(57)【要約】【課題】  インダクタの形状を変えることなく、インダクタンス値を変化させることが可能である可変インダクタを提供する。【解決手段】  複数の薄膜コイル２，３を備え、この複数の薄膜コイル２，３のうち、少なくとも１つの薄膜コイル３に対してアクチュエータ５が設けられ、このアクチュエータ５が、熱膨張によって曲がることにより薄膜コイル３を移動させる構成である可変インダクタ１０を構成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の薄膜コイルを備え、
前記複数の薄膜コイルのうち、少なくとも１つの薄膜コイルに対してアクチュエータが設けられ、
前記アクチュエータが、熱膨張によって曲がることにより、前記薄膜コイルを移動させる構成である
ことを特徴とする可変インダクタ。
【請求項２】
前記アクチュエータが、前記薄膜コイルの膜面に略垂直な方向に、前記薄膜コイルを移動させることを特徴とする請求項１に記載の可変インダクタ。
【請求項３】
複数の薄膜コイルを備え、
前記複数の薄膜コイルのうち、少なくとも１つの薄膜コイルに対してアクチュエータが設けられ、
前記アクチュエータが、固定された第１の電極と、移動可能な第２の電極とから成り、静電作用によって前記第２の電極を前記第１の電極に対して相対的に動かすことにより、前記薄膜コイルを移動させる構成である
ことを特徴とする可変インダクタ。
【請求項４】
前記アクチュエータが、前記薄膜コイルの膜面に略平行な方向に、前記薄膜コイルを移動させることを特徴とする請求項３に記載の可変インダクタ。
【請求項５】
前記アクチュエータが、互い違いに配置された、第１の櫛歯電極及び第２の櫛歯電極から成り、前記第１の櫛歯電極と前記第２の櫛歯電極との間に電位差を印加することにより、前記第２の櫛歯電極が移動すると共に、前記薄膜コイルが移動することを特徴とする請求項３に記載の可変インダクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インダクタンスを変化させることが可能な可変インダクタに係わる。
【背景技術】
【０００２】
従来は、電子回路の特性を可変にするためには、回路に含まれる能動素子の特性或いは受動素子の特性値（抵抗値や容量値等）を変化させていた。
【０００３】
能動素子については、能動素子に印加されるバイアス電圧を変化させることにより、その能動素子の特性を変化させることができる。
また、受動素子については、例えばＭＯＳＦＥＴのオン抵抗を利用することによって可変抵抗素子を容易に実現することができ、ＰＮ接合を利用することによって可変容量素子を容易に実現することができる。
【０００４】
しかし、受動素子としてのインダクタについて、良好な特性を維持しつつ、インダクタンスを可変とすることは困難とされている。
【０００５】
これに対して、能動素子を用いてインダクタを構成し、インダクタを可変とする方法もあるが、この構成では能動素子が使われていることから、雑音や歪の特性が悪いという問題がある。
【０００６】
また、相互結合係数を変化させるために、インダクタの形状を物理的に変化させる方法（例えば、特許文献１参照）があるが、構成する回路の小型化並びに低コスト化が難しくなる、という点で問題がある。
【０００７】
そこで、小型化や低コスト化、集積化が容易な可変インダクタとして、複数のコイルを設けて、分配器によって、それぞれのコイルに流れる電流の分配比を変更可能とした構成が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００８】
【特許文献１】特開平７−３２０９４２号公報
【特許文献２】特開２００４−１６５６１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献２に記載された構成では、インダクタとは別に分配器が必要になり、また複数のインダクタの切り替えが必要となる。
このため、可変インダクタを設けることによって、回路構成が制約される。
【００１０】
また、インダクタンスを大幅に変化させることは難しいため、可変インダクタを適用するアプリケーションに対応して、インダクタの構成を選択する必要がある。
【００１１】
上述した問題の解決のために、本発明においては、インダクタの形状を変えることなく、簡単な構造でインダクタンス値を変化させることが可能である可変インダクタを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の可変インダクタは、複数の薄膜コイルを備え、この複数の薄膜コイルのうち、少なくとも１つの薄膜コイルに対してアクチュエータが設けられ、このアクチュエータが、熱膨張によって曲がることにより薄膜コイルを移動させる構成であるものである。
【００１３】
上記本発明の可変インダクタにおいて、アクチュエータが、薄膜コイルの膜面に略垂直な方向に薄膜コイルを移動させる構成としてもよい。
【００１４】
本発明の可変インダクタは、複数の薄膜コイルを備え、この複数の薄膜コイルのうち、少なくとも１つの薄膜コイルに対してアクチュエータが設けられ、このアクチュエータが、固定された第１の電極と、移動可能な第２の電極とから成り、静電作用によって第２の電極を第１の電極に対して相対的に動かすことにより薄膜コイルを移動させる構成であるものである。
【００１５】
上記本発明の可変インダクタにおいて、アクチュエータが、薄膜コイルの膜面に略平行な方向に薄膜コイルを移動させる構成としてもよい。
【００１６】
上記本発明の可変インダクタにおいて、アクチュエータが、互い違いに配置された、第１の櫛歯電極及び第２の櫛歯電極から成り、これら第１の櫛歯電極と第２の櫛歯電極との間に電位差を印加することにより、第２の櫛歯電極が移動すると共に、薄膜コイルが移動する構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
上述の本発明によれば、アクチュエータにより薄膜コイルを移動させることにより、コイル間の相互インダクタンスを変化させて、可変インダクタ全体のインダクタンスを変化させることができる。
従って、インダクタの形状を変えることなく、インダクタンス値を変化させることができる。
また、アクチュエータを制御することにより、可変インダクタのインダクタンス値を制御することができる。
【００１８】
そして、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いてアクチュエータを製造することにより、可変インダクタを、半導体基板、例えばシリコン基板上に作製することが可能となる。
これにより、構成が簡単で、かつ集積化・小型化・低消費電力化・低コスト化が可能な可変インダクタを実現することができる。
【００１９】
また、ＭＥＭＳ技術を用いてアクチュエータを作製することにより、コイル間の距離も狭くすることが可能になるため、電磁的結合力を大きくすることができる。
また、アクチュエータを利用して複数のコイルの相互インダクタンスを変化させることから、任意にかつ連続的にインダクタンスを変化させることができ、コイルを切り替えを前提とした仕様とする必要がない。
【００２０】
さらに、コイルに与える電流量や電圧量を変化させることによって、インダクタンスの変化量を調整することが可能であり、アクチュエータにより相互インダクタンスの変化と合わせて、広い範囲で連続的にインダクタンスを変化させることが可能になる。
【００２１】
また、可変インダクタは、携帯通信機器の高性能化の要求から搭載個数が増加していくと予想され、今後大きな市場が期待できることから、本発明の可変インダクタによって、高性能の携帯通信機器を小型で安い価格で実現することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
まず、本発明の具体的な実施の形態の説明に先立ち、本発明の概要について説明する。
本発明に係る可変インダクタにおいては、複数のコイル間の距離等を変化させることにより、相互インダクタンスの大きさを変化させて、インダクタンスを変化させる。
【００２３】
この原理を、図１６Ａ及び図１６Ｂを参照して説明する。
図１６Ａ及び図１６Ｂにおいて、インダクタンスＬ１のコイル１と、インダクタンスＬ２のコイル２とが、中心軸をほぼ同一として、上下に配置されている。
図１６Ａに示すように、コイル１及びコイル２の距離が短いときには、コイル１に電流ｉを流したときに発生する磁束のうち、コイル２を通る錯交磁束が増えるため、相互インダクタンスが大きくなる。
図１６Ｂに示すように、コイル１及びコイル２の距離が長いときには、コイル１に電流ｉを流したときに発生する磁束のうち、コイル２を通る錯交磁束が減り、コイル２を通らない漏れ磁束が増えるため、相互インダクタンスが小さくなる。
【００２４】
また、図１６の２つのコイルを薄膜コイルにより構成した場合を、図１７Ａ及び図１７Ｂの断面図を参照して説明する。
図１７Ａに示すように、下層の薄膜コイル７１と上層の薄膜コイル７２の水平方向の相対位置が一致していて、かつ２つのコイル７１，７２の距離が小さいときには、２つのコイル７１，７２の相互インダクタンスが最大となる。
図１７Ｂに示すように、下層の薄膜コイル７１と上層の薄膜コイル７２の水平方向の相対位置がずれていて、各コイル７１，７２の導体が他方のコイルの導体の間にあって互い違いの位置にあり、かつ２つのコイル７１，７２の距離が大きいときには、２つのコイル７１，７２の相互インダクタンスが最小となる。
【００２５】
また、前述した特許文献１に記載された構成でも、上述した原理によって相互インダクタンスを変化させている。
しかしながら、特許文献１に記載された構成では、コイルをスライダに取り付けて、スライダの動作によって手動でコイル間の距離を変化させているため、小型化することや電子回路に組み込むことが困難である。
【００２６】
そこで、本発明に係る可変インダクタでは、微細な素材の熱膨張や静電作用を利用したアクチュエータを構成し、このアクチュエータを用いてコイルを移動させる。これにより、アクチュエータを制御することにより、可変インダクタのインダクタンスを制御することが可能になる。
そして、薄膜コイルから成るコイルを複数層設けて、複数層のコイルのうち、少なくとも１層のコイルを、アクチュエータにより移動させる構成とする。
【００２７】
熱膨張を利用したアクチュエータとしては、例えばバイメタルのように、熱膨張係数の異なる２つの材料を積層して構成する。
そして、この構成のアクチュエータは、熱を加えることにより、熱膨張係数の小さい材料の側に曲げることができる。
この熱膨張を利用した構成のアクチュエータは、大きな力を取り出すことができること、単純な構造でアクチュエータを構成することができること、集積化に向いていること、等の特徴を有している。
【００２８】
静電作用を利用したアクチュエータとしては、例えば図１３に示す構成等が考えられる。
図１３Ａに示すように、図中左側の基板に、金属板電極から成る第１の櫛歯電極１０１が取り付けられており、第１の櫛歯電極１０１の間に第２の櫛歯電極１０２が配置されている。
【００２９】
ここで、例えば第１の櫛歯電極１０１を接地電位に接続し、第２の櫛歯電極１０２を正電位に接続すると、図１３Ａに示すように、第１の櫛歯電極１０１は相対的に−電位となり、第２の櫛歯電極１０２は相対的に＋電位となる。これにより、図中細い矢印で示す、第２の櫛歯電極１０２から第１の櫛歯電極１０１に向かう静電気力を生じる。
静電気力のうち、図中真上に向かう力と図中真下に向かう力とはつりあって相殺されるため、図中左方向の成分のみが残る。これにより、図中太い矢印に示すように、左方向の力Ｆが生じる。
そして、力Ｆの作用により、図１３Ｂに示すように、第２の櫛歯電極１０２が左方向に移動する。このとき、第２の櫛歯電極１０２を、移動させたい物体に取り付けておけば、静電作用を利用して物体の移動を行うことができる。
【００３０】
このような静電作用を利用したアクチュエータは、動作速度が速いこと、消費電力が少ないこと、集積化に向いていること、等の特徴を有している。
【００３１】
また、図１３Ａ及び図１３Ｂに示した原理を利用した、アクチュエータの構成を図１４Ａに示す。
図１４Ａに示すアクチュエータは、第１の櫛歯電極１１１と第２の櫛歯電極１１２とが互い違いに配置され、各第１の櫛歯電極１１１は左側の支持材１１１Ａに取り付けられ、各第２の櫛歯電極１１２は右側の支持材１１２Ａに取り付けられている。
また、第２の櫛歯電極１１２の支持材１１２Ａは、導電性のバネ１１３に接続されている。バネ１１３は、左側が第２の櫛歯電極１１２の支持材に取り付けられており、右側が固定材１１４に固定されている。
さらに、第１の櫛歯電極１１１の支持材１１１Ａと固定材１１４との間が配線により接続され、配線の途中に電源１１５及びスイッチ１１６が設けられている。図１４Ａに示す状態では、スイッチ１１６が切断されており、第１の櫛歯電極１１１の支持材１１１Ａと固定材１１４とは導通していない。
【００３２】
図１４Ｂに示すように、スイッチ１１６を接続すると、第１の櫛歯電極１１１の支持材１１１Ａと固定材１１４とが導通し、電源１１５によって第１の櫛歯電極１１１の支持材１１１Ａと固定材１１４とに電圧＋Ｖが印加される。
これにより、第１の櫛歯電極１１１は相対的に正電位となり、固定材１１４に電気的に接続された第２の櫛歯電極１１２は相対的に負電位となるため、図１３Ａ及び図１３Ｂに示したと同様に静電気力が作用して第２の櫛歯電極１１２が左側への力を受ける。
従って、図中矢印に示すように左向きの力を受けて、第２の櫛歯電極１１２がバネ１１３の弾性力に打ち勝って左側に移動する。
【００３３】
その後、図１４Ｃに示すように、スイッチ１１６を切断すると、第１の櫛歯電極１１１の支持材１１１Ａと固定材１１４とが導通しなくなるため、図１４Ｂで示した静電気力による左向きの力がなくなる。
従って、バネ１１３の弾性力によって、矢印で示すように右向きの力を受けて、第２の櫛歯電極１１２が右側に移動する。
【００３４】
なお、図１３及び図１４に示した構成において、２つの櫛歯電極に印加する電位の極性を逆にしても、動作は同様であり、静電気力が発生したときには第２の櫛歯電極が左側への力を受けて左側に移動する。
【００３５】
続いて、本発明の可変インダクタの具体的な実施の形態を説明する。
【００３６】
本発明の可変インダクタの一実施の形態の概略構成図（斜視図）を、図１に示す。
この可変インダクタ１は、薄膜コイルから成る２つのコイル２，３と、アクチュエータ５とを備えて構成されている。
【００３７】
２つのコイル２，３は、薄膜コイルがスパイラル状（渦巻状）に形成され、スパイラルの外側に一方の端子Ｔ１が設けられ、スパイラルの中心部からスパイラルの下を通って外側に伸びた部分に他方の端子Ｔ２が設けられている。
下層側のコイル２は、基板６上に形成されている。
上層側のコイル３は、額縁状の枠４の上に形成されている。
枠４は、コイル２，３の四隅付近に設けられたアクチュエータ５の上に載置されている。
【００３８】
各層のコイル２，３は、図２に断面図を示すような薄膜コイル５１によって構成されている。
図２に示す薄膜コイル５１は、基体５２上に絶縁層５３を介して、第１層の導電層５４が形成され、その上に絶縁層５５を介して、第２層の導電層５７が形成されて成る。
第２層の導電層５７は、スパイラル状（渦巻状）に形成され、その表面を絶縁層５８で覆われている。また、図示しないが、外側に上述した一方の端子Ｔ１が設けられる。
第１層の導電層５４は、絶縁層５５内を貫通して形成された導電層５６を介して、スパイラル状に形成された第２層の導電層５７の中央部と接続されている。そして、第１層の導電層５４には、図示しないが、端部に上述した他方の端子Ｔ２が設けられる。
【００３９】
下層側のコイル２は、基板６が図２の基体５２となっている。上層側のコイル３は、枠４が図２の基体５２となっている。
【００４０】
それぞれのアクチュエータ５は、基板６の上に配置された支持台７の上に設けられている。そして、図示しないが、各アクチュエータ５のコイル２，３とは反対側（つまり外側）の端部は、支持台７に固定されている。
【００４１】
アクチュエータ５は、熱膨張を利用する構成となっている。図１のアクチュエータ５の詳細な構成を、図３Ａ〜図３Ｃに示す。
図３Ａはアクチュエータ５の上面図を示し、図３Ｂはアクチュエータ５の斜視図を示している。図３Ａ及び図３Ｂに示すように、このアクチュエータ５は、細長いコ字状に折れ曲がった角棒状に形成されている。
なお、コ字状の先端部分が、外側に配置されて支持台７に固定され、コ字状の屈曲部がコイル２，３の側に配置される。
【００４２】
また、図３Ｃに、角棒状のアクチュエータ５の断面図を示す。
図３Ｃに示すように、下層から、第１配線層１１、金属層１２、絶縁層１３、絶縁層１４、絶縁層１５、金属層１６、第２配線層１７が積層されて成る。
【００４３】
第１配線層１１及び第２配線層１７には、例えば金（Ａｕ）を用いることができる。また、これら第１配線層１１及び第２配線層１７は、両端部を外部と接続することにより、配線層１１，１７内に電流を流すことができるように構成する。
金属層１２，１６には、例えばチタンＴｉを用いることができる。
絶縁層１３，１５には、例えばプラズマＳｉＯ２を用いることができる。
絶縁層１４には、例えばＳｉＯ２を用いることができる。
【００４４】
そして、例えば、第１配線層１１として膜厚０．１μｍのＡｕ膜、金属層１２として膜厚０．０５μｍのＴｉ膜、絶縁層１３として膜厚１μｍのプラズマＳｉＯ２膜、絶縁層１４として膜厚１μｍのＳｉＯ２膜、絶縁層１５として膜厚１μｍのプラズマＳｉＯ２膜、金属層１６として膜厚０．０５μｍのＴｉ膜、第２配線層１７として膜厚０．１μｍのＡｕ膜を積層することにより、上下が対称なアクチュエータ５を構成することができる。
【００４５】
次に、このアクチュエータ５の動作を、図４を参照して説明する。
図４Ａに示すように、上層の第２配線層１７に電流ｉを流すと、電流ｉによる発熱で熱膨張することにより、第２配線層１７側の層（例えば第２配線層１７及び金属層１６）が伸びる。一方、下層の第１配線層１１側はそのままである。
このため、アクチュエータ５は、上側が凸になるように曲がることになり、先端部が支持台７に固定されていることから、屈曲部が図中太い矢印で示すように下に曲がる。
【００４６】
また、図４Ｂに示すように、下層の第１配線層１１に電流ｉを流すと、電流ｉによる発熱で熱膨張することにより、第１配線層１１側の層（例えば第１配線層１１及び金属層１２）が伸びる。一方、上層の第２配線層１７側はそのままである。
このため、アクチュエータ５は、下側が凸になるように曲がることになり、先端部が支持台７に固定されていることから、屈曲部が図中太い矢印で示すように上に曲がる。
【００４７】
このように、第１配線層１１或いは第２配線層１７のいずれか一方に電流を流すことにより、アクチュエータ５の屈曲部を下又は上に曲げることができる。
そして、第１配線層１１に電流を流した状態と、第２配線層１７に電流を流した状態とにより、アクチュエータ５の屈曲部の上に載置されたコイル３を上下に移動させることができる。
さらに、第１配線層１１及び第２配線層１７のどちらにも電流を流さない状態とすることにより、アクチュエータ５をまっすぐにすることができる。
また、第１配線層１１或いは第２配線層１７のいずれか一方に流す電流の量を変化させることにより、アクチュエータ５の屈曲部が上下に曲がる量を変化させることができ、これにより、コイル３の位置をアクチュエータの可動範囲内で任意に調節することが可能である。
【００４８】
例えば、第１配線層１１及び第２配線層１７のどちらにも電流を流さない状態と、第１配線層１１のみに電流を流した状態とにより、図５Ａ及び図５Ｂに示すようにコイルを移動させることができる。
図５Ａに示す状態では、第１配線層１１及び第２配線層１７のどちらにも電流を流さないことにより、アクチュエータ５がまっすぐになっている。
図５Ｂに示す状態では、第１配線層１１に電流を流すことにより、アクチュエータ５の屈曲部が上に曲がり、上層のコイル３が載置された枠４が上に移動する。これにより、図４Ａに示す状態と比較して、下層のコイル２と上層のコイル３との間隔が広がるため、２つのコイル２，３の相互インダクタンスが小さくなる。
【００４９】
逆に、下層のコイル２と上層のコイル３との間隔が狭まると、２つのコイル２，３の相互インダクタンスが大きくなる。
そして、２つのコイル２，３の相互インダクタンスの大きさが変化することにより、可変インダクタ１全体のインダクタンスを変化させることができる。
【００５０】
なお、例えば、アクチュエータ５の屈曲部の下の部分の支持台７に凹部を形成したり、アクチュエータ５の屈曲部の下には支持台７がない構成としたりすることにより、アクチュエータ５を下側に曲げることが可能になる。
【００５１】
上述の本実施の形態の可変インダクタ１の構成によれば、薄膜コイルから成る２層のコイル２，３を備え、上層のコイル３が上下方向に曲がるアクチュエータ５の上に載置されていることにより、アクチュエータ５の動作によってコイル３を上下方向に移動させて、２層のコイル２，３間の距離を変化させることができる。
これにより、２層のコイル２，３の相互インダクタンスを変化させることができ、可変インダクタ１全体のインダクタンスを変化させることができる。
【００５２】
また、アクチュエータ５が、第１の配線層１１或いは第２の配線層１７に電流を流すことによって屈曲部が曲がる構成であることにより、配線層１１，１７に流す電流の量を変化させれば、屈曲部が曲がる量を変化させることができる。
これにより、アクチュエータ５の配線層１１，１７に流す電流の量を調節することにより、コイル３の移動量を調節して、アクチュエータ５の可動範囲内で可変インダクタ１のインダクタンスを任意にかつ連続的に変化させることが可能になる。
【００５３】
さらに、本実施の形態の可変インダクタ１のアクチュエータ５は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いて作製することができる。
このようにＭＥＭＳ技術を用いてアクチュエータ５を作製することにより、可変インダクタ１を、半導体基板、例えばシリコン基板上に作製することが可能となる。
これにより、構成が簡単で、かつ集積化・小型化・低消費電力化・低コスト化が可能な可変インダクタ１を実現することができる。そして、例えば、可変インダクタ１を備えた集積回路を１チップで形成することも可能になる。
【００５４】
次に、図１に示した可変インダクタ１の構成を変形した、可変インダクタを次に示す。
本発明の可変インダクタの他の実施の形態の概略構成図（斜視図）を図６に示す。
本実施の形態の可変インダクタ２０は、アクチュエータ５の屈曲部の上に載置されたコイル３の上方に、さらにコイル８を設けて、合計３層のコイル２，３，８を設けた構成である。
【００５５】
本実施の形態では、３層のコイル２，３，８を設けたことにより、各コイル間に相互インダクタンスを発生させることが可能になる。
そして、２層目のコイル３を、アクチュエータ５を用いて上下方向（薄膜コイルの膜面に垂直な方向）に移動させることにより、２層目のコイル３と他のコイル２，８との相互インダクタンスを変化させて、可変インダクタ８全体のインダクタンスを変化させることができる。
【００５６】
なお、相互インダクタンスは、インダクタの巻き数や外形、内径の大きさや、インダクタ間の距離に応じてその強さが決定される。
そこで、これらの寸法・距離等を変えて、相互インダクタンスが異なる組み合わせにすることにより、３層のコイル２，３，８を有する可変インダクタ２０において、インダクタンスが変化する範囲を広げることも可能になる。
【００５７】
ここで、図６に示した構成の可変インダクタ２０を実際に作製して、その特性を調べた。
３層のコイル２，３，８を、同じ材料かつ同じ形状に形成して、アクチュエータ５により２層目のコイル３をコイル３の膜面に垂直な方向に移動させて、コイル間の距離を変化させる構成として、可変インダクタ２０を作製した。
【００５８】
そして、２層目のコイル３を、上層の３層目のコイル８に近づけたり、離したりしたときの、それぞれの自己インダクタンスと相互インダクタンスの変化量特性を、シミュレーションにより求めた。結果を図７に示す。
図７において、Ｌ１１は下層（１層目）のコイル２の自己インダクタンスであり、Ｌ２２は２層目のコイル３の自己インダクタンスであり、Ｌ３３は上層（３層目）のコイル８の自己インダクタンスである。また、Ｌ１２は１層目のコイル２と２層目のコイル３の相互インダクタンスであり、Ｌ２３は２層目のコイル３と３層目のコイル８の相互インダクタンスであり、Ｌ１３は１層目のコイル２と３層目のコイル８の相互インダクタンスである。また、図７の横軸は、２層目のコイル３の膜面に垂直な方向における移動距離［μｍ］を示しており、上方（３層目のコイル８側）に移動した場合を＋として、下方（１層目のコイル２側）に移動した場合を−としている。
【００５９】
図７より、３層のコイル２，３，８の材料及び形状が同じであるため、自己インダクタンスＬ１１，Ｌ２２，Ｌ３３は等しくなっている。
また、２層目のコイル３と他のコイル２，８との相互インダクタンスＬ１２，Ｌ２３は、２層目のコイル３の移動に対応して変化している。移動距離が＋のときは、２層目のコイル３が３層目のコイル８側に移動しているので、これらの間の相互インダクタンスＬ２３が大きくなり、２層目のコイル３と１層目のコイル２との相互インダクタンスＬ１２は逆に小さくなる。移動距離が−のときは、２層目のコイル３が１層目のコイル２側に移動しているので、これらの間の相互インダクタンスＬ１２が大きくなり、２層目のコイル３と３層目のコイル８との相互インダクタンスＬ２３は小さくなる。
このように、コイル間の距離に依存して、相互インダクタンスＬ１２，Ｌ２３が変化することが確認できた。
【００６０】
上述の各実施の形態の可変インダクタ１，２０は、熱膨張を利用したアクチュエータ５を備えた構成であったが、前述した静電作用を利用したアクチュエータを備えた構成を以下に示す。
【００６１】
本発明の可変インダクタのさらに他の実施の形態の概略構成図（平面図）を図８に示す。
この可変インダクタ３０は、先の実施の形態と同様に基板上に形成された第１層のコイル（図示せず）と、その上方に設けられた第２層のコイル３１とを備えている。
第２層のコイル３１は、薄膜コイルがスパイラル（渦巻）状に形成され、外側に第１の端子Ｔ１が設けられ、内側からコイル３１の下を通って外側に延びる配線の先端に第２の端子Ｔ２が設けられている。
【００６２】
そして、第２層のコイル３１は、その四隅付近が、それぞれアクチュエータ３２に取り付けられている。
このアクチュエータ３２は、第１の櫛歯電極３３と第２の櫛歯電極３４とを有し、第１の櫛歯電極３３は基板に対して固定され、第２の櫛歯電極３４に２層目のコイル３１が取り付けられている。
第２の櫛歯電極３４は、図８のコイル３１の四隅付近に配置され、第１の櫛歯電極３３は、図８の第２の櫛歯電極３４と向かい合わせに配置されている。
【００６３】
第２の櫛歯電極３４は、図１４Ａに示したバネ１１３等の導電性の弾性材にも取り付けられ、静電気力がない状態では、弾性材により第１の櫛歯電極３３から離れる方向に付勢されている。
このようにアクチュエータ３２が構成されていることにより、図１４Ａ〜図１４Ｃに示したアクチュエータと同様に動作する。即ち、電圧を印加したときには、静電気力により第１の櫛歯電極３３の間に第２の櫛歯電極３４が入り込んでいき、電圧を印加していないときには、弾性材の弾性力により第１の櫛歯電極３３から第２の櫛歯電極３４が離れていく。
【００６４】
また、上述のように弾性材を接続することにより、弾性材の弾性力と静電気力とが釣り合う箇所で第２の櫛歯電極３４が静止するため、２つの櫛歯電極３３，３４に印加する電位の電位差によって静電気力の大きさを調整すれば、第２の櫛歯電極３４が静止する位置を調整することができる。これにより、第２の櫛歯電極３４に取り付けられた２層目のコイル３１の移動量を調整することができる。
【００６５】
また、本実施の形態では、互い違いに配置された第１の櫛歯電極３３及び第２の櫛歯電極３４に対して、それぞれ一本置きの櫛歯電極３３，３４にのみ電圧を印加することができるように構成する。
そのために、第１の櫛歯電極３３及び第２の櫛歯電極３４を、図９に示すような櫛歯電極６０の構成とする。
図９に示す櫛歯電極６０は、支持材６１にそれぞれ独立した電位φ１，φ２が印加される、第１の配線６２と第２の配線６３とを備えており、支持材６１に取り付けられた多数の櫛歯６４，６５が、一本置きに各配線６２，６３に電気的に接続されている。即ち、櫛歯６４は、第１の配線６２に電気的に接続されて、第１の電位φ１が印加される。また、櫛歯６５は、第２の配線６３に電気的に接続されて、第２の電位φ２が印加される。
【００６６】
このような構成の櫛歯電極６０を用いて、第１の櫛歯電極３３及び第２の櫛歯電極３４を構成することにより、図１０Ａ〜図１０Ｃに示すようにアクチュエータ３２を動作させることができる。
【００６７】
まず、図１０Ａに示すように、例えば、全ての第１の櫛歯電極３３に相対的に負電位を印加し、全ての第２の櫛歯電極３４に相対的に正電位を印加することにより、図１３及び図１４に示したように、第２の櫛歯電極３４が第１の櫛歯電極３３の支持材に近づくように移動する。
この場合には、各櫛歯電極３３，３４において、支持材内の第１の配線６１及び第２の配線６２に同じ電位を印加している。
【００６８】
次に、図１０Ｂに示すように、第１の櫛歯電極３３及び第２の櫛歯電極３４において、一本置きの櫛歯電極に電位を印加するようにして、第１の櫛歯電極３３の負電位が印加される櫛歯電極の左に第２の櫛歯電極３４の正電位が印加される櫛歯電極が位置するように構成すると、電位が印加された櫛歯電極同士が静電気力により引き寄せられて、第２の櫛歯電極３４が右に移動する。
この場合には、各櫛歯電極３３，３４において、支持材内の第１の配線６１及び第２の配線６２のうち、一方の配線のみに電位を印加している。
【００６９】
次に、図１０Ｃに示すように、第１の櫛歯電極３３及び第２の櫛歯電極３４において、一本置きの櫛歯電極に電位を印加するようにして、第１の櫛歯電極３３の負電位が印加される櫛歯電極の右に第２の櫛歯電極３４の正電位が印加される櫛歯電極が位置するように構成すると、電位が印加された櫛歯電極同士が静電気力により引き寄せられて、第２の櫛歯電極３４が左に移動する。
この場合には、各櫛歯電極３３，３４において、支持材内の第１の配線６１及び第２の配線６２のうち、一方の配線のみに電位を印加している。
【００７０】
このようにアクチュエータ３２が動作することにより、図８に示した２層目のコイル３１が、図１０Ａの場合は図８の上下方向に移動し、図１０Ｂ及び図１０Ｃの場合は図８の左右方向に移動する。
即ち、コイル３１が、その膜面に平行な方向に移動する。
【００７１】
本実施の形態では、アクチュエータ３２が図８及び図１０に示す構成であるため、第２の櫛歯電極３４の移動量は、櫛歯電極３３，３４の長手方向（図１０Ａ）の方が、長手方向に垂直な方向（図１０Ｂ及び図１０Ｃ）よりも大きい。
従って、第２層のコイル３１の移動量も、同様に、櫛歯電極３３，３４の長手方向に沿った方向（前後方向）Ｙが大きくなり、長手方向に垂直な左右方向Ｘが小さくなる。
【００７２】
上述の本実施の形態の可変インダクタ３０の構成によれば、薄膜コイルから成る２層のコイルを備え、上層のコイル３１が、静電気力により第２の櫛歯電極３４が移動するアクチュエータ３２の第２の櫛歯電極３４に取り付けられていることにより、アクチュエータ３２の動作によってコイル３１を膜面に平行な方向（前後左右）に移動させて、２層のコイルを構成する導体の水平距離を変化させることができる。また、コイルの対向する面積が変化するため、一方のコイルから発生した磁束が他方のコイル内を通過する量が変化する。
これにより、２層のコイルの相互インダクタンスを変化させることができ、可変インダクタ３０全体のインダクタンスを変化させることができる。
【００７３】
また、アクチュエータ３２が、第１の櫛歯電極３３と第２の櫛歯電極３４にそれぞれ印加される電位の電位差により静電気力を生じて第２の櫛歯電極３４が移動する構成であることにより、第２の櫛歯電極３４を弾性材により静電気力と反対向きに付勢して、両電極３３，３４に印加される電位の電位差の大きさを調整することにより、静電気力を調整して、第２の櫛歯電極３４の移動量即ち第２層のコイル３１の移動量を調整して、アクチュエータ３２の第２の櫛歯電極３４の可動範囲内で可変インダクタ３０のインダクタンスを任意にかつ連続的に変化させることが可能になる。
【００７４】
さらに、本実施の形態の可変インダクタ３０のアクチュエータ３２は、ＭＥＭＳ技術を用いて作製することができる。
このようにＭＥＭＳ技術を用いてアクチュエータ３２を作製することにより、可変インダクタ３０を、半導体基板、例えばシリコン基板上に作製することが可能となる。
これにより、構成が簡単で、かつ集積化・小型化・低消費電力化・低コスト化が可能な可変インダクタ３０を実現することができる。そして、例えば、可変インダクタ３０を備えた集積回路を１チップで形成することも可能になる。
【００７５】
なお、図８に示した可変インダクタ３０の構成に対して、図６に示した実施の形態と同様に、第２層のコイル３１の上に第３層のコイルを配置して、可変インダクタを構成することも可能である。
【００７６】
また、図８では、第２層のコイル３１がアクチュエータ３２の第２の櫛歯電極３４に直接取り付けられているが、例えば図１に示した枠４と同様の枠を用いて、枠をアクチュエータの第２の櫛歯電極に取り付けて、この枠の上に第２層のコイルを形成した構成としてもよい。
【００７７】
次に、本発明の可変インダクタのさらに別の実施の形態の概略構成図（平面図）を図１１に示す。
この可変インダクタ４０は、先の実施の形態と同様に基板上に形成された第１層のコイル（図示せず）と、その上方に設けられた第２層のコイル４１とを備えている。
第２層のコイル４１は、薄膜コイルがスパイラル（渦巻）状に形成され、外側に第１の端子Ｔ１が設けられ、内側からコイル４１の下を通って外側に延びる配線の先端に第２の端子Ｔ２が設けられている。
【００７８】
そして、第２層のコイル４１は、その四隅付近が、それぞれアクチュエータ４２に取り付けられている。
このアクチュエータ４２は、第１の櫛歯電極４３と第２の櫛歯電極４４とを有し、第１の櫛歯電極４３は基板に対して固定され、第２の櫛歯電極４４に２層目のコイル４１が取り付けられている。
第２の櫛歯電極４４は、図１１のコイル４１の四隅付近に配置され、第１の櫛歯電極４3は、図１１の第２の櫛歯電極４４と向かい合わせに配置されている。
【００７９】
第２の櫛歯電極４４は、図１４Ａに示したバネ１１３等の導電性の弾性材にも取り付けられ、静電気力がない状態では、弾性材により第１の櫛歯電極４３から離れる方向に付勢されている。
このようにアクチュエータ４２が構成されていることにより、図１４Ａ〜図１４Ｃに示したアクチュエータと同様に動作する。即ち、電圧を印加したときには、静電気力により第１の櫛歯電極４３の間に第２の櫛歯電極４４が入り込んでいき、電圧を印加していないときには、弾性材の弾性力により第１の櫛歯電極４３から第２の櫛歯電極４４が離れていく。
【００８０】
また、上述のように弾性材を接続することにより、弾性材の弾性力と静電気力とが釣り合う箇所で第２の櫛歯電極４４が静止するため、２つの櫛歯電極４３，４４に印加する電位の電位差によって静電気力の大きさを調整すれば、第２の櫛歯電極４４が静止する位置を調整することができる。これにより、第２の櫛歯電極４４に取り付けられた２層目のコイル４１の移動量を調整することができる。
【００８１】
また、本実施の形態では、図１１及び図１２Ａに示すように、アクチュエータ４２の第１の櫛歯電極４３及び第２の櫛歯電極４４の長手方向が、前後方向及び左右方向に対して斜めの方向となっている。
【００８２】
そして、図１２Ｂに示すように、例えば、第１の櫛歯電極４３に相対的に負電位を印加して、第２の櫛歯電極４４に相対的に正電位を印加することにより、第２の櫛歯電極４４が第１の櫛歯電極４３の支持材に近づくように斜めに移動する。
これにより、第２櫛歯電極４４に接続された第２層のコイル４１が、第２の櫛歯電極４４の長手方向に沿って、図１１に太い矢印で示す斜め方向に移動する。
【００８３】
本実施の形態の構成の場合には、第１の櫛歯電極４３及び第２の櫛歯電極４４の長手方向と、左右方向Ｘ及び前後方向Ｙとの間の角度によって、左右方向Ｘの移動量ΔＸと前後方向Ｙの移動量ΔＹとの比率が決まり、ΔＸ／ΔＹはほぼ一定となる。
この場合、先の実施の形態の可変インダクタ３０のように左右方向及び前後方向に任意に移動することはできないが、弾性材を１方向に設ければ済み、３方向に設ける必要がなくなる利点を有する。
【００８４】
上述の本実施の形態の可変インダクタ４０の構成によれば、薄膜コイルから成る２層のコイルを備え、上層のコイル４１が、静電気力により第２の櫛歯電極４４が移動するアクチュエータ４２の第２の櫛歯電極４４に取り付けられていることにより、アクチュエータ４２の動作によってコイル４１を膜面に平行な方向（左右方向Ｘ及び前後方向Ｙに対して斜めの方向）に移動させて、２層のコイルを構成する導体の水平距離を変化させることができる。また、コイルの対向する面積が変化するため、一方のコイルから発生した磁束が他方のコイル内を通過する量が変化する。
これにより、２層のコイルの相互インダクタンスを変化させることができ、可変インダクタ４０全体のインダクタンスを変化させることができる。
【００８５】
また、アクチュエータ４２が、第１の櫛歯電極４３と第２の櫛歯電極４４にそれぞれ印加される電位の電位差により静電気力を生じて第２の櫛歯電極４４が移動する構成であることにより、第２の櫛歯電極４４を弾性材により静電気力と反対向きに付勢して、両電極４３，４４に印加される電位の電位差の大きさを調整することにより、静電気力を調整して、第２の櫛歯電極４４の移動量即ち第２層のコイル４１の移動量を調整して、アクチュエータ４２の第２の櫛歯電極４４の可動範囲内で可変インダクタ４０のインダクタンスを任意にかつ連続的に変化させることが可能になる。
【００８６】
なお、図１１に示した可変インダクタ４０の構成に対して、図６に示した実施の形態と同様に、第２層のコイル４１の上に第３層のコイルを配置して、可変インダクタを構成することも可能である。
【００８７】
また、図１１では、第２層のコイル４１がアクチュエータ４２の第２の櫛歯電極４４に直接取り付けられているが、例えば図１に示した枠４と同様の枠を用いて、枠をアクチュエータの第２の櫛歯電極に取り付けて、この枠の上に第２層のコイルを形成した構成としてもよい。
【００８８】
なお、櫛歯電極を付勢する弾性材は、図１４に示した導電性のバネ１１３に限定されるものではなく、その他の弾性材も使用することができる。
また、弾性材を導電性の材料で構成する代わりに、弾性材とは別に配線を第２の櫛歯電極の支持材に接続して、この配線から第２の櫛歯電極に電位を印加するようにしても構わない。
【００８９】
上述の各実施の形態では、２層又は３層の薄膜コイルを備え、そのうちの１層（第２層の薄膜コイル）のみがアクチュエータにより移動する構成であった。
本発明では、複数層の薄膜コイルを備え、そのうち一部の層或いは全部の層がアクチュエータにより移動する構成であれば、その他の構成とすることも可能である。
【００９０】
また、各層の薄膜コイルの構成は、図２に示した薄膜コイル５１と同様の構成に限定されるものではなく、その他の構成も可能である。
【００９１】
上述の各実施の形態では、コイルがアクチュエータによりコイルの膜面に垂直な方向又は膜面に平行な方向に移動する構成であったが、膜面に垂直な方向や膜面に平行な方向から若干ずれていても、即ち、コイルの膜面に略垂直な方向又は膜面に略平行な方向であれば、同様の作用効果が得られる。
なお、本発明では、コイルの移動方向が斜め上方向等、その他の方向に移動する構成であってもよく、このような構成でもコイル間の相互インダクタンスを変化させて可変インダクタのインダクタンスを変化させることができる。
【００９２】
また、本発明の可変インダクタのコイルがアクチュエータにより移動する構成に加えて、さらに、スイッチングにより電流を流すコイルを切り替える構成や、それぞれのコイルに流す電流量を異ならせる構成等を組み合わせることも可能である。
このように構成を組み合わせることにより、可変インダクタのインダクタンスが変化する範囲を広げることも可能になる。
【００９３】
上述の各実施の形態の可変インダクタ１，２０，３０，４０等の、本発明の可変インダクタは、例えば、図１５Ａ及び図１５Ｂに回路構成図を示す、ＶＣＯ（電圧制御発振器）に用いることができる。
図１５Ａ及び図１５Ｂに示すＶＣＯ（電圧制御発振器）では、それぞれ図中上方に２つのコイルが設けられており、この２つのコイルに本発明の可変インダクタを適用して、コイルのインダクタンスを変化させることができる。
【００９４】
このＶＣＯ（電圧制御発振器）は、例えば、携帯電話等の無線通信用の電子機器において、基準周波数を生成するＰＬＬ回路等に使用されるものであり、電圧で出力周波数を制御することができる。
【００９５】
本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明のインダクタは、例えば、携帯電話やＬＳＩテスター等の電子機器、スイッチング電源回路に代表されるＤＣ−ＤＣコンバーターに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の可変インダクタの一実施の形態の概略構成図（斜視図）である。
【図２】図１の各層のコイルを構成する薄膜コイルの断面図である。
【図３】Ａ〜Ｃ  図１のアクチュエータの詳細な構成を示す図である。
【図４】Ａ、Ｂ  図１のアクチュエータの動作を説明する図である。
【図５】Ａ、Ｂ  図１のアクチュエータによるコイルの移動を説明する図である。
【図６】本発明の可変インダクタの他の実施の形態の概略構成図（斜視図）である。
【図７】図６の可変インダクタのコイルの移動距離とインダクタンスの大きさとの関係を示す図である。
【図８】本発明の可変インダクタのさらに他の実施の形態の概略構成図（平面図）である。
【図９】図８のアクチュエータを構成する櫛歯電極の概略構成図である。
【図１０】Ａ〜Ｃ  図８のアクチュエータの動作を説明する図である。
【図１１】本発明の可変インダクタのさらに別の実施の形態の概略構成図（平面図）である。
【図１２】Ａ、Ｂ  図１１のアクチュエータの動作を説明する図である。
【図１３】Ａ、Ｂ  静電作用を利用したアクチュエータの構成及び動作を説明する図である。
【図１４】Ａ〜Ｃ  図１３の原理を利用したアクチュエータの構成及び動作を説明する図である。
【図１５】Ａ、Ｂ  本発明の可変インダクタを適用することができるＶＣＯ（電圧制御発振器）の回路構成図である。
【図１６】Ａ、Ｂ  相互インダクタンスを変化させて全体のインダクタンスを変化させることを説明する図である。
【図１７】Ａ、Ｂ  ２層の薄膜コイルの相対位置と相互インダクタンスの大きさとの関係を説明する図である。
【符号の説明】
【００９８】
１，２０，３０，４０  可変インダクタ、２，３，８，３１，４１  コイル、５，３２，４２  アクチュエータ、６  基板、７  支持台、３３，４３  第１の櫛歯電極、３４，４４  第２の櫛歯電極、５１  薄膜コイル、６０  櫛歯電極
【図１】
2006303120.tif 000003
【図２】
2006303120.tif 000004
【図３】
2006303120.tif 000005
【図４】
2006303120.tif 000006
【図５】
2006303120.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2006303120.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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