KR20080081040A - 이동 가능한 소형 플랫폼을 작동하기 위한 시스템, 방법 및장치 - Google Patents

이동 가능한 소형 플랫폼을 작동하기 위한 시스템, 방법 및장치 Download PDF

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KR20080081040A
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조나단 번스타인
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매튜 바게스
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더 차레스 스타크 드레이퍼 래보레이토리, 인코포레이티드
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Abstract

본원에는 소형 작동 가능 플랫폼 시스템에 관한 시스템, 방법 및 장치가 개시된다. 일 실시예에 따르면, 본 발명의 시스템, 방법 및 장치는 소형 미러를 포함하는 제어 가능한 작동식 소형 플랫폼 조립체에 관한 것이다.
플랫폼 시스템, 영구 자석, 지지 조립체, MEMS, 미러, 반사기

Description

이동 가능한 소형 플랫폼을 작동하기 위한 시스템, 방법 및 장치 {SYSTEMS, METHODS AND DEVICES FOR ACTUATING A MOVEABLE MINIATURE PLATFORM}
본 발명은 제어식으로 작동 가능한 소형 플랫폼에 관한 것이며, 특히 다양한 실시예에서 소형 미러를 포함하는 제어가능하게 작동되는 소형 플랫폼 조립체에 관한 시스템, 방법 및 장치에 관한 것이다.
바코드 판독기, 카메라, 프로젝션 TV, 내시경 및 복강경과 같은 스캐닝 광학 빔 기술은 광학 빔을 지향시키기 위해 종종 초소형 전기 기계(MEMS) 미러와 같은 소형 전기 기계 미러를 사용한다. MEMS 미러는 통상 높은 전압의 정전, 전열, 압전 또는 전자기 발동 작용(actuation)을 사용하며, 이들 모두는 통상적으로 미러에 부착된 전기 와이어를 요구한다. 이러한 와이어는 광학 빔을 차단할 수 있어, 소정의 광학적 설계를 불가능하게 한다. 또한, 높은 전압은 안전하지 못하며 의료 장치와 같은 용도에 대해서는 신뢰적이지 않은 것으로 간주된다.
의료 스캐닝 장치에 대한 종래의 대안은 광을 수거하고 복귀 신호를 수집하는 광 섬유를 사용하였다. 이러한 장치는 통상적으로 스캐닝된 화상을 얻기 위해 장치 내에 광 섬유를 회전시킨다. 회전 축에 대해 원형 스캔을 생성하기 위한 현재의 방법은 광 섬유를 회전시키도록 외부 모터에 의해 구동되는 회전식 기계적 연 동 장치를 사용하는 것이다. 이 방법은 몇 가지 단점이 있다. 하나의 단점은 회전식 기계적 연동 장치는 통상적으로 광학 회전 커넥터로 알려진 비싼 부품이 필요하다는 것이다. 다른 단점은 좁은 구멍(2㎜ 미만) 스캐닝 장치에 대해, 장치의 기계적 트레인(train)의 강성이 광 섬유의 균일한 회전을 보장하기에 불충분하다는 것이다. 광 섬유의 불균일한 회전은 불균일 회전 왜곡(NURD)으로 알려진 화상의 왜곡을 초래한다. 다른 단점은 이러한 방법이 단일 축 스캔을 생성한다는 점이다.
따라서, 소형 광 스캐닝 장치를 제공하기 위한 개선된 방법이 요구된다.
본 발명은 다중 축을 따라 제어식으로 작동하는 소형 플랫폼에 관한 개선된 시스템, 방법 및 장치를 제공함으로써, 종래 기술의 단점을 처리하였다. 일부 실시예에 따르면, 소형 미러는 이러한 플랫폼상에 장착되거나, 플랫폼상에 형성되거나, 플랫폼과 일체로 형성되거나 또는 플랫폼으로부터 형성될 수 있다. 일부 구성에 따르면, 본 발명의 플랫폼은 또한 회전식으로 작동될 수 있다. 일 장점에 따르면, 본 발명의 소형 작동 가능 플랫폼은 낮은 전압(통상적으로 2볼트 이하)을 사용하고 전기 와이어가 플랫폼에 부착될 필요가 없는 자기 구동부를 사용한다. 다른 장점에 따르면, 플랫폼이 반사 표면과 함께 이동하는 동안 광 섬유는 고정될 수 있기 때문에, 광 섬유의 기계적 회전은 더 이상 필요하지 않다.
일 양태에 따르면, 본 발명은 플랫폼, 지지 요소 및 자성 베어링을 포함하는 소형의 작동가능한 가동 지지 구조물을 제공한다. 통상적으로, 자성 베어링은 플랫폼과 지지 요소 사이에 배치되어, 지지 요소와 플랫폼 사이에 자기적으로 강화된 피봇 인터페이스를 제공한다. 일부 실시예에서, 플랫폼은 대체로 원형이며 대향된 제1 및 제2 표면을 갖는 원통형 디스크와 같은 형상을 갖는다. 다르게는, 플랫폼과 제1 및 제2 표면은 임의의 적절한 형상을 가질 수 있다. 일 구성에 따르면, 플랫폼은 0.3㎜ 내지 약 5㎝의 외경과, 약 0.02㎜ 내지 약 5㎜의 높이/두께를 갖는다. 다양한 다른 구성에서, 이동 가능한 플랫폼은 약 5㎝, 약 2.5㎝, 1㎝, 500㎜, 250㎜, 100㎜, 50㎜, 10㎜, 1㎜, 0.5㎜, 0.3㎜ 또는 0.1㎜ 미만의 직경/폭을 갖는다. 다른 구성에 따르면, 이동 가능한 플랫폼은 약 5㎜, 2.5㎜, 1㎜, 0.5㎜, 0.25㎜, 0.1㎜, 50㎛, 25㎛, 10㎛ 또는 5㎛ 미만의 두께/높이를 갖는다.
플랫폼은 플랫폼의 제1 표면(예컨대, 이면) 내로 형성된 공동을 포함할 수 있다. 공동은 자성 베어링과 접촉하는 내부 표면을 포함한다. 공동은 반구형, 직사각형, 원뿔형 또는 v형을 포함하는 임의의 적절한 기하학적 형상일 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 또한, 공동은 중심에 위치될 수 있거나, 또는 플랫폼의 전체 직경/폭 또는 일부를 따라 신장되거나 연장될 수 있다. 다르게는 플랫폼은 공동 없이 설계될 수도 있다.
일 특징에 따르면, 공동의 내부 표면은 대체로 매끄럽다. 다른 특징에 따르면, 공동의 내부 표면은 강자성(ferromagnetic) 재료로 형성되거나 또는 자성 베어링의 극성에 반대되는 극성을 갖도록 자화되어, 자성 베어링과 공동의 내부 표면은 서로 끌어당긴다. 일 구성에 따르면, 전체 또는 대체로 전체의 플랫폼은 강한 자성(hard magnetic) 또는 강자성 재료로 형성될 수 있다. 하지만, 다른 구성에 따르면, 플랫폼은 하나 이상의 자석이 플랫폼에 부착되거나 또는 플랫폼 내에 형성된 비자성 재료로 형성된다.
일 특징에 따르면, 플랫폼과 베어링 사이의 자기 인력은 지지 요소에 대한 플랫폼의 피봇 및/또는 회전된 방향에 상관없이 공동의 표면과 자성 베어링 사이의 접촉을 유지시킨다. 이러한 특징으로 인해, 플랫폼, 자성 베어링 및 지지 요소의 조합 구조물은 플랫폼과 베어링 사이의 접촉을 유지하면서 3차원 공간에 대한 임의의 바람직한 방향으로 회전 및 이동될 수 있다. 다른 특징에 따르면, 플랫폼과 자성 베어링 간의 자기 상호 작용은 지지 요소의 베어링 상에서 플랫폼을 중심에 위치시키도록 작용하는 스프링 복원력을 생성한다.
다른 특징에 따르면, 플랫폼의 제1 표면(예컨대, 상부면)은 반사성 부분이거나 또는 반사성 부분을 포함한다. 다르게는, 제2 표면은 반사성 코팅을 포함할 수 있거나 또는 반사성 성분이 제2 표면에 장착될 수도 있다. 일 구성에서, 제2 표면은 대체로 편평하다. 하지만, 다른 구성에서, 제2 표면은 볼록, 오목, 다면 또는 편평, 볼록, 오목 및/또는 다면 부분의 임의의 조합을 포함하는 임의의 적절한 형상일 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
일 실시예에 따르면, 지지 요소는 비자성이며, 원뿔형이며, 약 0.1㎜ 내지 약 100㎜의 높이를 갖는다. 하지만, 다른 실시예에서, 지지 요소는 임의의 적절한 형상을 가질 수 있다. 일 특징에 따르면, 지지 요소는 자서 베어링을 수용하기 위해 일단부에서 오목한 초형 리셉터클을 포함한다. 자성베어링은 리셉터클 내에서 회전 가능할 수 있거나, 또는 리셉터클 내에서 위치가 고정될 수도 있다. 다른 구성에 따르면, 자성 베어링은 구형, 반구형 또는 원뿔형을 포함하는 임의의 적절한 기하학적 형상일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 또한, 자성 베어링은 상대적으로 부드럽거나 단단할 수 있거나, 또는 상대적으로 부드럽거나 단단한 외부 쉘을 포함할 수도 있다. 또한, 지지 요소의 단부는 리셉터클을 포함하지 않을 수 있으며, 대신에 자성 재료를 포함하고 플랫폼의 제1 표면을 끌어당겨 접촉하기에 적절한 형상을 가질 수 있다. 예로서, 단부는 무디거나 날카로운 팁을 갖는 원뿔형상일 수 있다.
작동시, 자성 베어링 또는 지지 요소의 팁은 플랫폼이 임의의 방향으로도 경사지지 않는 피봇으로 작용한다. 일부 실시예에서, 플랫폼은 또한 예컨대 지지 요소의 종방향 축에 대해 회전한다. 일 특징에 따르면, 플랫폼 부근의 지지 요소의 폭과 함께 플랫폼 내의 공동의 치수 및 형상은 플랫폼과 지지 요소 사이의 가용 편향의 초대 각도를 결정한다.
다른 양태에서, 본 발명은 자서 플랫폼 액추에이터를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 자성 플랫폼 액추에이터는 네 개의 코일과 기부를 포함한다. 하지만, 자성 플랫폼 액추에이터는 임의의 적절한 숫자의 코일을 포함할 수 있다. 일 실시에 따르면, 코일은 플랫폼을 경사지게 하는 제어 방식으로 구동된다. 특히, 특정 코일에 전류를 제공하면 자기장이 형성되어, 플랫폼이 특정 코일을 향해 또는 특정 코일로부터 멀어지게 경사지도록 플랫폼을 끌어당긴다. 특히, 개별 코일 또는 코일의 조합에 전류를 공급하면, 플랫폼은 소정 방향으로 경사지게 된다. 예컨대, 코일은 푸시-풀 토크를 제고하도록 쌍으로 작동될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 플랫폼은 반사 표면을 가지며, 코일에 대한 전류 드라이브(current drive)를 조절하여 반사 표면은 예컨대 광학 빔 조향, 결상 또는 다른 용도를 위해 제어 가능하게 위치될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 전류 드라이브는 코일을 연속적으로 스윕할 수 있어서 플랫폼이 원형 스캐닝 이동을 생성하도록 각각의 연속 코일을 향해 연속적으로 경사지게 한다. 또한, 코일의 각각의 연속적이 스윕(sweep)을 위해 전류의 강도를 변경하면, 임의의 바람직한 크기의 연속적인 래스터 스캔(raster scan)이 달성될 수 있다. 또한, 스캐닝 중 전류의 강도를 변경하면 임의의 바람직한 형사의 스캔이 달성될 수도 있다.
일 구성에 따르면, 자성 플랫폼 액추에이터는 플랫폼의 미러측 부근에 위치된다. 하지만, 다른 구성에서, 자성 액추에이터는 임의의 적절한 위치에 위치될 수도 있다. 일 구성에 따르면, 코일은 서로에 평행하게 위치되고, 자성 플랫폼 액추에이터의 기부의 주연부를 따라 균일하게 이격되지만, 다른 구성에서 코일은 기부 상의 또는 기부에 대해 임의의 적절한 배열로 위치될 수 있다. 또한, 코일은 용도에 따라 임의의 절절한 패턴으로, 또는 무작위 또는 대체로 무작위 패턴으로 스윕될 수 있다.
다른 양태에 따르면, 본 발명은 플랫폼, 지지 구조물, 짐벌 및 자석을 포함하는 소형 짐벌식 플랫폼 조립체를 제공한다. 이 양태에 따르면, 이러한 조립체의 짐 벌은 단일 짐벌 플레이트를 구비하기보다는 동심 환상면체로 구성된 제1, 제2 및 제3 플레이트를 포함하며, 제1 플레이트는 최내측 환상면체이고, 그 다음은 제2 플레이트이고, 이어서 제3 플레이트가 배치된다.
일 특징에 따르면, 소형 짐벌식 플랫폼 조립체는 두 쌍의 회전 변형부(flexure)를 포함한다. 변형부의 제1 쌍은 제1 축(예컨대, x-축)을 따라 대체로 연장하고 짐벌의 중간 플레이트에 짐벌의 최내측 플레이트를 회전식으로 상호 연결한다. 유사하게, 회전 변형부의 제2 쌍은 제1축에 수직인 제2 축(예컨대, y-축)을 따라 대체로 연장하고, 짐벌의 최외측 플레이트에 짐벌의 중간 플레이트를 회전식으로 상호 연결한다. 변형부의 제1 쌍은 최내측 플레이트에 대해 x-축을 중심으로 중간 플레이트가 회전할 수 있는 크기 및 형상을 갖는다. 변형부의 제2 쌍은 중간 및 최외측 플레이트가 서로에 대해 y-축을 중심으로 회전할 수 있는 크기 및 형상을 갖는다.
일 특징에 따르면, 회전 변형부는 약 1㎛ 내지 약 10㎛의 폭과, 약 10㎛ 내지 약 100㎛의 두께/깊이를 가져서 이러한 상대 이동이 가능하다. 일 구성에서, 변형부의 폭은 약 6㎛이며, 변형부의 두께/깊이는 약 50㎛이다. 다른 특징에 따르면, 회전 변형부는 약 250㎐ 내지 약 750㎐의 고진 주파수를 갖는다. 일 실시에서, 회전 변형부는 약 500㎐의 공진 주파수를 갖는다. 일 특징에 따르면, 플레이트는 약 100㎛ 내지 약 750㎛의 두께를 갖는다. 다른 구성에서, 플레이트는 약 400㎛의 두께를 갖는다. 일 구성에서, 내부, 중간 및 외부 플레이트는 변형부의 양 세트와 함께 실리콘으로부터 단일 결정으로 형성된다. 일 구성에 따르면, 짐벌의 최외측 플레이트는 약 500㎛ 내지 약 2㎜의 외경을 갖는다.
일 실시예에 따르면, 본 발명의 이러한 양태의 지지 구조물은 기부, 전이부 및 지지 포스트를 포함한다. 전이부는 기부 내의 중심 위치로부터 축방향으로 연장하고 전이부가 기부로부터 멀어지게 연장될 때 더 작게 경사지는 직경을 갖는다. 지지 포스트는 전이부로부터 축방향으로 연장되어, 지지 포스트에 대해 증가된 구조적 지지를 제공한다. 지지 포스트는 제1 및 제2 섹션을 포함한다. 지지 포스트의 제2 섹션은 제1 섹션에 비해 감소된 직경을 가져서 제1 섹션과 제2 섹션 사이의 전이시 반경 방향으로 연장하는 견부를 형성한다.
다른 실시예에 따르면, 최내측 짐벌 플레이트는 지지 포스트의 감소된 직경 섹션에 대해 활주 가능하게 상호 끼워 맞춤 되어 플레이트를 지지부의 견부와 접촉하고 상기 견부에 착좌시키는, 중심에 위치된 관통 개구를 갖는다. 캡은 지지 포스트 상으로 짐벌을 잠금하는 지지 포스트의 감소된 직경 섹션에 대해 상호 끼워 맞춤된다. 일부 실시예에 따르면, 짐벌은 지지 포스트의 감소된 직경 섹션에 대해 회전 가능하다. 다른 실시예에서, 짐벌은 감소된 직경 섹션과 회전식으로 고정된다.
일 실시예에 따르면, 본 발명의 일 양태의 자석은 또한 환상면체 형상이며, 반경 방향으로 내측 연장하는 견부를 갖는 내벽을 포함한다. 자석은 짐벌 위에 장착되어, 견부는 최외측 짐벌 플레이트의 외부 주연부에 접촉하여 지지된다. 일 구성에 따르면, 벽은 지지 기부를 향해 최외측 짐벌 플레이트를 지나 축방향으로 연장한다.
다른 실시예에 따르면, 소형 짐벌식 플랫폼 조립체의 플랫폼은 대향되고 대체로 원형인 제1 표면(예컨대, 상부 표면)과 제2 표면(예컨대, 하부 표면)을 갖는 대체로 원통형 디스크 형상을 갖는다. 일 구성에 따르면, 플랫폼의 제2 표면은 환상면체 자석의 상부에 장착된다. 플랫폼은 약 0.3㎜ 내지 약 5㎝인 외경과 약 0.3㎜ 내지 약 5㎝의 높이를 갖는다. 다양한 다른 구성에서, 이동 가능한 플랫폼은 약 5㎝, 약 2.5㎝, 1㎝, 500㎜, 250㎜, 100㎜, 50㎜, 10㎜, 1㎜, 0.5㎜, 0.3㎜ 또는 0.1㎜ 미만의 직경/폭을 갖는다. 다른 구성에 따르면, 5㎝, 플랫폼은 약 2.5㎝, 1㎝, 500㎜, 250㎜, 100㎜, 50㎜, 10㎜, 1㎜, 0.5㎜, 0.3㎜ 또는 0.1㎜ 미만의 높이를 갖는다. 일 특징에 따르면, 플랫폼 표면이 대체로 원형인 것으로 도시되었지만, 임의의 적절한 다각형 또는 난형 형상을 포함하는 임의의 적절한 기하학적 형상일 수 있으며, 이에 제한되지는 않는다.
다른 특징에 따르면, 플랫폼의 제1 표면(예컨대, 상부 표면)은 반사성 부분이거나 또는 반사성 부분을 포함한다. 다르게는, 표면은 반사성 코팅 또는 다른 처리를 포함할 수 있다. 또한, 표면은 대체로 편평할 수 있거나 또는 볼록, 오목 및 다면 또는 편평, 볼록, 오목 및 다면 부분의 임의의 적절한 조합을 포함하는 임의의 적절한 형상일 수 있으며, 이에 제한되지는 않는다. 다른 구성에서, 조립체는 짐벌 상에 장착된 자석을 사용하기보다는 예컨대, 플랫폼의 바닥면 상에서 짐벌 위에 장착된 자석을 포함한다. 다르게는, 자성 코팅이 플랫폼의 바닥측에 가해질 수 있거나, 또는 이러한 표면이 자기 대전 재료로 형성될 수 있다.
일 특징에 따르면, 소형 짐벌식 조립체의 플랫폼은 x-축 및 y-축에 대한 3차원 공간에서 제어가능하게 이동될 수 있다. 또한, 플랫폼은 x-축에 대해 회전할 수 있다. 짐벌식 플랫폼 조립체는 상술된 자성 플랫폼 액추에이터와 유사하게, 자성 플랫폼 액추에이터를 사용하여 작동될 수 있다.
다른 양태에 따르면, 본 발명은 중심에 위치된 지지 포스트에 대해서가 아니라 고정 외부 프레임에 대해 이동가능한 플랫폼을 갖는다. 이 양태에 따르면, 짐벌식 플랫폼 조립체는 플랫폼, 외부 프레임, 적어도 한 쌍의 회전 변형부 및 지지 구조물을 포함한다.
일 구성에 따르면, 플랫폼은 프레임 내에서 한 쌍의 회전 변형부를 거쳐 현수된다. 일 실시예에 따르면, 회전 변형부는 플랫폼과 프레임의 대향측 상에 직경 방향으로 정렬된다. 일 실시예에서, 플랫폼은 회전 변형부 주위를 회전하는 반면에, 프레임은 계속 고정된다. 하지만, 다른 실시예에서, 프레임 또한 추가의 지지 구조물에 회전식으로 결합될 수 있다. 일 구성에서, 프레임은 프레임에 대한 플랫폼의 회전 축에 수직인 축을 따라 지지 구조물에 대한 회전한다.
일 실시예에 따르면, 조립체는 프레임에 부착되거나 또는 프레임과 일체로 형성된 두 개의 스핀들을 포함한다. 일 구성에서, 스핀들은 프레임이 지지 구조물에 대해 회전할 수 있도록 지지 구조물 상에서 리셉터클과 상호 끼워 맞춤된다. 다른 구성에 따르면, 스핀들은 지지 구조물 상에 위치되고 리셉터클은 프레임 상에 위치된다. 다른 실시예에 따르면, 스핀들과 리셉터클이 아니라 제2 쌍의 변형부가 프레임과 지지 구조물을 회전식으로 결합하는데 사용될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 조립체는 플랫폼에 부착된 자석을 포함한다. 자석은 대체로 편평할 수 있거나, 또는 임의의 적절한 형상일 수 있다. 또한, 자석은 플랫폼의 표면의 일부만을 덮을 수 있거나, 또는 플랫폼의 전체 표면을 덮을 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 조립체는 플랫폼의 표면에 부착된 복수의 자석을 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 플랫폼도 반사 성분을 포함할 수 있다.
다른 양태에 따르면, 본 발명은 상술된 플랫폼 중 하나의 경사와 관련한 피드백을 제공하기 위한 플랫폼 위치 감지 시스템을 제공한다. 플랫폼 위치 감지 시스템은 자성 센서를 포함한다. 일 실시에 따르면, 자성 센서는 자기장을 기초로 플랫폼의 경사의 두 축을 측정할 수 있는 홀 효과 센서이다. 플랫폼이 x-축 및 y-축에 대해 회전하면, 홀 효과 센서는 플랫폼의 경사의 축을 측정한다. 일 실시예에 따르면, 자성 센서는 2축 자성 센서이며, 다른 실시예에 따르면, 자성 센서는 3축 자성 센서이다.
일 실시에 따르면, 위치 감지 시스템은 래스터 스캔을 위한 목표 포인트를 플랫폼에 대한 대응 경사 각도로 전환한다. 경사 각도 제어 회로는 회로를 구동하도록 대응 명령을 제공하여, 플랫폼 위치 설정 코일에 대응 구동 전류를 제공한다. 구동 전류의 변경은 위치 설정 코일의 자기장을 조절하여 소정의 플랫폼 경사를 제공한다. 홀 효과 센서는 경사진 플랫폼에 의해 형성된 최종 자기장을 감지하고 실제 플랫폼 경사를 결정한다. 이 정보는 경사 각도 제어 회로에 피드백되어, 구동 회로에 대한 명령을 재조절한다.
본 발명의 다른 양태, 실시예, 구성 및 특징은 다양한 도시적 실시예와 관련하여 그리고 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 설명될 것이다.
도1은 본 발명의 도시적 실시예에 따른 반구형 플랫폼 공동을 갖는 자성 보조식 피봇 인터페이스를 구비한 지지 구조물의 단면도이다.
도2는 도1의 실시예와 유사하지만, 본 발명의 다른 도시적 실시예에 따른 원뿔형 플랫폼 공동을 갖는 지지 구조물의 단면도이다.
도3은 도1의 실시예와 유사하지만, 본 발명의 다른 도시적 실시예에 따른 v형 플랫폼 공동을 갖는 지지 구조물의 단면도이다.
도4는 본 발명의 도시적 실시예에 따른 자성 플랫폼 액추에이터와 함께 도2의 지지 구조물을 포함하는 시스템이다.
도5는 본 발명의 다른 도시적 실시예에 따른 고정식 중심 지지 구조물을 가지며 플랫폼의 다중축 위치 설정을 위한 짐벌식 조립체의 단면도이다.
도6A는 y-축에 대해 회전하는 것으로 도시된 도5의 조립체와 함께 사용되는 예시적인 짐벌 플랫폼 조립체의 상부 사시도이다.
도6B는 x-축에 대해 회전하는 것으로 도시된 도6A의 짐벌 플랫폼 조립체의 상부 사시도이다.
도7A는 본 발명의 도시적 실시예에 따라 일체로 형성된 회전 변형부를 사용하는 도5 내지 도6B에 도시된 유형의 짐벌 플랫폼 조립체의 평면도이다.
도7B는 도7A와 유사한 부분적으로 조립된 절첩식 회전 변형부의 확대도이다.
도8A 및 도8B는 도5 내지 도7에 도시된 유형의 짐벌식 플랫폼 조립체와 본 발명의 도시적 실시예에 따른 자성 플랫폼 액추에이터를 포함하는 시스템의 개략적 단면도이다.
도9A 내지 도9E는 본 발명의 다양한 추가적인 도시적 실시예에 따른 고정 외부 프레임을 구비한 플랫폼의 다중축 위치 설정을 위한 짐벌식 플랫폼 조립체를 도시한다.
도9F는 본 발명의 도시적 실시예에 따라, 시간에 대한 경사의 느린 비공진 축과 빠른 공진 축에 대한 도시적인 래스터 스캔 각도를 도시한 그래프이다.
도10은 본 발명의 도시적 실시예에 따른 자성 플랫폼 액추에이터와 함께 도9B의 짐벌식 플랫폼 조립체를 포함하는 지지 시스템이다.
도11은 본 발명의 다른 도시적 실시예에 따른 자성 플랫폼 액추에이터를 사용하는 도10에 도시된 유형의 지지 시스템이다.
도12는 본 발명의 도시적 실시예에 따른 플랫폼 위치 감지를 위한 배열의 개략도이다.
도13은 도12에 도시된 유형의 플랫폼 감지 배열을 사용하며 플랫폼 위치를 제어하기 위한 제어 시스템을 도시한 블록선도이다.
본 발명의 전반적인 이해를 제공하기 위해, 개선된 제어식 작동 가능 소형 플랫폼을 제공하는 시스템, 방법 및 장치를 포함하는 소정의 도시적 실시예가 이제 개시될 것이다.
도1은 본 발명의 도시적 실시예에 따른 소형 지지 구조물(100)을 단면도를 도시한다. 소형 지지 구조물(100)은 이하에서 도4를 참조하여 더 상세하게 설명되 는 바와 같이 소형 제어식 작동 가능 미러 시스템을 포함하는 다양한 용도에서 사용될 수 있다. 미러 지지 구조물(100)은 플랫폼(102), 지지 요소(104), 구형 자성베어링(106)을 포함한다. 일반적으로, 본 도시적 실시예에 따르면, 자성 베어링(106)은 플랫폼(102)과 지지 요소(104) 사이에 배치되어 지지 요소(104)와 플랫폼(102) 사이에 자성으로 강화된 피봇을 제공한다.
도시된 실시예에 따르면, 플랫폼(102)은 대향된 대체로 원형인 표면(108, 110)을 구비한 대체로 원통형인 디스크 형상을 갖는다. 플랫폼(102)은 약 0.3㎜ 내지 약 0.5㎜의 외경(112)을 가지며, 약 0.01㎜ 내지 약 1㎝의 두께/높이(122)를 갖는다. 다양한 다른 구성에서, 가동 플랫폼은 약 5㎝, 약 2.5㎝, 1㎝, 500㎜, 250㎜, 100㎜, 50㎜, 10㎜, 1㎜, 0.5㎜, 0.3㎜, 0.1㎜, 0.05㎜, 0.025㎜ 또는 0.01㎜ 미만의 직경/폭을 갖는다. 다른 도시적 구성에 따르면, 플랫폼은 1㎝, 500㎜, 250㎜, 100㎜, 50㎜, 10㎜, 1㎜, 0.5㎜, 0.3㎜, 0.1㎜, 0.05㎜, 0.025㎜ 또는 0.01㎜ 미만의 높이/두께를 갖는다.
플랫폼(102)은 표면(110) 내로 형성된 반구형 공동(114)을 포함한다. 공동(114)은 자성 베어링(106)과 이동 가능하게 접촉하는 내부 표면(116)을 포함한다. 표면(108, 110)이 대체로 원형으로 도시되었지만, 이 표면들은 임의의 적절한 다각형 또는 난형(ovular) 형상을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 적절한 기하학적 형상을 가질 수 있다. 또한, 공동(114)은 사실상의 반구형으로 도시되었지만, 역시 직사각형, 원뿔형 또는 v형을 포함하지만 이에 제한되지는 않는 임의의 적절한 기하학적 형상을 가질 수 있다. 또한, 공동(114)은 중앙에 위치될 수 있거 나, 또는 플랫폼(102)의 직경/폭의 일부 또는 전체를 따라 신장되고 연장될 수도 있다. 다르게는, 플랫폼(102)은 어떠한 공동(114)도 갖지 않도록 설계될 수 있다.
공동(114)의 내부 표면(116)은 대체로 매끄러우며, 도시된 실시예에 따르면 강자성으로 형성되거나, 또는 몇몇 경우에는 자성 베어링(106)의 극성과 반대되는 극성을 갖도록 형성되어, 베어링(106) 및 내부 표면(116)은 서로를 끌어당긴다. 도4를 참조하여 이하에서 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 플랫폼(102)의 표면(108)은 반사성 부분이거나 또는 반사성 부분을 포함할 수 있다. 다르게는, 표면(108)은 반사 코팅을 포함할 수 있거나, 또는 반사 성분이 표면(108)에 장착될 수 있다. 표면(108)이 대체로 편평한 것으로 도시되었지만, 볼록, 오목, 다면, 또는 편평, 볼록, 오목 및/또는 다면부의 임의의 조합을 포함하는 임의의 적절한 형상일 수 있으며, 이에 제한되지는 않는다.
도시적 실시예에 따르면, 지지 요소(104)는 비자성이며, 원뿔형상이며, 약 0.2㎜ 내지 약 1㎝의 높이(118)를 갖는다. 하지만, 다른 도시적 실시예에서는, 지지 요소(104)는 임의의 적절한 형상을 가질 수 있다. 지지 요소(104)의 일 특징은 오목한 초형(candle-like) 리셉터클(120)을 단부(121)에 포함하여 자성 베어링(106)을 수용한다는 것이다. 일부 도시적 실시예에 따르면, 자성 베어링(106)은 리셉터클(120) 내에서 회전 가능하다. 다른 도시적 실시예에서, 자성 베어링(106)은 리셉터클 내에 위치가 고정된다. 자성 베어링(106)이 대체로 구형으로 도시되었지만, 반구형, 원뿔형, 원통형 또는 예리함을 포함하지만 이에 제한되지는 않는 임의의 적절한 기하학적 형상을 가질 수 있다. 자성 베어링(106)은 퍼멀로 이(Permalloy), CoFe 또는 합금 1010 강과 같은 약한 자성(soft magnetic) 재료를 포함하거나, 또는 SmCo, NdFeB, AlNiCo 또는 페라이트(Ferrite)와 같은 강한 자성(hard magnetic) 재료를 포함할 수 있다. 다른 도시적 실시예에서, 단부(121)는 리셉터클을 포함하지 않을 수 있으며, 대신에 표면(116)을 끌어당겨 이동 가능하게 접촉하도록 자기 대전되고 적절하게 성형될 수 있다. 예로서, 단부(121)는 상대적으로 무디거나 날카로운 팁을 갖도록 원뿔형으로 성형될 수 있다.
플랫폼(102)은 자성 베어링(106)과 지지 요소(104)의 상부에 놓인 것으로 도시된다. 자성 베어링(106)은 플랫폼(102)이 임의의 방향으로 경사 지지 않는 피봇으로 작용한다. 다른 도시적 실시예에 따르면, 플랫폼(102)은 또한 지지 요소(104)의 종축(예컨대, y-축)에 대해 회전할 수 있다.
상술된 바와 같이, 공동(114))의 내부 표면(116)은 자기적으로 극성을 가질 수 있다. 일부 도시적 실시예에서, 플랫폼(102)의 전체 또는 대체로 전체는 자성 재료로 형성될 수 있다. 하지만, 다른 도시적 실시예에서, 플랫폼(102)은 자성이 아닐 수 있거나, 또는 하나 이상의 자석이 플랫폼(102)에 부착되거나 플랫폼 내에 형성된 비 자성 유인성 재료(non-magnetically attractive material)로 형성될 수 있다.
도시적 실시예에 따르면, 플랫폼(102) 및 자성 베어링(106)은 자석으로 형성되고, 예컨대, NdFeB, SmCo, 페라이트, Pt-Co, AlNiCo 또는 임의의 다른 적절한 강자성 재료로도 형성된다. 지지 요소(104)는 비자성이며, 예컨대, 티타늄, 알루미늄, 황동, 청동, 플라스틱 또는 임의의 적절한 비자성 재료로 형성될 수 있다.
작동시(도4를 참조하여 이하에서 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이), 플랫폼(102)은 3차원 공간에서 자성 베어링(106)이 공동(114)의 내부 표면(116)을 접촉하는 위치에 대해 제어식으로 피벗 가능하다. 자성 베어링(106)은 지지 요소(104)에 대해 플랫폼(102)의 피봇 및/또는 회전되는 방향에 상관없이, 반구형 표면(116)과 자성 베어링(106) 사이에서 접촉을 유지하도록 플랫폼(102)을 자기적으로 끌어당긴다. 도시적 실시예에 따르면, 플랫폼(102)과 베어링(106)은 모두 영구 자석을 포함하며, 플랫폼(102)과 베어링(106) 사이의 자성 상호작용은 지지 요소(104)의 베어링(106) 상에서 플랫폼(106)이 중심에 위치하도록 하는 자성 스프링 복원력을 생성한다.
일 특징에 따르면, 공동(114)은 주연 에지(124)를 가지며, 지지 요소(104)는 외부 표면(126)을 갖는다. 플랫폼(102)이 y-축(예컨대, 지지 요소(104)의 종축)에 수직일 때, 공동(114)의 주연 에지(124)와 지지 요소(104)의 외부 표면(126) 사이의 거리는 플랫폼 경사의 최대각(θmax)을 형성한다. θmax는 다른 공동(114) 및/또는 지지 요소(104) 형상을 사용하여 조절된다. 예컨대, 지지 구조물(104)의 폭은 좁을 수 있고, 그리고/또는 공동(114)의 폭/직경은 θmax를 증가시키도록 확대될 수 있다.
일 특징에 따르면, 플랫폼(102), 자성 베어링(106) 및 지지 요소(104)의 조합된 구조물(100)은 베어링(106)과 플랫폼(102) 사이의 자기 인력이 전체 구조물(100)의 배향에 상관없이 자성 베어링(106)과 플랫폼(102) 사이의 접촉을 유지하 기 때문에, 3차원 공간에 대해 임의의 바람직한 방향으로 회전 및 이동될 수 있다.
도2는 도1의 지지 구조물(100)과 유사하지만, 본 발명의 다른 도시적 실시예에 따른 원뿔형 플랫폼 공동(214)을 갖는 소형 지지 구조물(200)의 단면을 도시한다. 소형 지지 구조물(200)은 도4를 참조하여 이하에서 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 소형 제어식 작동 가능 미러 시스템을 포함하는 다양한 용도로 사용될 수 있다. 소형 지지 구조물(200)은 플랫폼(202), 지지 요소(204) 및 구형 자성 베어링(206)을 포함한다. 도시적 실시예에 따르면, 플랫폼(202)은 대향 표면(208, 210)을 갖는 대체로 원통형인 디스크 형상이다. 표면(208)은 대체로 원형인 반면에, 표면(210)은 대체로 환형이다. 플랫폼(202)은 도1의 플랫폼(102)과 유사하다. 하지만, 플랫폼(202)은 표면(210) 내로 형성된 원뿔형 공동(214)을 포함한다. 공동(214)은 자성 베어링(206)과 접촉하는 내부 표면(216)을 포함한다. 내부 표면(216)은 도1의 내부 표면(116)과 유사하다. 또한, 지지 요소(204)와 자성 베어링(206)은 도1의 지지 요소(104)와 자성 베어링(106)과 유사하다. 도1의 구조물과 유사하게, 자성 베어링(206)은 플랫폼(202)이 임의의 방향에 대해서도 경사지지 않는 피봇으로서 작용한다.
공동(114)의 경우에서와 같이, 공동(214)은 주연 에지(224)를 가지며, 지지 요소(204)는 외부 표면(226)을 갖는다. 공동(214)의 주연 에지(224)와 지지 요소(204)의 외부 표면(226) 사이의 거리는 플랫폼 경사의 최대각(θmax)을 형성한다. θmax는 공동(214)의 크기를 변경하거나 또는 다른 공동(214) 및/또는 지지 요 소(204) 형상을 사용하여 조절된다. 도2의 도시적 실시예의 일 장점은 원뿔형 공동(214)의 정점(228) 내에 자성 베어링(206)의 이동이 반구형 공동(114)의 내부 표면(116)을 따르는 베어링(106)의 이동보다 더 제한적이라는 것이다. 이러한 특징은 구조물(200)에 추가의 안정성을 제공한다.
도3은 도2의 실시예(200)와 유사하지만, 본 발명의 다른 도시적 실시예에 따른 v형 플랫폼 공동(314)과 날카로운 자성 베어링(306)을 갖는 지지 구조물(300)의 단면도이다. 소형 구조물(300)은 도4를 참조하여 이하에서 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이 소형 제어식 작동 미러 시스템을 포함하는 다양한 용도로 사용될 수 있다. 소형 지지 구조물(300)은 플랫폼(302), 지지 요소(304) 및 길고 날카로운 형상의 자성 베어링(306)을 포함한다. 도시적 실시예에 따르면, 플랫폼(302)은 대체로 원통형으로 대향 표면(308, 310)을 갖는다. 표면(308)은 대체로 원형인 반면에, 표면(310)은 대체로 환형이다. 플랫폼(302)은 각각 도1 및 도2의 플랫폼(102, 202)과 유사하다. 하지만, 중심에 위치된 반구형 공동(114) 또는 원뿔형 공동(214)을 갖는 것이 아니라, 플랫폼(302)은 표면(310) 내로 형성된 직경 방향으로 연장된 v형 공동(314)을 포함한다. 공동(314)은 직경 방향으로 연장하는 정점(328)을 형성하도록 교차하는 두 개의 내부 표면(316a, 316b)을 포함한다. 날카로운 자성 베어링(306)은 직경 방향으로 연장하는 정점(328) 내에 착좌한다. 화살표(330a, 330b)에 의해 지시된 바와 같이, 도3의 실시예(300)와 도1 및 도2의 실시예(100, 200) 간의 상당한 조작 상의 차이점은 플랫폼(302)의 이동이 단일축에 제한되거나 또는 직경 방향으로 연장하는 정점(328) 주위의 회전에 제한된다는 것이 다. 일부 실시예에서, v형 공동(314)은 310의 전체 직경을 가로질러 연장된다. 하지만, 다른 실시예에서, v형 공동은 직경의 일부를 따라서면 연장한다.
날카로운 베어링(306)과 v형 공동(114)에 의한 피봇 제한 외에, 지지 구조물(300)의 남은 특징은 구조물(100, 200)의 것과 대체로 동일하다. 특히, 내부 표면(316a, 316b)은 공동(114)의 내부 표면(116)과 유사하다. 지지 요소(304)는 또한 지지 요소(104)와 대체로 동일하다. 하지만, 리셉터클을 포함하지 않고 날카로운 베어링(306)은 지지 요소(304) 상의 대체로 편평한 표면(320)에 장착된다. 성행 예에서와 같이, 공동(314)은 주연 에지(324)를 가지며, 지지 요소(304)는 외부 표면(326)을 가지며, 그 형상은 함께 플랫폼 경사의 최대각(θmax)을 형성한다.
도4는 본 발명의 도시적 실시예에 따른 소형 작동가능 플랫폼 시스템(4000의 단면을 도시한다. 시스템(400)이 반사기/미러의 위치 설정과 관련하여 특정적으로 설명되었지만, 임의의 용도로도 사용될 수 있다. 시스템(400)은 소형 플랫폼(402), 지지 구조물(410) 및 자성 플랫폼 액추에이터(412)를 포함한다. 시스템(400)은 또한 플랫폼(402)과 개별적으로 형성되거나 또는 플랫폼과 일체로 형성될 수 있는 반사기(408)를 포함한다.
도시적 실시예에 따르면, 자성 플랫폼 액추에이터(412)는 네 개의 코일(414a 내지 414d)와 기부(416)를 포함한다. 하지만, 자성 플랫폼 액추에이터(412)는 임의의 필요한 수의 코일을 포함할 수 있다. 작동시, 코일(414a 내지 414d)은 플랫폼(202)을 이동하도록 제어된 방식으로 전류에 의해 구동된다. 특히, 각각의 코 일(414a 내지 414d) 또는 코일들의 조합에 전류를 제공하여, 플랫폼(202)은 소정의 방향으로 경사지게 된다. 예컨대, 코일은 코일(414a) 및 코일(414c)과 같이 쌍으로 작동되어 푸시-풀 토크(push-pull torque)를 제공한다.
코일(414a 내지 414d)에 대한 전류 드라이브를 조절하여, 반사기(408)는 예컨대 광학 빔 조향, 결상 또는 다른 용도로 제어 가능하게 위치 설정될 수 있다. 예컨대, 전류 드라이브는 코일(414a 내지 414d)을 스윕할 수 있어 그 결과 플랫폼(202)은 원형 스캐닝 동작을 생성하도록 각각의 연속 코일을 향해 대체로 경사지게 된다. 다르게는, 래스트 스캔이 일 축에 대해 사인파 또는 사각파를 가하여 달성될 수 있으며, 톱니 파형 또는 삼각 파형으로 제2 축에 대해 전류를 천천히 램핑(ramping)시킨다. 코일(414a 내지 414d)은 2개의 직교축에 대한 토크를 생성하도록 쌍으로 작동될 수 있다. 원형 스캔은 예컨대 사인파 또는 코사인파와 같은 90도 위상의 전류 파형 또는 90도 위상 이동된 사각파에 의해 두 개의 코일 쌍을 구동하여 달성될 수 있다. 구동 전류의 진폭은 원형 스캔의 크기 또는 피크 각도를 변경하도록 변경될 수 있다. 또한, 코일(414a 내지 414d)의 각각의 연속적인 스윕 중 및/또는 각각의 연속적인 스윕에 대해 전류 강도를 변경하여, 임의의 바람직한 형상의 연속적인 래스터 스캔이 달성될 수 있다.
자성 플랫폼 액추에이터(412)가 플랫폼(402)의 미러측(408) 부근에 위치되는 것으로 도시되었지만, 자상 액추에이터(412)는 소형 미러 지지 구조물(410)의 플랫폼(402)의 지지측(404) 부근을 포함하는 임의의 적절한 위치에 위치될 수 있다. 유사하게는, 코일(414a 내지 414d)이 기부(416)의 주연부를 따라 균일하게 이격되 어 서로 평행하게 위치되었지만, 코일(414a 내지 414d)은 기부(416) 상에 임의의 적절한 배열로 위치될 수 있다. 도시적 실시예에 따르면, 코일(414a 내지 414d)은 구리로 구성된다. 하지만, 임의의 적절한 전도체로도 이루어질 수 있다. 또한, 코일(414a 내지 414d)은 임의의 바람직한 패턴으로 스윕될 수 있거나, 또는 용도에 따라 무작위 또는 대체로 무작위인 패턴으로 스윕될 수 있다.
도5는 본 발명의 다른 도시적 실시예에 따른 두 축 플랫폼 피봇을 위한 짐벌식(gimbaled) 플랫폼(500)의 단면을 도시한다. 짐벌식 미러 조립체(500)는 플랫폼(502), 지지 구조물(504), 짐벌(506) 및 자석(510)을 포함한다. 도6A 및 도6B는 도5의 짐벌(506) 및 자석(510)의 개략적인 상부 사시도이다. 도7A는 짐벌(506)의 평면도이다. 도5 내지 도7A를 참조하고, 도시적 실시예에 따르면, 단일 짐벌 플레이트(단일 플랫폼(102, 202)과 유사)를 갖지않고, 플랫폼 조립체(500)의 짐벌(506)은 동심의 환상면체로 구성된 제1 플레이트(520a), 제1 플레이트(520b) 및 제1 플레이트(520c)를 포함하며, 이때, 제1 플레이트(520a)는 최내측 환상면체이며, 그 다음은 제2 플레이트(520b)이고, 이어서 제3 플레이트(520c)가 배치된다.
도6A 내지 도7A에 도시된 바와 같이, 조립체(500)는 두 쌍의 회전 변형부를 포함한다. 회전 변형부(522a, 522b)의 제1 쌍은 대체로 x-축을 따라 연장하고 중간 플레이트(520b)에 최내측 플레이트(520a)를 회전 가능하게 상호 연결한다. 유사하게, 회전 변형부(524a, 524b)는 대체로 y-축을 따라 연장하고 최외측 플레이트(520c)에 중간 플레이트(520b)를 회전 가능하게 상호 연결한다. 도시된 실시예에 따르면, 플레이트(520a 내지 520c)와 변형부(522a, 522b, 524a, 524b)를 포함하 는 짐벌(506)은 실리콘(silicon)으로부터 단일 결정으로 형성된다. 하지만, 다른 도시적 실시예에 따르면, 임의의 적절한 재료가 사용될 수 있다.
도7B는 변형부(524a)와 유사한 절첩된 변형부(540)의 일부를 확대 도시한다. 변형부(540)는 단지 부분적으로 제조되었으며, 기판에 여전히 부착된다. 또한, 다른 에칭된 구성은 종국에는 제거되는 에치 버퍼(541, etch buffer) 및 측면 정지부(542)로 지칭된다. 에치 버프(541)는 심도 반응성 이온 에칭(deep reactive ion etching)의 플라즈마 에칭 공정의 균일성을 증진시키는데 사용된다. 측면 정지부(542)는 충격 또는 진동으로 인한 플랫폼(548)과 변형부(546)의 이동을 제한하는데 사용된다. 다양한 도시적 실시예에 따르면, 회전 변형부(522a, 522b)는 약 1㎛ 내지 약 10㎛의 폭과 약 10㎛ 내지 약 100㎛의 두께/깊이를 가져서 이러한 상대 이동을 가능하게 한다. 도7B에 도시된 바와 같이, 일 구성에서 변형부(522a, 522b) 및 변형부(524a, 524b)의 폭(536)은 약 6㎛이며 변형부(522a, 522b) 및 변형부(524a, 524b)의 두께/깊이는 약 50㎛이다. 도시적 실시예에 따르면, 회전 변형부(522a, 522b) 및 회전 변형부(524a, 524b)는 플랫폼(502)과 자석(510)을 지지할 때, 약 250㎐ 내지 약 750㎐의 공진 주파수를 갖는다. 일 도시적 구성에서, 회전 변형부(522a, 522b) 및 회전 변형부(524a, 524b)는 약 500㎐의 공진 주파수를 갖는다. 도시적 플레이트(520a 내지 520c)는 약 20㎛ 내지 약 750㎛의 두께를 갖는다. 일 도시적 구성에서, 플레이트(520a 내지 520c)는 약 400㎛의 두께를 갖는다. 일 구성에서, 내부 플레이트(520a), 중간 플레이트(520b) 및 외부 플레이트(520c)는 변형부(522a, 522b) 및 변형부(524a, 524b)의 세트 모두와 함께 실리콘으로부터 단 일 결정으로 형성된다. 일 구성에 따르면, 짐벌의 최외측 플레이트(520c)는 약 500㎛ 내지 2㎜의 외경을 갖는다.
지지 구조물(504)은 기부(505), 전이부(507) 및 지지 포스트(509)를 포함한다. 도시된 기부(505)는 대체로 원형이지만, 반드시 그럴 필요는 없다. 전이부(507)는 기부(505) 내의 중심 위치로부터 축방향으로 연장하고 전이부가 기부(505)로부터 멀리 연장함에 따라 더 조금 테이퍼지는 직경(505a)을 갖는다. 지지 포스트(509)는 전이부(507)로부터 축방향으로 연장한다. 테이퍼진 전이부(507)는 지지 포스트(509)에 대한 증가된 구조적 지지를 제공한다. 지지 포스트(509)는 제1 섹션(511)과 제2 섹션(513)을 포함한다. 제2 섹션(513)은 제1 섹션(511)과 제2 섹션(513) 간의 전이시에 반경 방향으로 연장하는 견부(516)를 형성하는 제1 섹션(511)에 대해 감소된 직경을 갖는다.
최내측 플레이트(520a)는 지지 요소(509)의 감소된 직경 섹션(513)에 대해 활주가능하게 상호 끼워 맞춤되어 플레이트(520a)를 견부(516)와 접촉시키고 견부(516) 상에 놓는, 중심에 위치한 관통 개구(521)를 갖는다. 캡(523)은 지지 요소(509) 상에서 짐벌(506)을 잠금하는 감소된 직경 섹션(513)에 대해 상호 끼워 맞춤한다. 일부 도시적 실시예에 따르면, 짐벌(506)은 지지 포스트(509)의 감소된 직경 섹션(513)에 대해 회전 가능하다.
하지만, 도5 내지 도6B의 도시된 실시예에 따르면, 최내측 플레이트(522a)는 지지 포스트(509) 상에 위치가 고정되어, 변형부(522a, 522b)는 중간 플레이트(520b)가 최내측 플레이트(520a)에 대해 x-축(도6A에 도시됨)을 중심으로 회전할 수 있는 크기와 형상을 갖는다. 유사하게, 변형부(524a, 524b)는 중간 플레이트(520b)와 최외측 플레이트(520c)가 서로에 대해 y-축(도6B에 도시됨)을 중심으로 회전할 수 있는 크기와 형상을 갖는다.
짐벌 플랫폼(502)은 변형부(522a, 522b) 및 변형부(524a, 524b)를 따라 중간 플레이트(520b)와 최외측 플레이트(520c)의 경사를 조절하여 제어가능하게 위치될 수 있다. 플랫폼(502)의 스캐닝 이동을 생성하기 위해, 플랫폼은 변형부(552a 및 552b)에 대한 x-축 주위로 제1 위치에 대해 경사질 수 있으며, 그 후 변형부(524a 및 524b)에 대해 y-축을 따라 복수의 위치에 대해 경사질 수 있다. 플랫폼(502)은 그후 x-축 주위로 제2 위치에 대해 경사질 수 있다. 플랫폼(502)은 변형부(522a 및 522b)에 대해 공진 주파수를 가질 수 있어, 강화된 이동이 공진 주파수 주변의 구동 주파수에서 발생한다. 유사하게, 플랫폼(502)은 변형부(524a 및 524b)에 대해 공진 주파수를 가질 수 있어, 강화된 이동이 공진 주파수 주변의 구동 주파수에서 발생한다. 짐벌식 플랫폼 조립체(500)의 공진 주파수는 약 50㎐ 내지 약 20㎑일 수 있으며, 제1 변형부 쌍(522a 및 522c)에 대한 공진 주파수는 제2 변형부 쌍(524a 및 524b)의 공진 주파수와 대체로 유사할 수 있거나, 또는 상당히 다를 수 있다. 다른 가능한 스캐닝 이동은 양 축을 따르는 경사를 포함하는 원형 스캔을 포함한다. 플랫폼(502)의 제어 가능한 작동은 도8을 참조하여 더 자세하게 설명된다.
도5의 단면도에 도시된 바와 같이, 자석(510)은 또한 환상면체이며 반경 방향으로 내향 연장하는 견부(526)를 갖는 내벽(528)을 포함한다. 자석(510)은 짐 벌(506) 위로 장착되어, 견부(526)는 최외측 짐벌 플레이트(520c)의 외부 주연부와 접촉하여 지지된다. 도5의 특정 구성에서, 견부는 벽(528)이 지지 기부(505)를 향해 짐벌(506)을 지나 축방향으로 연장하도록 벽(528)을 따라 축방향으로 위치된다.
플랫폼(502)은 대향된 대체로 원형인 표면(508, 512)을 갖는 대체로 원통형인 디스크 형상을 갖는다. 플랫폼(512)은 자석(510)의 최상측 표면(530) 상에 장착된다. 플랫폼(502)은 약 0.3㎜ 내지 약 0.5㎝의 외경(514)을 갖는다. 플랫폼(102, 202, 302)의 경우와 같이, 표면(508, 512)은 대체로 원형인 것으로 도시되었지만, 임의의 적절한 다각형 또는 난형 형상을 포함하지만 이에 제한되지는 않는 임의의 적절한 기하학적 형상을 가질 수 있다.
플랫폼(102, 202, 302)의 경우에서와 같이, 플랫폼(502)의 표면(508)은 반사성 부분이거나 또는 반사성 부분을 포함한다. 다르게는 표면(508)은 반사성 코팅 또는 다른 처리를 포함할 수 있다. 표면이 대체로 편평한 것으로 도시되었지만, 볼록, 오목 및 다면을 포함하거나 또는 편평, 볼록, 오목 및 다면 부분의 임의의 적절한 조합을 포함하는 임의의 적절한 형상일 수 있으며, 이에 제한되지는 않는다.
도5의 도시적 실시예에 따르면, 플랫폼(502)은 실리콘, 플라스틱, 유리 또는 임의의 다른 적절한 반사성 재료일 수 있다. 지지 요소(504)는 비자성이며, 예컨대, 티타늄, 알루미늄, 황동, 청동, 플라스틱 또는 임의의 다른 적절한 비자성 재료로 형성된다. 양호한 도시적 실시예에 따르면, 짐벌(506)은 실리콘으로 형성될 수 있다. 하지만, 임의의 다른 적절한 재료가 사용될 수도 있다. 자석(510)은 NdFeB, SmCo, 페라이트, Pt-Co, AlNiCo 또는 임의의 다른 적절한 강자성 재료로도 형성될 수 있다.
다른 구성에서, 조립체(500)는 짐벌(506) 상에 장착된 환상면 자석(510)을 사용하기보다는 짐벌(506) 위에 장착된 하나 이상의 자석을 포함한다. 일 예에서, 이러한 자석은 플랫폼(502)의 이면(512) 상에 장착된다. 다르게는, 자석 코팅이 플랫폼(502)의 이면(512)에 가해진다. 환상면 자석(510)을 사용한 예에서, 자석 코팅 또는 플랫폼(502)에 장착된 하나 이상의 자석은 플랫폼(502) 자체가 강자성 재료로 형성될 필요가 없다.
플랫폼(502)은 x-축과 y-축에 대한 3차원 공간에서 제어가능하게 이동될 수 있다. 하나의 이점에 따르면, 짐벌(506)의 내부 플레이트(520a)가 캡(523)과 함께 지지 요소(504)에 견고하게 결합되기 때문에, 짐벌식 플랫폼 조립체(500)는 3차원 공간에 대한 임의의 바람직한 방향에 대해 하나의 유닛으로 회전 및 이동될 수 있다.
도8A는 도5 내지 도7B에 도시된 유형의 짐벌식 조립체(810)를 포함하는 시스템(800)과 본 발명의 도시적 실시예에 따른 자성 플랫폼 액추에이터(812)의 개략적인 도면의 단면도이다. 짐벌식 조립체(810)는 도5의 짐벌식 조립체(500)와 유사하며, 플랫폼(802), 지지 요소(804), 짐벌(806) 및 자석(808)을 포함한다. 도시적인 지지 요소(804)는 짐벌(806)의 중심에 대체로 위치된다.
통상, 자성 플랫폼 액추에이터(812)는 도8B의 상부 사시도에 도시된 바와 같이 네 개의 코일(8141 내지 814d)을 포함한다. 하지만, 도8A의 단면도(800)에서는 액추에이터(812)의 두 개의 코일(814a및 814b)만이 도시된다. 다른 도시적 실시예에 따르면, 자성 플랫폼 액추에이터(812)는 임의의 적절한 숫자의 코일을 포함할 수 있다. 코일(814a, 814b)은 코일 지지부(816a, 816b) 상에 장착된다. 작동시, 코일(814a, 814b)은 도4와 관련하여 설명된 것과 대체로 유사한 방식으로 제어 방식에 의해 구동된다.
자성 플랫폼 액추에이터(812)가 짐벌식 미러 조립체(810)의 미러측(809) 부근에 위치되는 것으로 도시되었지만, 자성 액추에이터(812)는 플랫폼(802)의 지지 기부(805)측 부근을 포함하는 임의의 적절한 위치에 배치될 수 있다. 유사하게, 코일(814a, 814b)은 서로 평행하게 위치되었지만, 코일(814a, 814b)은 도4와 관련하여 상술된 배열과 같이 임의의 적절한 배열로 위치될 수 있다. 도시된 실시예에 따르면, 코일(814a, 814b)은 구리로 형성된다. 하지만, 코일은 임의의 적절한 재료로 이루어질 수도 있다.
도시적 실시예에 따르면, 코일 지지부(816a, 816b)는 티타늄, 알루미늄, 황동, 청동, 플라스틱 또는 임의의 다른 적절한 비자성 재료로 형성될 수 있다. 다른 도시적 실시예에 따르면, 코일 지지부(816a, 816b)는 퍼멀로이, CoFe, 합금 1010 강 또는 임의의 다른 약한 자성 재료와 같은 약한 자성 재료로 형성될 수 있다.
도9A 내지 도9E는 본 발명의 다른 도시적 실시예에 따른 소형 짐벌식 미러 조립체를 도시한다. 상술된 고정식 중심 지지 구조물 실시예와 같이, 도9A 내지 도9E의 도시적 실시예는 고정식 또는 회전식 프레임/지지부에 회전식으로 장착된 가동 플랫폼을 갖는다. 특히, 도9A는 본 발명의 일 도시적 실시예에 따른, 가동 내측 플랫폼을 갖는 짐벌식 미러 조립체(900)를 도시한다. 짐벌식 미러 조립체(900)는 플랫폼(902), 프레임(904) 및 회전 변형부(906a, 906b)를 포함한다. 도9B 내지 도9D는 도9A의 짐벌식 미러 조립체(900)의 다른 도시적 실시예를 도시한다.
도9A 내지 도9D를 참조하면, 프레임(904)은 대체로 8각형으로, 큰 8각형 관통 구멍(912)을 갖는다. 플랫폼(902)은 일반적인 직사각형이며 프레임(904)의 개구(912) 내에 놓인다. 하지만, 플랫폼(902)과 프레임(904)은 임의의 적절한 형상을 가질 수 있다. 도시적 실시예에 따르면, 내측 플레이트(902)는 제1 회전 변형부(906a) 및 제2 회전 변형부(906b)와 함께 프레임(904)에 부착된다. 회전 변형부(906b, 906b)는 플랫폼(906)의 대체로 대향 측 상에 장착(형성)되어, 변형부(906a, 906b)는 플랫폼(902)의 일축(예컨대, y-축)을 따라 정렬된다. 회전 변형부(906a, 906b)는 도7A 및 도7B에 도시되고 이와 관련하여 설명된 회전 변형부(506a, 506b)와 대체로 동일하다. 일 특징에 따르면, 플랫폼(902)은 y-축에 대해 회전 변형부(906a, 906b)를 거쳐 회전하고, 외부 프레임(904)은 계속 고정된다. 하지만, 도10 및 도11과 관련하여 후술되는 바와 같이, 프레임(904)은 지지 구조물에 회전식으로 장착될 수 있다.
도시적 실시예에 따르면, 외부 프레임(904)은 제1 리셉터클(908a)과 제2 리셉터클(908b)을 포함한다. 리셉터클(908a, 908b)은 대체로 대향하는 프레임(904)의 측면에서 형성되어, 리셉터클(908a, 908b)은 x-축을 따라 대체로 정렬된다. 리 셉터클(908a, 908b)은 내부 부분(914a, 914b)과 외부 부분(916a, 916b)을 가지며, 내부 부분(914a, 914b)은 외부 부분(916a, 916b)의 폭(920)보다 큰 폴(918)을 갖는다.
리셉터클(908a, 908b)은 도10 및 도11과 관련하여 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 지지 구조물에 프레임(904)을 회전식으로 장착하는데 사용될 수 있다. 일 특징에 따르면, 지지 구조물에 장착되었을 때, 외부 플랫폼(904)은 x-축을 중심으로 회전할 수 있다.
도9A 및 9D에 가장 명확하게 도시된 바와 같이, 플랫폼(902)은 표면(909)에 부착된 자석(910)을 포함한다. 자석(910)은 대체로 편평한 것으로 도시되었지만, 임의의 적절한 형상 및 크기를 가질 수 있다. 또한, 자석(910)은 표면(909)의 일부만을 덮을 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 짐벌식 플랫폼 조립체(900)는 표면(909)에 부착된 복수의 자석(910)을 포함한다. 도시적인 실시예에 따르면, 자석(910)은 자성일 수 있으며, NdFeB, SmCo, 페라이트, Pt-Co, AlNiCo 또는 임의의 다른 적절한 자성 재료로 형성될 수 있다.
도9C에 가장 명확하게 도시된 바와 같이, 플랫폼(902)은 또한 표면(909)과 대향하는 플랫폼(902) 표면상에 반사성 성분(911)을 포함한다. 도시적 실시예에 따르면, 반사성 성분(911)은 실리콘, 플라스틱, 유리 또는 임의의 다른 적절한 재료일 수 있다. 다른 도시적 실시예에 따르면, 반사성 성분(911)은 반사성 코팅으로 형성된다. 또한, 반사성 성분(911)이 대체로 편평한 것으로 도시되었지만, 볼록, 오목 및 다면을 포함하거나 또는 편평, 볼록, 오목 및 다면 부분의 임의의 적 절한 조합을 포함하는 임의의 적절한 형상일 수 있으며, 이에 제한되지는 않는다.
도시적 실시예에 따르면, 플랫폼(902), 프레임(904) 및 회전 변형부(906a, 906b)를 포함하는 짐벌식 조립체(900)는 실리콘으로부터 단일 결정으로 형성될 수 있다. 하지만, 임의의 다른 적절한 재료가 사용될 수도 있다. 플랫폼(902)과 프레임(904)은 비자성일 수 있으며, 티타늄, 알루미늄, 황동, 청동, 플라스틱 또는 임의 적절한 재료로 형성될 수도 있다. 다르게는, 플랫폼(902) 및 프레임(904)은 자성일 수 있으며, NdFeB, SmCo, 페라이트, Pt-Co, AlNiCo 또는 임의의 다른 적절한 자성 재료로 형성될 수 있다. 도시적 실시예에 따르면, 자석(910)은 NdFeB, SmCo, 페라이트, Pt-Co, AlNiCo 또는 임의의 다른 적절한 자성 재료로 형성될 수 있다.
도9B 내지 도9D에 도시된 바와 같이, 짐벌식 조립체(900)는 또한 제1 스핀들(932a) 및 제2 스핀들(932b)을 포함할 수 있다. 스핀들(932a, 932b)은 프레임(904)에 결합되거나 또는 프레임과 일체로 형성되며 리셉터클(908a, 908b) 내로 상호 끼워 맞춤(interfit)되도록 성형된다. 도시적 실시예에 따르면, 스핀들(932a, 932b)은 내부 부분(934a, 934b)과 외부 부분(936a, 936b)을 갖는다. 스핀들(932a, 932b)의 내부 부분(934a, 934b)은 스핀들(932a, 932b)의 외부 부분(936a, 936b)의 폭(918)보다 큰 폭(940)을 갖는다.
도시적 실시예에 따르면, 제1 스핀들(932a) 및 제2 스핀들(932b)은 각각 제1 리셉터클(908a) 및 제2 리셉터클(908b) 내에 위치가 고정된다. 하지만, 다른 도시적 실시예에서는 스핀들(932a, 932b)은 리셉터클(908a, 908b) 내에 회전식으로 배 치된다. 도9C 및 도9D에 가장 명확하게 도시된 바와 같이, 외부 부분(936a, 936b)은 대체로 원통형이며, 도11 및 도12와 관련하여 더욱 상세하게 도시되는 바와 같이, 지지 구조물에 프레임(904)을 회전 장착하기에 적절하다.
스핀들(932a, 932b)은 프레임(904)의 나머지 부분과 함께 실리콘으로부터 단결정으로 형성되거나, 또는 임의의 적절한 스핀들 재료를 사용하여 프레임(904)과 개별적으로 형성될 수 있다. 스핀들(932a, 932b)은 비자성일 수 있으며, 티타늄, 알루미늄, 황동, 청동, 플라스틱 또는 임의의 다른 적절한 재료로 형성될 수 있다. 다르게는, 스핀들(932a, 932b)은 자성일 수 있으며, NdFeB, SmCo, 페라이트, Pt-Co, AlNiCo 또는 임의의 다른 적절한 자성 재료로 형성될 수 있다.
도9E는 도9A 내지 도9D의 조립체(900)와 유사하지만 스핀들(962a, 962b)을 포함하고 프레임(964)과 일체로 형성된 짐벌식 조립체(960)를 도시한다. 이 도시적 실시예에 따르면, 제1 스핀들(962a) 및 제2 스핀들(962b)은 프레임(964)의 대체로 대향인 측상에 형성되어, x-축을 따라 대체로 정렬된다. 스핀들(962a, 962b)은 대체로 원통형이지만, 임의의 적절한 기하학적 형상일 수 있다. 스핀들(932a, 932b)의 경우와 같이, 스핀들(962a, 962b)은 지지 구조물에 프레임(964)을 회전 장착하는데 사용될 수 있다.
도시적 실시예에 따르면, 스핀들(962a, 962b)은 프레임(964)과 동일한 재료로 형성될 수 있으며, 실리콘의 프레임(964)과 함께 단일결정으로 형성될 수 있다. 하지만, 임의의 다른 적절한 재료가 사용될 수 있다. 프레임(964)과 스핀들(962a, 962b)은 비자성일 수 있으며, 티타늄, 알루미늄, 황동, 청동, 플라스틱 또는 임의 의 다른 적절한 재료로 형성될 수 있다. 다르게는, 프레임(964)과 스핀들(962a, 962b)은 자성일 수 있으며, NdFeB, SmCo, 페라이트, Pt-Co, AlNiCo 또는 임의의 다른 적절한 자성 재료로 형성될 수 있다.
도9F는 래스터 스캔을 생성하도록 미러 시스템을 제어하는 방법의 도시적 실시예에 따른 상대적인 플랫폼과 프레임 위치를 나타내는 그래프(980)이다. 그래프(980)는 시간에 대한 래스터 스캔 경사 각도를 도시한다. 실선은 플랫폼(902)의 각도를 도시하며, 이는 도시된 바와 같이 사인 곡선과 같이 변화된다. 플랫폼(902) 이동의 주파수는 플랫폼(902)과 자석(910)을 지지하는 회전 변형부(906a, 906b)의 공진 주파수에 상응한다. 점선은 프레임(904)의 경사각을 나타내며, 이는 이러한 실행에 따라 삼각파 램프 방식(triangular wave ramp fashion)으로 변화한다. 프레임(904)은 통상적으로 회전 변형부(906a, 906b)에 대한 플랫폼(902)의 이동보다 대체로 느린 주파수로 스핀들(932a, 932b)을 따라 전방 또는 후방으로 경사진다. 일 특징에 따르면, 시스템(500)과 반대로 회전 변형부의 제2 쌍을 사용하는 대신에 스핀들(932a, 932b)을 사용하면, 그래프(980) 내에 도시된 비공진 경사를 더욱 용이하게 고려할 수 있다. 플랫폼(902)과 프레임(904)의 조합된 이동은 2축 래스터 스캐닝 이동을 생성한다.
특히, 일 구성과 도9F에 도시된 바에 따르면, 최대 경사 각도는 각 축에 대해 양방향으로 플랫폼(902)의 기계적 회전의 10도이며, 이는 각 축을 따라 40도의 총 광학 스캔을 초래한다. 도9F에서 도시를 목적으로, 빠른 축의 공진은 20㎐이며, 램프 주기는 1초이다. 다른 실시에서, 기계적 회전의 피크 각도는 약 3도 내 지 약 45도일 수 있으며, 그 결과 약 12도 내지 약 180도의 총 광학 스캔이 각 축을 따라 초래된다. 빠른 축의 공진은 회전 만곡 플러스 플랫폼 및 자석의 공진 주파수와 대체로 동일할 수 있으며 약 100㎐ 내지 20㎑일 수 있다. 램프 주기는 1초의 약 1/40 내지 10초일 수 있다.
도10은 도9B의 짐벌식 플랫폼 조립체(900)와 본 발명의 도시적 실시예에 따른 자성 플랫폼 액추에이터(1112)를 포함하는 소형 작동식 가동 플랫폼 시스템(1100)을 도시한다. 자성 플랫폼 액추에이터(1112)는 y-축 주위로 플랫폼(902)을 회전시키기 위한 제1 y-축 자성 코일 및 제2 y-축 자성 코일(도시 안됨)을 포함한다.
도시된 실시예에 따르면, 자성 코일(1114a)을 포함하는 y-축 자성 코일은 프레임(904) 아래 대체로 위치되며 x-축 코일(1116a, 1116b) 사이의 y-축의 양측 상에서 종방향으로 연장되고, 서로 인접하여 대체로 평행하다. 제2 y-축 자성 코일은 짐벌식 플랫폼 조립체(900)에 의해 덮인다. x-축 코일(1116a, 1116b)은 환상면이며 x-축과 z-축으로부터 동일한 거리에 프레임(904)의 양측에 위치된다. 작동시 x-축 코일(1116a, 1116b)에 전류를 공급하면 프레임(904)이 스핀들(936a, 936b)을 거쳐 x-축을 중심으로 회전한다. 유사하게, 코일(1114a)을 포함하는 y-축 코일에 전류를 공급하면, 플랫폼(902)이 변형부(906a, 906b)를 거쳐 y-축을 중심으로 회전한다.
도11은 짐벌식 플랫폼 조립체(900)가 본 발명의 다른 도시적 실시예에 따른 자성 액추에이터(1212) 내에 회전식으로 장착되는 다른 도시적 실시예를 도시한다. 자성 액추에이터(1212)는 지지 구조물(1218), 기부(1216) 및 네 개의 자성 코일 지지부(1214a 내지 1214d)를 포함한다. 지지 프레임(1218)은 제1 지지 요소(1220a) 및 제2 지지 요소(1220b)를 포함한다. 지지 요소(1220a, 1220b) 각각은 플랫폼 조립체(900)의 스핀들(936a, 936b)을 수용하도록 리셉터클(1222a, 1222b)을 각각 포함한다. 리셉터클(1222a, 1222b)은 노치로 도시된다. 하지만, 스핀들(936a, 936b)과 회전식으로 상호 끼워 맞춤 되기 위한 홈, 채널, 터널 또는 임의의 다른 적절한 형상일 수도 있다. 일 도시적 특징에 따르면, 커버(1224a, 1224b)는 리셉터클(1222a, 1222b) 내에 스핀들(936a, 936b)을 고정하도록 리셉터클(1222a, 1222b) 위에 각각 장착될 수 있다.
자성 플랫폼 액추에이터(1212)가 네 개의 코일 지지부(1214a 내지 1214d)로 도시되었지만, 다른 적절한 숫자의 코일 지지부가 사용될 수도 있다. 작동시, 도4에 도시된 바와 같은 코일이 코일 지지부(1214a 내지 1214d) 주위에 권취된다. 코일은 도4와 관련하여 상술된 바와 유사한 방식으로 플랫폼(902)을 이동시키도록 제어된 방식으로 구동될 수 있다. 특히, 코일(1214b, 1214d)에 구동 전류를 공급하면 프레임(904)은 스핀들(936a, 936b) 주위를 회전하는 반면에, 코일(1214a, 1214c)에 구동 전류를 공급하면, 플랫폼은 변형부(906a, 906b) 주위를 회전한다. 가용 코일에 제공된 구동 전류의 패턴을 변경하면, 3차원 공간에 대한 플랫폼(902)의 소정의 이동이 달성될 수 있다. 상기 용도에서와 같이, 도10 및 도11의 구성이 예컨대 광학 빔 조향, 결상 또는 다른 용도로 사용될 수 있다.
도12는 본 발명의 도시적 실시예에 따른 플랫폼 위치 감지를 위한 배열의 개 략도(1400)이다. 개략도(1400)는 플랫폼(14020의 위치를 감지하기 위한 자성 센서(1404)를 포함한다. 플랫폼(1402)은 자성이거나 또는 플랫폼에 장착된 하나 이상의 자석을 포함한다. 도시적 실시예에 따르면, 자성 센서(1404)는 플랫폼의 자기장을 기초로 플랫폼(1402)의 경사 각도를 측정할 수 있는 홀 효과(Hall effect) 센서이다. 플랫폼(1402)이 두 축 주위로 경사지면, 홀 효과 센서(1404)는 플랫폼(1402)의 경사의 축을 측정한다.
도시된 실시예에 따르면, 개략도(1400)는 플랫폼(1402)에 대한 경사의 두 각도(θx, θy)를 도시한다. 자성 센서(1404)는 적어도 2축 자성 센서이며, 적어도 Bx 및 By 전압 출력을 갖는다. 하지만, Bx, By 및 Bz 전압 출력을 갖는 3축 자성 센서(1404)가 사용될 수도 있다. 도시적 실시예에 따르면, Bz 전압 출력은 Bx 및 By 전압 출력을 정규화(normalize)하는데 사용될 수 있다. 자성 센서(1404)는 플랫폼(1402)의 경사 각도(θx, θy)를 측정하고 각 각도(θx, θy)의 사인에 비례하는 전압 출력을 갖는다. 일 특징에 따르면, 이것은 도13과 관련하여 더 상세하게 설명되는 바와 같이 플랫폼(1402)의 각도(θx, θy)를 제어하는데 사용될 수 있는 부드럽고, 대략적으로 선형인 출력을 초래한다.
도시적 실시예에 따르면, 플랫폼(1402)의 자성에 의해 유발된 자기장은 도면(1400)에 도시된 바와 같이 방사상 r 방향과 θ 방향을 따르는 성분에 의해 제공된다. 수학식 1 내지 수학식 4(아래)에서, r은 플랫폼(1402)의 자성 이중극의 중 심으로부터 자성 센서(1404)까지의 거리이며, θ는 플랫폼(1402)의 z-축과 자성 센서(1404)의 위치 사이의 경사 각도이다.
Figure 112008050802973-PCT00001
Figure 112008050802973-PCT00002
이때, θ는 플랫폼(1402)의 경사 각도이고, r은 플랫폼(1402)의 자성 이중극의 중심으로부터 자성 센서(1404)까지의 거리이고, μ0는 자유 공간의 투자율(permeability of free space)이며, m은 플랫폼(1402) 내에 포함된 자성 이중극 자석이다.
다른 도시된 실시예에 따르면, 3축 자성 센서(1404)가 수학식 3 및 수학식 4에 도시된 바와 같이, BX0 및 BY0을 사용하지 않으면서 회전 각도를 측정하는데 사용된다.
Figure 112008050802973-PCT00003
Figure 112008050802973-PCT00004
여기서 θx 및 θy는 각각 x-축과 y-축 상의 플랫폼(1402)의 경사이며, Bx, By 및 Bz는 각각 x-축, y-축 및 z-축을 따라 센서(1404)에서의 자기장 성분이며, BX0 또는 BY0는 90도 회전시 자기장을 나타내는 정규화 상수이다.
도13은 플랫폼 위치를 제어하고 도13에 도시된 유형의 플랫폼 감지 배열을 사용하기 위해 제어 시스템에 의해 사용되는 공정을 도시하는 순서도(1500)이다. 이 방법은 세트-포인트(set-point) 또는 래스터 스캔을 위한 목표 포인트와 함께 시작한다(단계 1502). 세트-포인트는 플랫폼의 각도를 제어하는 각도 제어 회로로 보내진다(단계 1504). 각도 제어 회로는 회로를 구동하기 위해 플랫폼의 소정 경사에 대한 정보를 송신한다(단계 1506). 구동 회로는 구동 코일에 이러한 정보를 송신하여(단계 1508), 자기장을 조절함으로써 플랫폼이 회전된다(단계 1510). 자성 센서는 플랫폼에 의해 생성된 최종 자기장(resulting magnetic field)을 감지하고 실제 플랫폼 경사를 결정한다(단계 1514). 이 정보는 각도 제어 회로에 재송신되어, 필요한 경우 플랫폼 경사를 재조절할 수 있다.

Claims (35)

  1. 소형 작동 가능 플랫폼 시스템이며,
    영구 자석을 포함하는 제1 단부, 및 제2 단부를 갖는 지지 요소를 포함하는 지지 조립체와,
    대향하는 제1 측과 제2 측을 갖는 플랫폼을 포함하는 플랫폼 조립체로서, 제1 측은 지지 요소의 제1 단부와 접촉하고 자성으로 결합되어, 플랫폼이 제1 평면과 제2 평면 사이에서 적어도 경사지지 않으며, 제2 측은 반사기를 포함하는 소형 작동 가능 플랫폼 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 영구 자석을 포함하도록 지지 요소의 제1 단부에 위치가 고정된 자성 베어링을 포함하는 소형 작동 가능 플랫폼 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 지지 요소는 영구 자석을 포함하기 위한 자성 베어링을 수용하도록 제1 단부에 리셉터클을 포함하는 소형 작동 가능 플랫폼 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 자성 베어링은 리셉터클 내에 위치가 고정되는 소형 작동 가능 플랫폼 시스템.
  5. 제3항에 있어서, 자성 베어링은 리셉터클 내에 회전가능하게 착좌되는 소형 작동 가능 플랫폼 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 플랫폼 조립체는 영구 자석인 적어도 일부분을 포함하는 소형 작동 가능 플랫폼 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 플랫폼 조립체의 영구 자석은 스프링 복원력을 생성하도록 지지 요소의 영구 자석과 상호 작용하는 소형 작동 가능 플랫폼 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 스프링 복원력은 지지 요소 상에서 플랫폼이 중심에 위치되도록 하는 소형 작동 가능 플랫폼 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 플랫폼 조립체에 부착된 적어도 하나의 자석을 포함하는 소형 작동 가능 플랫폼 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 플랫폼 조립체는 제1 측 내로 형성된 공동을 포함하고, 지지 요소의 제1 단부는 공동 내에서 플랫폼 조립체의 플랫폼의 제1 표면과 접촉하는 소형 작동 가능 플랫폼 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 공동은 반구형인 소형 작동 가능 플랫폼 시스템.
  12. 제10항에 있어서, 공동은 원뿔형인 소형 작동 가능 플랫폼 시스템.
  13. 제10항에 있어서, 공동은 v형이며 플랫폼 조립체의 직경의 적어도 일부를 따라 연장하는 소형 작동 가능 플랫폼 시스템.
  14. 제3항에 있어서, 자성 베어링은 표면을 가지며, 상기 표면은 마찰 계수가 낮은 코팅을 갖는 소형 작동 가능 플랫폼 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 코팅은 Cr, Al2O3, Si3N4 및 다이아몬드상 탄소(diamond-like carbon) 중 하나인 소형 작동 가능 플랫폼 시스템.
  16. 제10항에 있어서, 공동은 표면을 가지며, 상기 표면은 마찰 계수가 낮은 코팅을 갖는 소형 작동 가능 플랫폼 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 코팅은 Cr, Al2O3, Si3N4 및 다이아몬드상 탄소 중 하나인 소형 작동 가능 플랫폼 시스템.
  18. 제10항에 있어서, 공동은 강자성 재료로 형성된 표면을 갖는 소형 작동 가능 플랫폼 시스템.
  19. 제1항에 있어서, 플랫폼을 제어가능하게 경사지게 하는 자기장을 제공하기 위한 액추에이터를 포함하는 소형 작동 가능 플랫폼 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 액추에이터는 코일을 통해 인가된 전류 드라이브에 반응하여 자기장을 발생시키기 위한 발동 작용 코일을 포함하는 소형 작동 가능 플랫폼 시스템.
  21. 제1항에 있어서, 적어도 한 축에 대한 플랫폼의 경사 각도를 감지하기 위한 적어도 하나의 자성 센서를 포함하는 소형 작동 가능 플랫폼 시스템.
  22. 소형 작동 가능 플랫폼 조립체이며,
    반경 방향으로 최내측 플레이트인 제1 짐벌 플레이트와, 반경 방향으로 최외측 짐벌 플레이트인 제3 짐벌 플레이트와, 반경 방향으로 제1 플레이트와 제3 플레이트의 중간에 위치된 제2 짐벌 플레이트를 포함하는 짐벌과,
    제1 짐벌 플레이트와 제2 짐벌 플레이트 사이에서 제1 축을 따라 연장하는 제1 쌍의 회전 변형부와,
    제2 짐벌 플레이트와 제3 짐벌 플레이트 사이에서 제2 축을 따라 연장하는 제2 쌍의 회전 변형부와,
    짐벌을 지지하도록 제1 짐벌 플레이트와 기계적으로 결합하기 위한 지지 조 립체와,
    짐벌 상에 장착된 자석과,
    자석 상에 장착된 플랫폼을 포함하는 소형 작동 가능 플랫폼 조립체.
  23. 제22항에 있어서, 제1, 제2 및 제3 짐벌 플레이트와, 제1 및 제2 변형부 쌍은 단일 결정으로 형성된 시스템.
  24. 제22항에 있어서, 자석은 짐벌의 주연의 적어도 일부의 주위를 연장하는 시스템.
  25. 제22항에 있어서, 플랫폼의 표면상에 반사기를 포함하는 시스템.
  26. 제22항에 있어서, 적어도 제1 평면으로부터 적어도 제2 평면으로 플랫폼을 경사지도록 자석을 끌어당기기 위해 구동 전류에 반응하여 자기장을 발생시키도록 적어도 하나의 코일을 포함하는 시스템.
  27. 소형 작동 가능 플랫폼 조립체이며.
    프레임과,
    플랫폼과,
    프레임 내에서 플랫폼을 회전 가능하게 현수하며, 제1 축을 따라 위치되는 한 쌍의 회전 변형부와,
    프레임을 회전 가능하게 지지하고 제1 축과 대체로 직교하는 회전축을 갖는 지지 구조물과,
    프레임에 대한 플랫폼의 회전 위치를 제어하기 위해 적어도 제1 자성 코일과,
    지지 구조물에 대한 프레임의 회전 위치를 제어하기 위해 적어도 제2 자성 코일을 포함하는 소형 작동 가능 플랫폼 조립체.
  28. 제27항에 있어서, 지지 구조물과 프레임을 회전 가능하게 결합하기 위한 한 쌍의 스핀들을 포함하고, 스핀들은 제1 축과 대체로 직교하는 제2 축을 따라 위치되는 시스템.
  29. 제27항에 있어서, 플랫폼의 제1 표면상에 미러를 포함하는 시스템.
  30. 제29항에 있어서, 플랫폼의 제2 표면상에 자석을 포함하는 시스템.
  31. 제27항에 있어서, 플랫폼의 회전 각도를 감지하기 위한 플랫폼 위치 센서를 포함하는 시스템.
  32. 제31항에 있어서, 프레임의 회전 각도를 감지하기 위한 프레임 위치 센서를 포함하는 시스템.
  33. 래스터 스캔을 발생하기 위한 방법이며,
    한 쌍의 변형부에 의해 프레임 내에서 제1 축에 대해 회전식으로 현수된 플랫폼상의 미러를 제1 주변에 대한 제1 위치로 경사지게 하는 단계와,
    회전 변형부의 공진 주파수로 제2 축에 대해 회전식인 프레임을 공진시키는 단계와,
    제1 축에 대한 미러를 제1 축에 대한 제2 위치로 경사지게 하는 단계를 포함하는 래스터 스캔 발생 방법.
  34. 제33항에 있어서, 자성 센서에 의한 프레임과 플랫폼의 경사에 대한 피드백을 제공하는 단계를 포함하는 래스터 스캔 발생 방법.
  35. 제34항에 있어서, 제1축은 제로-스프링 복원력을 갖는 래스터 스캔 발생 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019113830A (ja) * 2017-11-13 2019-07-11 株式会社村田製作所 中央支持部を備えたｍｅｍｓ反射器

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7643196B2 (en) * 2005-12-16 2010-01-05 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Systems, methods and devices for actuating a moveable miniature platform
US7598688B2 (en) * 2006-06-22 2009-10-06 Orbotech Ltd Tilting device
US7602134B1 (en) * 2006-07-20 2009-10-13 L-3 Communications Sonoma Eo, Inc. Twist capsule for rotatable payload
WO2008157238A1 (en) * 2007-06-13 2008-12-24 Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Devices, systems, and methods for actuating a moveable miniature platform
KR101345288B1 (ko) * 2007-09-21 2013-12-27 삼성전자주식회사 2축 구동 전자기 스캐너
US8752969B1 (en) 2007-10-15 2014-06-17 Arete Associates Method of operating a fast scanning mirror
US8218215B2 (en) * 2008-06-23 2012-07-10 Honeywell International Inc. Transducer-mirror structure
US8757345B2 (en) * 2009-04-29 2014-06-24 Novellus Systems, Inc. Magnetic rotational hardstop for robot
US8727548B1 (en) 2009-07-22 2014-05-20 Exelis, Inc. Field steering mirror
US8128246B1 (en) * 2009-07-22 2012-03-06 Exelis, Inc. Fast steering mirror
WO2012171581A1 (en) * 2011-06-17 2012-12-20 Abariscan Gmbh Positioning apparatus and system for directing a beam
DE102012200736A1 (de) * 2012-01-19 2013-07-25 Carl Zeiss Smt Gmbh Spiegelanordnung, insbesondere zum Einsatz in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage
JP5803813B2 (ja) * 2012-05-30 2015-11-04 株式会社豊田中央研究所 偏向器
US10114212B2 (en) 2012-05-29 2018-10-30 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Deflector
US9335544B2 (en) * 2013-03-15 2016-05-10 Rit Wireless Ltd. Electrostatically steerable actuator
US9801563B2 (en) * 2013-11-06 2017-10-31 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Micro-magnetic reporter and systems
DE102013223933B4 (de) 2013-11-22 2021-12-02 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Resonanz-Mikrospiegelanordnung
DE102013114822B3 (de) * 2013-12-23 2014-11-20 Ernst-Abbe-Fachhochschule Jena Zweiachsige Kippvorrichtung
US9310609B2 (en) * 2014-07-25 2016-04-12 Hand Held Products, Inc. Axially reinforced flexible scan element
US9991922B2 (en) 2015-01-05 2018-06-05 Iomounts, Llc Apparatus and method for supporting an article
US9798135B2 (en) * 2015-02-16 2017-10-24 Apple Inc. Hybrid MEMS scanning module
US10277084B1 (en) 2016-10-19 2019-04-30 Waymo Llc Planar rotary transformer
US10530209B2 (en) 2016-10-28 2020-01-07 Waymo Llc Devices and methods for driving a rotary platform
KR102046472B1 (ko) 2017-02-15 2019-11-19 삼성전기주식회사 손떨림 보정 반사모듈 및 이를 포함하는 카메라 모듈
WO2019138115A1 (en) 2018-01-12 2019-07-18 Barco N.V. Device for elastic pivoting about two orthogonal axes
US10931175B2 (en) 2018-10-31 2021-02-23 Waymo Llc Magnet ring with jittered poles
RU2701793C1 (ru) * 2019-02-18 2019-10-01 Михаил Викторович Яковлев Способ управления лазерным лучом
WO2020185195A1 (en) * 2019-03-08 2020-09-17 Light Steering Technologies, Llc Magnetic joint and optical mount using the same
US11487127B2 (en) * 2019-10-23 2022-11-01 Microsoft Technology Licensing, Llc Magnetic seesaw scanner
DE102020206843A1 (de) 2020-06-02 2021-12-02 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Vorrichtung zum Ausrichten eines Sensors oder Beleuchtungsmittels
EP4036629A1 (en) * 2021-01-29 2022-08-03 Optotune AG Optical device with a supported flexure joint

Family Cites Families (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3642353A (en) 1970-10-02 1972-02-15 Lasermation Inc Adjustable mirror assembly
US3946166A (en) 1974-04-01 1976-03-23 Zenith Radio Corporation Tracking arrangement
NL171405C (nl) 1975-09-29 1983-03-16 Philips Nv Zwenkspiegelinrichting.
JPS5249607A (en) * 1975-10-20 1977-04-20 Taiho Kensetsu Kk Caisson
US4100576A (en) 1976-04-28 1978-07-11 Zenith Radio Corporation Electromagnetic optical beam controller having an eddy current damper for arresting mechanical resonance
JPS5627786Y2 (ko) * 1977-02-03 1981-07-02
JPS53108403A (en) * 1977-03-04 1978-09-21 Sony Corp Mirror supporting device for video disc
FR2385137A1 (fr) 1977-03-24 1978-10-20 Seim Dispositif de reglage electrique d'un element tel qu'un retroviseur exterieur d'un vehicule automobile
US4157861A (en) 1977-08-03 1979-06-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Optical beam steering system
JPS5593544A (en) 1979-01-09 1980-07-16 Sony Corp Multi-axis movable mirror unit
NL8005948A (nl) 1980-10-30 1982-05-17 Philips Nv Zwenkspiegelinrichting.
DE3213076A1 (de) 1982-04-07 1983-10-20 Max Planck Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V., 3400 Göttingen Sekundaerspiegel-kippvorrichtung fuer ein spiegelteleskop
DE3424230A1 (de) 1984-06-30 1986-03-20 Eltro GmbH, Gesellschaft für Strahlungstechnik, 6900 Heidelberg Schwingspiegel
SE448027B (sv) 1985-05-22 1987-01-12 Philips Norden Ab Anordning for tva-axligt rorlig upphengning av en kropp
DE3538898A1 (de) 1985-11-02 1987-05-07 Zeiss Carl Fa Elektro-magnetisch angetriebener schwingspiegel
JPS63311321A (ja) 1987-06-15 1988-12-20 Sharp Corp 走査型光プリンタ
US6729545B2 (en) 1990-05-29 2004-05-04 Symbol Technologies, Inc. Integrated scanner on a common substrate having an omnidirectional mirror
US5239361A (en) 1991-10-25 1993-08-24 Nicolet Instrument Corporation Dynamic mirror alignment device for the interferometer of an infrared spectrometer
US5488862A (en) * 1993-10-18 1996-02-06 Armand P. Neukermans Monolithic silicon rate-gyro with integrated sensors
DE19504568A1 (de) 1995-02-11 1996-08-14 Zeiss Carl Fa Kippspiegelanordnung
IT1286550B1 (it) 1996-02-13 1998-07-15 El En S R L Dispositivo e metodo di deflessione di un fascio laser mediante specchio singolo
US6028689A (en) 1997-01-24 2000-02-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Multi-motion micromirror
KR100242297B1 (ko) 1997-08-30 2000-02-01 윤종용 노광부의 폴리곤미러 겸용 스캐너 모터
EP0977066A1 (en) 1998-07-27 2000-02-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. Radiation-beam manipulator having a pretensioned thrust bearing
US6072686A (en) 1998-12-11 2000-06-06 The Aerospace Corporation Micromachined rotating integrated switch
JP2000241746A (ja) 1999-02-24 2000-09-08 Konica Corp 光偏向装置、光偏向装置の停止制御方法及び画像形成装置
US6428173B1 (en) 1999-05-03 2002-08-06 Jds Uniphase, Inc. Moveable microelectromechanical mirror structures and associated methods
DE19963382A1 (de) 1999-12-28 2001-07-12 Bosch Gmbh Robert Mikrospiegel
US6735008B2 (en) 2000-07-31 2004-05-11 Corning Incorporated MEMS mirror and method of fabrication
US6388789B1 (en) 2000-09-19 2002-05-14 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Multi-axis magnetically actuated device
US6906511B2 (en) 2001-05-08 2005-06-14 Analog Devices, Inc. Magnetic position detection for micro machined optical element
US6522452B2 (en) 2001-04-26 2003-02-18 Jds Uniphase Corporation Latchable microelectromechanical structures using non-newtonian fluids, and methods of operating same
US6828698B2 (en) 2001-06-14 2004-12-07 Lightbay Networks Corporation Gimbal for supporting a moveable mirror
US6720682B2 (en) 2001-06-14 2004-04-13 Lightbay Networks Corporation Actuator assembly for tilting a mirror or like object
US6778728B2 (en) 2001-08-10 2004-08-17 Corning Intellisense Corporation Micro-electro-mechanical mirror devices having a high linear mirror fill factor
US6844952B2 (en) 2001-09-18 2005-01-18 Vitesse Semiconductor Corporation Actuator-controlled mirror with Z-stop mechanism
JP2003090970A (ja) 2001-09-19 2003-03-28 Olympus Optical Co Ltd 可変形状ミラー
US6856437B2 (en) * 2002-02-01 2005-02-15 Terabeam Corporation Fast steering mirror
US6894823B2 (en) 2002-04-26 2005-05-17 Corning Intellisense Llc Magnetically actuated microelectromechanical devices and method of manufacture
US6803938B2 (en) * 2002-05-07 2004-10-12 Texas Instruments Incorporated Dynamic laser printer scanning alignment using a torsional hinge mirror
JP2004133196A (ja) * 2002-10-10 2004-04-30 Nec Corp ミラーチルト機構及びそれを用いた光スイッチ
US20040184124A1 (en) * 2002-11-13 2004-09-23 Olympus Corporation Optical deflection device
US6760145B1 (en) 2003-01-23 2004-07-06 Corning Incorporated Actuator for dual-axis rotation micromirror
US6914361B2 (en) 2003-03-07 2005-07-05 Leybold Vakuum Gmbh Magnetic bearing
US7019877B2 (en) 2003-03-25 2006-03-28 Shpizel Matvey B Light beam deflector
US20050018322A1 (en) 2003-05-28 2005-01-27 Terraop Ltd. Magnetically actuated fast MEMS mirrors and microscanners
US6972885B2 (en) 2003-06-24 2005-12-06 Drs Sensors & Targeting Systems, Inc. Precision mirror displacement assembly
JP4432406B2 (ja) * 2003-08-13 2010-03-17 日本ビクター株式会社 光検出装置及び方法
US7034415B2 (en) 2003-10-09 2006-04-25 Texas Instruments Incorporated Pivoting mirror with improved magnetic drive
JP4729289B2 (ja) * 2003-12-04 2011-07-20 オリンパス株式会社 光偏向器
US7643196B2 (en) 2005-12-16 2010-01-05 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Systems, methods and devices for actuating a moveable miniature platform
JP4831813B2 (ja) 2006-01-30 2011-12-07 株式会社村上開明堂 位置検出装置および自動車用ミラーの鏡面角度検出装置
WO2008157238A1 (en) 2007-06-13 2008-12-24 Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Devices, systems, and methods for actuating a moveable miniature platform

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019113830A (ja) * 2017-11-13 2019-07-11 株式会社村田製作所 中央支持部を備えたｍｅｍｓ反射器

Also Published As

Publication number Publication date
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