KR101345288B1 - 2축 구동 전자기 스캐너 - Google Patents

2축 구동 전자기 스캐너 Download PDF

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Abstract

미러가 구동부로부터 분리되어 있으며 직접적으로 구동되는 구조를 갖는 2축 구동 전자기 스캐너를 개시한다. 본 발명에 따른 전자기 스캐너는, 제 1 축에 대해 회동 가능하게 형성된 외측 구동부; 상기 제 1 축에 직교하는 제 2 축에 대해 회동 가능하도록 상기 외측 구동부의 내측에 현가된 내측 구동부; 및 상기 내측 구동부의 상부에 배치된 것으로, 상기 내측 구동부와 함께 회동하는 스테이지;를 포함하며, 상기 스테이지는 상기 스테이지의 하부 중심으로부터 돌출된 링크부를 통해 상기 내측 구동부와 연결되는 것을 특징으로 한다.

Description

2축 구동 전자기 스캐너{2-axis driving electromagnetic scanner}
본 발명은 2축 구동 전자기 스캐너에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미러가 구동부로부터 분리되어 있으며 직접적으로 구동되는 구조를 갖는 2축 구동 전자기 스캐너에 관한 것이다.
최근, 영상 디스플레이 장치, 레이저 프린터, 정밀 측정, 정밀 가공 등 다양한 기술 분야에서 마이크로 전자기술(micro-electro-mechanical systems; MEMS)에 의해 제조되는 미소 구조를 갖는 마이크로 전자기 스캐너에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
자기장 내의 코일에 작용하는 전자기력에 의해 구동되는 2축 구동 전자기 스캐너는, 서로 다른 진동축에 대해 미러면이 요동되면서 입사광을 소정의 화면 영역에 대해 수평방향 및 수직방향으로 주사한다. 예컨대, 상기 2축 구동 전자기 스캐너에 의한 수평방향으로의 주사각 변화는 고주파로 왕복 진동하는 정현파로 나타낼 수 있다. 한편, 상기 2축 구동 전자기 스태너에 의한 수직방향으로의 주사각 변화는 저주파의 톱니파 함수로 나타낼 수 있다. 특히, 2축 구동 전자기 스캐너를 이용하여 영상을 투사하기 위해서는, 미러를 수평 진동축을 중심으로 예컨대 약 60Hz의 톱니파 형태로 비공진 구동시키고, 수직 진동축을 중심으로 비교적 고주파인 약 20kHz의 사인파로 공진 구동시키는 것이 바람직하다.
이러한 2축 구동 전자기 스캐너를 구현하기 위하여 다양한 기술이 제안되었다. 예컨대, 미러에 제 1 코일을 형성하고 미러를 지지하는 프레임에 제 2 코일을 형성한 후, 제 1 코일과 제 2 코일에 20kHz의 사인파 수평 신호와 60Hz의 톱니파 수직 신호를 각각 독립적으로 인가하는 방식이 있다. 그러나 이 방식의 경우, 미러에 코일이 직접 형성되어 있기 때문에, 코일과 미러의 열팽창계수의 차이로 의한 미러의 변형이 발생한다.
다른 방식으로, 미러를 지지하는 프레임에 하나의 코일만을 형성하고, 상기 코일에 20kHz의 사인파 수평주사 신호와 60Hz의 톱니파 수직주사 신호의 합성 신호를 인가하는 방식이 있다. 이러한 방식에 따르면, 수직 방향의 구동력과 수평 방향의 구동력이 모두 프레임에 작용하게 되며, 미러는 프레임에 작용하는 수평 방향의 구동력에 의해 간접적으로 구동된다. 그러나 이 방식의 경우, 수직으로 구동하는 프레임에 20kHz의 미세한 수평 방향 진동(즉, 수평 방향의 노이즈)가 존재하는 문제가 있다. 이러한 수평 방향의 노이즈에 의해 고해상도의 스캐너를 구현하는 데도 한계가 있다. 더욱이, 수평 공진 구동의 경우 프레임의 구동력을 사용하는 간접 구동 방식이기 때문에, 소비전력이 증가하게 된다.
또 다른 방식으로, 미러를 지지하는 프레임에 수평주사 신호용 코일과 수직주사 신호용 코일을 교번적으로 형성하는 방식이 있다. 그러나 이 경우에도, 수직 방향의 구동력과 수평 방향의 구동력이 모두 프레임에 작용하게 되며, 프레임에 작 용하는 수평 방향의 구동력에 의해 미러를 간접적으로 구동하는 방식이기 때문에, 수평 방향의 노이즈가 프레임에 발생한다. 또한, 코일을 교번적으로 사용하기 때문에, 구동에 필요한 전류량이 높아 소비전력이 크게 증가한다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점들을 개선하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 미러의 변형을 방지하면서 미러를 직접 구동시킬 수 있는 2축 구동 전자기 스캐너를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 노이즈를 방지하여 해상도를 향상시키면서 소비전력을 저감할 수 있는 2축 구동 전자기 스캐너를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 양호한 실시예에 따른 전자기 스캐너는, 제 1 축에 대해 회동 가능하게 형성된 외측 구동부; 상기 제 1 축에 직교하는 제 2 축에 대해 회동 가능하도록 상기 외측 구동부의 내측에 현가된 내측 구동부; 및 상기 내측 구동부의 상부에 배치된 것으로, 상기 내측 구동부와 함께 회동하는 스테이지;를 포함하며, 상기 스테이지는 상기 스테이지의 하부 중심으로부터 돌출된 링크부를 통해 상기 내측 구동부와 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 전자기 스캐너는, 상기 외측 구동부의 하부면에 마련되는 것으로 상기 외측 구동부를 제 1 축 방향으로 회동하는 제 1 신호가 인가되는 외측구동 코일, 및 상기 내측 구동부의 하부면에 마련되는 것으로 상기 내측 구동부를 제 2 축 방 향으로 회동하는 제 2 신호가 인가되는 내측구동 코일을 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 상기 외측구동 코일에는 저주파 비공진 신호가 인가되며, 상기 내측구동 코일에는 고주파 공진 신호가 인가된다.
예컨대, 상기 저주파 비공진 신호는 톱니파 신호이며, 상기 고주파 공진 신호는 정현파 신호일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 전자기 스캐너는 상기 외측 구동부를 회동 가능하게 지지하는 프레임을 더 포함한다.
여기서, 상기 외측 구동부는 제 1 축 방향으로 형성된 제 1 토션 스프링을 통해 상기 프레임에 현가될 수 있다.
또한, 상기 내측 구동부는 제 2 축 방향으로 형성된 제 2 토션 스프링을 통해 상기 외측 구동부에 현가될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 외측 구동부 및 내측 구동부는, 예컨대 링의 형태를 가질 수 있다.
한편, 상기 링크부는 빔 형태의 연결보를 통해 상기 내측 구동부와 연결된다.
예컨대, 상기 연결보는 상기 링크부의 하부와 상기 링형 내측 구동부의 내주면 사이를 연결할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 연결보는 기계적 필터 스프링의 역할을 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 빔 형태의 연결보는 제 1 축 방향에 평행하게 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 링크부는 원형의 단면을 가질 수 있다.
또한, 상기 스테이지의 변형을 방지하기 위하여, 상기 링크부의 양쪽 측면을 따라 나비 형상으로 돌출부가 더 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 관성 모멘트를 감소시키기 위하여, 상기 외측 구동부와 내측 구동부의 상면을 따라 홈이 더 형성될 수 있다.
한편, 상기 스테이지의 상면에는 광을 편향 주사하기 위한 미러면이 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 내측 구동부에 별도의 독립적인 구동용 코일을 형성하여 내측 구동부를 직접 구동하기 때문에 소비전력이 감소된다.
또한, 미러면이 내측 구동부에 직접 형성되지 않고 링크부를 통해 내측 구동부와 연결되는 스테이지상에 형성되기 때문에, 미러면의 변형을 방지할 수 있다.
또한, 링크부와 빔 형태의 연결보를 통해 내측 구동부와 연결되기 때문에, 내측 구동부와 외측 구동부 사이의 노이즈를 제거하는 것이 가능하다.
더욱이, 본 발명은 구조가 간단하기 때문에 제조 공정이 쉽고, 2축 구동 전자기 스캐너의 전체적인 크기를 감소시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예에 따른 2축 구동 전자기 스캐너에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 2축 구동 전자기 스캐너(100)의 상 면 구조를 개략적으로 도시하는 평면도이며, 도 2는 상기 2축 구동 전자기 스캐너(100)의 배면 구조를 개략적으로 도시하는 배면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 양호한 실시예에 따른 상기 2축 구동 전자기 스캐너(100)는, 제 1 축에 대해 회동 가능하게 형성된 외측 구동부(120)와, 상기 외측 구동부(120)를 지지하는 프레임(110)과, 상기 제 1 축에 직교하는 제 2 축에 대해 회동 가능하게 형성된 내측 구동부(133), 및 상기 내측 구동부(133)와 함께 회동하는 스테이지(131)를 포함한다.
또한, 상기 프레임(110)의 양측에는 제 1 축과 제 2 축 사이의 방향으로 균일한 자기장(B)을 형성하기 위한 제 1 및 제 2 자석(M1, M2)이 각각 배치될 수 있다. 예컨대, 제 1 자석(M1)의 N극이 상기 프레임(110)과 대향하도록 배치되고, 제 2 자석(M2)의 S극이 상기 프레임(110)과 대향하도록 배치될 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 자석(M1, M2)은 영구 자석일 수도 있고, 전자석일 수도 있다.
외측 구동부(120)는 제 1 축 방향을 따라 상기 외측 구동부(120)의 양측에 형성된 제 1 토션 스프링(121)을 통해 상기 프레임(110) 내에 현가되어 있다. 따라서, 상기 외측 구동부(120)는 상기 프레임(110)에 의해 지지되면서 제 1 토션 스프링(121)을 중심으로 제 1 축 방향에 대해 회동할 수 있다. 본 발명에 따르면, 상기 외측 구동부(120)는 내부가 비어 있는 고리의 형태이다. 도면에는 상기 외측 구동부(120)가 원형 고리인 것으로 도시되어 있으나, 직사각형 또는 다른 형태의 다각형 형태의 고리 모양으로 형성될 수도 있다.
또한, 도 2를 참조하면, 외측 구동부(120)의 하부면에는 상기 외측 구동 부(120)를 제 1 축 방향으로 회동시키기 위한 외측구동 코일(125)이 마련되어 있다. 예컨대, 상기 외측구동 코일(125)은 프레임(110)의 하부면에 마련된 제 1 전극패드(P1)로부터 제 1 토션 스프링(121)을 지나 외측 구동부(120)의 하부면에서 수회 내지 수십회 권취된 후, 다시 제 1 토션 스프링(121)을 지나 프레임(110)의 하부면에 마련된 제 2 전극패드(P2)로 돌아온다. 상기 외측구동 코일(125)에는 외측 구동부(120)를 구동시키기 위한 제 1 신호가 인가된다. 외측구동 코일(125)에 제 1 신호가 인가되면, 제 1 및 제 2 자석(M1, M2)에 의해 형성된 자기장(B)과 상기 외측구동 코일(125)에 흐르는 전류에 의해 발생된 로렌츠 힘에 의해 상기 외측 구동부(120)를 구동시킬 수 있다.
만약, 상기 외측 구동부(120)가 수직 구동을 하는 경우, 외측구동 코일(125)에 인가되는 제 1 신호는, 예컨대 약 60Hz의 저주파 비공진 신호일 수 있다. 이를 위하여, 상기 외측 구동부(120)와 제 1 토션 스프링(121)은 각각 저주파 진동에 적합한 질량 및 탄성 강성(elastic stiffness)을 갖도록 설계될 수 있다. 여기서, 비공진 신호라는 것은 외측 구동부(120)의 고유진동수(공진주파수)와 일치하지 않는 신호를 의미한다. 이 경우, 상기 외측 구동부(120)는 외측구동 코일(125)에 인가되는 제 1 신호에 의해 비공진 회동 운동을 하게 된다. 특히, 상기 외측 구동부(120)가 영상 디스플레이 장치의 수직 주사에 사용되는 경우, 제 1 신호는 톱니파 형태의 저주파 비공진 신호인 것이 적당하다.
한편, 스테이지(131)와 내측 구동부(133)는 상기 외측 구동부(120)의 내부에 배치되어 있다. 도 3의 사시도에 명확히 도시된 바와 같이, 내측 구동부(133)만이 외측 구동부(120)와 직접 연결되며, 스테이지(131)는 상기 내측 구동부(133)의 상면에 배치된다. 내측 구동부(133)는 제 2 축 방향을 따라 상기 내측 구동부(133)의 양측에 형성된 제 2 토션 스프링(132)을 통해 상기 외측 구동부(120)의 내부에 현가되어 있다. 따라서, 상기 내측 구동부(133)는 상기 외측 구동부(120)에 의해 지지되면서 제 2 토션 스프링(132)을 중심으로 제 2 축 방향에 대해 회동할 수 있다. 여기서, 제 1 축 방향과 제 2 축 방향은 서로 직교하는 방향이다. 따라서, 제 1 토션 스프링(121)과 제 2 토션 스프링(132)의 연장선도 역시 서로 직교한다.
도 2를 참조하면, 상기 내측 구동부(133)도 역시 내부가 비어 있는 고리의 형태이다. 도면에는 상기 내측 구동부(133)가 원형 고리인 것으로 도시되었지만, 직사각형 또는 다른 형태의 다각형 형태의 고리 모양으로 형성될 수도 있다. 이러한 고리 형태의 내측 구동부(133)의 하부면에는 상기 내측 구동부(133)를 제 2 축 방향으로 회동시키기 위한 내측구동 코일(134)이 마련되어 있다. 예컨대, 상기 내측구동 코일(134)은 프레임(110)의 하부면에 마련된 제 3 전극패드(P3)로부터 제 1 토션 스프링(121)과 제 2 토션 스프링(132)을 지나 내측 구동부(133)의 하부면에서 수회 내지 수십회 권취된 후, 다시 상기 제 1 토션 스프링(121)과 제 2 토션 스프링(132)을 지나 프레임(110)의 하부면에 마련된 제 4 전극패드(P4)로 돌아온다. 상기 내측구동 코일(134)에는 내측 구동부(133)를 구동시키기 위한 제 2 신호가 인가된다. 내측구동 코일(134)에 제 2 신호가 인가되면, 제 1 및 제 2 자석(M1, M2)에 의해 형성된 자기장(B)과 상기 내측구동 코일(134)에 흐르는 전류에 의해 발생된 로렌츠 힘에 의해 상기 내측 구동부(133)를 구동시킬 수 있다.
만약, 상기 내측 구동부(133)가 수평 구동을 하는 경우, 내측구동 코일(134)에 인가되는 제 2 신호는, 예컨대 약 20kHz의 고주파 공진 신호일 수 있다. 이를 위하여, 상기 내측 구동부(133)와 제 2 토션 스프링(132)은 각각 고주파 진동에 적합한 질량 및 탄성 강성을 갖도록 설계될 수 있다. 예컨대, 상기 내측 구동부(133)와 제 2 토션 스프링(132)의 고유진동수가 제 2 신호의 주파수와 같은 약 20kHz 가 되도록 설계될 수 있다. 이 경우, 상기 내측 구동부(133)는 내측구동 코일(134)에 인가되는 제 2 신호에 의해 공진 회동 운동을 하게 된다. 특히, 내측 구동부(133)가 영상 디스플레이 장치의 수평 주사에 사용되는 경우, 제 2 신호는 정현파 형태의 고주파 공진 신호인 것이 적당하다.
본 발명에 따른 2축 구동 전자기 스캐너(100)의 스테이지(131)의 상면에는 광을 편향 주사하기 위한 미러면이 형성될 수 있다. 이러한 스테이지(131)는 상기 내측 구동부(133)와 연결되어 내측 구동부(133)와 함께 제 2 축에 대해 회동한다. 상기 스테이지(131)와 내측 구동부(133) 사이의 연결은 스테이지(131)의 하부 중심으로부터 돌출된 링크부(136)를 통해 이루어진다. 또한, 상기 링크부(136)는 상기 내측 구동부(133)와 직접 연결되지 않고, 빔 형태의 연결보(135)를 통해 상기 내측 구동부(133)와 연결된다.
이러한 스테이지(131), 내측 구동부(133), 링크부(136) 및 연결보(135) 사이의 연결 관계는 도 4 내지 도 7에 더욱 명확하게 도시되어 있다. 도 4는 도 1에 도시된 2축 구동 전자기 스캐너(100)의 Ⅰ-Ⅰ 단면(즉, 제 1 축 방향 단면)의 구조를 개략적으로 도시하고 있으며, 도 5는 도 4에 도시된 2축 구동 전자기 스캐너(100) 의 단면을 사시도의 형태로서 도시하고 있다. 또한, 도 6은 도 1에 도시된 2축 구동 전자기 스캐너(100)의 Ⅱ-Ⅱ 단면(즉, 제 2 축 방향 단면) 구조를 개략적으로 도시하고 있으며, 도 7은 도 6에 도시된 2축 구동 전자기 스캐너(100)의 단면을 사시도의 형태로서 도시하고 있다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 링의 형태를 갖는 외측 구동부(120)는 제 1 토션 스프링(121)을 통해 프레임(110)에 회동 가능하게 지지되며, 상기 외측 구동부(120)의 하부면에는 외측구동 코일(125)이 마련된다. 또한, 링의 형태를 갖는 내측 구동부(133)는 제 1 토션 스프링(121)과 직교하는 제 2 토션 스프링(132)을 통해 상기 외측 구동부(120)에 회동 가능하게 지지되며, 상기 내측 구동부(133)의 하부면에는 내측구동 코일(134)이 마련된다. 원판 형태의 스테이지(131)는 상기 내측 구동부(133)의 상부에 배치되어 있다. 원형 기둥 형태를 갖는 링크부(136)의 상부는 스테이지(131)의 하부 중심에 연결되며, 링크부(136)의 하부는 링 형태의 내측 구동부(133) 내부에 위치한다. 그리고, 빔(beam) 형태를 갖는 연결보(135)가 상기 링크부(136)의 하부와 내측 구동부(133) 사이를 연결한다. 예컨대, 상기 빔 형태의 연결보(135)는 링크부(136)의 하부와 내측 구동부(133)의 내주면 사이를 연결한다.
이러한 본 발명에 따르면, 미러면이 형성되어 있는 스테이지(131)가 상기 링크부(136)를 통해 내측 구동부(133)와 별개의 구조로 분리되어 있다. 그 결과, 내측 구동부(133)에 코일을 설치하여 내측 구동부(133)를 직접 구동하더라도, 스테이지(131)의 상면에 형성된 미러면이 변형되지 않는다. 따라서, 종래에 비하여 전력소비를 적게 하면서도, 미러면의 변형 없이 스테이지(131)를 고주파 수평 공진 구 동할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 링크부(136)의 하부와 내측 구동부(133)의 내주면 사이에 연결된 상기 연결보(135)는 기계적 필터 스프링의 역할을 할 수 있다. 이를 위하여, 상기 빔 형태를 갖는 연결보(135)는 제 1 축 방향에 평행하게 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 연결보(135)는 제 1 토션 스프링(121)의 연장선 위에 위치하며, 제 2 토션 스프링(132)의 연장선과 직교한다. 이러한 방식으로, 상기 링크부(136)가 빔 형태의 연결보(135)를 통해 내측 구동부(133)와 간접적으로 연결되기 때문에, 내측 구동부(133)에서 발생하는 고주파 노이즈가 제거될 수 있다. 따라서, 스테이지(131)와 외측 구동부(120) 사이에 노이즈의 전달이 억제되므로, 종래에 비하여 높은 해상도를 달성하는 것이 가능하다.
한편, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 2축 구동 전자기 스캐너(100)의 링크부(136)의 단면도를 예시적으로 도시하고 있다. 도 2에 도시된 실시예의 경우, 상기 링크부(136)는 원형의 단면을 갖는다. 이 경우, 스테이지(131)와 링크부(136)와의 연결 부위 근처에서 스테이지(131)의 변형이 발생할 수도 있다. 이러한 변형을 방지하기 위하여, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 링크부(136)의 양쪽 측면을 따라 돌출부(137)를 더 형성할 수 있다. 예컨대, 상기 링크부(136)의 양쪽에 각각 평행한 두 개씩의 돌출부(137)를 대칭적인 나비의 형상으로 형성할 수 있다. 그러면, 상기 돌출부(137)에 의해 스테이지(131)와 링크부(136)와의 연결 부위 근처에서 스테이지(131)의 변형이 억제된다.
또한, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 2축 구동 전자기 스캐너(100)의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 9를 참조하면, 링 형태를 갖는 외측 구동부(120)와 내측 구동부(133)의 상면을 따라 각각 홈(126, 138)이 형성되어 있다. 이렇게 형성된 홈(126, 138)은 외측 구동부(120)와 내측 구동부(133)의 질량을 각각 감소시킨다. 따라서, 외측 구동부(120)와 내측 구동부(133)를 구동시키기 위한 소비전력을 더욱 감소시킬 수 있다. 더욱이, 상기 외측 구동부(120)와 내측 구동부(133)의 질량 감소에 의해, 외측 구동부(120)와 내측 구동부(133)의 관성 모멘트가 크게 감소된다. 그 결과, 외측 구동부(120)와 내측 구동부(133)의 반응 시간이 빨라지고, 더욱 정확하게 동작을 제어하는 것이 가능하다.
지금까지, 본원 발명의 이해를 돕기 위하여 모범적인 실시예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었다. 그러나, 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이고 이를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 그리고 본 발명은 도시되고 설명된 설명에 국한되지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 이는 다양한 다른 변형이 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 수 있기 때문이다.
도 1은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 2축 구동 전자기 스캐너의 상면 구조를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 2축 구동 전자기 스캐너의 배면 구조를 개략적으로 도시하는 배면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 2축 구동 전자기 스캐너의 외측 및 내측 구동부를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 2축 구동 전자기 스캐너의 Ⅰ-Ⅰ 단면 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 2축 구동 전자기 스캐너의 단면을 사시도의 형태로서 도시하고 있다.
도 6은 도 1에 도시된 2축 구동 전자기 스캐너의 Ⅱ-Ⅱ 단면 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 2축 구동 전자기 스캐너의 단면을 사시도의 형태로서 도시하고 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 2축 구동 전자기 스캐너의 링크부의 단면도를 예시적으로 도시하고 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 2축 구동 전자기 스캐너의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100.....2축 구동 전자기 스캐너 110.....프레임
120.....외측 구동부 121.....제 1 토션 스프링
125.....외측구동 코일 126.....홈
131.....스테이지 132.....제 2 토션 스프링
133.....내측 구동부 134.....내측구동 코일
135.....연결보 136.....링크부
137.....돌출부 138.....홈
M1, M2.....자석

Claims (16)

  1. 제 1 축에 대해 회동 가능하게 형성된 외측 구동부;
    상기 제 1 축에 직교하는 제 2 축에 대해 회동 가능하도록 상기 외측 구동부의 내측에 현가된 내측 구동부; 및
    상기 내측 구동부의 상부에 배치된 것으로, 상기 내측 구동부와 함께 회동하는 스테이지;를 포함하며,
    상기 스테이지는 상기 스테이지의 하부 중심으로부터 돌출된 링크부를 통해 상기 내측 구동부와 연결되는 것을 특징으로 하는 전자기 스캐너.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 외측 구동부의 하부면에 마련되는 것으로 상기 외측 구동부를 제 1 축 방향으로 회동하는 제 1 신호가 인가되는 외측구동 코일, 및 상기 내측 구동부의 하부면에 마련되는 것으로 상기 내측 구동부를 제 2 축 방향으로 회동하는 제 2 신호가 인가되는 내측구동 코일을 더 포함하는 것을 특징으로 한느 전자기 스캐너.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 외측구동 코일에는 저주파 비공진 신호가 인가되며, 상기 내측구동 코일에는 고주파 공진 신호가 인가되는 것을 특징으로 하는 전자기 스캐너.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 저주파 비공진 신호는 톱니파 신호이며, 상기 고주파 공진 신호는 정현파 신호인 것을 특징으로 하는 전자기 스캐너.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외측 구동부를 회동 가능하게 지지하는 프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 스캐너.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 외측 구동부는 제 1 축 방향으로 형성된 제 1 토션 스프링을 통해 상기 프레임에 현가되는 것을 특징으로 하는 전자기 스캐너.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 내측 구동부는 제 2 축 방향으로 형성된 제 2 토션 스프링을 통해 상기 외측 구동부에 현가되는 것을 특징으로 하는 전자기 스캐너.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외측 구동부 및 내측 구동부는 링의 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 전자기 스캐너.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 링크부는 빔 형태의 연결보를 통해 상기 내측 구동부와 연결되는 것을 특징으로 하는 전자기 스캐너.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 연결보는 상기 링크부의 하부와 상기 링형 내측 구동부의 내주면 사이를 연결하는 것을 특징으로 하는 전자기 스캐너.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 연결보는 기계적 필터 스프링의 역할을 하는 것을 특징으로 하는 전자기 스캐너.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 빔 형태의 연결보는 제 1 축 방향에 평행하게 형성된 것을 특징으로 하는 전자기 스캐너.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 링크부는 원형의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 전자기 스캐너.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 스테이지의 변형을 방지하기 위하여, 상기 링크부의 양쪽 측면을 따라 나비 형상으로 돌출부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자기 스캐너.
  15. 제 8 항에 있어서,
    관성 모멘트를 감소시키기 위하여, 상기 외측 구동부와 내측 구동부의 상면을 따라 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자기 스캐너.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 스테이지의 상면에는 광을 편향 주사하기 위한 미러면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자기 스캐너.
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7986449B2 (en) * 2008-05-16 2011-07-26 Microvision, Inc. Induced resonance comb drive scanner
DE102009026507A1 (de) * 2009-05-27 2010-12-02 Robert Bosch Gmbh Mikromechanisches Bauteil und Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches Bauteil
DE102012206269B4 (de) 2012-04-17 2023-12-14 Robert Bosch Gmbh Mikromechanisches Bauteil und Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches Bauteil
US8716094B1 (en) 2012-11-21 2014-05-06 Global Foundries Inc. FinFET formation using double patterning memorization
US9651775B2 (en) 2012-12-20 2017-05-16 Intel Corporation MEMS device
JP2014123020A (ja) * 2012-12-21 2014-07-03 Seiko Epson Corp アクチュエーター、光スキャナー、画像表示装置、ヘッドマウントディスプレイ
JP5935761B2 (ja) 2013-06-12 2016-06-15 セイコーエプソン株式会社 光学デバイス、光スキャナーおよび画像表示装置
JP6250323B2 (ja) 2013-08-01 2017-12-20 浜松ホトニクス株式会社 ミラー駆動装置
JP6550207B2 (ja) 2013-10-29 2019-07-24 セイコーエプソン株式会社 光スキャナー、画像表示装置、ヘッドマウントディスプレイおよびヘッドアップディスプレイ
JP2015087444A (ja) 2013-10-29 2015-05-07 セイコーエプソン株式会社 光スキャナー、画像表示装置、ヘッドマウントディスプレイおよびヘッドアップディスプレイ
DE102013223937B4 (de) * 2013-11-22 2022-01-05 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Mikrospiegelanordnung
JP6233010B2 (ja) 2013-12-26 2017-11-22 セイコーエプソン株式会社 光スキャナー、画像表示装置およびヘッドマウントディスプレイ
JP6330321B2 (ja) 2013-12-26 2018-05-30 セイコーエプソン株式会社 光スキャナー、画像表示装置およびヘッドマウントディスプレイ
JP6565455B2 (ja) 2015-08-05 2019-08-28 セイコーエプソン株式会社 光スキャナー、光スキャナーの製造方法、画像表示装置およびヘッドマウントディスプレイ
LU92924B1 (de) * 2015-12-23 2017-08-07 Leica Microsystems Abtastvorrichtung zum Abtasten eines Objekts für den Einsatz in einem Rastermikroskop
WO2018168349A1 (ja) 2017-03-13 2018-09-20 パイオニア株式会社 駆動装置および距離測定装置
JP2019061181A (ja) 2017-09-27 2019-04-18 日本信号株式会社 アクチェータ
CN109521561A (zh) * 2018-12-11 2019-03-26 苏州希景微机电科技有限公司 一种电磁mems微镜
JP6970134B2 (ja) 2019-03-19 2021-11-24 株式会社東芝 半導体装置
JP6925476B1 (ja) * 2020-05-08 2021-08-25 三菱電機株式会社 光走査装置及び光走査装置の調整方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050036187A1 (en) 2003-08-13 2005-02-17 Takashi Sugawara Light detecting apparatus
JP2005250078A (ja) 2004-03-04 2005-09-15 Canon Inc 光偏向器
US20050253055A1 (en) 2004-05-14 2005-11-17 Microvision, Inc., A Corporation Of The State Of Delaware MEMS device having simplified drive
US20070139752A1 (en) 2005-12-16 2007-06-21 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Systems, methods and devices for actuating a moveable miniature platform

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3214583B2 (ja) 1993-07-07 2001-10-02 富士電機株式会社 光偏向子
EP0812356B1 (en) * 1995-02-24 2006-02-08 Sloan-Kettering Institute For Cancer Research Prostate-specific membrane antigen and uses thereof
JP2987750B2 (ja) * 1995-05-26 1999-12-06 日本信号株式会社 プレーナ型電磁アクチュエータ
JP3926552B2 (ja) * 2000-10-25 2007-06-06 日本信号株式会社 アクチュエ−タ
US7400432B2 (en) * 2002-05-17 2008-07-15 Microvision, Inc. Scanning-mirror structure having a cut or a composite design to reduce deformation of the mirror face, and related system and method
JP2003344787A (ja) * 2002-05-28 2003-12-03 Matsushita Electric Works Ltd 光スイッチ及びその製造方法
JP4147947B2 (ja) * 2003-01-21 2008-09-10 日産自動車株式会社 光走査装置及びこれを用いた物体検出装置、描画装置
US7099063B2 (en) 2004-03-09 2006-08-29 Lucent Technologies Inc. MEMS device for an adaptive optics mirror
US7049616B2 (en) * 2004-05-17 2006-05-23 General Electric Company Methods, apparatus, and software for adjusting the focal spot of an electron beam
JP4161971B2 (ja) * 2005-02-16 2008-10-08 セイコーエプソン株式会社 光走査装置及び画像表示装置
KR100707185B1 (ko) 2005-03-16 2007-04-13 삼성전자주식회사 복층 플레이트 구조의 액츄에이터

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050036187A1 (en) 2003-08-13 2005-02-17 Takashi Sugawara Light detecting apparatus
JP2005250078A (ja) 2004-03-04 2005-09-15 Canon Inc 光偏向器
US20050253055A1 (en) 2004-05-14 2005-11-17 Microvision, Inc., A Corporation Of The State Of Delaware MEMS device having simplified drive
US20070139752A1 (en) 2005-12-16 2007-06-21 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Systems, methods and devices for actuating a moveable miniature platform

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US7724411B2 (en) 2010-05-25
JP2009075587A (ja) 2009-04-09
US20090080049A1 (en) 2009-03-26

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