プレーナ型アクチュエータ
【課題】 プレーナ型アクチュエータの可動部温度を一定に制御して、反射ミラーの反りを抑制することを目的とする。
【解決手段】 トーションバーで軸支され駆動コイルの通電量に応じた振れ角で回動する可動部１３に発熱コイル１６を設け、温度検出部２１で可動部１３の温度を検出し、可動部１３の反り量が略零となる予め定めた目標温度と検出温度を比較し、可動部温度が目標温度になるよう制御部２２により発熱コイル１６の通電量を制御する。これにより、可動部１３に設けた駆動コイルの電流量変化により駆動コイルの発熱量が変化しても可動部１３の温度を常時目標温度に維持でき、可動部１３の反り量を略零にできる。
【解決手段】 トーションバーで軸支され駆動コイルの通電量に応じた振れ角で回動する可動部１３に発熱コイル１６を設け、温度検出部２１で可動部１３の温度を検出し、可動部１３の反り量が略零となる予め定めた目標温度と検出温度を比較し、可動部温度が目標温度になるよう制御部２２により発熱コイル１６の通電量を制御する。これにより、可動部１３に設けた駆動コイルの電流量変化により駆動コイルの発熱量が変化しても可動部１３の温度を常時目標温度に維持でき、可動部１３の反り量を略零にできる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造技術を利用して製造するプレーナ型アクチュエータに関し、特に、固定部にトーションバーを介して軸支される可動部上の反射ミラーの反りを抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体製造技術を利用して製造するプレーナ型アクチュエータとして、シリコン基板を異方性エッチングして、枠状の固定部にトーションバーを介して可動部を軸支するよう形成し、更に、可動部に駆動コイルを設け、可動部の駆動コイルに静磁界を作用する例えば永久磁石のような静磁界発生手段を設け、通電により駆動コイルに発生する磁界と静磁界発生手段による静磁界との相互作用により発生するローレンツ力を利用して可動部を回動させ、可動部に設けた例えば反射ミラーを駆動する電磁駆動タイプ（例えば、特許文献１参照）や、可動部に可動電極を設け、可動電極と対向させて固定基板に固定電極を設け、可動電極と固定電極との間に電圧を印加することにより発生する静電引力によって、可動部を回動させ、可動部の反射ミラーを駆動する静電駆動タイプ（例えば、特許文献２参照）等がある。
【特許文献１】特許第２７２２３１４号公報
【特許文献２】特開２００１−１３４４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、この種のアクチュエータは、可動部上に形成する電極、コイル、絶縁膜、反射ミラー等とシリコンからなる可動部との熱膨張率の差に起因して応力が発生し、この応力の影響で可動部に反りが生じ反射ミラーに反りが生じる。この種のアクチュエータを、可動部により反射ミラーを駆動して光ビームを偏向する光学機器等に適用した場合、反射ミラーの反りは光ビームの偏向操作に悪影響を与えるという問題がある。特に、電磁駆動タイプの場合は、駆動電流により駆動コイルが発熱し、この発熱に起因して可動部に反りが生じるため、駆動前と駆動後で反り量が変化する。駆動コイルの発熱に起因する反りは、可動部の振れ角を変化させるために駆動電流を変化させると、駆動コイルの発熱量も変化するので、駆動電流量の変化に応じて反り量が変化する。従って、電磁駆動タイプの場合は、可動部の振れ角に応じて可動部上の反射ミラーの反り量が変化するという問題がある。
【０００４】
本発明は上記問題点に着目してなされたもので、可動部温度を一定に制御することにより、可動部に設けた反射ミラーの反りを抑制可能なプレーナ型アクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このため、本発明は、可動部と、該可動部を固定部に対して回動可能に軸支するトーションバーと、前記可動部を前記トーションバーの軸回りに駆動する駆動手段と、前記可動部に設けられた反射ミラーとを備えたプレーナ型アクチュエータにおいて、前記可動部の温度を予め定めた目標温度になるよう制御する温度制御手段を備える構成とした。
かかる構成では、温度制御手段で可動部の温度を予め定めた目標温度になるよう制御することにより、可動部の反り量を略一定にすることができるようになる。
【０００６】
可動部の温度を制御する場合、請求項２のように、前記可動部自体を前記温度制御手段により温度制御する構成としてもよく、請求項８のように、少なくとも前記可動部及びトーションバー部分をパッケージ内に収納し、該パッケージ内の雰囲気温度を前記温度制御手段により温度制御する構成としてもよい。
【０００７】
請求項２の場合、前記温度制御手段は、請求項３のように、前記可動部を加熱する発熱部及び冷却する冷却部の少なくとも一方と、前記可動部の温度を検出する温度検出部と、該温度検出部の検出温度が前記目標温度になるよう前記発熱部及び冷却部の少なくとも一方を駆動制御する制御部とを備える構成とするとよい。
【０００８】
請求項４のように、前記発熱部は、通電により発熱する発熱体を用いる構成とするとよい。この場合、請求項５のように、前記温度検出部は、温度に応じて変化する前記発熱体の抵抗値を検出する構成とするとよい。
【０００９】
請求項６のように、前記発熱部は、光照射により発熱する光吸収発熱材を用いる構成としてもよい。
請求項７のように、前記冷却部は、ペルチェ素子を用いる構成とするとよい。
【００１０】
請求項９のように、前記駆動手段は、前記可動部に敷設されて通電により磁界を発生する駆動コイルと、前記トーションバーの軸方向と平行な可動部対辺部に位置する駆動コイル部分に対して静磁界を作用する静磁界発生手段とを備え、前記可動部対辺部に位置する駆動コイル部分に発生する磁界と前記静磁界との相互作用により前記可動部対辺部に電磁力を作用させる構成とした。
この場合、請求項１０のように、前記駆動コイルに交流駆動電流を供給して前記可動部を揺動駆動する構成であるとき、前記交流駆動電流に重畳させて発熱用直流電流を前記駆動コイルに供給し、該駆動コイルが前記発熱体を兼ねる構成とするとよい。
【００１１】
請求項１１のように、前記目標温度は、前記可動部の反り量が略零となる温度に設定する構成とするとよい。
かかる構成では、可動部の温度を目標温度に制御することにより、可動部の反り量を略零にでき、可動部上の反射ミラーを略平坦にすることができるようになる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように本発明のプレーナ型アクチュエータによれば、可動部の温度を目標温度になるように温度制御する構成としたので、目標温度として例えば可動部の反り量が略零となる温度を設定することにより、可動部の反り量を略零にすることができ、反射ミラーの反りを抑制して略平坦にできる。これにより、反射ミラーにより光ビームを良好に偏向操作することができる。
【００１３】
特に、電磁駆動タイプのプレーナ型アクチュエータにおいては、可動部の振れ角に関係なく反射ミラーの反り量を略一定に保持できるので、可動部の振れ角に応じて反射ミラーの反り量が変化するという問題を解消できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に、本発明に係るプレーナ型アクチュエータの第１実施形態の構成図を示す。尚、以下の各実施形態では、電磁駆動タイプに適用した場合について説明する。
図１において、本実施形態のプレーナ型アクチュエータは、アクチュエータ本体１と、該アクチュエータ本体１の後述する可動部１３を駆動制御する駆動回路２と、アクチュエータ本体１の前記可動部１３自体の温度を制御する温度制御部３とを備えて構成される。
【００１５】
前記アクチュエータ本体１は、図示しない光源からの光ビームを偏向するもので、例えば半導体マイクロマシン技術を応用して製造される。
図２に、アクチュエータ本体１の平面図を示す。
図２において、本実施形態のアクチュエータ本体１は、枠状の固定部１１に、一対のトーションバー１２，１２を介して前記可動部１３が回動可能に軸支される。これら固定部１１、トーションバー１２，１２及び可動部１３は、例えばシリコン基板をエッチングして一体的に形成される。可動部１３の裏面側（紙面背面側）全面には、可動部１３の回動動作により光源からの光ビームを偏向するための反射ミラー１４が設けられる。可動部１３の表面側周縁部には、可動部１３を駆動するための図中実線で示す駆動コイル１５と、該駆動コイル１５の外側に可動部１３を加熱するための図中破線で示す発熱コイル１６とが設けられる。例えば、駆動コイル１５は、一方のトーションバー部分を介して固定部１１側に引き出されて電極端子１７Ａ，１７Ｂに接続する。発熱コイル１６は、他方のトーションバー部分を介して固定部１１側に引き出されて電極端子１８Ａ，１８Ｂに接続する。固定部１１の外側には、トーションバー１２，１２の軸方向と平行な可動部対辺部の駆動コイル部分に静磁界を作用する一対の静磁界発生手段１９Ａ，１９Ｂが、可動部１３を挟んで互いに反対磁極を対向させて配置される。尚、静磁界発生手段１９Ａ，１９Ｂは、永久磁石でも電磁石でもよい。
【００１６】
このアクチュエータ本体１の駆動原理は例えば特許第２７２２３１４号公報等で詳述されており、簡単に説明する。
可動部１３上の駆動コイル１５に電流を流すと磁界が発生し、この磁界と静磁界発生手段１９Ａ，１９Ｂによる静磁界との相互作用によりローレンツ力が発生し、トーションバー１２，１２の軸方向と平行な可動部対辺部に互いに逆方向の回転力が発生し、トーションバー１２，１２のばね力と発生した回転力とが釣合う位置まで可動部１３は回動する。駆動コイル１５に直流電流を流せば駆動電流量に応じた回動位置で可動部１３は停止し反射ミラー１４により光ビームを所望の方向に偏向できる。また、駆動コイル１５に交流電流を流せば可動部１３が揺動し、反射ミラー１４により光ビームを偏向走査できる。発生する回転力は、駆動コイル１５に流す駆動電流値に比例するので、駆動コイル１５に供給する駆動電流値を制御することで、可動部１３の振れ角（光ビームの偏向角度）を制御できる。ここで、駆動コイル１５と静磁界発生手段１９Ａ，１９Ｂで駆動手段を構成する。
【００１７】
前記駆動回路２は、アクチュエータ本体１の駆動コイル１５に供給する駆動電流量を制御し、可動部１３の振れ角を制御するものである。
前記温度制御部３は、可動部１３の温度を予め定めた目標温度（例えば、本実施形態では可動部１３の反り量が零となる温度とする）になるように制御するもので、図３に示すように、可動部１３に設ける発熱部としての前述した発熱コイル１６と、温度検出部２１と、制御部２２とを備えて構成される。
【００１８】
前記発熱コイル１６は、通電により発熱して可動部１３を加熱する。
前記温度検出部２１は、可動部１３の温度を検出するもので、本実施形態では、可動部１３の温度に応じて変化する発熱コイル１６の抵抗値を検出する。
前記制御部２２は、前記温度検出部２１の検出値に基づいて可動部１３が前記目標温度になるよう発熱コイル１６に供給する電流量を制御して発熱コイル１６の発熱量を制御するものである。具体的には、制御部２２は、予め実験により計測した可動部温度と発熱コイル抵抗値との対応関係を示した抵抗値−可動部温度の換算データと、同じく実験により計測した、可動部１３を単位温度（例えば１℃）上昇させるに必要な供給電流量データとを、予め記憶したメモリを備え、温度検出部２１から入力する抵抗検出値を前記換算データに基づいて可動部温度を推定し、推定した温度と目標温度の差に基づいて前記供給電流量データから発熱コイル１６に供給する電流量を演算し供給する。
【００１９】
ここで、本実施形態では、アクチュエータ本体１の可動部１３は、想定される最大駆動電流（最大振れ角）を駆動コイル１５に供給したときの可動部温度より高い温度で可動部１３の反り量が略零となるよう設計してある。例えば、最大駆動電流を駆動コイル１５に供給したときの可動部１３の温度が１００℃とした場合、可動部１３は例えば２００℃で反り量が略零となるよう設計し、この場合の目標温度を２００℃とする。
【００２０】
次に、図４のフローチャートを参照して本実施形態の温度制御動作を説明する。
ステップ１（図中Ｓ１で示し、以下同様とする）では、駆動回路２から駆動コイル１５に駆動電流を供給して可動部１３を駆動する。駆動コイル１５は発熱して可動部１３の温度は上昇する。これにより、発熱コイル１６が加熱されて抵抗値が変化する。
ステップ２では、制御部２２が温度検出部２１で検出された発熱コイル１６の抵抗値に対応する可動部温度Ｔをメモリ内の前記換算データから読み出す。
【００２１】
ステップ３では、ステップ２で読み出した可動部温度Ｔと予め設定された目標温度Ｔ０を比較する。ここで、Ｔ＝Ｔ０であれば、ステップ４に進み、制御部２２から発熱コイル１６に供給する発熱用電流値を現状値に維持しステップ２に戻る。Ｔ＜Ｔ０であれば、ステップ５に進み、可動部温度Ｔと目標温度Ｔ０の差を計算し、前記供給電流量データから供給電流量を計算し、制御部２２から発熱コイル１６に供給する電流量を計算した供給電流量分増大してステップ２に戻る。Ｔ＞Ｔ０であれば、ステップ６に進み、可動部温度Ｔと目標温度Ｔ０の差から前記供給電流量データに基づいて減少する電流量を計算し、制御部２２から発熱コイル１６に供給する電流量を前記計算分減少させてステップ２に戻る。
【００２２】
尚、駆動電流だけでは可動部温度Ｔは目標温度Ｔ０より低いので、駆動してから目標温度Ｔ０になるまではステップ３→ステップ５→ステップ２の経路で発熱コイル１６の供給電流量を増大し、可動部温度Ｔが目標温度Ｔ０に到達してから前述のようなステップ３の判定結果に基づいた発熱用電流値の増減制御となる。
尚、本実施形態の場合、発熱コイル１６の電流変化が可動部１３に作用する駆動力に影響を与えるが、駆動コイル１５に供給する駆動電流を発熱用電流量の変化に応じて制御すればよい。
【００２３】
かかる第１実施形態の構成によれば、可動部１３の振れ角変化に伴って駆動コイル１５の駆動電流値が変化し駆動コイル１５の発熱量が変化しても、発熱コイル１６の発熱量を制御することで、可動部１３の温度を可動部１の反り量が零となる目標温度Ｔ０に保持できる。従って、駆動電流の変化に関係なく可動部１３、言い換えれば反射ミラーを略平坦に保持でき、光ビームの偏向操作性を向上できる。
【００２４】
アクチュエータ本体１の可動部１３上における発熱部の取付け構造は、第１実施形態に限定されるものではない。
以下に、発熱部の取付け構造の例を示す。
図５の第２実施形態は、発熱コイル１６を、アクチュエータ本体１の可動部１３上においてトーションバー１２，１２の中心軸線に対して略対称に配置する構成である。この場合、図中上下の発熱コイル１６の巻回方向を同じ方向として発熱コイル１６に流れる電流によって生じる磁界に起因して発生する電磁力が互い相殺されるようにして可動部１３の駆動に影響を与えないようにする。尚、図では図中上下の発熱コイルを接続して１本の発熱コイルとしたが、別々の発熱コイルとしてもよい。
【００２５】
図６の第３実施形態は、アクチュエータ本体１の可動部１３を、枠状の周縁部１３ａに４本の梁部１３ｂを介して中央部１３ｃを固定支持し、中央部１３ｃの表裏両面に反射ミラー１４を設ける構造とし、前記４本の梁部１３ｂ上に発熱コイル１６をそれぞれ敷設する構成である。この場合も、各梁部１３ｂ上の発熱コイル１６を接続して１本の発熱コイルとしてもよく、それぞれ独立した別々の発熱コイルとしてもよい。
【００２６】
尚、図５及び図６で、発熱コイルを別々のものとした場合は、１つの発熱コイルの抵抗値から可動部温度を推定するようにしてもよく、また、各発熱コイルの抵抗値をそれぞれ検出し各検出値を可動部温度に換算した後、これら換算した各温度の平均値を可動部温度として推定するようにしてもよい。
【００２７】
図７の第４実施形態は、発熱部として、高抵抗材料（例えばポリシリコン、カーボン等）で形成した板状の発熱体を用いた例であり、アクチュエータ本体１の可動部１３中央部に、発熱部として高抵抗材料（例えばポリシリコン、カーボン等）で形成した板状の発熱体３１を発熱部として設ける構成である。可動部１３の温度は、発熱体３１の抵抗値を検出して前述のように換算データを用いて推定すればよい。尚、図５及び図６で、発熱コイル１６を、板状の発熱体に置き換えても良いことは言うまでもない。
【００２８】
図８の第５実施形態は、発熱部として、光の照射により発熱する光吸収発熱材を用いた例であり、アクチュエータ本体１の可動部１３中央部に、例えば矩形状の光吸収発熱材３２を発熱部として設ける構成である。この場合、可動部１３の温度は、可動部１３に温度センサを設けて検出する。従って、図８の構成のアクチュエータ本体１の場合、温度制御部３′は、例えば、図９に示すように、光吸収発熱体３２と、可動部１３上の温度センサ３３と、制御部３４と、光吸収発熱体３２に対して光、例えばレーザ光を発光するレーザ発光部３５とを備え、温度センサ３３の検出温度に応じて制御部３４がレーザ発光部３５のレーザ出力を制御して、光吸収発熱体３２の発熱量を制御する構成とすればよい。
【００２９】
尚、図５〜図８は、各実施形態の要部である可動部１３部分を示したもので、各実施形態のアクチュエータ本体１のその他の構成は、図２に示すものと同様である。また、図５〜図８では、駆動コイル１４を図の簡素化のため図中１本線で示してある。
【００３０】
駆動コイル１５に交流駆動電流を供給して可動部１３を揺動する交流駆動タイプの場合、駆動コイル１５に交流駆動電流に重畳させて発熱用直流電流を流すことにより、駆動コイル１４を発熱コイルとして利用することができ、発熱コイル１６や発熱体３１を省略でき、アクチュエータ本体１の構成を簡素化できる。
また、発熱コイル１６や発熱体３１を用いる構成では、これら発熱コイル１６や発熱体３１及び駆動コイル１５の上面に絶縁層を介して反射ミラーを形成することで、可動部１３の両面に反射ミラー１４を形成することが可能である。
【００３１】
上記実施形態では、可動部１３に加熱部を設けて可動部温度を一定に制御する構成を示したが、可動部１３に冷却部を設けて可動部温度を一定に制御する構成としてもよい。
図１０に、可動部に冷却部を設けた本発明の第６実施形態を示す。
図１０において、本実施形態のアクチュエータは、アクチュエータ本体１の可動部１３を冷却する冷却部としてペルチェ素子を用いる構成である。ペルチェ素子は、ｎ型半導体４１、ｐ型半導体４２、上部電極４３及び下部電極４４Ａ，４４Ｂを備えて構成される。本実施形態では、可動部１３に、ｎ型半導体４１領域とｐ型半導体４２領域を形成し、これらｎ型半導体４１領域とｐ型半導体４２領域に跨るように上部電極４３を形成し、ｎ型半導体４１領域とｐ型半導体４２領域のそれぞれ接続するよう各下部電極４４Ａ，４４Ｂをトーションバー１２，１２部分を介して枠状の固定部１１に形成し、ｎ型半導体４１領域に接続する下部電極４４Ａ側をプラス（＋）とし、ｐ型半導体４２領域に接続する下部電極４４Ｂ側をマイナス（−）とし電流を供給する構成とする。
尚、アクチュエータ本体１の構成は、発熱コイル１６に代えてペルチェ素子を設けたことを除いて図２と同様である。駆動コイル１５は、図面の簡略化のため図示を省略してある。
【００３２】
かかる構成では、ペルチェ素子に電流を供給すると、上部電極４３側で吸熱作用が生じ、下部電極４４Ａ，４４Ｂ側で放熱作用が生じ、可動部１３を冷却することができ、供給電流量を制御すれば冷却量を制御できる。従って、駆動コイル１５に駆動電流を供給したときの可動部１３の温度を検出し、検出温度と目標温度との差に応じて、可動部温度が目標温度になるようペルチェ素子に供給する電流量を制御して可動部１３を冷却し、可動部１３を常時目標温度に制御する。
【００３３】
ここで、本実施形態の場合、アクチュエータ本体１の可動部１３は、想定される最小駆動電流（最小振れ角）を駆動コイル１５に供給したときの可動部温度より低い温度で可動部１３の反り量が略零となるよう設計することが望ましい。
【００３４】
ペルチェ素子の形成方法を簡単に説明すると、例えばボロンを拡散又はイオン注入にてｐ型半導体４２領域を形成し、例えばリンを拡散又はイオン注入にてｎ型半導体４１領域を形成し、アルミニウムをスパッタ又は蒸着により堆積させ、その後、エッチングにより上部電極４３、下部電極４４Ａ，４４Ｂを形成する。駆動コイル１５は、ペルチェ素子形成後にその上に絶縁膜を形成し、該絶縁膜上に形成すればよい。
【００３５】
尚、アクチュエータ本体１にペルチェ素子を形成する場合、図１０の構成に限るものではなく、図１１に示す第７実施形態のように、トーションバー１２，１２部分にｎ型半導体４１とｐ型半導体４２領域を形成する構成としてもよく、図１２に示す第８実施形態のように、固定部１１にｎ型半導体４１とｐ型半導体４２領域を形成し、上部電極４３を可動部１３とトーションバー１２，１２部分に形成する構成としてもよい。
【００３６】
また、図１３に示す第９実施形態のように、ｎ型半導体４１領域及びｐ型半導体４２領域と上部電極４３を固定部１１に形成し、下部電極４４Ａ，４４Ｂを可動部１３に形成して、ペルチェ素子の放熱部側を可動部１３に形成する構成とすれば、ペルチェ素子を用いて可動部１３を加熱する構成とすることも可能である。
尚、図１１〜図１３では、駆動コイル及び静磁界発生手段は図面の簡素化のため図示を省略してある。
【００３７】
上記実施形態では、可動部１３に発熱部及び／又は冷却部を直接取付けて可動部自体を加熱及び／又は冷却する構成としたが、アクチュエータ本体１の少なくとも可動部及びトーションバーをパッケージ等に収納する構成では、パッケージ内の雰囲気温度を可動部が目標温度となるように温度制御する構成としてもよい。
【００３８】
また、上記各実施形態では、電磁駆動タイプのプレーナ型アクチュエータの例を示したが、前述した静電引力を利用する静電駆動タイプにも適用できることは言うまでもない。
【００３９】
また、上記各実施形態では、１次元駆動タイプの例を示したが、特許第２７２２３１４号公報に記載されている、軸方向が互いに直交する第１トーションバーと第２トーションバーによりそれぞれ軸支される外側可動部と内側可動部を有する２次元駆動タイプのプレーナ型アクチュエータにも適用できる。更に、可動部に発熱部と冷却部の両方を設けて可動部を加熱・冷却できる構成として、可動部の温度を制御することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係るプレーナ型アクチュエータの第１実施形態を示す概略構成図
【図２】アクチュエータ本体の構成図
【図３】温度制御部の構成図
【図４】第１実施形態の動作を説明するフローチャート
【図５】本発明の第２実施形態の可動部部分を示す概略構成図
【図６】本発明の第３実施形態の可動部部分を示す概略構成図
【図７】本発明の第４実施形態の可動部部分を示す概略構成図
【図８】本発明の第５実施形態の可動部部分を示す概略構成図
【図９】第５実施形態の温度制御部の構成図
【図１０】本発明の第６実施形態のアクチュエータ本体を示す構成図
【図１１】本発明の第７実施形態のアクチュエータ本体を示す構成図
【図１２】本発明の第８実施形態のアクチュエータ本体を示す構成図
【図１３】本発明の第９実施形態のアクチュエータ本体を示す構成図
【符号の説明】
【００４１】
１ アクチュエータ本体
２ 駆動回路
３ 温度制御部
１１ 固定部
１２ トーションバー
１３ 可動部
１４ 反射ミラー
１５ 駆動コイル
１６ 発熱コイル
１９Ａ，１９Ｂ 静磁界発生手段
２１ 温度検出部
２２，３４ 制御部
３１ 発熱体
３２ 光吸収発熱材
３３ 温度センサ
４１ ｎ型半導体
４２ ｐ型半導体
４３ 上部電極
４４Ａ，４４Ｂ 下部電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造技術を利用して製造するプレーナ型アクチュエータに関し、特に、固定部にトーションバーを介して軸支される可動部上の反射ミラーの反りを抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体製造技術を利用して製造するプレーナ型アクチュエータとして、シリコン基板を異方性エッチングして、枠状の固定部にトーションバーを介して可動部を軸支するよう形成し、更に、可動部に駆動コイルを設け、可動部の駆動コイルに静磁界を作用する例えば永久磁石のような静磁界発生手段を設け、通電により駆動コイルに発生する磁界と静磁界発生手段による静磁界との相互作用により発生するローレンツ力を利用して可動部を回動させ、可動部に設けた例えば反射ミラーを駆動する電磁駆動タイプ（例えば、特許文献１参照）や、可動部に可動電極を設け、可動電極と対向させて固定基板に固定電極を設け、可動電極と固定電極との間に電圧を印加することにより発生する静電引力によって、可動部を回動させ、可動部の反射ミラーを駆動する静電駆動タイプ（例えば、特許文献２参照）等がある。
【特許文献１】特許第２７２２３１４号公報
【特許文献２】特開２００１−１３４４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、この種のアクチュエータは、可動部上に形成する電極、コイル、絶縁膜、反射ミラー等とシリコンからなる可動部との熱膨張率の差に起因して応力が発生し、この応力の影響で可動部に反りが生じ反射ミラーに反りが生じる。この種のアクチュエータを、可動部により反射ミラーを駆動して光ビームを偏向する光学機器等に適用した場合、反射ミラーの反りは光ビームの偏向操作に悪影響を与えるという問題がある。特に、電磁駆動タイプの場合は、駆動電流により駆動コイルが発熱し、この発熱に起因して可動部に反りが生じるため、駆動前と駆動後で反り量が変化する。駆動コイルの発熱に起因する反りは、可動部の振れ角を変化させるために駆動電流を変化させると、駆動コイルの発熱量も変化するので、駆動電流量の変化に応じて反り量が変化する。従って、電磁駆動タイプの場合は、可動部の振れ角に応じて可動部上の反射ミラーの反り量が変化するという問題がある。
【０００４】
本発明は上記問題点に着目してなされたもので、可動部温度を一定に制御することにより、可動部に設けた反射ミラーの反りを抑制可能なプレーナ型アクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このため、本発明は、可動部と、該可動部を固定部に対して回動可能に軸支するトーションバーと、前記可動部を前記トーションバーの軸回りに駆動する駆動手段と、前記可動部に設けられた反射ミラーとを備えたプレーナ型アクチュエータにおいて、前記可動部の温度を予め定めた目標温度になるよう制御する温度制御手段を備える構成とした。
かかる構成では、温度制御手段で可動部の温度を予め定めた目標温度になるよう制御することにより、可動部の反り量を略一定にすることができるようになる。
【０００６】
可動部の温度を制御する場合、請求項２のように、前記可動部自体を前記温度制御手段により温度制御する構成としてもよく、請求項８のように、少なくとも前記可動部及びトーションバー部分をパッケージ内に収納し、該パッケージ内の雰囲気温度を前記温度制御手段により温度制御する構成としてもよい。
【０００７】
請求項２の場合、前記温度制御手段は、請求項３のように、前記可動部を加熱する発熱部及び冷却する冷却部の少なくとも一方と、前記可動部の温度を検出する温度検出部と、該温度検出部の検出温度が前記目標温度になるよう前記発熱部及び冷却部の少なくとも一方を駆動制御する制御部とを備える構成とするとよい。
【０００８】
請求項４のように、前記発熱部は、通電により発熱する発熱体を用いる構成とするとよい。この場合、請求項５のように、前記温度検出部は、温度に応じて変化する前記発熱体の抵抗値を検出する構成とするとよい。
【０００９】
請求項６のように、前記発熱部は、光照射により発熱する光吸収発熱材を用いる構成としてもよい。
請求項７のように、前記冷却部は、ペルチェ素子を用いる構成とするとよい。
【００１０】
請求項９のように、前記駆動手段は、前記可動部に敷設されて通電により磁界を発生する駆動コイルと、前記トーションバーの軸方向と平行な可動部対辺部に位置する駆動コイル部分に対して静磁界を作用する静磁界発生手段とを備え、前記可動部対辺部に位置する駆動コイル部分に発生する磁界と前記静磁界との相互作用により前記可動部対辺部に電磁力を作用させる構成とした。
この場合、請求項１０のように、前記駆動コイルに交流駆動電流を供給して前記可動部を揺動駆動する構成であるとき、前記交流駆動電流に重畳させて発熱用直流電流を前記駆動コイルに供給し、該駆動コイルが前記発熱体を兼ねる構成とするとよい。
【００１１】
請求項１１のように、前記目標温度は、前記可動部の反り量が略零となる温度に設定する構成とするとよい。
かかる構成では、可動部の温度を目標温度に制御することにより、可動部の反り量を略零にでき、可動部上の反射ミラーを略平坦にすることができるようになる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように本発明のプレーナ型アクチュエータによれば、可動部の温度を目標温度になるように温度制御する構成としたので、目標温度として例えば可動部の反り量が略零となる温度を設定することにより、可動部の反り量を略零にすることができ、反射ミラーの反りを抑制して略平坦にできる。これにより、反射ミラーにより光ビームを良好に偏向操作することができる。
【００１３】
特に、電磁駆動タイプのプレーナ型アクチュエータにおいては、可動部の振れ角に関係なく反射ミラーの反り量を略一定に保持できるので、可動部の振れ角に応じて反射ミラーの反り量が変化するという問題を解消できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に、本発明に係るプレーナ型アクチュエータの第１実施形態の構成図を示す。尚、以下の各実施形態では、電磁駆動タイプに適用した場合について説明する。
図１において、本実施形態のプレーナ型アクチュエータは、アクチュエータ本体１と、該アクチュエータ本体１の後述する可動部１３を駆動制御する駆動回路２と、アクチュエータ本体１の前記可動部１３自体の温度を制御する温度制御部３とを備えて構成される。
【００１５】
前記アクチュエータ本体１は、図示しない光源からの光ビームを偏向するもので、例えば半導体マイクロマシン技術を応用して製造される。
図２に、アクチュエータ本体１の平面図を示す。
図２において、本実施形態のアクチュエータ本体１は、枠状の固定部１１に、一対のトーションバー１２，１２を介して前記可動部１３が回動可能に軸支される。これら固定部１１、トーションバー１２，１２及び可動部１３は、例えばシリコン基板をエッチングして一体的に形成される。可動部１３の裏面側（紙面背面側）全面には、可動部１３の回動動作により光源からの光ビームを偏向するための反射ミラー１４が設けられる。可動部１３の表面側周縁部には、可動部１３を駆動するための図中実線で示す駆動コイル１５と、該駆動コイル１５の外側に可動部１３を加熱するための図中破線で示す発熱コイル１６とが設けられる。例えば、駆動コイル１５は、一方のトーションバー部分を介して固定部１１側に引き出されて電極端子１７Ａ，１７Ｂに接続する。発熱コイル１６は、他方のトーションバー部分を介して固定部１１側に引き出されて電極端子１８Ａ，１８Ｂに接続する。固定部１１の外側には、トーションバー１２，１２の軸方向と平行な可動部対辺部の駆動コイル部分に静磁界を作用する一対の静磁界発生手段１９Ａ，１９Ｂが、可動部１３を挟んで互いに反対磁極を対向させて配置される。尚、静磁界発生手段１９Ａ，１９Ｂは、永久磁石でも電磁石でもよい。
【００１６】
このアクチュエータ本体１の駆動原理は例えば特許第２７２２３１４号公報等で詳述されており、簡単に説明する。
可動部１３上の駆動コイル１５に電流を流すと磁界が発生し、この磁界と静磁界発生手段１９Ａ，１９Ｂによる静磁界との相互作用によりローレンツ力が発生し、トーションバー１２，１２の軸方向と平行な可動部対辺部に互いに逆方向の回転力が発生し、トーションバー１２，１２のばね力と発生した回転力とが釣合う位置まで可動部１３は回動する。駆動コイル１５に直流電流を流せば駆動電流量に応じた回動位置で可動部１３は停止し反射ミラー１４により光ビームを所望の方向に偏向できる。また、駆動コイル１５に交流電流を流せば可動部１３が揺動し、反射ミラー１４により光ビームを偏向走査できる。発生する回転力は、駆動コイル１５に流す駆動電流値に比例するので、駆動コイル１５に供給する駆動電流値を制御することで、可動部１３の振れ角（光ビームの偏向角度）を制御できる。ここで、駆動コイル１５と静磁界発生手段１９Ａ，１９Ｂで駆動手段を構成する。
【００１７】
前記駆動回路２は、アクチュエータ本体１の駆動コイル１５に供給する駆動電流量を制御し、可動部１３の振れ角を制御するものである。
前記温度制御部３は、可動部１３の温度を予め定めた目標温度（例えば、本実施形態では可動部１３の反り量が零となる温度とする）になるように制御するもので、図３に示すように、可動部１３に設ける発熱部としての前述した発熱コイル１６と、温度検出部２１と、制御部２２とを備えて構成される。
【００１８】
前記発熱コイル１６は、通電により発熱して可動部１３を加熱する。
前記温度検出部２１は、可動部１３の温度を検出するもので、本実施形態では、可動部１３の温度に応じて変化する発熱コイル１６の抵抗値を検出する。
前記制御部２２は、前記温度検出部２１の検出値に基づいて可動部１３が前記目標温度になるよう発熱コイル１６に供給する電流量を制御して発熱コイル１６の発熱量を制御するものである。具体的には、制御部２２は、予め実験により計測した可動部温度と発熱コイル抵抗値との対応関係を示した抵抗値−可動部温度の換算データと、同じく実験により計測した、可動部１３を単位温度（例えば１℃）上昇させるに必要な供給電流量データとを、予め記憶したメモリを備え、温度検出部２１から入力する抵抗検出値を前記換算データに基づいて可動部温度を推定し、推定した温度と目標温度の差に基づいて前記供給電流量データから発熱コイル１６に供給する電流量を演算し供給する。
【００１９】
ここで、本実施形態では、アクチュエータ本体１の可動部１３は、想定される最大駆動電流（最大振れ角）を駆動コイル１５に供給したときの可動部温度より高い温度で可動部１３の反り量が略零となるよう設計してある。例えば、最大駆動電流を駆動コイル１５に供給したときの可動部１３の温度が１００℃とした場合、可動部１３は例えば２００℃で反り量が略零となるよう設計し、この場合の目標温度を２００℃とする。
【００２０】
次に、図４のフローチャートを参照して本実施形態の温度制御動作を説明する。
ステップ１（図中Ｓ１で示し、以下同様とする）では、駆動回路２から駆動コイル１５に駆動電流を供給して可動部１３を駆動する。駆動コイル１５は発熱して可動部１３の温度は上昇する。これにより、発熱コイル１６が加熱されて抵抗値が変化する。
ステップ２では、制御部２２が温度検出部２１で検出された発熱コイル１６の抵抗値に対応する可動部温度Ｔをメモリ内の前記換算データから読み出す。
【００２１】
ステップ３では、ステップ２で読み出した可動部温度Ｔと予め設定された目標温度Ｔ０を比較する。ここで、Ｔ＝Ｔ０であれば、ステップ４に進み、制御部２２から発熱コイル１６に供給する発熱用電流値を現状値に維持しステップ２に戻る。Ｔ＜Ｔ０であれば、ステップ５に進み、可動部温度Ｔと目標温度Ｔ０の差を計算し、前記供給電流量データから供給電流量を計算し、制御部２２から発熱コイル１６に供給する電流量を計算した供給電流量分増大してステップ２に戻る。Ｔ＞Ｔ０であれば、ステップ６に進み、可動部温度Ｔと目標温度Ｔ０の差から前記供給電流量データに基づいて減少する電流量を計算し、制御部２２から発熱コイル１６に供給する電流量を前記計算分減少させてステップ２に戻る。
【００２２】
尚、駆動電流だけでは可動部温度Ｔは目標温度Ｔ０より低いので、駆動してから目標温度Ｔ０になるまではステップ３→ステップ５→ステップ２の経路で発熱コイル１６の供給電流量を増大し、可動部温度Ｔが目標温度Ｔ０に到達してから前述のようなステップ３の判定結果に基づいた発熱用電流値の増減制御となる。
尚、本実施形態の場合、発熱コイル１６の電流変化が可動部１３に作用する駆動力に影響を与えるが、駆動コイル１５に供給する駆動電流を発熱用電流量の変化に応じて制御すればよい。
【００２３】
かかる第１実施形態の構成によれば、可動部１３の振れ角変化に伴って駆動コイル１５の駆動電流値が変化し駆動コイル１５の発熱量が変化しても、発熱コイル１６の発熱量を制御することで、可動部１３の温度を可動部１の反り量が零となる目標温度Ｔ０に保持できる。従って、駆動電流の変化に関係なく可動部１３、言い換えれば反射ミラーを略平坦に保持でき、光ビームの偏向操作性を向上できる。
【００２４】
アクチュエータ本体１の可動部１３上における発熱部の取付け構造は、第１実施形態に限定されるものではない。
以下に、発熱部の取付け構造の例を示す。
図５の第２実施形態は、発熱コイル１６を、アクチュエータ本体１の可動部１３上においてトーションバー１２，１２の中心軸線に対して略対称に配置する構成である。この場合、図中上下の発熱コイル１６の巻回方向を同じ方向として発熱コイル１６に流れる電流によって生じる磁界に起因して発生する電磁力が互い相殺されるようにして可動部１３の駆動に影響を与えないようにする。尚、図では図中上下の発熱コイルを接続して１本の発熱コイルとしたが、別々の発熱コイルとしてもよい。
【００２５】
図６の第３実施形態は、アクチュエータ本体１の可動部１３を、枠状の周縁部１３ａに４本の梁部１３ｂを介して中央部１３ｃを固定支持し、中央部１３ｃの表裏両面に反射ミラー１４を設ける構造とし、前記４本の梁部１３ｂ上に発熱コイル１６をそれぞれ敷設する構成である。この場合も、各梁部１３ｂ上の発熱コイル１６を接続して１本の発熱コイルとしてもよく、それぞれ独立した別々の発熱コイルとしてもよい。
【００２６】
尚、図５及び図６で、発熱コイルを別々のものとした場合は、１つの発熱コイルの抵抗値から可動部温度を推定するようにしてもよく、また、各発熱コイルの抵抗値をそれぞれ検出し各検出値を可動部温度に換算した後、これら換算した各温度の平均値を可動部温度として推定するようにしてもよい。
【００２７】
図７の第４実施形態は、発熱部として、高抵抗材料（例えばポリシリコン、カーボン等）で形成した板状の発熱体を用いた例であり、アクチュエータ本体１の可動部１３中央部に、発熱部として高抵抗材料（例えばポリシリコン、カーボン等）で形成した板状の発熱体３１を発熱部として設ける構成である。可動部１３の温度は、発熱体３１の抵抗値を検出して前述のように換算データを用いて推定すればよい。尚、図５及び図６で、発熱コイル１６を、板状の発熱体に置き換えても良いことは言うまでもない。
【００２８】
図８の第５実施形態は、発熱部として、光の照射により発熱する光吸収発熱材を用いた例であり、アクチュエータ本体１の可動部１３中央部に、例えば矩形状の光吸収発熱材３２を発熱部として設ける構成である。この場合、可動部１３の温度は、可動部１３に温度センサを設けて検出する。従って、図８の構成のアクチュエータ本体１の場合、温度制御部３′は、例えば、図９に示すように、光吸収発熱体３２と、可動部１３上の温度センサ３３と、制御部３４と、光吸収発熱体３２に対して光、例えばレーザ光を発光するレーザ発光部３５とを備え、温度センサ３３の検出温度に応じて制御部３４がレーザ発光部３５のレーザ出力を制御して、光吸収発熱体３２の発熱量を制御する構成とすればよい。
【００２９】
尚、図５〜図８は、各実施形態の要部である可動部１３部分を示したもので、各実施形態のアクチュエータ本体１のその他の構成は、図２に示すものと同様である。また、図５〜図８では、駆動コイル１４を図の簡素化のため図中１本線で示してある。
【００３０】
駆動コイル１５に交流駆動電流を供給して可動部１３を揺動する交流駆動タイプの場合、駆動コイル１５に交流駆動電流に重畳させて発熱用直流電流を流すことにより、駆動コイル１４を発熱コイルとして利用することができ、発熱コイル１６や発熱体３１を省略でき、アクチュエータ本体１の構成を簡素化できる。
また、発熱コイル１６や発熱体３１を用いる構成では、これら発熱コイル１６や発熱体３１及び駆動コイル１５の上面に絶縁層を介して反射ミラーを形成することで、可動部１３の両面に反射ミラー１４を形成することが可能である。
【００３１】
上記実施形態では、可動部１３に加熱部を設けて可動部温度を一定に制御する構成を示したが、可動部１３に冷却部を設けて可動部温度を一定に制御する構成としてもよい。
図１０に、可動部に冷却部を設けた本発明の第６実施形態を示す。
図１０において、本実施形態のアクチュエータは、アクチュエータ本体１の可動部１３を冷却する冷却部としてペルチェ素子を用いる構成である。ペルチェ素子は、ｎ型半導体４１、ｐ型半導体４２、上部電極４３及び下部電極４４Ａ，４４Ｂを備えて構成される。本実施形態では、可動部１３に、ｎ型半導体４１領域とｐ型半導体４２領域を形成し、これらｎ型半導体４１領域とｐ型半導体４２領域に跨るように上部電極４３を形成し、ｎ型半導体４１領域とｐ型半導体４２領域のそれぞれ接続するよう各下部電極４４Ａ，４４Ｂをトーションバー１２，１２部分を介して枠状の固定部１１に形成し、ｎ型半導体４１領域に接続する下部電極４４Ａ側をプラス（＋）とし、ｐ型半導体４２領域に接続する下部電極４４Ｂ側をマイナス（−）とし電流を供給する構成とする。
尚、アクチュエータ本体１の構成は、発熱コイル１６に代えてペルチェ素子を設けたことを除いて図２と同様である。駆動コイル１５は、図面の簡略化のため図示を省略してある。
【００３２】
かかる構成では、ペルチェ素子に電流を供給すると、上部電極４３側で吸熱作用が生じ、下部電極４４Ａ，４４Ｂ側で放熱作用が生じ、可動部１３を冷却することができ、供給電流量を制御すれば冷却量を制御できる。従って、駆動コイル１５に駆動電流を供給したときの可動部１３の温度を検出し、検出温度と目標温度との差に応じて、可動部温度が目標温度になるようペルチェ素子に供給する電流量を制御して可動部１３を冷却し、可動部１３を常時目標温度に制御する。
【００３３】
ここで、本実施形態の場合、アクチュエータ本体１の可動部１３は、想定される最小駆動電流（最小振れ角）を駆動コイル１５に供給したときの可動部温度より低い温度で可動部１３の反り量が略零となるよう設計することが望ましい。
【００３４】
ペルチェ素子の形成方法を簡単に説明すると、例えばボロンを拡散又はイオン注入にてｐ型半導体４２領域を形成し、例えばリンを拡散又はイオン注入にてｎ型半導体４１領域を形成し、アルミニウムをスパッタ又は蒸着により堆積させ、その後、エッチングにより上部電極４３、下部電極４４Ａ，４４Ｂを形成する。駆動コイル１５は、ペルチェ素子形成後にその上に絶縁膜を形成し、該絶縁膜上に形成すればよい。
【００３５】
尚、アクチュエータ本体１にペルチェ素子を形成する場合、図１０の構成に限るものではなく、図１１に示す第７実施形態のように、トーションバー１２，１２部分にｎ型半導体４１とｐ型半導体４２領域を形成する構成としてもよく、図１２に示す第８実施形態のように、固定部１１にｎ型半導体４１とｐ型半導体４２領域を形成し、上部電極４３を可動部１３とトーションバー１２，１２部分に形成する構成としてもよい。
【００３６】
また、図１３に示す第９実施形態のように、ｎ型半導体４１領域及びｐ型半導体４２領域と上部電極４３を固定部１１に形成し、下部電極４４Ａ，４４Ｂを可動部１３に形成して、ペルチェ素子の放熱部側を可動部１３に形成する構成とすれば、ペルチェ素子を用いて可動部１３を加熱する構成とすることも可能である。
尚、図１１〜図１３では、駆動コイル及び静磁界発生手段は図面の簡素化のため図示を省略してある。
【００３７】
上記実施形態では、可動部１３に発熱部及び／又は冷却部を直接取付けて可動部自体を加熱及び／又は冷却する構成としたが、アクチュエータ本体１の少なくとも可動部及びトーションバーをパッケージ等に収納する構成では、パッケージ内の雰囲気温度を可動部が目標温度となるように温度制御する構成としてもよい。
【００３８】
また、上記各実施形態では、電磁駆動タイプのプレーナ型アクチュエータの例を示したが、前述した静電引力を利用する静電駆動タイプにも適用できることは言うまでもない。
【００３９】
また、上記各実施形態では、１次元駆動タイプの例を示したが、特許第２７２２３１４号公報に記載されている、軸方向が互いに直交する第１トーションバーと第２トーションバーによりそれぞれ軸支される外側可動部と内側可動部を有する２次元駆動タイプのプレーナ型アクチュエータにも適用できる。更に、可動部に発熱部と冷却部の両方を設けて可動部を加熱・冷却できる構成として、可動部の温度を制御することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係るプレーナ型アクチュエータの第１実施形態を示す概略構成図
【図２】アクチュエータ本体の構成図
【図３】温度制御部の構成図
【図４】第１実施形態の動作を説明するフローチャート
【図５】本発明の第２実施形態の可動部部分を示す概略構成図
【図６】本発明の第３実施形態の可動部部分を示す概略構成図
【図７】本発明の第４実施形態の可動部部分を示す概略構成図
【図８】本発明の第５実施形態の可動部部分を示す概略構成図
【図９】第５実施形態の温度制御部の構成図
【図１０】本発明の第６実施形態のアクチュエータ本体を示す構成図
【図１１】本発明の第７実施形態のアクチュエータ本体を示す構成図
【図１２】本発明の第８実施形態のアクチュエータ本体を示す構成図
【図１３】本発明の第９実施形態のアクチュエータ本体を示す構成図
【符号の説明】
【００４１】
１ アクチュエータ本体
２ 駆動回路
３ 温度制御部
１１ 固定部
１２ トーションバー
１３ 可動部
１４ 反射ミラー
１５ 駆動コイル
１６ 発熱コイル
１９Ａ，１９Ｂ 静磁界発生手段
２１ 温度検出部
２２，３４ 制御部
３１ 発熱体
３２ 光吸収発熱材
３３ 温度センサ
４１ ｎ型半導体
４２ ｐ型半導体
４３ 上部電極
４４Ａ，４４Ｂ 下部電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動部と、該可動部を固定部に対して回動可能に軸支するトーションバーと、前記可動部を前記トーションバーの軸回りに駆動する駆動手段と、前記可動部に設けられた反射ミラーとを備えたプレーナ型アクチュエータにおいて、
前記可動部の温度を予め定めた目標温度になるよう制御する温度制御手段を備える構成としたプレーナ型アクチュエータ。
【請求項２】
前記可動部自体を前記温度制御手段により温度制御する構成とした請求項１に記載のプレーナ型アクチュエータ。
【請求項３】
前記温度制御手段は、前記可動部を加熱する発熱部及び冷却する冷却部の少なくとも一方と、前記可動部の温度を検出する温度検出部と、該温度検出部の検出温度が前記目標温度になるよう前記発熱部及び冷却部の少なくとも一方を駆動制御する制御部とを備える構成である請求項２に記載のプレーナ型アクチュエータ。
【請求項４】
前記発熱部は、通電により発熱する発熱体を用いる構成とした請求項３に記載のプレーナ型アクチュエータ。
【請求項５】
前記温度検出部は、温度に応じて変化する前記発熱体の抵抗値を検出する構成とした請求項４に記載のプレーナ型アクチュエータ。
【請求項６】
前記発熱部は、光照射により発熱する光吸収発熱材を用いる構成とした請求項３に記載のプレーナ型アクチュエータ。
【請求項７】
前記冷却部は、ペルチェ素子を用いる構成とした請求項３〜６のいずれか１つに記載のプレーナ型アクチュエータ。
【請求項８】
少なくとも前記可動部及びトーションバー部分をパッケージ内に収納し、該パッケージ内の雰囲気温度を前記温度制御手段により温度制御する構成とした請求項１に記載のプレーナ型アクチュエータ。
【請求項９】
前記駆動手段は、前記可動部に敷設されて通電により磁界を発生する駆動コイルと、前記トーションバーの軸方向と平行な可動部対辺部に位置する駆動コイル部分に対して静磁界を作用する静磁界発生手段とを備え、前記可動部対辺部に位置する駆動コイル部分に発生する磁界と前記静磁界との相互作用により前記可動部対辺部に電磁力を作用させる構成とした請求項１〜８のいずれか１つに記載のプレーナ型アクチュエータ。
【請求項１０】
前記駆動コイルに交流駆動電流を供給して前記可動部を揺動駆動する構成であるとき、前記交流駆動電流に重畳させて発熱用直流電流を前記駆動コイルに供給し、該駆動コイルが前記発熱体を兼ねる構成とした請求項９に記載のプレーナ型アクチュエータ。
【請求項１１】
前記目標温度は、前記可動部の反り量が略零となる温度に設定する構成とした請求項１〜１０のいずれか１つに記載のプレーナ型アクチュエータ。
【請求項１】
可動部と、該可動部を固定部に対して回動可能に軸支するトーションバーと、前記可動部を前記トーションバーの軸回りに駆動する駆動手段と、前記可動部に設けられた反射ミラーとを備えたプレーナ型アクチュエータにおいて、
前記可動部の温度を予め定めた目標温度になるよう制御する温度制御手段を備える構成としたプレーナ型アクチュエータ。
【請求項２】
前記可動部自体を前記温度制御手段により温度制御する構成とした請求項１に記載のプレーナ型アクチュエータ。
【請求項３】
前記温度制御手段は、前記可動部を加熱する発熱部及び冷却する冷却部の少なくとも一方と、前記可動部の温度を検出する温度検出部と、該温度検出部の検出温度が前記目標温度になるよう前記発熱部及び冷却部の少なくとも一方を駆動制御する制御部とを備える構成である請求項２に記載のプレーナ型アクチュエータ。
【請求項４】
前記発熱部は、通電により発熱する発熱体を用いる構成とした請求項３に記載のプレーナ型アクチュエータ。
【請求項５】
前記温度検出部は、温度に応じて変化する前記発熱体の抵抗値を検出する構成とした請求項４に記載のプレーナ型アクチュエータ。
【請求項６】
前記発熱部は、光照射により発熱する光吸収発熱材を用いる構成とした請求項３に記載のプレーナ型アクチュエータ。
【請求項７】
前記冷却部は、ペルチェ素子を用いる構成とした請求項３〜６のいずれか１つに記載のプレーナ型アクチュエータ。
【請求項８】
少なくとも前記可動部及びトーションバー部分をパッケージ内に収納し、該パッケージ内の雰囲気温度を前記温度制御手段により温度制御する構成とした請求項１に記載のプレーナ型アクチュエータ。
【請求項９】
前記駆動手段は、前記可動部に敷設されて通電により磁界を発生する駆動コイルと、前記トーションバーの軸方向と平行な可動部対辺部に位置する駆動コイル部分に対して静磁界を作用する静磁界発生手段とを備え、前記可動部対辺部に位置する駆動コイル部分に発生する磁界と前記静磁界との相互作用により前記可動部対辺部に電磁力を作用させる構成とした請求項１〜８のいずれか１つに記載のプレーナ型アクチュエータ。
【請求項１０】
前記駆動コイルに交流駆動電流を供給して前記可動部を揺動駆動する構成であるとき、前記交流駆動電流に重畳させて発熱用直流電流を前記駆動コイルに供給し、該駆動コイルが前記発熱体を兼ねる構成とした請求項９に記載のプレーナ型アクチュエータ。
【請求項１１】
前記目標温度は、前記可動部の反り量が略零となる温度に設定する構成とした請求項１〜１０のいずれか１つに記載のプレーナ型アクチュエータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−１６２９４９（Ｐ２００６−１６２９４９Ａ）
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３５４０２１（Ｐ２００４−３５４０２１）
【出願日】平成１６年１２月７日（２００４．１２．７）
【出願人】（０００００４６５１）日本信号株式会社 (720)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月７日（２００４．１２．７）
【出願人】（０００００４６５１）日本信号株式会社 (720)
【Ｆターム（参考）】
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