(57)【要約】【課題】２軸駆動スキャナを提供する。【解決手段】ベースと、ベースの上方のステージと、ベースとステージとの間のステージ駆動部と、を備え、ステージ駆動部は、所定形状の第１固定部と、第１固定部を取り囲み、第１固定部との間に第１水平方向の変形トーションばねが形成された水平駆動フレームと、水平駆動フレームを水平走査方向に駆動させる水平駆動部と、水平駆動フレームを取り囲み、水平駆動フレームとの間に第１垂直方向の変形トーションばねが形成された補助フレームと、補助フレームを取り囲み、補助フレームとの間に第２水平方向の変形トーションばねが形成された垂直駆動フレームと、垂直駆動フレームの第１方向の両側で垂直駆動フレームとの間に第２垂直方向の変形トーションばねが形成された第２固定部と、垂直駆動フレームを垂直駆動する垂直駆動部と、を備える。【選択図】図１
2007164170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと、
前記ベースの上方に設置されたステージと、
前記ベースと前記ステージとの間に設置されて前記ステージを２軸に駆動するステージ駆動部と、を備え、
前記ステージ駆動部は、
所定形状の第１固定部と、
前記第１固定部を取り囲み、前記第１固定部との間に第１水平方向の変形トーションばねが形成された水平駆動フレームと、
前記水平駆動フレームを水平走査方向に駆動させる水平駆動部と、
前記水平駆動フレームを取り囲み、前記水平駆動フレームとの間に第１垂直方向の変形トーションばねが形成された補助フレームと、
前記補助フレームを取り囲み、前記補助フレームとの間に第２水平方向の変形トーションばねが形成された垂直駆動フレームと、
前記垂直駆動フレームの第１方向の両側で前記垂直駆動フレームとの間に第２垂直方向の変形トーションばねが形成された第２固定部と、
前記垂直駆動フレームを垂直駆動する垂直駆動部と、を備え、
前記ステージは、前記補助フレーム上に設置されたことを特徴とする２軸駆動スキャナ。
【請求項２】
前記第１固定部は、第２方向に長く形成されており、
前記水平駆動フレームは、前記第１固定部の両側からそれぞれ前記第２方向に長く形成された第１部分と、前記第１固定部及び前記第１部分を取り囲み、前記第１固定部との間に第１水平方向の変形トーションばねと、が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の２軸駆動スキャナ。
【請求項３】
前記水平駆動部は、
前記第１固定部の第１方向の両側から延びた第１固定コーム電極と、
前記第１固定コーム電極と交差して前記水平駆動フレームに形成された第１駆動コーム電極と、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の２軸駆動スキャナ。
【請求項４】
前記垂直駆動フレームの第２方向の両側に形成された第３固定部をさらに備え、
前記垂直駆動部は、
前記垂直駆動フレームの第２方向の両側から外側に延びた第２駆動コーム電極と、
前記第３固定部から前記第２駆動コーム電極と交差して形成された第２固定コーム電極と、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の２軸駆動スキャナ。
【請求項５】
前記ベースには、突出して前記第１ないし第３固定部をそれぞれ固定する第１ないし第３アンカーを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の２軸駆動スキャナ。
【請求項６】
前記第１アンカーと前記第２及び第３アンカーとの高さが異なることを特徴とする請求項４に記載の２軸駆動スキャナ。
【請求項７】
前記第１固定部は、方形であり、前記水平駆動フレーム、前記補助フレーム、前記垂直駆動フレームは、それぞれ方形枠状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の２軸駆動スキャナ。
【請求項８】
前記トーションばねは、高さが幅より広いビームであることを特徴とする請求項１又は２に記載の２軸駆動スキャナ。
【請求項９】
前記第１固定部には、第２方向に第１固定部の両側に形成された第１固定コーム電極を絶縁する電気的絶縁部が形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の２軸駆動スキャナ。
【請求項１０】
前記ステージ駆動部は、一つのシリコン基板をパターニングして形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の２軸駆動スキャナ。
【請求項１１】
前記ステージは、回動する前記水平駆動フレームと接触しないように、連結部により前記補助フレームの上方に設置されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の２軸駆動スキャナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）技術を利用した２軸駆動スキャナに関する。
【背景技術】
【０００２】
２軸駆動スキャナは、大型のディスプレイ装置に有効に使われうる。２軸駆動スキャナは、水平にスキャニングしつつ垂直にスキャニングするとき、水平走査と垂直走査との間に互いに干渉が発生しないようにステージを駆動することが重要である。従来では、２軸駆動を干渉させないで行うために、水平走査のための固定コーム電極を、水平走査のための駆動コーム電極と共に駆動するので、駆動荷重が増加するという問題がある。
【０００３】
また、駆動コーム電極と共に回動する固定コーム電極に電圧を印加するために、トーションばねを２層構造にするか、またはトーションばねに電気的絶縁部を複雑に形成するという問題がある。
【特許文献１】韓国特許第２００４−８３５７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、２軸駆動時に互いに干渉しない構造の２軸駆動スキャナを提供するところにある。
本発明の他の目的は、水平駆動部の固定コーム電極を駆動部から分離して駆動部の荷重を減少させ、電気的配線を容易に設置した２軸駆動スキャナを提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するために、本発明１による２軸駆動スキャナは、ベースと、前記ベースの上方に設置されたステージと、前記ベースと前記ステージとの間に設置されて前記ステージを２軸に駆動するステージ駆動部と、を備え、前記ステージ駆動部は、所定形状の第１固定部と、前記第１固定部を取り囲み、前記第１固定部との間に第１水平方向の変形トーションばねが形成された水平駆動フレームと、前記水平駆動フレームを水平走査方向に駆動させる水平駆動部と、前記水平駆動フレームを取り囲み、前記水平駆動フレームとの間に第１垂直方向の変形トーションばねが形成された補助フレームと、前記補助フレームを取り囲み、前記補助フレームとの間に第２水平方向の変形トーションばねが形成された垂直駆動フレームと、前記垂直駆動フレームの第１方向の両側で前記垂直駆動フレームとの間に第２垂直方向の変形トーションばねが形成された第２固定部と、前記垂直駆動フレームを垂直駆動する垂直駆動部と、を備え、前記ステージは、前記補助フレーム上に設置されたことを特徴とする。
【０００６】
本発明の２軸駆動スキャナは、垂直駆動フレームと水平駆動フレームとの間に補助フレームを備え、この補助フレームが垂直駆動フレームと水平駆動フレームとの間の干渉を防止する。したがって、２軸駆動時、水平駆動のためのコーム電極と垂直駆動のためのコーム電極との間に干渉が発生しない。
また、ステージ駆動部が一つのシリコン基板をパターニングして形成されるので、精密な構造のスキャナが製造されうる。また、固定コーム電極がステージ駆動部の下部に設置されたベースに固定されるので、駆動部の荷重が減少し、したがって、相対的に駆動力が増加しうる。
【０００７】
かかる２軸駆動スキャナは、高速の水平走査と線形の垂直走査とを必要とするディスプレイ装置の光スキャナに有効に使われうる。
本発明によれば、前記水平駆動部は、前記第１固定部の第１方向の両側から延びた第１固定コーム電極と、前記第１固定コーム電極と交差して前記水平駆動フレームに形成された第１駆動コーム電極と、を備える。
【０００８】
本発明によれば、前記垂直駆動フレームの第２方向の両側に形成された第３固定部をさらに備え、前記垂直駆動部は、前記垂直駆動フレームの第２方向の両側から外側に延びた第２駆動コーム電極と、前記第３固定部で前記第２駆動コーム電極と交差して形成された第２固定コーム電極と、を備える。
一方、本発明のスキャナは、前記ベースには、突出して前記第１ないし第３固定部をそれぞれ固定する第１ないし第３アンカーを備える。
【０００９】
本発明によれば、前記第１アンカーと前記第２及び第３アンカーとの高さが異なることが望ましい。
前記第１固定部は、方形であり、前記水平駆動フレーム、前記補助フレーム、前記垂直駆動フレームは、それぞれ方形枠状である。
前記トーションばねは、高さが幅より広いビームであることが望ましい。
【００１０】
前記第１固定部には、第２方向に第１固定部の両側に形成された第１固定コーム電極を絶縁する電気的絶縁部が形成されうる。
前記ステージ駆動部は、一つのシリコン基板をパターニングして形成されうる。
前記ステージは、回動する前記水平駆動フレームと接触しないように、連結部により前記補助フレームから離隔されて設置されることが望ましい。
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明の第２実施形態による２軸駆動スキャナは、ベースと、前記ベースの上方に設置されたステージと、前記ベースと前記ステージとの間に設置されて前記ステージを２軸に駆動するステージ駆動部と、を備え、前記ステージ駆動部は、第２方向に長く形成された第１固定部と、前記第１固定部の両側からそれぞれ前記第２方向に長く形成された第１部分と、前記第１固定部及び前記第１部分を取り囲み、前記第１固定部との間に第１水平方向の変形トーションばねが形成された水平駆動フレームと、前記水平駆動フレームを水平走査方向に駆動させる水平駆動部と、前記水平駆動フレームを取り囲み、前記水平駆動フレームとの間に第１垂直方向の変形トーションばねが形成された補助フレームと、前記補助フレームを取り囲み、前記補助フレームとの間に第２水平方向の変形トーションばねが形成された垂直駆動フレームと、前記垂直駆動フレームの第１方向の両側から前記垂直駆動フレームとの間に第２垂直方向の変形トーションばねが形成された第２固定部と、前記垂直駆動フレームを垂直駆動する垂直駆動部と、を備え、前記ステージは、前記補助フレーム上に設置されたことを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、前記水平駆動部は、前記第１固定部の第１方向の両側から延びた第１固定コーム電極と、前記第１固定コーム電極と交差して前記水平駆動フレームに形成された第１駆動コーム電極と、を備える。
本発明によれば、前記垂直駆動フレームの第２方向の両側に形成された第３固定部をさらに備え、前記垂直駆動部は、前記垂直駆動フレームの第２方向の両側から外側に延びた第２駆動コーム電極と、前記第３固定部で前記第２駆動コーム電極と交差して形成された第２固定コーム電極と、を備える。
【００１３】
一方、本発明のスキャナは、前記ベースには、突出して前記第１ないし第３固定部をそれぞれ固定する第１ないし第３アンカーを備える。
本発明によれば、前記第１アンカーと前記第２及び第３アンカーとの高さが異なることが望ましい。
前記第１固定部は、方形であり、前記水平駆動フレーム、前記補助フレーム、前記垂直駆動フレームは、それぞれ方形枠状である。
【００１４】
前記トーションばねは、高さが幅より広いビームであることが望ましい。
前記第１固定部には、第２方向に第１固定部の両側に形成された第１固定コーム電極を絶縁する電気的絶縁部が形成されうる。
前記ステージ駆動部は、一つのシリコン基板をパターニングして形成されうる。
前記ステージは、回動する前記水平駆動フレームと接触しないように、連結部により前記補助フレームから離隔されて設置されることが望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、２軸駆動時に互いに干渉しない構造の２軸駆動スキャナを提供することができる。また、水平駆動部の固定コーム電極を駆動部から分離して駆動部の荷重を減少させ、電気的配線を容易に設置した２軸駆動スキャナを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ本発明による２軸駆動スキャナの望ましい実施形態を説明する。以下の実施形態の説明で、図面に示した構成要素は、必要に応じて誇張して表現されるか、または図面の複雑性を避けて理解を助けるために特定の図面で省略され、かかる変形された図面上の表現は、本願発明の技術的範囲を制限しないことを明らかにする。
図１は、本発明の第１実施形態による２軸駆動スキャナの概略的な斜視図であり、図２は、図１の平面図であり、図３及び図４は、それぞれ図２のＩＩＩ−ＩＩＩ、ＩＶ−ＩＶ線の断面図である。図２では、便宜のためにステージを点線で表した。
【００１７】
図１ないし図４に示すように、本発明の２軸駆動スキャナは、ベース１００、ベース１００上のステージ駆動部２００、及びステージ駆動部２００上のステージ３００を備える。
前記ステージ３００は、表面から光が走査し、連結部３１０により後述する補助フレーム２４０上に配置されている。前記連結部３１０は、後述する回転する水平駆動フレームの回動空間３２０を提供する。前記ステージ３００は、下部のステージ駆動部２００により２軸方向に駆動する。
【００１８】
前記ベース１００は、パイレックス（登録商標）ガラス基板でありうる。前記ベース１００の中央には、第１アンカー１１０が形成されている。第１アンカー１１０の第１方向（Ｘ方向）の両側には、第２アンカー１２０が形成されており、第１アンカー１１０の第２方向（Ｙ方向）の両側には、第３アンカー１３０が形成されている。前記第１アンカー１１０、第２アンカー１２０、第３アンカー１３０は、前記ベース１００と一体型に形成されうる。ここで、第１方向は、スキャナが光を光軸に水平な方向に走査する方向であり、第２方向は、スキャナが光を光軸に垂直な方向に走査する方向である。
【００１９】
前記ステージ駆動部２００は、第１固定部２１０、水平駆動フレーム２２０、補助フレーム２４０、垂直駆動フレーム２６０、第２固定部２７０及び第３固定部２８０を備える。前記ステージ駆動部２００は、一つのシリコン基板をパターニングして形成され、外部の電圧が印加される導電性基板である。前記第１アンカー１１０と第２アンカー１２０及び第３アンカー１３０との間には、水平駆動フレーム２２０、補助フレーム２４０、垂直駆動フレーム２６０の回動のための回動空間１４０が形成されている。
【００２０】
前記第１固定部２１０は、前記第１アンカー１１０に連結されて固定される。第１固定部２１０で第１方向（Ｘ方向）の対向する両側に、外側に延びた第１固定コーム電極２１２が形成されている。
前記水平駆動フレーム２２０は、前記第１固定部２１０を取り囲む方形枠状である。前記水平駆動フレーム２２０は、第１方向と平行な二つの第１部分２２０Ｘ、及び第２方向と平行な二つの第２部分２２０Ｙを備える。前記水平駆動フレーム２２０の第１部分２２０Ｘと第１固定部２１０との間に、第１水平方向の変形トーションばね２２５が形成されている。前記第１水平方向の変形トーションばね２２５は、第１方向への変形が第２方向への変形より容易な横材（ビーム：beam）である。前記第１固定コーム電極２１２と対向する前記水平駆動フレーム２２０の第２部分２２０ｙには、前記第１固定コーム電極２１２に対して平行に、かつ交互に形成された第１駆動コーム電極２２２が形成されている。
【００２１】
前記補助フレーム２４０は、前記水平駆動フレーム２２０を取り囲む方形枠状である。前記補助フレーム２４０は、第１方向と平行な二つの第１部分２４０Ｘ、及び第２方向と平行な二つの第２部分２４０Ｙを備える。前記補助フレーム２４０の第２部分２４０Ｙと水平駆動フレーム２２０の第２部分２２０Ｙとの間に、第１垂直方向の変形トーションばね２４５が形成されている。前記第１垂直方向の変形トーションばね２４５は、第２方向への変形が第１方向への変形より容易な横材（ビーム：beam）である。
【００２２】
前記垂直駆動フレーム２６０は、前記補助フレーム２４０を取り囲む方形枠状である。前記垂直駆動フレーム２６０は、第１方向と平行な二つの第１部分２６０Ｘ、及び第２方向と平行な二つの第２部分２６０Ｙを備える。前記垂直駆動フレーム２６０の第１部分２６０Ｘと補助フレーム２４０の第１部分２４０Ｘとの間に、第２水平方向の変形トーションばね２６５が形成されている。前記第２水平方向の変形トーションばね２６５は、第１方向への変形が第２方向への変形より容易なビームである。前記垂直駆動フレーム２６０の第１部分２６０Ｘには、外側に延びた第２駆動コーム電極２６２が形成されている。
【００２３】
そして、前記第２固定部２７０は、前記垂直駆動フレーム２６０の第２部分２６０Ｙの両側で前記第２アンカー１２０の上部に固設される。第２固定部２７０と前記垂直駆動フレーム２６０との間に、第２垂直方向の変形トーションばね２７５が形成される。第２垂直方向の変形トーションばね２７５は、第２方向への変形が第１方向への変形より容易な横材（ビーム：beam）である。
【００２４】
前記第３固定部２８０は、前記垂直駆動フレーム２６０の第１部分２６０Ｘの両側で第３アンカー１３０上に固設されている。前記第２駆動コーム電極２６２と対向する前記第３固定部２８０には、前記第２駆動コーム電極２６２に対して平行に、かつ交互に形成された第２固定コーム電極２８２が形成されている。
前記トーションばね２２５，２４５，２６５，２７５は、図５に示したように、ビームの高さｈ０がビームの幅ｂ０より長いビームであることが望ましい。すなわち、トーションばね２２５，２４５，２６５，２７５は、ステージ３００を特定の方向にのみ回動させねばならない。かかるトーションばね２２５，２４５，２６５，２７５の機能を効果的に発揮するために、トーションばね２２５，２４５，２６５，２７５は、図１の矢印に示すような回転軸方向の変形に対する剛性である曲げ剛性は大きくなければならず、各トーションバネのトーション軸を中心にしたトーション方向に対する剛性であるトーション剛性は相対的に小さくなければならない。トーション方向とは、第１方向（Ｘ方向）又は第２方向（Ｙ方向）を意味する。第１及び第２水平方向の変形トーションばね２２５、２６５のトーション方向は第１方向（Ｘ方向）であり、第１及び第２垂直方向の変形トーションばね２４５、２７５のトーション方向は第２方向（Ｙ方向）である。
【００２５】
前記第１駆動コーム電極２２２及び第１固定コーム電極２１２は、前記水平駆動フレーム２２０を第１方向に回動、つまり第１及び第２水平方向の変形トーションばね２４５、２６５を軸として回動させる水平駆動部を形成する。水平駆動部により水平駆動フレーム２２０が第１方向に回動すると、水平駆動フレーム２２０に第１垂直方向の変形トーションばね２４５により連結された補助フレーム２４０も共に第１方向に回動する。したがって、補助フレーム２４０に連結されたステージ３００も第１方向に回動する。このとき、第１垂直方向の変形トーションばね２４５の曲げ剛性が大きいので、水平駆動フレーム２２０及び補助フレーム２４０は、一体になって第１及び第２水平方向の変形トーションばね２２５，２６５を中心に水平方向（第１方向）に回動する。つまり、第１及び第２水平方向の変形トーションばね２２５，２６５は水平方向（第１方向）への変形がより容易なビームであり、かつ第１垂直方向の変形トーションばね２４５は水平方向（第１方向）への変形が困難である。そのため、水平駆動フレーム２２０及び補助フレーム２４０は、第１及び第２水平方向の変形トーションばね２２５、２６５を軸として一体に回動する。このとき、第２水平方向の変形トーションばね２６５は水平方向（第１方向）への変形が容易であるため、垂直駆動フレーム２６０は第１及び第２水平方向の変形トーションばね２２５、２６５を軸として回動しない。つまり、垂直駆動フレーム２６０の動きは、水平駆動フレーム２２０及び補助フレーム２４０の回動から切り離される。さらに、第２垂直方向の変形トーションばね２７５は水平方向（第１方向）への変形が困難であることによっても、垂直駆動フレーム２６０は、第１及び第２水平方向の変形トーションばね２２５、２６５を軸として回動しない。よって、第２駆動コーム電極２６２と第２固定コーム電極２８２との間の第１方向での変位が発生しない。
【００２６】
また、前記第２駆動コーム電極２６２及び第２固定コーム電極２８２は、前記垂直駆動フレーム２６０を前記第２方向に回動、つまり第１及び第２垂直方向の変形トーションばね２４５、２７５を軸として回動させる垂直駆動部を形成する。垂直駆動部により垂直駆動フレーム２６０が第２方向に回動すると、垂直駆動フレーム２６０に第２水平方向の変形トーションばね２６５により連結された補助フレーム２４０も共に第２方向に回動する。したがって、補助フレーム２４０に連結されたステージ３００も第２方向に回動する。このとき、第２水平方向の変形トーションばね２６５の曲げ剛性が大きいので、垂直駆動フレーム２６０及び補助フレーム２４０は、一体になって第１及び第２垂直方向の変形トーションばね２７５を中心に垂直方向（第２方向）に回動する。つまり、第１及び第２垂直方向の変形トーションばね２４５、２７５は垂直方向（第２方向）への変形が容易なビームであり、かつ第２水平方向の変形トーションばね２６５は垂直方向（第２方向）への変形が困難である。そのため、垂直駆動フレーム２６０及び補助フレーム２４０は、第１及び第２垂直方向の変形トーションばね２４５、２７５を軸として一体に回動する。このとき、第１垂直方向の変形トーションばね２４５は垂直方向（第２方向）への変形が容易であるため、補助フレーム２４０の回転力は水平駆動フレーム２２０に伝達されず、水平駆動フレーム２２０は第１及び第２垂直方向の変形トーションばね２４５、２７５を軸として回動しない。つまり、水平駆動フレーム２２０の動きは、垂直駆動フレーム２６０及び補助フレーム２４０の回動から切り離される。さらに、第１水平方向の変形トーションばね２２５は垂直方向（第２方向）への変形が困難であることによっても、水平駆動フレーム２２０は、第１及び第２垂直方向の変形トーションばね２４５、２７５を軸として回動しない。第１駆動コーム電極２２２と第１固定コーム電極２１２との間の第２方向での変位が発生しない。
【００２７】
以上のように、本発明による２軸駆動スキャナは、水平方向と垂直方向の走査がそれぞれ独立的に起きる。
図６は、本発明による２軸駆動スキャナの初期駆動を説明する断面図である。図６に示すように、第１アンカー１１０の高さを第２アンカー１２０及び第３アンカー１３０の高さより低く形成し、前記ベース１００と前記ステージ駆動部２００とを正極接合すれば、図６のように第１固定コーム電極２１２と第１駆動コーム電極２２２との間の高さでの差が発生する。したがって、第１駆動コーム電極２２２と第１固定コーム電極２１２との間に一定な定電圧を印加すれば、第１駆動コーム電極２２２は下方向に駆動する。かかる原理は、第２駆動コーム電極２６２と第２固定コーム電極２８２との間にも適用される。したがって、本発明による２軸駆動スキャナは、ステージ駆動部２００を一つの基板で形成しても電極間の垂直方向の高さの差が発生するので、初期駆動が容易になる。
【００２８】
本発明の第１実施形態において、ステージ３００の２軸運動のためには、水平駆動部及び垂直駆動部にそれぞれ３個の経路の配線が必要である。ここで、グラウンドを同じ電位に維持する場合、５個の経路が必要である。図７は、本発明の２軸駆動スキャナの電気的経路を説明するための平面図である。図面で黒色の部分２９０は、電気的絶縁部であり、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５は、外部回路との結線のための電極パッドであり、２８４は、電極パッドＰ４，Ｐ５と第１固定コーム電極２１２とを連結する導電配線である。
【００２９】
図７に示すように、電極パッドＰ１は、第２固定部２７０に設けられ、第１電極パッドＰ１に印加された電圧、例えばグラウンド電圧は、トーションばねとフレームとを通じて第１及び第２駆動コーム電極２２２，２６２に印加される。電極パッドＰ２，Ｐ３は、第３固定部２８０に設置されてそれぞれ第２固定コーム電極２８２に電気的に連結される。電極パッドＰ４，Ｐ５は、電気的に絶縁された第１固定部２１０の両側の第１固定コーム電極２１２にそれぞれ電気的導線２８４を通じて電気的に連結される。導電配線２８４は、ベース１００上に形成されうる。電気的絶縁部２９０は、トーションばね２２５が第１固定部２１０に電気的に連結されることを防止するように形成される。
【００３０】
本発明の２軸駆動スキャナの作用を、図面を参照して詳細に説明する。
まず、電極パッドＰ１にグラウンド電圧を印加し、電極パッドＰ４に所定の電圧を印加すれば、第１固定コーム電極２１２と第１駆動コーム電極２２２との間の静電気力により、正のｘ方向に水平駆動フレーム２２０が変動する。電極パッドＰ４に印加された電圧を除去すれば、第１及び第２水平方向の変形トーションばね２２５，２６５の復原力により、水平駆動フレーム２２０は元来の位置に復元される。したがって、水平駆動フレーム２２０に連結された補助フレーム２４０及びステージ３００は、第１及び第２水平方向の変形トーションばね２２５，２６５を中心としてシーソーの原理で回転運動を行う。逆に、電極パッドＰ５に電圧を印加すれば、負のｘ方向にステージ３００は変動する。かかるステージ３００の水平駆動は、垂直駆動フレーム２６０に影響を及ぼさず、したがって、第２駆動コーム電極２６２と第２固定コーム電極２８２との間の第１方向での変位が発生しない。
【００３１】
また、電極パッドＰ２に所定の電圧を印加すれば、第２駆動コーム電極２６２と第２固定コーム電極２８２との間の静電気力により正のｙ方向に垂直駆動フレーム２６０は変動する。一方、電極パッドＰ３に電圧を印加すれば、負のｙ方向に垂直駆動フレーム２６０は変動する。したがって、水平駆動フレーム２２０に連結された補助フレーム２４０及びステージ３００は垂直駆動を行う。かかるステージ３００の垂直駆動は、水平駆動フレーム２２０に影響を及ぼさず、したがって、第１駆動コーム電極２２２と第１固定コーム電極２１２との間の第２方向での変位が発生しない。
【００３２】
以上のように、本発明の２軸駆動スキャナは、垂直駆動フレームと水平駆動フレームとの間に補助フレームを備え、この補助フレームが垂直駆動フレームと水平駆動フレームとの間の干渉を防止する。したがって、２軸駆動時、水平駆動のためのコーム電極と垂直駆動のためのコーム電極との間に干渉が発生しない。
また、ステージ駆動部が一つのシリコン基板をパターニングして形成されるので、精密な構造のスキャナが製造されうる。また、固定コーム電極がステージ駆動部の下部に設置されたベースに固定されるので、駆動部の荷重が減少し、したがって、相対的に駆動力が増加しうる。
【００３３】
かかる２軸駆動スキャナは、高速の水平走査と線形の垂直走査とを必要とするディスプレイ装置の光スキャナに有効に使われうる。
図８は、本発明の第２実施形態による２軸駆動スキャナの平面図であり、図９及び図１０は、それぞれ図８のＩＸ−ＩＸ、Ｘ−Ｘ線の断面図であり、第１実施形態の２軸駆動スキャナと実質的に同じ構成要素には、同じ参照番号を使用し、詳細な説明は省略する。
【００３４】
図８ないし図１０に示すように、本発明の２軸駆動スキャナは、ベース１００’、ベース１００’上のステージ駆動部２００’、及びステージ駆動部２００’上のステージ３００を備える。
前記ベース１００’は、第１アンカー１１０’、第２アンカー１２０’、第３アンカー１３０を備える。第１アンカー１１０’は、第２方向（Ｙ方向）に長く形成された中央部１３１と、前記中央部１３１の両側から所定深さに形成された側面部分１３２とからなっている。
【００３５】
前記中央部１３１上には、第１固定部２１０’が配置され、前記固定部２１０’には、第１水平方向の変形トーションばね２２５が連結される。
前記側面部分１３２上には、第１固定コーム電極２１２を固定する第１部分２１４が設置される。
前記第３アンカー１３０’は、前記側面部分１３２のように第１アンカー１１０’の中央部１３１より低く形成されうる。したがって、前記第３アンカー１３０’上に固定された第３固定部２８０に固定された第２固定コーム電極２８２は、第２駆動コーム電極２６２と異なる高さに形成される。前記第２アンカー１２０’は、前記第１アンカー１１０’の中央部１３１と同じ高さに形成されうる。
【００３６】
第２実施形態での第１及び第２固定コーム電極２１２，２８２の高さが第１及び第２駆動コーム電極２２２，２６２と異なる高さに形成されるので、静電力により初期駆動が容易に起きる。
また、第１固定部２１０’と第１部分２１４とは、互いに物理的に絶縁されているので、第１及び第２駆動コーム電極２２２，２６２に印加される電圧が第１固定コーム電極２１２には印加されない。
【００３７】
前記第２実施形態による２軸駆動スキャナの他の構造及び作用は、第１実施形態による２軸駆動スキャナの構造及び作用と実質的に同じであるので、詳細な説明は省略する。
前述した内容を通じて、当業者ならば、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で多様な変更及び修正が可能であるということが分かる。したがって、本発明の技術的範囲は、明細書の詳細な説明に記載された内容に限定されるものではなく、特許請求範囲により決まらねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、２軸駆動スキャナ関連の技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態による２軸駆動スキャナの基本的な構造を示す斜視図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線の断面図である。
【図５】本発明によるトーションばねの構造を示す斜視図である。
【図６】本発明による２軸駆動スキャナの初期駆動を説明する断面図である。
【図７】本発明の２軸駆動スキャナの電気的経路を説明するための平面図である。
【図８】本発明の第２実施形態による２軸駆動スキャナの平面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線の断面図である。
【図１０】図８のＸ−Ｘ線の断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１００    ベース
１２０    第２アンカー
１３０    第３アンカー
２００    ステージ駆動部
２２０    水平駆動フレーム
２４５    第１垂直方向の変形トーションスプリン
２６０    垂直駆動フレーム
２６２    第２駆動コーム電極
２７０    第２固定部
２７５    第２垂直方向の変形トーションばね
２８０    第３固定部
２８２    第２固定コーム電極
３００    ステージ
３１０    連結部
【図１】
2007164170.tif 000003
【図２】
2007164170.tif 000004
【図３】
2007164170.tif 000005
【図４】
2007164170.tif 000006
【図５】
2007164170.tif 000007
【図６】
2007164170.tif 000008
【図７】
2007164170.tif 000009
【図８】
2007164170.tif 000010
【図９】
2007164170.tif 000011
【図１０】
2007164170.tif 000012