KR20140139682A - Electromagnetic actuator - Google Patents

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Abstract

An electromagnetic actuator includes: a moving part which includes a moving structure which is located in the opening region of a substrate and moves with a rotation shaft in the extension direction of an elastic body connected to the outside, and a conductive coil which generates a driving force for the driving structure by the interaction with a magnetic field due to the flow of a driving current; and a magnetic field generation part which is located in the lower part of the moving part, generates the magnetic field, and includes a first region and a second region which have opposite magnetic poles to each other in the upper surface based on a reference line intersecting with the rotation shaft with an acute angle in a floor plan, a third region which has an opposite magnetic pole to the first region in the outside of the first region, and a forth region which has an opposite magnetic pole to the second region in the outside of the second region.

Description

전자력 구동 액추에이터{Electromagnetic actuator}[0001] Electromagnetic actuator [0002]

본 발명은 전자력 구동 액추에이터에 관한 것이다.
The present invention relates to an electromagnetic force actuated actuator.

광소자 기술의 발전과 더불어 각종 정보의 입출력단 및 정보 전달의 매개체로 광을 사용하는 다양한 기술들이 대두되고 있는데, 바코드 스캐너(barcode scanner)나 기초적인 수준의 스캐닝 레이저 디스플레이(scanning laser display) 등과 같이 광원에서 나오는 빔을 주사하여 사용하는 기술을 대표적인 예로 들 수 있다. In addition to the development of optical device technology, a variety of technologies using light as an input / output unit of various information and as an intermediary for information transmission are being developed. Such as barcode scanner or basic level scanning laser display A typical example is a technique in which a beam from a light source is scanned and used.

특히, 최근에는 높은 공간 분해능(High Spatial Resolution)의 빔 스캐닝을 이용한 시스템이 개발되고 있으며, 이러한 시스템으로는 레이저 스캐닝(laser scanning)을 사용한 고해상도의 원색 재현력이 뛰어난 투사 방식 디스플레이 시스템(projection display system)이나 HMD(Head Mounted Display), 레이저 프린터 등이 있다. In particular, recently, a system using beam scanning with a high spatial resolution has been developed. Such systems include a projection display system having high resolution and high reproducibility of primary color using laser scanning, A head mounted display (HMD), and a laser printer.

이러한 빔 스캐닝 기술은 적용 사례에 따라 다양한 주사 속도(Scanning Speed)와 주사 범위(Scanning Range; 각변위; Angular displacement, Tilting Angle)를 가지는 스캐닝 미러가 요구되는데, 기존의 빔 스캐닝은 갈바닉 미러(galvanic mirror)나 회전형 폴리곤 미러(rotating polygon mirror) 등 구동 되는 미러의 반사면과 입사광이 이루는 입사 각도를 조절하여 구현된다.Such a beam scanning technique requires scanning mirrors having various scanning speeds and scanning angles (angular displacement, angular displacement, tilting angle) according to application examples. In the conventional beam scanning, a galvanic mirror ) Or a rotating polygon mirror and the angle of incidence between the reflecting surface of the mirror and the incident light.

갈바닉 미러를 사용하는 경우 수 내지 수십 헤르쯔(Hz) 정도의 주사 속도를 구현할 수 있으며, 폴리곤 미러를 사용하는 경우 수 킬로헤르쯔(kHz) 정도의 주사 속도를 구현하는 것이 가능하다. 즉, 폴리곤 미러의 경우 고속으로 회전하는 모터에 폴리곤 미러가 장착되어 있는 형태를 취하기 때문에, 주사 속도는 폴리곤 미러의 회전 각속도에 비례하며 이는 가동부 모터의 회전 속도에 의존하므로 통상의 모터 회전 속도의 한계로 인하여 주사 속도를 증가시키는데 한계가 있으며, 전체 시스템의 부피와 전력 소모를 감소시키기 어려운 단점이 있다. 또한, 구동 모터부의 기계적 마찰 소음을 근본적으로 해결하여야 하며, 복잡한 구조로 인해 원가 절감을 기대하기 어렵다.When a galvanic mirror is used, a scanning speed of about several to several tens of hertz (Hz) can be realized, and it is possible to realize a scanning speed of several kilohertz (kHz) when a polygon mirror is used. That is, in the case of the polygon mirror, since the polygon mirror is mounted on the motor rotating at a high speed, the scanning speed is proportional to the rotation angular speed of the polygon mirror, which depends on the rotating speed of the moving part motor, There is a limitation in increasing the scanning speed and it is difficult to reduce the volume and power consumption of the entire system. In addition, the mechanical friction noise of the drive motor unit must be fundamentally solved, and it is difficult to expect cost reduction due to the complicated structure.

반면, 마이크로미러(micro mirror)를 사용한 주사 장치의 경우 양방향 주사가 가능하고, 수십 kHz에 이르는 빠른 주사 속도를 구현할 수 있다. 이와 같은 마이크로미러는, 로렌츠힘(Lorentz Force)을 구동력으로 사용하는 전자력 구동 액추에이터에 해당된다.On the other hand, in the case of a scanning device using a micro mirror, bidirectional scanning is possible and a scanning speed as fast as several tens of kHz can be achieved. Such a micromirror corresponds to a magnetically driven actuator using a Lorentz force as a driving force.

이와 같이 전자력 구동 액추에이터에 의해 구현되는 스캐닝 마이크로미러에 대해 도 1을 참조하여 설명한다.The scanning micromirror implemented by the electromagnetically driven actuator will be described with reference to Fig.

도 1을 참조하면, 종래의 마이크로미러(10)에는, 미러판(20)의 주변을 따라 루프 형태의 도전코일(40)이 설치되어 있고, 미러판(20)을 사이에 두고 서로 반대되는 자극이 마주보도록 두 자석(51, 52)이 배치되어 있다. 1, a conventional micromirror 10 is provided with a conductive coil 40 in the form of a loop along the periphery of a mirror plate 20, And two magnets 51 and 52 are arranged so as to face each other.

이와 같은 경우에, 두 자석(51, 52) 사이의 자기장(H)과 도전코일(40)에 흐르는 전류의 상호작용으로 발생된 로렌쯔힘에 의해, 자기장(H)의 방향과 수직한 방향의 회전축(RA)을 중심으로 하여 미러판(20)이 소정 각도 회전할 수 있게 된다. In this case, the Lorentz force generated by the interaction between the magnetic field H between the two magnets 51 and 52 and the current flowing through the conductive coil 40 causes the rotation axis in the direction perpendicular to the direction of the magnetic field H The mirror plate 20 can be rotated at a predetermined angle around the center axis RA.

이처럼, 종래의 마이크로미러에서는, 자기장을 발생시키는 두 자석이 미러판을 사이에 두고 미러판과 동일 평면 상에 배치된다. 이에 따라, 두 자석은 최소한 미러판의 폭 이상 이격되어야 한다. 따라서, 도전코일에 작용하는 자기장의 세기에는 한계가 존재하게 되며, 결과적으로 미러판의 구동에도 한계가 존재하게 된다.
In this way, in the conventional micromirror, two magnets for generating a magnetic field are disposed on the same plane as the mirror plate with the mirror plate therebetween. Accordingly, the two magnets should be spaced at least beyond the width of the mirror plate. Therefore, there is a limitation in the strength of the magnetic field acting on the conductive coil, and as a result, there is also a limit to the driving of the mirror plate.

본 발명은 도전코일에 작용하는 자기장의 세기를 효과적으로 향상시킬 수 있는 방안을 제공하는 데 과제가 있다.
The present invention has a problem to provide a method of effectively improving the strength of a magnetic field acting on a conductive coil.

전술한 바와 같은 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 기판의 개방영역에 위치하고 외측에 연결된 탄성체의 연장방향을 회전축으로 하여 구동되는 가동구조물과, 구동 전류가 흘러 자기장과의 상호작용으로 상기 가동구조물에 대한 구동력을 발생시키는 도전코일을 포함하는 가동부와; 상기 가동부 하부에 위치하고 상기 자기장을 발생시키며, 평면적으로 볼 때 상기 회전축과 예각을 이루며 교차하는 기준선을 기준으로 하여 상면에 서로 반대되는 자극이 구성된 제1 및 2영역과, 상기 제1영역 외측에 상기 제1영역과 반대되는 자극이 상면에 구성된 제3영역과, 상기 제2영역 외측에 상기 제2영역과 반대되는 자극이 상면에 구성된 제4영역을 포함하는 자기장발생부를 포함하는 전자력 구동 액추에이터를 제공한다.In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a movable structure, which is driven by an axis of rotation of an elastic body located in an open region of a substrate and connected to an outer side thereof as a rotation axis, A movable portion including a conductive coil for generating a driving force for the movable portion; First and second regions located below the movable portion and generating the magnetic field, the first and second regions having mutually opposite magnetic poles on the upper surface with reference to a reference line intersecting at an acute angle with the rotation axis in plan view; And a magnetic field generating portion including a magnetic field generating portion including a third region having a magnetic pole opposite to the first region on the upper surface and a fourth region having a magnetic pole on the upper surface opposite to the second region outside the second region do.

여기서, 상기 제1 및 2영역 각각은 다각형이나 반원형 형상으로 구성되고, 상기 제3 및 4영역은 상기 제1 및 2영역을 둘러싸도록 구성될 수 있다.Here, each of the first and second regions may have a polygonal or semicircular shape, and the third and fourth regions may be configured to surround the first and second regions.

상기 제1 및 2영역 각각은 상기 기준선을 따라 상기 자기장발생부의 양측변까지 연장되게 구성될 수 있다.Each of the first and second regions may be configured to extend to both sides of the magnetic field generating portion along the reference line.

상기 자기장발생부는, 상기 제1 내지 4영역 각각에 대응되며 수직 방향으로 자화된 제1 내지 4자석을 포함할 수 있다.The magnetic field generator may include first to fourth magnets corresponding to the first to fourth regions and magnetized in the vertical direction.

상기 기준선은 상기 회전축과 45도 각도를 이루며 교차할 수 있다.The reference line may intersect at an angle of 45 degrees with respect to the rotation axis.

상기 가동구조물은 상기 탄성체를 통해 상기 기판에 연결되며, 상기 도전코일은 상기 가동구조물에 설치될 수 있다.The movable structure may be connected to the substrate through the elastic body, and the conductive coil may be installed in the movable structure.

상기 탄성체를 통해 상기 가동구조물과 연결되고, 상기 탄성체와 수직한 방향으로 연장된 제2탄성체를 통해 상기 기판과 연결되고, 상기 도전코일이 설치된 가동프레임을 포함할 수 있다.And a movable frame connected to the movable structure through the elastic body and connected to the substrate through a second elastic body extending in a direction perpendicular to the elastic body, the movable frame having the conductive coil.

상기 가동프레임과 상기 가동구조물 사이에 위치하고, 상기 탄성체를 통해 상기 가동구조물과 연결되고, 상기 탄성체의 연장방향과 동일한 방향으로 연장된 제3탄성체를 통해 상기 가동프레임과 연결되며, 제2도전코일이 설치된 제2가동프레임을 포함할 수 있다.And a second elastic member disposed between the movable frame and the movable structure and connected to the movable structure via the elastic body and connected to the movable frame through a third elastic body extending in the same direction as the extending direction of the elastic body, And a second movable frame mounted thereon.

상기 제2가동프레임과 상기 가동구조물 사이에 위치하고, 상기 탄성체를 통해 상기 가동구조물과 연결되고, 제4탄성체를 통해 상기 제2가동프레임과 연결된 강화틀을 포함할 수 있다.And a reinforcing frame disposed between the second movable frame and the movable structure and connected to the movable structure via the elastic body and connected to the second movable frame through a fourth elastic body.

상기 가동구조물의 상면은 광을 반사시키는 반사면으로 구성될 수 있다.
The upper surface of the movable structure may be a reflective surface for reflecting light.

본 발명에 따르면, 가동구조물과 도전코일이 구성된 가동부의 하부에 자석부를 배치하고, 평면적으로 볼 때 가동구조물의 회전축과 비스듬히 교차하는 기준선에 수직한 방향을 따라 반대되는 자극이 표면상에서 교대하여 기준선 양측 각각에 적어도 하나의 자극쌍이 존재하도록 구성된다. 이에 따라, 도전코일에 작용하는 자기장의 세기는 상당한 정도로 증가할 수 있게 된다.
According to the present invention, a magnet portion is disposed at a lower portion of a movable portion constituted by a movable structure and a conductive coil, and magnetic poles that are opposite to each other in a direction perpendicular to a reference line obliquely intersecting the rotation axis of the movable structure as viewed in plan view, And at least one pair of stimulus is present in each of them. Thus, the intensity of the magnetic field acting on the conductive coil can be increased to a considerable extent.

도 1은 종래의 스캐닝 마이크로미러를 개략적으로 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러를 개략적으로 도시한 사시도.
도 3 내지 5는 본 발명의 실시예에 따른 자석부의 자석 배치 구조에 대한 여러 예들을 개략적으로 도시한 도면.
도 6 내지 8은 본 발명의 실시예에 따른 가동부의 다른 예들을 개략적으로 도시한 도면.
도 9는 도 6의 스캐닝 마이크로미러의 2축 구동을 위해 도전코일에 인가되는 구동전류의 파형을 도시한 도면.
1 is a perspective view schematically showing a conventional scanning micromirror;
2 is a perspective view schematically showing a scanning micromirror according to an embodiment of the present invention.
Figs. 3 to 5 schematically show various examples of the magnet arrangement structure of the magnet portion according to the embodiment of the present invention; Fig.
Figs. 6 to 8 are views schematically showing other examples of the movable portion according to the embodiment of the present invention. Fig.
9 is a view showing a waveform of a driving current applied to the conductive coil for two-axis driving of the scanning micro-mirror of FIG. 6;

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

이하에서는, 설명의 편의를 위해, 전자력 구동 액추에이터로서 스캐닝 마이크로미러를 예로 들어 설명한다.
Hereinafter, for convenience of explanation, a scanning micromirror will be described as an electromagnetic force actuating actuator.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스캐닝 마이크로미러를 개략적으로 도시한 사시도이다. 2 is a perspective view schematically showing a scanning micromirror according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로미러(100)는, 자기장을 형성하는 자기장발생부(300)와, 자기장발생부(300)에서 형성된 자기장과 상호 작용하는 전기장을 형성하고 이로 인해 발생되는 로렌쯔힘을 가동력으로 사용하여 마이크로 스캐닝 구동을 수행하는 가동부(200)를 포함할 수 있다. 2, the micromirror 100 according to the embodiment of the present invention includes a magnetic field generating unit 300 for forming a magnetic field, and a magnetic field generating unit 300 for forming an electric field that interacts with a magnetic field formed in the magnetic field generating unit 300, And a movable unit 200 that performs micro-scanning driving using Lorentz force generated due to the driving force.

가동부(200)는 기판(210)과, 가동구조물(220)과, 탄성체(230)를 포함할 수 있다.The movable part 200 may include a substrate 210, a movable structure 220, and an elastic body 230.

기판(210) 내부에는 개방영역(OS)이 구성되어 있으며, 개방영역(OS) 내부에는 가동구조물(220)이 위치하게 된다.An open area OS is formed in the substrate 210 and a movable structure 220 is located in the open area OS.

가동구조물(220)은 미러판으로 기능하는 구성으로서, 상면이 반사면으로 형성되어 입사된 광을 반사할 수 있다. The movable structure 220 functions as a mirror plate. The upper surface of the movable structure 220 is formed as a reflecting surface and can reflect incident light.

가동구조물(220)은, 평면적으로 볼 때, 삼각형 이상의 다각형이나 원형의 형상을 갖도록 구성될 수 있다. 한편, 본 발명의 실시예에서는, 설명의 편의를 위해, 사각형의 형상을 갖는 경우를 예로 든다.The movable structure 220 may be configured to have a polygonal shape or a circular shape of a triangle or more in plan view. On the other hand, in the embodiment of the present invention, for convenience of explanation, a case of having a quadrangular shape is taken as an example.

가동구조물(220)은 탄성체(230)를 통해 기판(210)과 연결되어 지지될 수 있다. 탄성체(230)는 토션바(torsion bar)와 같은 역할을 하는 구성으로서, 가동구조물(220)의 서로 마주보는 양단에 연결되어, 가동구조물(220)의 회전축(RA)으로서 기능할 수 있게 된다. The movable structure 220 may be connected to and supported by the substrate 210 through the elastic body 230. The elastic body 230 is configured to function as a torsion bar and can be connected to opposite ends of the movable structure 220 to function as a rotation axis RA of the movable structure 220.

한편, 가동구조물(220)에는, 그 주변을 따라 가동구조물(220)과 동일한 평면 형상을 가지며 구동전류가 흐르게 되는 도전코일(240)이 구성될 수 있다. 도전코일(240)은 반사면인 상면에 구성될 수 있다. 한편, 다른 예로서, 도전코일(240)은 상면의 반대면인 배면에 구성될 수 있다.The movable structure 220 may include a conductive coil 240 having the same planar shape as the movable structure 220 and having a driving current flowing along the periphery thereof. The conductive coil 240 may be formed on the upper surface which is a reflective surface. On the other hand, as another example, the conductive coil 240 may be formed on the rear surface opposite to the upper surface.

이와 같은 도전코일(240)은, 가동구조물(220)의 일측에 연결된 탄성체(230)를 따라 기판(210)으로 연장되도록 구성될 수 있다. 즉, 도전코일(240)은, 기판(210)으로부터 탄성체(230)를 거쳐 가동구조물(220)에 인입되고, 그 후 가동구조물(220)의 주변을 따라 일방향으로 한바퀴 돌아 탄성체(230)로 인출된 후, 기판(210)으로 돌아 나오도록 구성될 수 있게 된다. The conductive coil 240 may extend to the substrate 210 along the elastic body 230 connected to one side of the movable structure 220. That is, the conductive coil 240 is drawn into the movable structure 220 from the substrate 210 via the elastic body 230 and thereafter is turned one direction along the periphery of the movable structure 220 to be drawn out to the elastic body 230 And then return to the substrate 210.

이에 따라, 구동전류는 루프 형태로 시계방향과 반시계방향 중 하나의 방향으로 한바퀴 회전하여 입력된 측과 동일한 측으로 출력된다. Accordingly, the driving current is turned in a loop in one clockwise or counterclockwise direction and output to the same side as the input side.

이와 같이, 도전코일(240)에 구동전류가 흐르게 되면, 자기장발생부(300)로부터 발생된 자기장에 의해 도전코일(240)에 로렌쯔힘이 작용하게 되고, 이에 따라 탄성체(230)의 연장 방향을 회전축(RA)으로 하여 가동구조물(220)은 소정 각도로 회전할 수 있게 된다. When a driving current flows through the conductive coil 240, a Lorentz force acts on the conductive coil 240 due to the magnetic field generated from the magnetic field generating unit 300. Accordingly, the extending direction of the elastic body 230 is The movable structure 220 can be rotated at a predetermined angle using the rotation axis RA.

위와 같이 자기장을 발생시키는 자기장발생부(300)는, 하부의 폴피스(pole piece; 310)와 폴피스(310) 상부의 자석부(320)로 구성될 수 있다.The magnetic field generating unit 300 generating a magnetic field as described above may include a lower pole piece 310 and a magnet unit 320 on the pole piece 310.

폴피스(310)는 투자율이 높은 물질로 구성되어, 자석부(320)에서 발생되는 자기장의 세기를 증가시킬 수 있게 된다.The pole piece 310 is made of a material having high magnetic permeability, so that the strength of the magnetic field generated in the magnet part 320 can be increased.

본 발명의 실시예에 따른 자석부(320)는, 평면적으로 볼 때, 회전축(RA)과 예각을 이루며 교차하고 가동구조물(220)의 중심을 지나는 기준선을 기준으로 하여 양측에 서로 반대되는 자극이 분할되어 위치하도록 구성될 수 있다. 특히, 자석부(320)에는, 도전코일(240)에 대응하며 기준선 양측에 서로 반대되는 두 자극이 구성된 제1 및 2영역과, 제1 및 2영역 외측 각각에 기준선을 기준으로 대칭되며 인접한 내측 영역과 반대되는 자극이 구성된 제3 및 4영역이 포함될 수 있다.The magnet part 320 according to the embodiment of the present invention has a magnetic pole which crosses the rotation axis RA at an acute angle with respect to the rotation axis RA and is opposite to the reference line passing through the center of the movable structure 220, As shown in FIG. Particularly, the magnet portion 320 is provided with first and second regions corresponding to the conductive coil 240 and having two magnetic poles opposite to each other on both sides of the reference line, and first and second regions that are symmetrical with respect to the reference line, And third and fourth regions in which stimuli opposite to the region are formed.

이와 같은 자극 배치를 갖는 자석부(300)는 다수의 자석을 사용하여 여러 가지 형태로 구성될 수 있는데, 이에 대해 도 3 내지 5를 더욱 참조하여 보다 상세하게 설명한다.The magnet unit 300 having such a magnetic pole arrangement may be configured in various forms using a plurality of magnets, which will be described in more detail with reference to FIGS. 3 to 5. FIG.

도 3 내지 5는 본 발명의 실시예에 따른 자석부의 자석 배치 구조에 대한 여러 예들을 개략적으로 도시한 도면이다.3 to 5 are views schematically showing various examples of the magnet arrangement structure of the magnet portion according to the embodiment of the present invention.

도 3 내지 5에서는, 설명의 편의를 위해, 자석부(320)에는 제1 내지 4영역 각각에 제1 내지 4자석(321 내지 324)이 구성된 경우를 예로 든다. In FIGS. 3 to 5, for convenience of explanation, a case where the first to fourth magnets 321 to 324 are formed in each of the first to fourth regions is described as an example of the magnet portion 320.

이와 같은 경우에, 제1 내지 4자석(321 내지 324)은 기판면에 수직한 방향으로 자화되도록 구성된다. 여기서, 제1 내지 4자석(321 내지 324)의 표면에서의 자극은 각각 N극, S극, N극, S극인 경우를 예로 든다.In such a case, the first to fourth magnets 321 to 324 are configured to be magnetized in a direction perpendicular to the substrate surface. Here, the magnetic poles on the surfaces of the first to fourth magnets 321 to 324 are N poles, S poles, N poles, and S poles, respectively.

먼저, 도 3의 구조를 살펴보면, 자극이 서로 반대되는 제1 및 2자석(321, 322)은 회전축(RA)과 예각을 이루며 교차하는 기준선(RL)의 양측에 서로 마주보며 대칭되게 위치한다. 여기서, 회전축(RA)과 기준선(RL)은 45도를 이루도록 구성되는 것이 바람직한데, 이에 한정되지는 않는다.3, the first and second magnets 321 and 322 having mutually opposite magnetic poles are positioned symmetrically opposite to each other on both sides of the reference line RL intersecting with the rotation axis RA at an acute angle. Here, it is preferable that the rotation axis RA and the reference line RL are formed to be 45 degrees, but the present invention is not limited thereto.

그리고, 제3 및 4자석(323, 324)은 각각, 제1 및 2자석(321, 322)의 외측에 기준선(RL)을 기준으로 서로 대칭되게 위치한다.The third and fourth magnets 323 and 324 are positioned symmetrically with respect to the reference line RL outside the first and second magnets 321 and 322, respectively.

여기서, 제1 및 2자석(321, 322) 각각은 외측에 위치하는 제3 및 4자석(323, 324)과의 사이에서 발생되는 자기장의 방향이 적어도 2개 이상 방향을 갖도록 구성될 수 있는데, 예를 들면 제1 및 2자석(321, 322)은 직각삼각형 형상으로 형성될 수 있다. Here, each of the first and second magnets 321 and 322 may be configured so that the direction of the magnetic field generated between the third and fourth magnets 323 and 324 located at the outer side has at least two directions, For example, the first and second magnets 321 and 322 may be formed in a right triangle shape.

이와 같은 경우에, 제3 및 4자석(323, 324)은 제1 및 2자석(321, 322)의 외측을 둘러싸도록 형성될 수 있다.In such a case, the third and fourth magnets 323 and 324 may be formed so as to surround the outside of the first and second magnets 321 and 322.

한편, 도전코일(240)은 제1 및 2자석(321, 322)와 대응하도록 구성될 수 있게 된다. 이와 관련하여, 평면적으로 볼 때, 도전코일(240)에 의해 둘러싸여진 영역은, 제1 및 2자석(321, 322)이 형성된 영역과 실질적으로 일치하거나 이를 완전히 덮도록 구성되는 것이 바람직한데, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들면, 도전코일(240)에 의해 둘러싸여진 영역이 제1 및 2자석(321, 322)이 형성된 영역보다 작도록 구성될 수도 있다On the other hand, the conductive coil 240 can be configured to correspond to the first and second magnets 321 and 322. In this regard, it is preferable that the region surrounded by the conductive coil 240 in plan view is configured to substantially coincide with or completely cover the region where the first and second magnets 321 and 322 are formed, But is not limited to. For example, the region surrounded by the conductive coil 240 may be configured to be smaller than the region where the first and second magnets 321 and 322 are formed

전술한 바와 같이 자석부(320)를 구성함에 따라, 도전코일(240)에 작용하는 자기장의 세기는 상당한 정도로 증가할 수 있게 된다. As described above, by constructing the magnet portion 320, the intensity of the magnetic field acting on the conductive coil 240 can be increased to a considerable extent.

즉, 자석부(320)를 가동구조물(220)의 하부에 형성함에 따라, 자기장을 발생하는 두 자석 사이는 서로 접촉하도록 구성될 수 있어, 이들 자석 사이의 이격 간격에 대한 제한은 실질적으로 존재하지 않는다고 볼 수 있다.That is, by forming the magnet portion 320 in the lower portion of the movable structure 220, the two magnets that generate the magnetic field can be configured to contact each other, so that there is substantially no restriction on the spacing between the magnets It can be said that no.

더욱이, 도전코일(240)에 작용하는 자기장을 발생시킴에 있어, 제1 및 3자석(321, 323)은 기준선(RA)을 기준으로 2개로 구분되는 도전코일(240)의 일부에 대응하는 하나의 자극쌍으로 기능하고, 제2 및 4자석(322, 324)은 도전코일(240)의 다른 일부에 대응하는 다른 하나의 자극쌍으로 기능하게 된다.The first and third magnets 321 and 323 are arranged in parallel to the conductive coil 240 so as to generate a magnetic field acting on the conductive coil 240. In addition, And the second and fourth magnets 322 and 324 function as another pair of poles corresponding to different portions of the conductive coil 240. [

이와 같은 자석부(320)의 구성에 따라, 도전코일(240)에 작용하는 자기장의 세기는, 종래에 비해 상당한 정도로 증가할 수 있게 된다. According to the configuration of the magnet unit 320, the intensity of the magnetic field acting on the conductive coil 240 can be increased to a considerable extent as compared with the conventional one.

다음으로, 도 4의 구조를 살펴보면, 도 3의 구조와 달리, 제1 및 2자석(321, 322)은 반원형 형상으로 형성될 수 있다. 이와 같은 경우에, 도 3과 유사하게, 도전코일(240)은 제1 및 2자석(321, 322)와 대응하도록 구성될 수 있게 된다.4, unlike the structure of FIG. 3, the first and second magnets 321 and 322 may be formed in a semicircular shape. In such a case, similarly to FIG. 3, the conductive coil 240 can be configured to correspond to the first and second magnets 321 and 322.

전술한 도 3 및 4의 구조에서는, 제1 및 2자석(321, 322)이 형성된 영역은 제3 및 4자석(323, 324)이 형성된 영역에 의해 둘러싸이며, 제1 및 2자석(321, 322)은 삼각형과 반원형의 형태로 형성되고, 제3 및 4자석(323, 324)은 그 내측이 제1 및 2자석(321, 322)의 외측을 따라 형성된다. 한편, 제1 및 2자석(321, 322)은 삼각형 이외에 사각형 등의 다각형 형태로 형성될 수도 있다.3 and 4, the regions where the first and second magnets 321 and 322 are formed are surrounded by the regions where the third and fourth magnets 323 and 324 are formed, and the first and second magnets 321 and 322 are surrounded by the regions where the third and fourth magnets 323 and 324 are formed, 322 are formed in the shape of a triangle and a semicircle, and the inner sides of the third and fourth magnets 323, 324 are formed along the outer sides of the first and second magnets 321, 322. Meanwhile, the first and second magnets 321 and 322 may be formed in a polygonal shape such as a rectangle in addition to the triangle.

다음으로, 도 5의 구조를 살펴보면, 도 3 및 4의 구조와는 달리, 제1 및 2자석(321, 322)은 기준선(RL)을 따라 양방향으로 연장되며, 자석부(320)의 측변까지 연장되도록 구성될 수 있다.5 and 5, the first and second magnets 321 and 322 extend in both directions along the reference line RL and extend to the side of the magnet portion 320 As shown in FIG.

이와 같은 경우에, 도전코일(240)은 제1 및 2자석(321, 322)과 대응하도록 구성될 수 있게 된다. 특히, 도전코일(240)이 제1 및 2자석(321, 322)의 최외측 내에 위치하도록 구성될 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.In such a case, the conductive coil 240 can be configured so as to correspond to the first and second magnets 321 and 322. In particular, the conductive coil 240 may be configured to be positioned within the outermost sides of the first and second magnets 321 and 322, but is not limited thereto.

한편, 위와 같은 예들에서는, 자석부(320)가 평면적으로 사각형의 형상을 갖는 경우를 설명하였는데, 이와는 달리 자석부(320)은 오각형 등의 다각형 형상이나 원형의 형상으로 구성될 수 있다.
In the above embodiments, the magnet portion 320 has a rectangular shape in a plan view. Alternatively, the magnet portion 320 may have a polygonal shape such as a pentagon or a circular shape.

전술한 바에서는, 가동구조물(220)이 하나의 회전축을 따라 회전하여 스캐닝이 수행되는 1축 스캐닝 구조의 가동부(200)를 예로 들어 설명하였다.In the above description, the movable part 200 of the single-axis scanning structure in which the movable structure 220 is rotated along one rotation axis and scanning is performed has been described as an example.

한편, 가동부(200)는 전술한 바와 다른 형태로 구성되어 2축 스캐닝 구동을 수행할 수 있게 되는데, 이에 대해 도 6 내지 8을 참조하여 설명한다.Meanwhile, the movable unit 200 is configured in a different form from that described above to perform two-axis scanning driving, which will be described with reference to FIGS.

도 6 내지 8은 본 발명의 실시예에 따른 가동부의 다른 예들을 개략적으로 도시한 도면이다.6 to 8 are views schematically showing other examples of the moving part according to the embodiment of the present invention.

먼저, 도 6을 참조하면, 가동부(200)는 기판(210)과, 가동구조물(220)과, 가동프레임(250)과, 제1 및 2탄성체(231, 232)를 포함할 수 있다.6, the movable unit 200 may include a substrate 210, a movable structure 220, a movable frame 250, and first and second elastic members 231 and 232.

이처럼, 도 6의 가동부(200)는, 도 2의 가동부와 비교하여, 가동프레임(250)과 하나의 탄성체가 더욱 구성된다.As described above, the movable part 200 of FIG. 6 further comprises the movable frame 250 and one elastic body as compared with the movable part of FIG.

가동프레임(250)은 가동구조물(220)의 외측을 둘러싸는 형태로 구성된다. 가동프레임(250)은, 가동구조물(220)의 양측에 연결된 제1탄성체(231)를 통해 가동구조물(220)과 연결되어 이를 지지할 수 있다. 그리고, 가동프레임(250)은 양측에 형성된 제2탄성체(232)를 통해 기판(210)과 연결되어 지지될 수 있다. The movable frame 250 is configured to surround the outside of the movable structure 220. The movable frame 250 may be connected to and supported by the movable structure 220 through a first elastic body 231 connected to both sides of the movable structure 220. The movable frame 250 may be connected to the substrate 210 through a second elastic body 232 formed on both sides thereof.

제1탄성체(231)는 제1방향을 따라 연장되며, 이와 같은 제1탄성체(231)의 연장방향을 제1회전축(RA1)으로 하여 가동구조물(220)은 회전할 수 있게 된다.The first elastic body 231 extends along the first direction and the movable structure 220 can rotate with the extension direction of the first elastic body 231 as the first rotation axis RA1.

제2탄성체(232)는 제1방향과 수직한 제2방향을 따라 연장되며, 이와 같은 제2탄성체(232)의 연장방향을 제2회전축(RA2)으로 하여 가동프레임(250)은 회전할 수 있게 된다. The second elastic body 232 extends along a second direction perpendicular to the first direction and the extension direction of the second elastic body 232 is a second rotation axis RA2, .

이처럼, 제2회전축(RA2)을 중심으로 한 가동프레임(250)의 회전과, 제1회전축(RA1)을 중심으로 한 가동구조물(220)의 회전에 의해, 2축 스캐닝 구동이 구현될 수 있게 된다.As described above, by the rotation of the movable frame 250 about the second rotation axis RA2 and the rotation of the movable structure 220 about the first rotation axis RA1, the two-axis scanning drive can be realized do.

이와 관련하여, 가동프레임(250)에는 루프 형태로 구성되며 구동전류가 흐르게 되는 도전코일(240)이 구성될 수 있다. 이와 같은 도전코일(240)은, 가동프레임(250)의 일측에 연결된 제2탄성체(232)를 따라 기판(210)으로 연장되도록 구성될 수 있다. 즉, 도전코일(240)은, 기판(210)으로부터 제2탄성체(232)를 거쳐 가동프레임(250)에 인입되고, 그 후 가동프레임(250)을 따라 한바퀴 돌아 제2탄성체(232)로 인출된 후, 기판(210)으로 돌아 나오도록 구성될 수 있게 된다. In this regard, the movable frame 250 may be configured in the form of a loop and a conductive coil 240 through which a driving current flows. The conductive coil 240 may be extended to the substrate 210 along the second elastic body 232 connected to one side of the movable frame 250. That is, the conductive coil 240 is drawn into the movable frame 250 from the substrate 210 via the second elastic body 232, and is then turned a second time along the movable frame 250 to be drawn out to the second elastic body 232 And then return to the substrate 210.

이와 같은 도전코일(240)에 구동전류가 인가되면, 제1 및 2회전축(RA1, RA2) 모두와 비스듬하게 교차하는 자석부(320)의 자극 분할의 기준선(RL)을 중심으로 서로 반대되는 방향의 로렌쯔힘이 도전코일(240)에 발생될 수 있다.When the driving current is applied to the conductive coil 240, the magnetization direction of the magnet portion 320 intersects the first and second rotation axes RA1 and RA2 in the direction opposite to the direction of the reference line RL Can be generated in the conductive coil 240.

이에 따라, 도전코일(240)에 인가되는 구동전류의 주파수 등을 조절함으로써, 2축 스캐닝 구동을 구현할 수 있게 된다.Accordingly, by controlling the frequency of the driving current applied to the conductive coil 240, the two-axis scanning driving can be realized.

여기서, 2축 구동을 위해 도전코일(240)에 인가되는 구동전류는, 도 9에 도시한 바와 같은 형태로 구성될 수 있다. 예를 들면, 60Hz의 제1주파수(f1)를 갖는 파형의 전류와, 20kHz의 제2주파수(f2)를 갖는 파형의 전류를 동시에 인가함으로써, 제1주파수(f1) 파형에 제2주파수(f2) 파형이 실어 올려진 구동전류가 인가될 수 있게 된다. Here, the driving current applied to the conductive coil 240 for two-axis driving can be configured as shown in Fig. For example, a waveform current having a first frequency f1 of 60 Hz and a waveform current having a second frequency f2 of 20 kHz are simultaneously applied to the first frequency f1 waveform to generate the second frequency f2 So that the drive current to which the waveform is applied can be applied.

이와 관련하여, 가동프레임(250)과 가동구조물(220)은 서로 다른 공진주파수로 구동되도록 구성된다. 예를 들면, 가동구조물(220)은 제1회전축(RA1)을 기준으로 수평 방향 스캔을 위한 회전을 하게 되며 이를 위해 대략 20kHz의 공진주파수로 구동될 수 있다. 한편, 가동프레임(250)은 제2회전축(RA2)을 기준으로 수직 방향 스캔을 위한 회전을 하게 되며 이를 위해 대략 300Hz의 공진주파수로 구동될 수 있다.In this regard, the movable frame 250 and the movable structure 220 are configured to be driven at different resonance frequencies. For example, the movable structure 220 rotates for horizontal scanning with respect to the first rotation axis RA1 and can be driven at a resonance frequency of about 20 kHz. On the other hand, the movable frame 250 rotates for vertical scanning with respect to the second rotation axis RA2, and can be driven at a resonance frequency of approximately 300 Hz.

이와 같은 경우에, 가동프레임(250)의 공진주파수보다 낮은 제1주파수(f1)의 전류가 구동전류로서 인가되면, 가동프레임(250)은 제1주파수(f1)에 따른 공진모드로 강제 구동되어 제2회전축(RA2)을 중심으로 회전할 수 있게 된다. In such a case, when the current of the first frequency f1 lower than the resonance frequency of the movable frame 250 is applied as the drive current, the movable frame 250 is forced to be driven in the resonance mode according to the first frequency f1 It is possible to rotate about the second rotation axis RA2.

그리고, 가동구조물(220)의 공진주파수와 동일한 제2주파수(f2)의 전류가 구동전류로서 인가되면, 가동구조물(220)은 해당 주파수로 공진 구동되어 제1회전축(RA1)을 중심으로 회전할 수 있게 된다.When the current of the second frequency f2, which is the same as the resonant frequency of the movable structure 220, is applied as the driving current, the movable structure 220 is resonantly driven at the corresponding frequency and rotated about the first rotational axis RA1 .

한편, 제1주파수(f1)와 제2주파수(f2)를 갖는 전류가 동시에 인가되면, 가동프레임(250)과 가동구조물(220) 모두 해당 회전축을 중심으로 회전할 수 있게 된다. On the other hand, when the current having the first frequency f1 and the second frequency f2 are simultaneously applied, both the movable frame 250 and the movable structure 220 can rotate around the corresponding rotation axis.

위와 같은 방식에 따라, 하나의 도전코일(240)을 사용하여 2축 스캐닝 구동이 구현될 수 있게 된다.
According to the above-described method, the two-axis scanning driving can be realized by using one conductive coil 240. [

다음으로, 도 7을 참조하면, 가동부(200)는 기판(210)과, 가동구조물(220)과, 제1 및 2가동프레임(251, 252)과, 제1 내지 3탄성체(231 내지 233)를 포함할 수 있다.7, the movable unit 200 includes a substrate 210, a movable structure 220, first and second movable frames 251 and 252, first to third elastic members 231 to 233, . ≪ / RTI >

이처럼, 도 7의 가동부(200)는, 도 6의 가동부와 비교하여, 하나의 가동프레임과 하나의 탄성체가 더욱 구성된다.As described above, the moving part 200 of Fig. 7 further comprises one movable frame and one elastic body as compared with the moving part of Fig.

제1가동프레임(251)은 가동구조물(220)의 외측을 둘러싸는 형태로 구성된다. 제1가동프레임(251)은, 가동구조물(220)의 양측에 연결된 제1탄성체(231)를 통해 가동구조물(220)과 연결되어 이를 지지할 수 있다. 그리고, 제1가동프레임(251)은 양측에 형성된 제2탄성체(232)를 통해 이를 둘러싸는 형태로 구성된 제2가동프레임(252)에 연결되어 지지될 수 있다. 또한, 제2가동프레임(252)은 양측에 형성된 제3탄성체(233)를 통해 기판(210)에 연결되어 지지될 수 있다.The first movable frame 251 is configured to surround the outside of the movable structure 220. The first movable frame 251 may be connected to and support the movable structure 220 through a first elastic body 231 connected to both sides of the movable structure 220. The first movable frame 251 may be connected to and supported by a second movable frame 252 configured to surround the first and second elastic frames 232 and 232 formed on both sides thereof. The second movable frame 252 may be connected to the substrate 210 through a third elastic body 233 formed on both sides thereof.

제1탄성체(231)는 제1방향을 따라 연장되며, 제2탄성체(232)는 제1탄성체(231)와 동일하게 제1방향을 따라 연장된다. 따라서, 제1회전축(RA1)을 중심으로 하여, 가동구조물(220)과 제1가동프레임(251)은 제1회전축(RA1)을 중심으로 회전할 수 있다. The first elastic body 231 extends along the first direction and the second elastic body 232 extends along the first direction same as the first elastic body 231. Therefore, the movable structure 220 and the first movable frame 251 can rotate about the first rotation axis RA1 about the first rotation axis RA1.

제3탄성체(233)는 제1방향과 수직한 제2방향을 따라 연장되며, 이와 같은 제2탄성체(232)의 연장방향을 제2회전축(RA2)으로 하여 제2가동프레임(252)은 회전할 수 있게 된다. The third elastic body 233 extends along a second direction perpendicular to the first direction and the extending direction of the second elastic body 232 is defined as a second rotation axis RA2, and the second movable frame 252 is rotated .

이처럼, 제2회전축(RA2)을 중심으로 한 제2가동프레임(252)의 회전과, 제1회전축(RA1)을 중심으로 한 제1가동프레임 및 가동구조물(251, 220)의 회전에 의해, 결과적으로 2축 스캐닝 구조가 구현될 수 있게 된다.By the rotation of the second movable frame 252 about the second rotation axis RA2 and the rotation of the first movable frame and the movable structures 251 and 220 around the first rotation axis RA1, As a result, a two-axis scanning structure can be realized.

이와 관련하여, 제1 및 2가동프레임(251, 252) 각각에는 루프 형태로 구성되며 구동전류가 흐르는 제1 및 2도전코일(241, 242)이 구성될 수 있다. In this regard, each of the first and second movable frames 251 and 252 may be constituted by a first and a second conductive coil 241 and 242, which are formed in a loop shape and through which a driving current flows.

도전코일(241, 242)에 구동전류가 흐르게 되면, 자기장발생부(300)에 의해 발생된 자기장에 의해 도전코일(241, 242)에 로렌쯔힘이 작용하게 된다. When a driving current flows through the conductive coils 241 and 242, Lorentz force acts on the conductive coils 241 and 242 due to the magnetic field generated by the magnetic field generating unit 300.

이에 따라, 제3탄성체(233)의 연장 방향인 제2회전축(RA2)을 중심으로 제2가동프레임(252)은 소정 각도로 회전할 수 있게 되며, 이에 의해 제2가동프레임(252)과 연결된 제1가동프레임 및 가동구조물(251, 220) 또한 제2회전축(RA2)을 따라 회전할 수 있게 된다. The second movable frame 252 can be rotated at a predetermined angle about the second rotation axis RA2 which is the extending direction of the third elastic body 233 and thereby connected to the second movable frame 252 The first movable frame and the movable structures 251 and 220 can also rotate along the second rotation axis RA2.

또한, 제2탄성체(233)의 연장 방향인 제1회전축(RA1)을 중심으로 제1가동프레임(251)은 소정 각도로 회전할 수 있게 되며, 이에 의해 제1가동프레임(251)과 연결된 가동구조물(251, 220) 또한 제1회전축(RA1)을 따라 회전할 수 있게 된다.The first movable frame 251 can rotate at a predetermined angle about the first rotation axis RA1 extending in the direction of extension of the second elastic body 233, The structures 251 and 220 can also rotate along the first rotation axis RA1.

이처럼, 위와 같은 제1 및 2회전축(RA1, RA2)을 중심으로 한 회전에 의해, 2축 스캐닝 구조가 구현될 수 있게 된다.As described above, the two-axis scanning structure can be realized by rotating about the first and second rotation axes RA1 and RA2 as described above.

특히, 제2가동프레임(252) 내측에, 가동구조물(220)과 제1탄성체(231)를 통해 연결된 제1가동프레임(251)을 구비함에 따라, 가동구조물(220)의 각변위를 증폭시킬 수 있게 된다.Particularly, since the first movable frame 251 connected to the movable structure 220 through the first elastic body 231 is provided inside the second movable frame 252, the angular displacement of the movable structure 220 can be amplified .

이와 관련하여, 제1가동프레임(251)에 구비된 제1도전코일(241)에 흐르는 구동전류의 주파수, 크기, 방향 등을 제어함으로써, 제1가동프레임(251)과 가동구조물(220)은 제1회전축(RA1)을 중심으로 서로 역위상 즉 역방향으로 회전할 수 있게 된다. 이는, 제1가동프레임(251)의 구동전류 주파수와 가동구조물(220)의 공진주파수가 일치하도록 구동전류를 제어함으로써 구현될 수 있다.
The first movable frame 251 and the movable structure 220 are controlled by controlling the frequency, size, and direction of the driving current flowing through the first conductive coil 241 provided in the first movable frame 251, It is possible to rotate in opposite directions, that is, in the opposite directions, about the first rotation axis RA1. This can be realized by controlling the drive current so that the drive current frequency of the first movable frame 251 coincides with the resonant frequency of the movable structure 220.

다음으로, 도 8을 참조하면, 가동부(200)는 기판(210)과, 가동구조물(220)과, 제1 및 2가동프레임(251, 252)과, 강화틀(reinforcememnt rim; 253)과, 제1 내지 4탄성체(231 내지 234)를 포함할 수 있다.8, the movable unit 200 includes a substrate 210, a movable structure 220, first and second movable frames 251 and 252, a reinforcement frame 253, And may include first to fourth elastic bodies 231 to 234.

이처럼, 도 8의 가동부(200)는, 도 7의 가동부와 비교하여, 강화틀(253)과 하나의 탄성체가 더욱 구성된다.As described above, the moving part 200 of Fig. 8 further comprises the reinforcing frame 253 and one elastic body as compared with the moving part of Fig.

강화틀(253)은 가동구조물(220)의 외측을 둘러싸는 형태로 구성되며, 제4탄성체(234)를 통해 가동구조물(220)과 연결된다. 강화틀(253)은 가동구조물(220)이 외부열로 인해 열변형되거나 유동시 펄럭거림에 의한 동적 변형(dynamic deformation)이 발생하는 것을 방지하기 위한 구성에 해당된다. 이와 같은 강화틀(253)은 가동구조물(220)과 동일한 방향 및 동일한 회전각으로 움직일 수 있다.The reinforcing frame 253 is configured to surround the outer side of the movable structure 220 and is connected to the movable structure 220 through the fourth elastic body 234. The reinforcing frame 253 corresponds to a structure for preventing the dynamic structure 220 from being thermally deformed due to external heat or dynamic deformation due to flapping during flow. The reinforcing frame 253 may move in the same direction and at the same rotation angle as the movable structure 220.

한편, 강화틀(254)은 제4탄성체(254)를 통해 제1가동프레임(251)에 연결되도록 구성되어, 제1가동프레임(251)의 제1회전축(RA)을 중심으로 한 회전에 따라 강화틀 및 가동구조물(254, 220)은 함께 회전할 수 있게 된다.The reinforcing frame 254 is configured to be connected to the first movable frame 251 through the fourth elastic body 254 so that the first movable frame 251 rotates about the first rotation axis RA The reinforcing frame and the movable structures 254 and 220 can rotate together.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 가동구조물과 도전코일이 구성된 가동부의 하부에 자석부를 배치하고, 평면적으로 볼 때 가동구조물의 회전축과 비스듬히 교차하는 기준선에 수직한 방향을 따라 반대되는 자극이 표면상에서 교대하여 기준선 양측 각각에 적어도 하나의 자극쌍이 존재하도록 구성된다. 이에 따라, 도전코일에 작용하는 자기장의 세기는 상당한 정도로 증가할 수 있게 된다.
As described above, according to the embodiment of the present invention, the magnet portion is disposed at the lower portion of the movable portion constituted by the movable structure and the conductive coil, and the magnet portion is disposed opposite to the direction perpendicular to the reference line obliquely intersecting the rotation axis of the movable structure The stimulation is configured so that at least one pair of stimulus is present on each side of the reference line alternately on the surface. Thus, the intensity of the magnetic field acting on the conductive coil can be increased to a considerable extent.

전술한 본 발명의 실시예는 본 발명의 일예로서, 본 발명의 정신에 포함되는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명은, 첨부된 특허청구범위 및 이와 등가되는 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.
The embodiment of the present invention described above is an example of the present invention, and variations are possible within the spirit of the present invention. Accordingly, the invention includes modifications of the invention within the scope of the appended claims and equivalents thereof.

100: 스캐닝 마이크로미러 200: 가동부
210: 기판 220: 가동구조물
230: 탄성체 240: 도전코일
300: 자기장발생부 310: 폴피스
320: 자석부
100: scanning micro mirror 200: moving part
210: substrate 220: movable structure
230: elastic body 240: conductive coil
300: magnetic field generator 310: pole piece
320: magnet portion

Claims (10)

기판의 개방영역에 위치하고 외측에 연결된 탄성체의 연장방향을 회전축으로 하여 구동되는 가동구조물과, 구동 전류가 흘러 자기장과의 상호작용으로 상기 가동구조물에 대한 구동력을 발생시키는 도전코일을 포함하는 가동부와;
상기 가동부 하부에 위치하고 상기 자기장을 발생시키며,
평면적으로 볼 때 상기 회전축과 예각을 이루며 교차하는 기준선을 기준으로 하여 상면에 서로 반대되는 자극이 구성된 제1 및 2영역과, 상기 제1영역 외측에 상기 제1영역과 반대되는 자극이 상면에 구성된 제3영역과, 상기 제2영역 외측에 상기 제2영역과 반대되는 자극이 상면에 구성된 제4영역을 포함하는 자기장발생부
를 포함하는 전자력 구동 액추에이터.
A moving part including a movable structure which is driven by an extension direction of an elastic body located in an open region of a substrate and which is connected to an outer side of the substrate as a rotation axis and a conductive coil which generates a driving force for the movable structure by interaction of a driving current with a magnetic field;
A magnetic field is generated at a lower portion of the movable portion,
First and second regions having mutually opposite magnetic poles on the upper surface with reference to a reference line intersecting at an acute angle with the rotation axis in plan view and a magnetic pole opposite to the first region outside the first region on the upper surface And a fourth region formed outside the second region and having a magnetic pole opposite to the second region on the upper surface,
And an electromagnetic actuator.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 및 2영역 각각은 다각형이나 반원형 형상으로 구성되고,
상기 제3 및 4영역은 상기 제1 및 2영역을 둘러싸도록 구성된
전자력 구동 액추에이터.
The method according to claim 1,
Wherein each of the first and second regions has a polygonal or semicircular shape,
Wherein the third and fourth regions are configured to surround the first and second regions
Electromagnetically driven actuators.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 및 2영역 각각은 상기 기준선을 따라 상기 자기장발생부의 양측변까지 연장되게 구성된
전자력 구동 액추에이터.
The method according to claim 1,
Wherein each of the first and second regions is configured to extend to both sides of the magnetic field generating portion along the reference line
Electromagnetically driven actuators.
제 1 항에 있어서,
상기 자기장발생부는, 상기 제1 내지 4영역 각각에 대응되며 수직 방향으로 자화된 제1 내지 4자석을 포함하는
전자력 구동 액추에이터.
The method according to claim 1,
The magnetic field generator includes first to fourth magnets corresponding to the first to fourth regions and magnetized in the vertical direction,
Electromagnetically driven actuators.
제 1 항에 있어서,
상기 기준선은 상기 회전축과 45도 각도를 이루며 교차하는
전자력 구동 액추에이터.
The method according to claim 1,
Wherein the reference line intersects the rotation axis at an angle of < RTI ID = 0.0 > 45 &
Electromagnetically driven actuators.
제 1 항에 있어서,
상기 가동구조물은 상기 탄성체를 통해 상기 기판에 연결되며, 상기 도전코일은 상기 가동구조물에 설치되는
전자력 구동 액추에이터.
The method according to claim 1,
The movable structure is connected to the substrate through the elastic body, and the conductive coil is installed in the movable structure
Electromagnetically driven actuators.
제 1 항에 있어서,
상기 탄성체를 통해 상기 가동구조물과 연결되고, 상기 탄성체와 수직한 방향으로 연장된 제2탄성체를 통해 상기 기판과 연결되고, 상기 도전코일이 설치된 가동프레임을 포함하는
전자력 구동 액추에이터.
The method according to claim 1,
And a movable frame connected to the substrate through a second elastic body extending in a direction perpendicular to the elastic body and connected to the movable structure through the elastic body,
Electromagnetically driven actuators.
제 7 항에 있어서,
상기 가동프레임과 상기 가동구조물 사이에 위치하고, 상기 탄성체를 통해 상기 가동구조물과 연결되고, 상기 탄성체의 연장방향과 동일한 방향으로 연장된 제3탄성체를 통해 상기 가동프레임과 연결되며, 제2도전코일이 설치된 제2가동프레임을 포함하는
전자력 구동 액추에이터.
8. The method of claim 7,
And a second elastic member disposed between the movable frame and the movable structure and connected to the movable structure via the elastic body and connected to the movable frame through a third elastic body extending in the same direction as the extending direction of the elastic body, Comprising a second movable frame
Electromagnetically driven actuators.
제 8 항에 있어서,
상기 제2가동프레임과 상기 가동구조물 사이에 위치하고, 상기 탄성체를 통해 상기 가동구조물과 연결되고, 제4탄성체를 통해 상기 제2가동프레임과 연결된 강화틀을 포함하는
전자력 구동 액추에이터.
9. The method of claim 8,
A reinforcing frame disposed between the second movable frame and the movable structure and connected to the movable structure via the elastic body and connected to the second movable frame via a fourth elastic body;
Electromagnetically driven actuators.
제 1 항에 있어서,
상기 가동구조물의 상면은 광을 반사시키는 반사면으로 구성된
전자력 구동 액추에이터.
The method according to claim 1,
Wherein the upper surface of the movable structure is composed of a reflecting surface for reflecting light
Electromagnetically driven actuators.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6691784B2 (en) * 2016-01-21 2020-05-13 浜松ホトニクス株式会社 Actuator device
JP6696777B2 (en) * 2016-01-21 2020-05-20 浜松ホトニクス株式会社 Actuator device
CN111641323B (en) * 2020-06-30 2022-03-25 歌尔股份有限公司 Vibration device and electronic apparatus

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2722314B2 (en) * 1993-12-20 1998-03-04 日本信号株式会社 Planar type galvanometer mirror and method of manufacturing the same
JPH08334723A (en) * 1995-06-06 1996-12-17 Olympus Optical Co Ltd Optical deflection element
JP2003066362A (en) * 2001-08-23 2003-03-05 Olympus Optical Co Ltd Optical deflector
JP3808756B2 (en) * 2001-11-09 2006-08-16 日本信号株式会社 Planar type electromagnetic actuator
JP4164421B2 (en) * 2002-08-26 2008-10-15 キヤノン株式会社 Oscillating device, optical deflector using the oscillating device, image display device using the optical deflector, image forming apparatus, and manufacturing method thereof
JP4260470B2 (en) 2002-12-17 2009-04-30 日本信号株式会社 Planar actuator
JP2010172190A (en) * 2002-12-27 2010-08-05 Nippon Signal Co Ltd:The Planar electromagnetic actuator
JP4409186B2 (en) * 2003-02-25 2010-02-03 日本信号株式会社 Planar electromagnetic actuator and manufacturing method thereof
JP4729289B2 (en) * 2003-12-04 2011-07-20 オリンパス株式会社 Optical deflector
JP4928301B2 (en) * 2007-02-20 2012-05-09 キヤノン株式会社 Oscillator device, driving method thereof, optical deflector, and image display device using optical deflector

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