プレーナ型電磁アクチュエータ
【課題】二つの可動部を有するプレーナ型電磁アクチュエータにおいて、二つの可動部の駆動コイルに通電する（駆動信号を供給する）ための配線の耐久性を向上させる。
【解決手段】プレーナ型電磁アクチュエータ１は、固定部２１と、第１トーションバー２４ａ，２４ｂに揺動可能に支持された第１可動部２２と、第２トーションバー２５ａ，２５ｂに揺動可能に支持された第２可動部２３とを有する。駆動部４は、二つの周波数成分を有する一つの駆動信号を一対の電極端子５ａ，５ｂに入力する。入力された駆動信号は一対の配線１０，１１を介して第１可動部２２の第１駆動コイル８及び第２可動部２３の第２駆動コイル９に供給され、これにより、第１可動部２２と第２可動部２３が異なる周期で揺動する。
【解決手段】プレーナ型電磁アクチュエータ１は、固定部２１と、第１トーションバー２４ａ，２４ｂに揺動可能に支持された第１可動部２２と、第２トーションバー２５ａ，２５ｂに揺動可能に支持された第２可動部２３とを有する。駆動部４は、二つの周波数成分を有する一つの駆動信号を一対の電極端子５ａ，５ｂに入力する。入力された駆動信号は一対の配線１０，１１を介して第１可動部２２の第１駆動コイル８及び第２可動部２３の第２駆動コイル９に供給され、これにより、第１可動部２２と第２可動部２３が異なる周期で揺動する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレーナ型電磁アクチュエータに関し、特に二つの可動部を有するプレーナ型電磁アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、二つの可動部を有するプレーナ型電磁アクチュエータが知られている。この種のプレーナ型電磁アクチュエータは、例えば、枠状の固定部にトーションバーによって揺動可能に支持された外側可動部と、外側可動部の内側にトーショバーによって揺動可能に支持された内側可動部と、を有しており、外側可動部の駆動コイル及び内側可動部の駆動コイルのそれぞれに通電することによって外側可動部及び内側可動部を揺動させる。そして、このようなプレーナ型電磁アクチュエータは、例えば、内側可動部にミラーを設けることにより、いわゆるガルバノミラーとして光ビームを偏向走査する光スキャナなどに利用される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２７２２３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述のような従来のプレーナ型電磁アクチュエータにおいては、外側可動部の駆動コイルに通電するための配線、及び内側可動部の駆動コイルに通電するための配線が外側可動部を揺動支持するトーションバー上に設けられている。このようにトーションバー上に二つの配線が設けられる構成では各配線の幅を小さくせざるを得ない。上記トーションバーには捩りが繰り返し加わるため、各配線の幅が制限されてしまうと各配線の耐久性を十分に確保できないおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような実情に着目してなされたものであり、特に二つの可動部を有するプレーナ型電磁アクチュエータにおいて、二つの可動部の駆動コイルに通電を行う（駆動信号を供給する）ための配線の耐久性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面によるプレーナ型電磁アクチュエータは、二つの周波数成分を有する一つの駆動信号を、揺動可能に支持された二つの可動部の駆動コイルに供給して当該二つの可動部を異なる周期で揺動させる。
【発明の効果】
【０００７】
上記プレーナ型電磁アクチュエータによれば、二つの可動部の駆動コイルに駆動信号を供給するための配線を従来に比べて減らすことができるので、当該配線の設置等に関する制約も低減される。このため、例えば可動部の揺動の影響が少なくなるように配線を配置したり、配線の幅を大きくしたりすることが可能となり、従来に比べて、配線の耐久性等を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態によるプレーナ型電磁アクチュエータの概略構成を示す図である。
【図２】上記第１実施形態によるプレーナ型電磁アクチュエータの変形例を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態によるプレーナ型電磁アクチュエータの概略構成を示す図である。
【図４】上記第２実施形態によるプレーナ型電磁アクチュエータの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
まず、本発明の基本的な考え方について説明する。
本発明は、揺動可能に支持された二つの可動部を有するプレーナ型電磁アクチュエータにおいて、上記二つの可動部をそれぞれ駆動するための駆動コイルに対して別々の駆動信号を供給するのではなく、二つの周波数成分を有する一つの駆動信号を上記二つの可動部の駆動コイルに供給することによって当該二つの可動部を異なる周期で揺動させるものである。
【００１０】
ここで、上記二つの可動部は、それぞれトーションバーによって異なる方向に揺動可能に支持されており、上記二つの周波数成分としては、上記二つの可動部それぞれについての揺動振動系の固有振動数（共振周波数）に相当する周波数とするのが好ましい。このようにすると、二つの可動部のうちの一方の可動部の揺動については、駆動信号に含まれる二つの周波数成分のうちの一方の周波数成分が支配的となって他方の周波数成分はほとんど影響を与えないようにすることができるので（他方の可動部の揺動についても同様）、一つの駆動信号によって二つの可動部を効果的に駆動できるからである。
【００１１】
そして、このように一つの駆動信号を二つの可動部の駆動コイルに供給して当該二つの可動部を駆動するように構成すれば、例えば、従来に比べて、駆動信号を供給するための配線数を低減することができるとともに配線の自由度を確保することができるので、結果として、配線の初期不良の発生を低減したり、配線の耐久性を向上させたりすることが可能となり、プレーナ型電磁アクチュエータ全体としての信頼性を向上できる。
【００１２】
以下、本発明を適用したプレーナ型電磁アクチュエータの実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態によるプレーナ型電磁アクチュエータ１の概略構成を示している。この第１実施形態によるプレーナ型電磁アクチュエータ１は、図示省略した支持体上に設置されるものであり、図１に示すように、アクチュータ本体２と、磁界発生部３と、アクチュエータ本体２を駆動する駆動部４と、を含む。
【００１３】
アクチュエータ本体２は、枠状の固定部２１と、固定部２１の内側に配置された第１可動部２２と、第１可動部２２の内側に配置された第２可動部２３と、を有しており、駆動部４から駆動信号（交流信号）が供給されることによって、第１可動部２２及び第２可動部２３が揺動（振動）する。
【００１４】
第１可動部２２は、固定部２１と同様に枠状に形成されており、支持梁として固定部２１から内側に延びる一対の第１トーションバー２４ａ，２４ｂによって当該第１トーションバー２４ａ，２４ｂの軸回りに揺動可能に支持されている。また、第２可動部２３は、矩形状に形成されており、支持梁として第１可動部２２から内側に延びる一対の第２トーションバー２５ａ，２５ｂによって当該第２トーションバー２５ａ，２５ｂの軸回りに揺動可能に支持されている。ここで、第１トーションバー２４ａ，２４ｂと第２トーションバー２５ａ，２５ｂとは、その軸方向が互いに直交しており、第１可動部２２と第２可動部２３とは互いに直交する方向に揺動するように構成されている。
【００１５】
なお、本実施形態において、固定部２１、第１可動部２２、第２可動部２３、第１トーションバー２４ａ，２４ｂ、及び第２トーションバー２５ａ，２５ｂは、例えば特許第２７２２３１４号公報等に記載されているような半導体製造プロセスを用いて、すなわち、異方性エッチングによってシリコン基板を加工することで一体的に形成されている。
【００１６】
固定部２１の上面には、駆動部４からの駆動信号が入力される一対の電極端子５ａ，５ｂ、一方の電極端子５ａから一方の第１トーションバー２４ａの近傍に設けられた固定部２１上の接合点Ａまでのびるリード線６、及び他方の電極端子５ｂから他方の第１トーションバー２４ｂの近傍に設けられた固定部２１上の接合点Ｂまでのびるリード線７が形成されている。但し、これに限るものではなく、図１において破線で示すように、第１トーションバー２４ａ、第１可動部２２、及び第１トーションバー２４ｂを挟んで対向するように固定部２上に一対の電極端子５ａ、５ｂを形成してもよい。この場合には、リード線６，７が省略され、電極端子５ａ、５ｂ自体が接合点Ａ、Ｂとなる。
【００１７】
第１可動部２２の上面には、第１可動部２２を駆動するために通電される第１駆動コイル８が渦巻き状に形成されている。そして、この第１駆動コイル８の一方の端部（一端）は、一方の第１トーションバー２４ａの近傍に設けられた第１可動部２２上の接合点Ｃに接続され、第１駆動コイル８の他方の端部（他端）は、他方の第１トーションバー２４ｂの近傍に設けられた第１可動部２２上の接合点Ｄに接続されている。ここで、第１駆動コイル８は、絶縁層を挟む少なくとも二層にわたって形成されており、少なくとも第１駆動コイル８の一端と他端とは異なる層に設けられている。
【００１８】
第２可動部２３の上面には、第２可動部２３を駆動するための通電される第２駆動コイル９が渦巻き状に形成されている。そして、この第２駆動コイル９の一端は、一方の第２トーションバー２５ａを介して上記接合点Ｃに接続され、第２駆動コイル９の他端は、他方の第２トーションバー２５ｂを介して上記接合点Ｄに接続されている。ここで、第１駆動コイル８と同様に、第２駆動コイル９も絶縁層を挟む少なくとも二層にわたって形成されており、少なくとも第２駆動コイル９の一端と他端とは異なる層に設けられている。
【００１９】
なお、ここでの詳細な説明は省略するが、一対の電極端子５ａ，５ｂ、リード線６，７、第１駆動コイル８、及び第２駆動コイル９は、例えば特許第２７２２３１４号公報等に記載されているような電鋳法を用いて形成される。
【００２０】
図１に示すように、固定部２側の接合点Ａと第１可動部２２側の接合点Ｃとは、一方の第１トーションバー２４ａを挟むように設けられており、これらはワイヤーボンディングによる配線１０によって接続されている。この配線１０は、第１トーションバー２４ａの軸心に沿って、すなわち、第１トーションバー２４ａの軸線の上方を通過するように設けられている。
【００２１】
また、固定部２側の接合点Ｂと第１可動部２２側の接合点Ｄとは、他方の第１トーションバー２４ｂを挟むように設けられており、これらはワイヤーボンディングによる配線１１によって接続されている。この配線１１は、第１トーションバー２４ｂの軸心に沿って、すなわち、第１トーションバー２４ｂの軸線の上方を通過するように設けられている。
【００２２】
なお、本実施形態において、接合点Ａが本発明の「第１接合部」に相当し、接合点Ｂが本発明の「第３接合部」に相当し、接合点Ｃが本発明の「第２接合部」に相当し、接合点Ｄが本発明の「第４接合部」に相当する。
【００２３】
磁界発生部３は、第１可動部２２上に形成された第１駆動コイル８、及び第２可動部２３上に形成された第２駆動コイル９に静磁界を作用させるものであり、固定部２を挟んで互いに反対磁極が対向するように配置された二対の永久磁石３１ａ，３１ｂ、３２ａ，３２ｂを含む。一対の永久磁石３１ａ，３１ｂが主に第１駆動コイル８に静磁界を作用させ、もう一対の永久磁石３２ａ，３２ｂが主に第２駆動コイル９に静磁界を作用させる。
ここで、磁界発生部３は、第１駆動コイル９及び第２駆動コイル９に対して有効な静磁界を作用させるものであればよく、例えば永久磁石に代えて電磁石を用いてもよい。
【００２４】
駆動部４は、駆動信号としての交流電圧を一対の電極端子５ａ、５ｂに供給（印加）することにより、第１駆動コイル８及び第２駆動コイル９に通電する。上記駆動信号は、第１トーションバー２４ａ、２４ｂによって揺動可能に支持された第１可動部２２の（揺動）振動系の固有振動数に相当する第１の周波数成分ω１と、第２トーションバー２５ａ、２５ｂによって揺動可能に支持された第２可動部２３の（揺動）振動系の固有振動数に相当する第２の周波数成分ω２とを含んでおり、これらは十分に離れた値となるように設定されている。
すなわち、駆動部４は、第１トーションバー２４ａ、２４ｂの軸回りの第１可動部２２の揺動（振動）に関する共振周波数に相当する第１の周波数成分ω１、及び第２トーションバー２５ａ、２５ｂの軸回りの第２可動部２３の揺動（振動）に関する共振周波数に相当する第２周波数成分ω２を含む交流電圧Ｖ（＝Ｘｓｉｎ（ω１）ｔ＋Ｙｓｉｎ（ω２）ｔ）を、一対の電極端子５ａ、５ｂ、リード線６、７、及び配線１０、１１を介して、駆動信号として第１駆動コイル８及び第２駆動コイル９に供給する。
【００２５】
次に、上記第１実施形態によるプレーナ型電磁アクチュエータ１の作用を説明する。
駆動部４からアクチュータ本体２に駆動信号（交流電圧）が供給されると、第１駆動コイル８及び第２駆動コイル９には交流電流が流れ、これにより、第１駆動コイル８及び第２駆動コイル９に発生する磁界の向きが交互に切り替わる。第１可動部２２及び第２可動部２３は磁界発生部３（３１ａ，３１ｂ、３２ａ，３２ｂ）による静磁界中に配置されているため、磁界発生部３による静磁界と第１駆動コイル８に発生した磁界との相互作用によって第１可動部２２が第１トーションバー２４ａ，２４ｂの軸回りに揺動し、同様に、磁界発生部３による静磁界と第２駆動コイル９に発生した磁界との相互作用によって第２可動部２３が第２トーションバー２５ａ，２５ｂの軸回りに揺動する。
【００２６】
ここで、駆動信号は二つの周波数成分を含んでいるが、上述のように、その一方は第１トーションバー２４ａ、２４ｂの軸回りの第１可動部２２の揺動（振動）に関する共振周波数に相当する第１の周波数成分ω１であり、他方は第２トーションバー２５ａ、２５ｂの軸回りの第２可動部２３の揺動（振動）に関する共振周波数に相当する第２の周波数成分ω２であり、これらは十分に離れている。このため、第１可動部２２の揺動については第１の周波数成分ω１が支配的になる一方、第２可動部２３の揺動については第２の周波数成分ω２が支配的になる。換言すれば、駆動信号に含まれる第２の周波数成分ω２は、第１可動部２２の揺動に関してほとんど影響を与えず、第１の周波数成分ω１は、第２可動部２３の揺動に関してほとんど影響を与えない。
この結果、二つの周波数成分を有する一つの駆動信号を第１駆動コイル８及び第２駆動コイル９に供給することによって、第１駆動コイル８と第２駆動コイル９に別々に駆動信号を供給した場合と同様に、駆動信号が供給されている間、第１可動部２２と第２可動部２３とが異なる方向に異なる周期で揺動する。
【００２７】
なお、第２可動部２３の下面又は第２可動部２３の第２駆動コイル９の内側にミラーを設け、このミラーに光ビームを照射するようにすれば、光ビームを二次元走査するガルバノミラーとして機能させることができる。そして、上記「Ｘ」及び／又は「Ｙ」の値を調整して第１駆動コイル８及び／又は第２駆動コイル９に流れる電流値を制御することで第１可動部２２及び／又は第２可動部２３の揺動角度を可変できるので、光ビームの走査範囲を拡大したり、縮小したりすることもできる。
【００２８】
上記第１実施形態によるプレーナ型電磁アクチュエータ１では、ワイヤーボンディングによる一対の配線１０，１１が第１駆動コイル８及び第２駆動コイル９に通電するために用いられる。そして、一方の配線１０が第１トーションバー２４ａを挟むように設けられた固定部２側の接合点Ａと第１可動部２２側の接合点Ｃとを接続し、他方の配線１１が第１トーションバー２４ｂを挟むように設けられた固定部２側の接合点Ｂと第１可動部２２側の接合点Ｄとを接続する。
これにより、第１駆動コイル８及び第２駆動コイル９に通電するための配線を第１トーションバー２４ａ，２４ｂとは分離して設けることができるので、配線１０，１１が第１トーションバー２４ａ，２４ｂの捩りによる影響をほとんど受けなくなり、配線の耐久性が向上する。また、配線１０，１１を設けることによる第１可動部２２や第２可動部２３の振動特性のずれ（第１トーションバー２４ａ，２４ｂの捩り特性の変化）も抑制することができる。さらに、ワイヤーボンディングによる配線は、比較的容易なため、断線等の初期不良も大幅に低減できる。
【００２９】
なお、上記第１実施形態においては、第１駆動コイル８の一端及び第２駆動コイル９の一端が接合点Ｃに接続し、第１駆動コイル８の他端及び第２駆動コイル９の他端が接合点Ｄに接続しており、第１駆動コイル８と第２駆動コイル９とが並列接続された状態となっている。しかし、これに限るものではなく、第１駆動コイル８と第２駆動コイル９とが直列接続されてもよい。この場合には、例えば図２に示すように、第１駆動コイル８の一端を接合点Ｃに接続し、第１駆動コイル８の他端と第２駆動コイル９の一端とを接続し、第２駆動コイル９の他端を接合点Ｄに接続するように構成すればよい。
【００３０】
次に、第２実施形態によるプレーナ型電磁アクチュエータについて説明する。
図３は、第２実施形態によるプレーナ型電磁アクチュエータ５０の概略構成を示している。なお、第１実施形態によるプレーナ型電磁アクチュエータ１と同じ構成については同じ符号を用いてその説明を適宜省略する。
第１実施形態によるプレーナ型電磁アクチュエータ１との相違点は、第１実施形態によるプレーナ型電磁アクチュエータ１では、アクチュエータ本体２において、第１駆動コイル８及び第２駆動コイル９に通電するために一対の配線としてワイヤーボンディングによる配線１０、１１を用いているのに対し、第２実施形態によるプレーナ型電磁アクチュエータ５０では、アクチュエータ本体５１において、第１トーションバー２４ａ，２４ｂ上に形成された配線部（導電パターン）５２、５３を上記一対の配線として用いていることである。
【００３１】
図３に示すように、第２実施形態によるプレーナ型電磁アクチュエータ５０において、アクチュエータ本体５１を構成する固定部２１の上面には、駆動部４から駆動信号が入力される一対の電極端子５ａ，５ｂ、一方の電極端子５ａから固定部２１上を第１トーションバー２４ａの近傍までのびるリード線６、及び電極端子５ｂから固定部２１上を第１トーションバー２４ｂの近傍までのびるリード線７が形成されている。もちろん、第１実施形態と同様、図３に破線で示すように、第１トーションバー２４ａ、第１可動部２２、及び第１トーションバー２４ｂを挟んで対向するように固定部２上に一対の電極端子５ａ、５ｂを形成して、リード線６，７を省略してもよい。
【００３２】
また、第１可動部２２の上面には、第１可動部２２を駆動するために通電される第１駆動コイル８が渦巻き状に形成されている。そして、この第１駆動コイル８の一端は、第１可動部２２上の一方の第１トーションバー２４ａの近傍に配置され、第１駆動コイル８の他端は、第１可動部２２上の他方の第１トーションバー２４ｂの近傍に配置されている。
第２可動部２３の上面には、第２可動部２３を駆動するための通電される第２駆動コイル９が渦巻き状に形成されている。そして、この第２駆動コイル９の一端は、一方の第２トーションバー２５ａを介して第１可動部２２上の一方の第１トーションバー２４ａの近傍に配置され、第２駆動コイル９の他端は、他方の第２トーションバー２５ｂを介して第１可動部２２上の他方の第１トーションバー２４ｂの近傍に配置されている。
【００３３】
すなわち、第１可動部２２上に形成された第１駆動コイル８の一端と第２可動部２３上に形成された第２駆動コイル９の一端とは、一方の第１トーションバー２４ａ近傍の第１可動部２２側の所定位置に互いに近接して配置され、第１可動部２２上に形成された第１駆動コイル８の他端と第２可動部２３上に形成された第２駆動コイル９の他端とは、他方の第１トーションバー５ｂ近傍の第１可動部２２側の所定位置に互いに近接して配置されている。
【００３４】
第１トーションバー２４ａ，２４ｂ上には、第１駆動コイル８及び第２駆動コイル９に通電するための一対の配線として機能する配線部（導電パターン）５２，５３が形成されている。配線部５２、５３は、第１トーションバー２４ａ、２４ｂの幅の１／２以上の幅を有しており、好ましくは、第１トーションバー２４ａ、２４ｂの幅とほぼ等しい幅を有して形成される。配線部５２、５３の形成を容易にして断線等の初期不良（形成不良）の発生を防止するとともに、配線部５２，５３を幅広にして第１トーションバー２４ａ、２４ｂの捩れに対する配線部５２，５３の耐久性を向上させるためである。
【００３５】
そして、配線部５２は、電極端子５ａからのびるリード線６の端部と、第１駆動コイル８の一端及び第２駆動コイル９の一端とを接続し、配線部５３は、電極端子５ｂからのびるリード線７の端部と、第１駆動コイル８の他端及び第２駆動コイル９の他端とを接続する。ここで、図３からも明らかなように、配線部５２は、一方の第１トーションバー５ａよりも長く形成されており、配線部５３は、他方の第１トーションバー５ｂよりも長く形成されている。
【００３６】
本実施形態において、リード線６の端部が本発明の「第１接合部」に相当し、第１駆動コイル８の一端及び第２駆動コイル９の一端が本発明の「第２接合部」に相当し、リード線７の端部が本発明の「第３接合部」に相当し、第１駆動コイル８の他端及び第２駆動コイル９の他端が本発明の「第４接合部」に相当する。
【００３７】
なお、ここでの詳細な説明は省略するが、一対の配線部５２，５３も、一対の電極端子５ａ，５ｂ、リード線６，７、第１駆動コイル８、及び第２駆動コイル９と同様、例えば特許第２７２２３１４号公報等に記載されているような電鋳法を用いて形成される。
【００３８】
この第２実施形態によるプレーナ型電磁アクチュエータ５０においても、駆動部４は、二つの周波数成分、すなわち、上記第１の周波数成分ω１と上記第２周波数成分ω２とを含む交流電圧Ｖ（＝Ｘｓｉｎ（ω１）ｔ＋Ｙｓｉｎ（ω２）ｔ）を、一対の電極端子５ａ，５ｂ、リード線６，７、及び配線部（導電パターン）５２，５３を介して、第１駆動コイル８及び第２駆動コイル９に供給し、これにより、駆動信号が供給されている間、第１可動部２２と第２可動部２３とが異なる方向に異なる周期で揺動する。
【００３９】
上記第２実施形態によるプレーナ型電磁アクチュエータ５０では、第１トーションバー２４ａ，２４ｂ上に形成された一対の配線部（導電パターン）５２，５３が第１可動部２２の第１駆動コイル８及び第２可動部２３の第２駆動コイル９に通電するために用いられる。そして、一方の配線部５２が固定部２側に配置されるリード線６の端部と、第１可動部２２側に配置される第１駆動コイル８の一端及び第２駆動コイル９の一端とを接続し、他方の配線部５３が固定部２側に配置されるリード線７の端部と、第１可動部２２側に配置される第１駆動コイル８の他端及び第２駆動コイル９の他端とを接続する。
【００４０】
ここで、第１トーションバー２４ａ，２４ｂ上には、それぞれ一つの配線部を形成すればよいので、一つのトーションバー上に二つの配線を設ける従来の構成のように、各配線部の幅が第１トーションバー２４ａ、２４ｂの幅の１／２未満に制限されることはない。そこで、本実施形態では、配線部５２，５３の幅を第１トーションバー２４ａ，２５ｂの幅の１／２以上としている。このように、本実施形態によるプレーナ型電磁アクチュータ５０では、トーションバー上に形成される配線の幅を従来のアクチュエータに比べて大きくできるので、トーションバーの捩れに対する強度を高めることができ、配線の耐久性を向上できる。
【００４１】
また、比較的幅の小さいトーションバー上に複数の配線を形成する場合には、一定の割合で断線等の初期不良が発生するおそれがあったが、本実施形態では、トーションバー上には一つの幅広の配線を形成するので、そのような初期不良の発生を低減できる。
【００４２】
なお、第２実施形態においても第１駆動コイル８と第２駆動コイル９とが並列接続されているが、これらを直接接続してもよい。この場合には、例えば図４に示すように、配線部５２がリード線６の端部と第１駆動コイル８の一端とを接続し、第１駆動コイル８の他端と第２駆動コイル９の一端とを接続し、配線部５３が第２駆動コイル９の他端とリード線７の端部とを接続するように構成すればよい。
【００４３】
以上、本発明の実施形態及びその変形例について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて更なる変形や変更が可能であることはもちろんである。
【符号の説明】
【００４４】
１…プレーナ型電磁アクチュエータ、２…アクチュエータ本体、３…磁界発生部、４…駆動部、５ａ，５ｂ…電極端子、６，７…リード線、８…第１駆動コイル、９…第２駆動コイル、１０，１１…配線、２１…固定部、２２…第１可動部、２３…第２可動部、２４ａ，２４ｂ…第１トーションバー、２５ａ，２５ｂ…第２トーションバー、３１ａ，３１ｂ…永久磁石、３２ａ，３２ｂ…永久磁石、５０…プレーナ型電磁アクチュエータ、５１…アクチュエータ本体、５２，５３…配線部（導電パターン），Ａ〜Ｄ…接合点
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレーナ型電磁アクチュエータに関し、特に二つの可動部を有するプレーナ型電磁アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、二つの可動部を有するプレーナ型電磁アクチュエータが知られている。この種のプレーナ型電磁アクチュエータは、例えば、枠状の固定部にトーションバーによって揺動可能に支持された外側可動部と、外側可動部の内側にトーショバーによって揺動可能に支持された内側可動部と、を有しており、外側可動部の駆動コイル及び内側可動部の駆動コイルのそれぞれに通電することによって外側可動部及び内側可動部を揺動させる。そして、このようなプレーナ型電磁アクチュエータは、例えば、内側可動部にミラーを設けることにより、いわゆるガルバノミラーとして光ビームを偏向走査する光スキャナなどに利用される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２７２２３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述のような従来のプレーナ型電磁アクチュエータにおいては、外側可動部の駆動コイルに通電するための配線、及び内側可動部の駆動コイルに通電するための配線が外側可動部を揺動支持するトーションバー上に設けられている。このようにトーションバー上に二つの配線が設けられる構成では各配線の幅を小さくせざるを得ない。上記トーションバーには捩りが繰り返し加わるため、各配線の幅が制限されてしまうと各配線の耐久性を十分に確保できないおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような実情に着目してなされたものであり、特に二つの可動部を有するプレーナ型電磁アクチュエータにおいて、二つの可動部の駆動コイルに通電を行う（駆動信号を供給する）ための配線の耐久性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面によるプレーナ型電磁アクチュエータは、二つの周波数成分を有する一つの駆動信号を、揺動可能に支持された二つの可動部の駆動コイルに供給して当該二つの可動部を異なる周期で揺動させる。
【発明の効果】
【０００７】
上記プレーナ型電磁アクチュエータによれば、二つの可動部の駆動コイルに駆動信号を供給するための配線を従来に比べて減らすことができるので、当該配線の設置等に関する制約も低減される。このため、例えば可動部の揺動の影響が少なくなるように配線を配置したり、配線の幅を大きくしたりすることが可能となり、従来に比べて、配線の耐久性等を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態によるプレーナ型電磁アクチュエータの概略構成を示す図である。
【図２】上記第１実施形態によるプレーナ型電磁アクチュエータの変形例を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態によるプレーナ型電磁アクチュエータの概略構成を示す図である。
【図４】上記第２実施形態によるプレーナ型電磁アクチュエータの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
まず、本発明の基本的な考え方について説明する。
本発明は、揺動可能に支持された二つの可動部を有するプレーナ型電磁アクチュエータにおいて、上記二つの可動部をそれぞれ駆動するための駆動コイルに対して別々の駆動信号を供給するのではなく、二つの周波数成分を有する一つの駆動信号を上記二つの可動部の駆動コイルに供給することによって当該二つの可動部を異なる周期で揺動させるものである。
【００１０】
ここで、上記二つの可動部は、それぞれトーションバーによって異なる方向に揺動可能に支持されており、上記二つの周波数成分としては、上記二つの可動部それぞれについての揺動振動系の固有振動数（共振周波数）に相当する周波数とするのが好ましい。このようにすると、二つの可動部のうちの一方の可動部の揺動については、駆動信号に含まれる二つの周波数成分のうちの一方の周波数成分が支配的となって他方の周波数成分はほとんど影響を与えないようにすることができるので（他方の可動部の揺動についても同様）、一つの駆動信号によって二つの可動部を効果的に駆動できるからである。
【００１１】
そして、このように一つの駆動信号を二つの可動部の駆動コイルに供給して当該二つの可動部を駆動するように構成すれば、例えば、従来に比べて、駆動信号を供給するための配線数を低減することができるとともに配線の自由度を確保することができるので、結果として、配線の初期不良の発生を低減したり、配線の耐久性を向上させたりすることが可能となり、プレーナ型電磁アクチュエータ全体としての信頼性を向上できる。
【００１２】
以下、本発明を適用したプレーナ型電磁アクチュエータの実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態によるプレーナ型電磁アクチュエータ１の概略構成を示している。この第１実施形態によるプレーナ型電磁アクチュエータ１は、図示省略した支持体上に設置されるものであり、図１に示すように、アクチュータ本体２と、磁界発生部３と、アクチュエータ本体２を駆動する駆動部４と、を含む。
【００１３】
アクチュエータ本体２は、枠状の固定部２１と、固定部２１の内側に配置された第１可動部２２と、第１可動部２２の内側に配置された第２可動部２３と、を有しており、駆動部４から駆動信号（交流信号）が供給されることによって、第１可動部２２及び第２可動部２３が揺動（振動）する。
【００１４】
第１可動部２２は、固定部２１と同様に枠状に形成されており、支持梁として固定部２１から内側に延びる一対の第１トーションバー２４ａ，２４ｂによって当該第１トーションバー２４ａ，２４ｂの軸回りに揺動可能に支持されている。また、第２可動部２３は、矩形状に形成されており、支持梁として第１可動部２２から内側に延びる一対の第２トーションバー２５ａ，２５ｂによって当該第２トーションバー２５ａ，２５ｂの軸回りに揺動可能に支持されている。ここで、第１トーションバー２４ａ，２４ｂと第２トーションバー２５ａ，２５ｂとは、その軸方向が互いに直交しており、第１可動部２２と第２可動部２３とは互いに直交する方向に揺動するように構成されている。
【００１５】
なお、本実施形態において、固定部２１、第１可動部２２、第２可動部２３、第１トーションバー２４ａ，２４ｂ、及び第２トーションバー２５ａ，２５ｂは、例えば特許第２７２２３１４号公報等に記載されているような半導体製造プロセスを用いて、すなわち、異方性エッチングによってシリコン基板を加工することで一体的に形成されている。
【００１６】
固定部２１の上面には、駆動部４からの駆動信号が入力される一対の電極端子５ａ，５ｂ、一方の電極端子５ａから一方の第１トーションバー２４ａの近傍に設けられた固定部２１上の接合点Ａまでのびるリード線６、及び他方の電極端子５ｂから他方の第１トーションバー２４ｂの近傍に設けられた固定部２１上の接合点Ｂまでのびるリード線７が形成されている。但し、これに限るものではなく、図１において破線で示すように、第１トーションバー２４ａ、第１可動部２２、及び第１トーションバー２４ｂを挟んで対向するように固定部２上に一対の電極端子５ａ、５ｂを形成してもよい。この場合には、リード線６，７が省略され、電極端子５ａ、５ｂ自体が接合点Ａ、Ｂとなる。
【００１７】
第１可動部２２の上面には、第１可動部２２を駆動するために通電される第１駆動コイル８が渦巻き状に形成されている。そして、この第１駆動コイル８の一方の端部（一端）は、一方の第１トーションバー２４ａの近傍に設けられた第１可動部２２上の接合点Ｃに接続され、第１駆動コイル８の他方の端部（他端）は、他方の第１トーションバー２４ｂの近傍に設けられた第１可動部２２上の接合点Ｄに接続されている。ここで、第１駆動コイル８は、絶縁層を挟む少なくとも二層にわたって形成されており、少なくとも第１駆動コイル８の一端と他端とは異なる層に設けられている。
【００１８】
第２可動部２３の上面には、第２可動部２３を駆動するための通電される第２駆動コイル９が渦巻き状に形成されている。そして、この第２駆動コイル９の一端は、一方の第２トーションバー２５ａを介して上記接合点Ｃに接続され、第２駆動コイル９の他端は、他方の第２トーションバー２５ｂを介して上記接合点Ｄに接続されている。ここで、第１駆動コイル８と同様に、第２駆動コイル９も絶縁層を挟む少なくとも二層にわたって形成されており、少なくとも第２駆動コイル９の一端と他端とは異なる層に設けられている。
【００１９】
なお、ここでの詳細な説明は省略するが、一対の電極端子５ａ，５ｂ、リード線６，７、第１駆動コイル８、及び第２駆動コイル９は、例えば特許第２７２２３１４号公報等に記載されているような電鋳法を用いて形成される。
【００２０】
図１に示すように、固定部２側の接合点Ａと第１可動部２２側の接合点Ｃとは、一方の第１トーションバー２４ａを挟むように設けられており、これらはワイヤーボンディングによる配線１０によって接続されている。この配線１０は、第１トーションバー２４ａの軸心に沿って、すなわち、第１トーションバー２４ａの軸線の上方を通過するように設けられている。
【００２１】
また、固定部２側の接合点Ｂと第１可動部２２側の接合点Ｄとは、他方の第１トーションバー２４ｂを挟むように設けられており、これらはワイヤーボンディングによる配線１１によって接続されている。この配線１１は、第１トーションバー２４ｂの軸心に沿って、すなわち、第１トーションバー２４ｂの軸線の上方を通過するように設けられている。
【００２２】
なお、本実施形態において、接合点Ａが本発明の「第１接合部」に相当し、接合点Ｂが本発明の「第３接合部」に相当し、接合点Ｃが本発明の「第２接合部」に相当し、接合点Ｄが本発明の「第４接合部」に相当する。
【００２３】
磁界発生部３は、第１可動部２２上に形成された第１駆動コイル８、及び第２可動部２３上に形成された第２駆動コイル９に静磁界を作用させるものであり、固定部２を挟んで互いに反対磁極が対向するように配置された二対の永久磁石３１ａ，３１ｂ、３２ａ，３２ｂを含む。一対の永久磁石３１ａ，３１ｂが主に第１駆動コイル８に静磁界を作用させ、もう一対の永久磁石３２ａ，３２ｂが主に第２駆動コイル９に静磁界を作用させる。
ここで、磁界発生部３は、第１駆動コイル９及び第２駆動コイル９に対して有効な静磁界を作用させるものであればよく、例えば永久磁石に代えて電磁石を用いてもよい。
【００２４】
駆動部４は、駆動信号としての交流電圧を一対の電極端子５ａ、５ｂに供給（印加）することにより、第１駆動コイル８及び第２駆動コイル９に通電する。上記駆動信号は、第１トーションバー２４ａ、２４ｂによって揺動可能に支持された第１可動部２２の（揺動）振動系の固有振動数に相当する第１の周波数成分ω１と、第２トーションバー２５ａ、２５ｂによって揺動可能に支持された第２可動部２３の（揺動）振動系の固有振動数に相当する第２の周波数成分ω２とを含んでおり、これらは十分に離れた値となるように設定されている。
すなわち、駆動部４は、第１トーションバー２４ａ、２４ｂの軸回りの第１可動部２２の揺動（振動）に関する共振周波数に相当する第１の周波数成分ω１、及び第２トーションバー２５ａ、２５ｂの軸回りの第２可動部２３の揺動（振動）に関する共振周波数に相当する第２周波数成分ω２を含む交流電圧Ｖ（＝Ｘｓｉｎ（ω１）ｔ＋Ｙｓｉｎ（ω２）ｔ）を、一対の電極端子５ａ、５ｂ、リード線６、７、及び配線１０、１１を介して、駆動信号として第１駆動コイル８及び第２駆動コイル９に供給する。
【００２５】
次に、上記第１実施形態によるプレーナ型電磁アクチュエータ１の作用を説明する。
駆動部４からアクチュータ本体２に駆動信号（交流電圧）が供給されると、第１駆動コイル８及び第２駆動コイル９には交流電流が流れ、これにより、第１駆動コイル８及び第２駆動コイル９に発生する磁界の向きが交互に切り替わる。第１可動部２２及び第２可動部２３は磁界発生部３（３１ａ，３１ｂ、３２ａ，３２ｂ）による静磁界中に配置されているため、磁界発生部３による静磁界と第１駆動コイル８に発生した磁界との相互作用によって第１可動部２２が第１トーションバー２４ａ，２４ｂの軸回りに揺動し、同様に、磁界発生部３による静磁界と第２駆動コイル９に発生した磁界との相互作用によって第２可動部２３が第２トーションバー２５ａ，２５ｂの軸回りに揺動する。
【００２６】
ここで、駆動信号は二つの周波数成分を含んでいるが、上述のように、その一方は第１トーションバー２４ａ、２４ｂの軸回りの第１可動部２２の揺動（振動）に関する共振周波数に相当する第１の周波数成分ω１であり、他方は第２トーションバー２５ａ、２５ｂの軸回りの第２可動部２３の揺動（振動）に関する共振周波数に相当する第２の周波数成分ω２であり、これらは十分に離れている。このため、第１可動部２２の揺動については第１の周波数成分ω１が支配的になる一方、第２可動部２３の揺動については第２の周波数成分ω２が支配的になる。換言すれば、駆動信号に含まれる第２の周波数成分ω２は、第１可動部２２の揺動に関してほとんど影響を与えず、第１の周波数成分ω１は、第２可動部２３の揺動に関してほとんど影響を与えない。
この結果、二つの周波数成分を有する一つの駆動信号を第１駆動コイル８及び第２駆動コイル９に供給することによって、第１駆動コイル８と第２駆動コイル９に別々に駆動信号を供給した場合と同様に、駆動信号が供給されている間、第１可動部２２と第２可動部２３とが異なる方向に異なる周期で揺動する。
【００２７】
なお、第２可動部２３の下面又は第２可動部２３の第２駆動コイル９の内側にミラーを設け、このミラーに光ビームを照射するようにすれば、光ビームを二次元走査するガルバノミラーとして機能させることができる。そして、上記「Ｘ」及び／又は「Ｙ」の値を調整して第１駆動コイル８及び／又は第２駆動コイル９に流れる電流値を制御することで第１可動部２２及び／又は第２可動部２３の揺動角度を可変できるので、光ビームの走査範囲を拡大したり、縮小したりすることもできる。
【００２８】
上記第１実施形態によるプレーナ型電磁アクチュエータ１では、ワイヤーボンディングによる一対の配線１０，１１が第１駆動コイル８及び第２駆動コイル９に通電するために用いられる。そして、一方の配線１０が第１トーションバー２４ａを挟むように設けられた固定部２側の接合点Ａと第１可動部２２側の接合点Ｃとを接続し、他方の配線１１が第１トーションバー２４ｂを挟むように設けられた固定部２側の接合点Ｂと第１可動部２２側の接合点Ｄとを接続する。
これにより、第１駆動コイル８及び第２駆動コイル９に通電するための配線を第１トーションバー２４ａ，２４ｂとは分離して設けることができるので、配線１０，１１が第１トーションバー２４ａ，２４ｂの捩りによる影響をほとんど受けなくなり、配線の耐久性が向上する。また、配線１０，１１を設けることによる第１可動部２２や第２可動部２３の振動特性のずれ（第１トーションバー２４ａ，２４ｂの捩り特性の変化）も抑制することができる。さらに、ワイヤーボンディングによる配線は、比較的容易なため、断線等の初期不良も大幅に低減できる。
【００２９】
なお、上記第１実施形態においては、第１駆動コイル８の一端及び第２駆動コイル９の一端が接合点Ｃに接続し、第１駆動コイル８の他端及び第２駆動コイル９の他端が接合点Ｄに接続しており、第１駆動コイル８と第２駆動コイル９とが並列接続された状態となっている。しかし、これに限るものではなく、第１駆動コイル８と第２駆動コイル９とが直列接続されてもよい。この場合には、例えば図２に示すように、第１駆動コイル８の一端を接合点Ｃに接続し、第１駆動コイル８の他端と第２駆動コイル９の一端とを接続し、第２駆動コイル９の他端を接合点Ｄに接続するように構成すればよい。
【００３０】
次に、第２実施形態によるプレーナ型電磁アクチュエータについて説明する。
図３は、第２実施形態によるプレーナ型電磁アクチュエータ５０の概略構成を示している。なお、第１実施形態によるプレーナ型電磁アクチュエータ１と同じ構成については同じ符号を用いてその説明を適宜省略する。
第１実施形態によるプレーナ型電磁アクチュエータ１との相違点は、第１実施形態によるプレーナ型電磁アクチュエータ１では、アクチュエータ本体２において、第１駆動コイル８及び第２駆動コイル９に通電するために一対の配線としてワイヤーボンディングによる配線１０、１１を用いているのに対し、第２実施形態によるプレーナ型電磁アクチュエータ５０では、アクチュエータ本体５１において、第１トーションバー２４ａ，２４ｂ上に形成された配線部（導電パターン）５２、５３を上記一対の配線として用いていることである。
【００３１】
図３に示すように、第２実施形態によるプレーナ型電磁アクチュエータ５０において、アクチュエータ本体５１を構成する固定部２１の上面には、駆動部４から駆動信号が入力される一対の電極端子５ａ，５ｂ、一方の電極端子５ａから固定部２１上を第１トーションバー２４ａの近傍までのびるリード線６、及び電極端子５ｂから固定部２１上を第１トーションバー２４ｂの近傍までのびるリード線７が形成されている。もちろん、第１実施形態と同様、図３に破線で示すように、第１トーションバー２４ａ、第１可動部２２、及び第１トーションバー２４ｂを挟んで対向するように固定部２上に一対の電極端子５ａ、５ｂを形成して、リード線６，７を省略してもよい。
【００３２】
また、第１可動部２２の上面には、第１可動部２２を駆動するために通電される第１駆動コイル８が渦巻き状に形成されている。そして、この第１駆動コイル８の一端は、第１可動部２２上の一方の第１トーションバー２４ａの近傍に配置され、第１駆動コイル８の他端は、第１可動部２２上の他方の第１トーションバー２４ｂの近傍に配置されている。
第２可動部２３の上面には、第２可動部２３を駆動するための通電される第２駆動コイル９が渦巻き状に形成されている。そして、この第２駆動コイル９の一端は、一方の第２トーションバー２５ａを介して第１可動部２２上の一方の第１トーションバー２４ａの近傍に配置され、第２駆動コイル９の他端は、他方の第２トーションバー２５ｂを介して第１可動部２２上の他方の第１トーションバー２４ｂの近傍に配置されている。
【００３３】
すなわち、第１可動部２２上に形成された第１駆動コイル８の一端と第２可動部２３上に形成された第２駆動コイル９の一端とは、一方の第１トーションバー２４ａ近傍の第１可動部２２側の所定位置に互いに近接して配置され、第１可動部２２上に形成された第１駆動コイル８の他端と第２可動部２３上に形成された第２駆動コイル９の他端とは、他方の第１トーションバー５ｂ近傍の第１可動部２２側の所定位置に互いに近接して配置されている。
【００３４】
第１トーションバー２４ａ，２４ｂ上には、第１駆動コイル８及び第２駆動コイル９に通電するための一対の配線として機能する配線部（導電パターン）５２，５３が形成されている。配線部５２、５３は、第１トーションバー２４ａ、２４ｂの幅の１／２以上の幅を有しており、好ましくは、第１トーションバー２４ａ、２４ｂの幅とほぼ等しい幅を有して形成される。配線部５２、５３の形成を容易にして断線等の初期不良（形成不良）の発生を防止するとともに、配線部５２，５３を幅広にして第１トーションバー２４ａ、２４ｂの捩れに対する配線部５２，５３の耐久性を向上させるためである。
【００３５】
そして、配線部５２は、電極端子５ａからのびるリード線６の端部と、第１駆動コイル８の一端及び第２駆動コイル９の一端とを接続し、配線部５３は、電極端子５ｂからのびるリード線７の端部と、第１駆動コイル８の他端及び第２駆動コイル９の他端とを接続する。ここで、図３からも明らかなように、配線部５２は、一方の第１トーションバー５ａよりも長く形成されており、配線部５３は、他方の第１トーションバー５ｂよりも長く形成されている。
【００３６】
本実施形態において、リード線６の端部が本発明の「第１接合部」に相当し、第１駆動コイル８の一端及び第２駆動コイル９の一端が本発明の「第２接合部」に相当し、リード線７の端部が本発明の「第３接合部」に相当し、第１駆動コイル８の他端及び第２駆動コイル９の他端が本発明の「第４接合部」に相当する。
【００３７】
なお、ここでの詳細な説明は省略するが、一対の配線部５２，５３も、一対の電極端子５ａ，５ｂ、リード線６，７、第１駆動コイル８、及び第２駆動コイル９と同様、例えば特許第２７２２３１４号公報等に記載されているような電鋳法を用いて形成される。
【００３８】
この第２実施形態によるプレーナ型電磁アクチュエータ５０においても、駆動部４は、二つの周波数成分、すなわち、上記第１の周波数成分ω１と上記第２周波数成分ω２とを含む交流電圧Ｖ（＝Ｘｓｉｎ（ω１）ｔ＋Ｙｓｉｎ（ω２）ｔ）を、一対の電極端子５ａ，５ｂ、リード線６，７、及び配線部（導電パターン）５２，５３を介して、第１駆動コイル８及び第２駆動コイル９に供給し、これにより、駆動信号が供給されている間、第１可動部２２と第２可動部２３とが異なる方向に異なる周期で揺動する。
【００３９】
上記第２実施形態によるプレーナ型電磁アクチュエータ５０では、第１トーションバー２４ａ，２４ｂ上に形成された一対の配線部（導電パターン）５２，５３が第１可動部２２の第１駆動コイル８及び第２可動部２３の第２駆動コイル９に通電するために用いられる。そして、一方の配線部５２が固定部２側に配置されるリード線６の端部と、第１可動部２２側に配置される第１駆動コイル８の一端及び第２駆動コイル９の一端とを接続し、他方の配線部５３が固定部２側に配置されるリード線７の端部と、第１可動部２２側に配置される第１駆動コイル８の他端及び第２駆動コイル９の他端とを接続する。
【００４０】
ここで、第１トーションバー２４ａ，２４ｂ上には、それぞれ一つの配線部を形成すればよいので、一つのトーションバー上に二つの配線を設ける従来の構成のように、各配線部の幅が第１トーションバー２４ａ、２４ｂの幅の１／２未満に制限されることはない。そこで、本実施形態では、配線部５２，５３の幅を第１トーションバー２４ａ，２５ｂの幅の１／２以上としている。このように、本実施形態によるプレーナ型電磁アクチュータ５０では、トーションバー上に形成される配線の幅を従来のアクチュエータに比べて大きくできるので、トーションバーの捩れに対する強度を高めることができ、配線の耐久性を向上できる。
【００４１】
また、比較的幅の小さいトーションバー上に複数の配線を形成する場合には、一定の割合で断線等の初期不良が発生するおそれがあったが、本実施形態では、トーションバー上には一つの幅広の配線を形成するので、そのような初期不良の発生を低減できる。
【００４２】
なお、第２実施形態においても第１駆動コイル８と第２駆動コイル９とが並列接続されているが、これらを直接接続してもよい。この場合には、例えば図４に示すように、配線部５２がリード線６の端部と第１駆動コイル８の一端とを接続し、第１駆動コイル８の他端と第２駆動コイル９の一端とを接続し、配線部５３が第２駆動コイル９の他端とリード線７の端部とを接続するように構成すればよい。
【００４３】
以上、本発明の実施形態及びその変形例について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて更なる変形や変更が可能であることはもちろんである。
【符号の説明】
【００４４】
１…プレーナ型電磁アクチュエータ、２…アクチュエータ本体、３…磁界発生部、４…駆動部、５ａ，５ｂ…電極端子、６，７…リード線、８…第１駆動コイル、９…第２駆動コイル、１０，１１…配線、２１…固定部、２２…第１可動部、２３…第２可動部、２４ａ，２４ｂ…第１トーションバー、２５ａ，２５ｂ…第２トーションバー、３１ａ，３１ｂ…永久磁石、３２ａ，３２ｂ…永久磁石、５０…プレーナ型電磁アクチュエータ、５１…アクチュエータ本体、５２，５３…配線部（導電パターン），Ａ〜Ｄ…接合点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つの周波数成分を有する一つの駆動信号を、揺動可能に支持された二つの可動部の駆動コイルに供給して当該二つの可動部を異なる周期で揺動させるプレーナ型電磁アクチュエータ。
【請求項２】
前記二つの可動部は、それぞれトーショバーによって互いに異なる方向に揺動可能に支持されている、請求項１に記載のプレーナ型電磁アクチュエータ。
【請求項３】
前記駆動信号は、前記二つの可動部のうちの一方の可動部についての揺動振動系の固有振動数に相当する周波数成分と、前記二つの可動部のうちの他方の可動部についての揺動振動系の固有振動数に相当する周波数成分と、を含む、請求項１又は２に記載のプレーナ型電磁アクチュエータ。
【請求項４】
枠状の固定部の内側に、当該固定部から延びる一対の第１トーションバーによって揺動可能に支持された第１可動部と、
前記第１可動部の内側に、当該第１可動部から延びて前記一対の第１トーショバーと軸方向が直交する一対の第２トーションバーによって揺動可動に支持された第２可動部と、
前記第１可動部に形成された第１駆動コイルと、
前記第２可動部に形成された第２駆動コイルと、
前記第１駆動コイル及び前記第２駆動コイルに静磁界を作用させる磁界発生部と、
前記第１駆動コイル及び前記第２駆動コイルに通電するための一対の配線と、
を含み、
前記一対の配線の一方は、前記一対の第１トーションバーの一方を挟むように形成された前記固定部側の第１接合部と前記第１可動部側の第２接合部とを接続し、
前記一対の配線の他方は、前記一対の第１トーションバーの他方を挟むように形成された前記固定部側の第３接合部と前記第１可動部側の第４接合部とを接続する、請求項１〜３のいずれか一つに記載のプレーナ型電磁アクチュエータ。
【請求項５】
前記駆動信号は、前記第１接合部及び前記第３接合部を介して供給され、
前記第２接合部には、前記第１駆動コイルの一方の端部及び前記第２駆動コイルの一方の端部が接続され、
前記第４接合部には、前記第１駆動コイルの他方の端部及び前記第２駆動コイルの他方の端部が接続されている、請求項４に記載のプレーナ型電磁アクチュエータ。
【請求項６】
前記駆動信号は、前記第１接合部及び前記第３接合部を介して供給され、
前記第２接合部には、前記第１駆動コイルの一方の端部が接続され、
前記第１駆動コイルの他方の端部と前記第２駆動コイルと一方の端部とが接続され、
前記第４接合部には、前記第２駆動コイルの他方の端部が接続されている、請求項４に記載のプレーナ型電磁アクチュエータ。
【請求項７】
前記第１接合部と前記第２接合部との接続、及び、前記第３接合部と前記第４接合部との接続は、それぞれワイヤーボンディングによって行われている、請求項４〜６のいずれか一つに記載のプレーナ型電磁アクチュエータ。
【請求項８】
前記第１接合部と前記第２接合部との接続、及び、前記第３接合部と前記第４接合部との接続は、それぞれ前記一対の第１トーションバー上に形成された導電パターンによって行われ、前記導電パターンの幅が前記第１トーションバーの幅の１／２以上である、請求項４〜６のいずれか一つに記載のプレーナ型電磁アクチュータ。
【請求項９】
前記第１トーションバーの軸回りの揺動振動に関する前記第１可動部の共振周波数に相当する第１周波数成分と前記第２トーションバーの軸回りの揺動振動に関する前記第２可動部の共振周波数に相当する第２周波数成分とを含む駆動信号を、前記一対の配線を介して前記第１駆動コイル及び前記第２駆動コイルに供給可能な駆動部をさらに備える、請求項４〜８のいずれか一つに記載のプレーナ型電磁アクチュエータ。
【請求項１】
二つの周波数成分を有する一つの駆動信号を、揺動可能に支持された二つの可動部の駆動コイルに供給して当該二つの可動部を異なる周期で揺動させるプレーナ型電磁アクチュエータ。
【請求項２】
前記二つの可動部は、それぞれトーショバーによって互いに異なる方向に揺動可能に支持されている、請求項１に記載のプレーナ型電磁アクチュエータ。
【請求項３】
前記駆動信号は、前記二つの可動部のうちの一方の可動部についての揺動振動系の固有振動数に相当する周波数成分と、前記二つの可動部のうちの他方の可動部についての揺動振動系の固有振動数に相当する周波数成分と、を含む、請求項１又は２に記載のプレーナ型電磁アクチュエータ。
【請求項４】
枠状の固定部の内側に、当該固定部から延びる一対の第１トーションバーによって揺動可能に支持された第１可動部と、
前記第１可動部の内側に、当該第１可動部から延びて前記一対の第１トーショバーと軸方向が直交する一対の第２トーションバーによって揺動可動に支持された第２可動部と、
前記第１可動部に形成された第１駆動コイルと、
前記第２可動部に形成された第２駆動コイルと、
前記第１駆動コイル及び前記第２駆動コイルに静磁界を作用させる磁界発生部と、
前記第１駆動コイル及び前記第２駆動コイルに通電するための一対の配線と、
を含み、
前記一対の配線の一方は、前記一対の第１トーションバーの一方を挟むように形成された前記固定部側の第１接合部と前記第１可動部側の第２接合部とを接続し、
前記一対の配線の他方は、前記一対の第１トーションバーの他方を挟むように形成された前記固定部側の第３接合部と前記第１可動部側の第４接合部とを接続する、請求項１〜３のいずれか一つに記載のプレーナ型電磁アクチュエータ。
【請求項５】
前記駆動信号は、前記第１接合部及び前記第３接合部を介して供給され、
前記第２接合部には、前記第１駆動コイルの一方の端部及び前記第２駆動コイルの一方の端部が接続され、
前記第４接合部には、前記第１駆動コイルの他方の端部及び前記第２駆動コイルの他方の端部が接続されている、請求項４に記載のプレーナ型電磁アクチュエータ。
【請求項６】
前記駆動信号は、前記第１接合部及び前記第３接合部を介して供給され、
前記第２接合部には、前記第１駆動コイルの一方の端部が接続され、
前記第１駆動コイルの他方の端部と前記第２駆動コイルと一方の端部とが接続され、
前記第４接合部には、前記第２駆動コイルの他方の端部が接続されている、請求項４に記載のプレーナ型電磁アクチュエータ。
【請求項７】
前記第１接合部と前記第２接合部との接続、及び、前記第３接合部と前記第４接合部との接続は、それぞれワイヤーボンディングによって行われている、請求項４〜６のいずれか一つに記載のプレーナ型電磁アクチュエータ。
【請求項８】
前記第１接合部と前記第２接合部との接続、及び、前記第３接合部と前記第４接合部との接続は、それぞれ前記一対の第１トーションバー上に形成された導電パターンによって行われ、前記導電パターンの幅が前記第１トーションバーの幅の１／２以上である、請求項４〜６のいずれか一つに記載のプレーナ型電磁アクチュータ。
【請求項９】
前記第１トーションバーの軸回りの揺動振動に関する前記第１可動部の共振周波数に相当する第１周波数成分と前記第２トーションバーの軸回りの揺動振動に関する前記第２可動部の共振周波数に相当する第２周波数成分とを含む駆動信号を、前記一対の配線を介して前記第１駆動コイル及び前記第２駆動コイルに供給可能な駆動部をさらに備える、請求項４〜８のいずれか一つに記載のプレーナ型電磁アクチュエータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−３４３０１（Ｐ２０１３−３４３０１Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６８９４９（Ｐ２０１１−１６８９４９）
【出願日】平成２３年８月２日（２０１１．８．２）
【出願人】（０００００４６５１）日本信号株式会社 (720)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２日（２０１１．８．２）
【出願人】（０００００４６５１）日本信号株式会社 (720)
【Ｆターム（参考）】
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