(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の揺動軸を中心として揺動し得るように構成されたサポートフレームと、前記サポートフレームに囲まれ、前記サポートフレームの内側縁部に連結されたミラーとを備えた可動部材であり、前記サポートフレームの揺動により前記ミラーが揺動される、可動部材と、
前記サポートフレームと共働するコイルと、
前記サポートフレームの前記内側縁部と前記ミラーとの間に設けられ、前記サポートフレームが前記第１の揺動軸を中心として揺動する際に前記サポートフレームの外側縁部から前記ミラーに伝達されるワープの影響を低減させる１つ又は複数の境界部分と
を具備するアクチュエータであって、
前記サポートフレームが、前記外側縁部と前記内側縁部との間に形成された１つ又は複数の切欠領域をさらに備え、
前記１つ又は複数の切欠領域が、前記コイルの少なくとも一部分に対して平行となるように構成され、前記サポートフレームが前記第１の揺動軸を中心として揺動する際に前記コイルに対する応力を低減させ、
前記ミラーは、前記内側縁部のうち、前記第１の揺動軸を挟んで対向する部分に連結されており、前記１つ又は複数の切欠領域の少なくとも１つは、前記内側縁部の前記ミラーが連結される前記部分と前記コイルとの間に配置される、アクチュエータ。
【請求項２】
前記１つ又は複数の切欠領域は、前記ミラーと前記コイルとの間を熱的に離隔することで、前記ミラーから前記コイルへ熱が伝達されることに起因する前記アクチュエータの温度変化による前記アクチュエータの品質の低下を低減させるように構成され得る、請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記１つ又は複数の切欠領域は、前記コイルと前記内側縁部との間及び前記コイルと前記外側縁部との間の少なくとも一方に配置される、請求項１又は２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記１つ又は複数の切欠領域の少なくとも１つは、前記外側縁部の前記第１の揺動軸を規定するトーションバーが連結される部分と前記コイルとの間に配置される、請求項１から３のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記１つ又は複数の切欠領域が貫通穴である、請求項１から４のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記１つ又は複数の切欠領域が溝である、請求項１から４のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記溝が、前記サポートフレームの揺動により引き起こされる前記サポートフレームにおける応力を決定するエネルギーを吸収するように構成された充填材をさらに備えることにより、前記サポートフレームが前記第１の揺動軸を中心として揺動する際に前記コイルに対する応力量を低減させる、請求項６に記載のアクチュエータ。
【請求項８】
前記溝が、加熱エネルギーを吸収するように構成された充填材をさらに備えることにより、前記アクチュエータの特性の温感性を低減させる、請求項６に記載のアクチュエータ。
【請求項９】
前記１つ又は複数の切欠領域が、前記第１の揺動軸を横断するように構成される、請求項１から８のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項１０】
前記１つ又は複数の切欠領域が、縦長構成を有する、請求項１から９のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項１１】
前記１つ又は複数の切欠領域が、ｕ字型構成又はｎ字型構成を有する、請求項１から１０のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項１２】
前記アクチュエータが、第１の対の切欠領域及び第２の対の切欠領域を備え、前記第１の対の切欠領域が、前記コイルの両側に配置された第１の切欠領域及び第２の切欠領域を備え、前記第２の対の切欠領域が、前記コイルの両側に配置された第３の切欠領域及び第４の切欠領域を備える、請求項１から１１のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項１３】
前記サポートフレームと共働する第２のサポートフレームをさらに備え、前記第２のサポートフレームが、第２の揺動軸を中心として揺動し得るように構成され、１つ又は複数のコイルが、前記第２のサポートフレームと共働するようにさらに設けられる、請求項１から１２のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項１４】
前記サポートフレームと前記第２のサポートフレームとの間に配置された１つ又は複数の間隔領域をさらに備える、請求項１３に記載のアクチュエータ。
【請求項１５】
前記第２のサポートフレームが、１つ又は複数の切欠領域を備え、前記１つ又は複数の切欠領域が、前記第２のサポートフレーム上の前記コイルの少なくとも一部分に対して平行となるように構成されることにより、前記第２のサポートフレームがその揺動軸を中心として揺動する際に前記コイルに対する応力を低減させる、請求項１３又は１４に記載のアクチュエータ。
【請求項１６】
前記１つ又は複数の切欠領域が、前記ミラーと前記コイルとの間を熱的に離隔することで、前記ミラーから前記コイルへ熱が伝達されることに起因する前記アクチュエータの温度変化による前記アクチュエータの品質の低下を低減させるようにさらに構成される、請求項１５に記載のアクチュエータ。
【請求項１７】
前記第２のサポートフレームが揺動し得る中心の揺動軸が前記第１の揺動軸に対して直交となることにより、前記ミラーが２次元において揺動し得るよう前記アクチュエータが構成される、請求項１３から１６のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本発明は、アクチュエータに関し、限定しないが特に、サポートフレームと共働することによりサポートフレームに揺動を生じさせる作動コイルに動作信号を印加することによって作動するアクチュエータに関する。このサポートフレームは、サポートフレームが揺動する際に作動コイルに対する応力を低減させる切欠領域、及び／又は、アクチュエータの温度依存性を低減させる切欠領域を備える。
【背景技術】
【０００２】
[0002]典型的には、マイクロミラーなどのミラーを揺動させるために使用される電磁アクチュエータは、ミラーを支持する可動サポートフレームを備える。可動サポートフレームは、揺動軸を中心として揺動し得るように構成される。作動コイルが、サポートフレームと共働する。作動コイルは、電磁アクチュエータ内の磁性構成要素により生成される磁場内に配置される。典型的には交流電流の形態である動作信号が、作動コイルに印加され、その結果ローレンツ力が生じ、この力により可動サポートフレームがその揺動軸を中心として揺動する。
【０００３】
[0003]サポートフレームが揺動する際に、ワープ（ｗａｒｐ：撓み）がサポートフレームの縁部からミラーに伝達され得ることが、認識されている。ワープは、ミラーの歪みを生じさせ、最終的にはその歪みにより、作動中のミラーによる光の不正確な再配向が生じる。ミラーの歪みの問題に対する１つの解決策が、ＥＰ１２５５１５０に述べられているが、そこには、ミラーとサポートフレームとの間に境界部分を設けることが開示されている。この境界部分は、前記の揺動するサポートフレームの材料とは異なるポリアミド材料から作製された充填材で充填される。境界部分は、ミラーとサポートフレームとを実質的に離隔させ、ワープがミラーに伝達される前にワープを消散させるように機能する。したがって、サポートフレームの縁部からミラーに伝達されるワープの影響が軽減され、ミラーの歪みが軽減又は解消される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
[0004]しかし、当技術においては、サポートフレームの揺動が作動コイルに対してさらに応力を与える恐れがある点については認識されていない。これらの応力は、作動コイルに磨滅を生じさせる恐れがあり、最終的には作動コイルの寿命を縮めることとなる。さらに、例えば作動状況におけるレーザ加熱又は雰囲気温度の変化によってなど、温度変化により、アクチュエータの特性が変化することが認められている。これらのようなアクチュエータの特性の変化により、アクチュエータの品質が低下する。
【０００５】
[0005]本発明の１つの目的は、上述の欠点の少なくともいくつかを回避又は緩和することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
[0006]本発明によれば、第１の揺動軸を中心として揺動し得るように構成されたサポートフレーム、及びサポートフレームに固定されたミラーを備えた可動部材であり、サポートフレームの揺動によりミラーが揺動される、可動部材と、サポートフレームと共働するコイルと、サポートフレームとミラーとの間に設けられ、サポートフレームが第１の揺動軸を中心として揺動する際にサポートフレームの縁部からミラーに伝達されるワープの影響を低減させる、１つ又は複数の境界部分とを具備し、サポートフレームが、１つ又は複数の切欠領域をさらに備え、１つ又は複数の切欠領域が、サポートフレームが第１の揺動軸を中心として揺動する際にコイルに対する応力を低減させるように、コイルの少なくとも一部分に対して平行となるように構成される、アクチュエータが提供される。
【０００７】
[0007]１つ又は複数の切欠領域は、アクチュエータの特性の中の温度依存性を低減させるようにさらに構成されてもよい。例えば、切欠領域は、ミラーから、サポートフレームと共に共働するコイル及び／又はトーションバーなどの構成要素への熱の伝達を制限する熱障壁を形成することとなる。したがって、コイルの特性は、アクチュエータの使用時に生ずるミラーの温度上昇により殆ど影響をうけなくなる。さらに、トーションバーの温度を低下させることにより、サポートフレームの揺動を向上させることが可能となる。切欠領域は、例えば、アクチュエータの特性がアクチュエータの使用時に生ずる温度変化に対して非依存性となるように、材料のヤング率が温度と共に変化し得る、いくつかの特定の熱機械的特性などを示す材料で充填されてもよい。切欠領域は、例えば熱を吸収し、したがってミラーからサポートフレームを揺動させるトーションバーへの熱伝搬を低減させる、いくつかの特定の熱的特性を示す材料で充填されてもよい。
【０００８】
[0008]「平行な」とは、同一方向への延在を意味する。延在方向は、限定されず、同一の直線方向への延在、又は同一の曲線方向若しくは曲折方向等々への延在を含むが、それらに限定されない。
【０００９】
[0009]「コイル」は、任意の形状に構成された任意の導電性構成要素を意味する。例えば、コイルは、金属ストリップ、銅ワイヤ、又はドープ領域などの導電性ストリップであってもよい。コイルは、閉ループ構成を有するものに限定されない。
【００１０】
[0010]サポートフレーム中の「切欠領域」は、貫通穴を備えるサポートフレームの一領域であるか、又は溝を備えるサポートフレームの一領域である。切欠領域は、楕円形、円形、又は丸角を有するものであってもよい。溝は、サポートフレームを構成する材料とは異なる充填材で充填されてもよい。充填材は、サポートフレームが第１の揺動軸を中心として揺動する際に生成される応力及び歪力、すなわちワープを決定するエネルギーを吸収するように設定されてもよい。例えば、充填材は、エネルギー吸収特性を有するポリアミド材料又はポリイミド材料を含んでもよい。さらに、充填材は、例えばミラーからコイル及び／又はトーションバーへの熱の伝達を低減させるためになど、アクチュエータの性能の中の温度依存性を低減させるために、いくつかの熱吸収特性を有するように設定されてもよい。充填材は、外部加熱により生じる加熱エネルギーを吸収して、アクチュエータの特性の中の温感性を低減させるように設定されてもよい。
【００１１】
[0011]コイルは、サポートフレームの揺動を生じさせる動作信号を伝達し得る作動コイル、又はサポートフレームが揺動する際に信号が中で誘導される検出コイルの少なくとも一方であってもよく、誘導された信号は、サポートフレームの位置を示唆する。ミラーが、サポートフレームに固定されるため、誘導された信号は、ミラーの位置をさらに示唆する。
【００１２】
[0012]アクチュエータは、サポートフレームとそれぞれが共働する２つのコイルを備えてもよい。アクチュエータは、作動コイル及び検出コイルの両方を備えてもよい。作動コイル及び検出コイルは共に、サポートフレームと共働するように構成されてもよい。代替的には、作動コイルは、サポートフレームの上に構成されてもよく、検出コイルは、アクチュエータの被固定部分の上に構成されてもよい。
【００１３】
[0013]アクチュエータは、コイルの領域に磁場を生成するように構成された磁場生成手段を備えてもよい。コイルの領域に磁場を生成することにより、サポートフレームに対する力が生成され得るようになり、この力により、サポートフレームが第１の揺動軸を中心として揺動する。作動コイルに動作信号を印加することにより。例えば、動作信号が交流電流である場合には、第１の揺動軸を中心としてサポートフレームを揺動させるローレンツ力が生成される。
【００１４】
[0014]アクチュエータは、静電アクチュエータとして構成されてもよい。アクチュエータは、コムドライブを備えてもよい。アクチュエータは、電磁アクチュエータとして構成されてもよい。アクチュエータは、コイルの領域に磁場を生成するように構成された磁場生成手段を備えてもよく、それにより、コイルに動作信号が印加されることによってサポートに対して力が生じ、この力により第１の揺動軸を中心としてサポートフレームが揺動される。アクチュエータは、熱アクチュエータとして構成されてもよい。アクチュエータは、圧電アクチュエータとして構成されてもよい。
【００１５】
[0015]１つ又は複数の切欠領域が、コイルとサポートフレームの外側縁部との間に位置するように構成されてもよい。
【００１６】
[0016]１つ又は複数の切欠領域が、コイルとサポートフレームの縁部との間に位置するように構成されてもよい。
【００１７】
[0017]１つ又は複数の切欠領域が、コイルとサポートフレームの内側縁部との間に位置するように構成されてもよい。１つ又は複数の切欠領域が、コイルとミラーに連結されたサポートフレームの内側縁部との間に位置するように構成されてもよい。サポートフレームの内側縁部は、コネクタによりミラーに連結されてもよい。
【００１８】
[0018]１つ又は複数の切欠領域が、コイルとサポートフレームの外側縁部との間に位置するように構成されてもよい。外側縁部は、第１の揺動軸に対して垂直であってもよい。１つ又は複数の切欠領域は、コイルとアクチュエータの被固定部分に連結されたサポートフレームの外側縁部との間に位置するように構成されてもよい。サポートフレームの外側縁部は、トーションバーによりアクチュエータの被固定部分に連結されてもよい。トーションバーが、第１の揺動軸を規定してもよい。
【００１９】
[0019]トーションバーは、曲折構成を有してもよい。トーションバーは、蛇行構成を有してもよい。トーションバーは、直線構成を有してもよい。
【００２０】
[0020]アクチュエータは、複数の切欠領域を備えてもよい。アクチュエータは、コイルとサポートフレームの内側縁部との間に位置するように構成された少なくとも２つの切欠領域と、コイルとサポートフレームの外側縁部との間に位置するように構成された２つの切欠領域とを備えてもよい。
【００２１】
[0021]アクチュエータは、コイルとサポートフレームの内側縁部との間に位置するように構成された１つ又は複数の切欠領域を備えてもよい。
【００２２】
[0022]切欠領域は、サポートフレームが揺動する際にサポートフレームの縁部から伝達されるワープを吸収するように、サポートフレーム中に配置される。切欠領域は、サポートフレームが揺動する際にサポートフレームの縁部から伝達されるワープを、そのワープがコイルに到達する前に吸収するように、サポートフレーム中に構成されてもよい。同様に、切欠領域は、例えばミラーとコイル及び／又はトーションバーとの間の熱的隔離などのある熱的隔離をもたらすことにより、アクチュエータの特性に対する温度の影響を低減させる。
【００２３】
[0023]切欠領域は、貫通穴であってもよい。
【００２４】
[0024]切欠領域は、溝であってもよい。溝は、サポートフレームの揺動により引き起こされるサポートフレーム中の応力を決定するエネルギーを吸収することにより、サポートフレームが揺動軸を中心として揺動する際にコイルに対する応力量を低減させるように構成された充填材をさらに備えてもよい。充填材は、サポートフレームを構成する材料とは異なる材料であってもよい。充填材は、サポートフレームが揺動する際にサポートフレームの縁部から伝達されるワープを吸収するように設定されてもよい。さらに、充填材は、熱吸収特性などのいくつかの熱的特性を有することにより、アクチュエータの性能の中の温感性を低減させるように構成されてもよい。
【００２５】
[0025]１つ又は複数の切欠領域は、第１の揺動軸を横断するように構成されてもよい。１つ又は複数の切欠領域は、第１の揺動軸に対して垂直に構成されてもよい。
【００２６】
[0026]１つ又は複数の切欠領域の中の少なくとも１つが、縦長構成を有してもよい。１つ又は複数の切欠領域の全てが、縦長構成を有してもよい。
【００２７】
[0027]アクチュエータは、少なくとも２つの長手方向切欠領域を備えてもよい。電磁アクチュエータは、４つの長手方向切欠領域を備えてもよい。
【００２８】
[0028]アクチュエータは、第１及び第２の対の切欠領域を備えてもよい。第１の対の切欠領域は、コイルの両側に配置された第１の切欠領域及び第２の切欠領域を備えてもよく、第２の対の切欠領域は、コイルの両側に配置された第３の切欠領域及び第４の切欠領域を備えてもよい。
【００２９】
[0029]第１及び第２の対の切欠領域は、サポートフレームの対向し合う部分に接して位置してもよい。
【００３０】
[0030]第１及び第２の対の切欠領域は、各対の切欠領域がサポートフレームの揺動軸を横断するように構成されてもよい。
【００３１】
[0031]１つ又は複数の切欠領域は、ｎ字型であってもよい。１つ又は複数の切欠領域は、ｕ字型であってもよい。アクチュエータは、少なくとも２つの切欠領域を備えてもよい。切欠領域の中の少なくとも２つが、３つの長手方向セクションを有してもよい。３つの長手方向セクションは、ｎ字型切欠領域又はｕ字型切欠領域を画定するように構成されてもよい。切欠領域の中の少なくとも２つが、第１の長手方向セクション、第２の長手方向セクション、及び第３の長手方向セクションを備えてもよく、第１及び第２の長手方向セクションは、平行であり、第３の長手方向セクションは、第２の長手方向セクションに対して垂直であり、それによりｎ字型切欠領域又はｕ字型切欠領域が画定される。
【００３２】
[0032]アクチュエータは、４つの切欠領域を備えてもよい。これらの切欠領域の中の２つがそれぞれ、３つの長手方向を備えてもよく、これらの切欠領域の中の２つがそれぞれ、単一の長手方向セクションを備える。３つの長手方向セクションをそれぞれが備える２つの切欠領域はそれぞれ、ｎ字型切欠領域又はｕ字型切欠領域を画定するように構成された３つの長手方向セクションを有してもよい。
【００３３】
[0033]アクチュエータは、６つの切欠領域を備えてもよい。アクチュエータは、サポートフレームの対向し合う部分に接してそれぞれ配置された第１及び第２の対の切欠領域を備え、それぞれの対の切欠領域は、コイルの両側に配置され、さらに、このアクチュエータは、ｎ字型切欠領域又はｕ字型切欠領域により画定された第３の対の切欠領域をさらに備えてもよい。第３の対の切欠領域は、第１の対の切欠領域と第２の対の切欠領域との間に位置するように構成される。第１の対及び第２の対の切欠領域を画定する切欠領域はそれぞれ、縦長構成を有する。
【００３４】
[0034]コイルは、サポートフレーム上に正方形状に構成されてもよい。１つ又は複数の切欠部分は、この正方形の辺の少なくとも１つに対して平行に構成されてもよい。コイルは、サポートフレーム上に任意の適切な形状に構成されてもよい。１つ又は複数の切欠部分は、作動コイルの少なくとも一部又は作動コイルの全体に対して平行に構成されてもよい。例えば、コイルは、円形状又は曲折形状に構成することが可能であり、切欠部分は、コイルの一部又は全体に対して平行に構成されてもよく、すなわち切欠部分は、円形状又は曲折形状を有するように構成することも可能である。
【００３５】
[0035]アクチュエータは、第２のサポートフレームを備えてもよい。第２のサポートフレームは、サポートフレームに関して上述した特徴のいずれを有してもよい。
【００３６】
[0036]第２のサポートフレームは、トーションバーによりアクチュエータの被固定部分に連結されてもよい。トーションバーは、第２の揺動軸を規定し得る。トーションバーは、曲折構成を有してもよい。トーションバーは、蛇行構成を有してもよい。トーションバーは、直線構成を有してもよい。
【００３７】
[0037]アクチュエータは、第２のサポートフレームが第１の揺動軸を中心として揺動し得るように構成されてもよい。サポートフレームは、第２のサポートフレームの揺動により第１の揺動軸を中心とするサポートフレームの揺動が引き起こされるように、第２のサポートフレームに固定されてもよい。アクチュエータは、サポートフレームと共働する第２のサポートフレームを備えるように構成されてもよく、第２のサポートフレームは、揺動軸を中心として揺動し得るように構成され、１つ又は複数のコイルが、第２のサポートフレームと共働するようにさらに設けられる。１つ又は複数のコイルは、第２のサポートフレームの揺動を生じさせることとなる動作信号を誘導し得る作動コイルを備えてもよい。１つ又は複数のコイルは、サポートフレームが揺動する際に中に信号が誘導される検出コイルを備えてもよく、誘導された信号は、サポートフレームの位置を示唆し、したがって及びミラーの位置を示唆する。
【００３８】
[0038]第２のサポートフレームは、第２の揺動軸を中心として揺動するように構成されてもよい。第２の揺動軸は、第１の揺動軸に対して直交してもよい。サポートフレームは、第２のサポートフレームと共働するように構成されてもよい。サポートフレームは、サポートフレームが第２のサポートフレームに対して移動し得るように、第２のサポートフレームと共働するように構成されてもよい。サポートフレームは、サポートフレームが第２のサポートフレームに対して第１の揺動軸を中心として揺動し得るように、第２のサポートフレームと共働するように構成されてもよい。
【００３９】
[0039]第２のサポートフレームは、１つ又は複数の切欠領域をさらに備えてもよい。１つ又は複数の切欠領域は、任意の適切な構成を有してもよい。特に、１つ又は複数の切欠領域は、サポートフレームに関して上述した切欠領域のように構成されてもよい。
【００４０】
[0040]アクチュエータは、６つの切欠領域を備えてもよい。アクチュエータは、第２のサポートフレームに接する２つの対の切欠領域と、サポートフレームに接する１つの対の切欠領域とを備えてもよい。各切欠領域は、縦長構成を有してもよい。
【００４１】
[0041]アクチュエータは、８つの切欠領域を備えてもよい。アクチュエータは、サポートフレームに接する２つの対の切欠領域と、第２のサポートフレームに接する２つの対の切欠領域とを備えてもよい。対の各切欠領域は、各サポートフレームと共働するコイルの対向し合う側部上に配置されてもよい。
【００４２】
[0042]１つ又は複数のコイルは、第２のサポートフレーム上に設けられてもよい。アクチュエータは、第２のサポートフレームと共働する作動コイルを備えてもよい。アクチュエータは、第２のサポートフレームと共働する検出コイルを備えてもよい。アクチュエータは、第２のサポートフレームとそれぞれ共働する作動コイル及び検出コイルの両方を備えてもよい。これらのコイルは、サポートフレーム上に設けられた１つ又は複数のコイルに追加して設けられる。
【００４３】
[0043]アクチュエータは、サポートフレーム上に第１の作動コイルを備えてもよい。アクチュエータは第２のサポートフレーム上に第２の作動コイルを備えてもよい。アクチュエータは、サポートフレーム上に第１の検出コイルを備えてもよい。アクチュエータは、第２のサポートフレーム上に第２の検出コイルを備えてもよい。
【００４４】
[0044]作動コイルは、各サポートフレームの揺動を引き起こす動作信号を誘導するコイルであり、検出コイルは、各サポートフレームが揺動される際に信号が検出コイルにおいて誘導されるように構成されたコイルである。
【００４５】
[0045]アクチュエータは、サポートフレームと第２のサポートフレームとの間に配置された１つ又は複数の間隔領域をさらに備えてもよい。スペース領域は、サポートフレーム上の１つ又は複数のコイルと第２のサポートフレーム上の１つ又は複数のコイルとの間の電気的結合を低減させるように構成されてもよい。さらに、有利には、１つ又は複数の間隔領域は、アクチュエータの製造に必要な材料量を低減させ、したがって、アクチュエータは、製造コストを節減させることとなる。さらに、間隔領域は、可動部材の質量を低下させることにより、アクチュエータの動的パフォーマンスを最適化する。
【００４６】
[0046]例として提示され以下の図面により図示される実施形態の説明を用いることによって、本発明がさらによく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態によるアクチュエータの俯瞰図である。
【図２】本発明の他の一実施形態によるアクチュエータの俯瞰図である。
【図３】本発明の他の一実施形態によるアクチュエータの俯瞰図である。
【図４】本発明の他の一実施形態によるアクチュエータの俯瞰図である。
【図５】本発明の一実施形態によるアクチュエータの俯瞰図である。
【図６】本発明の他の一実施形態によるアクチュエータの俯瞰図である。
【図７】本発明の他の一実施形態によるアクチュエータの俯瞰図である。
【図８】本発明の他の一実施形態によるアクチュエータの俯瞰図である。
【図９】本発明の他の一実施形態によるアクチュエータの俯瞰図である。
【図１０】本発明の他の一実施形態によるアクチュエータの俯瞰図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
[0047]図１は、本発明の一実施形態による電磁アクチュエータ１の俯瞰図を示す。電磁アクチュエータ１は、可動部材３を備える。可動部材３は、第１の揺動軸７を中心として揺動し得るように構成されたサポートフレーム５と、サポートフレーム５に固定されたミラー９とを備え、サポートフレーム５の揺動が、ミラー９の揺動を生じさせる。ミラー９は、コネクタ４によりサポートフレーム５に固定される。サポートフレーム５は、電磁アクチュエータ１の被固定部分８ａ、８ｂとそれぞれ共働するトーションバー１０ａ、１０ｂにより揺動する。
【００４９】
[0048]電磁アクチュエータ１は、作動コイル１１を備え、この作動コイル１１は、サポートフレーム５と共働する。サポートフレーム５は、任意の他の形状に構成され得ることが理解されよう。例えば、サポートフレームは、円形状又は楕円形状に構成することが可能である。作動コイル１１は、サポートフレーム５上に正方形状に構成される。しかし、作動コイル１１は、サポートフレーム５上に任意の他の形状に構成され得ることが理解されよう。例えば、作動コイル１１は、一連の曲線若しくは曲折を有するように構成することが可能であり、又はサポートフレーム５上に円形状若しくは楕円形状に構成することが可能である。作動コイルは、２つ以上の重畳されたコイルによって構成することも可能である。
【００５０】
[0049]電磁アクチュエータ１は、永久磁石（図示せず）の形態の磁場生成手段を備える。この永久磁石は、作動コイル１１の領域に磁場を生成するように構成され、それにより、作動コイル１１への動作信号（例えば交流電流）の印加が、作動コイル１１に対するローレンツ力に影響を及ぼし、これにより、サポートフレーム５は、第１の揺動軸７を中心として揺動されることとなる。好ましくは、永久磁石は、電磁アクチュエータ１の被固定部分に固定され、すなわち可動部材３以外の電磁アクチュエータ１の一部分に固定される。
【００５１】
[0050]電磁アクチュエータ１は、境界部分１３ａ〜１３ｄをさらに備える。境界部分１３ａ〜１３ｄは、サポートフレーム５とミラー９との間に設けられる。境界部分１３ａ〜１３ｄは、サポートフレーム５が第１の揺動軸７を中心として揺動する際に、サポートフレームの外側縁部１７からミラー９に伝達されるワープの影響を軽減する。したがって、ミラー９は、サポートフレーム５が第１の揺動軸７を中心として揺動する際に、ワープにより歪みを加えられなくなる。
【００５２】
[0051]サポートフレーム５は、１つ又は複数の切欠領域１５ａ、１５ｂをさらに備える。この特定の例においては、サポートフレーム５は、２つの切欠領域１５ａ、１５ｂを備える。サポートフレーム５は、２つの切欠領域を備えることに限定されず、任意の個数の切欠領域を備えることが可能であることが理解されよう。
【００５３】
[0052]切欠領域１５ａ、１５ｂは、作動コイル１１とサポートフレーム５の内側縁部５７との間に位置するように構成される。切欠領域１５ａ、１５ｂは、作動コイル１１の少なくとも一部分に対して平行になるように構成される。切欠領域１５ａ、１５ｂは、サポートフレーム５が第１の揺動軸７を中心として揺動する際に、作動コイル１１に対する応力を低減させるように作用する。これらの切欠領域は、アクチュエータの特性の中の温度依存性を低減させるようにも作用し、例えばコイルからミラーを熱的に離隔する。したがって、ミラーが作動中に発熱する際に、ミラーからの熱は、例えばコイルの導電性特性及び機械的強度特性などの特性に影響を及ぼさなくなる。
【００５４】
[0053]各切欠領域１５ａ、１５ｂは、貫通穴を備えるサポートフレーム５の一領域である。しかし、切欠領域は、貫通穴であることに限定されず、切欠領域１５ａ、１５ｂは、溝を備えるサポートフレーム５の一領域であってもよいことを理解されたい。これらの溝は、サポートフレーム５を構成する材料とは異なる充填材で充填されてもよい。この充填材は、典型的には、サポートフレーム５が第１の揺動軸７を中心として揺動する際に生成される応力及び歪力、すなわちワープを吸収するように設定され、それにより、作動コイル１１に対する応力を軽減する。さらに、充填材は、ヒートシンクを形成するようにも構成され、このヒートシンクにより、例えばミラーからもたらされる熱を吸収することが可能となる。
【００５５】
[0054]切欠領域１５ａ、１５ｂはそれぞれ、縦長構成を有する。切欠領域１５ａ、１５ｂは、縦長構成を有することに限定されず、例えばｕ字型構成又はｎ字型構成などの他の構成もまた可能であることが理解されよう。切欠領域１５ａ、１５ｂは、サポートフレーム５の第１の揺動軸７に対して平行に構成される。
【００５６】
[0055]使用中に、例えば交流電流などの動作信号が、作動コイル１１に導通される。磁場生成手段により生成された磁場は、動作信号を導通している作動コイル１１と相互作用し、作動コイルはローレンツ力を被る。作動コイル１１が、サポートフレーム５と共働することにより、作動コイル１１が被るローレンツ力により、サポートフレーム５は第１の揺動軸７を中心として揺動される。
【００５７】
[0056]サポートフレーム５が、第１の揺動軸７を中心として揺動する際に、サポートフレーム５における応力は、コネクタ４がサポートフレーム５にミラー９を連結するサポートフレーム５の領域において生成される。これらの応力によりワープが生じ、このワープは、サポートフレーム５が第１の揺動軸７を中心として揺動する際に、サポートフレーム５の内側縁部５７からサポートフレーム５中に伝達される。切欠領域１５ａ、１５ｂは、サポートフレーム５の内側縁部５７から作動コイル１１にワープが伝達されるのを防ぐ。したがって、切欠領域１５ａ、１５ｂは、サポートフレーム５が第１の揺動軸７を中心として揺動する際に、作動コイル１１に対する応力量を低減させる。作動コイル１１に対する応力量が低減されることにより、作動コイルは磨滅をあまり受けず、したがって作動コイル１１の寿命が延びる。切欠領域は、例えば熱吸収特性などのいくつかの特定の熱的特性などを示す材料で充填されてもよく、そのようにして、ミラー９からトーションバー１０ａ及び１０ｂへの熱伝搬を低減させる。トーションバーの周囲における温度変化が小さいことにより、アクチュエータは、最良の状態で揺動することが可能となる。
【００５８】
[0057]図２は、本発明の他の一実施形態による電磁アクチュエータ２０の俯瞰図を示す。電磁アクチュエータ２０は、図１に図示される電磁アクチュエータ１と同一の特徴を多く有し、同様の特徴には、同一の参照番号が付される。
【００５９】
[0058]電磁アクチュエータ２０は、切欠領域２５ａ、２５ｂを備える。切欠領域２５ａ、２５ｂはそれぞれ、作動コイル１１とサポートフレーム５の外側縁部１７との間に位置するように構成される。図１に図示されるアクチュエータ１と同様に、切欠領域２５ａ、２５ｂは、作動コイル１１の少なくとも一部分に対して平行になるように構成され、サポートフレーム５が第１の揺動軸７を中心として揺動する際に、作動コイル１１に対する応力を低減させるように機能する。
【００６０】
[0059]これらの切欠領域２５ａ、２５ｂはそれぞれ、サポートフレーム５の第１の揺動軸７に対して垂直となるように構成される。切欠領域２５ａ、２５ｂはそれぞれ、サポートフレーム５の第１の揺動軸７を横断するように構成される。
【００６１】
[0060]電磁アクチュエータ２０は、図１に図示される電磁アクチュエータ１と同様の態様で作動する。使用中に、トーションバー１０ａ、１０ｂがサポートフレーム５と共働するサポートフレーム５の領域において、応力が生成される。これらの応力によりワープが生じ、このワープは、サポートフレーム５が第１の揺動軸７を中心として揺動する際に、サポートフレーム５の外側縁部１７からサポートフレーム５中に伝達される。切欠領域１５ａ、１５ｂは、サポートフレーム５の外側縁部１７から作動コイル１１にワープが伝達されるのを防ぐ。したがって、切欠領域１５ａ、１５ｂは、サポートフレーム５が第１の揺動軸７を中心として揺動する際に、作動コイル１１に対する応力量を低減させる。作動コイル１１に対する応力量が低減されることにより、作動コイルは磨滅をあまり受けず、したがって作動コイル１１の寿命が延びる。切欠領域は、例えば、アクチュエータの特性が温度非依存性となるように、ヤング率が温度と共に変化し得る、いくつかの特定の熱機械的特性などを示す材料で充填されてもよい。切欠領域は、例えば熱を吸収し、したがってミラー９からトーションバー１０ａ及び１０ｂへの熱伝搬を低減させる、いくつかの特定の熱的特性を示す材料で充填されてもよい。
【００６２】
[0061]図３は、本発明の他の一実施形態による電磁アクチュエータ３０の俯瞰図を示す。電磁アクチュエータ３０は、図１及び図２に図示される電磁アクチュエータ１、２０と同一の特徴を多く有し、同様の特徴には、同一の参照番号が付される。
【００６３】
[0062]電磁アクチュエータ３０は、４つの切欠領域３５ａ〜３５ｄを備える。切欠領域３５ａ〜３５ｄはそれぞれ、縦長構成を有する。切欠領域３５ａ、３５ｂは、サポートフレーム５の第１の揺動軸７に対して垂直に構成され、切欠領域３５ａ、３５ｂはそれぞれ、サポートフレーム５の第１の揺動軸７を横断する。切欠領域３５ｃ、３５ｄは、サポートフレーム５の第１の揺動軸７に対して平行に構成される。
【００６４】
[0063]２つの切欠領域３５ｂ、３５ｄはそれぞれ、作動コイル１１とサポートフレーム５の外側縁部１７との間に位置するように構成される。切欠領域３５ｂ、３５ｄは、作動コイル１１の少なくとも一部分に対して平行になるように構成される。使用中に、トーションバー１０ａ、１０ｂがサポートフレーム５と共働するサポートフレーム５の領域において、応力が生成される。これらの応力によりワープが生じ、このワープは、サポートフレーム５が第１の揺動軸７を中心として揺動する際に、サポートフレーム５の外側縁部１７からサポートフレーム５中に伝達される。切欠領域３５ｂ、３５ｄは、サポートフレーム５の外側縁部１７から作動コイル１１にワープが伝達されるのを防ぐ。２つの切欠領域３５ａ、３５ｃは、作動コイル１１とサポートフレーム５の内側縁部５７との間に位置するように構成される。切欠領域３５ａ、３５ｃは、作動コイル１１の少なくとも一部分に対して平行になるように構成される。使用中に、コネクタ４がサポートフレーム５にミラー９を連結するサポートフレーム５の領域において、応力が生成される。これらの応力によりワープが生じ、このワープは、サポートフレーム５が第１の揺動軸７を中心として揺動する際に、サポートフレーム５の内側縁部５７からサポートフレーム５中に伝達される。切欠領域３５ａ、３５ｃは、サポートフレーム５の内側縁部５７から作動コイル１１にワープが伝達されるのを防ぐ。切欠領域は、例えば、アクチュエータの特性が温度非依存性となるように、材料のヤング率が温度と共に変化し得る、いくつかの特定の熱機械的特性を示す材料で充填されてもよい。これらの切欠領域は、例えば熱を吸収し、したがってミラー９からトーションバー１０ａ及び１０ｂへの熱伝搬を低減させる、いくつかの特定の熱的特性を示す材料で充填されてもよい。したがって、図３に図示される電磁アクチュエータ３０は、図１に図示される電磁アクチュエータ１に付随する利点を、図２に図示される電磁アクチュエータ２０に付随する利点に組み合わせる。
【００６５】
[0064]電磁アクチュエータ３０は、図２に図示される電磁アクチュエータ２０と同一の態様で作動するが、電磁アクチュエータ２０とは異なり、電磁アクチュエータ３０は、サポートフレーム５が第１の揺動軸７を中心として揺動する際の作動コイル１１に対する応力量の低減を向上させ得る、及び／又は、温感性の低減を向上させ得る、（２つではなく）４つの切欠領域３５ａ〜３５ｄを備える。さらの多数の切欠領域３５ａ〜３５ｄを有する場合には、作動コイル１１のさらに長い部分が、応力に対して保護され、すなわちサポートフレーム５の外側縁部１７から作動コイル１１のさらに長い部分へのワープの伝達が防がれる。これと同様に、コイルのさらに長い部分が、ミラーから熱的に隔離され、これにより、アクチュエータの温感性がさらに低減される。
【００６６】
[0065]図４は、本発明の他の一実施形態による電磁アクチュエータ４０の俯瞰図を示す。電磁アクチュエータ４０は、図２に図示される電磁アクチュエータ２０と同一の特徴を多く有し、同様の特徴には、同一の参照番号が付される。
【００６７】
[0066]電磁アクチュエータ４０は、２つの切欠領域４５ａ、４５ｂを備える。切欠領域４５ａ、４５ｂはそれぞれ、３つの長手方向セクション４７ａ〜４７ｃを備える。切欠領域４５ａにおいては、３つの長手方向セクション４７ａ〜４７ｃは、ｎ字型切欠領域４５ａを画定するように構成され、切欠領域４５ｂにおいては、３つの長手方向セクション４７ａ〜４７ｃは、ｕ字型切欠領域４５ｂを画定するように構成される。切欠領域４５ａ、４５ｂのそれぞれにおいて、第１の長手方向セクション４７ａ及び第２の長手方向セクション４７ｂは平行であり、第３の長手方向セクション４７ｃは、第１の長手方向セクション４７ａ及び第２の長手方向セクション４７ｂに対して垂直に構成され、それによりｎ字型又はｕ字型の切欠領域４５ａ、４５ｂが画定される。切欠領域４５ａ、４５ｂは、サポートフレーム５の対向し合う部分４１ａ、４１ｂに配置される。
【００６８】
[0067]切欠領域４５ａ、４５ｂは、作動コイル１１の長さの一部分に対して平行になるように構成される。各切欠領域４５ａ、４５ｂは、作動コイル１１とサポートフレーム５の外側縁部１７との間に位置するように構成される。
【００６９】
[0068]電磁アクチュエータ４０は、図２に図示される電磁アクチュエータ２０と同一の態様で作動するが、電磁アクチュエータ２０とは異なり、電磁アクチュエータ４０は、作動コイル１１とサポートフレーム５の外側縁部１７との間に位置するｎ字型切欠領域４５ａ及びｕ字型切欠領域４５ｂを備える。これらのｎ字型切欠領域４５ａ及びｕ字型切欠領域４５ｂは、作動コイル１１の角４９ａ〜４９ｄに届く応力量を低減させることを可能にし、したがってサポートフレーム５が第１の揺動軸７を中心として揺動する際の作動コイル１１に対する総応力量をさらに低減させる。さらに具体的には、使用中に、トーションバー１０ａ、１０ｂがサポートフレーム５と共働するサポートフレーム５の領域において、応力が生成される。これらの応力によりワープが生じ、このワープは、サポートフレーム５が第１の揺動軸７を中心として揺動する際に、サポートフレーム５の外側縁部１７からサポートフレーム５中に伝達される。切欠領域４５ａ、４５ｂは、サポートフレーム５の外側縁部１７から作動コイル１１に、さらには作動コイルの角４９ａ〜４９ｄにワープが伝達されるのを防ぐ。切欠領域は、例えば、アクチュエータの特性が温度非依存性となるように、ヤング率が温度と共に変化し得る、いくつかの特定の熱機械的特性などを示す材料で充填されてもよい。切欠領域は、例えば熱を吸収し、したがってミラー９からトーションバー１０ａ及び１０ｂへの熱伝搬を低減させる、いくつかの特定の熱的特性を示す材料で充填されてもよい。
【００７０】
[0069]図５は、本発明の他の一実施形態による電磁アクチュエータ５０を示す。電磁アクチュエータ５０は、図１に図示される電磁アクチュエータ４０と同一の特徴を多く有し、同様の特徴には、同一の参照番号が付される。
【００７１】
[0070]電磁アクチュエータ５０は、図４に図示される電磁アクチュエータ４０の切欠領域４５ｂ、４５ｂに類似するｎ字型切欠領域５５ａ及びｕ字型切欠領域５５ｂを備える。しかし、この特定の実施形態においては、切欠領域５５ａ、５５ｂは、作動コイル１１とサポートフレーム５の内側縁部５７との間に位置する。これらのｎ字型切欠領域５５ａ及びｕ字型切欠領域５５ｂは、作動コイル１１の角４９ａ〜４９ｄに届く応力量を低減させることを可能にし、したがってサポートフレーム５が第１の揺動軸７を中心として揺動する際の作動コイル１１に対する総応力量をさらに低減させる。さらに具体的には、使用中に、コネクタ４がサポートフレーム５にミラー９を連結するサポートフレーム５の領域において、応力が生成される。これらの応力によりワープが生じ、このワープは、サポートフレーム５が第１の揺動軸７を中心として揺動する際に、サポートフレーム５の内側縁部５７からサポートフレーム５中に伝達される。ｎ字型切欠領域５５ａ及びｕ字型切欠領域５５ｂは、サポートフレーム５の内側縁部５７から作動コイル１１に、さらには作動コイルの角４９ａ〜４９ｄにワープが伝達されるのを防ぐ。切欠領域は、例えば、アクチュエータの特性が温度非依存性となるように、ヤング率が温度と共に変化し得る、いくつかの特定の熱機械的特性などを示す材料で充填されてもよい。切欠領域は、例えば熱を吸収し、したがってミラー９からトーションバー１０ａ及び１０ｂへの熱伝搬を低減させる、いくつかの特定の熱的特性を示す材料で充填されてもよい。
【００７２】
[0071]図６は、本発明の他の一実施形態による電磁アクチュエータ６０の俯瞰図を示す。
【００７３】
[0072]電磁アクチュエータ６０は、図５に図示される電磁アクチュエータ５０と同一の特徴を多く有し、同様の特徴には、同一の参照番号が付される。
【００７４】
[0073]電磁アクチュエータ６０は、作動コイル１１とサポートフレーム５の外側縁部１７との間に位置するように構成された切欠領域６５ａ、６５ｂをさらに備える。切欠領域６５ａ、６５ｂは、作動コイル１１の一部分に対して平行になるように構成される。
【００７５】
[0074]電磁アクチュエータ６０は、図５に図示される電磁アクチュエータ５０と同一の態様で作動する。さらに具体的には、使用中に、コネクタ４がサポートフレーム５にミラー９を連結するサポートフレーム５の領域において、応力が生成される。これらの応力によりワープが生じ、このワープは、サポートフレーム５が第１の揺動軸７を中心として揺動する際に、サポートフレーム５の内側縁部５７からサポートフレーム５中に伝達される。ｎ字型切欠領域５５ａ及びｕ字型切欠領域５５ｂは、サポートフレーム５の内側縁部５７から作動コイル１１に、さらには作動コイルの角４９ａ〜４９ｄにワープが伝達されるのを防ぐ。
【００７６】
[0075]さらに、使用中には、トーションバー１０ａ、１０ｂがサポートフレーム５と共働するサポートフレーム５の領域においても、応力が生成される。これらの応力によりワープが生じ、このワープは、サポートフレーム５が第１の揺動軸７を中心として揺動する際に、サポートフレーム５の外側縁部１７からサポートフレーム５中に伝達される。切欠領域６５ａ、６５ｂは、サポートフレーム５の外側縁部１７から作動コイル１１にワープが伝達されるのを防ぐ。したがって、切欠領域５５ａ、５５ｂ、６５ａ、６５ｂは、サポートフレーム５が第１の揺動軸７を中心として揺動する際に、共働して、作動コイル１１に対する応力量を低減させる。切欠領域は、例えば、アクチュエータの特性が温度非依存性となるように、ヤング率が温度と共に変化し得る、いくつかの特定の熱機械的特性を示す材料で充填されてもよい。切欠領域は、例えば熱を吸収し、したがってミラー９からトーションバー１０ａ及び１０ｂへの熱伝搬を低減させる、いくつかの特定の熱的特性を示す材料で充填されてもよい。
【００７７】
[0076]図７は、本発明の他の一実施形態による電磁アクチュエータ７０の俯瞰図を示す。電磁アクチュエータ７０は、図６に図示される電磁アクチュエータ６０と同一の特徴を多く有し、同様の特徴には、同一の参照番号が付される。
【００７８】
[0077]電磁アクチュエータ７０は、追加的な２つのさらなる長手方向切欠領域７５ａ、７５ｂを備える。これらはそれぞれ、作動コイル１１の切欠領域６５ａ及び６５ｂとは反対側に位置する。切欠領域７５ａ、７５ｂは、特にトーションバー１０ａ、１０ｂがサポートフレーム５と共働するサポートフレーム５の領域において、サポートフレーム５の内側縁部５７から作動コイル１１へのワープの伝達の防止をさらに強化する。切欠領域は、例えば、アクチュエータの特性が温度非依存性となるように、ヤング率が温度と共に変化し得る、いくつかの特定の熱機械的特性を示す材料で充填されてもよい。切欠領域は、例えば熱を吸収し、したがってミラー９からトーションバー１０ａ及び１０ｂへの熱伝搬を低減させる、いくつかの特定の熱的特性を示す材料で充填されてもよい。
【００７９】
[0078]図８は、本発明の他の一実施形態による電磁アクチュエータ８０の俯瞰図を示す。
【００８０】
[0079]電磁アクチュエータ８０は、図２に図示される電磁アクチュエータ２０と同一の特徴の多くを有し、同様の特徴には、同一の参照番号が付される。
【００８１】
[0080]図８においては、電磁アクチュエータ８０は、第１の揺動軸７に対して直交する第２の揺動軸５３に沿って揺動することが可能な第２のフレーム５８を備える。
【００８２】
[0081]第２のフレーム５８に可動部材３を連結するためのトーションバー８ａ、８ｂが図示される。第２のフレーム５８は、誘導コイル５６をさらに備える。サポートフレーム５が揺動すると、作動コイル１１は、磁場内において移動し、固定された誘導コイル５６に対する作動コイルの移動により、誘導コイル５６中に信号（誘導信号）が誘導される。誘導された信号は、サポートフレーム５の位置を、したがって最終的にはミラー９の位置を判定するために使用され得る。
【００８３】
[0082]電磁アクチュエータ５０は、作動コイル１１とサポートフレーム５の内側縁部５７との間に位置するように配置された切欠領域８５ａ、８５ｂをさらに備える。
【００８４】
[0083]切欠領域２５ａ及び８５ａは、第１の対の切欠領域５１ａを画定し、切欠領域２５ｂ及び８５ｂは、第２の対の切欠領域５１ｂを画定する。第１の対の切欠領域５１ａを画定する切欠領域２５ａ及び８５ａは、作動コイル１１の両側に配置される。第２の対の切欠領域５１ｂを画定する切欠領域２５ｂ及び８５ｂは、作動コイル１１の両側に配置される。第１の対の切欠領域５１ａ及び第２の対の切欠領域５１ｂは、サポートフレーム５の対向し合う部分５９ａ、５９ｂに接して位置する。
【００８５】
[0084]第１の対の切欠領域５１ａ及び第２の対の切欠領域５１ｂは、各対５１ａ、５１ｂの切欠領域２５ａ、８５ａ、２５ｂ、８５ｂが、第１の揺動軸７に対して垂直となり、サポートフレーム５の第１の揺動軸７を横断するように、構成される。
【００８６】
[0085]さらに、この特定の実施形態においては、サポートフレームにミラーを連結するコネクタ４が、サポートフレーム５の第１の揺動軸７に沿って配置される点に留意されたい。
【００８７】
[0086]電磁アクチュエータ８０は、図２に図示される電磁アクチュエータ２０と同一の態様で作動し、第２のフレーム５８が、第２の直交揺動軸５３を中心としてさらに揺動するため、ミラー９は、２次元において揺動される。しかし、電磁アクチュエータ２０とは異なり、電磁アクチュエータ８０は、作動コイル１１とサポートフレーム５の内側縁部５７との間に位置するように構成された切欠領域８５ａ、８５ｂをさらに備える。使用中に、コネクタ４がサポートフレーム５にミラー９を連結するサポートフレーム５の領域において、応力が生成される。これらの応力によりワープが生じ、このワープは、サポートフレーム５が第１の揺動軸７を中心として揺動する際に、サポートフレーム５の内側縁部５７からサポートフレーム５中に伝達される。切欠領域８５ａ、８５ｂは、サポートフレーム５の内側縁部５７から作動コイル１１にワープが伝達されるのを防ぐ。したがって、切欠領域８５ａ、８５ｂは、作動コイル１１に対する応力量をさらに低減させる。切欠領域は、例えば、アクチュエータの特性が温度非依存性となるように、材料のヤング率が温度と共に変化し得る、いくつかの特定の熱機械的特性を示す材料で充填されてもよい。切欠領域は、例えば熱を吸収し、したがってミラー９からトーションバー１０ａ及び１０ｂへの熱伝搬を低減させる、いくつかの特定の熱的特性を示す材料で充填されてもよい。
【００８８】
[0087]図９は、本発明の他の一実施形態による電磁アクチュエータ９０の俯瞰図を提示する。電磁アクチュエータ９０は、図２に図示される電磁アクチュエータ２０と同一の特徴の多くを有し、同様の特徴には、同一の参照番号が付される。
【００８９】
[0088]電磁アクチュエータ９０は、可動部材９５を備える。可動部材９５は、トーションバー１０ａ、１０ｂを介して電磁アクチュエータ９０の被固定部分９８ａ、９８ｂに連結され、可動部材９５は、トーションバー１０ａ、１０ｂを介して第１の揺動軸９７を中心として揺動し得る。
【００９０】
[0089]可動部材９５は、第１のサポートフレーム９１及び第２のサポートフレーム９３を備える。ミラー９が、コネクタ４を介して第２のサポートフレーム９３に固定される。第２のサポートフレーム９３は、フレームコネクタ９３ａ、９３ｂを介して第１のサポートフレーム９１に固定され、第２のサポートフレーム９３は、第１のサポートフレーム９１に固定され、トーションバー１０ａ、１０ｂを介した第１の揺動軸９７を中心とする第１のサポートフレーム９１の揺動により、第１の揺動軸９７を中心とした第２のサポートフレーム９３及びミラー９の揺動が引き起こされることとなる。
【００９１】
[0090]電磁アクチュエータ９０は、作動コイル１１を備え、このコイルは、第１のサポートフレーム９１と共働する。第１のサポートフレーム９１は、任意の他の形状に構成することが可能であり、例えばサポートフレーム９１は、円形状又は楕円形状に構成することが可能であることが理解されよう。作動コイル１１は、第１のサポートフレーム９１上において正方形状に構成される。しかし、作動コイル１１は、第１のサポートフレーム９１上において任意の他の形状に構成することが可能であり、例えば作動コイル１１は、一連の曲線又は曲折を備えるように構成することが可能であり、又は第１のサポートフレーム９１上において円形状又は楕円形状に構成することが可能であることが理解されよう。作動コイル１１は、２つ以上の重畳されたコイルにより構成することも可能である。
【００９２】
[0091]第１のサポートフレーム９１は、２つの対の長手方向切欠領域１０１ａ、１０１ｂをさらに備え、これらはそれぞれ、作動コイル１１の両側に配置された第１の切欠領域１０３ａ及び第２の切欠領域１０３ｂを備える。これら２つの対の長手方向切欠領域１０１ａ、１０１ｂは、第１のサポートフレーム９１の対向し合う部分１０５ａ、１０５ｂに構成される。
【００９３】
[0092]電磁アクチュエータ９０は、検出コイル１１１を備え、このコイルは、第２のサポートフレーム９３と共働する。第２のサポートフレーム９３は、検出コイル１１１と第２のサポートフレーム９３の外側縁部１１５との間にそれぞれ配置された切欠領域１１３ａ、１１３ｂをさらに備える。
【００９４】
[0093]可動部材は、第１のサポートフレーム９１と第２のサポートフレーム９３との間に配置された２つのスペーサ領域１０５ａ、１０５ｂをさらに備える。
【００９５】
[0094]使用中に、動作信号（例えば交流電流）が、永久磁石（図示せず）の磁場内に配置された作動コイル１１に印加される。この動作信号は、第１の揺動軸９７を中心として可動部材９５を揺動させるローレンツ力を生じさせる。
【００９６】
[0095]可動部材９５が、第１の揺動軸９７を中心として揺動すると、検出コイル１１１は、永久磁石（図示せず）により生成された磁場内において移動される。検出コイル１１１がこの磁場内で移動することにより、信号（例えば電流信号）が検出コイル１１１中において誘導される。検出コイル１１１において誘導された信号の瞬間振幅は、可動部材９５の位置を表し、したがって、ミラー９の瞬間角度位置は、検出コイル１１１中において誘導された信号の瞬間振幅を測定することにより判定することが可能となる。
【００９７】
[0096]他の一実施形態に関して上述したように、２つの対の切欠領域１０１ａ、１０１ｂは、可動部材９５が第１の揺動軸９７を中心として揺動する際に、作動コイル１１に対する応力量を低減させる。さらに具体的には、切欠領域１０３ａは、特にトーションバー１０ａ、１０ｂが連結される第１のサポートフレーム９１の領域において、第１のサポートフレーム９１の外側縁部１１９から作動コイル１１へのワープの伝達を防ぐ。切欠領域１０３ｂは、特にフレームコネクタ９３ａ、９３ｂが連結される第１のサポートフレーム９１の領域において、第１のサポートフレーム９１の内側縁部１２１から作動コイル１１へのワープの伝達を防ぐ。
【００９８】
[0097]第２のサポートフレーム９３中に設けられる切欠領域１１３ａ、１１３ｂは、可動部材が第１の揺動軸９７を中心として揺動する際に、特にフレームコネクタ９３ａ、９３ｂが連結される第２のサポートフレーム９３の領域において、第２のサポートフレーム９３の外側縁部１１５から検出コイル１１１へのワープの伝達を防ぐ。切欠領域は、例えばいくつかの特定の熱機械的特性を示す材料で充填されてもよく、この場合には、アクチュエータの特性がアクチュエータの使用の際に生じる温度変化に対して非依存性となるように、ヤング率が温度と共に変化し得る。切欠領域は、例えば熱を吸収し、したがってミラー９からトーションバー１０ａ及び１０ｂへの熱伝搬を低減させる、いくつかの特定の熱的特性を示す材料で充填されてもよい。
【００９９】
[0098]第１のサポートフレーム９１と第２のサポートフレーム９３との間に配置された２つのスペーサ領域１０５ａ、１０５ｂは、作動コイル１１と検出コイル１１１との間の電気的結合を低減させる。さらに、スペーサ領域１０５ａ、１０５ｂは、電磁アクチュエータ９０の製造に必要となる材料量を低減させ、したがって、電磁アクチュエータ９０の製造コストが軽減される。さらに、スペーサ領域１０５ａ、１０５ｂにより、可動部材９５の質量が低下し、この可動部材９５の質量の低下により、電磁アクチュエータ９０の動的パフォーマンスが最適化される。
これらのスペーサ領域は、貫通穴を備える領域である。しかし、スペーサ領域は、溝を備える領域であってもよい。溝は、サポートフレームを構成する材料とは異なる充填材で充填されてもよい。この充填材は、いくつかの機械的特性及び／又は熱的特性を有するように設定されてもよい。例えば、充填材は、周波数依存性のヤング率を有する材料であってもよい。別の例においては、充填材は、アクチュエータの特性が温度依存性となるように、温度依存性のヤング率を有するように設定されてもよい。別の例においては、スペーサ領域は、熱を吸収し、したがってミラー９からトーションバー１０ａ及び１０ｂへの熱伝搬を低減させる、いくつかの特定の熱的特性を示す材料で充填されてもよい。
【０１００】
[0099]図１０は、本発明の他の一実施形態による磁気アクチュエータ１３０を示す。磁気アクチュエータ１３０は、図１〜図９に図示される磁気アクチュエータと同一の特徴を多く有し、同様の特徴には、同一の参照番号が付される。
【０１０１】
[00100]他の磁気アクチュエータとは異なり、磁気アクチュエータ１３０は、２次元アクチュエータであり、すなわち、ミラー９が、２つの直交する揺動軸１４５、１４６に沿って揺動される。磁気アクチュエータ１３０は、第１の揺動軸１４５を中心として揺動し得る第１のサポートフレーム１４０と、第２の揺動軸１４６を中心として揺動し得る第２のサポートフレーム１４１とを備える。磁気アクチュエータ１３０は、第１の作動コイル１４９ａ及び第２の作動コイル１４９ｂを備える。第１の作動コイル１４９ａは、第１のサポートフレーム１４０と共働し、第２の作動コイル１４９ｂは、第２のサポートフレーム１４１と共働する。
【０１０２】
[00101]第１のサポートフレーム１４０は、第１の対の切欠領域１５１ａ及び第２の対の切欠領域１５１ｂを備え、各対１５１ａ、１５１ｂを画定する切欠領域１５３ａ、ｂは、第１の作動コイル１４９ａの両側に配置される。第２のサポートフレーム１４１は、第３の対の切欠領域１５５ａ及びさらなる対の切欠領域１５５ｂを備え、各対１５５ａ、１５５ｂを画定する切欠領域１５７ａ、ｂは、第２の作動コイル１４９ｂの両側に配置される。
【０１０３】
[00102]使用中に、動作信号が、永久磁石（図示せず）により生成される磁場内に配置された第１の作動コイル１４９ａに印加される。第１の揺動軸１４５を中心として第１のサポートフレーム１４０を揺動させるローレンツ力が生成される。動作信号が、永久磁石（図示せず）により生成される磁場内に配置された第２の作動コイル１４９ｂに印加される。第２の揺動軸１４６を中心として第２のサポートフレーム１４１を揺動させるローレンツ力が生成される。その結果、ミラー９は、第１の揺動軸１４５及び第２の揺動軸１４６を中心として同時に揺動される。
【０１０４】
[00103]第１のサポートフレーム１４０及び第２のサポートフレーム１４１が揺動することにより、先述の実施形態に関して説明したものと同様の態様で応力が生成される。第１のサポートフレーム１４０及び第２のサポートフレーム１４１のそれぞれの中に形成される切欠領域の内１５１ａ、１５１ｂ、１５５ａ、１５５ｂは、先述の実施形態に関して説明されるように、各作動コイル１４９ａ、１４９ｂへのワープの伝達を防ぎ、したがって第１の作動コイル１４９ａ及び第２の作動コイル１４９ｂに対する応力を低減させる。これらの切欠領域は、例えばいくつかの特定の熱機械的特性を示す材料で充填されてもよく、この場合には、アクチュエータの特性が温度非依存性となるように、ヤング率が温度と共に変化し得る。切欠領域は、例えば熱を吸収し、したがってミラー９からトーションバー１０ａ及び１０ｂへの熱伝搬を低減させる、いくつかの特定の熱的特性を示す材料で充填されてもよい。
【０１０５】
[00104]添付の特許請求の範囲に規定されるような本発明の範囲から逸脱しない、本発明の既述の実施形態に対する様々は修正及び変形が、当業者には明らかになろう。本発明は、特定の好ましい実施形態に関連して説明したが、特許請求される本発明は、かかる特定の実施形態に不当に限定されるべきものではないことを理解されたい。
【０１０６】
[00105]複数の異なる実施形態を参照として本発明を説明したが、これらのどの実施形態において説明した特徴も、他のどの実施形態にも組み込むことが可能である点が理解されよう。
【０１０７】
[00106]切欠領域は貫通穴に限定されない点が理解されよう。切欠領域は、溝を有するサポートフレームの一領域であることも可能である。これらの溝は、ポートフレームを構成する材料とは異なる充填材で充填されてもよい。この充填材は、典型的には、サポートフレームが第１の揺動軸を中心として揺動する際に生成される応力及び歪力を吸収するように設定されてもよい。さらに、充填材は、アクチュエータの性能の中の温感性を低減させるいくつかの熱的特性を有するように設定されてもよい。１つ又は複数の切欠領域が、任意の適切な形状をとることが可能である。切欠領域は、縦長に、又はｕ字型若しくはｎ字型に限定されず、例えば１つ又は複数の切欠領域が、湾曲形、円形、又は半円形であることが可能である。
【０１０８】
[00107]上述の実施形態は、磁気アクチュエータを説明するが、本発明は磁気アクチュエータに限定されず、アクチュエータは任意の他の適切な形態をとり得る点を理解されたい。例えば、アクチュエータはそれぞれ、静電アクチュエータ、熱アクチュエータ、圧電アクチュエータ等々であることが可能である。これらのいずれの場合でも、コイルが、例えば可動部材の検出のために、アクチュエータの可動部材上に必要となり、このようにして、かかるアクチュエータは、これらの切欠領域から、コイルに対する応力を低減させる利点を得ることが可能となる。
【０１０９】
[00108]さらに、本発明は、例えば、ミラーが単一の揺動軸を中心として揺動される１次元ＭＥＭＳミラーデバイス、又はミラーが例えば２つの直交し合う揺動軸などの２つの揺動軸を中心として揺動される２次元ＭＥＭＳなどの、任意のＭＥＭＳミラーデバイスに適用し得る点が理解されよう。
【０１１０】
[00109]上述の実施形態においては、磁場生成手段が任意の適切な形態をとり得ることが理解されよう。磁場生成手段は、永久磁石に限定されず、例えば磁場生成手段は、電磁石であることが可能である。
【０１１１】
[00110]境界部分は、貫通穴に限定されない。境界部分は、溝であることが可能である。これらの溝は、サポートフレームを構成する材料とは異なる充填材で充填されてもよい。この材料は、サポートフレームが揺動する際に、サポートフレームの縁部から伝達されるワープを吸収するように設定される。さらに、充填材は、アクチュエータの性能の中の温感性を低減させるいくつかの熱的特性を有するように設定されてもよい。
［項目１］
第１の揺動軸を中心として揺動し得るように構成されたサポートフレーム、及び前記サポートフレームに固定されたミラーを備えた可動部材であり、前記サポートフレームの揺動により前記ミラーが揺動される、可動部材と、
前記サポートフレームと共働するコイルと、
前記サポートフレームと前記ミラーとの間に設けられ、前記サポートフレームが前記第１の揺動軸を中心として揺動する際に前記サポートフレームの縁部から前記ミラーに伝達されるワープの影響を低減させる１つ又は複数の境界部分と
を具備するアクチュエータであって、
前記サポートフレームが、１つ又は複数の切欠領域をさらに備え、
前記１つ又は複数の切欠領域が、前記コイルの少なくとも一部分に対して平行となるように構成され、前記サポートフレームが前記第１の揺動軸を中心として揺動する際に前記コイルに対する応力を低減させる、アクチュエータ。
［項目２］
前記１つ又は複数の切欠領域が、前記アクチュエータの特性の中の温度依存性を低減させるように構成され得る、項目１に記載のアクチュエータ。
［項目３］
前記１つ又は複数の切欠領域が、前記コイルと前記サポートフレームの縁部との間に位置するように構成される、項目１に記載のアクチュエータ。
［項目４］
１つ又は複数の切欠領域が、前記コイルと前記サポートフレームの内側縁部との間に位置するように構成される、項目３に記載のアクチュエータ。
［項目５］
１つ又は複数の切欠領域が、前記コイルと前記サポートフレームの外側縁部との間に位置するように構成される、項目３又は４に記載のアクチュエータ。
［項目６］
前記切欠領域が貫通穴である、項目１に記載のアクチュエータ。
［項目７］
前記切欠領域が溝である、項目１に記載のアクチュエータ。
［項目８］
前記溝が、前記サポートフレームの揺動により引き起こされる前記サポートフレームにおける応力を決定するエネルギーを吸収するように構成された充填材をさらに備えることにより、前記サポートフレームが前記第１の揺動軸を中心として揺動する際に前記作動コイルに対する応力量を低減させる、項目７に記載のアクチュエータ。
［項目９］
前記溝が、加熱エネルギーを吸収するように構成された充填材をさらに備えることにより、前記アクチュエータの特性の温感性を低減させる、項目７に記載のアクチュエータ。
［項目１０］
１つ又は複数の切欠領域が、前記第１の揺動軸を横断するように構成される、項目１に記載のアクチュエータ。
［項目１１］
１つ又は複数の切欠領域が、縦長構成を有する、項目１に記載のアクチュエータ。
［項目１２］
１つ又は複数の切欠領域が、ｕ字型構成又はｎ字型構成を有する、項目１に記載のアクチュエータ。
［項目１３］
前記電磁アクチュエータが、第１の対の切欠領域及び第２の対の切欠領域を備え、前記第１の対の切欠領域が、前記コイルの両側に配置された第１の切欠領域及び第２の切欠領域を備え、前記第２の対の切欠領域が、前記コイルの両側に配置された第３の切欠領域及び第４の切欠領域を備える、項目１に記載のアクチュエータ。
［項目１４］
前記サポートフレームと共働する第２のサポートフレームをさらに備え、前記第２のサポートフレームが、第２の揺動軸を中心として揺動し得るように構成され、１つ又は複数のコイルが、前記第２のサポートフレームと共働するようにさらに設けられる、項目１に記載のアクチュエータ。
［項目１５］
前記サポートフレームと前記第２のサポートフレームとの間に配置された１つ又は複数の間隔領域をさらに備えることにより、前記サポートフレーム上の１つ又は複数のコイルと前記第２のサポートフレーム上の１つ又は複数のコイルとの間における電気的結合を低減させる、項目１４に記載のアクチュエータ。
［項目１６］
前記第２のサポートフレームが、１つ又は複数の切欠領域を備え、前記１つ又は複数の切欠領域が、前記第２のサポートフレーム上の前記コイルの少なくとも一部分に対して平行となるように構成されることにより、前記第２のサポートフレームがその揺動軸を中心として揺動する際に前記コイルに対する応力を低減させる、項目１４又は１５に記載のアクチュエータ。
［項目１７］
前記１つ又は複数の切欠領域が、前記アクチュエータの特性の中の温度依存性を低減させるようにさらに構成される、項目１６に記載のアクチュエータ。
［項目１８］
前記第２のサポートフレームが揺動し得る中心の揺動軸が前記第１の揺動軸に対して直交となることにより、前記ミラーが２次元において揺動し得るよう前記アクチュエータが構成される、項目１４に記載のアクチュエータ。
【符号の説明】
【０１１２】
１…電磁アクチュエータ、３…可動部材、４…コネクタ、５…サポートフレーム、７…揺動軸、８ａ…トーションバー、９…ミラー、１０ａ…トーションバー、１１…作動コイル、１５ａ…切欠領域、１７…外側縁部、２０…電磁アクチュエータ、２５ａ，２５ｂ…切欠領域、３０…電磁アクチュエータ、３５ａ，３５ｂ，３５ｃ…切欠領域、４０…電磁アクチュエータ、４５ａ，４５ｂ…切欠領域、４７ａ，４７ｂ，４７ｃ…長手方向セクション、５０…電磁アクチュエータ、５１ａ，５１ｂ…切欠領域、５３…揺動軸、５５ａ，５５ｂ…切欠領域、５６…誘導コイル、５７…内側縁部、５８…フレーム、６０…電磁アクチュエータ、６５ａ…切欠領域、７０…電磁アクチュエータ、７５ａ…切欠領域、８０…電磁アクチュエータ、８５ａ…切欠領域、９０…電磁アクチュエータ、９１，９３…サポートフレーム、９３ａ…フレームコネクタ、９５…可動部材、９７…揺動軸、１０１ａ，１０３ａ，１０３ｂ…切欠領域、１０５ａ…スペーサ領域、１１１…検出コイル、１１３ａ…切欠領域、１１５，１１９…外側縁部、１２１…内側縁部、１３０…磁気アクチュエータ、１４０，１４１…サポートフレーム、１４５…第１の揺動軸、１４６…第２の揺動軸、１４９ａ，１４９ｂ…作動コイル、１５１ａ，１５１ｂ，１５３ａ，１５５ａ，１５５ｂ…切欠領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006044943.tif 000008
【図８】
0006044943.tif 000009
【図９】
0006044943.tif 000010
【図１０】
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