영대상에 접근 및 조작이 용이하여 다양한 산업분야에 적용된다. 특히 장비의 소형화가 용이하여 의료용 스캐너 및 내시경용 스캐너로 그 활용도가 높다.
도 1은 종래의 광섬유 스캐너를 나타낸 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 광섬유 스캐너는 광섬유(10)의 일단에 광섬유(10)를 진동시키는 구동수단(20)을 구비하고, 광섬유의 타단에 광을 집속시키는 렌즈(30), 상기 광섬유(10), 구동수단(20), 렌즈(30)가 내부에 구비되는 하우징(40)을 포함하여 구성된다. 여기에서 구동수단(20)은, 마이크로 모터, 구동기(Piezoelectric), CMOS-MEMS 미러, MEMS 미러가 사용될 수 있다.
종래기술은 구동수단이 초소형(반경 2mm 이하)으로 구성될 경우, 구동수단의 구동변위가 미세하기 때문에 광섬유의 스캐닝변위가 소정 범위로 한정되어, 구동수단을 광섬유의 공진주파수로 구동하여 광섬유의 스캐닝변위를 확장하는 방법이 사용되었다. 이 때, 구동수단을 광섬유의 공진주파수로 구동할 경우, 광섬유의 공진현상에 의해 광섬유의 스캐닝변위가 확장된다.
이때, 광섬유가 100Hz 이하의 스캐닝 속도(공진주파수)를 갖기 위해서는 광섬유의 길이가 30mm 이상으로 매우 길어야 한다. 이에 따라, 광섬유의 단부에 별도의 질량체를 설치하여 광섬유의 유효질량을 증가시키는 방법이 제안되었다.
그러나 종래기술은 광섬유와 질량체가 모두 X방향 및 Y방향으로 대칭되는 원형으로 형성됨으로써, 광섬유의 X방향 공진주파수와 Y방향 공진주파수가 모두 동일하여 광섬유의 2차원 구동패턴이 원형 스캐닝만 가능하여, 광섬유가 진폭 변조를 사용한 나선 스캐닝만 가능하다는 문제점이 있다.
또한, PZT(Piezoelectric) 소자를 이용한 구동기를 사용한 스캐너가 있으나 이는 PZT 튜브의 제조비용이 매우 고가이므로 상용화가 어려운 문제점이 있다.
따라서 상술한 문제점을 해결하기 위한 광섬유 스캐너의 개발이 필요한 실정이다.
KR 10-1262174 (2013.05.02)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 스캐너 자체의 비대칭성을 통한 공진주파수의 변조를 이용해 공진주파수 변조를 위한 추가적인 구조물 없이 하나의 입력 신호로 2차원 구동을 구현할 수 있는 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너, 그 제조방법 및 이를 채용한 의료 영상 기기를 제공하기 위한 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너는, 상기 제1고정부와 이격되어 배치되는 제2고정부; 상기 제1고정부와 제2고정부에 양단이 연결되어 고정되고, 두 개 이상이 한 조로 형성되어 제2고정부에 고정되는 단부가 서로 전기적으로 연결되게 형성되며, X축 방향 공진주파수와 Y축 방향 공진주파수가 서로 다르게 형성되는 구동 암; 및 상기 제1고정부에 일측이 고정되고 제2고정부에 타측이 고정되며, 상기 구동 암의 폭방향 일측으로 이격되어 배치되되 높이방향으로 상기 구동 암과 다른 높이에 배치되는 광섬유; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, X축 방향 구조의 스프링 상수(Kx)와 Y축 방향 구조의 스프링 상수(Ky)가 서로 다르게 형성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 스프링 상수의 차이에 의해 광섬유의 X축 방향 공진주파수와 Y축 방향 공진주파수가 분리되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구동 암은 두 조가 서로 이격되어 한 쌍이 배치되고, 제2고정부에 고정되는 한 조를 이루는 두 개의 단부가 서로 전기적으로 연결되게 형성되어 두 조가 각각 전기적으로 연결되며, 상기 광섬유는 한 쌍의 구동 암 사이에 배치되되 높이방향으로 상기 구동 암과 다른 높이에 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 한 조의 구동 암에 전류가 인가되면, 제2고정부는 구동 암의 열팽창에 의해 X축 방향 및 Y축 방향으로의 움직임이 발생되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전류에는 X축 방향 공진주파수 또는 Y축 방향 공진주파수가 포함되거나, X축 방향 공진주파수 및 Y축 방향 공진주파수가 함께 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1고정부는, 고정블록의 상측에 절연층이 형성되고, 절연층의 상측에 구동 암의 일단이 고정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1고정부의 고정블록, 절연층, 상기 구동 암 및 상기 제2고정부는 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1고정부는 하측에 고정홈이 형성되어 상기 광섬유의 일측이 고정홈에 삽입되어 고정되며, 상기 광섬유의 타측은 상기 제2고정부의 하면에 고정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구동 암은 제1고정부에 고정된 일단에 전극이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1고정부와 제2고정부에 양단이 연결되어 고정되는 연결부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1고정부, 제2고정부, 구동 암 및 광섬유를 수용하는 내부 공간을 형성하는 것으로, 광 입력부 및 광 출력부를 구비하는 프로브 바디; 를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프로브 바디 내에, 광섬유와 상기 광 출력부 사이의 광 경로에는 하나 이상의 렌즈를 구비하는 렌즈 유닛이 더 배치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 렌즈 유닛은 GRIN(graded index) 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프로브 바디 내에, 상기 렌즈 유닛과 광 출력부 사이에는 광 경로 전환부재가 더 배치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광 경로 전환부재는 반사 미러로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광 경로 전환부재는 프리즘으로 구성된 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명의 의료 영상 기기는, 광원부; 상기 광원부에서의 광을 검사 대상물에 스캐닝 조사하는 것으로, 상기 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너; 검사 대상물로부터 발생된 신호를 수신하는 수신부; 및 상기 수신부에 수신된 신호를 처리하여 영상 신호를 생성하는 신호 처리부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 신호처리부는 레이저 기반 이미징 기법 중 어느 하나의 방법을 사용하여 수신된 신호를 처리하는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명의 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너 제조방법은, 하부 실리콘층과 상부 실리콘층의 사이에 이산화규소층이 형성된 SOI 기판(Silicon On Insulator wafer)을 준비하는 단계; 상기 상부 실리콘층의 일부를 에칭하여 구동 암 및 제2고정부의 형태를 형성하는 단계; 상기 하부 실리콘층의 일부를 에칭하여 제1고정부를 형성하고 상기 제1고정부에 고정홈을 형성하는 단계; 상기 하부 실리콘층의 에칭된 부분에 의해 노출된 이산화규소층을 에칭하여 제1고정부와 제2고정부에 구동 암의 양단이 연결된 형태로 형성하는 단계; 및 상기 제1고정부의 고정홈에 광섬유의 일측을 삽입하여 고정하고 제2고정부의 하면에 상기 광섬유의 타측을 고정시키는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1고정부와 제2고정부는 서로 이격되게 형성되고, 상기 구동 암은 두 개 이상이 한 조로 형성되어 제2고정부에 고정되는 단부가 서로 전기적으로 연결되게 형성되고, X축 방향 공진주파수와 Y축 방향 공진주파수가 서로 다르게 형성되며, 상기 광섬유는 구동 암의 폭방향 일측으로 이격되어 배치되되 높이방향으로 상기 구동 암과 다른 높이에 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구동 암은 두 조가 서로 이격되어 한 쌍이 배치되며, 제2고정부에 고정되는 한 조를 이루는 두 개의 단부가 서로 전기적으로 연결되게 형성되어 두 조가 각각 전기적으로 연결되며, 상기 광섬유는 한 쌍의 구동 암 사이에 배치되되 높이방향으로 상기 구동 암과 다른 높이에 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1고정부에 고정된 구동 암의 일단에 전극을 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너는, 공진주파수 변조를 위한 추가적인 구조물 없이 하나의 입력 신호로 2차원 구동을 구현할 수 있는 장점이 있다.
그리고 본 발명의 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너 제조방법은, 컴팩트한 패키징을 통해 소형화 할 수 있어 내시경과 같은 초소형 시스템에 이용할 수 있는 장점이 있으며, MEMS 공정을 이용해 제작할 수 있어 정밀도가 높을 뿐만 아니라 다양한 형상으로 제조가 가능하며 제조비용이 저렴한 장점이 있다.
또한, 본 발명의 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너는 의료 영상 기기에 채용되어 공진주파수 분리를 통해 축간의 크로스토크(X축 방향 움직임과 Y축 방향의 움직임 간의 간섭) 없이 품질이 향상된 의료 영상을 제공할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 공진주파수 변조 수단을 포함하는 광섬유 스캐너를 나타낸 개략도.
도 2는 종래의 광섬유 스캐너의 공진 주파수 상에서 구동하는 광섬유의 스캔 패턴을 나타낸 개략도.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너의 광섬유를 제외한 부분을 나타낸 상측 및 하측 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 광섬유를 포함한 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너를 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 X축 방향 강성 및 Y축 방향 강성을 나타낸 도면 및 식.
도 7은 본 발명의 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너의 작동원리를 나타낸 개략도.
도 8은 본 발명에 따른 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너의 X축 방향 및 Y축 방향의 공진주파수 및 스캐닝 패턴을 나타낸 그래프 및 사진.
도 9는 본 발명에 따른 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너의 스캐닝 패턴을 나타낸 사진.
도 10 내지 도 15는 본 발명에 따른 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너 제조방법을 나타낸 단계별 단면 개략도.
도 16 내지 도 19는 본 발명에 따른 프로브 바디를 포함한 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너의 실시예들을 나타낸 단면 개략도.
도 20은 본 발명에 따른 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너를 포함하는 의료 영상 기기를 나타낸 블록도.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너의 광섬유를 제외한 부분을 나타낸 상측 및 하측 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 광섬유를 포함한 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너를 나타낸 사시도이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너(1000)는, 제1고정부(100); 상기 제1고정부(100)와 이격되어 배치되는 제2고정부(200); 상기 제1고정부(100)와 제2고정부(200)에 양단이 연결되어 고정되고, 두 개 이상이 한 조로 형성되어 제2고정부(200)에 고정되는 단부가 서로 전기적으로 연결되게 형성되며, X축 방향 공진주파수와 Y축 방향 공진주파수가 서로 다르게 형성되는 구동 암(300); 및 상기 제1고정부(100)에 일측이 고정되고 제2고정부(200)에 타측이 고정되며, 상기 구동 암(300)의 폭방향 일측으로 이격되어 배치되되 높이방향으로 상기 구동 암(300)과 다른 높이에 배치되는 광섬유(400); 를 포함하여 이루어질 수 있다.
우선, 제1고정부(100) 및 제2고정부(200)는 구동 암(300) 및 광섬유(400)가 고정되는 부분으로, 서로 길이방향(Z축 방향)으로 이격되게 형성된 제1고정부(100) 및 제2고정부(200)에 구동 암(300)의 양단이 각각 연결되어 고정된다. 이때, 제1고정부(100)는 전체가 절연체로 형성될 수도 있으며, 고정블록(110)의 상측에 절연층(120)이 형성되어 절연층(120)의 상측에 구동 암(300)의 일단이 고정될 수 있다.
제2고정부(200)는 구동 암(300)의 타단이 연결되어 고정되며 한 조를 이루는 두 개 이상의 구동 암(300)이 전기적으로 연결될 수 있도록 제2고정부(200) 자체가 전기적인 도체로 형성될 수 있으며 판형으로 형성될 수 있다.
구동 암(300)은 두 개 이상이 한 조를 이루며 두 개의 구동 암(300)은 서로 폭방향으로 이격되어 배치되어, 한 조가 수평면인 XZ평면상에 배치된다. 그리고 구동 암(300)은 X축 방향 공진주파수와 Y축 방향 공진주파수가 서로 다르게 형성되도록 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 도시된 형태 이외의 임의 형태로 형성될 수도 있다.
광섬유(400)는 제1고정부(100)에 일측이 고정되고 제2고정부(200)에 타측이 고정된다. 여기에서 제2고정부(200)에 고정된 광섬유(400)는 길이방향으로 연장된 형태로 형성되어 제2고정부(200)에서 외팔보 형태로 형성될 수 있다. 그리고 광섬유(400)는 구동 암(300)의 폭방향 일측으로 이격되어 배치되되 높이방향으로 구동 암(300)과 다른 높이에 배치된다. 즉, 광섬유(400)는 구동 암(300)의 폭방향 일측 및 높이방향 하측에 배치되어 광섬유(400)의 일측이 제1고정부(100)의 고정홈(111)에 고정되고 광섬유(400)의 타측은 제2고정부(200)의 하면에 고정될 수 있다.
이때, 광섬유(400)는 구동 암(300)과 나란하게 배치될 수 있으며, 약간 비스듬하게 경사진 형태로 배치될 수도 있다. 그리고 제1고정부(100)에 고정된 광섬유(400)의 일측에는 레이저 조사기가 연결되어 레이저 조사기로부터 레이저를 전달받아서 레이저 광을 출력할 수 있다.
그리하여 제1고정부(100)에서 구동 암(300)들이 연장 형성되어 구동 암(300)의 단부에 제2고정부(200)가 형성되는 외팔보 형태로 형성되며, 광섬유(400)가 연결되어 고정된 제2고정부(200) 및 구동 암(300)이 수평면상에 배치되는 형태인 비대칭 형상으로 형성됨으로써, X축 방향 및 Y축 방향으로의 공진주파수가 다르게 변조되어 공진주파수 변조를 위한 추가적인 구조물 없이 하나의 입력 신호로 2차원 구동을 구현할 수 있다.
보다 상세하게는 도 6과 같이 구동 암(300)의 폭과 두께가 서로 다른 형상에 의해 외팔보 형태로 형성되는 구동 암(300) 및 제2고정부(200) 부분의 X축 방향 강성(Kcantil-x)과 Y축 방향 강성(Kcantil-y)이 다르게 형성되며, 제2고정부(200)에서 연장되어 외팔보 형태로 형성되는 광섬유(400) 부분의 X축 방향 강성(Kfiber2)과 Y축 방향 강성(Kfiber2)은 동일하다.
여기에서, 제2고정부(200)를 포함한 외팔보 형태의 구동 암(300) 부분과 광섬유(400)가 결합된 전체 강성(K)은 도시된 바와 같은 식(1)로 계산될 수 있으며, X축 방향 전체 강성(Kx) 및 Y축 방향 전체 강성(Ky)이 다르게 형성되는 되는 것을 알 수 있다.
이때, 식(2)와 같이 X축 방향 강성(Kcantil-x)은 강성이 크며 약 20,000Hz의 공진주파수를 가지므로 X축 방향 전체 강성(Kx)은 제2고정부(200)에서 연장된 형태의 광섬유(400) 부분의 강성인 Kfiber2으로 나타낼 수 있으며, Y축 방향 전체 강성(Ky)은 강성이 작아 유연하며 약 1,000Hz의 공진주파수를 가지므로 제2고정부(200)를 포함한 외팔보 형태의 구동 암(300) 부분의 강성인 Kcantil-y, 제1고정부(100)와 제2고정부(200)에 양단이 고정된 광섬유(400) 부분의 강성인 Kfiber1 및 제2고정부(200)에 연장된 외팔보 형태의 광섬유(400) 부분의 강성인 Kfiber2가 합성된 강성으로 나타낼 수 있다.
또한, X축 방향 구조의 스프링 상수(Kx)와 Y축 방향 구조의 스프링 상수(Ky)가 서로 다르게 형성될 수 있다. 즉, 제2고정부(200)를 포함한 외팔보 형태의 구동 암(300) 부분에 의해 스캐너(1000)의 X축 방향과 Y축 방향의 스프링 상수가 다르게 형성될 수 있다.
이때, 상기 스프링 상수의 차이에 의해 광섬유(400)의 X축 방향 공진주파수와 Y축 방향 공진주파수가 분리될 수 있다. 즉, X축 방향과 Y축 방향의 스프링 상수가 다른 외팔보 형태의 구동 암(300) 부분의 형태에 의해 스캐너(1000)의 X축 방향 공진주파수와 Y축 방향 공진주파수가 분리될 수 있으며, 결과적으로 제2고정부(200)에서 연장 형성된 광섬유(400) 부분의 X축 방향 공진주파수와 Y축 방향 공진주파수가 분리되어, 공진주파수를 이용해 2차원 스캐닝을 구현할 수 있다.
또한, 상기 구동 암(300)은 두 조가 서로 이격되어 한 쌍이 배치되고, 제2고정부(200)에 고정되는 한 조를 이루는 두 개의 단부가 서로 전기적으로 연결되게 형성되어 두 조가 각각 전기적으로 연결되며, 상기 광섬유(400)는 한 쌍의 구동 암(300) 사이에 나란하게 배치되되 높이방향으로 상기 구동 암(300)과 다른 높이에 배치될 수 있다.
즉, 구동 암(300)이 한 조만 형성되어도 2차원 구동이 가능하나, 도시된 바와 같이 두 조가 한 쌍을 이루도록 형성되어 필요에 따라 두 조 중 한 조의 구동 암(300)만을 이용해 2차원 구동을 구현할 수 있으며, 또한 두 조에 각각 다른 전류를 인가하여 2차원 구동을 구현할 수도 있다. 또한, 전류가 인가되지 않는 구동 암(300)은 임의의 형상으로 형성될 수도 있다.
이하에서 본 발명의 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너(1000)의 작동원리에 대해 설명하기로 한다.
여기에서 상기 한 조의 구동 암(300)에 전류가 인가되면, 제2고정부(200)는 구동 암(300)의 열팽창에 의해 X축 방향 및 Y축 방향으로의 움직임이 발생될 수 있다. 즉, 도 7과 같이 두 조 한 쌍으로 형성되는 구동 암(300)들 중에서 한 조의 구동 암(300)에 주파수 성분을 포함한 전류가 인가되면 구동 암(300)의 열팽창에 의해 X축 방향으로 휘어지려고 하는 힘이 작용하고 이에 따라 제1고정부(100)와 제2고정부(200)에 양단이 고정된 광섬유(400)가 구동 암(300)의 열팽창을 방해하여 Y축 방향으로 휘어지려고 하는 힘 이 동시에 작용하게 된다. 그리하여 X축 방향 공진주파수 또는 Y축 방향 공진주파수가 포함된 전류를 구동 암(300)에 인가시키면 제2고정부(200)의 X축 방향 또는 Y축 방향 움직임이 발생하고 이로 인해 외팔보 형태의 광섬유(400)의 자유단은 XY평면상을 움직이면서 2차원 스캐닝을 할 수 있다. 이때, 도 8과 같이 본 발명의 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너(1000)는 X축 방향 공진주파수가 가해지면 X축 방향의 스캐닝이 가능하고 Y축 방향의 공진주파수가 가해지면 Y축 방향의 스캐닝이 가능하다. 그리고 전류를 가해 열팽창(electrothermal)이 되도록 하는 방식 이외에도 정전기(electrostatic) 또는 전자기(electromagnetic)에 의해 구동 암(300)이 구동되어 2차원 스캐닝이 가능하도록 구성될 수도 있다.
또한, 상기 전류에는 X축 방향 공진주파수 또는 Y축 방향 공진주파수가 포함되거나, X축 방향 공진주파수 및 Y축 방향 공진주파수가 함께 포함될 수 있다. 즉, 구동 암(300)에 주파수 성분이 아닌 그냥 전류를 인가하더라도 X축, Y축 방향으로(아래로 45도 정도의 각도로 0~90도 사이로)의 움직임이 발생하나, 공진주파수 성분이 포함된 전류를 인가하였을 때 더 많이 움직임이 발생하게 된다. 이때, X축 방향 공진주파수가 가해지면 X축 방향의 스캐닝이 가능하고 Y축 방향의 공진주파수가 가해지면 Y축 방향의 스캐닝이 가능하다. 그리고 한 조의 구동 암(300)에 인가되는 전류에 X축 방향 공진주파수 및 Y축 방향 공진주파수가 함께 포함되면 공진주파수 변조를 위한 추가적인 구조물 없이 1개의 입력 신호로 2차원 구동을 구현할 수 있으며, 도 9와 같이 광섬유가 소정 영역 범위내에 있는 것을 전부 스캐닝하는 것을 확인할 수 있다. 그리고 도시된 스캐닝 패턴과 같이 리사쥬(Lissajous) 스캐닝을 구현할 수 있어 고분해능의 이미징이 가능하며 움직임이 많은 내시경 이미징 시 유리한 장점이 있다.
또한, 상기 제1고정부(100)는, 고정블록(110)의 상측에 절연층(120)이 형성되고, 절연층(120)의 상측에 구동 암(300)의 일단이 고정될 수 있다. 즉, 구동 암(300)들의 일단이 고정되는 제1고정부(100)는 구동 암(300)들의 일단이 서로 전기적으로 연결되지 않도록 고정블록(110)의 상측에 절연층(120)이 형성되고 절연층(120)의 상측에 구동 암(300)의 일단이 고정되는 형태로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1고정부(100)의 고정블록(110), 절연층(120), 상기 구동 암(300) 및 상기 제2고정부(200)는 일체형으로 형성될 수 있다. 즉, SOI 기판을 에칭하여 불필요한 부분을 제거해 제1고정부(100), 구동 암(300) 및 제2고정부(200)가 일체형으로 형성될 수도 있다. 이에 대해서는 이하의 스캐너 제조방법에서 상세히 설명한다.
또한, 상기 제1고정부(100)는 하측에 고정홈(111)이 형성되어 상기 광섬유(400)의 일측이 고정홈(111)에 삽입되어 고정되며, 상기 광섬유(400)의 타측은 상기 제2고정부(200)의 하면에 고정될 수 있다. 즉, 광섬유(400)가 구동 암(300)과 다른 높이인 구동 암(300)의 하측에 배치되기 위해 제1고정부(100)의 하측에 형성된 고정홈(111)에 광섬유(400)의 일측이 고정되도록 하고 제2고정부(200)의 하면에 광섬유(400)의 타측이 고정되도록 할 수 있다.
또한, 상기 구동 암(300)은 제1고정부(100)에 고정된 일단에 전극(500)이 형성될 수 있다. 즉, 구동 암(300)에 전류를 인가하기 위한 전선을 접속할 수 있도록 제1고정부(100)에 고정된 구동 암(300)의 일단에 전극(500)이 형성될 수 있으며, 전극(500)은 알루미늄 등의 금속으로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않고 다양하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1고정부(100)와 제2고정부(200)에 양단이 연결되어 고정되는 연결부(600)를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 즉, 제1고정부(100)와 제2고정부(200)를 연결하는 연결부(600)에 의해 구동 암(300) 및 제2고정부(200)에 고정되는 광섬유(400)가 안정적으로 지지될 수 있으며, 연결부(600)의 형상에 의해 X축 방향 공진주파수 및 Y축 방향의 공진주파수를 변조시킬 수도 있다.
그리고 본 발명의 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너(1000)는, 도시되지는 않았으나 제1고정부(100)와 제2고정부(200)에 로드 또는 와이어 등의 양단이 연결되어 고정되도록 하고 제2고정부(200)에 렌즈 또는 카메라 등의 물체를 고정한 후, 구동 암(300)에 인가되는 전류를 제어함으로써 물체를 움직이는 구동기 역할을 할 수도 있다. 특히 렌즈를 이용하면 렌즈 스캐너의 역할을 할 수 있다.
그리고 도 10 내지 도 15는 본 발명에 따른 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너 제조방법을 나타낸 단계별 단면 개략도이며, 제1고정부(100)의 고정홈(111) 부분을 길이방향을 따라 자른 단면을 나타낸다.
도시된 바와 같이 본 발명의 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너 제조방법은, 하부 실리콘(Si)층과 상부 실리콘(Si)층의 사이에 이산화규소(SiO2)층이 형성된 SOI 기판(Silicon On Insulator wafer)을 준비하는 단계(S10); 상기 상부 실리콘층의 일부를 에칭하여 구동 암(300) 및 제2고정부(200)의 형태를 형성하는 단계(S20); 상기 하부 실리콘층의 일부를 에칭하여 제1고정부(100)를 형성하고 상기 제1고정부(100)에 고정홈(111)을 형성하는 단계(S30); 상기 하부 실리콘층의 에칭된 부분에 의해 노출된 이산화규소층을 에칭하여 제1고정부(100)와 제2고정부(200)에 구동 암(300)의 양단이 연결된 형태로 형성하는 단계(S40); 및 상기 제1고정부(100)의 고정홈(111)에 광섬유(400)의 일측을 삽입하여 고정하고 제2고정부(200)의 하면에 상기 광섬유(400)의 타측을 고정시키는 단계(S50); 를 포함하여 이루어질 수 있다.
즉, 본 발명의 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너 제조방법은 MEMS 공정(증착과 식각 등의 과정을 반복하는 반도체 미세공정) 통해 SOI 기판으로 에칭하고 광섬유(400)를 결합하여 제조할 수 있다.
우선, 도 10과 같이 하부 실리콘층과 상부 실리콘층의 사이에 이산화규소층이 형성된 SOI 기판(Silicon On Insulator wafer)을 준비하고, 도 12와 같이 SOI 기판에서 상부 실리콘층의 일부를 에칭하여 구동 암(300) 및 제2고정부(200)의 형태를 형성한다. 이때, 상부 실리콘층의 상측에 마스크 패턴을 형성하고 상부 실리콘층의 노출된 부분을 에칭(DRIE; Deep Reactive Ion Etching)하여 원하는 형태로 구동 암(300) 및 제2고정부(200)를 형성할 수 있다.
그리고 도 13과 같이 하부 실리콘층의 일부를 에칭하여 고정홈(111)을 포함한 제1고정부(100)를 형성할 수 있다. 마찬가지로 하부 실리콘층의 하측에 마스크 패턴을 형성하고 하부 실리콘층의 노출된 부분을 에칭(DRIE)하여 원하는 형태로 제1고정부(100)를 형성할 수 있다.
또한, 도 14와 같이 하부 실리콘층의 에칭된 부분에 의해 노출된 이산화규소층을 에칭하여 제1고정부(100)와 제2고정부(200)에 구동 암(300)의 양단이 연결된 형태로 형성할 수 있다. 즉, 제1고정부(100)에 구동 암(300)의 일단이 고정되어 타단에 제2고정부(200)가 일체로 형성된 형태로 구동 암(300)의 타단에 제2고정부(200)가 결합되어 외팔보 형태로 형성될 수 있다. 이때, 이산화규소층의 에칭 시 제1고정부(100)에 고정된 부분을 제외한 구동 암(300) 및 제2고정부(200) 하측의 이산화규소층은 에칭되어 제거되며, 또한 제1고정부(100)의 고정홈(111) 부분의 이산화규소층도 에칭되어 제거될 수 있다.
이후 도 15와 같이 제1고정부(100)의 고정홈(111)에 광섬유(400)의 일측을 삽입하여 고정하고 제2고정부(200)의 하면에 광섬유(400)의 타측을 고정시킴으로서, 본 발명의 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너가 제조될 수 있다.
그리하여 본 발명의 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너 제조방법은, 컴팩트한 패키징을 통해 소형화 할 수 있어 내시경과 같은 초소형 시스템에 이용할 수 있는 장점이 있으며, MEMS 공정을 이용해 제작할 수 있어 정밀도가 높을 뿐만 아니라 다양한 형상으로 제조가 가능하며 제조비용이 저렴한 장점이 있다.
이때, 상기 제1고정부(100)와 제2고정부(200)는 서로 이격되게 형성되고, 상기 구동 암(300)은 두 개 이상이 한 조로 형성되어 제2고정부(200)에 고정되는 단부가 서로 전기적으로 연결되게 형성되고, X축 방향 공진주파수와 Y축 방향 공진주파수가 서로 다르게 형성되며, 상기 광섬유(400)는 구동 암(300)의 폭방향 일측으로 이격되어 배치되되 높이방향으로 상기 구동 암(300)과 다른 높이에 배치될 수 있다.
또한, 상기 구동 암(300)은 두 조가 서로 이격되어 한 쌍이 배치되며, 제2고정부(200)에 고정되는 한 조를 이루는 두 개의 단부가 서로 전기적으로 연결되게 형성되어 두 조가 각각 전기적으로 연결되며, 상기 광섬유(400)는 한 쌍의 구동 암(300) 사이에 배치되되 높이방향으로 상기 구동 암(300)과 다른 높이에 배치될 수 있다.
즉, 상기한 바와 같이 상부 실리콘층의 에칭 시 구동 암(300)과 제2고정부(200)가 연결된 형태로 형성되도록 마스크 패턴을 형성 후 에칭하여 한 조를 이루는 두 개의 구동 암(300)의 단부가 제2고정부(200)에 의해 연결되어 전기적으로 연결되도록 할 수 있다. 이때, 구동 암(300)은 두 개 이상이 한 조로 형성되어 한 조만 형성될 수 있으며, 두 조가 이격되어 한 쌍이 배치되는 형태로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 제1고정부(100)에 고정된 구동 암(300)의 일단에 전극(500)을 형성하는 단계(S15)를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 즉, 제1고정부(100)에 고정된 구동 암(300)의 일단에 알루미늄 금속 등으로 전극(500)을 형성하여 전원공급을 위한 전선을 접속하기 용이하도록 할 수 있다. 이때, 전극(500)은 도 11과 같이 상부 실리콘층의 에칭 전에 형성될 수 있으나, 상부 실리콘층의 에칭 후 구동 암(300)들의 단부에 각각 형성될 수도 있다.
그리고 본 발명의 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너(1000)는, 상기 제1고정부(100), 제2고정부(200), 구동 암(300) 및 광섬유(400)를 수용하는 내부 공간을 형성하는 것으로, 광 입력부(710) 및 광 출력부(720)를 구비하는 프로브 바디(700); 를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
즉, 도 16과 같이 일측에 광 입력부(710)가 형성되고 타측에 광 출력부(510b)가 형성되는 프로브 바디(700) 내부에 상기 제1고정부(100), 제2고정부(200), 구동 암(300) 및 광섬유(400)가 수용되도록 형성될 수 있다. 이때, 프로브 바디(700) 내부에는 지지대(701)가 형성되어 제1고정부(100)가 지지대(701)에 결합되어 고정될 수 있으며, 프로브 바디(700)의 내부 중심에 광섬유(400)가 위치하도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 프로브 바디(700) 내에, 광섬유(400)와 상기 광 출력부(720) 사이의 광 경로에는 하나 이상의 렌즈를 구비하는 렌즈 유닛(730)이 더 배치될 수 있다.
즉, 도 17과 같이 광섬유(400)를 통해 전송되는 광을 검사 대상물에 집속시키기 위한 렌즈 유닛(730)이 광섬유(400)와 광 출력부(720) 사이의 광 경로에 배치될 수 있다. 이때, 렌즈 유닛(730)은 프로브 바디(700) 내주면에 결합되어 고정될 수 있다.
그리고 상기 렌즈 유닛(730)은 폴리머나 글래스 재질로 이루어진 광학 렌즈를 포함하거나, 광을 집속할 수 있는 형태의 굴절률 분포를 가지는 GRIN(graded index) 렌즈를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 프로브 바디(700) 내에, 상기 렌즈 유닛(730)과 광 출력부(720) 사이에는 광 경로 전환부재(740,750)가 더 배치될 수 있으며, 도 18 및 도 19와 같이 광 경로 전환부재는 프리즘(740) 또는 반사 미러(750)로 구성될 수 있다. 즉, 광 출력부(720)를 통해 출력되는 광의 경로를 변경하기 위해 프리즘(740) 또는 반사 미러(750)가 사용될 수 있으며, 프리즘(740) 면에서의 전반사 또는 반사 미러(750)의 반사면을 통해 광이 반사되어 광 경로를 변경시킬 수 있다.
도 20은 본 발명에 따른 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너를 포함하는 의료 영상 기기를 나타낸 블록도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 의료 영상 기기(2000)는, 광원부(1100); 상기 광원부(1100)에서의 광을 검사 대상물(1600)에 스캐닝 조사하는 것으로, 상기 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너(1000); 검사 대상물(1600)로부터 발생된 신호를 수신하는 수신부(1200); 및 상기 수신부(1200)에 수신된 신호를 처리하여 영상 신호를 생성하는 신호 처리부(1300); 를 포함하여 이루어질 수 있다.
이때, 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너(1000)는 검사 대상물(1600)에 대한 일정 영역을 스캔하며 광을 조사할 수 있는 구성을 가지며, 상기한 바와 같은 다양한 형태의 스캐너 또는 이들이 조합된 형태가 사용될 수 있다.
여기에서 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너(1000)를 통해 검사 대상물(1600)에 광이 조사되면, 검사 대상물(1600)의 특성 정보를 담은 새로운 신호가 형성되고, 수신부(1200)에서 이 신호를 수신한다. 이때, 수신부(1200)는 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너(1000) 내에 포함되는 구성일 수도 있다. 그리고 신호 처리부(1300)는 수신부(1200)에서 수신한 신호를 처리하여 영상 신호를 생성하는 역할을 한다.
또한, 본 발명의 의료 영상 기기(2000)는 사용자 인터페이스(1500)와 제어부(1400)를 더 구비할 수 있다. 사용자 인터페이스(1500)는 입력부와 디스플레이부를 구비할 수 있으며, 이를 이용하여 제어부(1400)에 필요한 입력을 전송할 수 있다. 또한, 제어부(1400)는 사용자 인터페이스(1500)에서 입력되는 명령에 따라 의료 영상 기기(2000)를 이루는 각 구성요소들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너(1000)의 스캐닝 구동을 제어할 수 있다. 그리고 제어부(1400)는 마이크로 프로세서 등으로 구현될 수 있다.
또한, 상기 신호 처리부(1300)는 레이저 기반 이미징 기법 중 어느 하나의 방법을 사용하여 수신된 신호를 처리할 수 있다. 이때, 상기 레이저 기반 이미징 기법으로는 OCT(optical coherence tomography), OCM(optical coherence microscopy), Confocal, Multi-photon 및 PAT(photoacoustic tomography) 등의 방법이 사용될 수 있으며, 이외에도 다양한 레이저 기반 이미징 기법들이 사용될 수 있다.
여기에서 OCT(optical coherence tomography)는 광의 간섭현상을 이용하여 생체 조직 내부의 미세구조를 영상화 할 수 있는 결맞음 단층 촬영방법이다. OCM(optical coherence microscopy)은 OCT의 한 분야로써 높은 산란도를 가지는 물질의 깊이방향의 정보를 높은 해상도를 가지고 영상화할 수 있는 기술이다. Confocal(공초점형)은 광원이 되는 레이저에서 시료와 초점이 일치하는 빛만 받아들이는 원리를 이용하여 물질의 3차원 구조를 높은 해상도로 알 수 있는 기술이다. Multi-photon(다광자)은 비선형적인 이미징 방법의 하나로 높은 세기를 가지는 긴 파장을 이용하여 깊은 곳에 위치하는 물질을 큰 손상 없이 볼 수 있는 기술이다. PAT(photoacoustic tomography; 광음향 단층촬영)는 광음향 효과를 활용하는 비침습 영상 촬영 방법으로서, 광학적 특성과 초음파적 특성을 이용하여 생체 내(인체 내) 조직의 구조적 영상뿐 아니라 기능 영상, 신진대사 영상 및 유전자나 생체분자 영상을 구현할 수 있는 방법이다.
이때, 본 발명의 의료 영상 기기(2000)는 OCT, OCM, Confocal, Multi-photon, PAT 등의 방법을 사용할 수 있도록 각 구성요소의 세부적인 사항들이 정해질 수 있다. 즉, 검사 대상물에서 발생하는 신호의 종류에 따라 수신부(1200)에 구비된 검출 센서가 달라질 수 있으며, 신호 처리부(1300)는 각 방법에 따라 수신된 신호를 처리할 수 있다. 일례로, PAT(photoacoustic tomography) 방법을 사용하는 경우, 광원부(1100)는 검사 대상물로부터 초음파를 유도하는 펄스 레이저일 수 있고, 수신부(1200)는 검사 대상물에서 발생하는 초음파를 전기적 신호로 변환하는 트랜스듀서를 구비하는 초음파 수신부로 구성될 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너
100 : 제1고정부
110 : 고정블록 111 : 고정홈
120 : 절연층
200 : 제2고정부
300 : 구동 암
400 : 광섬유
500 : 전극
600 : 연결부
700 : 프로브 바디 701 : 지지대
710 : 광 입력부 720 : 광 출력부
730 : 렌즈 유닛 740 : 광 경로 전환부재(프리즘)
750 : 광 경로 전환부재(반사 미러)
2000 : 의료 영상 기기
1100 : 광원부 1200 : 수신부
1300 : 신호 처리부 1400 : 제어부
1500 : 사용자 인터페이스 1600 : 검사 대상물

Claims (23)

  1. 제1고정부;
    상기 제1고정부와 이격되어 배치되는 제2고정부;
    상기 제1고정부와 제2고정부에 양단이 연결되어 고정되고, 두 개 이상이 한 조로 형성되어 제2고정부에 고정되는 단부가 서로 전기적으로 연결되게 형성되며, X축 방향 공진주파수와 Y축 방향 공진주파수가 서로 다르게 형성되는 구동 암; 및
    상기 제1고정부에 일측이 고정되고 제2고정부에 타측이 고정되며, 상기 구동 암의 폭방향 일측으로 이격되어 배치되되 높이방향으로 상기 구동 암과 다른 높이에 배치되는 광섬유; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너.
  2. 제1항에 있어서,
    X축 방향 구조의 스프링 상수와 Y축 방향 구조의 스프링 상수가 서로 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스프링 상수의 차이에 의해 광섬유의 X축 방향 공진주파수와 Y축 방향 공진주파수가 분리되는 것을 특징으로 하는 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 구동 암은 두 조가 서로 이격되어 한 쌍이 배치되고, 제2고정부에 고정되는 한 조를 이루는 두 개의 단부가 서로 전기적으로 연결되게 형성되어 두 조가 각각 전기적으로 연결되며,
    상기 광섬유는 한 쌍의 구동 암 사이에 배치되되 높이방향으로 상기 구동 암과 다른 높이에 배치되는 것을 특징으로 하는 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 한 조의 구동 암에 전류가 인가되면, 제2고정부는 구동 암의 열팽창에 의해 X축 방향 및 Y축 방향으로의 움직임이 발생되는 것을 특징으로 하는 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전류에는 X축 방향 공진주파수 또는 Y축 방향 공진주파수가 포함되거나, X축 방향 공진주파수 및 Y축 방향 공진주파수가 함께 포함되는 것을 특징으로 하는 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1고정부는,
    고정블록의 상측에 절연층이 형성되고, 절연층의 상측에 구동 암의 일단이 고정되는 것을 특징으로 하는 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1고정부의 고정블록, 절연층, 상기 구동 암 및 상기 제2고정부는 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1고정부는 하측에 고정홈이 형성되어 상기 광섬유의 일측이 고정홈에 삽입되어 고정되며, 상기 광섬유의 타측은 상기 제2고정부의 하면에 고정되는 것을 특징으로 하는 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 구동 암은 제1고정부에 고정된 일단에 전극이 형성되는 것을 특징으로 하는 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1고정부와 제2고정부에 양단이 연결되어 고정되는 연결부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1고정부, 제2고정부, 구동 암 및 광섬유를 수용하는 내부 공간을 형성하는 것으로, 광 입력부 및 광 출력부를 구비하는 프로브 바디; 를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 프로브 바디 내에, 광섬유와 상기 광 출력부 사이의 광 경로에는 하나 이상의 렌즈를 구비하는 렌즈 유닛이 더 배치된 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너.
  14. 청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제13항에 있어서,
    상기 렌즈 유닛은 GRIN(graded index) 렌즈를 포함하는 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 프로브 바디 내에, 상기 렌즈 유닛과 광 출력부 사이에는 광 경로 전환부재가 더 배치된 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너.
  16. 청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제15항에 있어서,
    상기 광 경로 전환부재는 반사 미러로 구성된 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너.
  17. 청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제15항에 있어서,
    상기 광 경로 전환부재는 프리즘으로 구성된 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너.
  18. 광원부;
    상기 광원부에서의 광을 검사 대상물에 스캐닝 조사하는 것으로, 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항의 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너;
    검사 대상물로부터 발생된 신호를 수신하는 수신부; 및
    상기 수신부에 수신된 신호를 처리하여 영상 신호를 생성하는 신호처리부; 를 포함하는 의료 영상 기기.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 신호처리부는 레이저 기반 이미징 기법 중 어느 하나의 방법을 사용하여 수신된 신호를 처리하는 의료 영상 기기.
  20. 하부 실리콘층과 상부 실리콘층의 사이에 이산화규소층이 형성된 SOI 기판(Silicon On Insulator wafer)을 준비하는 단계;
    상기 상부 실리콘층의 일부를 에칭하여 구동 암 및 제2고정부의 형태를 형성하는 단계;
    상기 하부 실리콘층의 일부를 에칭하여 제1고정부를 형성하고 상기 제1고정부에 고정홈을 형성하는 단계;
    상기 하부 실리콘층의 에칭된 부분에 의해 노출된 이산화규소층을 에칭하여 제1고정부와 제2고정부에 구동 암의 양단이 연결된 형태로 형성하는 단계; 및
    상기 제1고정부의 고정홈에 광섬유의 일측을 삽입하여 고정하고 제2고정부의 하면에 상기 광섬유의 타측을 고정시키는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너 제조방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제1고정부와 제2고정부는 서로 이격되게 형성되고,
    상기 구동 암은 두 개 이상이 한 조로 형성되어 제2고정부에 고정되는 단부가 서로 전기적으로 연결되게 형성되고, X축 방향 공진주파수와 Y축 방향 공진주파수가 서로 다르게 형성되며,
    상기 광섬유는 구동 암의 폭방향 일측으로 이격되어 배치되되 높이방향으로 상기 구동 암과 다른 높이에 배치되는 것을 특징으로 하는 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너 제조방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 구동 암은 두 조가 서로 이격되어 한 쌍이 배치되며, 제2고정부에 고정되는 한 조를 이루는 두 개의 단부가 서로 전기적으로 연결되게 형성되어 두 조가 각각 전기적으로 연결되며,
    상기 광섬유는 한 쌍의 구동 암 사이에 배치되되 높이방향으로 상기 구동 암과 다른 높이에 배치되는 것을 특징으로 하는 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너 제조방법.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 제1고정부에 고정된 구동 암의 일단에 전극을 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 2차원 광학 스캐닝을 위한 스캐너 제조방법.
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