KR102032044B1 - Scanning micromirror - Google Patents

Scanning micromirror

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KR102032044B1
KR102032044B1 KR1020180009840A KR20180009840A KR102032044B1 KR 102032044 B1 KR102032044 B1 KR 102032044B1 KR 1020180009840 A KR1020180009840 A KR 1020180009840A KR 20180009840 A KR20180009840 A KR 20180009840A KR 102032044 B1 KR102032044 B1 KR 102032044B1
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황정연
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이화여자대학교 산학협력단
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Abstract

일 실시예에 따른 스캐닝 마이크로 미러는 적어도 하나 이상의 회전축을 구비하는 미러가 회전 가능하게 설치된 기판; 및 상기 기판의 외곽에 설치되는 단일의 압전 소자를 포함하고, 상기 압전 소자는 설정 길이의 플레이트 형상을 구비하고, 상기 압전 소자에 설정 신호가 인가되면 상기 압전 소자가 기계적으로 진동하도록 상기 압전 소자는 길이 방향으로 수축 또는 팽창하고, 상기 압전 소자의 기계적인 진동이 상기 기판의 외곽의 표면에 전달됨에 따라 상기 미러가 상기 적어도 하나 이상의 회전축에 대하여 회전할 수 있다.In one embodiment, a scanning micromirror may include: a substrate on which a mirror including at least one rotation shaft is rotatably installed; And a single piezoelectric element installed outside the substrate, wherein the piezoelectric element has a plate shape having a set length, and the piezoelectric element is mechanically vibrated when the set signal is applied to the piezoelectric element. The mirror may rotate about the at least one rotation axis as it contracts or expands in the longitudinal direction and mechanical vibration of the piezoelectric element is transmitted to the outer surface of the substrate.

Description

스캐닝 마이크로 미러{SCANNING MICROMIRROR}Scanning Micro Mirrors {SCANNING MICROMIRROR}

이하, 실시예들은 스캐닝 마이크로 미러에 관한 것이다.Hereinafter, embodiments relate to a scanning micromirror.

스캐닝 마이크로 미러란 MEMS(microelectromechanical systems) 기술에 기초하여 초소형 미러를 교차하는 2개의 축에 대하여 회전 구동시키는 장치를 말한다. 이러한 스캐닝 마이크로 미러의 구동 방식은 대표적으로 전자력 구동 방식, 정전력 구동 방식, 압전 구동 방식이 있다. 이 중에서 압전 구동 방식으로 구동되는 미러는 약 30kHz 이상의 고주파수 입력 신호에 대응하여 높은 각변위로 구동되므로, 전자력 구동 방식과 정전력 구동 방식에 비하여 압전 구동 방식이 고해상도 디스플레이 구현에 유리한 것으로 알려져 있다.Scanning micromirrors are devices which rotate-drive about two axes intersecting a micromirror based on microelectromechanical systems (MEMS) technology. Representative driving methods of the scanning micromirror include an electromagnetic force driving method, a constant power driving method, and a piezoelectric driving method. Among these, the mirror driven by the piezoelectric drive method is driven at a high angular displacement in response to a high frequency input signal of about 30kHz or more, it is known that the piezoelectric drive method is advantageous to the high resolution display as compared to the electromagnetic force drive method and the constant power drive method.

스캐닝 마이크로 미러에 압전 구동 방식을 적용한 예 중 하나인 한국공개특허공보 제10-2007-0117436호는 "스택 형상의 벌크 타입"의 압전 소자를 개시하고 있다. 이러한 압전 소자는 미러의 평면에 수직인 방향으로 수축하거나 팽창하여 실리콘 기판을 진동시키고, 1개의 축 또는 2개의 축에 대한 공진 모드 진동을 유도할 수 있다. 또 다른 예로, 한국공개특허공보 제10-2008-0020278호는 "레이어 타입"의 압전 소자를 개시하고 있다. 이러한 압전 소자는 실리콘 기판의 "내부"에 설치되어 미러를 2개의 축에 대하여 구동시킬 수 있다.Korean Laid-Open Patent Publication No. 10-2007-0117436, which is one example of applying a piezoelectric driving method to a scanning micromirror, discloses a piezoelectric element of a "stack type bulk type". Such a piezoelectric element may contract or expand in a direction perpendicular to the plane of the mirror to vibrate the silicon substrate and induce resonance mode vibration about one axis or two axes. As another example, Korean Laid-Open Patent Publication No. 10-2008-0020278 discloses a "layer type" piezoelectric element. Such piezoelectric elements can be installed "inside" of the silicon substrate to drive the mirror about two axes.

일 실시예에 따른 목적은 스캐닝 마이크로 미러를 구동시키기 위한 압전 소자를 플레이트 형상으로 제조하고, 플레이트 형상의 압전 소자를 기판에 설치하여 압전 소자의 수축 또는 팽창이 기판에 기계적인 진동을 전달하는 새로운 타입의 스캐닝 마이크로 미러를 제공하는 것이다.An object according to an embodiment is a novel type in which a piezoelectric element for driving a scanning micromirror is manufactured in a plate shape, and a plate-shaped piezoelectric element is installed on a substrate so that contraction or expansion of the piezoelectric element transmits mechanical vibration to the substrate. To provide a scanning micro mirror.

일 실시예에 따른 스캐닝 마이크로 미러는 적어도 하나 이상의 회전축을 구비하는 미러가 회전 가능하게 설치된 기판; 및 상기 기판의 외곽에 설치되는 압전 소자를 포함하고, 상기 압전 소자는 설정 길이의 플레이트 형상을 구비하고, 상기 압전 소자에 설정 신호가 인가되면 상기 압전 소자가 기계적으로 진동하도록 상기 압전 소자는 길이 방향으로 수축 또는 팽창하고, 상기 압전 소자의 기계적인 진동이 상기 기판의 외곽의 표면에 전달됨에 따라 상기 미러가 상기 적어도 하나 이상의 회전축에 대하여 회전할 수 있다.In one embodiment, a scanning micromirror may include: a substrate on which a mirror including at least one rotation shaft is rotatably installed; And a piezoelectric element installed outside the substrate, wherein the piezoelectric element has a plate shape having a set length, and when the set signal is applied to the piezoelectric element, the piezoelectric element mechanically vibrates so that the piezoelectric element vibrates mechanically. Contracts or expands, and as the mechanical vibration of the piezoelectric element is transmitted to the outer surface of the substrate, the mirror may rotate about the at least one rotation axis.

상기 압전 소자는 단일의 압전 소자이고, 설정 공진 주파수를 가지는 단일의 신호가 상기 단일의 압전 소자에 인가되면 상기 미러는 1개의 축에 대하여 회전하고, 서로 다른 설정 공진 주파수들을 가지는 서로 다른 신호들이 상기 단일의 압전 소자에 인가되면 상기 미러는 2개의 축에 대하여 회전할 수 있다.The piezoelectric element is a single piezoelectric element, and when a single signal having a set resonance frequency is applied to the single piezoelectric element, the mirror rotates about one axis, and different signals having different set resonance frequencies are generated. When applied to a single piezoelectric element, the mirror can rotate about two axes.

상기 압전 소자는 상기 기판에 대하여 수평 방향, 수직 방향 또는 사선 방향으로 상기 기판의 외곽에 설치될 수 있다.The piezoelectric element may be installed outside the substrate in a horizontal direction, a vertical direction, or an oblique direction with respect to the substrate.

상기 기판을 고정하며 상기 기판을 이루는 외부 테두리들을 둘러싸도록 구성된 내부 테두리들을 구비하는 하우징을 더 포함하고, 상기 하우징의 내부 테두리들 중 인접하는 내부 테두리들이 만나는 부분에 복수 개의 홈들이 형성되고, 상기 기판의 외부 테두리들 중 인접하는 테두리들이 만나는 부분들의 각각은 상기 복수 개의 홈들의 각각에 위치할 수 있다.The housing further includes a housing having inner edges configured to fix the substrate and surround outer edges of the substrate, wherein a plurality of grooves are formed at a portion where adjacent inner edges of the inner edges of the housing meet. Each of the portions of the outer edges of which the adjacent edges meet may be located in each of the plurality of grooves.

상기 하우징의 내부 테두리들의 각각은 상기 기판의 외부 테두리들의 각각의 일부와 오버랩되도록 구성될 수 있다.Each of the inner edges of the housing may be configured to overlap with a portion of each of the outer edges of the substrate.

상기 기판의 외부 테두리들의 각각은, 상기 하우징의 내부 테두리들의 각각의 일부와 오버랩되는 오버랩 부분; 및 상기 하우징의 내부 테두리들의 각각의 나머지와 오버랩되지 않는 비-오버랩 부분을 포함할 수 있다.Each of the outer edges of the substrate includes: an overlap portion overlapping with a portion of each of the inner edges of the housing; And a non-overlap portion that does not overlap with each other of the inner edges of the housing.

상기 압전 소자와 상기 기판에 각각 접촉하고 상기 압전 소자와 상기 기판 사이를 매개하는 매개층을 더 포함하고, 상기 매개층은 접착 물질을 포함할 수 있다.The media layer may further include an intermediate layer in contact with the piezoelectric element and the substrate, and interposed between the piezoelectric element and the substrate, wherein the intermediate layer may include an adhesive material.

상기 미러는 금속을 포함하는 절연층, 산화 금속을 포함하는 절연층 또는 금속과 산화 금속이 상기 미러의 표면에 반복적으로 증착된 복수 개의 절연층들을 포함할 수 있다.The mirror may include an insulating layer including a metal, an insulating layer including a metal oxide, or a plurality of insulating layers on which a metal and a metal oxide are repeatedly deposited on a surface of the mirror.

일 실시예에 따른 스캐닝 마이크로 미러는 1개의 회전축 또는 2개의 회전축들을 구비하는 미러; 상기 미러가 회전 가능하게 연결된 적어도 하나 이상의 김블(gimbal); 상기 미러와 상기 김블이 회전 가능하게 설치된 기판; 및 상기 기판에 설치되는 플레이트 형상의 단일의 압전 소자를 포함하고, 상기 압전 소자에 설정 신호가 인가되면, 상기 압전 소자가 일 방향으로 기계적으로 진동함에 따라 상기 미러가 상기 미러의 1개의 회전축에 대하여 회전하거나 상기 미러의 2개의 회전축들에 대하여 각각 회전할 수 있다.According to an embodiment, a scanning micromirror may include a mirror having one rotation axis or two rotation axes; At least one gimbal to which the mirror is rotatably connected; A substrate on which the mirror and the gamble are rotatably installed; And a plate-like single piezoelectric element provided on the substrate, and when a setting signal is applied to the piezoelectric element, the mirror rotates about one rotation axis of the mirror as the piezoelectric element mechanically vibrates in one direction. It can rotate or rotate about two rotation axes of the mirror, respectively.

상기 압전 소자는 상기 기판의 내부의 표면에 설치될 수 있다.The piezoelectric element may be installed on a surface of the inside of the substrate.

상기 압전 소자는 상기 기판의 외곽의 표면에 박막 형태로 설치될 수 있다.The piezoelectric element may be installed in a thin film form on the outer surface of the substrate.

상기 압전 소자는 상기 기판의 일 측으로부터 타 측으로 가로질러 상기 기판의 외곽에 설치될 수 있다.The piezoelectric element may be installed outside the substrate across from one side of the substrate to the other side.

일 실시예에 따른 스캐닝 마이크로 미러는 압전 소자를 벌크 타입으로 제조하지 않더라도 압전 소자로부터 기판으로 기계적인 진동의 효율을 향상시킬 수 있다.The scanning micromirror according to an embodiment may improve the efficiency of mechanical vibration from the piezoelectric element to the substrate even if the piezoelectric element is not manufactured in a bulk type.

일 실시예에 따른 스캐닝 마이크로 미러는 단일의 압전 소자만으로도 미러의 1축 구동과 2축 구동을 구현할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the scanning micromirror may implement one-axis driving and two-axis driving of the mirror with only a single piezoelectric element.

일 실시예에 따른 스캐닝 마이크로 미러는 플레이트 형상의 압전 소자를 기판에 설치하여 미러의 공진 구동을 구현할 수 있다.The scanning micromirror according to an embodiment may implement a resonance driving of the mirror by installing a plate-shaped piezoelectric element on a substrate.

일 실시예에 따른 스캐닝 마이크로 미러의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effect of the scanning micromirror according to an embodiment is not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 제1실시예에 따른 스캐닝 마이크로 미러를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 2-2 선을 따라 바라본 스캐닝 마이크로 미러의 단면도이다.
도 3은 도 1의 하우징을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 4는 제2실시예에 따른 하우징을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5는 제3실시예에 따른 스캐닝 마이크로 미러를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 6은 제4실시예에 따른 스캐닝 마이크로 미러를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 7은 제5실시예에 따른 스캐닝 마이크로 미러를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 8은 제6실시예에 따른 스캐닝 마이크로 미러를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 9는 제6실시예에 따른 스캐닝 마이크로 미러에서 압전 소자의 배치 방식의 일 예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 10은 제6실시예에 따른 스캐닝 마이크로 미러에서 압전 소자의 배치 방식의 또 다른 예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.1 is a perspective view schematically showing a scanning micromirror according to a first embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the scanning micromirror viewed along line 2-2 of FIG. 1.
3 is a perspective view schematically showing the housing of FIG. 1.
4 is a perspective view schematically showing a housing according to a second embodiment.
5 is a perspective view schematically showing a scanning micromirror according to a third embodiment.
6 is a perspective view schematically showing a scanning micromirror according to a fourth embodiment.
7 is a perspective view schematically showing a scanning micromirror according to a fifth embodiment.
8 is a schematic cross-sectional view of a scanning micromirror according to a sixth embodiment.
9 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a method of arranging piezoelectric elements in a scanning micromirror according to a sixth embodiment.
10 is a schematic cross-sectional view of still another example of a method of arranging piezoelectric elements in a scanning micromirror according to a sixth embodiment.

이하, 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, the embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as much as possible even though they are shown in different drawings. In addition, in describing the embodiment, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function interferes with the understanding of the embodiment, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only for distinguishing the components from other components, and the nature, order or order of the components are not limited by the terms. If a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, that component may be directly connected or connected to that other component, but between components It will be understood that may be "connected", "coupled" or "connected".

어느 하나의 실시예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시예에 기재한 설명은 다른 실시예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Components included in one embodiment and components including common functions will be described using the same names in other embodiments. Unless stated to the contrary, the description in any one embodiment may be applied to other embodiments, and detailed descriptions thereof will be omitted in the overlapping range.

도 1은 제1실시예에 따른 스캐닝 마이크로 미러를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 2-2 선을 따라 바라본 스캐닝 마이크로 미러의 단면도이고, 도 3은 도 1의 하우징을 개략적으로 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view schematically showing a scanning micromirror according to the first embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view of the scanning micromirror taken along the line 2-2 of FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic view of the housing of FIG. 1. Perspective view.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 일 실시예에 따른 스캐닝 마이크로 미러(100)는 압전 구동 방식을 이용하여 적어도 하나의 회전축(A-A, B-B)을 가지는 미러(112)를 적어도 하나의 회전축(A-A, B-B) 중 1개의 축에 대하여 공진 구동시키거나, 2개의 축에 대하여 공진 구동시킬 수 있다. 이러한 스캐닝 마이크로 미러(100)는 종래의 스택 형상의(stacked) 벌크(bulk) 타입의 압전 소자를 이용한 구조, 기판의 가동 부분에 박막 형상의 압전 소자를 설치한 구조 등과 달리 플레이트 형상의 압전 소자(120)를 이용하여 보다 집적되고 소형화된 구동 방식을 구현할 수 있다.1 to 3, the scanning micromirror 100 according to an exemplary embodiment may include a mirror 112 having at least one rotation axis AA or BB by using a piezoelectric driving method. Resonance driving can be performed for one axis of the BB) or resonance driving for two axes. The scanning micromirror 100 has a plate-like piezoelectric element unlike a structure using a stacked bulk piezoelectric element, a structure in which a thin piezoelectric element is installed in a movable part of the substrate, and the like. 120 may be used to implement a more integrated and miniaturized driving scheme.

스캐닝 마이크로 미러(100)는 기판(110), 압전 소자(120), 하우징(130), 전원(140) 및 매개층(150)을 포함할 수 있다. 여기서, 기판(110)은 실리콘(silicon) 재질로 형성될 수 있다.The scanning micromirror 100 may include a substrate 110, a piezoelectric element 120, a housing 130, a power source 140, and an intermediate layer 150. Here, the substrate 110 may be formed of silicon (silicon) material.

미러(112)는 적어도 하나의 회전축(A-A, B-B)을 구비하고, 적어도 하나의 회전축(A-A, B-B)에 대하여 회전 가능하게 기판(110)에 설치될 수 있다. 여기서, 회전축은 제1회전축(A-A) 및 제1회전축(A-A)에 수직한 제2회전축(B-B)의 2개의 회전축을 말한다. 미러(112)는 미러(112)로 입사하는 광을 반사할 수 있다. 미러(112)가 목표 지점으로 광을 출사하기 위하여 미러(112)는 제1회전축(A-A)에 대하여만 또는 제2회전축(B-B)에 대하여만 회전 구동하거나, 제1회전축(A-A)과 제2회전축(B-B)의 각각에 대하여 회전 구동할 수 있다. 미러(112)는 설정 공진 주파수를 가지는 특성을 구비하므로, 미러(112)의 설정 공진 주파수에 설정 신호를 인가하면 미러(112)는 공진 구동할 수 있다.The mirror 112 may include at least one rotation axis A-A or B-B and may be installed on the substrate 110 to be rotatable about the at least one rotation axis A-A or B-B. Here, the rotation axis refers to two rotation axes of the first rotation axis A-A and the second rotation axis B-B perpendicular to the first rotation axis A-A. The mirror 112 may reflect light incident on the mirror 112. In order for the mirror 112 to emit light to a target point, the mirror 112 is driven to rotate only about the first rotation axis AA or only about the second rotation axis BB, or the first rotation axis AA and the second rotation axis. It can drive rotation about each of the rotation shafts BB. Since the mirror 112 has a characteristic having a set resonance frequency, when the set signal is applied to the set resonance frequency of the mirror 112, the mirror 112 may be driven in resonance.

일 실시예에서, 미러(112)는 적어도 하나 이상의 절연층(1121, 1122)을 포함할 수 있다. 여기서, 절연층(1121, 1122)은 미러(112)의 반사면을 이루는 층을 말한다. 일 예에서, 절연층(1121, 1122)은 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au)과 같은 금속을 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 절연층(1121, 1122)은 불화마그네슘(MgF2), 불화칼슘(CaF2)과 같은 산화 금속을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 미러(112)는 금속과 산화 금속이 반복적으로 증착된 복수 개의 절연층들(1121, 1122)을 포함할 수 있다.In one embodiment, the mirror 112 may include at least one insulating layer 1121, 1122. Here, the insulating layers 1121 and 1122 refer to layers forming the reflective surface of the mirror 112. In one example, the insulating layers 1121 and 1122 may include metals such as aluminum (Al), silver (Ag), and gold (Au). In another example, the insulating layers 1121 and 1122 may include metal oxides such as magnesium fluoride (MgF 2 ) and calcium fluoride (CaF 2 ). In one embodiment, the mirror 112 may include a plurality of insulating layers 1121 and 1122 on which metal and metal oxide are repeatedly deposited.

압전 소자(120)는 압전 소자(120)가 전원(140)으로부터 설정 신호(e.g. 전위)를 수신하면 설정 방향으로 기계적으로 진동할 수 있다. 일 실시예에서, 압전 소자(120)는 설정 길이와, 설정 폭과, 설정 두께를 가지는 설정 치수(dimension)의 플레이트 형상을 구비할 수 있다. 플레이트 형상의 압전 소자(120)는 기판(110)의 내부가 아닌 기판(110)의 외곽의 표면에 설치될 수 있다. 여기서, 압전 소자(120)가 기계적으로 진동하는 방향은 압전 소자(120)의 길이 방향일 수 있다. 즉, 압전 소자(120)는 압전 소자(120)의 길이 방향으로 수축 또는 팽창할 수 있다.The piezoelectric element 120 may mechanically vibrate in the setting direction when the piezoelectric element 120 receives the setting signal (e.g. potential) from the power supply 140. In one embodiment, the piezoelectric element 120 may have a plate shape having a set length, a set width, and a set dimension. The plate-shaped piezoelectric element 120 may be installed on the outer surface of the substrate 110 instead of the inside of the substrate 110. Here, the direction in which the piezoelectric element 120 mechanically vibrates may be the longitudinal direction of the piezoelectric element 120. That is, the piezoelectric element 120 may contract or expand in the longitudinal direction of the piezoelectric element 120.

압전 소자(120)가 기계적으로 진동하면, 압전 소자(120)의 기계적인 진동이 압전 소자(120)의 표면으로부터 기판(110)의 외곽의 표면으로 전달된다. 압전 소자(120)가 압전 소자(120)의 길이 방향으로 수축하면 기판(110)의 외곽의 표면에는 압축력(compressive force)이 작용하는 한편, 압전 소자(120)가 압전 소자(120)의 길이 방향으로 팽창하면 기판(110)의 외곽의 표면에는 인장력(tensile force)가 작용한다. 즉, 기판(110)으로 전달되는 기계적인 진동의 방향은 미러(112)를 이루는 표면의 법선 방향(normal direction)이 아닌 접선 방향(tangential direction)이다. 일 예에서, 압전 소자(120)는 기판(110)에 대하여 평행하게 기판(110)의 외곽에 설치될 수 있다.When the piezoelectric element 120 vibrates mechanically, mechanical vibration of the piezoelectric element 120 is transmitted from the surface of the piezoelectric element 120 to the outer surface of the substrate 110. When the piezoelectric element 120 contracts in the longitudinal direction of the piezoelectric element 120, a compressive force acts on the outer surface of the substrate 110, while the piezoelectric element 120 is in the longitudinal direction of the piezoelectric element 120. When expanded to, a tensile force is applied to the outer surface of the substrate 110. That is, the direction of the mechanical vibration transmitted to the substrate 110 is a tangential direction, not the normal direction of the surface of the mirror 112. In one example, the piezoelectric element 120 may be installed outside the substrate 110 in parallel with the substrate 110.

종래 스택 형상의 벌크 타입의 압전 소자를 이용한 구조, 기판의 가동 부분에 박막 형상의 압전 소자를 설치한 구조 등과 달리 일 실시예에 따른 스캐닝 마이크로 미러(100)는 플레이트 형상의 압전 소자(120)를 기판(110)의 외곽의 표면에 설치함으로써, 기존 구조에 비하여 보다 집적되고 소형화된 구조를 가지면서도 원하는 성능을 가지는 미러의 공진 구동을 구현할 수 있다.Unlike a structure using a bulk type piezoelectric element in a stack shape, a structure in which a thin piezoelectric element is installed in a movable part of a substrate, and the like, the scanning micromirror 100 according to an embodiment uses a plate-shaped piezoelectric element 120. By installing on the outer surface of the substrate 110, it is possible to implement a resonant drive of the mirror having a more integrated and miniaturized structure than the existing structure, but having a desired performance.

일 실시예에서, 압전 소자(120)는 단일의 압전 소자일 수 있다. 압전 소자(120)가 가지는 설정 공진 주파수에 대응하는 공진 주파수를 가지는 단일의 신호가 압전 소자(120)에 인가되면, 압전 소자(120)의 기계적인 진동이 기판(110)의 외곽의 표면에 전달됨에 따라 미러(112)는 1개의 축 - 제1회전축(A-A) 또는 제2회전축(B-B) - 에 대하여 회전한다. 일 예에서, 압전 소자(120)에 인가되는 신호는 개별적인 신호 특성을 가지는 복수 종류들의 신호일 수 있다. 이 경우, 미러(112)는 1개의 축에 대하여 다양한 각도 범위 내에서 공진 구동할 수 있다. 한편, 서로 다른 공진 주파수들을 가지는 서로 다른 신호들이 동시에 압전 소자(120)에 인가되면, 압전 소자(120)는 서로 다른 신호들의 각각에 대응하는 기계적인 진동을 발생시키고, 압전 소자(120)의 서로 다른 기계적인 진동들이 기판(110)의 외곽의 표면에 전달됨에 따라 미러(112)는 2개의 축인 제1회전축(A-A)과 제2회전축(B-B)에 대하여 회전할 수 있다.In one embodiment, the piezoelectric element 120 may be a single piezoelectric element. When a single signal having a resonance frequency corresponding to the set resonance frequency of the piezoelectric element 120 is applied to the piezoelectric element 120, mechanical vibration of the piezoelectric element 120 is transmitted to the outer surface of the substrate 110. The mirror 112 rotates about one axis-the first axis of rotation AA or the second axis of rotation BB. In one example, the signal applied to the piezoelectric element 120 may be a plurality of types of signals having individual signal characteristics. In this case, the mirror 112 can be resonantly driven in various angle ranges with respect to one axis. On the other hand, when different signals having different resonant frequencies are applied to the piezoelectric element 120 at the same time, the piezoelectric element 120 generates a mechanical vibration corresponding to each of the different signals, the piezoelectric element 120 of each other As other mechanical vibrations are transmitted to the outer surface of the substrate 110, the mirror 112 may rotate about two axes, the first rotation axis AA and the second rotation axis BB.

종래의 구조는 적어도 2개 이상의 압전 소자들을 통하여 미러를 각각의 회전축에 대하여 개별적으로 공진 구동하여야 하였고, 적어도 2개 이상의 압전 소자들의 개별적인 제어가 요구되었다. 이와 달리, 일 실시예에 따른 스캐닝 마이크로 미러(100)는 단일의 압전 소자(120)를 이용하더라도 압전 소자(120)를 플레이트 형상으로 제조함으로써, 개별적인 공진 주파수를 가지는 신호(e.g. AC 전압)를 압전 소자에 인가하여 미러의 개별적인 1축 공진 구동을 구현하는 한편 서로 다른 공진 주파수들을 가지는 신호들을 동시에 압전 소자에 인가하여 미러의 2축 공진 구동을 함께 구현할 수 있다.The conventional structure required resonant drive of the mirrors individually about each axis of rotation through at least two piezoelectric elements, and individual control of at least two piezoelectric elements was required. In contrast, the scanning micromirror 100 according to the embodiment manufactures the piezoelectric element 120 in a plate shape even if a single piezoelectric element 120 is used, thereby piezoelectrically generating a signal having an individual resonance frequency (eg, AC voltage). While applying to the device to implement the individual uniaxial resonant drive of the mirror, signals having different resonant frequencies can be simultaneously applied to the piezoelectric element to implement the two-axis resonant drive of the mirror together.

일 실시예에서, 압전 소자(120)는 압전 소자(120)의 길이 방향이 미러(112)의 제1회전축(A-A)에 평행하게 기판(110)의 수평 방향으로 기판(110)의 외곽에 설치될 수 있다.In one embodiment, the piezoelectric element 120 is installed on the outside of the substrate 110 in the horizontal direction of the substrate 110 such that the longitudinal direction of the piezoelectric element 120 is parallel to the first axis of rotation AA of the mirror 112. Can be.

일 실시예에서, 압전 소자(120)의 일부는 기판(110)의 외곽의 표면의 일부와 오버랩될 수 있다.In one embodiment, a portion of the piezoelectric element 120 may overlap with a portion of the outer surface of the substrate 110.

하우징(130)은 기판(110)을 지지하며 기판(110)이 기계적으로 진동하더라도 기판(110)을 제자리에 고정할 수 있다. 하우징(130)은 베이스(132), 제1서포트(134) 및 제2서포트(136)를 포함할 수 있다. 베이스(132)는 스캐닝 마이크로 미러(100)의 기저가 되는 부분이다. 일 예에서, 베이스(132)는 다각 구조의 입체물일 수 있다. 제1서포트(134)는 하우징(130)의 코너 부분에 위치하고 베이스(132)로부터 돌출할 수 있다. 제1서포트(134)는 기판(110)이 제1회전축(A-A)의 축 방향으로 이탈하거나 제2회전축(B-B)의 축 방향으로 이탈하는 것을 방지하기 위한 구조를 구비할 수 있다. 예를 들어, 제1서포트(134)는 베이스(132)의 인접하는 테두리들의 적어도 일부와, 인접하는 테두리들이 만나는 지점에 위치하는 L-형상을 구비할 수 있다. 제2서포트(136)는 제1회전축(A-A)과 제2회전축(B-B)에 각각 교차하는 기판(110)의 외곽의 표면의 법선 방향으로 기판(110)을 지지하는 구조를 구비할 수 있다. 예를 들어, 제2서포트(136)는 베이스(132)의 인접하는 테두리들 사이를 가로질러 형상화되는 평평한 플레이트 형상을 구비할 수 있다. 이에 따라, 기판(110)은 제1회전축(A-A), 제2회전축(B-B) 및 기판(110)의 외곽의 표면의 법선 방향에 대하여 지지되며 이탈이 방지될 수 있다.The housing 130 supports the substrate 110 and may fix the substrate 110 in place even when the substrate 110 is mechanically vibrated. The housing 130 may include a base 132, a first support 134, and a second support 136. The base 132 is a base of the scanning micromirror 100. In one example, the base 132 may be a multi-dimensional solid. The first support 134 may be located at the corner of the housing 130 and protrude from the base 132. The first support 134 may have a structure for preventing the substrate 110 from being separated in the axial direction of the first rotation shaft A-A or in the axial direction of the second rotation shaft B-B. For example, the first support 134 may have at least a portion of adjacent edges of the base 132 and an L-shape positioned at a point where the adjacent edges meet. The second support 136 may have a structure for supporting the substrate 110 in a normal direction of a surface of the outer surface of the substrate 110 that intersects the first rotation shaft A-A and the second rotation shaft B-B, respectively. For example, the second support 136 may have a flat plate shape that is shaped across adjacent edges of the base 132. Accordingly, the substrate 110 may be supported with respect to the normal direction of the surfaces of the first rotation shaft A-A, the second rotation shaft B-B, and the outer surface of the substrate 110, and departure from the substrate 110 may be prevented.

일 실시예에서, 스캐닝 마이크로 미러(100)는 압전 소자(120)의 기계적인 진동이 기판(110)의 외곽의 표면으로 전달됨에 따라 기판(110)이 기계적으로 진동하더라도 하우징(130)과 기판(110) 사이에 기판(110)이 기계적으로 진동할 수 있는 여유 공간을 형성하여 미러(112)의 공진 구동의 효율을 향상시킬 수 있다.In one embodiment, the scanning micromirror 100 is provided with a housing 130 and a substrate (even though the substrate 110 is mechanically vibrated as the mechanical vibration of the piezoelectric element 120 is transmitted to the outer surface of the substrate 110). A space between the substrates 110 may be mechanically vibrated between the substrates 110 to improve the efficiency of the resonance driving of the mirror 112.

기판(110)은 외부 테두리들을 구비할 수 있다. 일 예에서, 기판(110)이 다각 구조를 구비하는 경우 인접하는 테두리들(1101, 1102)이 이루는 부분은 기판(110)과 하우징(130) 사이에 형성된 여유 공간에 수용될 수 있다. 기판(110)과 하우징(130) 사이에 형성된 여유 공간은 하우징(130)의 제1서포트(134)에 형성될 수 있다. 일 예에서, 여유 공간은 제1서포트(134)를 이루는 내부 테두리들(1341, 1342)이 만나는 부분에 형성되는 홈(138)으로 언급된다. 여기서, 내부 테두리들(1341, 1342)은 기판(110)의 외부 테두리들(1101, 1102)을 둘러싸도록 구성될 수 있다. 홈(138)은 제1서포트(134)가 베이스(132)로부터 돌출하는 방향을 따라 제1서포트(134)에 형성될 수 있다. 예를 들어, 홈(138)의 형상은 원 또는 원의 일부의 형상일 수 있다. 스캐닝 마이크로 미러(100)에서 기판(110)의 인접하는 외부 테두리들(1101, 1102)이 만나는 부분이 홈(138)에 위치하는 구조를 사용하는 경우, 압전 소자(120)로부터 기판(110)의 외곽 표면으로 기계적인 진동이 전달됨에 따라 기판(110)의 스트레인(strain)의 발생 효율이 증가할 수 있다.The substrate 110 may have outer edges. In one example, when the substrate 110 has a polygonal structure, portions formed by the adjacent edges 1101 and 1102 may be accommodated in a free space formed between the substrate 110 and the housing 130. An extra space formed between the substrate 110 and the housing 130 may be formed in the first support 134 of the housing 130. In one example, the free space is referred to as a groove 138 formed at a portion where the inner edges 1341 and 1342 forming the first support 134 meet. Here, the inner edges 1341 and 1342 may be configured to surround the outer edges 1101 and 1102 of the substrate 110. The groove 138 may be formed in the first support 134 along the direction in which the first support 134 protrudes from the base 132. For example, the shape of the groove 138 may be a shape of a circle or a portion of the circle. When the scanning micromirror 100 uses a structure in which the portions where the adjacent outer edges 1101 and 1102 of the substrate 110 meet each other are positioned in the groove 138, the piezoelectric element 120 may be disposed of the substrate 110. As mechanical vibration is transmitted to the outer surface, the generation efficiency of the strain of the substrate 110 may increase.

일 실시예에서, 제1서포트(134)는 복수 개로 베이스(132)를 이루는 복수 개의 코너 부분들에 위치할 수 있고, 홈(138)도 제1서포트(134)에 복수 개로 형성될 수 있다.In one embodiment, a plurality of first supports 134 may be located in a plurality of corner portions of the base 132, and a plurality of grooves 138 may be formed in the first support 134.

일 실시예에서, 하우징(130)은 기판(110)이 이루는 외부 테두리들(1101, 1102)의 각각의 일부만을 고정할 수 있다. 다시 말하면, 하우징(130)의 내부 테두리들(1341, 1342)의 각각은 기판(110)의 외부 테두리들(1101, 1102)의 각각의 일부와 오버랩될 수 있다. 기판(110)을 이루는 외부 테두리(1102)들의 각각은 하우징(130)의 내부 테두리(1342)들의 각각의 일부와 오버랩되는 오버랩 부분(1102a) 및 하우징(130)의 내부 테두리(1342)들의 각각의 일부와 오버랩되지 않는 비-오버랩 부분(1102b)를 포함할 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 압전 소자(120)에 의하여 기판(110)의 외곽 표면에 가해진 스트레인에 의한 기계적인 진동이 기판(110)의 내부로 효과적으로 전달될 수 있다.In one embodiment, the housing 130 may fix only a portion of each of the outer edges 1101 and 1102 of the substrate 110. In other words, each of the inner edges 1341 and 1342 of the housing 130 may overlap with a portion of each of the outer edges 1101 and 1102 of the substrate 110. Each of the outer edges 1102 constituting the substrate 110 is an overlap portion 1102a overlapping a portion of each of the inner edges 1342 of the housing 130 and each of the inner edges 1342 of the housing 130. Non-overlapping portion 1102b that does not overlap with some. According to such a structure, mechanical vibration due to strain applied to the outer surface of the substrate 110 by the piezoelectric element 120 may be effectively transmitted to the inside of the substrate 110.

전원(140)은 압전 소자(120)에 설정 신호를 인가할 수 있다. 설정 신호는 압전 소자(120)가 가지는 공진 주파수에 대응하는 주파수를 가지는 교류 신호일 수 있다. 예를 들어, 전원(140)은 함수 발생기(function generator)를 포함할 수 있다.The power supply 140 may apply a setting signal to the piezoelectric element 120. The setting signal may be an AC signal having a frequency corresponding to the resonance frequency of the piezoelectric element 120. For example, the power supply 140 may include a function generator.

매개층(150)은 압전 소자(120)와 기판(110)에 각각 접촉하고 압전 소자(120)와 기판(110) 사이를 매개할 수 있다. 매개층(150)은 접착 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 접착 물질은 에폭시(epoxy) 수지를 포함할 수 있다.The intermediate layer 150 may be in contact with the piezoelectric element 120 and the substrate 110, respectively, and may mediate between the piezoelectric element 120 and the substrate 110. The intermediate layer 150 may include an adhesive material. For example, the adhesive material may comprise an epoxy resin.

도 4는 제2실시예에 따른 하우징을 개략적으로 나타낸 사시도이다.4 is a perspective view schematically showing a housing according to a second embodiment.

도 4를 참고하면, 일 실시예에 따른 하우징(230)은 베이스(232), 서포트(234) 및 홈(238)을 포함할 수 있다. 베이스(232)의 중심부에는 중공이 형성될 수 있다. 서포트(234)는 베이스(232)의 코너 부분에 위치하고 베이스(232)로부터 돌출할 수 있다. 여기서, 서포트(234)는 베이스(232)의 가장자리를 모두 에워싸는 구조일 수 있다. 홈(238)은 서포트(234)의 인접하는 내부 테두리들(2341, 2342)이 만나는 부분에 형성될 수 있다.Referring to FIG. 4, the housing 230 according to an embodiment may include a base 232, a support 234, and a groove 238. A hollow may be formed in the center of the base 232. The support 234 may be located at a corner portion of the base 232 and may protrude from the base 232. Here, the support 234 may have a structure surrounding all the edges of the base 232. The groove 238 may be formed at a portion where adjacent inner edges 2231 and 2342 of the support 234 meet.

도 5는 제3실시예에 따른 스캐닝 마이크로 미러를 개략적으로 나타낸 사시도이다.5 is a perspective view schematically showing a scanning micromirror according to a third embodiment.

도 5를 참고하면, 일 실시예에 다른 스캐닝 마이크로 미러(300)는 제1회전축(A'-A') 및/또는 제2회전축(B'-B')을 구비하는 미러(312)가 회전 가능하게 설치된 기판(310), 설정 길이의 플레이트 형상을 구비하는 압전 소자(320), 하우징(330) 및 전원(340)을 포함할 수 있다. 여기서, 압전 소자(320)는 압전 소자(320)의 길이 방향이 미러(312)의 제2회전축(B'-B')에 평행하게 기판(310)의 수직 방향으로 기판(310)의 외곽에 설치될 수 있다.Referring to FIG. 5, in another embodiment, the scanning micromirror 300 rotates a mirror 312 having a first rotation axis A′-A ′ and / or a second rotation axis B′-B ′. The substrate 310 may include a substrate 310, a piezoelectric element 320 having a plate shape having a predetermined length, a housing 330, and a power source 340. Here, the piezoelectric element 320 is formed on the outer side of the substrate 310 in the vertical direction of the substrate 310 such that the longitudinal direction of the piezoelectric element 320 is parallel to the second rotation axis B′-B ′ of the mirror 312. Can be installed.

도 6은 제4실시예에 따른 스캐닝 마이크로 미러를 개략적으로 나타낸 사시도이다.6 is a perspective view schematically showing a scanning micromirror according to a fourth embodiment.

도 6을 참고하면, 일 실시예에 다른 스캐닝 마이크로 미러(400)는 제1회전축(A''-A'') 및/또는 제2회전축(B''-B'')을 구비하는 미러(412)가 회전 가능하게 설치된 기판(410), 설정 길이의 플레이트 형상을 구비하는 압전 소자(420), 하우징(430) 및 전원(440)을 포함할 수 있다. 여기서, 압전 소자(420)는 압전 소자(420)의 길이 방향이 미러(412)의 제1회전축(A''-A'')과 제2회전축(B''-B'') 사이를 향하도록 기판(310)의 사선 방향으로 기판(310)의 외곽에 설치될 수 있다.Referring to FIG. 6, another scanning micromirror 400 according to an embodiment includes a mirror having a first rotation axis A ″ -A '' and / or a second rotation axis B ″ -B '' ( 412 may include a substrate 410 rotatably installed, a piezoelectric element 420 having a plate shape of a set length, a housing 430, and a power source 440. Here, the piezoelectric element 420 has a longitudinal direction of the piezoelectric element 420 between the first rotation axis A ''-A '' and the second rotation axis B ''-B '' of the mirror 412. The substrate 310 may be installed outside the substrate 310 in an oblique direction of the substrate 310.

도 7은 제5실시예에 따른 스캐닝 마이크로 미러를 개략적으로 나타낸 사시도이다.7 is a perspective view schematically showing a scanning micromirror according to a fifth embodiment.

도 7을 참고하면, 일 실시예에 다른 스캐닝 마이크로 미러(500)는 가동부, 설정 길이를 가지는 플레이트 형상의 압전 소자(520) 및 전원(540)을 포함할 수 있다. 여기서, 가동부는 적어도 하나 이상의 회전축(A'''-A''', B'''-B''')을 구비하는 미러(512), 미러(512)의 반지름 방향으로 미러(512)의 외부에 위치하고 미러(512)를 지지하는 제1김블(514), 제1김블(514)의 반지름 방향으로 제1김블(514)의 외부에 위치하고 제1김블(514)을 지지하는 제2김블(516), 제2김블(516)의 반지름 방향으로 제2김블(516)의 외부에 위치하고 제2김블(516)을 지지하는 기판(510), 미러(512)와 제1김블(514)을 탄성적으로 연결하는 제1 연결 부재(513), 제1김블(514)과 제2김블(516)을 탄성적으로 연결하는 제2 연결 부재(515) 및 제2김블(516)과 기판(510)을 탄성적으로 연결하는 제3 연결 부재(517)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7, another scanning micromirror 500 according to an embodiment may include a movable part, a plate-shaped piezoelectric element 520 having a set length, and a power source 540. Here, the movable portion of the mirror 512 in the radial direction of the mirror 512, the mirror 512 having at least one rotation axis (A '' '-A' '', B '' '-B' '') The first gamble 514 located outside and supporting the mirror 512, the second gamble 514 located outside of the first gamble 514 in the radial direction of the first gamble 514 and supporting the first gamble 514 ( 516 and the substrate 510, the mirror 512, and the first gamble 514, which are positioned outside the second gamble 516 in the radial direction of the second gamble 516 and support the second gamble 516. The second connection member 515 and the second gamble 516 and the substrate 510 that elastically connect the first connection member 513, the first gamble 514, and the second gamble 516 to be sexually connected. It may include a third connecting member 517 to elastically connect the.

일 실시예에서, 압전 소자(520)는 기판(510)의 내부의 표면에 설치될 수 있다. 압전 소자(520)에 개별적인 공진 주파수를 가지는 신호를 인가하면, 압전 소자(520)가 개별적인 공진 주파수에 대응하는 기계적인 진동을 발생시키고, 발생된 기계적인 진동이 기판(510)의 내부의 표면에 전달됨에 따라 미러(512)는 독립적으로 1개의 축에 대하여 회전할 수 있다. 한편, 압전 소자(520)에 서로 다른 공진 주파수들을 가지는 신호들을 동시에 인가하면, 압전 소자(520)의 기계적인 진동이 기판(510)의 내부의 표면에 전달됨에 따라 미러(512)는 서로 다른 2개의 회전축들에 대하여 회전할 수 있다.In one embodiment, the piezoelectric element 520 may be installed on a surface of the inside of the substrate 510. When a signal having an individual resonance frequency is applied to the piezoelectric element 520, the piezoelectric element 520 generates a mechanical vibration corresponding to the individual resonance frequency, and the generated mechanical vibration is applied to the surface of the inside of the substrate 510. As delivered, the mirror 512 can rotate about one axis independently. Meanwhile, when signals having different resonance frequencies are simultaneously applied to the piezoelectric element 520, the mechanical vibration of the piezoelectric element 520 is transmitted to the surface of the inside of the substrate 510 so that the mirror 512 may be different from each other. Can be rotated about two rotation axes.

일 예에서, 플레이트 형상의 압전 소자(520)는 압전 소자(520)의 길이 방향이 제2회전축(B'''-B''')에 평행하게 기판(510)의 내부의 표면에 설치될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 압전 소자(520)는 압전 소자(520)의 길이 방향이 제1회전축(A'''-A''')에 평행하게 기판(510)의 내부의 표면에 설치될 수도 있고, 압전 소자(520)의 길이 방향이 제1회전축(A''-A'')과 제2회전축(B''-B'') 사이를 향하도록 기판(510)의 내부의 표면에 설치될 수도 있다.In one example, the plate-shaped piezoelectric element 520 may be installed on the surface of the inside of the substrate 510 such that the longitudinal direction of the piezoelectric element 520 is parallel to the second rotation axis B ′ ″-B ′ ″. However, it is not limited thereto. For example, the piezoelectric element 520 may be installed on a surface of the inside of the substrate 510 in a length direction of the piezoelectric element 520 parallel to the first rotation axis A ′ ″-A ′ ″. The piezoelectric element 520 may be provided on the surface of the inside of the substrate 510 such that the longitudinal direction of the piezoelectric element 520 faces between the first rotation axis A ''-A '' and the second rotation axis B ''-B ''. have.

도시되지 않았으나, 일 실시예에서, 압전 소자는 기판(510)의 외곽의 표면에 박막 형태로 설치될 수도 있다.Although not shown, in one embodiment, the piezoelectric element may be installed in a thin film form on the outer surface of the substrate 510.

도 8은 제6실시예에 따른 스캐닝 마이크로 미러를 개략적으로 나타낸 단면도이다.8 is a schematic cross-sectional view of a scanning micromirror according to a sixth embodiment.

도 8을 참고하면, 일 실시예에 다른 스캐닝 마이크로 미러(600)는 가동부, 플레이트 형상의 압전 소자(620) 및 전원(640)을 포함할 수 있다. 여기서, 가동부는 기판(610), 기판(610)에 회전 가능하게 설치되는 미러(612), 미러(612)의 반지름 방향으로 미러(612)의 외부에 위치하는 제1김블(614) 및 제1김블(614)의 반지름 방향으로 제1김블(614)의 외부에 위치하는 제2김블(616)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8, another scanning micromirror 600 according to an embodiment may include a movable part, a plate-shaped piezoelectric element 620, and a power source 640. Here, the movable part is a substrate 610, a mirror 612 rotatably installed on the substrate 610, the first gamble 614 and the first gimble 614 located outside the mirror 612 in the radial direction of the mirror 612. A second gamble 616 positioned outside the first gamble 614 in the radial direction of the gamble 614 may be included.

일 실시예에서, 압전 소자(620)는 제2김블(616)의 일 측으로부터 제1김블(614)의 일 측과, 미러(612)와, 제1김블(614)의 타 측과, 제2김블(616)의 타 측으로 가로질러 기판(610)의 외곽에 설치될 수 있다. 일 예에서, 압전 소자(620)는 기판(610)의 하부에 배치될 수 있다. 압전 소자(620)에 설정 신호가 인가되면, 압전 소자(620)는 제2김블(616)의 일 측으로부터 제2김블(616)의 타 측으로 가로질러 기계적으로 진동할 수 있다.In one embodiment, the piezoelectric element 620 may include one side of the first gamble 614, one mirror 612, the other side of the first gamble 614, and one side of the second gamble 616. The two gimbals 616 may be installed outside the substrate 610 across the other side. In one example, the piezoelectric element 620 may be disposed under the substrate 610. When the setting signal is applied to the piezoelectric element 620, the piezoelectric element 620 may vibrate mechanically from one side of the second gamble 616 to the other side of the second gamble 616.

도 9는 제6실시예에 따른 스캐닝 마이크로 미러에서 압전 소자의 배치 방식의 일 예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.9 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a method of arranging piezoelectric elements in a scanning micromirror according to a sixth embodiment.

도 9를 참고하면, 압전 소자(620')는 기판(610)의 외곽의 표면에 박막 형태로 설치될 수 있다. 박막 형태의 압전 소자(620')는 기판(610)의 외부의 가장자리에 인접하는 기판(610)의 외곽의 상부 표면에 설치될 수 있다. 여기서, 압전 소자(620')의 전체적인 부분(entire portion)은 기판(610)의 외곽의 표면의 일부와 오버랩될 수 있다. 결국, 압전 소자(620')를 소형화된 형태로 제조하더라도 기판(610)의 외곽의 표면에 기계적인 진동을 효율적으로 전달할 수 있다.Referring to FIG. 9, the piezoelectric element 620 ′ may be installed in a thin film form on the outer surface of the substrate 610. The piezoelectric element 620 ′ in the form of a thin film may be installed on an upper surface of an outer surface of the substrate 610 adjacent to an outer edge of the substrate 610. Here, an entire portion of the piezoelectric element 620 ′ may overlap a portion of the outer surface of the substrate 610. As a result, even when the piezoelectric element 620 ′ is manufactured in a miniaturized form, mechanical vibration can be efficiently transmitted to the outer surface of the substrate 610.

도 10은 제6실시예에 따른 스캐닝 마이크로 미러에서 압전 소자의 배치 방식의 또 다른 예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.10 is a schematic cross-sectional view of still another example of a method of arranging piezoelectric elements in a scanning micromirror according to a sixth embodiment.

도 10을 참고하면, 기판(610)의 외곽의 상부 표면에 박막 형태의 압전 소자(620')가 설치되는 구조에 추가적으로 박막 형태의 압전 소자(620'')가 기판(610)의 외부의 가장자리에 인접하는 기판(610)의 외곽의 하부 표면에 설치될 수 있다. 여기서, 추가적인 압전 소자(620'')의 전체적인 부분은 기판(610)의 외곽의 표면의 일부와 오버랩될 수 있다.Referring to FIG. 10, in addition to a structure in which a piezoelectric element 620 ′ in the form of a thin film is installed on an upper surface of an outer surface of the substrate 610, a piezoelectric element 620 ″ in the form of a thin film is formed on an outer edge of the substrate 610. It may be installed on the lower surface of the outer edge of the substrate 610 adjacent to the. Here, the entire portion of the additional piezoelectric element 620 ″ may overlap with a portion of the outer surface of the substrate 610.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.Although the embodiments have been described by the limited embodiments and the drawings as described above, various modifications and variations are possible to those skilled in the art from the above description. For example, the described techniques may be performed in a different order than the described method, and / or components of the described systems, structures, devices, circuits, etc. may be combined or combined in a different form than the described method, or other components. Or even if replaced or substituted by equivalents, an appropriate result can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are within the scope of the following claims.

Claims (12)

적어도 하나 이상의 회전축을 구비하는 미러가 회전 가능하게 설치된 기판;
상기 기판의 외곽에 설치되는 압전 소자; 및
상기 기판을 고정하며 상기 기판을 이루는 외부 테두리들을 둘러싸도록 구성된 내부 테두리들을 구비하는 하우징;
을 포함하고,
상기 하우징의 내부 테두리들 중 인접하는 내부 테두리들이 만나는 부분에 복수 개의 홈들이 형성되고, 상기 기판의 외부 테두리들 중 인접하는 테두리들이 만나는 부분들의 각각은 상기 복수 개의 홈들의 각각에 위치하고,
상기 압전 소자는 설정 길이의 플레이트 형상을 구비하고, 상기 압전 소자에 설정 신호가 인가되면 상기 압전 소자가 기계적으로 진동하도록 상기 압전 소자는 길이 방향으로 수축 또는 팽창하고, 상기 압전 소자가 길이 방향으로 수축하면 상기 기판의 외곽의 표면에는 압축력이 작용하고, 상기 압전 소자가 길이 방향으로 팽창하면 상기 기판의 외곽의 표면에는 인장력이 작용하고, 상기 압전 소자의 기계적인 진동이 상기 기판의 외곽의 표면에 전달됨에 따라 상기 미러가 상기 적어도 하나 이상의 회전축에 대하여 회전하는 스캐닝 마이크로 미러.
A substrate having a mirror having at least one rotating shaft rotatably installed;
A piezoelectric element installed outside the substrate; And
A housing having inner edges fixed to the substrate and configured to surround outer edges of the substrate;
Including,
A plurality of grooves are formed in a portion where adjacent inner edges of the inner edges of the housing meet, and each of the portions where the adjacent edges of the outer edges of the substrate meet each other is positioned in each of the plurality of grooves,
The piezoelectric element has a plate shape having a set length, and when the set signal is applied to the piezoelectric element, the piezoelectric element contracts or expands in the longitudinal direction so that the piezoelectric element vibrates mechanically, and the piezoelectric element contracts in the longitudinal direction. When a compressive force acts on the outer surface of the substrate, when the piezoelectric element expands in the longitudinal direction, a tensile force acts on the outer surface of the substrate, and mechanical vibration of the piezoelectric element is transmitted to the outer surface of the substrate. And the mirror rotates about the at least one axis of rotation.
제1항에 있어서,
상기 압전 소자는 단일의 압전 소자이고,
설정 공진 주파수를 가지는 단일의 신호가 상기 단일의 압전 소자에 인가되면 상기 미러는 1개의 축에 대하여 회전하고, 서로 다른 설정 공진 주파수들을 가지는 서로 다른 신호들이 상기 단일의 압전 소자에 인가되면 상기 미러는 2개의 축에 대하여 회전하는 스캐닝 마이크로 미러.
The method of claim 1,
The piezoelectric element is a single piezoelectric element,
The mirror rotates about one axis when a single signal having a set resonance frequency is applied to the single piezoelectric element, and the mirror is rotated when different signals having different set resonance frequencies are applied to the single piezoelectric element. Scanning micro mirror, rotary about two axes.
제1항에 있어서,
상기 압전 소자는 상기 기판에 대하여 수평 방향, 수직 방향 또는 사선 방향으로 상기 기판의 외곽에 설치되는 스캐닝 마이크로 미러.
The method of claim 1,
The piezoelectric element is a scanning micromirror provided on an outer side of the substrate in a horizontal direction, a vertical direction, or an oblique direction with respect to the substrate.
스캐닝 마이크로 미러에 있어서,
적어도 하나 이상의 회전축을 구비하는 미러가 회전 가능하게 설치된 기판; 및
상기 기판의 외곽에 설치되는 압전 소자;
를 포함하고,
상기 압전 소자는 설정 길이의 플레이트 형상을 구비하고, 상기 압전 소자에 설정 신호가 인가되면 상기 압전 소자가 기계적으로 진동하도록 상기 압전 소자는 길이 방향으로 수축 또는 팽창하고, 상기 압전 소자의 기계적인 진동이 상기 기판의 외곽의 표면에 전달됨에 따라 상기 미러가 상기 적어도 하나 이상의 회전축에 대하여 회전하고,
상기 스캐닝 마이크로 미러는 상기 기판을 고정하며 상기 기판을 이루는 외부 테두리들을 둘러싸도록 구성된 내부 테두리들을 구비하는 하우징을 더 포함하고,
상기 하우징의 내부 테두리들 중 인접하는 내부 테두리들이 만나는 부분에 복수 개의 홈들이 형성되고, 상기 기판의 외부 테두리들 중 인접하는 테두리들이 만나는 부분들의 각각은 상기 복수 개의 홈들의 각각에 위치하는 스캐닝 마이크로 미러.
In the scanning micromirror,
A substrate having a mirror having at least one rotating shaft rotatably installed; And
A piezoelectric element installed outside the substrate;
Including,
The piezoelectric element has a plate shape having a set length, and when the set signal is applied to the piezoelectric element, the piezoelectric element contracts or expands in the longitudinal direction so that the piezoelectric element mechanically vibrates, and mechanical vibration of the piezoelectric element is reduced. The mirror rotates about the at least one rotation axis as it is transmitted to a surface of the outer surface of the substrate,
The scanning micromirror further comprises a housing having inner edges fixed to the substrate and configured to surround outer edges of the substrate;
A plurality of grooves are formed in a portion where adjacent inner edges of the inner edges of the housing meet, and each of the portions where adjacent edges of the outer edges of the substrate meet each other is located in each of the plurality of grooves. .
제4항에 있어서,
상기 하우징의 내부 테두리들의 각각은 상기 기판의 외부 테두리들의 각각의 일부와 오버랩되도록 구성되는 스캐닝 마이크로 미러.
The method of claim 4, wherein
Each of the inner edges of the housing configured to overlap with a portion of each of the outer edges of the substrate.
제5항에 있어서,
상기 기판의 외부 테두리들의 각각은,
상기 하우징의 내부 테두리들의 각각의 일부와 오버랩되는 오버랩 부분; 및
상기 하우징의 내부 테두리들의 각각의 나머지와 오버랩되지 않는 비-오버랩 부분;
을 포함하는 스캐닝 마이크로 미러.
The method of claim 5,
Each of the outer edges of the substrate,
An overlap portion overlapping with a portion of each of the inner edges of the housing; And
A non-overlapping portion that does not overlap with the remainder of each of the inner edges of the housing;
Scanning micro mirror comprising a.
제1항에 있어서,
상기 압전 소자와 상기 기판에 각각 접촉하고 상기 압전 소자와 상기 기판 사이를 매개하는 매개층을 더 포함하고,
상기 매개층은 접착 물질을 포함하는 스캐닝 마이크로 미러.
The method of claim 1,
And an intermediate layer in contact with the piezoelectric element and the substrate, respectively, and interposed between the piezoelectric element and the substrate.
And the media layer comprises an adhesive material.
제1항에 있어서,
상기 미러는 금속을 포함하는 절연층, 산화 금속을 포함하는 절연층 또는 금속과 산화 금속이 상기 미러의 표면에 반복적으로 증착된 복수 개의 절연층들을 포함하는 스캐닝 마이크로 미러.
The method of claim 1,
The mirror may include an insulating layer including a metal, an insulating layer including a metal oxide, or a plurality of insulating layers on which a metal and a metal oxide are repeatedly deposited on a surface of the mirror.
1개의 회전축 또는 2개의 회전축들을 구비하는 미러;
상기 미러가 회전 가능하게 연결된 적어도 하나 이상의 김블;
상기 미러와 상기 김블이 회전 가능하게 설치된 기판;
상기 기판에 설치되는 플레이트 형상의 단일의 압전 소자; 및
상기 기판을 고정하며 상기 기판을 이루는 외부 테두리들을 둘러싸도록 구성된 내부 테두리들을 구비하는 하우징;
을 포함하고,
상기 하우징의 내부 테두리들 중 인접하는 내부 테두리들이 만나는 부분에 복수 개의 홈들이 형성되고, 상기 기판의 외부 테두리들 중 인접하는 테두리들이 만나는 부분들의 각각은 상기 복수 개의 홈들의 각각에 위치하고,
상기 압전 소자에 설정 신호가 인가되면, 상기 압전 소자가 일 방향으로 기계적으로 진동함에 따라 상기 압전 소자가 길이 방향으로 수축 또는 팽창하고, 상기 압전 소자가 길이 방향으로 수축하면 상기 기판의 외곽의 표면에는 압축력이 작용하고, 상기 압전 소자가 길이 방향으로 팽창하면 상기 기판의 외곽의 표면에는 인장력이 작용하고, 상기 미러가 상기 미러의 1개의 회전축에 대하여 회전하거나 상기 미러의 2개의 회전축들에 대하여 각각 회전하는 스캐닝 마이크로 미러.
A mirror having one or two rotation axes;
At least one gimbal to which the mirror is rotatably connected;
A substrate on which the mirror and the gamble are rotatably installed;
A plate-shaped single piezoelectric element installed on the substrate; And
A housing having inner edges fixed to the substrate and configured to surround outer edges of the substrate;
Including,
A plurality of grooves are formed in a portion where adjacent inner edges of the inner edges of the housing meet, and each of the portions where the adjacent edges of the outer edges of the substrate meet each other is positioned in each of the plurality of grooves,
When a setting signal is applied to the piezoelectric element, the piezoelectric element contracts or expands in the longitudinal direction as the piezoelectric element mechanically vibrates in one direction, and when the piezoelectric element contracts in the longitudinal direction, the surface of the outer surface of the substrate When a compressive force is applied and the piezoelectric element expands in the longitudinal direction, a tensile force is applied to the outer surface of the substrate, and the mirror rotates about one rotation axis of the mirror or rotates about two rotation axes of the mirror, respectively. Scanning micro mirror.
제9항에 있어서,
상기 압전 소자는 상기 기판의 내부의 표면에 설치되는 스캐닝 마이크로 미러.
The method of claim 9,
And the piezoelectric element is installed on a surface of the inside of the substrate.
제9항에 있어서,
상기 압전 소자는 상기 기판의 외곽의 표면에 박막 형태로 설치되는 스캐닝 마이크로 미러.
The method of claim 9,
The piezoelectric element is a scanning micromirror installed in a thin film form on the outer surface of the substrate.
제9항에 있어서,
상기 압전 소자는 상기 기판의 일 측으로부터 타 측으로 가로질러 상기 기판의 외곽에 설치되는 스캐닝 마이크로 미러.
The method of claim 9,
The piezoelectric element is a scanning micro mirror installed on the outer side of the substrate across from one side of the substrate to the other side.
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