KR19990011910A - Fine light amount variable device and method - Google Patents
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Abstract
미세 광량 가변장치 및 그 방법은 좌굴을 이용하여 가변부를 기판의 상측으로 휘어지도록 제어하여 입사되는 빛의 반사각을 변경함으로써 반사되는 빛의 양을 조절하기 위한 것으로서, 미세 광량 가변장치는 고정수단을 구비한 미세 광량 가변장치에 있어서, 상기 고정수단의 양측에 각각 일측은 기판상에 고정되고 타측은 분리되도록 형성되어 구동수단의 압축에 따라 상기 기판의 상측으로 휘어져 입사되는 빛의 반사 방향을 변경하여 반사되는 빛의 양을 조절하는 가변수단과, 상기 가변수단의 분리된 타측을 고정된 일측으로 압축시켜 상기 가변수단을 소정 크기의 곡률로 휘어지도록 조절하는 구동수단으로 구성되고, 미세 광량 가변방법은 고정수단을 구비한 미세 광량 가변장치에 있어서, 상기 고정수단의 양측에 각각 일측은 기판에 고정고 타측은 기판에서 분리되도록 가변수단을 형성하는 단계와, 상기 기판에서 분리된 상기 가변수단의 타측 양 끝에 구동수단을 형성하는 단계와, 전원 인가시 상기 가변수단을 고정된 일측으로 분리된 타측에 힘을 가해 압축하는 단계와, 상기 압축단계에서 압축에 따라 기판의 상측으로 휘어져 입사되는 빛의 반사 방향을 변경하여 반사되는 빛의 양을 조절하는 단계로 이루어짐에 그 요지가 있다.The fine light amount variable device and its method are for controlling the amount of reflected light by changing the reflection angle of the incident light by controlling the variable portion to bend to the upper side of the substrate using buckling, and the fine light amount variable device includes a fixing means. In one fine light amount variable device, one side is fixed to the substrate on both sides of the fixing means and the other side is formed to be separated so as to be deflected to the upper side of the substrate according to the compression of the driving means to change the reflection direction of the incident light And a variable means for adjusting the amount of light, and a drive means for adjusting the variable means to bend to a curvature of a predetermined size by compressing the other side of the variable means to a fixed side, and the fine light amount variable method is fixed. In the fine light amount variable device having a means, each side of the fixing means is fixed to the substrate on one side of each other Forming variable means to be separated from the substrate, forming driving means at both ends of the other side of the variable means separated from the substrate, and applying force to the other side separated from the variable means to one fixed side when power is applied. The compression and the compression step, and the compression step in the compression of the upper side of the substrate by changing the reflection direction of the incident light is made of the step of adjusting the amount of reflected light.
Description
본 발명은 광픽업장치에 관한 것으로, 특히 좌굴(Buckling) 현상을 이용한 미세 광량 가변장치 및 그 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical pickup device, and more particularly, to a fine light amount variable device using a buckling phenomenon and a method thereof.
반도체 기술을 이용하여 기계적인 구조물을 만드는 미소기전집적시스템(Micro Electro Mechanical System-이하 MEMS라 약칭함) 기술은 수년간 많은 발전을 하여왔다.Micro Electro Mechanical System (hereinafter abbreviated as MEMS) technology for making mechanical structures using semiconductor technology has been developed for many years.
특히 최근에는 광학 기술과 관련된 기술들이 개발되고 있는데 가장 많이 나온 기술중의 하나는 미소한 거울을 만드는 기술이다.In particular, recently, technologies related to optical technology have been developed, and one of the most emerging technologies is a technique for making a small mirror.
즉, MEMS 기술을 이용하여 미소한 크기의 거울을 만들고 이 거울을 이용하여 광통신에 사용되는 빛을 원하는 방향으로 굴절시키거나 원하는 만큼의 빛의 양을 조절하는 작동을 수행한다.In other words, MEMS technology is used to create a mirror of small size and use this mirror to deflect the light used for optical communication in the desired direction or to adjust the amount of light as desired.
반도체 레이저로부터 발생한 빛을 거울에 반사시키고 그 빛의 반사량을 특정 방향으로 조절하면 우리는 기타의 장치를 이용하여 여러 가지 일을 할 수 있는데 예를 들면 최근에 개발된 DVD(Digital Video Disk)에의 응용이다.By reflecting the light from the semiconductor laser to the mirror and adjusting the amount of reflection of the light in a specific direction, we can do various things with other devices, for example, to the recently developed Digital Video Disk (DVD). to be.
DVD에 저장된 정보를 읽어내는 데는 이에 알맞는 광픽업(Opitical Pickup)이 필요하다.In order to read the information stored on the DVD, an appropriate optical pickup is required.
그런데 이 새로운 개념의 광픽업은 기존의 CD(Compact Disk-두께 1.2㎜) 및 DVD(두께 0.6㎜)를 동시에 독취할 수 있는 능력이 요구된다.However, this new concept optical pickup requires the ability to simultaneously read the existing CD (Compact Disk-1.2 mm thick) and DVD (0.6 mm thick).
이러한 능력, 즉 두께가 다른 디스크를 동시에 읽으려면 초점이 변할 수 있는 방법을 사용해야 하는데 그 중의 하나가 반사되는 빛의 양을 조절하는 방법이다.To read these discs simultaneously, you need to use a method that can change focus, one of which is to control the amount of reflected light.
이하, 종래 기술에 따른 광량 조절장치에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a light quantity adjusting device according to the prior art will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1a 는 종래 기술에 따른 광량 조절장치의 구조도이고, 도 1b 는 도 1a 에 전원을 인가하지 않았을 경우의 구조도이고, 도 1c 는 도 1a 에 전원을 인가했을 경우의 구조도이고, 도 1d 는 도 1c 의 A부의 상세 구성도이다.FIG. 1A is a structural diagram of a light quantity control device according to the prior art, FIG. 1B is a structural diagram when no power is applied to FIG. 1A, FIG. 1C is a structural diagram when power is applied to FIG. 1A, and FIG. 1D is FIG. 1C It is a detailed block diagram of the A part.
종래 기술에 따른 광량 조절장치는 도 1a 에 도시된 바와 같이, 기판(1)의 양끝단에 전극(2)이 형성되고 상기 전극(2) 상측의 중앙 소정 부위에 가변막(4)을 지지하도록 제 1 지지부(3)가 형성된다.In the conventional light amount adjusting device, as shown in FIG. 1A, electrodes 2 are formed at both ends of the substrate 1, and the variable film 4 is supported at a central predetermined portion above the electrode 2. The first support part 3 is formed.
상기 전극(2) 사이의 기판(1) 상측에 상기 가변막(4)을 지지하도록 제 2 지지부(6)가 형성된다.The second support part 6 is formed on the substrate 1 between the electrodes 2 so as to support the variable film 4.
그리고 상기 제 1 지지부(4)와 제 2 지지부(6) 사이에는 공기층(7)이 형성된다.An air layer 7 is formed between the first support part 4 and the second support part 6.
여기서 상기 공기층은 상기 가변 거울부(5b)의 아래에 형성된다.The air layer is formed below the variable mirror portion 5b.
그리고 가변막(4) 상측에 소정 두께의 반사부(5)가 형성된다.The reflective part 5 having a predetermined thickness is formed on the variable film 4.
상기 반사부(5)는 입사되는 빛의 반사각을 고정시키는 고정 거울부(5a)와, 입사되는 빛의 반사각을 가변시키는 가변 거울부(5b)로 형성된다.The reflection part 5 is formed of a fixed mirror part 5a for fixing the reflection angle of the incident light and a variable mirror part 5b for varying the reflection angle of the incident light.
상기 고정 거울부(5a)와 가변 거울부(5b) 사이에는 환형 갭(gap)(8)이 형성된다.An annular gap 8 is formed between the fixed mirror 5a and the variable mirror 5b.
아울러 상기 고정 거울부(5a)와 가변 거울부(5b)를 연결하기 위하여 링커(Linker)(9)가 형성된다.In addition, a linker 9 is formed to connect the fixed mirror 5a and the variable mirror 5b.
이와 같이 형성된 종래 기술에 따른 광량 조절장치에 대하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the light amount control device according to the prior art formed as described above are as follows.
먼저, 도 1b 에 도시된 바와 같이, 전원(미부호)을 인가하지 않았을 경우 반사부(5)내 고정 거울부(5a)와 가변 거울부(5b)는 입사되는 빛(S1)을 일정 방향으로 반사시킨다(S2).First, as shown in FIG. 1B, when no power source (unsigned) is applied, the fixed mirror 5a and the variable mirror 5b in the reflector 5 transmit the incident light S1 in a predetermined direction. Reflect it (S2).
그러나 도 1c 에 도시된 바와 같이, 전원을 인가하였을 경우 상기 반사부(5)내 고정 거울부(5a)는 전원을 공급하지 않았을 경우처럼 입사된 빛(S3)을 일정 방향으로 반사시키다(S4).However, as shown in FIG. 1C, when the power is applied, the fixed mirror part 5a in the reflector 5 reflects the incident light S3 in a predetermined direction as if the power is not supplied (S4). .
아울러 가변 거울부(5b)와 가변막(4)은 전원으로부터 전기력을 인가받아 도 3 에 도시된 바와 같이, 상기 공기층(7) 아래로 소정 곡률(α)의 범위로 휘어진다.In addition, the variable mirror 5b and the variable membrane 4 are applied with an electric force from a power source and bent under the air layer 7 to a predetermined curvature α as shown in FIG. 3.
이에 따라 입사되는 빛은 도 1d 에 도시된 바와 같이, 상기 가변 거울부(5b)와 가변막(4)의 휘어지짐에 따라 난반사가 일어나 반사되는 빛의 진행방향이 변경된다.Accordingly, as the incident light is curved in FIG. 1D, as the variable mirror part 5b and the variable film 4 are bent, diffused reflection occurs to change the traveling direction of the reflected light.
그러나 종래 기술에 따른 광량 조절장치는 표면 미세 가공 기술(Surface Micromachining) 즉, 전자 회로를 만드는 표면 미세 가공 기술을 이용함으로써 그 층의 두께는 거의 2㎛이하로 형성된다.However, the conventional light quantity adjusting device uses surface micromachining, that is, surface micromachining to make an electronic circuit, and the thickness of the layer is formed to be almost 2 μm or less.
그러므로 가변막과 반사막이 휘어질 수 있는 한계도 이 두께로 제한될 수 밖에 없고 기판과의 접촉에 의해 가변막과 반사막이 파괴되는 문제점이 있다.Therefore, the limit in which the variable film and the reflective film can be bent is limited to this thickness, and there is a problem in that the variable film and the reflective film are destroyed by contact with the substrate.
또한, 빛의 반사 방향을 충분히 바꾸어야만 빛의 양의 조절이 가능하므로 너무 조금 휘어지게 되면 빛의 반사 방향이 초점거리를 변경할 수 있는 만큼 충분히 변경되지 않는 문제점이 있다.In addition, since the amount of light can be adjusted only by changing the reflection direction of the light sufficiently, if it is bent too little, there is a problem that the reflection direction of the light does not change enough to change the focal length.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 좌굴을 이용하여 가변부를 기판의 상측으로 휘어지도록 제어하여 입사되는 빛의 반사각을 변경함으로써 반사되는 빛의 양을 조절하도록 한 미세 광량 가변장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, by varying the amount of light reflected by controlling the variable to bend to the upper side of the substrate using the buckling to change the amount of reflected light by changing the reflection angle of the incident light The purpose is to provide a device.
또한, 상기와 같은 장치에 상응하는 미세 광량 가변방법을 제공하는데 그 목적이 있다.It is also an object of the present invention to provide a method for varying the amount of light corresponding to the above apparatus.
도 1a - 종래 기술에 따른 광량 조절장치의 구조도Figure 1a-Structural diagram of the light amount control device according to the prior art
도 1b - 도 1a 에 전원을 인가하지 않았을 경우의 구조도1B-1A is a structural diagram when no power is applied to FIG. 1A
도 1c - 도 1a 에 전원을 인가했을 경우의 구조도1C to 1A are structural diagrams when power is applied to FIG. 1A
도 1d - 도 1c 의 A부의 상세 구성도1D-a detailed structural diagram of part A of FIG. 1C
도 2 - 본 발명에 따른 미세 광량 가변장치의 구조도2-Structure diagram of a device for varying fine light amount according to the present invention
도 3 - 도 1a 내지 도 1d와 도 2 의 가변부가 아래로 휘는 경우와 위로 휘는 경우의 곡률 비교도3A to 1D and FIG. 2 show a comparison of curvature when the variable part bends down and when it bends up.
도 4a - 본 발명에 따른 미세 광량 가변장치의 평면도4A-a plan view of a fine light amount variable device according to the present invention
도 4b - 도 4a 에 전원을 인가하지 않았을 경우 I-I'의 단면 구조도4B-4A is a cross sectional structural view of II 'when no power is applied;
도 4c - 도 4a 에 전원을 인가하였을 경우 I-I'의 단면 구조도4C-4A is a cross-sectional structural view of II ′ when power is applied to FIG. 4A
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
110 : 기판 120 : 가변부110: substrate 120: variable portion
130 : 구동부 140 : 고정부130: drive portion 140: fixed portion
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 미세 광량 가변장치의 특징은, 고정수단을 구비한 미세 광량 가변장치에 있어서, 상기 고정수단의 양측에 각각 일측은 기판상에 고정되고 타측은 분리되도록 형성되어 구동수단의 압축에 따라 상기 기판의 상측으로 휘어져 입사되는 빛의 반사 방향을 변경하여 반사되는 빛의 양을 조절하는 가변수단과, 상기 가변수단의 분리된 타측을 고정된 일측으로 압축시켜 상기 가변수단을 소정 크기의 곡률로 휘어지도록 조절하는 구동수단을 포함하여 구성되는데 있다.A feature of the fine light amount variable device according to the present invention for achieving the above object, in the fine light amount variable device having a fixing means, each side is fixed on the substrate on both sides of the fixing means so that the other side is separated And a variable means for adjusting the amount of reflected light by changing a reflection direction of the incident light which is bent to the upper side of the substrate according to the compression of the driving means, and compresses the other side of the variable means to a fixed one side. It comprises a drive means for adjusting the variable means to bend to a curvature of a predetermined size.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 미세 광량 가변방법의 특징은, 고정수단을 구비한 미세 광량 가변장치에 있어서, 상기 고정수단의 양측에 각각 일측은 기판에 고정고 타측은 기판에서 분리되도록 가변수단을 형성하고 상기 기판에서 분리된 상기 가변수단의 타측 양 끝에 구동수단을 형성하여 전원 인가시 상기 가변수단을 고정된 일측으로 분리된 타측에 힘을 가해 상기 가변수단을 압축하여 기판의 상측으로 휘어지도록 함으로써 입사되는 빛의 반사 방향을 변경하여 반사되는 빛의 양을 조절하는데 있다.A feature of the method for varying fine light quantity according to the present invention for achieving the above object is, in the fine light quantity variable device having a fixing means, each side of the fixing means on one side is fixed to the substrate and the other side is separated from the substrate Forming a variable means so as to form a driving means on both ends of the other side of the variable means separated from the substrate by applying a force to the other side separated to the fixed one side when the power is applied to compress the variable means to the upper side of the substrate It is to adjust the amount of reflected light by changing the reflection direction of the incident light by bending to.
이하, 본 발명에 따른 미세 광량 가변장치 및 그 방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a fine light amount variable device and a method thereof according to the present invention will be described.
도 2 는 본 발명에 따른 미세 광량 가변장치의 구성도를 나타낸 것으로서, 고정부(140)의 양측에 각각 일측은 기판(110)상에 고정되고 타측은 분리되도록 형성되어 구동부(130)에 의해 압축됨에 따라 상기 기판(110)의 상측으로 휘어져 입사되는 빛의 반사 방향을 변경하여 빛의 양을 조절하는 가변부(120)과, 상기 가변부(120)의 분리된 타측을 고정된 일측으로 압축시켜 상기 가변부(120)를 소정 크기의 곡률로 휘어지도록 조절하는 구동부(130)로 구성된다.2 is a view illustrating a configuration of the micro-light amount variable device according to the present invention, one side of each of which is fixed to the substrate 110 and the other side of the fixing unit 140 is formed to be separated and compressed by the drive unit 130 By changing the reflection direction of the light is bent to the upper side of the substrate 110 to adjust the amount of light and compress the separated other side of the variable portion 120 to a fixed one side It consists of a drive unit 130 for adjusting the variable portion 120 to bend to a curvature of a predetermined size.
도 3 - 도 1 와 도 2 의 가변부가 아래로 휘는 경우와 위로 휘는 경우의 곡률 비교도이고, 도 4a - 본 발명에 따른 미세 광량 가변장치의 평면도이고, 도 4b - 도 4a 에 전원을 인가하지 않았을 경우 I-I'의 단면 구조도이고, 도 4c - 도 4a 에 전원을 인가하였을 경우 I-I'의 단면 구조도이다.Fig. 3-Fig. 1 and Fig. 2 is a comparison of the curvature of the case of bending down and when bending up, Fig. 4a-is a plan view of the fine light amount variable device according to the present invention, Figure 4b-4a does not apply power FIG. 4C-FIG. 4A is a cross-sectional structural view of FIG. 4C-FIG. 4A when no power is applied.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 미세 광량 가변장치 및 그 방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The fine light amount variable device and the method according to the present invention configured as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 일측은 기판(110)상에 고정되고 타측은 분리되도록 형성된 가변부(120)는 도 4b 에 도시된 바와 같이, 전원(미부호)이 인가되지 않았을 경우 전술한 종래 기술에서 처럼 고정부(140)와 동일한 방향으로 입사된 빛을 반사시킨다.First, one side is fixed on the substrate 110 and the other side is formed so that the other side is separated as shown in Figure 4b, when the power supply (unsigned) is not applied as shown in the prior art described above The incident light is reflected in the same direction as 140.
그리고 도 4c 에 도시된 바와 같이, 입사되는 빛의 양을 조절하기 위하여 전원이 인가하였을 경우 구동부(130)는 상기 가변부(120)의 분리된 타측을 고정된 일측으로 압축시켜 소정 크기의 곡률(β)로 휘어지도록 압축한다.As shown in FIG. 4C, when power is applied to adjust the amount of incident light, the driving unit 130 compresses the other side of the variable unit 120 to one fixed side to have a curvature of a predetermined size ( to bend to β).
여기서 구동부(130)는 일반적으로 정전기력(Electro static force)을 사용할 수 있는데 이외에 어떤 열적인 방법 등도 가능하다.Here, the driving unit 130 may generally use an electrostatic force, but any thermal method may be used.
그러면 가변부(1200는 상기 구동부(130)의 압축에 따라 도 3 에 도시된 바와 같이, 상기 기판(110)의 상측으로 소정 크기의 곡률(β)로 휘어지게 된다.Then, as shown in FIG. 3, the variable unit 1200 is curved with a curvature β having a predetermined size toward the upper side of the substrate 110 according to the compression of the driving unit 130.
즉, 가변부(120)는 상기 구동부(130)의 압축에 따라 상기 기판(110)의 상측으로 휘어지게 됨으로써 입사되는 빛은 상기 휘어짐(곡률)에 따라 여러 방향으로 반사된다.That is, the variable part 120 is bent toward the upper side of the substrate 110 according to the compression of the driving unit 130, and thus incident light is reflected in various directions according to the bending (curvature).
여기서, 상기 휘어짐(곡률)의 정도는 상기 가변부(120)로 사용되는 재료와 구동부(130)의 압축력에 따라 달라진다.Here, the degree of curvature (curvature) is dependent on the material used as the variable portion 120 and the compressive force of the driving unit 130.
이때 고정부(140)는 전원을 인가하지 않았을 경우와 마찬가지로 일정 방향으로 입사되는 빛을 반사시킨다.In this case, the fixing part 140 reflects light incident in a predetermined direction as in the case where no power is applied.
따라서 구동부(130)는 전원이 인가되었을 경우 상기 가변부(120)의 휘어짐(곡률)을 변경함으로써 입사되는 빛에 따른 빛의 반사량을 조절할 수 있다.Accordingly, the driving unit 130 may adjust the amount of reflection of light according to incident light by changing the bending (curvature) of the variable unit 120 when power is applied.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 미세 광량 가변장치 및 그 방법은 좌굴을 이용하여 가변부를 기판의 상측으로 휘어지도록 제어하여 입사되는 빛의 반사각을 변경함으로써 반사되는 빛의 양을 조절할 수 있는 효과가 있다.As described above, the fine light amount variable device and the method according to the present invention have the effect of controlling the amount of reflected light by changing the reflection angle of the incident light by controlling the variable part to bend to the upper side of the substrate using buckling. have.
또한, 가변부가 기판의 상측으로 휘어지게 됨으로 빛의 반사 방향을 충분히 바꿀 수 있어 입사되는 빛의 반사각을 변경함으로써 입사되는 빛의 반사 방향이 초점거리를 변경할 수 있는 만큼 충분히 변경할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the variable part is bent to the upper side of the substrate, the reflection direction of the light can be sufficiently changed, and thus the reflection direction of the incident light can be sufficiently changed so that the focal length can be changed by changing the reflection angle of the incident light.
아울러 가변부가 압축에 의해 기판 상측으로 휘어져 상기 기판과 접촉하지 않으므로 두께 제한이 없고 기판과의 접촉에 의해 파괴되지 않는 이점이 있다.In addition, since the variable portion is bent toward the substrate by compression and does not come into contact with the substrate, there is an advantage in that there is no thickness limitation and it is not destroyed by contact with the substrate.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20080102 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |