(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
枠部と、該枠部に対してトーションバーにより回動可能に軸支された可動板と、該可動板に敷設されて通電により磁界を発生する駆動コイルとを備えたチップと、前記駆動コイルに前記トーションバーの軸方向と直交する方向から静磁界を与えるように、前記チップを前記枠部の外方から挟むように配置する一対の第１静磁界発生手段とを備えて構成したプレーナ型電磁アクチュエータにおいて、
前記一対の第１静磁界発生手段は、互いに異なる極性の磁極面を対向させて配置する構成とする一方、
前記一対の第１静磁界発生手段間に配置され、該一対の第１静磁界発生手段間の前記静磁界の方向と反対方向の静磁界を発生する第２静磁界発生手段を備えて構成することを特徴とするプレーナ型電磁アクチュエータ。
【請求項２】
前記チップに対して前記第２静磁界発生手段とは反対側で、前記チップの枠部の外方から前記一対の第１発生手段間の静磁界の方向と同じ方向の静磁界を発生する一対の第３静磁界発生手段を備えて構成することを特徴とする請求項１に記載のプレーナ型電磁アクチュエータ。
【請求項３】
枠部と、該枠部に対してトーションバーにより回動可能に軸支された可動板と、該可動板に敷設されて通電により磁界を発生する駆動コイルとを備えたチップと、前記駆動コイルに前記トーションバーの軸方向と直交する方向から静磁界を与えるように、前記チップを前記枠部の外方から挟むように配置する一対の第４静磁界発生手段とを備えて構成したプレーナ型電磁アクチュエータにおいて、
前記一対の第４静磁界発生手段は、各磁極面をチップ面と略平行に配置し、互いに異なる極性の磁極面を同一側に配置する構成とする一方、
前記チップに対して前記一対の第４静磁界発生手段とは反対側で、前記一対の第４静磁界発生手段と同じ極性の磁極面を、前記一対の第４静磁界発生手段の磁極面と対向させて配置する一対の第５静磁界発生手段を備えて構成することを特徴とするプレーナ型電磁アクチュエータ。
【請求項４】
前記チップの前記可動板を、前記枠部に外側トーションバーを介して回動可能に軸支される枠状の外側可動板と、該外側可動板に前記外側トーションバーと軸方向が直交する内側トーションバーを介して回動可能に軸支される内側可動板とで構成し、
前記駆動コイルを、前記外側可動板に敷設された外側駆動コイルと前記内側可動板に敷設された内側駆動コイルとで構成し、
前記一対の第４静磁界発生手段及び前記一対の第５静磁界発生手段を、前記外側駆動コイル用と前記内側駆動コイル用にそれぞれ備えて構成することを特徴とする請求項３に記載のプレーナ型電磁アクチュエータ。
【請求項５】
前記一対の第４静磁界発生手段は、前記外側駆動コイル用と前記内側駆動コイル用とを兼ねるＬ字状の一対の第６静磁界発生手段から成り、
前記一対の第５静磁界発生手段は、前記外側駆動コイル用と前記内側駆動コイル用とを兼ねるＬ字状の一対の第７静磁界発生手段から成ることを特徴とする請求項４に記載のプレーナ型電磁アクチュエータ。
【請求項６】
前記一対の第４静磁界発生手段の前記チップ側の各磁極面と、前記一対の第５静磁界発生手段の前記チップ側の各磁極面の少なくとも一方は、前記チップ側から前記チップと反対側に向けて、対向する各磁極面に近づくように傾斜して形成することを特徴とする請求項３〜５のいずれか１つに記載のプレーナ型電磁アクチュエータ。
【請求項７】
各静磁界発生手段の前記チップとは反対の側面側から、前記一対の第４静磁界発生手段及び前記一対の第５静磁界発生手段を挟んで、互いに異なる極性の磁極面を対向させて配置される一対の第８静磁界発生手段を備え、前記一対の第８静磁界発生手段は、互いに対向させる磁極面の極性を、隣接して対向配置される前記一対の第４静磁界発生手段及び前記一対の第５静磁界発生手段の磁極面の極性と合わせて配置することを特徴とする請求項３〜６のいずれか１つに記載のプレーナ型電磁アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ローレンツ力を利用するプレーナ型電磁アクチュエータに関し、特に、駆動コイルへ与える静磁界の強度を向上させた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、ローレンツ力を利用した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としては、例えば、枠部と、枠部に対してトーションバーにより回動可能に軸支された可動板と、可動板に敷設されて通電により磁界を発生する駆動コイルとを備えたチップと、チップを挟むように配置され駆動コイルに静磁界を与える一対の静磁界発生手段とを備え、駆動コイルに電流を供給すると、駆動コイルに発生する磁界と静磁界発生手段の静磁界との相互作用により発生する駆動力（ローレンツ力）が可動板に作用し、可動板をトーションバーの軸回りに回動させるように構成されている（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、この種のプレーナ型電磁アクチュエータに対して、可動板の大振幅化（可動板の振れ角を大きくする）が求められている。しかしながら、従来のプレーナ型電磁アクチュエータにおいて、大振幅化するために、駆動コイルへ供給する電流値を大きくすると消費電力が高くなってしまうため工夫が求められている。
【０００５】
本発明は上記課題に着目してなされたもので、消費電力を高めることなく静磁界強度を強めることによって、効果的に可動板の大振幅化を図ることが可能なプレーナ型電磁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】
上記目的を達成するために、本発明の一側面よるプレーナ型電磁アクチュエータは、枠部と、該枠部に対してトーションバーにより回動可能に軸支された可動板と、該可動板に敷設されて通電により磁界を発生する駆動コイルとを備えたチップと、前記駆動コイルに前記トーションバーの軸方向と直交する方向から静磁界を与えるように、前記チップを前記枠部の外方から挟むように配置する一対の第１静磁界発生手段とを備えて構成したプレーナ型電磁アクチュエータにおいて、前記一対の第１静磁界発生手段は、互いに異なる極性の磁極面を対向させて配置する構成とする一方、前記一対の第１静磁界発生手段間に配置され、該一対の第１静磁界発生手段間の前記静磁界の方向と反対方向の静磁界を発生する第２静磁界発生手段を備えて構成する。
【０００７】
また、本発明の別の一側面よるプレーナ型電磁アクチュエータは、枠部と、該枠部に対してトーションバーにより回動可能に軸支された可動板と、該可動板に敷設されて通電により磁界を発生する駆動コイルとを備えたチップと、前記駆動コイルに前記トーションバーの軸方向と直交する方向から静磁界を与えるように、前記チップを前記枠部の外方から挟むように配置する一対の第４静磁界発生手段とを備えて構成したプレーナ型電磁アクチュエータにおいて、前記一対の第４静磁界発生手段は、各磁極面をチップ面と略平行に配置し、互いに異なる極性の磁極面を同一側に配置する構成とする一方、前記チップに対して前記一対の第４静磁界発生手段とは反対側で、前記一対の第４静磁界発生手段と同じ極性の磁極面を、前記一対の第４静磁界発生手段の磁極面と対向させて配置する一対の第５静磁界発生手段を備えて構成する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一側面によるプレーナ型電磁アクチュエータによれば、互いに異なる極性の磁極面を対向させると共に、駆動コイルにトーションバーの軸方向と直交する方向から静磁界を与えるように、チップを枠部の外方から挟むように配置される一対の第１静磁界発生手段間に、該一対の第１静磁界発生手段間の静磁界の方向と反対方向の静磁界を発生する第２静磁界発生手段を配置する構成であるため、一対の第１静磁界発生手段の上記対向配置する磁極面（Ｎ極）からの静磁界と、第２静磁界発生手段の磁極面（Ｎ極）からの静磁界を反発させてはみ出させた静磁界を、チップ面に集中させることができる。これにより、チップ面に沿う静磁界強度を効果的に増強することができる。このようにして、消費電力を高めることなく静磁界強度を強めることによって、効果的に可動板の大振幅化を図ることが可能なプレーナ型電磁アクチュエータを提供することができる。また、第２静磁界発生手段は一対の第１静磁界発生手段の間に配置するため、アクチュエータのサイズが大きくなることはない。
【０００９】
また、本発明の別の一側面によるプレーナ型電磁アクチュエータによれば、各磁極面をチップ面と略平行に配置し、互いに異なる極性の磁極面を同一側に配置すると共に、駆動コイルにトーションバーの軸方向と直交する方向から静磁界を与えるように、チップを枠部の外方から挟むように配置される一対の第４静磁界発生手段と、チップに対して一対の第４静磁界発生手段とは反対側で、一対の第４静磁界発生手段と同じ極性の磁極面を、一対の第４静磁界発生手段の磁極面と対向させて配置する一対の第５磁界発生手段とを備える構成であるため、一対の第４静磁界発生手段の上記対向配置する磁極面（Ｎ極）からの静磁界と一対の第５静磁界発生手段の上記対向配置する磁極面（Ｎ極）からの静磁界とを反発させてはみ出させた静磁界を、チップ面に集中させることができる。これにより、チップ面に沿う静磁界強度を効果的に増強することができる。このようにして、消費電力を高めることなく静磁界強度を強めることによって、効果的に可動板の大振幅化を図ることが可能なプレーナ型電磁アクチュエータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明によるプレーナ型電磁アクチュエータの第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】上記第１実施形態におけるチップの一構成例を示す図で、チップの上面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ’矢視断面図である。
【図４】図３に示す断面方向であって、チップ面に沿う静磁界強度の分布を示す図である。
【図５】上記第１実施形態における別の構成例を示す図で、図３と同じＡ−Ａ’矢視断面を示す図である。
【図６】図５に示す断面方向であって、チップ面に沿う静磁界強度の分布を示す図である。
【図７】本発明によるプレーナ型電磁アクチュエータの第２実施形態を示す斜視図である。
【図８】図７のＢ−Ｂ’矢視断面図である。
【図９】図８に示す断面方向であって、チップ面に沿う静磁界強度の分布を示す図である。
【図１０】上記第２実施形態における別の構成例を示す図で、図８と同じＢ−Ｂ’矢視断面を示す図である。
【図１１】図１０に示す断面方向であって、チップ面に沿う静磁界強度の分布を示す図である。
【図１２】上記第２実施形態におけるさらに別の構成例を示す図で、図８と同じＢ−Ｂ’矢視断面を示す図である。
【図１３】図１２のＣ矢視図（上面図）である。
【図１４】図１２に示す断面方向であって、チップ面に沿う静磁界強度の分布を示す図である。
【図１５】本発明によるプレーナ型電磁アクチュエータの第３実施形態を示す斜視図である。
【図１６】図１５のＤ−Ｄ’ 及びＥ−Ｅ’矢視断面図である。
【図１７】図１５のＦ矢視図（上面図）である。
【図１８】上記第３実施形態においけるチップの一構成例を示す図で、チップの斜視図である。
【図１９】図１５に示すＤ−Ｄ’断面方向であって、チップ面に沿う静磁界強度の分布を示す図である。
【図２０】図１５に示すＥ−Ｅ’断面方向であって、チップ面に沿う静磁界強度の分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明による光走査装置の第１実施形態を示す斜視図である。
図１において、本実施形態のプレーナ型電磁アクチュエータ１０は、チップ１と、一対の第１静磁界発生手段２，２と、第１ヨーク３と、第２静磁界発生手段４とを備えている。
【００１２】
前記チップ１は、図２に示すように、枠部１ａと、枠部１ａに対してトーションバー
１ｂ，１ｂにより回動可能に軸支された可動板１ｃと、可動板１ｃに敷設されて通電により磁界を発生する駆動コイル１ｄとを備えて構成された一般的なものである。チップ１は、例えば、半導体基板をエッチングして、枠部１ａと、トーションバー１ｂ，１ｂと、可動板１ｃとを一体形成されている。チップ１は、図示省略するが、例えば、ベース基板に接着剤等によって固定され、このベース基板を介して第１ヨーク３等に固定されている。前記駆動コイル１ｄ（図の簡略化のために、図中１本線で示す）は、可動板１ｃの周縁部に敷設されている。駆動コイル１ｄの両端部は、例えば一対のトーションバー１ｂ，１ｂの上面を経由して枠部１ａの上面に設けられた図示省略の電極端子に接続され、同じく図示省略の外部の駆動回路とワイヤボンディング等の手段で電気的に接続されている。
【００１３】
チップ１は、後述するように、トーションバー１ｂ，１ｂの軸方向と一対の第１静磁界発生手段２，２から発生する静磁界の方向が直交するように配置されており、枠部１ａの外方から一対の第１静磁界発生手段２，２に挟まれるように配置されている。チップ１は、図３に示すように、一対の第１静磁界発生手段２，２の上面から、例えば、１ｍｍ程度隔てた位置に、該上面とチップ面が平行になるように配置され、これにより、チップ面に沿って静磁界が与えられるようになる。
【００１４】
前記一対の第１静磁界発生手段２，２は、駆動コイル１ｄにトーションバー１ｂ，１ｂの軸方向と直交する方向から静磁界を与えるように、チップ１を枠部１ａの外方から挟むように配置するとともに、互いに異なる極性の磁極面を対向させて配置するように構成されている。一方の第１静磁界発生手段２は、図１及び図３に示すＸＹＺ座標系において、磁極面からＸ方向に所定距離隔てて配置される他方の第１静磁界発生手段２と対向して配置されている。一対の第１静磁界発生手段２，２は、例えば、第１ヨーク３に接着剤等で固定されている。一対の第１静磁界発生手段２，２は、互いに異なる極性の磁極面が対向する様に着磁されて静磁界を発生させる一対の永久磁石でもよく、電磁石を用いることも可能である。
【００１５】
前記第１ヨーク３は、漏れ磁場を抑制する一般的なものであり、一対の第１静磁界発生手段２，２の少なくとも対向配置する磁極面とは反対側の各磁極面と当接するように形成されている。第１ヨーク３は、具体的には、例えば、図１に示すように、枠状に形成されており、この枠内面に一対の第１静磁界発生手段２，２の磁極面をそれぞれ当接させて接着剤等で固定している。
【００１６】
前記第２静磁界発生手段４は、一対の第１静磁界発生手段２，２間に配置され、一対の第１静磁界発生手段２，２間の静磁界の方向と反対方向の静磁界を発生する。第２静磁界発生手段４は、永久磁石でもよく、電磁石を用いることも可能である。なお、図示省略したが、第２静磁界発生手段４及び第１ヨーク３は、例えば、固定プレート上等に接着固定されている。
【００１７】
次に、本実施形態のプレーナ型電磁アクチュエータの動作を、図１〜図４に基づいて説明する。
【００１８】
第２静磁界発生手段４から発生する静磁界は、図３に示すように、一対の第１静磁界発生手段２，２から発生する静磁界と反発し、チップ面に静磁界が集中する。これにより、図３に示す断面方向であって、チップ面に沿う静磁界強度の分布を示す図４から分かるように、第２静止磁界発生手段４を設けた場合（実線）、チップ面に沿う静磁界強度が第２静止磁界発生手段４を設けない場合（破線）よりも全体的に高くなる。ここで、図示省略の前述の外部駆動回路から、駆動コイル１ｄに電流を供給すると磁界が発生する。この磁界と、一対の第１静磁界発生手段２，２による静磁界及び第２静磁界発生手段４による静磁界の相互作用により、トーションバー１ｂ，１ｂの軸方向と平行な可動板１ｃの両端縁部に互いに逆方向の駆動力（ローレンツ力）が発生し、トーションバー１ｂ，１ｂを軸中心として可動板１ｃが回動する。この回動動作に伴ってトーションバー１ｂ，１ｂが捩られトーションバー１ｂ，１ｂにばね力が発生し、このばね力と発生した駆動力とが釣合う位置まで可動板１ｃは回動する。駆動コイル１ｄに、例えば、交流電流を供給すると、可動板１ｃは揺動駆動する。
【００１９】
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よれば、互いに異なる極性の磁極面を対向させると共に、駆動コイル１ｄにトーションバー１ｂ，１ｂの軸方向と直交する方向から静磁界を与えるように、チップ１を枠部１ａの外方から挟むように配置される一対の第１静磁界発生手段２，２間に、該一対の第１静磁界発生手段２，２間の静磁界の方向と反対方向の静磁界を発生する第２静磁界発生手段４を配置する構成であるため、一対の第１静磁界発生手段２，２の対向配置する磁極面（Ｎ極）からの静磁界と、第２静磁界発生手段４の磁極面（Ｎ極）からの静磁界を反発させてはみ出させた静磁界を、チップ面に集中させることができる。これにより、チップ面に沿う静磁界強度を効果的に増強することができる。このようにして、消費電力を高めることなく静磁界強度を強めることによって、効果的に可動板の大振幅化を図ることが可能なプレーナ型電磁アクチュエータを提供することができる。また、第２静磁界発生手段は一対の第１静磁界発生手段の間に配置するため、アクチュエータのサイズが大きくなることはない。
【００２０】
なお、本実施形態においては、第１ヨーク３は、図１に示したように、枠状に形成した場合で説明したが、これに限らず、図示省略するが、溝部を設け箱状に形成してもよい。この場合、溝部の底面に一対の第１静磁界発生手段２，２及び第２静磁界発生手段４を載置し、一対の第１静磁界発生手段２，２の磁極面をそれぞれ溝部の側面に当接させて配置するように構成してもよい。また、第１ヨーク３を設け、外部への漏れ磁場を抑制した構成で説明したが、第１ヨーク３は設けなくてもよい。
【００２１】
図５は、第１実施形態におけるプレーナ型電磁アクチュエータ１０の別の構成例を示す図で、図１と同じＡ−Ａ’矢視断面を示す図である。本構成例は、チップ面に沿う静磁界の磁界強度を補強する手段として、第２静磁界発生手段４及び第１ヨーク３に加えて、一対の第３静磁界発生手段５，５と第２ヨーク６を備える構成である。
【００２２】
前記一対の第３静磁界発生手段５，５は、チップ１に対して第２静磁界発生手段４とは反対側で、チップ１の枠部１ａの外方から一対の第１発生手段２，２間の静磁界の方向と同じ方向の静磁界を発生するものである。一対の第３静磁界発生手段５，５は、永久磁石でもよく、電磁石を用いることも可能である。
【００２３】
前記第２ヨーク６は、一対の第３静磁界発生手段５，５用のヨークであり、枠状に形成された一般的なものである。この場合、一対の第３静磁界発生手段５，５の対向配置する磁極面とは反対側の磁極面を、それぞれ第２ヨーク６の枠内面に当接させて接着剤等で固定している。なお、図示省略したが、第２ヨーク６及び第１ヨーク３は、一対の第１静磁界発生手段２，２と一対の第３静磁界発生手段５，５間の距離が一定になるように、例えば、保持具等でそれぞれ固定されている。
【００２４】
このように、一対の第３静磁界発生手段５，５を配置することにより、チップ面に沿う静磁界をさらに増強することができる。例えば、図５に示す断面方向であって、チップ面に沿う静磁界強度の分布を示す図６から分かるように、一対の第３静止磁界発生手段５，５を設けた場合（実線）、チップ面に沿う静磁界強度をさらに増強することができる。
【００２５】
なお、本構成例においては、第２ヨーク６を設け、外部への漏れ磁場を抑制した構成で説明したが、第２ヨーク６は設けなくてもよい。
【００２６】
図７には、本発明によるプレーナ型電磁アクチュエータの第２実施形態の斜視図を示す。図７において、本実施形態のプレーナ型電磁アクチュエータ１０’は、チップ１と、一対の第４静磁界発生手段７，７と、第３ヨーク８と、一対の第５静磁界発生手段９，９と、第４ヨーク１１とを備えている。
【００２７】
前記チップ１は、図２に示すように、枠部１ａと、枠部１ａに対してトーションバー
１ｂ，１ｂにより回動可能に軸支された可動板１ｃと、可動板１ｃに敷設されて通電により磁界を発生する駆動コイル１ｄとを備えて構成された一般的なものである。チップ１は、例えば、半導体基板をエッチングして、枠部１ａと、トーションバー１ｂ，１ｂと、可動板１ｃとを一体形成されている。チップ１は、図示省略するが、例えば、ベース基板に接着剤等によって固定され、このベース基板を介して第３ヨーク８等に固定されている。前記駆動コイル１ｄ（図の簡略化のために、図中１本線で示す）は、可動板１ｃの周縁部に敷設されている。駆動コイル１ｄの両端部は、例えば一対のトーションバー１ｂ，１ｂの上面を経由して枠部１ａの上面に設けられた図示省略の電極端子に接続され、同じく図示省略の外部の駆動回路とワイヤボンディング等の手段で電気的に接続されている。
【００２８】
チップ１は、後述するように、トーションバー１ｂ，１ｂの軸方向と一対の第１静磁界発生手段２，２から発生する静磁界の方向が直交するように配置されており、枠部１ａの外方から一対の第４静磁界発生手段７，７に挟まれるように配置されている。チップ１は、図８に示すように、一対の第４静磁界発生手段７，７の上面（一対の第５静磁界発生手段９，９の磁極面と対向する磁極面）から、例えば、１ｍｍ程度隔てた位置に、該上面とチップ面が平行になるように配置され、これにより、チップ面に沿って静磁界が与えられるようになる。
【００２９】
前記一対の第４静磁界発生手段７，７は、駆動コイル１ｄにトーションバー１ｂ，１ｂの軸方向と直交する方向から静磁界を与えるように、チップ１を枠部１ａの外方から挟むように配置するとともに、各磁極面をチップ面と略平行に配置し、互いに異なる極性の磁極面を同一側に配置するように構成されている。一方の第４静磁界発生手段７は、図７及び図８に示すＸＹＺ座標系において、チップ１側の側面からＸ方向に所定距離隔てて配置される他方の第４静磁界発生手段７と対向して配置されている。一対の第４静磁界発生手段７，７は、例えば、第３ヨーク８に接着剤等で固定されている。一対の第４静磁界発生手段７，７は、一対の永久磁石でもよく、電磁石を用いることも可能である。
【００３０】
前記第３ヨーク８は、漏れ磁場を抑制する一般的なものであり、一対の第４静磁界発生手段７，７の、同一側に配置された互いに異なる極性の磁極面と当接するように形成されている。第３ヨーク８は、具体的には、例えば、図７及び図８に示すように、板状に形成されており、板上面に一対の第４静磁界発生手段７，７の磁極面をそれぞれ当接させて接着剤等で固定している。
【００３１】
前記一対の第５静磁界発生手段９，９は、チップ１に対して一対の第４静磁界発生手段７，７とは反対側で、一対の第４静磁界発生手段７，７と同じ極性の磁極面を、一対の第４静磁界発生手段７，７の磁極面と対向させて配置するように構成されている。一対の第５静磁界発生手段９，９は、永久磁石でもよく、電磁石を用いることも可能である。
【００３２】
前記第４ヨーク１１は、一対の第５静磁界発生手段９，９のチップ１とは反対側の磁極面と当接するように、例えば、平板状に形成されたものであり、一対の第５静磁界発生手段９，９を接着剤等で固定している。なお、図示省略したが、第３ヨーク８及び第４ヨーク１１は、一対の第４静磁界発生手段７，７の磁極面と一対の第５静磁界発生手段９，９の磁極面間の距離が一定になるように、例えば、保持具等でそれぞれ固定されている。
【００３３】
次に、本実施形態のプレーナ型電磁アクチュエータの動作を、図７〜図９に基づいて説明する。
【００３４】
一対の第５静磁界発生手段９，９から発生する静磁界は、図８に示すように、一対の第４静磁界発生手段７，７から発生する静磁界と反発し、チップ面に静磁界が集中する。これにより、図８に示す断面方向であって、チップ面に沿う静磁界強度の分布を示す図９から分かるように、一対の第５静磁界発生手段９，９を設けた場合（実線）、チップ面に沿う静磁界強度が一対の第５静磁界発生手段９，９を設けない場合（破線）よりも全体的に高くなる。ここで、図示省略の前述の外部駆動回路から、駆動コイル１ｄに電流を供給すると磁界が発生する。この磁界と、一対の第４静磁界発生手段７，７による静磁界及び一対の第５静磁界発生手段９，９による静磁界の相互作用により、トーションバー１ｂ，１ｂの軸方向と平行な可動板１ｃの両端縁部に互いに逆方向の駆動力（ローレンツ力）が発生し、トーションバー１ｂ，１ｂを軸中心として可動板１ｃが回動する。この回動動作に伴ってトーションバー１ｂ，１ｂが捩られトーションバー１ｂ，１ｂにばね力が発生し、このばね力と発生した駆動力とが釣合う位置まで可動板１ｃは回動する。駆動コイル１ｄに、例えば、交流電流を供給すると、可動板１ｃは揺動駆動する。
【００３５】
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よれば、各磁極面をチップ面と略平行に配置し、互いに異なる極性の磁極面を同一側に配置すると共に、駆動コイル１ｄにトーションバー１ｂ，１ｂの軸方向と直交する方向から静磁界を与えるように、チップ１を枠部１ａの外方から挟むように配置される一対の第４静磁界発生手段７，７と、チップ１に対して一対の第４静磁界発生手段７，７とは反対側で、一対の第４静磁界発生手段７，７と同じ極性の磁極面を、一対の第４静磁界発生手段７，７の磁極面と対向させて配置する一対の第５磁界発生手段９，９と、を備える構成であるため、一対の第４静磁界発生手段７，７の上記対向配置する磁極面（Ｎ極）からの静磁界と一対の第５静磁界発生手段９．９の上記対向配置する磁極面（Ｎ極）からの静磁界とを反発させてはみ出させた静磁界を、チップ面に集中させることができる。これにより、チップ面に沿う静磁界強度を効果的に増強することができる。このようにして、消費電力を高めることなく静磁界強度を強めることによって、効果的に可動板の大振幅化を図ることが可能なプレーナ型電磁アクチュエータを提供することができる。
【００３６】
なお、本実施形態においては、第３ヨーク８及び第４ヨーク１１を設け、外部への漏れ磁場を抑制した構成で説明したが、第３ヨーク８及び第４ヨーク１１は設けなくてもよい。
【００３７】
図１０は、第２実施形態におけるプレーナ型電磁アクチュエータ１０’の別の構成例を示す図で、図８と同じＢ−Ｂ’矢視断面を示す図である。本構成例は、一対の第５静磁界発生手段９，９の磁極面の形状を変更した構成である。
【００３８】
本構成例において、一対の第５静磁界発生手段９，９のチップ１側の各磁極面は、図１０に示すように、チップ１側からチップ１と反対側に向けて、対向する一対の第４静磁界発生手段７，７の各磁極面に近づくように傾斜して形成する。これにより、例えば、図１０に示す断面方向であって、チップ面に沿う静磁界強度の分布を示す図１１から分かるように、一対の第５静止磁界発生手段９，９の磁極面を図１０に示すように傾斜させて形成した場合（実線）、チップ１の周縁部側（Ｘ＝０〜０．４、４．６〜５．０）において、チップ面に沿う静磁界強度を増強することができる。このように磁極面の形状を工夫するだけでも、より効率的に静磁界の強度を向上させることができる。
【００３９】
なお、本構成例においては、一対の第５静磁界発生手段９，９の磁極面の傾斜させた場合で説明したが、これに限らず、一対の第４静磁界発生手段７，７のチップ側の各磁極面をチップ側からチップと反対側に向けて、対向する一対の第５静磁界発生手段９，９の各磁極面に近づくように傾斜させる形成する構成であってもよい。また、一方の一対の静磁界発生手段（７，７又は９，９）の磁極面のみを傾斜させる構成に限らず、両方の静磁界発生手段（７，７及び９，９）の磁極面を傾斜させるように形成してもよい。このように、一対の第４静磁界発生手段７，７のチップ側の各磁極面と、一対の第５静磁界発生手段９，９のチップ側の各磁極面の少なくとも一方は、チップ側からチップと反対側に向けて、対向する各磁極面に近づくように傾斜して形成する構成とすることによって、より効率的に静磁界の強度を向上させることができる。なお、本構成例においては、第３ヨーク８及び第４ヨーク１１を設け、外部への漏れ磁場を抑制した構成で説明したが、第３ヨーク８及び第４ヨーク１１は設けなくてもよい。
【００４０】
図１２は、第２実施形態におけるプレーナ型電磁アクチュエータ１０’のさらに別の構成例を示す図で、図８と同じＢ−Ｂ’矢視断面を示す図である。図１３は、図１２のＣ矢視図（上面図）である。本構成例は、各一対の静磁界発生手段７，７、９，９及び各ヨーク８，１１に加えて、一対の第６静磁界発生手段１２，１２及び一対の第５ヨーク１３，１３を備えた構成である。
【００４１】
前記一対の第６静磁界発生手段１２，１２は、各静磁界発生手段（７，７、９，９）のチップ１とは反対の側面側から、一対の第４静磁界発生手段７，７及び一対の第５静磁界発生手段９，９を挟んで、互いに異なる極性の磁極面を対向させて配置される。そして、この一対の第６静磁界発生手段１２，１２は、互いに対向させる磁極面の極性を、隣接して対向配置される一対の第４静磁界発生手段７，７及び一対の第５静磁界発生手段９，９の磁極面の極性と合わせて配置するように構成されている。一対の第６静磁界発生手段１２，１２は、例えば、各静磁界発生手段（７，７、９，９）のチップ１とは反対の側面と当接して接着剤等で固定されている。一対の第６静磁界発生手段１２，１２は、永久磁石でもよく、電磁石を用いることも可能である。
【００４２】
前記一対の第５ヨーク１３，１３は、一対の第６静磁界発生手段１２，１２のチップ１とは反対側の側面と当接するように、それぞれ、例えば、平板状に形成されたものであり、一対の第６静磁界発生手段１２，１２の側面に接着剤等で固定されている。
【００４３】
このように、一対の第６静磁界発生手段１２，１２を配置することにより、チップ面に沿う静磁界をさらに増強することができる。例えば、図１２に示す断面方向であって、チップ面に沿う静磁界強度の分布を示す図１４から分かるように、一対の第６静止磁界発生手段１２，１２を設けた場合（実線）、チップ面に沿う静磁界強度が一対の第６静止磁界発生手段１２，１２を設けない場合（破線）よりも全体的に高くなり、チップ面に沿う静磁界強度をさらに増強することができる。
【００４４】
なお、本実施形態においては、一対の第５ヨーク１３，１３を設け、外部への漏れ磁場を抑制した構成で説明したが、一対の第５ヨーク１３，１３は設けなくてもよい。
【００４５】
上述の第２実施形態は１次元駆動型のプレーナ型電磁アクチュエータの例を示したが、２次元駆動型のプレーナ型電磁アクチュエータにも適用できることは言うまでもない。
【００４６】
図１５は、本発明に係るプレーナ型電磁アクチュエータの第３実施形態を示す斜視図であり、２次元駆動型の実施形態である。図１６は、図１５のＤ−Ｄ’矢視断面図であるとともにＥ−Ｅ’矢視断面図でもある。図１７は、図１５のＦ矢視図（上面図）である。なお、図１５においては、図の明瞭化のため第４ヨーク１１は図示省略している。以下において、図８の第２実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
本第３実施形態のプレーナ型電磁アクチュエータ１０’’において、チップ１は、２次元駆動可能に形成されている。
【００４７】
本実施形態において、チップ１の可動板１ｃは、図１８に示すように、枠部１ａに外側トーションバー１ｂ１を介して回動可能に軸支される枠状の外側可動板１ｃ１と、該外側可動板１ｃ１に外側トーションバー１ｂ１と軸方向が直交する内側トーションバー１ｂ２を介して回動可能に軸支される内側可動板１ｃ２とで構成し、駆動コイル１ｄは、外側可動板１ｃ１に敷設された外側駆動コイル１ｄ１と内側可動板１ｃ２に敷設された内側駆動コイル１ｄ２とで構成する。
【００４８】
本実施形態において、一対の第４静磁界発生手段７，７は、図１５及び図１７に示したように、外側駆動コイル１ｄ１用と内側駆動コイル１ｄ２用とを兼ねるＬ字状の一対の第７静磁界発生手段１４，１４から成る。同様に、一対の第５静磁界発生手段９，９は、外側駆動コイル１ｄ１用と内側駆動コイル１ｄ２用とを兼ねるＬ字状の一対の第８静磁界発生手段１５，１５から成る。
【００４９】
次に、本実施形態のプレーナ型電磁アクチュエータの動作を、図１５及び１６、図１９及び２０に基づいて説明する。
【００５０】
一対の第７静磁界発生手段１４，１４から発生する静磁界は、図１６に示すように、一対の第８静磁界発生手段１５，１５から発生する静磁界と反発し、チップ面に静磁界が集中する。これにより、図１５のＤ―Ｄ’矢視断面の方向（Ｘ方向）であって、チップ面に沿う静磁界強度の分布を示す図１９や、Ｅ―Ｅ’矢視断面の方向（Ｙ方向）であって、チップ面に沿う静磁界強度の分布を示す図２０から分かるように、チップ面に沿うＸ方向及びＹ方向の静磁界の強度をともに高くすることができる。ここで、図示省略の前述の外部駆動回路から、外側駆動コイル１ｄ１に電流を供給すると磁界が発生する。この磁界と、各静磁界発生手段１４，１４及び１５，１５による静磁界の相互作用により、外側トーションバー１ｂ１，１ｂ１の軸方向（Ｘ軸方向）と平行な外側可動板１ｃ１の両端縁部に互いに逆方向の駆動力（ローレンツ力）が発生し、外側トーションバー１ｂ１，１ｂ１を軸中心として外側可動板１ｃ１が回動する。この回動動作に伴って外側トーションバー１ｂ１，１ｂ１が捩られてばね力が発生し、このばね力と発生した駆動力とが釣合う位置まで外側可動板１ｃ１は回動する。同様に、外部駆動回路から、内側駆動コイル１ｄ２に電流を供給すると磁界が発生し、この磁界と各静磁界発生手段１４，１４及び１５，１５による静磁界の相互作用により、内側トーションバー１ｂ２，１ｂ２の軸方向（Ｙ軸方向）と平行な内側可動板１ｃ２の両端縁部に互いに逆方向の駆動力（ローレンツ力）が発生し、内側トーションバー１ｂ２，１ｂ２を軸中心として内側可動板１ｃ２が回動する。この回動動作に伴って内側トーションバー１ｂ２，１ｂ２が捩られてばね力が発生し、このばね力と発生した駆動力とが釣合う位置まで内側可動板１ｃ２は回動する。その結果、内側可動板１ｃ２が二次元方向に揺動する。
【００５１】
このように、２次元駆動型のプレーナ型電磁アクチュエータであっても、一対の第７静磁界発生手段１４，１４の上記対向配置する磁極面（Ｎ極）からの静磁界と一対の第８静磁界発生手段１５，１５の上記対向配置する磁極面（Ｎ極）からの静磁界とを反発させてはみ出させた静磁界を、チップ面に集中させることができる。これにより、チップ面に沿うＸ方向及びＹ方向の静磁界強度を効果的に増強することができる。
【００５２】
また、本実施形態のように、各静磁界発生手段７，７、９，９を、それぞれ、外側駆動コイル１ｄ１用と内側駆動コイル１ｄ２用とを兼ねるＬ字状に形成して構成することにより、各駆動コイル（１ｄ１、１ｄ２）用の静磁界発生手段を一体的に容易に配置することができる。なお、これに限らず、一対の第４静磁界発生手段７，７及び一対の第５静磁界発生手段９，９は、外側駆動コイル１ｄ１用と内側駆動コイル１ｄ２用にそれぞれ備えて構成、すなわち、外側駆動コイル１ｄ１用の各静磁界発生手段７，７、９，９と内側駆動コイル１ｄ２用の各静磁界発生手段７，７、９，９を個別に形成してもよい。
【００５３】
また、本実施形態においても、一対の第７静磁界発生手段１４，１４（第４静磁界発生手段７，７）のチップ側の各磁極面と、一対の第８静磁界発生手段１５，１５（第５静磁界発生手段９，９）のチップ側の各磁極面の少なくとも一方を、チップ側からチップ１と反対側に向けて、対向する各磁極面に近づくように傾斜して形成するようにしてもよい。また、前述の図１２及び図１３に示した一対の第６静磁界発生手段１２，１２及び一対の第５ヨーク１３，１３を、図１５のＤ−Ｄ’矢視断面方向及びＥ−Ｅ‘矢視断面方向で各静磁界発生手段（１４，１４、１５，１５）を挟むように設けてもよい。
【００５４】
また、本実施形態においては、第３ヨーク８及び第４ヨーク１１を設け、外部への漏れ磁場を抑制した構成で説明したが、第３ヨーク８及び第４ヨーク１１は設けなくてもよい。
【００５５】
そして、本発明のプレーナ型電磁アクチュエータは、可動板１ｃに光を反射する反射ミラーを設ければ、光走査用のプレーナ型電磁アクチュエータとして使用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１・・・・・・・・・・・チップ
１ａ・・・・・・・・・・枠部
１ｂ・・・・・・・・・・トーションバー
１ｂ１・・・・・・・・・外側トーションバー
１ｂ２・・・・・・・・・内側トーションバー
１ｃ・・・・・・・・・・可動板
１ｃ１・・・・・・・・・外側可動板
１ｃ２・・・・・・・・・内側可動板
１ｄ・・・・・・・・・・駆動コイル
１ｄ１・・・・・・・・・外側駆動コイル
１ｄ２・・・・・・・・・内側駆動コイル
２，２・・・・・・・・・一対の第１静磁界発生手段
４・・・・・・・・・・・第２静磁界発生手段
５，５・・・・・・・・・一対の第３静磁界発生手段
７，７・・・・・・・・・一対の第４静磁界発生手段
９，９・・・・・・・・・一対の第５静磁界発生手段
１０，１０’，１０”・・・プレーナ型電磁アクチュエータ
１２，１２・・・・・・・一対の第６静磁界発生手段
１４，１４・・・・・・・一対の第７静磁界発生手段
１５，１５・・・・・・・一対の第８静磁界発生手段
【図１】
0005806089.tif 000002
【図２】
0005806089.tif 000003
【図３】
0005806089.tif 000004
【図４】
0005806089.tif 000005
【図５】
0005806089.tif 000006
【図６】
0005806089.tif 000007
【図７】
0005806089.tif 000008
【図８】
0005806089.tif 000009
【図９】
0005806089.tif 000010
【図１０】
0005806089.tif 000011
【図１１】
0005806089.tif 000012
【図１２】
0005806089.tif 000013
【図１３】
0005806089.tif 000014
【図１４】
0005806089.tif 000015
【図１５】
0005806089.tif 000016
【図１６】
0005806089.tif 000017
【図１７】
0005806089.tif 000018
【図１８】
0005806089.tif 000019
【図１９】
0005806089.tif 000020
【図２０】
0005806089.tif 000021