[go: up one dir, main page]

KR100434543B1 - 마이크로 소자에 사용되는 운동 확대 시스템 - Google Patents

마이크로 소자에 사용되는 운동 확대 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR100434543B1
KR100434543B1 KR10-2001-0078672A KR20010078672A KR100434543B1 KR 100434543 B1 KR100434543 B1 KR 100434543B1 KR 20010078672 A KR20010078672 A KR 20010078672A KR 100434543 B1 KR100434543 B1 KR 100434543B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
power transmission
transmission unit
displacement
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
KR10-2001-0078672A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20030048690A (ko
Inventor
한우섭
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR10-2001-0078672A priority Critical patent/KR100434543B1/ko
Priority to US10/246,418 priority patent/US20030107296A1/en
Priority to JP2002307846A priority patent/JP2003205497A/ja
Publication of KR20030048690A publication Critical patent/KR20030048690A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100434543B1 publication Critical patent/KR100434543B1/ko
Priority to JP2006012731A priority patent/JP2006167909A/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/414—Structure of the control system, e.g. common controller or multiprocessor systems, interface to servo, programmable interface controller
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N1/00—Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier
    • H02N1/002—Electrostatic motors
    • H02N1/006—Electrostatic motors of the gap-closing type
    • H02N1/008—Laterally driven motors, e.g. of the comb-drive type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Abstract

본 발명은 마이크로 소자에 사용되는 변위 확대 시스템에 관한 것이다. 일정한 방향으로 동력을 발생시키는 동력 발생부; 상기 동력 발생부에서 발생한 동력을 전달하는 제 1 동력 전달부; 상기 제 1 동력 전달부의 동력을 마이크로 소자에 전달하는 제 2 동력 전달부; 상기 제 2 동력 전달부와 연결되어 상기 제 1 동력전달부보다 더 큰 변위로 이동할 수 있는 마이크로 소자; 및 상기 동력 발생부, 제 1 동력 전달부, 제 2 동력 전달부 및 마이크로 소자들 사이에 형성되며, 탄성적인 관절 운동이 가능한 하나 이상의 힌지부들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 소자의 변위 확대 시스템을 제공하여, 마이크로 단위의 초소형 소자에 있어서 작은 변위로 보다 큰 변위를 가지는 시스템을 제공할 수 있다.

Description

마이크로 소자에 사용되는 운동 확대 시스템{Lever mechanism for magnifying the displacement in a micro actuating system}
본 발명은 초소형 마이크로 소자에 사용하는 변위 확대 시스템에 관한 것으로서 보다 상세하게는, 마이크로 단위의 변위를 지니는 소자에 대해 작은 운동 변위로 보다 큰 운동 범위를 가지게 할 수 있는 변위 확대 시스템에 관한 것이다.
도 1a은 종래 기술에 의한 데이터 저장 시스템를 나타낸 분리 사시도이다.도 1a에 나타낸 바와 같이, 데이터가 저장될 수 있는 저장 수단이 형성된 미디어부(11)가 변위를 나타낼 수 있도록 상기 미디어부(11)의 변위를 유도하는 콤 전극(comb electrode)(13)들이 상기 미디어부(11)가 형성된 평판의 각 측부에 형성된다. 그리고, 상기 미디어부(11)에 데이터를 저장하고 재생할 수 있도록 프루브(probe)(12)가 상기 미디어의 상부에 형성된다. 여기서, 상기 프루브(12)는 상기 미디어부(11)의 상방에 고정된 채 형성된다. 상기 각각의 프루브(12)들이 정보가 저장되고 재생되는 미디어부(11)에 대해 지정된 소정의 위치에 도달시키기 위해 상기 콤전극(13)들은 상기 미디어부(11)를 소정 변위 이동시키게 된다. 여기서 상기 미디어부(11)는 상기 콤 전극(13)들의 정전기력에 의해 상대적인 운동을 하게 되며, 그 변위는 상기 콤 전극들의 변위에 한정하여 작동하게 된다.
상기 도 1a의 미디어부(11)의 작동 원리를 도 1b를 참고로하여 설명한다. 도 1b는 미디어부(11) 및 상기 미디어부(11)를 구동시키기 위한 콤 전극부(13)가 형성된 구조를 설명하기 위한 사시도이다. 도 1b에 나타낸 바와 같이, 평판 상에 작동시키고자하는 소자, 즉 미디어부(11)가 형성되어 있으며, 상기 미디어부(11)를 중심으로 미디어부(11)의 각 측부에는 상기 미디어부(11)를 이동시키기 위한 콤 전극부(13)가 형성되어 있다. 여기서 상기 각 콤 전극(13)들은, 정전기력을 이용하여 소정의 변위를 나타내며, 상기 콤 전극들에 의해 상기 미디어부(11)가 직선운동을 하며, 또한, 두 방향의 직선 운동의 조합으로 평면상에서의 대각선 운동을 하게되는 것이다. 이와 같이 상기한 마이크로 소자, 즉 미디어부(11)의 운동은 정전기력을 이용하거나, 자기력, 압전력 등을 이용하여 마이크로 소자의 동작을 유도하게된다. 그러나, 각각의 방식들은 그 구동원에 의한 힘이 작으며, 운동 거리가 상기한 바와 같이 각각의 전극들 사이의 거리로 한정됨으로써 마이크로 소자의 변위의 한계가 생기는 단점이 있다. 도 1a 및 도 1b와 같은 마이크로 소자, 즉 미디어를 보다 효율적으로 이용하기 위해서는 많은 수의 프로브가 필요하며, 그에 따라 제조 단가, 데이터의 송수신, 배선 등에 있어서 많은 문제점이 발생하게 되는 단점이 있다.
본 발명에서는 상기 문제점을 해결하기 위하여, 종래의 마이크로 소자의 구동 장치에 운동 확대 매커니즘을 도입하여, 작은 구동 변위로 마이크로 소자가 운동할 수 있는 범위를 확대하여, 가능한 넓은 범위를 정밀하게 조절할 수 있는 운동 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 의한 마이크로 소자의 구동 장치를 나타낸 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 의한 마이크로 소자의 변위 확대 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 의한 변위 확대 시스템을 마이크로 소자에 응용한 것을 나타낸 도면이다.
도 4a는 본 발명에 의한 변위 확대 시스템을 Comb을 구동원으로 하는 소형 Storage System의 소형 미디어 장치에 구현한 예를 나타낸 도면이다.
도 4b는 상기 도 4a의 변위 확대 시스템에서 레버의 역할을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 의한 변위 확대 시스템을 소형 Storage System의 프루브(Probe)에 응용한 것을 나타낸 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
11, 34, 44... 미디어부 12... 프로브
13... 콤 전극(Comb electrode) 14... 탄성 요소
20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g... 힌지부
21, 31, 41, 51... 동력 발생부
22, 32, 42, 52... 제 1 동력 전달부
23, 33, 43, 53... 제 2 동력 전달부
24... 타겟 25... 지지부
26, 35... 고정부
30a, 30b, 30c, 30d, 30e... 힌지부
40a, 40b, 40c, 40d, 40e, 40f, 40g... 힌지부
45, 45'... 래버 541... 콤 전극부
542... 고정 폴 543... 탄성요소
544... 이동부 545... 프로브
546... 압전체 547... 스테이터 콤 전극
548... 로터 콤 전극
본 발명에서는 상기 목적을 달성하기 위하여,
일정한 방향으로 동력을 발생시키는 동력 발생부;
상기 동력 발생부에서 발생한 동력을 전달하는 제 1 동력 전달부;
상기 제 1 동력 전달부의 동력을 마이크로 소자에 전달하는 제 2 동력 전달부;
상기 제 2 동력 전달부와 연결되어 상기 제 1 동력전달부 보다 더 큰 변위로 이동할 수 있는 마이크로 소자; 및
상기 동력 발생부, 제 1 동력 전달부, 제 2 동력 전달부 및 마이크로 소자들 사이에 형성되며, 탄성적인 관절 운동이 가능한 하나 이상의 힌지부들;을 포함하는 마이크로 소자의 변위 확대 시스템을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 제 1 동력 전달부는 그 일단부가 상기 제 2동력 전달부와 연결되고, 반대쪽 타단부가 고정부와 연결되며, 상기 제 1 동력 전달부의 중심에서 상기 고정부와 연결된 타단부 사이에서 상기 동력 발생부와 연결되어 상기 동력 발생부의 동력을 전달하는 경우 상기 제 2동력 전달부와 연결된 일단부의 변위가 상기 고정부와 연결된 타단부의 변위보다 더 커지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제 2동력 전달부는 그 일단부가 고정부와 연결되며, 반대쪽 타단부가 마이크로 소자와 연결되며, 상기 제 2 동력 전달부의 중심에서 상기 고정부와 연결된 타단부 사이에서 상기 제 1 동력 전달부와 연결되어 상기 제 1동력 발생부의 동력을 전달하는 경우 상기 마이크로 소자와 연결된 일단부의 변위가 상기 고정부와 연결된 타단부의 변위보다 더 커지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 동력 발생부는 정전기력, 자기력 또는 압젼력에 의해 동력을 발생시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 제 1 동력 전달부와 상기 제 2 동력 전달부의 동작을 가능하게 하기 위해 그 사이에 레버;를 더 포함하며, 상기 제 2 동력 전달부와 상기 마이크로 소자의 동작을 가능하게 하기 위해 그 사이에 레버;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서는 타겟부; 상기 타겟부의 일 측부의 양단 및 반대쪽 측부의 양단에 연결된 하나 이상의 제 2 동력 전달부들; 상기 제 2 동력 전달부들에 대해 동력 전달하는 하나 이상의 제 1 동력 전달부들; 상기 제 1 동력 전달부들에 대해 소정 방향의 동력을 전달하도록 동력을 발생시키는 동력 발생부들; 및 상기 동력 발생부들, 제 1 동력 전달부들, 제 2 동력 전달부들 및 타겟부 사이에 형성되며, 탄성적인 관절 운동이 가능한 하나 이상의 힌지부들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 소자의 변위 확대 시스템을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 제 1 동력 전달부와 상기 제 2 동력 전달부의 동작을 가능하게 하기 위해 그 사이에 형성된 제 1레버; 및 상기 제 2 동력 전달부와 상기 미디어부의 동작을 가능하게 하기 위해 그 사이에 형성된 제 2레버;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 도면을 참고하면서 본 발명에 대해 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 의한 마이크로 소자에 사용되는 운동 확대 시스템을 설명하기 위한 도면으로, 도 2a는 그 기구도이며, 도 2b는 그 원리도이다. 본 발명에서는 일반적인 지렛대의 원리를 마이크로 소자를 동작시키는 시스템에 도입하여 그 변위를 확대 시키는 것을 특징으로 한다.
먼저, 도 2a를 참고로 하여 그 구성을 설명하면 다음과 같다. 구동시키고자 하는 대상을 타겟(24)이라 하고, 상기 타겟에 운동을 유도하는 동력을 발생시키는 부분을 동력발생부(21)라 한다. 상기 동력 발생부(21)는 정전기력, 전자기력 또는 압전력 등 그 동력원이 제한되지 않는다. 상기 동력발생부(21)와 타겟(24) 사이에는 복수개의 동력 전달부(22, 23)와 힌지부(20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g)가 형성되어 있으며, 상기 동력 전달부(22, 23) 및 힌지부(20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g)는 상기 동력 발생부(21)에서 발생한 동력을 상기 타겟부(24)로 전달하며, 운동 방향을 설정하는 역할을 한다. 상기 동력 전달부(22, 23)들과 상기 힌지부(20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g)들은 탄성 운동이 가능한 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 동력 발생부(21)는 제 1동력 전달부(22)와 힌지부 20a에 의해 연결되어 있으며, 상기 제 1동력 전달부(22)는 고정부(26)에 또다른 힌지부 20b에 의해 연결되어 있다. 또한, 상기 제 1동력 전달부(22)는 제 2 동력 전달부(23)와 힌지부 20c에 의해 연결되어 있다. 상기 제 2 동력 전달부(23)는 고정부(26)와 힌지부 20d에 의해 연결되어 있으며, 타겟(24)과 힌지부 20e에 의해 연결되어 있다. 상기 타겟(24)은 상기 제 2 동력 전달부(23) 외에 지지부(26)와 관절부 20g에 의해 연결된다. 그리고, 지지부는 관절부 20f에 의해 고정부(26)와 연결된다.
이를 정리하면 상기 타겟(24)은 제 1동력 전달부(22) 및 제 1동력 전달부(23)에 의해 동력 발생부(21)와 연결되어 운동을 하게 되고, 지지부(25)에 의해 지지되며, 상기 동력 전달부들(22, 23)과 지지부(25)는 고정부(26)와 연결되어 전체적인 균형을 유지하게 된다. 그리고, 상기 모든 연결부는 탄성적으로 회동 가능한 힌지부(20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g)로 이루어진다.
상기와 같은 구조의 운동 확대 시스템의 작동 원리를 도 2b를 참고로 하여 설명하면 다음과 같다. 동력 발생부(21)에서 발생한 동력으로 상기 힌지부 20a가한쪽 방향으로 이동을 하게 된다. 이 경우 상기 제 1동력 전달부(22)는 상기 동력 발생부(21)의 힘을 힌지부 20a을 통하여 받아서 동일한 방향으로 운동하려 한다. 이때, 힌지부 20b와 힌지부 20a 사이에는 지렛대 원리가 적용되어 힌지부 20c가 연결된 제 1동력 전달부(22)의 일단의 변위가 상기 힌지부 20b가 형성된 제 1동력 전달부(22)의 변위 보다 커지게 된다. 그리고, 제 1동력 전달부(22)와 연결된 힌지부 20c 및 힌지부 20d가 탄성적으로 탄성적인 관절 운동하며 상기 제 1동력 전달부(22)에서의 동력을 제 2동력 전달부(23)로 전달한다. 여기서도 힌지부 20c와 힌지부 20d사이에 지렛대의 원리가 적용되어 힌지부 20e와 연결된 제 2 동력 전달부(23)일단부에서의 변위가 힌지부 20d가 연결된 제 2 동력 전달부(23) 타단의 변위 보다 커지게 된다. 따라서, 타겟부는 상기 동력발생부(21)와 연결된 힌지부 20a가 가지는 변위 보다 훨씬 더 큰 변위를 나타내며 이동하게 된다. 상기 타겟부(24)는 지지부(25)와 힌지부 20f에 의해 연결되며, 상기 지지부(25)는 고정부(26)와 관절부 20g에 의해 연결되어 상기 힌지부 20g 및 힌지부 20f사이에서도 지렛대의 원리가 적용된다. 그리하여, 상기 타겟부(24)는 일방향으로 상기 동력 발생부(21)의 변위와 비교하여 더 큰 변위를 가지며 이동할 수 있다.
이를 보다 쉽게 이해할 수 있도록 도 2b를 참고로 하여 설명한다. 도 2b는 본 발명에 의한 마이크로 소자에 사용되는 운동 확대 시스템에 관한 보다 명료하게 나타낸 원리도이다.
여기서 도 2b에서 상기 도 2a의 각 요소들과 동일한 기능을 하는 요소는 동일한 부재번호로 표시된다. 동력 발생부(21)에서 힘을 발생시켜 한쪽 방향의 직선운동으로 소정의 변위를 일으키게 되면, 제 1 동력 전달부(22)의 일단부에 연결된 힌지부 20c는 힌지부 20a에 비해 상대적으로 큰 변위를 가지고 운동하게 된다. 힌지부 20b 부분이 회전축과 같이 작용을 하며, 힌지부 20a와 힌지부 20b사이의 거리 R과 힌지부 20a와 힌지부 20c사이의 거리 R1사이의 비율에 따라 힌지부 20c와 연결된 제 1 동력 전달부(22)의 일단부의 회전 변위가 달라지게 된다. 즉, R에 비해 R1이 커짐에 따라 힌지부 20a의 변위보다 힌지부 20c의 변위가 증가하는 경향을 가진다. 이와 같이 제 1 동력 전달부(22)의 운동에 의해 상기 제 1동력 전달부(22)와 힌지부 20c에 의해 연결된 제 2동력 전달부(23)가 이동하게 된다.
여기서, 상기 제 2 동력 전달부(23)는 힌지부 20d에 의해 고정부(26)와 연결되어 있으므로, 힌지부 20d는 회전축과 같은 기능을 하게 된다. 여기서도 지렛대의 원리가 적용되며, 힌지부 20c와 힌지부 20d사이의 거리 R2와 힌지부 20c와 힌지부 20e사이의 거리 R3의 비율에 따라, 힌지부 20e가 연결된 제 2동력전달부(23)의 일단부의 변위가 증가하는 경향을 나타내게 된다. 힌지부 20e는 타겟(24)과 연결되며, 상기 타겟(24)은 상기 제 2 동력 전달부(23)와 유사한 형태로 형성된 지지부(25)와 힌지부 20f에 의해 연결되며, 상기 지지부(25)는 고정부(26)와 힌지부 20g에 의해 연결된다.
따라서, 상기 제 2 동력 전달부(23)에서 힘이 전달되면, 상기 타겟(24)은 상기 동력 발생부(21)에 의해 힌지부 20a가 이동하는 변위에 비해 상대적으로 매우 큰 변위를 가지는 운동을 할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 의한 변위 확대 시스템을 데이터 저장 장치에 적용시킨 일례를 나타낸 도면이다. 여기서 도 3a는 데이터 저장 장치를 나타낸 평면도이며, 도 3b는 본 발명에 의한 변위 확대 시스템의 동작을 나타낸 일부 확대도이다. 도 3a에 나타낸 실시예는 평면에서 동작시키고자하는 타겟이 작은 동력으로 보다 큰 변위를 가지며 수평이동이 가능하도록 구성된 데이터 저장 장치에 관한 것이다. 도 3에 의한 데이터 저장 장치는 프레임부, 즉 고정부(35) 내에 동력 발생부(31), 힌지부(30a, 30b, 30c, 30d, 30e), 동력 전달부(32, 33), 데이터를 저장하는 미디어부(34)를 포함하여 형성된다. 정전력, 자기력, 압전력 등에 의해 동력을 발생시킬 수 있는 동력 발생부(31)가 장착되어 있으며, 상기 동력 발생부(31)는 제 1 동력 전달부(32)와 힌지 30a에 의해 연결된다. 또한, 상기 제 1 동력 전달부(32)의 일단부는 프레임(35)과 힌지부 30b에 의해 연결되며, 반대쪽 타단부는 힌지부 30c에 의해 제 2 동력 전달부(33)와 연결된다. 제 2 동력 전달부(33)는 그 일단부가 프레임(35)에 대해 힌지부 30d에 의해 연결되며, 반대쪽 타단부는 미디어부(34)와 힌지부 30e에 의해 연결되어 있다. 이와 같은 구조의 변위 확대 장치가 미디어부(34)의 양측면의 각 모서리부분에 형성된다.
상기와 같은 데이터 저장 시스템의 미디어부(34)를 이동시키기 위한 원리는 상기 도 2a 및 상기 도 2b에서 설명한 바와 같다. 즉, 동력 발생부(31)에서 정전력, 자기력 또는 압전력을 이용하여 힌지부(30a)를 이동시키게 되면 상기 제 1 동력 전달부(32), 제 2 동력전달부(33) 및 상기 각 힌지부들(30c, 30e)을 통해 미디어부(34)에 동력이 전달되게 되며, 지렛대의 원리에 의해 힌지부 30a 변위에 비해 상기 미디어부(34)의 변위는 크게 증가된 상태가 된다. 여기서, 상기 미디어부(34)는 양쪽에 동일한 구조의 변위 확대 구조가 형성되어 있으므로 평면상에서 직선 운동이 가능하게 된다.
도 4a는 본 발명에 의한 마이크로 소자에 사용되는 변위 확대 기구를 종래의 마이크로 미디어에 구현한 것을 나타낸 도면이다. 도 4a에 나타낸 바와 같이, 미디어부(44)를 이동시키기 위한 동력 발생부로 콤전극(41)을 형성시키며, 미디어부(44)는 본 발명에 의한 변위 확대 기구에 의해 직접적으로 동작하도록 한다. 여기서, 상기 콤 전극(41)에 의해 미디어부(44)를 이동시키는 동력을 발생시키게 되면, 본 발명에 의한 변위 확대 기구에 의해 콤 전극(41)의 변위보다 상대적으로 큰 변위로 미디어부(44)를 이동시킬 수 있다. 이때, 제 1동력 전달부(42)와 제 2동력 전달부(43) 사이에는 상기 제 2 동력 전달부(43) 및 미디어부(44) 동작을 보다 원활히 하기 위한 레버(45, 45')가 설치되어 있다. 이와 같은 형태에서는 상기 미디어부(44)의 동작이 평면상에서 한쪽 방향으로 이루어진다. 따라서, 상기 미디어부(44)에 정보를 기록하고 재생할 수 있는 프로브부는 상기 미디어부(44)의 변위 방향과 평면상에서 다른 방향으로 움직일 수 있도록 형성시키는 것이 바람직하다. 즉, 상기 미디어부(44)의 상부에 상기 미디어부(44)를 스캔할 수 있는 프로브를 형성시킬 때, 상기 미디어부(44)의 동작이 한쪽 방향인 경우, 프루브의 동작이 상기 미디어부(44)의 방향과 평면상에서 수직인 방향이 되도록 구성한다.
도 4b는 상기 도 4a에서의 레버(45, 45')의 장착시켜 미디어부를 동작하게 하는 원리를 설명하는 도면이다. 여기서 나타낸 바와 같이 한쪽 방향 즉, 동력 전달부의 왼쪽 방향에서 힘을 가하였을 때, 제 1동력 전달부(42), 제 2동력 전달부(43)를 통하여 미디어부(44)을 우측 방향으로 이동시키게 된다. 이때, 제 1동력 전달부(43)에서 미디어부(44)로 힘이 전달되면서 그 변위가 증가함을 알 수 있다. 여기서 레버(45, 45')를 포함시킴으로써, 작동시키고자 하는 타겟인 미디어부의 큰 변위를 지니는 동작이 원활하게 이루어짐을 알 수 있다. 즉, 상기 레버가 제 1동력 전달부(42)와 제 2동력 전달부(43) 사이 및 제 2동력 전달부(43)와 미디어부(44) 사이에 위치하지 않으면 그 동작할 수 있는 변위에 큰 제한이 가해지게 된다.
도 5a에서는 미디어부의 상부에 형성되는 프로브부(54)를 나타내었다. 상기 도 4에 나타낸 바와 같이, 미디어부에 형성시킨 변위 확대 기구는 상기 미디어부를 X 축 방향으로 동작시킨다. 그러나, 프로브부(54)에 형성된 변위 확대 기구는 상기 미디어부와는 다르게 프로브부(54)를 Y축 방향으로 동작시키게 형성된다. 이러한 변위 확대 기구의 구성은 상기 도 4와 동일하며, 콤 전극(51)에서 동력을 발생시키고 이를 제 1동력 전달부(52) 및 제 2 동력 전달부(53)을 거쳐 상기 프로브부(54)의 변위를 더 크게 확대시킬 수 있다. 또한, 상기 제 1 동력 전달부(52)와 제 2동력 전달부(53) 사이 및 제 2동력 전달부(53)와 프루브부(54)의 사이에는 그 동작을 용이하게 하기 위한 레버(55, 55')가 형성된다. 이 경우, 도 5b에 나타낸 바와 같이 상기 프로브부(54)는 내부적으로 종래의 단순한 콤전극(54) 형태로 보다 정밀하게 동작의 제어를 행할 수 있으며, 이는 고정폴(542), 탄성요소(543) 및 상기 탄성요소(543)에 의해 지지되는 이동판(544)을 포함한다. 정보를 기록하고 재생하는 프로브(545)는 그 양쪽에 형성시킨 압전체(546)에 의해 상하 운동이 가능하도록 하여 미디어부와 프로브(545) 사이의 거리를 조절할 수 있다. 따라서, 이와 같은 형태로 제작하는 경우 한쪽 방향으로 동작시키는 것 뿐만 아니라, 평면 전체를 커버할 수 있도록 그와 교차하는 방향 즉, 평면상의 수직 방향으로 동작시키는 것이 가능함을 알 수 있다.
또한, 도 5c 및 도 5d에 나타낸 바와 같이 상기 프로브부(54)에 상기 프로브(545)가 상하 방향으로 동작할 수 있도록 압전체(546)가 아닌, 스테이터 콤 전극(547) 및 로터 콤 전극(548)을 형성시켜, 평면에서 수직 방향의 이동을 유도할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의한 변위 확대 기구 및 종래 기술에 의한 변위 발생기구를 결합하여, 평면 방향 운동 및 3축 방향의 운동이 가능한 마이크로 단위의 변위 확대 기구를 구현할 수 있음을 알 수 있다.
본 발명에 의하면 마이크로 단위의 정밀한 부품에 있어서, 간단한 구조로 변위를 확대시킬 수 있는 구조를 제공할 수 있다. 즉, 예를 들어 정보를 저장하고 재생할 수 있는 정보저장 장치에서 헤드와 같이 비싼 프로브를 사용해야 하는 경우, 프로브의 수를 크게 줄일 수 있으며, 관련된 배선 구조가 매우 간단해지며, 종래에 비해 큰 정밀도를 요하지 않으며, 공진형의 구동장치를 이용할 경우 저전력을 얻을 수 있어, 보다 경제성이 뛰어난 시스템을 구현할 수 있는 장점이 있다.

Claims (10)

  1. 일정한 방향으로 동력을 발생시키는 동력 발생부;
    상기 동력 발생부에서 발생한 동력을 전달하는 제 1 동력 전달부;
    상기 제 1 동력 전달부의 동력을 마이크로 소자에 전달하는 제 2 동력 전달부;
    상기 제 2 동력 전달부와 연결되어 상기 제 1 동력 전달부보다 더 큰 변위로 이동할 수 있는 마이크로 소자; 및
    상기 동력 발생부, 제 1 동력 전달부, 제 2 동력 전달부 및 마이크로 소자들 사이에 형성되며, 탄성적인 관절 운동이 가능한 하나 이상의 힌지부들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 소자의 변위 확대 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 동력 전달부는 그 일단부가 상기 제 2동력 전달부와 연결되고, 반대쪽 타단부가 고정부와 연결되며, 상기 제 1 동력 전달부의 중심에서 상기 고정부와 연결된 타단부 사이에서 상기 동력 발생부와 연결되어 상기 동력 발생부의 동력을 전달하는 경우 상기 제 2동력 전달부와 연결된 일단부의 변위가 상기 고정부와 연결된 타단부의 변위보다 더 커지는 것을 특징으로 하는 마이크로 소자의 변위 확대 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 2동력 전달부는 그 일단부가 고정부와 연결되며, 반대쪽 타단부가마이크로 소자와 연결되며, 상기 제 2 동력 전달부의 중심에서 상기 고정부와 연결된 타단부 사이에서 상기 제 1 동력 전달부와 연결되어 상기 제 1동력 발생부의 동력을 전달하는 경우 상기 마이크로 소자와 연결된 일단부의 변위가 상기 고정부와 연결된 타단부의 변위보다 더 커지는 것을 특징으로 하는 마이크로 소자의 변위 확대 시스템.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 동력 발생부는 정전기력, 자기력 또는 압젼력에 의해 동력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 마이크로 소자의 변위 확대 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 동력 전달부와 상기 제 2 동력 전달부의 동작을 용이하게 하기 위해 그 사이에 레버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 소자의 변위 확대 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 동력 전달부와 상기 마이크로 소자의 동작을 용이하게 하기 위해 그 사이에 레버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 소자의 변위 확대 시스템.
  8. 정보가 기록되거나 재생될 수 있는 미디어부;
    상기 미디어부의 일 측부의 양단 및 반대쪽 측부의 양단에 연결된 하나 이상의 제 2 동력 전달부들;
    상기 제 2 동력 전달부들에 대해 동력을 전달하는 하나 이상의 제 1 동력 전달부들;
    상기 제 1 동력 전달부들에 대해 소정 방향의 동력을 전달하도록 동력을 발생시키는 동력 발생부들; 및
    상기 동력 발생부들, 제 1 동력 전달부들, 제 2 동력 전달부들 및 미디어부 사이에 형성되며, 탄성적인 관절 운동이 가능한 하나 이상의 힌지부들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 소자의 변위 확대 시스템.
  9. 삭제
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 제 1 동력 전달부와 상기 제 2 동력 전달부의 동작을 용이하게 하기 위해 그 사이에 형성된 제 1레버; 및
    상기 제 2 동력 전달부와 상기 미디어부의 동작을 용이하게 하기 위해 그 사이에 형성된 제 2레버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 소자의 변위 확대 시스템.
KR10-2001-0078672A 2001-12-12 2001-12-12 마이크로 소자에 사용되는 운동 확대 시스템 Expired - Fee Related KR100434543B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2001-0078672A KR100434543B1 (ko) 2001-12-12 2001-12-12 마이크로 소자에 사용되는 운동 확대 시스템
US10/246,418 US20030107296A1 (en) 2001-12-12 2002-09-19 Lever mechanism for increasing displacement of micro-actuating device
JP2002307846A JP2003205497A (ja) 2001-12-12 2002-10-23 微小駆動素子の変位量増大システム
JP2006012731A JP2006167909A (ja) 2001-12-12 2006-01-20 微小駆動素子の変位量増大システム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2001-0078672A KR100434543B1 (ko) 2001-12-12 2001-12-12 마이크로 소자에 사용되는 운동 확대 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20030048690A KR20030048690A (ko) 2003-06-25
KR100434543B1 true KR100434543B1 (ko) 2004-06-05

Family

ID=36669173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2001-0078672A Expired - Fee Related KR100434543B1 (ko) 2001-12-12 2001-12-12 마이크로 소자에 사용되는 운동 확대 시스템

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20030107296A1 (ko)
JP (2) JP2003205497A (ko)
KR (1) KR100434543B1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100552687B1 (ko) * 2003-08-22 2006-02-20 삼성전자주식회사 대면적 스테이지를 구비한 2축 액츄에이터
KR20050043423A (ko) * 2003-11-06 2005-05-11 삼성전자주식회사 주파수 변조 가능한 공진형 스캐너
JP2006170971A (ja) * 2004-12-10 2006-06-29 Korea Electronics Telecommun 駆動ヘッド及びそれを備えた個人用原子顕微鏡
KR101407466B1 (ko) 2004-12-28 2014-06-17 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 안트라센 유도체, 이를 사용하는 발광 소자 및 이를 사용하는 발광 장치
JP6810328B2 (ja) * 2016-04-12 2021-01-06 有限会社メカノトランスフォーマ 圧電アクチュエータおよび圧電式バルブ

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5025346A (en) * 1989-02-17 1991-06-18 Regents Of The University Of California Laterally driven resonant microstructures
KR19980031896A (ko) * 1996-10-31 1998-07-25 김광호 마이크로액츄에이터의 상보형 정전 구동 장치
JPH10335675A (ja) * 1997-05-30 1998-12-18 Aisin Seiki Co Ltd 半導体マイクロマシン
KR19990026889A (ko) * 1997-09-26 1999-04-15 김덕중 비선형성 저감 구조의 빗형상체를 가지는 일렉트로스테틱마이크로 액츄에이터
KR19990032953A (ko) * 1997-10-22 1999-05-15 김덕중 마이크로 액튜에이터의 제어 장치

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4435666A (en) * 1981-05-26 1984-03-06 Nippon Electric Co., Ltd. Lever actuator comprising a longitudinal-effect electroexpansive transducer and designed to prevent actuation from degrading the actuator
US4506154A (en) * 1982-10-22 1985-03-19 Scire Fredric E Planar biaxial micropositioning stage
US4622484A (en) * 1984-06-21 1986-11-11 Nec Corporation Piezoelectric relay with a piezoelectric longitudinal effect actuator
DE19739594C2 (de) * 1997-09-10 2001-09-06 Daimler Chrysler Ag Elektrostriktiver Stellantrieb
US6459088B1 (en) * 1998-01-16 2002-10-01 Canon Kabushiki Kaisha Drive stage and scanning probe microscope and information recording/reproducing apparatus using the same
US6346710B1 (en) * 1998-08-31 2002-02-12 Olympus Optical Co., Ltd. Stage apparatus including displacement amplifying mechanism

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5025346A (en) * 1989-02-17 1991-06-18 Regents Of The University Of California Laterally driven resonant microstructures
KR19980031896A (ko) * 1996-10-31 1998-07-25 김광호 마이크로액츄에이터의 상보형 정전 구동 장치
JPH10335675A (ja) * 1997-05-30 1998-12-18 Aisin Seiki Co Ltd 半導体マイクロマシン
KR19990026889A (ko) * 1997-09-26 1999-04-15 김덕중 비선형성 저감 구조의 빗형상체를 가지는 일렉트로스테틱마이크로 액츄에이터
KR19990032953A (ko) * 1997-10-22 1999-05-15 김덕중 마이크로 액튜에이터의 제어 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20030048690A (ko) 2003-06-25
JP2006167909A (ja) 2006-06-29
US20030107296A1 (en) 2003-06-12
JP2003205497A (ja) 2003-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1202273B1 (en) Head supporting mechanism
US4538882A (en) Two-dimensional suspension
US7220009B2 (en) Optical deflector
US5132582A (en) Recording medium transferring apparatus and vibrating element used therein
KR960011843B1 (ko) 진동성의 헤드(Head)를 갖는 기억장치
JP2000214407A (ja) 光偏向子及びこれを用いた表示装置
KR20060097723A (ko) 플랫 공명 전기-기계적 구동 장치
KR100434543B1 (ko) 마이크로 소자에 사용되는 운동 확대 시스템
US20060158710A1 (en) Electromagnetic scanning micro-mirror and optical scanning device using the same
JP4546894B2 (ja) 触覚情報提示用アクチュエータ
JP2009296797A (ja) 慣性駆動アクチュエータ
EP1512888B1 (en) Lever-arm displacement-increasing device
US6949868B2 (en) Surface acoustic wave actuator and deflector employing the same
JP3706020B2 (ja) 磁気ディスクドライブのためのヘッド浮遊組立体
US7187483B1 (en) Magnet on frame oscillating device
JP4623547B2 (ja) 無反動型変位拡大位置決め装置
JP2009296794A (ja) 慣性駆動アクチュエータ
US7855946B2 (en) Recording and reproducing apparatus provided with probe memory
JP2005341771A (ja) 振動型リニアアクチュエータ
CN100414092C (zh) 振动型致动器和振动型驱动装置
JP2025100095A (ja) 揺動アクチュエータ及び光走査装置
US6654185B1 (en) Electromagnetic actuator having specific coil arrangement for improving utilization rate of magnetic circuit thereof
JP2582508B2 (ja) 磁気記憶装置
JPH03241534A (ja) 情報記録再生装置
JP4137334B2 (ja) ヘッド位置決め機構

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20011212

PA0201 Request for examination
PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20031128

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20040429

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20040525

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20040527

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20070319

Start annual number: 4

End annual number: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20080312

Year of fee payment: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20080312

Start annual number: 5

End annual number: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee
PC1903 Unpaid annual fee