KR20160035310A - Scanning micromirror - Google Patents
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Abstract
Description
일 실시 예에 따른 스캐닝 마이크로미러가 개시되고, 더 구체적으로는 2 자유도 구동이 가능한 스캐닝 마이크로미러가 개시된다.A scanning micromirror according to one embodiment is disclosed, and more specifically, a scanning micromirror capable of two-degree-of-freedom driving is disclosed.
광 소자 기술의 발전과 더불어 각종 정보의 입출력단 및 정보 전달의 매개체로 광을 사용하는 기술들로는 바코드 스캐너(barcode scanner)나 기초적인 수준의 디스플레이(scanning laser display)와 같이 광원에서 나오는 빔을 주사하여 사용하는 것들이 있다. 높은 공간 분해능(High Spatial Resolution)의 빔 스캐닝을 이용한 시스템이 개발되고 있으며, 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 addition to the development of optical device technology, technologies using light as a medium for input / output of various information and information transmission include scanning a beam coming from a light source such as a barcode scanner or a basic level display (scanning laser display) There are things that you use. Systems using high spatial resolution beam scanning have been developed and are being developed using a projection display system or HMD (Head Mounted Display), which has high resolution primary color reproduction using laser scanning, Laser printers, and the like.
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.
예를 들어, 공개특허 제 2006-0016638호는 입력광을 소정의 방향으로 반사시키는 마이크로미러를 가동시킴으로써 반사광의 방향을 변조하는 광 스캐닝 소자가 개시된다.
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-0016638 discloses an optical scanning device that modulates the direction of reflected light by activating a micromirror that reflects input light in a predetermined direction.
일 실시 예에 따른 목적은 방사상 자기장을 이용한 전자력 구동 방식을 적용한 스캐닝 마이크로미러를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a scanning micromirror using an electromagnetic force driving method using a radial magnetic field.
일 실시 예에 따른 목적은 구동주파수와 무관하게 2자유도 구동이 가능한 스캐닝 마이크로미러를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a scanning micromirror capable of driving two degrees of freedom regardless of a driving frequency.
일 실시 예에 따른 목적은 공진구동 없이도 2자유도 구동이 가능한 스캐닝 마이크로미러를 제공하는 것이다.
An object of the present invention is to provide a scanning micromirror capable of driving two degrees of freedom without resonance driving.
상기와 같은 일 실시 예에 따른 목적은 하기와 같은 스캐닝 마이크로미러를 제공함으로써 달성된다.An object of the present invention is achieved by providing a scanning micromirror as described below.
일 실시 예에 따른 스캐닝 마이크로미러는 제 1구동축을 회전축으로 하여 구동되는 제 1김블, 제 2구동축을 통하여 상기 제 1김블 안쪽에서 결합되고, 제 2구동축을 회전축으로 하여 구동되는 제 2김블, 지지체를 통하여 상기 제 2김블 안쪽에서 결합되는 반사면, 상기 제 1김블을 구동시키는 구동력을 발생시키는 제 1코일 및 상기 제 2김블을 구동시키는 구동력을 발생시키는 제 2코일을 포함할 수 있다.The scanning micromirror according to an exemplary embodiment includes a first gimble driven with a first driving shaft as a rotation axis, a second gimble coupled with the inside of the first gimble through a second driving shaft, driven with the second driving shaft as a rotation axis, A first coil for generating a driving force for driving the first gimbals, and a second coil for generating a driving force for driving the second gimbals.
일 측에 있어서, 상기 제 1코일은 일측 제 1구동축으로부터 진입하여 상기 제 1구동축과 상기 제 1김블이 만나는 지점에서 분기되고, 제 1김블 상에서 양방향으로 반원형 경로를 구성한 뒤 타측 제 1구동축과 상기 제 1김블이 만나는 지점에서 합쳐지며, 타측 제 1구동축으로 연장될 수 있다.Wherein the first coil is branched from a first drive shaft at a point where the first drive shaft meets the first gimbals and forms a semicircular path in both directions on the first gimbals, The first gimbals merge at the point where they meet and can extend to the other first drive shaft.
일 측에 있어서, 상기 제 2코일은 일측 제 1구동축으로부터 진입하여 상기 제 1김블을 거쳐 제 2구동축으로 진입되는 제 1경로를 통하여 연장되고, 제 1아크형 경로를 구성한 뒤 외측으로 연장되며, 상기 제 1아크형 경로와 반대 방향으로 제 2아크형 경로를 구성한 후 내측으로 연장되는 제 2경로를 통하여 연장되며, 상기 제 1경로와 반대되는 제 3경로를 통하여 상기 제 1구동축으로 연장될 수 있다.Wherein the second coil extends through a first path that enters from the one first drive shaft and enters the second drive shaft via the first gimbals and forms a first arc type path and then extends outward, Extending through a second path extending inwardly after forming a second arcuate path in a direction opposite to the first arcuate path and extending through a third path opposite the first path to the first drive shaft have.
일 측에 있어서, 상기 제 2코일은 제 1경로를 통하여 연장된 후, 복수의 제 2경로를 통하여 연장되고 그 이후에 상기 제 3경로를 통하여 연장될 수 있다.On one side, the second coil may extend through the first path, then extend through the plurality of second paths, and thereafter extend through the third path.
일 측에 있어서, 상기 반사면의 중심부를 기준으로 상기 제 2코일과 점대칭으로 형성되는 제 3코일을 더 포함할 수 있다.The first coil may further include a third coil formed in point-symmetry with the second coil with respect to the center of the reflecting surface.
일 측에 있어서, 상기 제 2김블은, 링형 프레임, 상기 링형 프레임보다 큰 반지름을 갖고, 양 단부가 각각 상기 링형 프레임과 연결되는 제 1아크형 프레임 및 상기 링형 프레임의 중심을 기준으로 상기 제 1아크형 프레임과 대칭되는 제 2아크형 프레임을 포함할 수 있다.The first gimbals may include a ring-shaped frame, a first arc-shaped frame having a radius larger than that of the ring-shaped frame and having both ends connected to the ring-shaped frame, And a second arc-shaped frame symmetrical with the arc-shaped frame.
일 측에 있어서, 상기 제 2구동축 및 지지체는 직선상에 위치되고, 상기 제 1구동축은 상기 제 2구동축과 수직하게 위치될 수 있다.On one side, the second drive shaft and the support are located on a straight line, and the first drive shaft can be positioned perpendicular to the second drive shaft.
일 측에 있어서, 상기 제 2코일에 의하여 발생되는 구동력은 상기 제 2김블 및 상기 반사면을 함께 구동시킬 수 있다.In one side, a driving force generated by the second coil may drive the second gimbals and the reflection surface together.
일 측에 있어서, 상기 코일과 함께 전자계를 형성하는 자성체을 더 포함할 수 있다.And a magnetic body for forming an electromagnetic field together with the coil.
일 측에 있어서, 상기 자성체는 링형 자성체 및 상기 링형 자성체 내부에서 이격되어 위치되는 원통형 자성체을 포함할 수 있다.
On one side, the magnetic body may include a ring-shaped magnetic body and a cylindrical magnetic body disposed apart from the inside of the ring-shaped magnetic body.
일 실시 예에 따른 스캐닝 마이크로미러는 자기장을 이용한 전자력 구동방식을 적용하여 구동될 수 있다.The scanning micromirror according to an exemplary embodiment may be driven by applying an electromagnetic force driving method using a magnetic field.
일 실시 예에 따른 스캐닝 마이크로미러는 구동주파수와 무관하게 2자유도 구동이 가능할 수 있다.The scanning micromirror according to an exemplary embodiment may be capable of driving two degrees of freedom regardless of the driving frequency.
일 실시 예에 따른 스캐닝 마이크로미러는 공진구동 없이도 2자유도 구동이 가능할 수 있다.The scanning micromirror according to an embodiment can be driven with two degrees of freedom without resonance driving.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 일 실시 예에 따른 스캐닝 마이크로미러를 도시하는 사시도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 제 1코일의 배치를 도시하는 도면이다.
도 3은 제 1코일 및 자성체의 배치를 도시하는 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 제 2코일 및 제 3코일의 배치를 도시한다.
도 5는 제 2코일 및 제 3코일에서 전류의 작용이 상쇄된 형태를 도시한다.
도 6은 일 실시 예에 따른 제 2김블을 도시한다.
도 7은 제 2코일 및 제 3코일의 배치에 따른 전류의 흐름 및 자성체의 배치를 도시한다.
도 8은 다른 실시 예에 따른 제 2코일 및 제 3코일의 배치를 도시하는 도면이다
도 9는 다른 실시 예에 따른 제 2코일 및 제 3코일의 배치를 간략하게 도시하는 도면이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 스캐닝 마이크로미러의 구동형태를 도시한다.1 is a perspective view illustrating a scanning micromirror according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing the arrangement of the first coil according to one embodiment.
3 is a diagram showing the arrangement of the first coil and the magnetic body.
Figure 4 illustrates the arrangement of a second coil and a third coil in accordance with one embodiment.
Fig. 5 shows a form in which the action of the current in the second coil and the third coil is canceled.
6 illustrates a second gimbals according to one embodiment.
Fig. 7 shows the flow of current and the arrangement of the magnetic body according to the arrangement of the second coil and the third coil.
8 is a view showing an arrangement of a second coil and a third coil according to another embodiment
9 is a view schematically showing the arrangement of the second coil and the third coil according to another embodiment.
10 illustrates a driving mode of a scanning micro-mirror according to an embodiment.
이하, 첨부 도면을 참조하여 실시 예에 따른 구성 및 적용에 관하여 상세히 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 여러 태양 중 하나이며, 하기의 기술은 본 발명에 대한 상세한 기술의 일부를 이룬다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, configurations and applications according to embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following description is one of many possible claims, and the following description forms part of the detailed description of the present invention.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략될 수 있다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather clear.
도 1은 일 실시 예에 따른 스캐닝 마이크로미러(1)를 도시하는 사시도이다. 도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 스캐닝 마이크로미러(1)는 제 1김블(110), 제 2김블(120), 반사면(130) 및 코일(300)을 포함할 수 있다.1 is a perspective view showing a
제 1김블(110)은 링형으로 형성될 수 있다. 제 1구동축(210)은 제 1김블(110)의 양측에 배치될 수 있다. 제 1김블(110)의 양측에 배치된 제 1구동축(210)은 제 1김블(110)의 원주 방향으로 연장될 수 있다. 제 1구동축(210)의 일측은 제 1김블(110)과 연결되고 타측은 고정될 수 있다. The
제 1구동축(210)은 탄성체로 구성될 수 있다. 따라서, 제 1김블(110)이 토크를 받아 회전 구동될 때, 제 1구동축(210)은 제 1김블(110)의 회전을 지지할 수 있다. 즉, 제 1김블(110)은 제 1구동축(210)을 회전축으로 하여 회전 구동될 수 있다. The
제 2김블(120)은 제 2구동축(220)을 통하여 제 1김블(110) 안쪽에서 결합될 수 있다. 제 2구동축(220)은 제 1구동축(210)과 수직하게 위치되고, 제 2김블(120)의 양측에 배치될 수 있다. 제 2구동축(220)의 일측은 제 1김블(110)과 연결되고, 제 2구동축(220)의 타측은 제 2김블(120)과 연결될 수 있다. The
제 2구동축(220)은 탄성체로 구성될 수 있다. 따라서, 제 2김블(120)은 제 2구동축(220)을 회전축으로 하여 회전 구동될 수 있다.The
반사면(130)은 지지체(230)를 통하여 제 2김블(120)의 안쪽에서 결합될 수 있다. 지지체(230)는 반사면(130)을 고정시킬 수 있다. 지지체(230)는 제 2구동축(220)과 직선상에 위치할 수 있다. 지지체(230)의 일측은 제 2김블(120)과 연결되고, 타측은 반사면(130)과 연결될 수 있다. The reflecting
반사면(130)은 금속과 유전체를 포함하여 적층 구조로 형성될 수 있다. 전체면이 균일한 두께이거나 중심부가 외곽부보다 두꺼운 볼록 구조를 형성할 수 있다.The reflecting
제 1김블(110), 제 2김블(120) 및 반사면(130)의 형상은 상기에 제한되지 않는다. 실시 예에 따라 원형, 타원형, 사각형 또는 다각형으로 구성될 수 있다. The shapes of the
또한, 제 1구동축(210), 제 2구동축(220) 또는 지지체(230)은 그 형태가 제한되지 않으며 예를 들어 외팔보(Cantilever), 비틀림보(Torsion Beam), 굴곡보(Meander Beam) 등으로 구성될 수 있다.The shape of the
코일(300)은 제 1김블(110) 또는 제 2김블(120) 상에 형성될 수 있다. 스캐닝 마이크로미러(1)의 저면에는 자성체(미도시)가 배치될 수 있다. 코일(300)에 전류가 공급되면, 자성체가 구성하는 자기장과의 상호 작용을 일으켜 힘이 발생될 수 있다. 발생된 힘은 제 1김블(110) 또는 제 2김블(120)에 토크를 발생시켜 제 1김블(110) 또는 제 2김블(120)의 회전 구동을 유발하는 구동력으로 작용할 수 있다.The
코일(300)은 복수개가 구비될 수 있다. 각각의 코일은 제 1구동축(210)을 구동축으로 하는 회전 구동 및 제 2구동축(220)을 구동축으로 하는 회전 구동을 유발하는 구동력을 발생시킬 수 있다. 이러한 코일(300)의 배치로 인하여 2자유도 구동이 가능할 수 있다. A plurality of
이하, 코일(300) 및 자성체의 배치와 이에 따른 제 1김블(110), 제 2김블(120)의 구동에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the arrangement of the
도 2는 일 실시 예에 따른 제 1코일의 배치를 도시하는 도면이다. 도 3은 제 1코일 및 자성체의 배치를 도시한다.2 is a view showing the arrangement of the first coil according to one embodiment. Fig. 3 shows the arrangement of the first coil and the magnetic body.
도 2를 참조하면, 제 1코일(310)은 제 1김블(110)상에 형성될 수 있다. 제 1코일(310)은 일측 제 1구동축(210a)으로부터 진입할 수 있다. 제 1코일(310)은 제 1구동축(210)과 제 1김블(110)이 만나는 지점에서 양 방향으로 분기될 수 있다. 분기된 제 1코일(310)은 제 1김블(110) 상에서 양 방향으로 반원형 경로를 구성하여 연장될 수 있다. 연장된 제 1코일(310)은 타측 제 1구동축(210b)과 제 1김블(110)이 만나는 지점에서 결합되고, 타측 제 1구동축(210b)으로 연장될 수 있다. 즉, 전체적으로 볼 때 제 1코일(310)은 일측 제 1구동축(210a)으로 진입되어 타측 제1구동축(210b)으로 나가는 형태로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 2, the
도 3을 참조하면, 자성체(400)는 반사면(130)의 저면에 배치될 수 있다. 자성체(400)는 중심으로부터 외부로 향하는 방사상 형태의 자기장(Radial Magnetic Field, Hr)를 형성할 수 있다. Referring to FIG. 3, the magnetic body 400 may be disposed on the bottom surface of the
자성체(400)는 링형 자성체(410) 및 링형 자성체 내부에서 이격되어 위치되는 원통형 자성체(420)를 포함할 수 있다. 링형 자성체(410)와 원통형 자성체(420)는 반대 방향으로 자화될 수 있다. The magnetic body 400 may include a ring-shaped
지지대(430)는 링형 자성체(410) 또는 원통형 자성체(420)와 결합되어 이를 지지할 수 있다. 지지대(430)는 원형 단면을 갖는 기둥 형상으로 구성될 수 있다. 지지대(430)는 자극편(Pole piece) 또는 백아이언(Back iron)을 포함할 수 있다. 지지대(430)는 비투자율(Relative permeability)이 높은 순철(Pure iron)과 같은 재질이 사용될 수 있다. 상기와 같은 구성으로, 방사상 자기장을 극대화 하는 효과를 얻을 수 있다.The
제 1코일(310)에 전류(Ia)가 유입되면, 전류(Ia)는 일측에서 양 방향으로 분기되어 각각 반원형으로 진행하고 타측에서 결합될 수 있다. 이 때, 전류(Ia)와 방사상 자기장(Hr)에 의하여 전자기력(F)이 발생하고, 이로 인하여 회전 토크(T)가 발생할 수 있다. When the current Ia flows into the
즉, 제 1코일(310)에 전류가 흐르면 제 1구동축(210)을 회전축으로 하여 제 1김블(110)이 회전 구동될 수 있다.That is, when a current flows through the
도 4는 일 실시 예에 따른 제 2코일(320) 및 제 3코일(330)의 배치를 도시하고, 도 5는 제 2코일(320) 및 제 3코일(330)에서 전류의 작용이 상쇄된 형태를 도시한다. 도 6은 일 실시 예에 따른 제 2김블(120)을 도시하고, 도 7은 제 2코일(320) 및 제 3코일(330)의 배치에 따른 전류의 흐름 및 자성체의 배치를 도시한다.
4 shows the arrangement of the
도 4를 참조하면, 제 2코일(320)은 제 1김블(110) 및 제 2김블(120) 상에 형성될 수 있다. 제 2코일(320)은 제 1경로(210a, 321, 322), 제 2경로(323, 324, 325, 326) 및 제 3경로(327, 328, 210a)를 따라 형성될 수 있다. Referring to FIG. 4, a
우선 제 1경로를 설명하면, 제 2코일(320)은 일측 제 1구동축(210a)으로부터 진입하여 상기 제 1김블(110)을 따라 아크형으로 연장될 수 있다(321). 연장된 제 2코일(320)은 제 1김블(110)과 제 2구동축(220)이 만나는 지점에서 제 2구동축(220)을 따라 내측으로 진입될 수 있다(322). First, the
다음으로 제 2경로를 설명하면, 제 2코일(320)은 반사면(130)을 둘러싸고 반원형에 가까운 제 1아크형 경로(323)를 구성할 수 있다. 그 후, 제 2김블(120)의 외측으로 연장되고(324), 제 1아크형 경로(323)와 반대 방향으로 제 2아크형 경로(325)를 구성할 수 있다. 이 때, 제 2아크형 경로(325)의 반지름은 제 1아크형 경로(323)의 반지름보다 크게 구성될 수 있다. 제 2아크형 경로(325)를 따라 연장된 제 2코일(320)은 제 2 김블의 내측으로 연장될 수 있다(326). Next, referring to the second path, the
그 다음으로 제 3경로를 설명하면, 제 2경로를 따라 형성된 제 2코일(320)은 제 3경로를 통하여 연장될 수 있다. 제 3경로는 제 1경로의 반대로 형성될 수 있다.Next, referring to the third path, the
즉, 제 2코일(320)은 제 2경로에 이어 제 2구동축(220)을 따라 제 2 김블의 외측으로 연장되고(327), 제 1김블(110)을 거쳐 아크형으로 연장된 후(328) 제 1구동축(210a)으로 연장될 수 있다. 제 3경로에서 연장된 코일은 제 1경로에서 연장된 코일과 형태가 유사할 수 있다.That is, the
전체적으로, 제 1구동축(210a)으로부터 진입된 제 2코일(320)은 다시 제 1구동축(210a)으로 나가도록 형성될 수 있다.In general, the
스캐닝 마이크로미터는 제 3코일(330)을 더 포함할 수 있다. 제 3코일(330)은 반사면(130)의 중심부(O)를 기준으로 제 2코일(320)과 점대칭으로 형성될 수 있다.The scanning micrometer may further include a
제 2코일(320) 및 제 3코일(330)에 전류가 유입되면 전류는 각각 제 2코일(320) 및 제 3코일(330)을 따라 흐를 수 있다. 제 2코일(320) 및 제 3코일(330)은 점대칭 형태로 형성되지만, 전류의 방향은 제 2구동축(220) 기준으로 선대칭일 수 있다. 다시 말하면, 제 2김블(120)에서 전류는 양쪽으로 분기되어 각각 반원형으로 흐르는 형태로 구성될 수 있다.When a current flows into the
반사면의 저면에 자성체(미도시)가 배치될 수 있고, 전류가 흐르면 전류와 방사상 자기장에 의하여 전자기력이 발생할 수 있다.A magnetic body (not shown) may be disposed on the bottom surface of the reflection surface, and an electromagnetic force may be generated by the current and the radial magnetic field when the electric current flows.
제 1경로와 제 3경로에서 서로 반대방향으로 전류가 흐를 수 있다. 전류의 크기가 동일하고 그 방향 반대이므로 같은 크기의 토크가 반대 방향으로 작용할 수 있다. 따라서 양 토크는 서로 상쇄될 수 있다. 따라서 실질적으로 제 1경로와 제 3경로에서는 토크가 발생하지 않을 수 있다. 또한, 제 2구동축(220)과 평행하게 흐르는 전류는 방사상 자기장과 평행하므로 토크를 발생시키지 않을 수 있다. A current can flow in opposite directions in the first path and the third path. Since the magnitude of the current is the same and opposite to that direction, the same magnitude of torque can act in the opposite direction. Therefore, both torques can be offset from each other. Thus, substantially no torque may be generated in the first path and the third path. In addition, since the current flowing in parallel with the
이하 토크를 발생시키는 전류에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a current for generating a torque will be described.
도 5를 참조하면, 제 2김블상(120)에서 토크를 발생시키는 전류는 도 5와 같이 단순화될 수 있다. 즉, 제 1아크형 경로(323, 333) 및 제 2아크형 경로(325, 335)로 흐르는 전류가 토크를 발생시킬 수 있다.Referring to FIG. 5, a current for generating a torque in the
이에 따른 토크의 작용을 설명하기 전에 제 2김블의 형상을 설명하기로 한다. 도 6을 참조하면, 제 2김블(120)은 상기 제 2코일(320) 및 제 3코일(330)의 배치에 상응하게 형성될 수 있다. 제 2김블(120)은 링형 프레임(121), 제 1아크형 프레임(122) 및 제 2아크형 프레임(123)을 포함할 수 있다.The shape of the second gimbals will be described before explaining the action of the torque accordingly. Referring to FIG. 6, the
링형 프레임(121)은 반사면(130)과 인접하고, 지지체(230)과 연결되어 반사면(130)을 지지할 수 있다. The ring-shaped
제 1아크형 프레임(122)은 양 단부가 각각 링형 프레임(121)과 연결될 수 있다. 제 1아크형 프레임(122)은 링형 프레임(121)보다 큰 반지름으로 링형 프레임(121)의 외측에 형성될 수 있다. 제 2아크형 프레임(123)은 링형 프레임(121)의 중심을 기준으로 제 1아크형 프레임(122)과 대칭 형성될 수 있다. The first arc-shaped
이는 제 2김블(120)의 예시적인 형태를 도시하는 것으로서 제 2김블(120)의 형태를 한정하는 것은 아니다.This illustrates an exemplary form of the
이하 제 2코일(320) 및 제 3코일(330)에 흐르는 전류와 자성체에 의한 작용을 살펴보기로 한다. Hereinafter, the currents flowing through the
도 7을 참조하면, 자성체(410, 420, 430)는 반사면(130)의 저면에 배치될 수 있다. 상기에서 제 1코일(310)과 함께 설명된 자성체가 배치될 수 있다. Referring to FIG. 7, the
제 2코일의 제 2아크형 경로(325)를 따라 흐르는 전류(Ib)와 방사상의 자기장(Hr) 사이의 상호작용에 의하여 전자기력(F)이 발생할 수 있다. The electromagnetic force F can be generated by the interaction between the current Ib flowing along the second
마찬가지로, 제 3코일의 제 2아크형 경로(335)를 따라 흐르는 전류(Ib)와 방사상의 자기장(Hr) 사이의 상호작용에 의하여 전자기력(F')이 발생할 수 있다. Similarly, the electromagnetic force F 'can be generated by the interaction between the current Ib flowing along the
제 2코일과 제 3코일에서 반대방향의 전자기력(F, F')이 각각 발생될 수 있고, 발생된 전자기력들은 토크(T)를 발생시킬 수 있다. 따라서, 제 2구동축 방향을 회전축으로 하여 제 2김블(120)이 회전 구동 될 수 있다.Electromagnetic forces F and F 'in opposite directions in the second and third coils can be generated, respectively, and the generated electromagnetic forces can generate the torque T. [ Accordingly, the
이 때, 반사면(130)은 지지체(230)를 통하여 제 2김블과 연결되고, 반사면(130)은 지지체(230)와 함께 구동될 수 있다.At this time, the reflecting
제 1아크형 경로(323, 333)을 따라 흐르는 전류에 의하여 토크가 발생할 수 있지만 그 크기는 작을 수 있다. 따라서, 실질적으로 제 2아크형 경로(325, 335)를 따라 흐르는 전류에 의하여 발생되는 토크가 제 2김블(120)에 작용된다고 볼 수 있다.Torque can be generated by the current flowing along the first arc-shaped
도 8 및 도 9는 다른 실시 예에 따른 제 2코일(320) 및 제 3코일(330)의 배치를 도시하는 도면이다. 일 실시 예에 따른 배치와 유사한 점이 있으므로 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.8 and 9 are views showing the arrangement of the
도 8을 참조하면, 제 2코일(320)은 제 1경로를 통하여 연장된 후, 복수의 제 2경로를 통하여 연장될 수 있다. 다시 말하면, 제 2코일(320)은 제 2김블(120) 상에서 복수회 권취될 수 있다. 제 2코일(320)이 권취되는 횟수는 제한되지 않는다. 제 2경로를 따라 복수회 권취된 제 2코일(320)은 제 3경로를 통하여 연장될 수 있다. Referring to FIG. 8, the
일 실시 예와 마찬가지로, 제 3코일(330)은 반사면(130)의 중심부(O)를 기준으로 제 2코일(320)과 점대칭으로 형성될 수 있다.
The
도 9를 참조하면, 발생되는 토크가 상쇄되는 전류를 제외하고 제 2김블상에서 토크를 발생시키는 전류는 도 9와 같이 단순화될 수 있다. 코일이 복수회 권취되므로, 강한 토크를 발생시킬 수 있다.Referring to FIG. 9, the current generating torque on the second gimbals, except for the current for which the generated torque is canceled, can be simplified as shown in FIG. Since the coil is wound a plurality of times, a strong torque can be generated.
도 10은 일 실시 예에 따른 스캐닝 마이크로미러의 구동형태를 도시한다. 도 10(a)는 제 1코일에 의하여 제 1구동축(210)을 회전축으로 하여 구동되는 형태를 도시하고, 도 10(b)는 제 2코일 및 제 3코일에 의하여 제 2구동축(220)을 회전축으로 하여 구동되는 형태를 도시한다.10 illustrates a driving mode of a scanning micro-mirror according to an embodiment. 10 (a) shows a state in which the
도 10을 참조하면, 제 1코일, 제 2코일 또는 제 3코일에 전류를 공급하여 스캐닝 마이크로미러를 구동시킬 수 있다. 제 1코일에 전류를 공급하여 제 1구동축(210) 회전축으로 한 구동이 가능하고, 제 2코일 또는 제 3코일에 전류를 공급하여 제 2구동축(220)을 회전축으로 한 구동이 가능할 수 있다. Referring to FIG. 10, current may be supplied to the first coil, the second coil, or the third coil to drive the scanning micromirror. A current can be supplied to the first coil to drive the
전류 공급을 제어하여 원하는 형태로 스캐닝 마이크로미터를 구동시킬 수 있다. 예를 들어 모든 코일에 전류를 공급하여 제 1구동축(210) 및 제 2구동축(220)을 동시에 구동시킬 수 있다It is possible to drive the scanning micrometer in a desired form by controlling the current supply. For example, the
일 실시 예에 따른 스캐닝 마이크로미러는 방사상 자기장을 이용한 전자력 구동 방식을 적용하고, 구동주파수와 무관하게 2자유도 구동이 가능하며, 공진구동 없이도 2자유도 구동이 가능할 수 있다.The scanning micromirror according to an exemplary embodiment applies electromagnetic driving using a radial magnetic field, can be driven with two degrees of freedom regardless of the driving frequency, and can be driven with two degrees of freedom without resonance driving.
일 실시 예가 첨부된 도면과 함께 설명 되었지만, 이러한 실시 예는 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 발명의 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아니다. 통상의 기술자는 일 실시 예에 따른 발명을 변형 또는 응용할 수 있을 것이고, 그러한 변형 또는 응용도 발명의 보호범위에 속할 것이다. 따라서, 발명의 범위는 여기에서 묘사된 특정한 실시 예에 한정되어서는 안된다.While one embodiment has been described in conjunction with the accompanying drawings, it is to be understood that such embodiments are for the purpose of facilitating understanding of the invention and are not intended to limit or limit the scope of the invention. Those of ordinary skill in the art will be able to modify or adapt the invention according to one embodiment, and such modifications or applications will fall within the scope of the invention. Accordingly, the scope of the invention should not be limited to the specific embodiments described herein.
본 발명은 산업통상자원부의 SW융합형부품개발사업으로 수행된 연구결과이다(No. 10047785, 3D HD 영상을 위한 스마트 피코 프로젝터 부품 및 엔진 개발).
The present invention is the result of a research carried out by the Ministry of Industry and Commerce, Ministry of Commerce, Industry and Energy (No. 10047785, Development of Smart pico projector parts and engine for 3D HD video).
110
제 1김블
120
제 2김블
130
반사면
210
제 1구동축
220
제 2구동축
230
지지체
310
제 1코일
320
제 2코일
330
제 3코일110 1st Gimble
120 Second Gimble
130 Reflective surface
210 First drive shaft
220 second drive shaft
230 support
310 first coil
320 second coil
330 third coil
Claims (10)
제 2구동축을 통하여 상기 제 1김블 안쪽에서 결합되고, 제 2구동축을 회전축으로 하여 구동되는 제 2김블;
지지체를 통하여 상기 제 2김블 안쪽에서 결합되는 반사면;
상기 제 1김블을 구동시키는 구동력을 발생시키는 제 1코일; 및
상기 제 2김블을 구동시키는 구동력을 발생시키는 제 2코일;
을 포함하는 스캐닝 마이크로미러.
A first gimbals driven with the first drive shaft as a rotation axis;
A second gimble coupled to the first gimble via a second drive shaft and driven by a second drive shaft as a rotation axis;
A reflecting surface coupled to the inside of the second gimbals through a support;
A first coil generating a driving force for driving the first gimbals; And
A second coil generating a driving force for driving the second gimbals;
And a scanning micromirror.
상기 제 1코일은 일측 제 1구동축으로부터 진입하여 상기 제 1구동축과 상기 제 1김블이 만나는 지점에서 분기되고, 제 1김블 상에서 양방향으로 반원형 경로를 구성한 뒤 타측 제 1구동축과 상기 제 1김블이 만나는 지점에서 합쳐지며, 타측 제 1구동축으로 연장되는 스캐닝 마이크로미러.
The method according to claim 1,
The first coil enters from one side first drive shaft and branches at a point where the first drive shaft meets the first gimbals. The first coil forms a semicircular path in both directions on the first gimbals, and then the other first drive shaft meets the first gimbals And the scanning micromirror extends to the other first driving shaft.
상기 제 2코일은 일측 제 1구동축으로부터 진입하여 상기 제 1김블을 거쳐 제 2구동축으로 진입되는 제 1경로를 통하여 연장되고,
제 1아크형 경로를 구성한 뒤 외측으로 연장되며, 상기 제 1아크형 경로와 반대 방향으로 제 2아크형 경로를 구성한 후 내측으로 연장되는 제 2경로를 통하여 연장되고,
상기 제 1경로와 반대되는 제 3경로를 통하여 상기 제 1구동축으로 연장되는 스캐닝 마이크로미러.
The method according to claim 1,
The second coil extends through a first path entering from the one first drive shaft to the second drive shaft via the first gimbals,
A second arcuate path extending outwardly from the first arcuate path and extending inwardly after forming a second arcuate path in a direction opposite to the first arcuate path,
And extends to the first drive shaft through a third path opposite to the first path.
상기 제 2코일은 제 1경로를 통하여 연장된 후, 복수의 제 2경로를 통하여 연장되고 그 이후에 상기 제 3경로를 통하여 연장되는 스캐닝 마이크로미러.
The method of claim 3,
Wherein the second coil extends through a first path and then through a plurality of second paths and thereafter extends through the third path.
상기 반사면의 중심부를 기준으로 상기 제 2코일과 점대칭으로 형성되는 제 3코일을 더 포함하는 스캐닝 마이크로미러.
The method according to claim 1,
And a third coil formed in point-symmetry with the second coil with respect to a central portion of the reflective surface.
상기 제 2김블은,
링형 프레임;
상기 링형 프레임보다 큰 반지름을 갖고, 양 단부가 각각 상기 링형 프레임과 연결되는 제 1아크형 프레임; 및
상기 링형 프레임의 중심을 기준으로 상기 제 1아크형 프레임과 대칭되는 제 2아크형 프레임;
을 포함하는 스캐닝 마이크로미러.
The method according to claim 1,
The second gimbals,
Ring type frame;
A first arc-shaped frame having a radius larger than that of the ring-shaped frame and having both ends connected to the ring-shaped frame, respectively; And
A second arc-shaped frame symmetrical with the first arc-shaped frame with respect to the center of the ring-shaped frame;
And a scanning micromirror.
상기 제 2구동축 및 상기 지지체는 직선상에 위치되고, 상기 제 1구동축은 상기 제 2구동축과 수직하게 위치되는 스캐닝 마이크로미러.
The method according to claim 1,
Wherein the second drive shaft and the support are positioned on a straight line, and the first drive shaft is positioned perpendicular to the second drive shaft.
상기 제 2코일에 의하여 발생되는 구동력은 상기 제 2김블 및 상기 반사면을 함께 구동시키는 스캐닝 마이크로미러.
The method according to claim 1,
And the driving force generated by the second coil drives the second gimbals and the reflecting surface together.
상기 코일과 함께 전자계를 형성하는 자성체을 더 포함하는 스캐닝 마이크로미러.
The method according to claim 1,
And a magnetic body that forms an electromagnetic field together with the coil.
상기 자성체는 링형 자성체 및 상기 링형 자성체 내부에서 이격되어 위치되는 원통형 자성체을 포함하는 스캐닝 마이크로미러.10. The method of claim 9,
Wherein the magnetic body includes a ring-shaped magnetic body and a cylindrical magnetic body disposed apart from the inside of the ring-shaped magnetic body.
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