(57)【要約】【課題】大振幅駆動が可能で、アレイ構造とする場合に揺動軸方向の可動部の配列密度を向上させることができるプレーナー型アクチュエータを提供する。【解決手段】固定部２に一対のトーションバー３によって揺動可能に支持された可動部１と、該可動部１を駆動する駆動手段４と、を備え、前記一対のトーションバー３を、前記可動部１の揺動軸線に対して同じ側に屈曲した形状とした。トーションバー３も固定部２側の支持部３ｂを支点にしてたわみ、可動部１の揺動振幅とトーションバー３のたわみ振幅とが加算されて、可動部１を大振幅駆動させることが可能となる。【選択図】      図１
2004273724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部に一対のトーションバーによって揺動可能に支持された可動部と、
該可動部を駆動する駆動手段と、を備え、
前記一対のトーションバーを、前記可動部の揺動軸線に対して同じ側に屈曲した形状とすることを特徴とするプレーナー型アクチュエータ。
【請求項２】
前記可動部が、一対の外側トーションバーにより前記固定部に揺動可能に支持された枠状の外側可動部と、一対の内側トーションバーにより前記外側可動部に揺動可能に支持された内側可動部とからなるように構成し、前記内側及び外側トーションバーの少なくとも一方を前記屈曲形状としたことを特徴とする請求項１に記載のプレーナー型アクチュエータ。
【請求項３】
前記トーションバーを、略Ｌ字状の屈曲形状としたことを特徴とする請求項１または２に記載のプレーナー型アクチュエータ。
【請求項４】
前記トーションバーを、曲線状の屈曲形状としたことを特徴とする請求項１または２に記載のプレーナー型アクチュエータ。
【請求項５】
前記可動部を、枠状の一つの固定部の内側に複数整列配置する構成としたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のプレーナー型アクチュエータ。
【請求項６】
前記複数の可動部を、該可動部の揺動軸方向に整列配置したことを特徴する請求項５に記載のプレーナー型アクチュエータ。
【請求項７】
前記複数の可動部を、該可動部の揺動軸方向に千鳥配置し、互いに隣接する可動部のトーションバーの固定部側支持部を各可動部の揺動軸線に対して反対側の固定部に設ける構成としたことを特徴する請求項５または６に記載のプレーナー型アクチュエータ。
【請求項８】
前記複数の可動部の各共振周波数が互いに異なるように構成としたことを特徴とする請求項５〜７のいずれか一つに記載のプレーナー型アクチュエータ。
【請求項９】
前記駆動手段を、前記可動部の周縁部に敷設した駆動コイルと、該駆動コイルに静磁界を作用する静磁界発生手段と、を備えて構成し、駆動コイルに駆動電流を供給するようにしたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載のプレーナー型アクチュエータ。
【請求項１０】
前記駆動手段を、前記可動部に設けた薄膜磁石と、該薄膜磁石に磁界を作用するコイルと、を備えて構成し、コイルに電流を供給するようにしたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載のプレーナー型アクチュエータ。
【請求項１１】
前記駆動手段を、前記可動部に設けた電極と、該電極に対向した部位に設けた他の電極と、を備え、該電極間に駆動電圧を印加するよう構成したことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載のプレーナー型アクチュエータ。
【請求項１２】
前記駆動手段を、前記固定部に設けた電極と、該電極に対向した部位に設けた他の電極と、を備え、該電極間に駆動電圧を印加するよう構成したことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載のプレーナー型アクチュエータ。
【請求項１３】
前記駆動手段を、前記固定部に圧電素子を備え、該圧電素子に駆動電圧を印加するよう構成したことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載のプレーナー型アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可動部を一対のトーションバーで揺動可能に支持したプレーナー型アクチュエータに関し、特に、大振幅駆動が可能で、アレイ構造とする場合に揺動軸方向の可動部の配列密度を向上させることができるプレーナー型アクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプレーナー型アクチュエータには、図１０に示すように、可動部１を、実質的な中心軸線が同一線上にあるようＳ字状に屈曲した一対のトーションバー３で固定部２に揺動可能に支持し、可動部１に敷設した駆動コイル５と可動部１の揺動軸線に直交する方向で固定部２の外側に設けた静磁界発生手段６Ａ，６Ｂとを備えて駆動手段４を構成し、静磁界発生手段６Ａ，６Ｂの静磁界をトーションバー３の軸方向に平行な可動部１の対辺近傍部の駆動コイル５部分に作用して駆動力を発生させ、可動部１を揺動するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このように構成することにより、可動部１と固定部２との間隔を大きくすることなく長いトーションバー３を確保することができ、大振幅駆動する小型のプレーナー型アクチュエータの提供が可能となる。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２９２４２００号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来のプレーナー型アクチュエータにおいては、一つの固定部２の内側に、揺動軸方向に複数の可動部１を整列配置するようなアレイ構造とする場合、図１１に示すように、隣接する可動部１間にトーションバー３を支持する支持部材２ａを介在させる必要があり、該支持部材２ａの存在により各可動部１の配列密度を向上させることが困難であった。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点に着目してなされたもので、大振幅駆動が可能で、アレイ構造とする場合に揺動軸方向の可動部の配列密度を向上させることができるプレーナー型アクチュエータを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このために、請求項１の発明は、固定部に一対のトーションバーによって揺動可能に支持された可動部と、該可動部を駆動する駆動手段と、を備え、前記一対のトーションバーを、前記可動部の揺動軸線に対して同じ側に屈曲した形状とした。
【０００８】
このような構成により、可動部の揺動軸線に対して同じ側に屈曲した一対のトーションバーで可動部を揺動可能に支持し、駆動手段で可動部を駆動する。これにより、可動部の揺動に同期してトーションバーも固定部側の支持部を支点にしてたわみ、可動部の揺動振幅とトーションバーのたわみ振幅とが加算されて、可動部を大振幅駆動させることを可能とする。
【０００９】
また、請求項２の発明の場合においては、前記可動部が、一対の外側トーションバーにより前記固定部に揺動可能に支持された枠状の外側可動部と、一対の内側トーションバーにより前記外側可動部に揺動可能に支持された内側可動部とからなるように構成し、前記内側及び外側トーションバーの少なくとも一方を前記屈曲形状とした。
【００１０】
具体的には、請求項３のように前記トーションバーを、略Ｌ字状の屈曲形状とするとよい。または、請求項４のように曲線状の屈曲形状としてもよい。
【００１１】
また、請求項５の発明の場合においては、前記一対のトーションバーで揺動可能に支持された可動部を、枠状の一つの固定部の内側に複数整列配置する構成とした。この場合、請求項６のように前記複数の可動部を、該可動部の揺動軸方向に整列配置してもよく、請求項７のように可動部の揺動軸方向に千鳥配置し、互いに隣接する可動部のトーションバーの固定部側支持部を各可動部の揺動軸線に対して反対側の固定部に設ける構成としてもよい。この場合、請求項８のように前記複数の可動部の各共振周波数が互いに異なるように構成してもよい。
【００１２】
そして、駆動手段は、請求項９のように前記可動部の周縁部に敷設した駆動コイルと、該駆動コイルに静磁界を作用する静磁界発生手段と、を備えて構成し、駆動コイルに駆動電流を供給するようにするとよい。または、請求項１０のように前記可動部に設けた薄膜磁石と、該薄膜磁石に磁界を作用するコイルと、を備えて構成し、コイルに電流を供給するようにしてもよい。さらには、請求項１１のように前記駆動手段を、前記可動部に設けた電極と、該電極に対向した部位に設けた他の電極と、を備え、該電極間に駆動電圧を印加するよう構成してもよく、または請求項１２のように前記固定部に設けた電極と、該電極に対向した部位に設けた他の電極と、を備え、該電極間に駆動電圧を印加するよう構成してもよい。また、請求項１３のように前記駆動手段を、前記固定部に圧電素子を備え、該圧電素子に駆動電圧を印加するよう構成してもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１に、本発明に係るプレーナー型アクチュエータの第１実施形態の概略構成図を示す。なお、図１０と同一の要素については、同一符号を用いて示す。
図１において、本第１実施形態のプレーナー型アクチュエータは、矩形状の可動部１と、枠状の固定部２と、屈曲した一対のトーションバー３と、駆動手段４と、を備えて構成する。
【００１４】
上記可動部１は、固定部２に一対のトーションバー３によって揺動可能に支持されており、半導体基板をその厚み方向に異方性エッチングして固定部２及びトーションバー３と一体的に形成される。なお、半導体基板は、半導体微細加工技術を応用して加工するものであればよく、例えばシリコン基板やプラスチック基板などである。
【００１５】
ここで、上記一対のトーションバー３は、可動部１の揺動軸線Ｘに対して同じ側（図１では下側）に略Ｌ字状に屈曲した形状を有し、それぞれ支持部３ａで可動部１を支持し、支持部３ｂで固定部１に支持されている。そして、可動部１の中心Ｏにおいて、可動部１側の二つの支持部３ａを結ぶ線（揺動軸線Ｘに一致）と直交する直線Ｙに対して線対称に設ける。
【００１６】
一方、上記駆動手段４は、駆動コイル５と静磁界発生手段６Ａ，６Ｂとを備え、駆動コイルに駆動電流を供給する構成である。
上記駆動コイル５は、可動部１の周縁部に敷設されており、その両端部は、トーションバー３を介して固定部２側に引出され、固定部２上に設けられた電極端子部７に接続している。そして、図示省略の制御装置に接続して駆動電流を供給できるようにしている。
【００１７】
また、静磁界発生手段６Ａ，６Ｂは、上記駆動コイル５に流れる駆動電流に静磁界を作用してローレンツ力を発生させ、可動部１を揺動させるものであり、揺動軸線Ｘに平行な可動部１の対辺側方で、例えば固定部２の外側に可動部１を間にして互いに反対磁極を対向して配置しており、例えば永久磁石からなる。そして、静磁界発生手段６Ａ，６Ｂの互いに対向する磁極と反対側の磁極を枠状のヨーク部材８で磁気的に接続している。
【００１８】
次に、本第１実施形態の動作を、図１及び図２を参照して説明する。なお、ここでは、可動部１に反射ミラーを設けて光走査に適用した場合を例に説明する。
先ず、図２に示すように、可動部１に敷設した駆動コイル５に対して図示省略の制御装置から電極端子部７を介して、例えば矢印Ａ方向の駆動電流を供給する。このとき、静磁界発生手段６Ａ，６Ｂにより、駆動コイル５に対して可動部１の駆動コイル形成面に平行な矢印Ｂ方向の静磁界が作用している場合、揺動軸線Ｘに平行な可動部１の対辺１ａ，１ｂ近傍部の駆動コイル５部分には、駆動電流と静磁界の相互作用によりローレンツ力が発生する。これにより、可動部１の対辺１ａは矢印Ｃ方向に動き、対辺１ｂは矢印Ｄ方向に動く。
【００１９】
このとき、トーションバー３を屈曲させたことにより、各トーションバー３には、固定部２側の支持部３ｂを支点にして矢印Ｃ方向にたわむ共振モードが現れる。これにより、可動部１自身の揺動振幅にトーションバー３のたわみ振幅が加算されてより大振幅となる。また、駆動コイル５に矢印Ａと逆方向の駆動電流を流した場合には、可動部１及びトーションバー３の動作方向は共に矢印Ｃ及びＤと反対方向となる。
【００２０】
なお、図１に示すように可動部１は、分離独立し略Ｌ字状に屈曲した形状の一対のトーションバー３で揺動可能に支持されているため、可動部１の中心Ｏで揺動軸線Ｘと直交する直線Ｙ回りの動作は抑制され、外乱の影響を受け難い。
【００２１】
このように、本第１実施形態によれば、可動部１を揺動軸線Ｘに対して同じ側に略Ｌ字状に屈曲した形状の一対のトーションバー３で揺動可能に支持する構成としているので、可動部１の揺動振幅にトーションバー３のたわみ振幅が加算され大振幅のプレーナー型アクチュエータを提供することができる。
【００２２】
また、可動部１を支持する屈曲した一対のトーションバー３が、互いに分離独立して固定部２に支持されているため、可動部１の中心Ｏで揺動軸線Ｘと直交する直線Ｙ回りの動作が抑制され、外乱の影響を低減することができる。
【００２３】
さらに、図３（ａ）に示すように、直線状の一対のトーションバー３で可動部１を支持した従来のプレーナー型アクチュエータにおいては、図中左右方向からの外力がトーションバー３を介して直接可動部１に作用することになるが、本第１実施形態によれば、一対のトーションバー３を略Ｌ字状に屈曲して形成しているので、同図（ｂ）に示すように図中左右または上下方向の外力は、トーションバー３のたわみによって緩和され直接可動部１に作用せず、可動部１に対する外力の影響を低減することができる。
【００２４】
図４は、第１実施形態の変形例を示すものである。
図４に示すように、可動部１及び固定部２を円形状に形成し、トーションバー３を、可動部１を揺動可能に支持する直線状の辺部３Ａと、可動部１の回りに曲線状に形成したのち直線状に固定部２に接続する辺部３Ｂと、で屈曲形状に形成したものである。この場合も、可動部１の揺動振幅は、可動部１自身の揺動振幅にトーションバー３のたわみ振幅が加算され大振幅となる。なお、トーションバー３は、上記曲線状に屈曲したものでなく、略Ｌ字状に屈曲したものを適用してもよい。また、固定部２の形状はトーションバー３を支持することができればいかなる形状であってもよく、可動部１の形状は楕円形状等他のいかなる形状であってもよい。また、トーションバー３が全て曲線状に屈曲していて直線部を持たなくてもよい。
【００２５】
図５は、上記第１実施形態の可動部１を、複数整列配置したアレイ状のプレーナー型アクチュエータの構成例を示している。
具体的には、このアレイ状プレーナー型アクチュエータは、例えば可動部１を３個、可動部１の揺動軸線Ｘ方向に整列配置し、揺動軸線Ｘに対して同じ側に略Ｌ字状に屈曲した一対のトーションバー３によって、枠状の一つの固定部２にそれぞれ支持する構成としている。
【００２６】
そして、駆動手段は、トーションバー３を介して各可動部１に敷設した図示省略の駆動コイルと、可動部１の揺動軸線Ｘに直交する方向で固定部２の外側の部位に配置され、３個の可動部１に跨り共用する静磁界発生手段６Ａ，６Ｂと、を備えて、静磁界発生手段６Ａ，６Ｂの互いに対向する磁極と反対側の磁極を枠状のヨーク部材８で磁気的に接続している。なお、静磁界発生手段６Ａ，６Ｂは、各可動部１に対応して個別に設けてもよい。
【００２７】
このような構成において、各可動部１の図示省略の駆動コイルに駆動電流を供給すると、静磁界発生手段６Ａ，６Ｂによる静磁界と上記駆動電流とが相互に作用して、各可動部１がそれぞれ揺動軸線Ｘ回りの駆動力を得て揺動し、各トーションバー３が可動部１の揺動に同期して固定部側の支持部３ｂを支点にたわみ動作をする。
【００２８】
なお、トーションバー３の長さまたは断面積等を調整して、上記複数の可動部１の共振周波数がそれぞれ異なるようにしてもよい。また、上記各可動部１の駆動コイルを互いに接続して一つの制御装置から駆動電流を供給するようにしてもよい。この場合、各可動部１の共振周波数が異なるときは、各共振周波数の駆動電流を重畳して上記駆動コイルに供給するようにするとよい。
【００２９】
このように、本第１実施形態の可動部１を、可動部１の揺動軸線Ｘ方向に複数配置してアレイ状のプレーナー型アクチュエータを構成する場合には、隣接する可動部１間に、図１１に示すような支持部材２ａを介在させる必要がなく、各可動部１を従来構造に比べて互いに近づけて整列配置することができるので、可動部１の配列密度を向上することができる。これにより、アレイ状のプレーナー型アクチュエータの小型化を実現することができる。
【００３０】
図６は、上記アレイ状のプレーナー型アクチュエータの別の構成例を示すものである。
図６に示すプレーナー型アクチュエータは、一つの枠状の固定部２の内側に、前記複数の可動部１（図６では３個）を、該可動部１の揺動軸方向に千鳥配置し、互いに隣接する可動部１のトーションバー３の固定部側支持部３ｂを各可動部１の揺動軸線に対して反対側の固定部２に設ける構成としている。これにより、整列配置する可動部１の間に別の可動部１を、トーションバー３を避けて各可動部１に近づけて配置することができ、可動部１の大振幅動作を維持して、可動部１の配列密度をより向上させることができる。
【００３１】
なお、図７に示すように、一つの枠状の固定部２の内側に、複数の可動部１を、該可動部１の揺動軸に直交する方向に整列配置し、揺動軸に対して同じ側に略Ｌ字状に屈曲する一対のトーションバー３の固定部側の支持部３ｂを、可動部１を間にして対向する固定部２にそれぞれ接続する構成とすることも可能である。
【００３２】
次に、本発明に係るプレーナー型アクチュエータの第２実施形態を、図８を参照して説明する。なお、第１実施形態と同一の要素については同一符号を用いて示し、ここでは、第１実施形態と異なる部分について説明する。
【００３３】
図８に示す第２実施形態は、可動部１が、一対の外側トーションバー９により固定部２に揺動可能に支持する矩形枠状の外側可動部１０と、一対の内側トーションバー１１により外側可動部１０に揺動可能に支持する矩形状の内側可動部１２とからなり、各内側トーションバー１１の内側可動部側の支持部１１ａを結ぶ線（内側可動部１２の揺動軸線Ｙに一致）と各外側トーションバー９の外側可動部側の支持部９ａを結ぶ線（外側可動部１０の揺動軸線Ｘに一致）とが互いに直交するように構成する。そして、揺動軸線Ｙに対して同じ側に略Ｌ字状に屈曲して形成した一対の内側トーションバー１１を、内側可動部１２の中心Ｏ１で揺動軸線Ｙと直交する直線（揺動軸線Ｘに略一致）に対して線対称に設け、揺動軸線Ｘに対して同じ側に略Ｌ字状に屈曲して形成した一対の外側トーションバー９を、外側可動部１２の中心Ｏ２（内側可動部１２の中心Ｏ１と略一致）で上記揺動軸線Ｘと直交する直線（揺動軸線Ｙと略一致）に対して線点対称に設ける。
【００３４】
また、駆動手段を、上記外側及び内側可動部１０，１２の双方に敷設する図示省略の駆動コイルと、上記揺動軸線Ｘに直交する方向及び揺動軸線Ｙに直交する方向で固定部２の外側にそれぞれ可動部１を間にして互いに反対磁極を対向して配置する静磁界発生手段１３Ａ，１３Ｂ及び１４Ａ，１４Ｂと、を備えて構成する。なお、静磁界発生手段１３Ａ，１３Ｂ及び１４Ａ，１４Ｂは、駆動コイルに対して可動部１の駆動コイル形成面に平行な静磁界成分を作用させることができれば、可動部１の外側のいずれの部位に配置してもよい。
【００３５】
次に、本第２実施形態の動作を説明する。なお、ここでは、内側可動部１２に反射ミラーを設けて光走査に適用した場合を例に説明する。
各可動部に各トーションバーを介して敷設した図示省略の駆動コイルに対して駆動電流が通電されると、内側可動部１２は、静磁界発生手段１４Ａ，１４Ｂの静磁界と該内側可動部１２に敷設した駆動コイルの駆動電流との相互作用により、揺動軸線Ｙに平行な内側可動部１２の対辺部にローレンツ力による駆動力を得て揺動する。このとき内側トーションバー１１も、該トーションバー１１を屈曲させることにより現れる共振モードによりたわみ動作をする。これにより、内側可動部１２の揺動による図８中揺動軸線Ｙ回りの光走査振幅は、内側可動部１２自身の揺動振幅と内側トーションバー１１のたわみ振幅とが加算されたものとなる。
【００３６】
一方、上述と同様に、揺動軸線Ｘに平行な外側可動部１０の対辺部と外側トーションバー９の外側可動部側の辺部９Ａには、静磁界発生手段１３Ａ，１３Ｂの静磁界と外側トーションバー９を介して外側可動部１０に敷設した駆動コイルを流れる駆動電流との相互作用によりローレンツ力が作用し、外側可動部１０と外側トーションバー９とが揺動する。これにより、外側可動部１０の揺動による図８中揺動軸線Ｘ回りの光走査振幅は、外側可動部１０自身の揺動振幅と外側トーションバー９のたわみ振幅とが加算されたものとなる。
こうして、第２実施形態のプレーナー型アクチュエータは、大振幅の二次元動作をする。
【００３７】
このように、本第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果に加えて、揺動軸線Ｘ回りに揺動する外側可動部１０及び揺動軸線Ｙ回りに揺動する内側可動部１２を、揺動軸線に対して同じ側に略Ｌ字状に屈曲した一対のトーションバーでそれぞれ支持する構成とすることにより、大振幅の二次元動作を可能としたプレーナー型アクチュエータを提供することができる。
【００３８】
なお、第２実施形態においては、外側トーションバー９及び内側トーションバー１１の少なくとも一方が略Ｌ字状に屈曲していればよく、他方は、直線状、曲線状またはＳ字状に屈曲するものであってもよい。また、可動部１の形状は、矩形状に限定されず円形状または楕円形状等いかなる形状であってもよい。
【００３９】
図９は、上記第２実施形態の二次元動作可能な可動部１を、複数整列配置したアレイ状のプレーナー型アクチュエータの構成例を示している。
具体的には、このアレイ状プレーナー型アクチュエータは、例えば上記可動部１を３個、外側可動部１０の揺動軸線方向に整列配置し、揺動軸に対して同じ側に略Ｌ字状に屈曲した一対の外側トーションバー９によって、枠状の一つの固定部２にそれぞれ支持する構成としている。そして、外側可動部９の揺動軸線に直交する方向及び内側可動部１２の揺動軸線に直交する方向で固定部２の外側に各可動部１に対して共用する静磁界発生手段１３Ａ，１３Ｂ及び１４Ａ，１４Ｂを対向して配置している。
【００４０】
なお、この場合、略Ｌ字状に屈曲するトーションバーは、外側及び内側トーションバー９，１１の少なくとも一方に対して適用されればよい。また、前述と同様に、外側及び内側トーションバー９，１１の長さまたは断面積等を調整して、上記各可動部１の外側及び内側可動部１０，１２の共振周波数がそれぞれ異なるようにしてもよい。この場合、各可動部に敷設した駆動コイルを互いに接続して各共振周波数の駆動電流を重畳して供給するようにしてもよい。また、二次元動作可能な可動部１を、図６に示すように外側可動部１０の揺動軸方向に複数千鳥配置してもよい。
【００４１】
なお、図９において、配列中央部の可動部１の内側可動部１２は、静磁界発生手段１４Ａ，１４Ｂからの距離が他の内側可動部に比べて離れているため、該内側可動部１２に作用する静磁界強度が他の内側可動部よりも小さくなり、該内側可動部１２の揺動振幅が小さくなる。そこで、各内側可動部１２の揺動振幅を揃える場合には、配列中央部の内側可動部１２について駆動コイルの巻回数を増すなり駆動電流を増す等の手段により行う。
【００４２】
このように、本第２実施形態の可動部１を、外側可動部１０の揺動軸線方向に複数配置してアレイ状のプレーナー型アクチュエータを構成する場合にも、隣接する外側可動部１０間に、図１１に示すような支持部材２ａを介在させる必要がなく、各可動部１を互いに近づけて整列配置することができるので、可動部１の配列密度を向上することができる。これにより、二次元動作可能なアレイ状のプレーナー型アクチュエータの小型化を実現することができる。
【００４３】
なお、上述のアレイ状のプレーナー型アクチュエータにおいて、固定部２の内側に整列配置する可動部１の個数は、３個に限られず、可能な限り幾つ配置してもよい。
【００４４】
また、上記いずれの実施形態においても、駆動手段は、可動部に敷設した駆動コイルと該駆動コイルに静磁界を作用する静磁界発生手段とを備えて構成した電磁駆動方式に限定されず、可動部に形成した薄膜磁石と該薄膜磁石に磁界を作用するコイルとを備えて構成した薄膜磁石駆動方式であってもよい。また、可動部及び可動部の法線方向に互いに対向して電極を設け電圧の印加で可動部を静電駆動する静電駆動方式であってもよく、他の公知の駆動方式であってもよい。さらに、アレイ状のプレーナー型アクチュエータの場合は、固定部２と該固定部２の法線方向の部位に互いに対向して電極を設け各可動部の共振周波数の駆動電圧を重畳して供給し、固定部２に対し振動を付与するようにしてもよく、固定部２側に圧電素子を設け、該圧電素子に各可動部の共振周波数の駆動電圧を重畳して供給し、固定部２を振動させるようにしてもよい。このようにしても、各可動部を共振駆動することができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のプレーナー型アクチュエータによれば、可動部を揺動軸線に対して同じ側に屈曲した形状の一対のトーションバーで揺動可能に支持する構成としているので、可動部の揺動振幅にトーションバーのたわみ振幅が加算されて大振幅のプレーナー型アクチュエータを提供することができる。
【００４６】
また、可動部を揺動軸線方向に複数整列配置するアレイ構造とする場合に、従来技術におけるようなトーションバーを支持する支持部材を可動部間に介在させることなく複数の可動部を互いに近づけて配置することができるので、可動部の配列密度を向上することができ、アレイ状のプレーナー型アクチュエータの小型化を実現することができる。
【００４７】
さらに、複数の可動部を、該可動部の揺動軸方向に千鳥配置し、互いに隣接する可動部のトーションバーの固定部側支持部を各可動部の揺動軸線に対してそれぞれ反対側の固定部に設ける構成とすることにより、各可動部をより近づけて配置することができる。したがって、可動部の大振幅動作を維持して、可動部の配列密度をより向上することができる。
【００４８】
さらにまた、可動部を支持する屈曲する一対のトーションバーが、互いに分離独立して固定部に支持されているため、可動部の中心で揺動軸線と直交する直線回りの動作が抑制され、外乱の影響を低減することができる。
【００４９】
そして、可動部を二つの揺動軸線回りに揺動する外側可動部及び内側可動部で構成し、少なくとも一方の可動部をその揺動軸線に対して同じ側に屈曲した一対のトーションバーで支持する構成とすることにより、配列密度の高いアレイ構造を実現できると共に、大振幅の二次元動作を可能とした二次元駆動のプレーナー型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】
【図１】本発明によるプレーナー型アクチュエータの第１実施形態の概略構成を示す平面図である。
【図２】上記第１実施形態の動作を説明する斜視図である。
【図３】上記第１実施形態の外力の影響を従来技術と比較して示す説明図である。
【図４】上記第１実施形態の変形例を示す平面図である。
【図５】上記第１実施形態の可動部を、複数整列配置したアレイ状のプレーナー型アクチュエータの構成例を示す平面図である。
【図６】上記アレイ状のプレーナー型アクチュエータの別の構成例を示す平面図である。
【図７】上記アレイ状のプレーナー型アクチュエータのさらに別の構成例を示す平面図である。
【図８】本発明によるプレーナー型アクチュエータの第２実施形態の概略構成を示す平面図である。
【図９】上記第２実施形態の可動部を、複数整列配置したアレイ状のプレーナー型アクチュエータの構成例を示す平面図である。
【図１０】従来技術のプレーナー型アクチュエータの概略構成を示す平面図である。
【図１１】図１０の可動部を、複数整列配置したアレイ状のプレーナー型アクチュエータの構成を示す平面図である。
【符号の説明】
１…可動部
２…固定部
３…トーションバー
３ａ，３ｂ，９ａ，９ｂ，１１ａ，１１ｂ…支持部
４…駆動手段
９…外側トーションバー
１０…外側可動部
１１…内側トーションバー
１２…内側可動部
【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】
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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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