WO2013011551A1

WO2013011551A1 - アクチュエータ

Info

Publication number: WO2013011551A1
Application number: PCT/JP2011/066271
Authority: WO
Inventors: 尾上　篤; 清文竹間
Original assignee: パイオニア株式会社
Priority date: 2011-07-15
Filing date: 2011-07-15
Publication date: 2013-01-24

Abstract

アクチュエータ（１００）は、非磁性基板から一体的に形成された、可動部（１１０）と、この可動部を取り囲む支持部（１２０）と、可動部が揺動可能なように可動部と支持部とを接続するトーションバー（１３０）と、を備える。このアクチュエータは、可動部に設けられた駆動用コイル（１４０）と、支持部における可動部を挟み込む２つの領域に支持部を貫通するように軟磁性材料から形成された一対の第１及び第２軟磁性部（１５１、１５２）と、この第１及び第２軟磁性部を介して駆動用コイルに静磁界を印加する静磁界印加手段（１５１、１５２、１９１、１７１、１７２）と、を更に備える。

Description

アクチュエータ

　本発明は、例えばミラー等が設けられた可動部を駆動するＭＥＭＳスキャナー等のアクチュエータの技術分野に関する。

　例えば、ディスプレイ、プリンティング装置、精密測定、精密加工、情報記録再生などの多様な技術分野において、半導体プロセス技術によって製造されるＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）デバイスについての研究が活発に進められている。このようなＭＥＭＳデバイスとして、レーザー光のスキャニングに用いられるプレーナ型電磁駆動アクチュエータ（「ＭＥＭＳスキャナー」とも呼ばれる）が知られている（例えば特許文献１参照）。このようなプレーナ型電磁駆動アクチュエータは、一般的には、シリコン基板等の非磁性基板から一体的に形成された、可動板と、可動板を取り囲む枠状の支持部と、可動板を支持部に対して揺動可能に軸支するトーションバーとを備えている。可動板の表面の中央にはミラーが形成され、その周囲に駆動用コイルが形成される。そして、駆動用コイルと交差する、可動板に沿った静磁界を発生させるために、支持部の裏面（即ち、可動板の表面とは異なる面）側に、可動板を挟み込むように一対の永久磁石が配置される。このように構成されたプレーナ型電磁駆動アクチュエータによれば、駆動用コイルに電流を流すことで、駆動用コイルに電磁駆動力（ローレンツ力）を発生させ、可動板を駆動することが可能となる。

　なお、その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２が存在する。

米国特許出願公開第２０１０／０１４１３６６号公報特表２００８－５４７２１２号公報

　しかしながら、前述したような従来のプレーナ型電磁駆動アクチュエータによれば、永久磁石によって発生する静磁界を、磁気抵抗が大きい非磁性基板を介して可動板上の駆動用コイルに印加するので、可動板を駆動するのに十分な静磁界を得るためには、永久磁石のサイズを比較的大きくせざるを得ない。このため、従来のプレーナ型電磁駆動アクチュエータには、小型化を図ることが困難であるという技術的問題点がある。

　本発明は、例えば前述した従来の問題点に鑑みなされたものであり、例えば小型化を図ることが可能なアクチュエータを提供することを課題とする。

　本発明のアクチュエータは上記課題を解決するために、非磁性基板から一体的に形成された、可動部と、該可動部を取り囲む支持部と、前記可動部が揺動可能なように前記可動部と前記支持部とを接続するトーションバーと、を備えたアクチュエータであって、前記可動部に設けられた駆動用コイルと、前記支持部における前記可動部を挟み込む２つの領域に前記支持部を貫通するように軟磁性材料から形成された一対の第１及び第２軟磁性部と、該第１及び第２軟磁性部を介して前記駆動用コイルに静磁界を印加する静磁界印加手段と、を更に備える。

　本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。

第１実施例に係るアクチュエータが有する基板の構成を示す平面図である。第１実施例に係るアクチュエータの構成を示す断面図である。第２実施例に係るアクチュエータが有する基板の構成を示す平面図である。第３実施例に係るアクチュエータが有する基板の構成を示す平面図である。第４実施例に係るアクチュエータの構成を示す断面図である。第４実施例に係るケースの構成を示す斜視図である。第４実施例に係るケースの底面部及び突出部、磁気ヨーク並びに軟磁性部の構成を示す斜視図である。

　本実施形態に係るアクチュエータは上記課題を解決するために、非磁性基板から一体的に形成された、可動部と、該可動部を取り囲む支持部と、前記可動部が揺動可能なように前記可動部と前記支持部とを接続するトーションバーと、を備えたアクチュエータであって、前記可動部に設けられた駆動用コイルと、前記支持部における前記可動部を挟み込む２つの領域に前記支持部を貫通するように軟磁性材料から形成された一対の第１及び第２軟磁性部と、該第１及び第２軟磁性部を介して前記駆動用コイルに静磁界を印加する静磁界印加手段と、を更に備える。

　本実施形態に係るアクチュエータは、例えばレーザー光のスキャニングに用いられるプレーナ型電磁駆動アクチュエータであり、可動部と、可動部を取り囲む支持部と、可動部が揺動可能なように可動部と支持部とを接続するトーションバーとを備えている。可動部、支持部及びトーションバーは、例えばシリコン基板等の非磁性基板から一体的に形成される。可動部には、駆動用コイルが設けられる。典型的には、駆動用コイルは、可動部の表面側に設けられたミラー（即ち、光を反射する反射部）を取り囲むように、可動部の表面に設けられる。

　本実施形態では、一対の第１及び第２軟磁性部と、駆動用コイルに静磁界を印加する静磁界印加手段とを備える。第１及び第２軟磁性部は、例えばパーマロイ等の高い透磁率を有する軟磁性材料から形成されており、例えばシリコン基板等の非磁性基板から形成される支持部よりも非常に磁気抵抗が低い。なお、非磁性材料の一例であるシリコンの比透磁率（即ち、真空の透磁率に対する比）は約１であり、軟磁性材料の一例であるパーマロイの比透磁率は約１０００である。つまり、パーマロイの磁気抵抗は、シリコンの磁気抵抗の約１０００分の１である。第１及び第２軟磁性部は、支持部における可動部を挟み込む２つの領域に、支持部を貫通するように形成されている。例えば、第１及び第２軟磁性部は、支持部を貫通するように開口された開口部に軟磁性材料が埋め込まれることにより形成される。静磁界印加手段は、典型的には、可動部の駆動用コイルが設けられた表面とは異なる裏面側に、第１及び第２軟磁性部に対向するように夫々設けられた第１及び第２永久磁石を有し、第１及び第２永久磁石によって発生する静磁界を、可動部の表面に沿うように駆動用コイルに印加する。よって、駆動用コイルに電流を流すことで、駆動用コイルに電磁駆動力（ローレンツ力）を発生させ、可動部を駆動することができる。

　ここで本実施形態では特に、前述したように、支持部における可動部を挟み込む２つの領域に、支持部を貫通するように透磁率の高い軟磁性材料から形成された一対の第１及び第２軟磁性部と、該第１及び第２軟磁性部を介して駆動用コイルに静磁界を印加する静磁界印加手段とを備える。

　よって、例えば、非磁性基板から形成される支持部を介して駆動用コイルに静磁界を印加する場合と比較して、駆動用コイルに印加する静磁界についての磁気抵抗を低くすることができる。したがって、例えば、静磁界印加手段を構成する永久磁石のサイズを小さくしても、駆動用コイルに、印加すべき静磁界を確実に印加することが可能となる。これにより、例えば静磁界印加手段を構成する永久磁石のサイズを小さくすることで、当該アクチュエータの小型化を図ることが可能となる。

　以上説明したように、本実施形態に係るアクチュエータによれば、当該アクチュエータの小型化を図ることができる。

　本実施形態に係るアクチュエータの一態様では、前記静磁界印加手段は、前記可動部の前記駆動用コイルが設けられた表面とは異なる裏面側に、前記第１及び第２軟磁性部に対向するように夫々設けられた第１及び第２永久磁石と、前記表面側に、前記第１及び第２軟磁性部に対向するように夫々設けられ、軟磁性材料から形成された第１及び第２軟磁性板と、前記第１永久磁石における前記第１軟磁性部と対向する側とは反対側に配置され、前記第１及び第２永久磁石を磁気的に連結する第３軟磁性板と、を有し、前記第１永久磁石からの磁束が、前記第１軟磁性部、前記第１軟磁性板、前記駆動用コイル、前記第２軟磁性板、前記第２軟磁性部を経由して、前記第２永久磁石に入り、前記第３軟磁性板を経由して前記第１永久磁石に戻るように構成されている。

　この態様によれば、裏面側に設けられた第１及び第２永久磁石並びに第３軟磁性板と、表面側に設けられた第１及び第２軟磁性板と、支持部を貫通するように形成された第１及び第２軟磁性部とによって第１の磁気回路が構成される。ここで、第１及び第２軟磁性板を、前記可動板を挟み込むように設置し、かつ各々が対向する面を駆動用コイル近傍に配置することで、永久磁石からの磁束を駆動用コイル近傍まで効率良く導くことができる。よって、駆動用コイルに、可動部の表面に沿った静磁界を確実に印加することができる。

　前述した、静磁界印加手段が第１及び第２永久磁石、第１及び第２軟磁性板並びに第３軟磁性板を有する態様では、前記表面側に、前記第１及び第２軟磁性部に対向するように夫々設けられた第３及び第４永久磁石と、前記第３永久磁石における前記第１軟磁性部と対向する側とは反対側に配置され、前記第３及び第４永久磁石を磁気的に連結する第４軟磁性板と、を更に備え、前記第３永久磁石からの磁束が、前記第１軟磁性板、前記駆動用コイル及び前記第２軟磁性板を経由して、前記第４永久磁石に入り、前記第４軟磁性板を経由して前記第３永久磁石に戻るように構成されている。

　この態様によれば、表面側に設けられた第３及び第４永久磁石、第４軟磁性板並びに第１及び第２軟磁性板によって第２の磁気回路が構成される。よって、駆動用コイルに印加する可動部の表面に沿った静磁界の大きさをより大きくすることができる。したがって、可動部をより効率的に駆動することが可能となる。

　前述した、静磁界印加手段が第１及び第２永久磁石、第１及び第２軟磁性板並びに第３軟磁性板を有する態様では、前記静磁界印加手段は、前記裏面側に、前記可動部に対向するように設けられ、軟磁性材料から形成された第３軟磁性部を更に有していてもよい。

　この場合には、表面側に設けられた第１及び第２軟磁性板間で、駆動用コイルに対して静磁界を表面側から裏面側（あるいは裏面側から表面側）に向かって印加することができ、静磁界をより効率的に駆動用コイルに印加することができる。よって、可動部をより効率的に駆動することが可能となる。

　以下、本発明の実施例について図を参照しつつ説明する。

　＜第１実施例＞
　第１実施例に係るアクチュエータについて、図１及び図２を参照して説明する。

　まず、本実施例に係るアクチュエータの構成について、図１及び図２を参照して説明する。

　図１は、本実施例に係るアクチュエータが有する基板の構成を示す平面図であり、図２は、本実施例に係るアクチュエータの構成を示す断面図である。なお、図２は、図１におけるII－II’線での断面に相当する。

　図１及び図２において、本実施例に係るアクチュエータ１００は、例えばレーザー光のスキャニングに用いられるプレーナ型電磁駆動アクチュエータ（即ち、ＭＥＭＳスキャナー）である。アクチュエータ１００は、可動部１１０、支持部１２０及びトーションバー１３０などを含んでなる基板１００ａと、永久磁石１６１及び１６２と、磁気ヨーク１７１及び１７２と、永久磁石１８１及び１８２と、磁気ヨーク１９１と、磁気ヨーク１９２とを備えている。

　図１において、基板１００ａは、可動部１１０、支持部１２０及びトーションバー１３０を有している。可動部１１０、支持部１２０及びトーションバー１３０は、例えばシリコン基板等の非磁性基板から一体的に形成されている。即ち、可動部１１０、支持部１２０及びトーションバー１３０は、例えばシリコン基板等の非磁性基板の一部が除去されることにより間隙９００が形成されることで形成されている。

　可動部１１０は、揺動可能なようにトーションバー１３０によって支持部１２０に軸支されている。可動部１１０の表面には、レーザー光を反射するミラー８００が形成され、このミラー８００を囲むように駆動用コイル１４０（駆動用コイル形成領域のみを図示しており、コイル配線は明示せず）が形成されている。基板１００ａには、駆動用コイル１４０に電流を流すための配線１４５が形成されている。可動部１１０は、トーションバー１３０が延びる方向（図１においてＹ方向）に沿った軸を中心軸として揺動（或いは回動）可能に構成されている。

　支持部１２０は、可動部１１０を取り囲むような枠形状を有しており、トーションバー１３０によって可動部１１０と接続されている。

　トーションバー１３０は、可動部１１０が支持部１２０に対して揺動可能なように、可動部１１０と支持部１２０とを接続する。

　本実施例では特に、支持部１２０における可動部１１０を挟み込む２つの領域１５１ａ及び１５２ａに、支持部１２０を貫通するように軟磁性材料から形成された一対の軟磁性部１５１及び１５２が形成されている。

　軟磁性部１５１及び１５２は、それぞれ、支持部１２０の領域１５１ａ及び１５２ａに開口された開口部に、例えばパーマロイ等の軟磁性材料が例えばメッキ等の手法により埋め込まれることで形成されている。このように軟磁性部１５１及び１５２が支持部１２０と一体的に形成されることにより、支持部１２０あるいは基板１００ａの強度を確保することができる。なお、軟磁性部１５１は本発明に係る「第１軟磁性部」の一例であり、軟磁性部１５２は本発明に係る「第２軟磁性部」の一例である。

　図２において、基板１００ａの裏面（即ち、駆動用コイル１４０が設けられた面とは異なる面）側には、永久磁石１６１及び１６２と、磁気ヨーク１９１とが配置されている。

　永久磁石１６１は、本発明に係る「第１永久磁石」の一例であり、軟磁性部１５１に対向するように設けられた棒状あるいは柱状の永久磁石である。永久磁石１６１は、一方の磁極（本実施例ではＮ極）が軟磁性部１５１に対向し、他方の磁極（本実施例ではＳ極）が後述する磁気ヨーク１９１に対向するように配置されている。なお、図１には、永久磁石１６１が配置される領域１６１ａが示されている。

　永久磁石１６２は、本発明に係る「第２永久磁石」の一例であり、軟磁性部１５２に対向するように設けられた棒状あるいは柱状の永久磁石である。永久磁石１６２は、一方の磁極（本実施例ではＮ極）が後述する磁気ヨーク１９１に対向し、他方の磁極（本実施例ではＳ極）が軟磁性部１５２に対向するように配置されている。なお、図１には、永久磁石１６２が配置される領域１６２ａが示されている。

　磁気ヨーク１９１は、軟磁性材料からなる軟磁性板であり、永久磁石１６１及び１６２に対して基板１００ａとは反対側に配置されている。磁気ヨーク１９１は、永久磁石１６１及び１６２に対向するように形成されており、永久磁石１６１と永久磁石１６２とを磁気的に連結する。なお、磁気ヨーク１９１は、本発明に係る「第３軟磁性板」の一例である。

　基板１００ａの表面（即ち、駆動用コイル１４０が設けられた面）側には、磁気ヨーク１７１及び１７２と、永久磁石１８１及び１８２と、磁気ヨーク１９２とが配置されている。

　磁気ヨーク１７１は、軟磁性材料からなる軟磁性板であり、軟磁性部１５１に対向するように形成されている。磁気ヨーク１７１は、軟磁性部１５１に対向する本体部と、該本体部から可動部１１０側に延設された延設部とを有している。即ち、磁気ヨーク１７１は、永久磁石１６１や軟磁性部１５１よりも可動部１１０に近接するように形成されている。なお、図１には、磁気ヨーク１７１が配置される領域１７１ａと、磁気ヨーク１７１の本体部が配置される領域１７１ａａと、磁気ヨーク１７１の延設部が配置される領域１７１ａｂとが示されている。磁気ヨーク１７１は、本発明に係る「第１軟磁性板」の一例である。

　磁気ヨーク１７２は、軟磁性材料からなる軟磁性板であり、軟磁性部１５２に対向するように形成されている。磁気ヨーク１７２は、軟磁性部１５２に対向する本体部と、該本体部から可動部１１０側に延設された延設部とを有している。即ち、磁気ヨーク１７２は、永久磁石１６２や軟磁性部１５２よりも可動部１１０に近接するように形成されている。なお、図１には、磁気ヨーク１７２が配置される領域１７２ａと、磁気ヨーク１７２の本体部が配置される領域１７２ａａと、磁気ヨーク１７２の延設部が配置される領域１７２ａｂとが示されている。磁気ヨーク１７２は、本発明に係る「第２軟磁性板」の一例である。

　永久磁石１８１は、本発明に係る「第３永久磁石」の一例であり、磁気ヨーク１７１に対向するように（言い換えれば、軟磁性部１５１に対向するように）設けられた棒状あるいは柱状の永久磁石である。永久磁石１８１は、一方の磁極（本実施例ではＮ極）が磁気ヨーク１７１に対向し、他方の磁極（本実施例ではＳ極）が後述する磁気ヨーク１９２に対向するように配置されている。

　永久磁石１８２は、本発明に係る「第４永久磁石」の一例であり、磁気ヨーク１７２に対向するように（言い換えれば、軟磁性部１５２に対向するように）設けられた棒状あるいは柱状の永久磁石である。永久磁石１８２は、一方の磁極（本実施例ではＮ極）が後述する磁気ヨーク１９２に対向し、他方の磁極（本実施例ではＳ極）が磁気ヨーク１７２に対向するように配置されている。

　磁気ヨーク１９２は、軟磁性材料からなる軟磁性板であり、永久磁石１８１及び１８２に対して基板１００ａあるいは磁気ヨーク１７１及び１７２とは反対側に配置されている。また、磁気ヨーク１９２は、可動部１１０の上部に相当する領域に開口部を有する。これは、レーザー光をスキャンする場合、光の入出射を可能とするためである。磁気ヨーク１９１は、永久磁石１８１及び１８２に対向するように形成されており、永久磁石１６１と永久磁石１６２とを磁気的に連結する。磁気ヨーク１９２は、本発明に係る「第４軟磁性板」の一例である。

　図２において、アクチュエータ１００は、永久磁石１６１からの磁束が、軟磁性部１５１、磁気ヨーク１７１、駆動用コイル１４０（図１参照）、磁気ヨーク１７２、軟磁性部１５２を経由して、永久磁石１６２に入り、磁気ヨーク１９１を経由して永久磁石１６１に戻るように構成されている。即ち、アクチュエータ１００では、基板１００ａの裏面側に設けられた永久磁石１６１及び１６２並びに磁気ヨーク１９１と、基板１００ａの表面側に設けられた磁気ヨーク１７１及び１７２と、支持部１２０を貫通するように形成された軟磁性部１５１及び１５２とによって第１の磁気回路が構成されている。このように構成されているので、駆動用コイル１４０に、可動部１１０の表面に沿った（図１のＸ方向に沿った）静磁界を印加することができる。

　更に、アクチュエータ１００は、永久磁石１８１からの磁束が、磁気ヨーク１７１、駆動用コイル１４０（図１参照）及び磁気ヨーク１７２を経由して、永久磁石１８２に入り、磁気ヨーク１９２を経由して永久磁石１８１に戻るように構成されている。即ち、アクチュエータ１００では、永久磁石１８１及び１８２、並びに磁気ヨーク１９２、１７１及び１７２によって第２の磁気回路が構成されている。このように構成されているので、駆動用コイル１４０に、可動部１１０の表面に沿った（図１のＸ方向に沿った）静磁界をより確実に印加することができる。

　このように構成されたアクチュエータ１００によれば、可動部１１０の表面に沿った静磁界が印加された駆動用コイル１４０に電流を流すことで、駆動用コイル１４０に電磁駆動力（ローレンツ力）を発生させ、可動部１１０を駆動する（即ち、揺動させる）ことができる。

　次に、本実施例に係るアクチュエータ１００に特徴的な構成及びその効果について、図１及び図２を参照して説明する。

　図１及び図２において、本実施例では特に、前述したように、支持部１２０における可動部１１０を挟み込む２つの領域１５１ａ及び１５２ａに、それぞれ、軟磁性部１５１及び１５２が、支持部１２０を貫通するように形成されている。軟磁性部１５１及び１５２は、例えばパーマロイ等の軟磁性材料からなり、例えばシリコン等の非磁性材料からなる支持部１２０よりも磁気抵抗が非常に低い。よって、仮に、軟磁性部１５１及び１５２を設けずに、永久磁石１６１及び１６２によって発生する静磁界を、例えばシリコン等の非磁性材料からなる支持部１２０を介して駆動用コイル１４０に印加する場合と比較して、駆動用コイル１４０に印加する静磁界についての磁気抵抗を低くすることができる。したがって、例えば、永久磁石１６１及び１６２のサイズを小さくしても、駆動用コイル１４０に、印加すべき静磁界を確実に印加することが可能となる。これにより、永久磁石１６１及び１６２のサイズを小さすることで、当該アクチュエータ１００の小型化を図ることが可能となる。なお、本実施例では、例えばパーマロイ等の軟磁性材料からなる軟磁性部１５１及び１５２の磁気抵抗は、例えばシリコン等の非磁性材料からなる支持部１２０の磁気抵抗の約１０００分の１倍である。

　更に、本実施例では特に、前述したように、軟磁性部１５１及び１５２は、それぞれ、支持部１２０の領域１５１ａ及び１５２ａに開口された開口部に、軟磁性材料が例えばメッキ等の手法により埋め込まれることで形成されている。このように軟磁性部１５１及び１５２が支持部１２０と一体的に形成されることにより、支持部１２０あるいは基板１００ａの強度を確保することができる。よって、仮に、支持部１２０に形成された開口部に軟磁性体部１５１及び１５２に形成しない場合（例えば、支持部１２０に開口部を形成した後に、磁性体部１５１及び１５２を形成せずに、永久磁石や磁気ヨークを配置する場合）には生じ得る、支持部１２０の破壊や、可動部１１０を揺動させる際の不要な振動をほとんどあるいは実践上完全に無くすことが可能となる。

　加えて、本実施例では特に、アクチュエータ１００は、（ｉ）基板１００ａの裏面側に設けられた永久磁石１６１及び１６２並びに磁気ヨーク１９１と、基板１００ａの表面側に設けられた磁気ヨーク１７１及び１７２と、支持部１２０を貫通するように形成された軟磁性部１５１及び１５２とによって構成された第１の磁気回路と、（ｉｉ）基板１００ａの表面側に設けられた永久磁石１８１及び１８２、並びに磁気ヨーク１９２、１７１及び１７２によって構成された第２の磁気回路とによって、駆動用コイル１４０に静磁界が印加されるように構成されている。よって、例えば、第１の磁気回路のみによって駆動用コイル１４０に静磁界が印加される場合と比較して、より大きな静磁界を駆動用コイル１４０に印加することが可能となる。したがって、可動部１１０をより効率的に駆動することが可能となる。更に、永久磁石１８１及び１８２並びに磁気ヨーク１９２が設けられることで、アクチュエータ１００の強度を高めることもできる。

　なお、本実施例の一変形例として、前述した第１の磁気回路のみによって駆動用コイル１４０に静磁界が印加されるようにしてもよい。即ち、アクチュエータ１００が、永久磁石１８１及び１８２並びに磁気ヨーク１９２を備えていなくてもよい。この場合には、永久磁石１８１及び１８２並びに磁気ヨーク１９２を備えていない分、アクチュエータ１００をより小型化することが可能となる。

　また、磁気ヨーク１７１、１７２、１９１及び１９２の各々を構成する軟磁性材料は、透磁率がより大きいほど好ましい。透磁率が大きいほど、磁束の漏洩を抑制でき、駆動用コイル１４０により効率的に静磁界を印加することができる。よって、可動部１１０をより効率的に駆動することが可能となる。

　以上説明したように、本実施例に係るアクチュエータ１００によれば、支持部１２０における可動部１１０を挟み込む２つの領域１５１ａ及び１５２ａに軟磁性部１５１及び１５２が形成されているので、例えば、当該アクチュエータ１００の強度を確保しつつ、小型化を図ることが可能である。

　＜第２実施例＞
　第２実施例に係るアクチュエータについて、図３を参照して説明する。

　図３は、第２実施例に係るアクチュエータが有する基板の構成を示す平面図である。なお、図３において、図１及び図２に示した第１実施例に係る構成要素と同様の構成要素に同一の参照符合を付し、それらの説明は適宜省略する。

　図３において、第２実施例に係るアクチュエータ２００は、第１実施例における基板１００ａに代えて基板２００ａを備える点で、前述した第１実施例に係るアクチュエータ１００と異なり、その他の点については、前述した第１実施例に係るアクチュエータ１００と概ね同様に構成されている。

　図３において、第２実施例に係るアクチュエータ２００は、前述した第１実施例に係るアクチュエータ１００と同様に、例えばレーザー光のスキャニングに用いられるプレーナ型電磁駆動アクチュエータである。アクチュエータ２００は、可動部２１１及び２１２、支持部１２０、トーションバー２３１及び２３２などを含んでなる基板２００ａを備えている。また、アクチュエータ２００は、第１実施例に係るアクチュエータ１００と概ね同様に、永久磁石１６１及び１６２と、磁気ヨーク１７１及び１７２と、永久磁石１８１及び１８２と、磁気ヨーク１９１と、磁気ヨーク１９２とを備えている（図２参照）。

　図３において、基板２００ａは、可動部２１１及び２１２、支持部１２０、並びにトーションバー２３１及び２３２を有している。可動部２１１及び２１２、支持部１２０、並びにトーションバー２３１及び２３２は、例えばシリコン基板等の非磁性基板から一体的に形成されている。

　可動部２１２は、揺動可能なようにトーションバー２３２によって可動部２１１に軸支されている。可動部２１２の表面には、レーザー光を反射するミラー８００が形成されている。

　可動部２１１は、可動部２１２を囲むように枠状に形成され、揺動可能なようにトーションバー２３１によって支持部１２０に軸支されている。トーションバー２３１及び２３２は互いに交差する方向に延びるように形成されている。本実施例では、トーションバー２３１は、Ｘ方向に沿って延びるように形成され、トーションバー２３２は、Ｘ方向に交わるＹ方向に沿って延びるように形成されている。可動部２１１の表面には、可動部２１２を囲むように駆動用コイル１４０が形成されている。

　可動部２１１は、トーションバー２３１が延びる方向に沿った軸を中心軸として支持部１２０に対して揺動可能に構成されている。可動部２１２は、トーションバー２３２が延びる方向に沿った軸を中心軸として可動部２１１に対して揺動可能に構成されている。

　即ち、可動部２１２は、支持部１２０に対して、トーションバー２３１が延びる方向に沿った軸（例えばＸ軸）及びトーションバー２３２が延びる方向に沿った軸（例えばＹ軸）を中心軸として揺動可能に構成されている。

　本実施例では、支持部１２０における可動部２１１及び２１２を挟み込む２つの領域１５１ａ及び１５２ａに、支持部１２０を貫通するように軟磁性材料から形成された一対の軟磁性部１５１及び１５２が形成されている。

　軟磁性部１５１及び１５２は、トーションバー２３１が延びる方向に沿った軸（例えばＸ軸）及びトーションバー２３２が延びる方向に沿った軸（例えばＹ軸）の各々に対して互いに反対側に形成されている。言い換えれば、軟磁性部１５１及び１５２は、基板２００ａにおいて可動部２１２を対称点（対称中心）として概ね点対称となるように形成されている。

　このように構成されたアクチュエータ２００によれば、支持部１２０の表面に沿って軟磁性部１５１側から軟磁性部１５２側へ向かう静磁界が印加された駆動用コイル１４０に電流を流すことで、駆動用コイル１４０に電磁駆動力（ローレンツ力）を発生させ、可動部２１２を２つの軸（例えばＸ軸及びＹ軸）を中心軸として揺動させることができる。

　本実施例に係るアクチュエータ２００によっても、前述した第１実施例に係るアクチュエータ１００と概ね同様に、例えば、当該アクチュエータ２００の強度を確保しつつ、小型化を図ることが可能である。

　＜第３実施例＞
　第３実施例に係るアクチュエータについて、図４を参照して説明する。

　図４は、第３実施例に係るアクチュエータが有する基板の構成を示す平面図である。なお、図４において、図１及び図２に示した第１実施例に係る構成要素と同様の構成要素に同一の参照符合を付し、それらの説明は適宜省略する。

　図４において、第３実施例に係るアクチュエータ３００は、第１実施例における軟磁性部１５１及び１５２に代えて軟磁性部３５１及び３５２を備える点で、前述した第１実施例に係るアクチュエータ１００と異なり、その他の点については、前述した第１実施例に係るアクチュエータ１００と概ね同様に構成されている。

　図４において、本実施例では特に、軟磁性部３５１及び３５２は、それぞれ、ハニカム構造を有している。即ち、軟磁性部３５１は、支持部１２０における領域１５１ａに、六角形状にそれぞれ形成された複数の開口部に軟磁性材料が埋め込まれてなり、軟磁性部３５２は、支持部１２０における領域１５２ａに、六角形状にそれぞれ形成された複数の開口部に軟磁性材料が埋め込まれてなる。よって、例えば第１実施例に係るアクチュエータ１００と比較して、当該アクチュエータ２００の強度を向上させることができる。なお、軟磁性部３５１及び３５２は、ハニカム構造に限定されるものではなく、支持部１２０の領域１５１ａ及び１５２ａの各々に形成された複数の開口部に軟磁性材料が埋め込まれることにより形成されてもよい。この場合にも当該アクチュエータ２００の強度を向上させることができる。

　＜第４実施例＞
　第４実施例に係るアクチュエータについて、図５から図７を参照して説明する。

　図５は、第４実施例に係るアクチュエータの構成を示す断面図であり、図２と同趣旨の断面図である。なお、図５において、図１及び図２に示した第１実施例に係る構成要素と同様の構成要素に同一の参照符合を付し、それらの説明は適宜省略する。

　図５において、第４実施例に係るアクチュエータ４００は、第１実施例における磁気ヨーク１９１に代えて磁気ヨーク４９１を備える点、及び、軟磁性部５５０及びケース５１０を更に備える点で、前述した第１実施例に係るアクチュエータ１００と異なり、その他の点については、前述した第１実施例に係るアクチュエータ１００と概ね同様に構成されている。なお、軟磁性部５５０は、本発明に係る「第３軟磁性部」の一例である。

　図５において、第４実施例に係るアクチュエータ４００は、ケース５１０内に、磁気ヨーク４９１と、永久磁石１６１及び１６２と、基板１００ａと、磁気ヨーク１７１及び１７２と、永久磁石１８１及び１８２と、と、磁気ヨーク１９２とがこの順に収容されてなる。

　図６は、ケース５１０の構成を示す斜視図である。

　図６に示すように、ケース５１０は、直方体の箱であり、その底面部５１１の中央に上方に突出する突出部５１２が設けられている。

　図７は、ケース５１０の底面部５１１及び突出部５１２、磁気ヨーク４９１並びに軟磁性部５５０の構成を示す斜視図である。

　図７に示すように、磁気ヨーク４９１は、突出部５１２に対応する開口部４９１ｈを有している。磁気ヨーク４９１の開口部４９１ｈ内に突出部５１２が位置している。即ち、磁気ヨーク４９１には、突出部５１２を回避するための開口部４９１ｈが形成されている。これにより、磁気ヨーク４９１を、突出部５１２によって妨げられることなく、ケース５１０内に収容可能になる。

　図５及び図７において、本実施例では特に、ケース５１０の突出部５１２の上面には、可動部１１０に対向する、軟磁性材料からなる軟磁性部５５０が設けられている。よって、磁気ヨーク１７１と磁気ヨーク１７２との間で、駆動用コイル１４０（図１参照）に対して静磁界を表面側から裏面側（あるいは裏面側から表面側）に向かって印加することができ、静磁界をより効率的に駆動用コイル１４０に印加することができる。よって、可動部１１０をより効率的に駆動することが可能となる。

　本発明は、前述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うアクチュエータもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

　１１０　可動部
　１２０　支持部
　１３０　トーションバー
　１４０　駆動用コイル
　１５１、１５２　軟磁性部
　１６１、１６２　永久磁石
　１７１、１７２　磁気ヨーク
　１８１、１８２　永久磁石
　１９１、１９２　磁気ヨーク
　３５１、３５２　軟磁性部
　４９１　磁気ヨーク
　５１０　ケース
　５５０　軟磁性部
　８００　ミラー

Claims

　非磁性基板から一体的に形成された、可動部と、該可動部を取り囲む支持部と、前記可動部が揺動可能なように前記可動部と前記支持部とを接続するトーションバーと、を備えたアクチュエータであって、
　前記可動部に設けられた駆動用コイルと、
　前記支持部における前記可動部を挟み込む２つの領域に前記支持部を貫通するように軟磁性材料から形成された一対の第１及び第２軟磁性部と、
　該第１及び第２軟磁性部を介して前記駆動用コイルに静磁界を印加する静磁界印加手段と、
　を更に備えたことを特徴とするアクチュエータ。
　前記静磁界印加手段は、
　前記可動部の前記駆動用コイルが設けられた表面とは異なる裏面側に、前記第１及び第２軟磁性部に対向するように夫々設けられた第１及び第２永久磁石と、
　前記表面側に、前記第１及び第２軟磁性部に対向するように夫々設けられ、軟磁性材料から形成された第１及び第２軟磁性板と、
　前記第１永久磁石における前記第１軟磁性部と対向する側とは反対側に配置され、前記第１及び第２永久磁石を磁気的に連結する第３軟磁性板と、
　を有し、
　前記第１永久磁石からの磁束が、前記第１軟磁性部、前記第１軟磁性板、前記駆動用コイル、前記第２軟磁性板、前記第２軟磁性部を経由して、前記第２永久磁石に入り、前記第３軟磁性板を経由して前記第１永久磁石に戻るように構成されている
　ことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
　前記表面側に、前記第１及び第２軟磁性部に対向するように夫々設けられた第３及び第４永久磁石と、
　前記第３永久磁石における前記第１軟磁性部と対向する側とは反対側に配置され、前記第３及び第４永久磁石を磁気的に連結する第４軟磁性板と、
　を更に備え、
　前記第３永久磁石からの磁束が、前記第１軟磁性板、前記駆動用コイル及び前記第２軟磁性板を経由して、前記第４永久磁石に入り、前記第４軟磁性板を経由して前記第３永久磁石に戻るように構成されている
　ことを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータ。
　前記静磁界印加手段は、前記裏面側に、前記可動部に対向するように設けられ、軟磁性材料から形成された第３軟磁性部を更に有することを特徴とする請求項２又は３に記載のアクチュエータ。