プレーナ型アクチュエータ

【課題】可動部に設けたレンズやミラーを介して照射される光ビームの焦点位置を調整できるプレーナ型アクチュエータを提供する。
【解決手段】固定部２に一対の梁部３を介して可動可能に支持された可動部４と、可動部４に設けられて入射する光ビームを屈折する凸レンズ５と、可動部４に敷設した駆動コイル６，７及び駆動コイル６，７に静磁界を作用させる一対の永久磁石手段８Ａ，８Ｂとで構成されて可動部４を固定部２に対して上下方向に駆動可能な駆動手段と、を備える構成とした。

【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、可動部に設けた光学手段を介して照射される光ビームの焦点位置を調整可能なプレーナ型アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、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は、固定部に、梁部を介して回動可能に可動部を軸支し、可動部に設けた駆動コイルと、こ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とで可動部の駆動手段を構成し、通電により駆動コイルに発生する磁界と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梁部を中心として回動することにより、可動部に設けたミラーを回動させ光ビームを偏向させる電磁駆動タイプのものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、可動部に第１電極を設け、第１電極と対向させて固定基板に第２電極を設け、第１電極と第２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することにより、可動部のミラーを回動させる静電駆動タイプのものがある（例えば、特許文献２参照）。
【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】
【０００４】
ところで、光スキャナや光ディスク装置等の光学機器においては、光ビームの焦点位置を光軸方向に調整して所定の位置に合わせる必要がある。しかし、上述したような従来のプレーナ型アクチュエータは、ミラーから放射した光ビームの焦点位置を光軸方向に調整する機能がない。このため、従来のプレーナ型アクチュエータを光スキャナや光ディスク装置等の光学機器に適用する場合、従来では、光ビームの光路にコリメータレンズ、集光レンズ、或いは、ｆ−θレンズ等を設けて、光ビームの焦点を所定の位置に合わせる必要があった。
【０００５】
本発明は前記問題点に着目してなされたもので、光学手段を介して照射する光ビームの焦点位置を調整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】
【０００６】
このため、請求項１の発明のプレーナ型アクチュエータは、固定部に梁部を介して可動可能に支持された可動部と、該可動部に設けられて入射する光ビームを屈折又は反射する光学手段と、前記可動部を前記固定部に対して少なくとも上下方向に駆動可能な駆動手段とを備え、前記光学手段で屈折又は反射された光ビームの焦点位置を調整可能な構成とした。
かかる構成では、駆動手段で可動部を固定部に対して上又は下方向に駆動することにより、光学手段を介して屈折又は反射された光ビームの焦点位置を調整できるようになる。
【０００７】
請求項２のように、前記駆動手段は、前記梁部の軸方向と平行な可動部対辺部に対して少なくとも同一方向の電磁力を作用させることが可能な構成とするとよい。
具体的には、請求項３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、前記梁部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するとよい。
【０００８】
請求項３の構成において、請求項４のように、前記駆動コイルが、電極端子に接続する一対の引出線路と、該一対の引出線路に互いに並列接続する複数の分岐線路とからなる第１及び第２駆動コイルを備え、該第１及び第２駆動コイルの前記各分岐線路を、前記可動部対辺部に当該対辺部と平行に敷設する一方、前記梁部の軸方向に対して直交方向に、前記可動部を挟んで前記静磁界発生手段を反対磁極を対向させて配置する構成とするとよい。
【０００９】
請求項５のように、前記駆動手段は、前記可動部に設けた可動電極と、固定部位に固定した固定電極とを備え、前記両電極間に電圧を印加して前記可動部に対して少なくとも上下方向の静電引力を作用させることが可能な構成としてもよい。
【００１０】
請求項５の構成において、請求項６のように、前記可動電極は、前記梁部を挟んで可動部周縁部に放射状にそれぞれ延設された第１及び第２可動櫛歯電極であり、前記固定電極は、前記第１及び第２可動櫛歯電極と上下方向に位置をずらしてそれぞれ固定配置された第１及び第２固定櫛歯電極であるようにするとよい。
【００１１】
また、請求項７のように、前記可動電極は、前記梁部を挟んで可動部周縁部に放射状にそれぞれ延設された第１及び第２可動櫛歯電極であり、該第１及び第２可動櫛歯電極は、絶縁層の上下に互いに絶縁されて形成された上側電極と下側電極をそれぞれ有する構成であり、前記固定電極は、前記第１及び第２可動櫛歯電極とそれぞれ噛み合うよう固定配置された第１及び第２固定櫛歯電極であり、該第１及び第２固定櫛歯電極は、絶縁層の上下に互いに絶縁されて形成され前記第１及び第２可動櫛歯電極の上側電極と下側電極とそれぞれ噛み合う上側電極と下側電極をそれぞれ有する構成とするとよい。
【００１２】
前記光学手段は、請求項８のように、光ビームを屈折するレンズでもよく、請求項９のように、光ビームを反射するミラーでもよい。
【発明の効果】
【００１３】
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、可動部を固定部に対して上下方向に駆動して光学手段で屈折又は反射された光ビームの焦点位置を調整できる構成としたので、アクチュエータを光学機器に適用する場合に、光ビームの焦点位置を調整するためのレンズ等の光学部品を省くことができる。従って、光学機器の構成を簡素化できると共にコストを低減できる。
【００１４】
請求項４、６の発明によれば、第１駆動コイルと第２駆動コイルに供給する電流値や、第１可動櫛歯電極−第１固定櫛歯電極間と第２可動櫛歯電極−第２固定櫛歯電極間にそれぞれ印加する電圧値を、それぞれ異ならせれば、可動部に対して梁部回りの回動力が発生するので、可動部に生じた傾きを是正できる利点がある。
【００１５】
請求項７の発明によれば、可動側櫛歯電極と固定側櫛歯電極との間の電圧印加の組み合わせを選択することで、可動部を上下、左右、回動等の種々の形態で駆動することができるようになる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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実施形態の平面図を示す。
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、光ビームの焦点位置の調整機能を備えるもので、固定基板１（図２に示す）上に載置される固定部２に一対の梁部３を介して可動可能に支持された可動部４と、該可動部４に設ける光学手段として例えば凸レンズ５と、前記可動部４を前記固定部２に対して上下方向に駆動する駆動手段を構成する第１及び第２駆動コイル６，７及び静磁界発生手段として例えば永久磁石８Ａ，８Ｂとを備える。
【００１７】
前記可動部４は、固定部２及び一対の梁部３と共に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４は、略中央部に設けた貫通孔部に光ビームを屈折して放射する前記凸レンズ５を固定し、梁部３の軸方向と平行な両対辺部に一対の駆動コイル６，７を敷設している。
【００１８】
前記凸レンズ５は、個別に加工したものを可動部４の貫通孔部分に固定してもよく、可動部４の一方の面に透明樹脂を滴下して表面張力により凸レンズを形成し、可動部４のもう一方の面から貫通孔を形成してもよい。尚、可動部４が光ビームの透過を妨げない材質である場合には可動部４に貫通孔を設けなくてもよい。
【００１９】
前記駆動コイル６，７は、通電により磁界を発生するもので、梁部３を介して固定部２側に引出されて固定部２上に設けた電極端子９Ａ，９Ｂと１０Ａ，１０Ｂにそれぞれ接続される。本実施形態の駆動コイル６，７は、固定部２に引出す各引出線路６ａ，７ａに対して互いに並列接続した複数の各分岐線路６ｂ，７ｂを、梁部３の軸方向と平行な可動部対辺部に当該対辺部と平行に敷設して形成される。
【００２０】
前記永久磁石８Ａ，８Ｂは、駆動コイル６，７に静磁界を作用して梁部３の軸方向と平行な可動部両対辺部に同一方向の電磁力を発生させるもので、枠状のヨーク１１の内側に設けられており、可動部４を間にして互いに反対磁極を対向して例えば固定部２の外側に配置されている。これら永久磁石８Ａ，８Ｂ及びヨーク１１は、固定基板１上に載置される。尚、ヨーク１１は省略してもよい。また、静磁界発生手段として永久磁石に代えて電磁石を用いてもよい。また、固定部２の内側に配置してもよい。
そして、前記固定基板１には、図２に示すように凸レンズ５の対向部位に開口部１ａを形成し、光ビームを下方から凸レンズ５に入射できるようにしている。
【００２１】
次に、第１実施形態のプレーナ型アクチュエータの動作を図２に基づいて説明する。尚、図２は図１のＡ−Ａ矢視断面図であり、永久磁石８Ａ，８Ｂは図示省略してある。
駆動コイル６，７に、例えば電極端子９Ａ，１０Ａ側を＋極、電極端子９Ｂ，１０Ｂ側を−極として可動部４上を同一方向に流れるよう駆動電流を供給する。梁部３の軸方向と平行な可動部４の対辺部には、永久磁石８Ａ，８Ｂによる静磁界が作用している。そのため、可動部４の面に平行な静磁界成分と駆動コイル６，７を流れる電流により発生する磁界との相互作用により、可動部４の両対辺部には同じ下向きの電磁力が作用し、可動部４が固定部２に対して図２の矢印で示すように下方向に移動する。尚、駆動コイル６，７の通電方向を共に図示と逆にすれば図２の上方向に可動部４を移動させることができる。
【００２２】
図２に示すように例えば凸レンズ５の光軸中心に沿って、アクチュエータの下方から固定基板１の開口部１ａを通してレーザ光のような光ビームを入射すると、光ビームは凸レンズ５を透過して焦点位置Ｆに集光する。そして、上述のように可動部４を図２のように下方に移動させると、焦点位置Ｆが移動量に対応して下方に位置Ｆ′へ移動する。
【００２３】
駆動コイル６に流す電流値と駆動コイル７に流す電流値の大きさを異ならせれば、可動部４の両対辺部に作用する下向きの力に差が生じて梁部３を中心として可動部４を回動させることができるので、可動部４を固定部２に対して上下方向に移動させたときに可動部４に傾きが発生しても、これを是正することができる。
【００２４】
かかる第１実施形態によれば、可動部４に設けた凸レンズ５から放射する光ビームの光軸方向に可動部４を移動させて焦点位置Ｆを調整できるので、従来のように焦点位置調整用の光学レンズ部品を用いなくとも、焦点位置を所定の位置に合わせることが可能になる。従って、プレーナ型アクチュエータを利用する光学機器の構成を簡素化できると共に、部品点数を削減できるので製造コストを低減できる。また、各駆動コイル６，７に流す電流値の大きさを異ならせれば、可動部４を上下方向に移動させたときに可動部４に傾きが発生しても、これを是正できる。
【００２５】
図３に示す第２実施形態は、第１実施形態と駆動コイルの敷設形態が異なるだけであり、可動部４に敷設する駆動コイルを、引出線路６ａ′と、凸レンズ５を挟んで可動部４の両側に並列に敷設された複数の分岐線路６ｂ′とからなる単一の駆動コイル６′とした。その他の構成は第１実施形態と同様である。
かかる第２実施形態のプレーナ型アクチュエータも、例えば電極端子９Ａ側を＋極、電極端子９Ｂ側を−極として駆動電流を供給すると、永久磁石８Ａ，８Ｂによる静磁界と、駆動コイル６′を流れる電流により発生する磁界との相互作用により、第１実施形態と同様に可動部４が固定部２に対して下方向に移動する。駆動電流の通電方向を逆にすれば逆方向に可動部４が移動することは言うまでもない。ただし、第２実施形態は、可動部４の傾きを是正する機能はない。
【００２６】
次に、図４及び図５に本発明に係るプレーナ型アクチュエータの第３実施形態を示す。第１実施形態と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。尚、図５は図４のＢ−Ｂ矢視断面図である。
図４及び図５において、本実施形態のプレーナ型アクチュエータは、第１及び第２駆動コイル６，７を、可動部４の凸レンズ５を挟んだ両側に互いに反対方向に巻回するように敷設し、可動部４の下方の固定基板１上に静磁界発生手段として平板状の永久磁石２１を、図５に示すように例えば上側がＮ極、下側がＳ極となるように配置する構成である。また、永久磁石２１には、光ビームを透過させる開口部２１ａが形成される。尚、静磁界発生手段は、電磁石を用いてもよい。
【００２７】
次に、第３実施形態のプレーナ型アクチュエータの動作を説明する。
例えば、駆動コイル６に、電極端子９Ａ側を＋極、電極端子９Ｂ側を−極として駆動電流を供給し、駆動コイル７には、逆に、電極端子１０Ｂ側を＋極、電極端子１０Ａ側を−極として駆動電流を供給する。このとき、永久磁石２１のＮ極からＳ極に向かう静磁界における可動部４の面に水平な静磁界成分が、可動部４の凸レンズ５を挟んだ両側対辺部において互いに反対方向に作用している。このため、第１実施形態と同様に可動部４の両対辺部に同じ下向きの電磁力が作用し、可動部４が固定部２に対して図５の下方向に移動し、光ビームの焦点位置を光ビームの光軸方向に調整できる。尚、駆動コイル６，７の通電方向をそれぞれ逆にすれば図５の上方向に可動部４は移動する。
【００２８】
そして、かかる第３実施形態のプレーナ型アクチュエータの場合も、駆動コイル６と駆動コイル７の電流値の大きさを異ならせれば、可動部４を固定部２に対して上下方向に移動させたときに可動部４に傾きが発生しても、これを是正することができる。
【００２９】
図６に示す第４実施形態は、第３実施形態と駆動コイルの敷設形態が異なるだけであり、単一の駆動コイル６′を、凸レンズ５を囲むように可動部４の周縁に沿って敷設する構成である。その他の構成は第３実施形態と同様である。
かかる第４実施形態のプレーナ型アクチュエータも、例えば電極端子９Ａ側を＋極、電極端子９Ｂ側を−極として駆動電流を供給すると、第３実施形態と同様に可動部４が固定部２に対して下方向に移動する。駆動電流の通電方向を逆にすれば逆方向に可動部４が移動することは言うまでもない。ただし、第４実施形態は、可動部４の傾きを是正する機能はない。
【００３０】
尚、第３及び第４実施形態の場合、梁部３を境に可動部４の両側にそれぞれ静磁界発生手段を配置するようにしてもよい。また、静磁界発生手段と駆動コイルの配置を逆にしてもよい。例えば、可動部４側に薄膜磁石を形成し、可動部４の下方の固定基板１側に駆動コイルを配置する構成としてもよい。
【００３１】
可動部の駆動手段は、上述した電磁駆動方式に限定されず、静電引力を利用した静電駆動方式でもよく、以下に、静電駆動タイプのプレーナ型アクチュエータの実施形態を示す。
図７及び図８に、本発明の第５実施形態を示す。第１実施形態と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。尚、図８は図７のＣ−Ｃ矢視断面図である。
図において、本実施形態のプレーナ型アクチュエータは、梁部３を境として凸レンズ５の両側の可動部４下面にそれぞれ可動電極３１Ａ，３１Ｂを設け、該可動電極３１Ａ，３１Ｂと対面させて図８に示すように固定部位である固定基板１側にそれぞれ固定電極３２Ａ，３２Ｂを設ける構成である。可動電極３１Ａ，３１Ｂは、梁部３を介して例えば固定部２の下面等に形成した電極端子９Ａ，９Ｂに接続する。また、固定電極３２Ａ，３２Ｂと接続する電極端子は、図示しないが固定基板１等に形成すればよい。
【００３２】
かかる第５実施形態のプレーナ型アクチュエータでは、図８に示すように、可動電極３１Ａと固定電極３２Ａの間、可動電極３１Ｂと固定電極３２Ｂの間に、例えば可動電極３１Ａ，可動電極３１Ｂ側をそれぞれ＋極として電圧を印加する。これにより、可動電極３１Ａと固定電極３２Ａの間、可動電極３１Ｂと固定電極３２Ｂの間に、それぞれ同じ方向の静電引力が発生し、可動部４を図８中下方向に移動させることができ、凸レンズ５を透過する光ビームの焦点位置を、光ビームの光軸方向に調整できる。また、凸レンズ５の左右の可動電極−固定電極間の印加電圧値を異ならせれば、可動部４を固定部２に対して移動させたときに可動部４に傾きが発生しても、これを是正することができる。
【００３３】
図９に示す第６実施形態は、単一の可動電極３１と固定電極３２を、互いに対面させて可動部４下面と固定基板１上面に設ける構成である。その他の構成は第５実施形態と同様である。尚、本実施形態の場合、可動電極３１及び固定電極３２に、光ビーム貫通用の開口部３１ａ，３２ａを形成する必要がある。９は、可動電極３１に接続する電極端子を示す。
かかる第６実施形態のプレーナ型アクチュエータも、可動電極３１と固定電極３２間に電圧を印加することにより、可動部４が固定部２に対して下方向に移動する。ただし、第６実施形態は、可動部４の傾きを是正する機能はない。
【００３４】
図１０及び図１１に、本発明の第７実施形態を示す。第１実施形態と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。尚、図１１は図１０のＤ−Ｄ矢視断面図である。
図において、本実施形態のプレーナ型アクチュエータは、梁部３の軸方向と平行な可動部４の両対辺部の周縁部に、第１及び第２可動櫛歯電極４１，４２をそれぞれ延設して形成し、固定部２上面に設けた電極端子４３，４４に梁部３を通して電気的に接続する。また、固定部２側には、第１及び第２可動櫛歯電極４１，４２と噛み合う第１及び第２固定櫛歯電極４５，４６を形成し、固定部２下面に設けた電極端子４７，４８にそれぞれ電気的に接続する。そして、可動櫛歯電極４１，４２と固定櫛歯電極４５，４６の位置関係を、図１１に示すように上下にずらして配置する。尚、図１１では、電極端子４７，４８を図示省略してある。
【００３５】
かかる第７実施形態のプレーナ型アクチュエータでは、可動櫛歯電極４１，４２と固定櫛歯電極４５，４６に電圧を印加すると、両者間に発生する静電引力により可動部４が図１１中下側に移動する。第１可動櫛歯電極４１−第１固定櫛歯電極４５間の印加電圧値と第２可動櫛歯電極４２−第２固定櫛歯電極４６間の印加電圧値を異ならせれば、発生する静電引力に差ができ、可動部４を固定部２に対して移動させたときに可動部４に傾きが発生しても、これを是正することができる。
【００３６】
図１２に、本発明の第８実施形態を示す。尚、第７実施形態と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態のプレーナ型アクチュエータは、ＳＯＩ(Silicon-on-insulator)ウエハを用いて固定部２、梁部３及び可動部４を一体的に形成する。そして、可動部４側には第１及び第２可動櫛歯電極５１，５２が形成され、固定部２側には第１及び第２固定櫛歯電極５３，５４が形成される。更に、本実施形態では、前記第１及び第２可動櫛歯電極５１，５２が、図１２に示すように、ＳＯＩウエハの絶縁層５５の上下に互いに絶縁された上側電極５１Ａ，５２Ａと下側電極５１Ｂ，５２Ｂを有し、前記第１及び第２固定櫛歯電極５３，５４が、同じくＳＯＩウエハの絶縁層５５の上下に互いに絶縁され前記上側電極５１Ａ，５２Ａと下側電極５１Ｂ，５２Ｂにそれぞれ噛み合う上側電極５３Ａ，５４Ａと下側電極５３Ｂ，５４Ｂを有する構成である。
【００３７】
かかる構成のプレーナ型アクチュエータの動作について説明する。
第１可動櫛歯上側電極５１Ａ−第１固定櫛歯下側電極５３Ｂ間と、第２可動櫛歯上側電極５２Ａ−第２固定櫛歯下側電極５４Ｂ間とにそれぞれ電圧を印加すれば、可動部４が図１２中下方向に移動し、逆に、第２可動櫛歯下側電極５１Ｂ−第１固定櫛歯上側電極５３Ａ間と、第２可動櫛歯下側電極５２Ｂ−第２固定櫛歯上側電極５４Ａ間とにそれぞれ電圧を印加すれば、可動部４が図１２中上方向に移動する。印加する電圧値を異ならせれば、可動部４を固定部２に対して下又は上へ移動させたときに可動部４に傾きが発生しても、これを是正することができる。
【００３８】
また、第１可動櫛歯上側電極５１Ａ−第１固定櫛歯上側電極５３Ａ間又は第１可動櫛歯下側電極５１Ｂ−第１固定櫛歯下側電極５３Ｂ間に電圧を印加すれば、可動部４が図１２中左方向に移動し、第２可動櫛歯上側電極５２Ａ−第２固定櫛歯上側電極５４Ａ間又は第２可動櫛歯下側電極５２Ｂ−第２固定櫛歯下側電極５４Ｂ間に電圧を印加すれば、可動部４が図１２中右方向に移動する。従って、例えば、第１可動櫛歯上側電極５１Ａ−第１固定櫛歯上側電極５３Ａ間と第２可動櫛歯上側電極５２Ａ−第２固定櫛歯上側電極５４Ａ間との交互に電圧を印加すれば、可動部４を左右に移動させることができ、凸レンズ５の屈折作用を利用して凸レンズ５を透過する光ビームを走査することができる。そして、前述した電圧印加モードを組み合わせれば、可動部４を上又は下方向に移動させた状態で、可動部４を左右に移動させて光ビームを走査することが可能である。
【００３９】
図１３に、本発明の第９実施形態を示す。
本実施形態のプレーナ型アクチュエータは、可動部４の上下方向の移動を電磁駆動で行い、凸レンズ５による光ビームの走査は静電駆動で行うようにした、電磁駆動と静電駆動を組み合わせた構成である。図１の構成に加えて、図１３に斜線で示すように、可動部４側に可動電極６１Ａ，６１Ｂを設け、例えば永久磁石８Ａ，８Ｂに固定電極６２Ａ，６２Ｂを設ける。
【００４０】
かかるプレーナ型アクチュエータでは、第１実施形態と同様の駆動コイル６，７への電流供給形態により、可動部４を上下方向に移動させたり、可動部４を固定部２に対して上下方向に移動させたときの可動部４の傾きの是正を行うことができる。更に、可動電極６１Ａ−固定電極６２Ａ間と、可動電極６１Ｂ−固定電極６２Ｂ間とに、交互に電圧を印加することにより、可動部４を図中の左右方向に移動させることができる。
【００４１】
かかる第９実施形態によれば、永久磁石８Ａ，８Ｂ、可動電極６１Ａ，６１Ｂ及び固定電極６２Ａ，６２Ｂ等の可動部駆動用部品の全てを可動部４の左右に配置できるので、凸レンズ５から放射される光ビームの光路が妨げられることがないという利点がある。
【００４２】
上述の第１〜８実施形態の構成において、光学手段として凸レンズに代えて光ビームを反射するミラーを設ける構成としてもよい。
光学手段としてミラーを用いた場合の本発明の第１０実施形態として、図１のプレーナ型アクチュエータに適用した場合の構成を図１４に示す。尚、図１の第１実施形態と同一要素には同一符号を付してある。
図１４において、本実施形態のプレーナ型アクチュエータは、可動部４に、凸レンズ５に代えてミラー７０を設ける。その他は、第１実施形態と同じ構成である。
【００４３】
第１０実施形態のプレーナ型アクチュエータの場合、第１実施形態と同様の駆動モードに加えて、直流電流を両駆動コイル６，７に供給して可動部４を図中上或いは下方向に移動させた状態で、例えば駆動コイル６には電極端子９Ａ側から交流電流を供給し、駆動コイル７には電極端子１０Ｂから駆動コイル６に供給する交流電流と位相が同相の交流電流を供給する駆動モードを採用することができる。かかる駆動モードでは、可動部の駆動コイル６，７の電流方向が互いに逆となり可動部４の両対辺部には互いに反対方向のローレンツ力が作用するので、可動部４は、梁部３を中心にして揺動する。このため、ミラー７０によるレーザ光等の光ビームの反射光を、可動部４の揺動動作によって走査することができるようになる。
【００４４】
図４に示す第３実施形態の構成でも第１０実施形態と同様に可動部４を揺動させることが可能である。また、図７、図１０及び図１２に示す静電駆動方式のアクチュエータも、上下方向移動のための直流電圧に、揺動動作のための直流電圧を交互に重畳印加すれば、第１０実施形態と同様にミラー７０の反射光の走査ができる。
【００４５】
また、電磁駆動と静電駆動を組み合わせる構成にミラー７０を適用する場合は、図１５に示すように、ミラー７０による光ビームの走査は電磁駆動で行い、可動部４の上下方向の移動は静電駆動で行う構成とするとよい。
図１５に示す第１１実施形態のアクチュエータは、図６の第４実施形態と図７の第５実施形態と組み合わせた構成であり、図６の電磁駆動構成に図７の可動電極３１Ａ，３１Ｂと固定電極３２Ａ，３２Ｂを付加して構成される。
【００４６】
かかる第１１実施形態では、可動電極３１Ａ，３１Ｂと固定電極３２Ａ，３２Ｂに上述したように電圧を印加して可動部４を上又は下方向に移動する。更に、駆動コイル６′に交流電流を供給することにより、可動部４を梁部３を中心に揺動する。
【００４７】
図１６に、本発明の第１２実施形態を示す。
図１６において、本実施形態のプレーナ型アクチュエータは、固定部２に外側梁部３Ａで可動可能に支持した枠状の外側可動部４Ａと、該外側可動部４Ａに前記外側梁部３Ａと軸方向が直交する内側梁部３Ｂで可動可能に支持した内側可動部４Ｂとを備え、内側可動部４Ｂに凸レンズ５を設けて構成した２次元動作型アクチュエータである。そして、外側梁部３Ａの軸方向と平行な外側可動部４Ａの両対辺部と内側梁部３Ｂの軸方向と平行な内側可動部４Ｂの両対辺部とに、外側第１可動櫛歯電極４１Ａ及び外側第２可動櫛歯電極４１Ｂと内側第１可動櫛歯電極４２Ａ及び内側第２可動櫛歯電極４２Ｂとをそれぞれ形成し、固定部２と外側可動部４Ａに、外側第１固定櫛歯電極４３Ａ及び外側第２固定櫛歯電極４３Ｂと内側第１固定櫛歯電極４４Ａ及び内側第２固定櫛歯電極４４Ｂとをそれぞれ形成する。これら各櫛歯電極は、図示しない電極端子を介して電圧が印加可能に構成される。可動櫛歯電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂと固定櫛歯電極４３Ａ，４３Ｂ，４４Ａ，４４Ｂの位置関係は、図１１と同様に配置する。尚、可動櫛歯電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂと固定櫛歯電極４３Ａ，４３Ｂ，４４Ａ，４４Ｂは、図１２に示す第８実施形態と同様に絶縁層の上下に上側電極と下側電極を有する構成でもよい。
【００４８】
かかる第１２実施形態のアクチュエータでは、外側の第１及び第２可動櫛歯電極４１Ａ，４１Ｂと第１及び第２固定櫛歯電極４３Ａ，４３Ｂに電圧を印加することにより外側可動部４Ａを上又は下に移動させることができる。更に、内側の第１及び第２可動櫛歯電極４２Ａ，４２Ｂと第１及び第２固定櫛歯電極４４Ａ，４４Ｂに電圧を印加することにより内側可動部４Ｂを上又は下に移動させることができる。従って、凸レンズ５を設けた内側可動部４Ｂを２段階に上方向又は下方向に移動させることができるようになり、凸レンズ５の焦点位置の調整幅を大きくできる。
尚、上述した第１〜第１１実施形態について、図１６のような２次元動作型アクチュエータ構造に拡張することができることは言うまでもない。
【００４９】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本出願人が先に提案した特願２００３−４３５２１１号の図６と同様の３本の梁部を有して櫛歯電極を放射状に配置する構造でも、本発明の作用効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係るプレーナ型アクチュエータの第１実施形態を示す平面図
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図
【図３】本発明の第２実施形態を示す要部平面図
【図４】本発明の第３実施形態を示す要部平面図
【図５】図４のＢ−Ｂ矢視断面図
【図６】本発明の第４実施形態を示す要部平面図
【図７】本発明の第５実施形態を示す平面図
【図８】図７のＣ−Ｃ矢視断面図
【図９】本発明の第６実施形態を示す平面図
【図１０】本発明の第７実施形態を示す要部平面図
【図１１】図１０のＤ−Ｄ矢視断面図
【図１２】本発明の第８実施形態を示す要部断面図
【図１３】本発明の第９実施形態を示す要部平面図
【図１４】本発明の第１０実施形態を示す平面図
【図１５】本発明の第１１実施形態を示す要部平面図
【図１６】本発明の第１２実施形態を示す要部平面図
【符号の説明】
【００５１】
２固定部
３，３Ａ，３Ｂ梁部
４，４Ａ，４Ｂ可動部
５凸レンズ
６，６′，７駆動コイル
８Ａ，８Ｂ，２１永久磁石
９Ａ，９Ｂ，１０Ａ，１０Ｂ電極端子
３１，３１Ａ，３１Ｂ，６１Ａ，６１Ｂ可動電極
３２，３２Ａ，３２Ｂ，６２Ａ，６２Ｂ固定電極
４１，４１Ａ，４１Ｂ，４２，４２Ａ，４２Ｂ，５１，５２可動櫛歯電極
４３Ａ，４３Ｂ，４４Ａ，４４Ｂ，４５，４６，５３，５４固定櫛歯電極
７０ミラー

【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部に梁部を介して可動可能に支持された可動部と、該可動部に設けられて入射する光ビームを屈折又は反射する光学手段と、前記可動部を前記固定部に対して少なくとも上下方向に駆動可能な駆動手段とを備え、前記光学手段で屈折又は反射された光ビームの焦点位置を調整可能な構成としたことを特徴とするプレーナ型アクチュエータ。
【請求項２】
前記駆動手段は、前記梁部の軸方向と平行な可動部対辺部に対して少なくとも同一方向の電磁力を作用させることが可能な構成である請求項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、前記梁部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】
前記駆動コイルが、電極端子に接続する一対の引出線路と、該一対の引出線路に互いに並列接続する複数の分岐線路とからなる第１及び第２駆動コイルを備え、該第１及び第２駆動コイルの前記各分岐線路を、前記可動部対辺部に当該対辺部と平行に敷設する一方、前記梁部の軸方向に対して直交方向に、前記可動部を挟んで前記静磁界発生手段を反対磁極を対向させて配置す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】
前記駆動手段は、前記可動部に設けた可動電極と、固定部位に固定した固定電極とを備え、前記両電極間に電圧を印加して前記可動部に対して少なくとも上下方向の静電引力を作用させることが可能な構成である請求項１に記載のプレーナ型アクチュエータ。
【請求項６】
前記可動電極は、前記梁部を挟んで可動部周縁部に放射状にそれぞれ延設された第１及び第２可動櫛歯電極であり、前記固定電極は、前記第１及び第２可動櫛歯電極と上下方向に位置をずらしてそれぞれ固定配置された第１及び第２固定櫛歯電極である請求項５に記載のプレーナ型アクチュエータ。
【請求項７】
前記可動電極は、前記梁部を挟んで可動部周縁部に放射状にそれぞれ延設された第１及び第２可動櫛歯電極であり、該第１及び第２可動櫛歯電極は、絶縁層の上下に互いに絶縁されて形成された上側電極と下側電極をそれぞれ有する構成であり、前記固定電極は、前記第１及び第２可動櫛歯電極とそれぞれ噛み合うよう固定配置された第１及び第２固定櫛歯電極であり、該第１及び第２固定櫛歯電極は、絶縁層の上下に互いに絶縁されて形成され前記第１及び第２可動櫛歯電極の上側電極と下側電極とそれぞれ噛み合う上側電極と下側電極をそれぞれ有する構成である請求項５に記載のプレーナ型アクチュエータ。
【請求項８】
前記光学手段は、光ビームを屈折するレンズである請求項１〜７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９】
前記光学手段は、光ビームを反射するミラーである請求項１〜７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】