(57)【要約】【課題】本発明は、振動により駆動されるマイクロアクチュエータを備えたマイクロアクチュエータ装置に関し、マイクロアクチュエータの可動距離および出力を従来より大幅に増大することができ、かつ、自己位置保持機能を有するマイクロアクチュエータ装置を提供することを目的とする。【解決手段】振動により駆動されるマイクロアクチュエータと、振動を発生する振動発生手段と、前記振動発生手段に一端を接続されるとともに前記マイクロアクチュエータに他端を接続され、前記振動発生手段で発生した振動を前記マイクロアクチュエータに伝達する導波線とを有することを特徴とする。【選択図】      図１
2005040874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動により駆動されるマイクロアクチュエータと、
振動を発生する振動発生手段と、
前記振動発生手段に一端を接続されるとともに前記マイクロアクチュエータに他端を接続され、前記振動発生手段で発生した振動を前記マイクロアクチュエータに伝達する導波線と、
を有することを特徴とするマイクロアクチュエータ装置。
【請求項２】
請求項１記載のマイクロアクチュエータ装置において、
前記振動発生手段は、マイクロエレクトロメカニカルシステムデバイスの外部に配置され、前記マイクロアクチュエータは、前記マイクロエレクトロメカニカルシステムデバイスに配置されていることを特徴とするマイクロアクチュエータ装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載のマイクロアクチュエータ装置において、
前記マイクロアクチュエータは、マイクロ超音波リニアモータであり、
基板に突出して形成される案内部に沿ってスライダが摺動自在に配置され、前記案内部に前記導波線の前記他端が接続されていることを特徴とするマイクロアクチュエータ装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２記載のマイクロアクチュエータ装置において、
前記マイクロアクチュエータは、マイクロ超音波リニアモータであり、
基板に形成される案内溝に沿ってスライダが摺動自在に配置され、前記基板の前記案内溝の間に前記導波線の前記他端が接続されていることを特徴とするマイクロアクチュエータ装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２記載のマイクロアクチュエータ装置において、
前記導波線は、光ファイバからなり、前記マイクロアクチュエータは、前記光ファイバの前記他端に摺動自在に接続されるスライダからなることを特徴とするマイクロアクチュエータ装置。
【請求項６】
請求項５記載のマイクロアクチュエータ装置において、
前記スライダの前記光ファイバの端面の前方にマイクロレンズが配置されていることを特徴とするマイクロアクチュエータ装置。
【請求項７】
請求項５または請求項６記載のマイクロアクチュエータ装置において、
前記光ファイバには、レーザ光線が導入されることを特徴とするマイクロアクチュエータ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動により駆動されるマイクロアクチュエータを備えたマイクロアクチュエータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、基板上に微少なアクチュエータを形成したマイクロエレクトロメカニカルシステム（ｍｉｃｒｏ−ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍ、ＭＥＭＳ）デバイスとして、例えば、特開２００２−２３６２６５号公報に開示されるものが知られている。
そして、従来、このようなデバイスでは、アクチュエータを静電的に作動することが行われている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２３６２６５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、アクチュエータを静電的に作動する方法では、アクチュエータの可動距離が、例えば、数１０〜１００μｍ程度と小さく、また、アクチュエータの自己位置保持機能を設けることが困難であるという問題があった。
【０００５】
そして、特に、光多重通信用波長可変光源のアクチュエータには、可動距離が大きく、自己位置保持能力のある微小な直動機構が要望されている。
一方、従来、圧電振動を利用した方法も提案されているが、この方法では、駆動源である圧電素子が、スパッタリング技術等により基板上に薄膜として形成されるため、圧電素子の体積が限られ大きな出力を得ることが困難であり、また、圧電素子の形状も限定され、使用する振動の種類も限定されるという問題があった。
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、マイクロアクチュエータの可動距離および出力を従来より大幅に増大することができ、かつ、自己位置保持機能を有するマイクロアクチュエータ装置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】
請求項１のマイクロアクチュエータ装置は、振動により駆動されるマイクロアクチュエータと、振動を発生する振動発生手段と、前記振動発生手段に一端を接続されるとともに前記マイクロアクチュエータに他端を接続され、前記振動発生手段で発生した振動を前記マイクロアクチュエータに伝達する導波線とを有することを特徴とする。
【０００８】
請求項２のマイクロアクチュエータ装置は、請求項１記載のマイクロアクチュエータ装置において、前記振動発生手段は、マイクロエレクトロメカニカルシステムデバイスの外部に配置され、前記マイクロアクチュエータは、前記マイクロエレクトロメカニカルシステムデバイスに配置されていることを特徴とする。
請求項３のマイクロアクチュエータ装置は、請求項１または請求項２記載のマイクロアクチュエータ装置において、前記マイクロアクチュエータは、マイクロ超音波リニアモータであり、基板に突出して形成される案内部に沿ってスライダが摺動自在に配置され、前記案内部に前記導波線の前記他端が接続されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４のマイクロアクチュエータ装置は、請求項１または請求項２記載のマイクロアクチュエータ装置において、前記マイクロアクチュエータは、マイクロ超音波リニアモータであり、基板に形成される案内溝に沿ってスライダが摺動自在に配置され、前記基板の前記案内溝の間に前記導波線の前記他端が接続されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５のマイクロアクチュエータ装置は、請求項１または請求項２記載のマイクロアクチュエータ装置において、前記導波線は、光ファイバからなり、前記マイクロアクチュエータは、前記光ファイバの前記他端に摺動自在に接続されるスライダからなることを特徴とする。
請求項６のマイクロアクチュエータ装置は、請求項５記載のマイクロアクチュエータ装置において、前記スライダの前記光ファイバの端面の前方にマイクロレンズが配置されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項７のマイクロアクチュエータ装置は、請求項５または請求項６記載のマイクロアクチュエータ装置において、前記光ファイバには、レーザ光線が導入されることを特徴とする。
【００１２】
（作用）
請求項１のマイクロアクチュエータ装置では、振動発生手段で発生した振動が、導波線を介してマイクロアクチュエータに伝達され、伝達された振動によりマイクロアクチュエータが駆動される。
【００１３】
請求項２のマイクロアクチュエータ装置では、振動発生手段がマイクロエレクトロメカニカルシステムデバイスの外部に配置され、振動発生手段が、導波線を介して、マイクロエレクトロメカニカルシステムデバイスに配置されるマイクロアクチュエータに接続される。
請求項３のマイクロアクチュエータ装置では、振動発生手段からの振動が、導波線を介して、基板に形成される案内部に伝達され、伝達された振動により、スライダが案内部に沿って摺動される。
【００１４】
請求項４のマイクロアクチュエータ装置では、振動発生手段からの振動が、導波線を介して、基板の案内溝の間に伝達され、伝達された振動により、スライダが案内溝に沿って摺動される。
請求項５のマイクロアクチュエータ装置では、振動発生手段により光ファイバに振動を供給すると、光ファイバの他端に沿ってスライダが直接摺動する。
【００１５】
請求項６のマイクロアクチュエータ装置では、スライダの光ファイバの端面の前方にマイクロレンズが配置され、光ファイバからの光線が、マイクロレンズにより集束される。
そして、スライダの移動により、光ファイバの端面とマイクロレンズとの距離が変化し、光ファイバからの光線の焦点位置が変化する。
【００１６】
請求項７のマイクロアクチュエータ装置では、光ファイバにレーザ光線が導入される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
【００１８】
（第１の実施形態）
図１は本発明のマイクロアクチュエータ装置の第１の実施形態を示している。
この実施形態では、マイクロアクチュエータがマイクロ超音波リニアモータ１１とされている。
このマイクロ超音波リニアモータ１１は、マイクロエレクトロメカニカルシステムデバイスを構成するシリコン等の基板１３上に形成されている。
【００１９】
すなわち、基板１３上には、矩形状の案内部１５が突出して形成されている。
この案内部１５は、図２に示すように、幅Ｗが、例えば５０μｍとされ、高さＨが、例えば１５０μｍとされている。
また、案内部１５の長さは、例えば、１０００μｍ以上の長さとされている。
そして、この案内部１５に、断面逆Ｕ字状のスライダ１７が摺動自在に配置されている。
【００２０】
スライダ１７は、例えば、りん青銅等の金属により形成されている。
そして、案内部１５の端面には、導波線１９の他端が接続されている。
導波線１９は、例えば、ステンレス等の金属からなり、直径が数十μｍから数百μｍとされている。
また、導波線１９の長さは、例えば５０ｃｍとされ、例えば５０ｍＷの振動エネルギーを供給可能とされている。
【００２１】
導波線１９の一端は、小型の圧電複合振動子からなる振動発生手段２１に接続されている。
この振動発生手段２１は、縦波と横波の２種類の波を発生可能とされている。
また、振動発生手段２１の駆動周波数は、数ＭＨｚとされている。
この実施形態では、振動発生手段２１は、マイクロエレクトロメカニカルシステムデバイスを構成する基板１３の外部に配置されている。
【００２２】
上述したマイクロアクチュエータ装置では、振動発生手段２１からの振動が、導波線１９を介して、基板１３に形成される案内部１５に伝達され、伝達された振動により、スライダ１７が案内部１５に沿って摺動される。
そして、上述したマイクロアクチュエータ装置では、振動発生手段２１で発生した振動を、導波線１９を介して基板１３に形成される案内部１５に伝達し、伝達された振動によりスライダ１７を駆動するようにしたので、マイクロ超音波リニアモータ１１に高い振動エネルギーを容易，確実に供給することが可能になり、マイクロ超音波リニアモータ１１の出力を従来より大幅に増大することができる。
【００２３】
また、上述したマイクロアクチュエータ装置では、振動発生手段２１をマイクロエレクトロメカニカルシステムデバイスの外部に配置したので、振動発生手段２１を大きくすることが可能になり、マイクロ超音波リニアモータ１１に高い振動エネルギー、例えば、従来の１０から１００倍の振動エネルギーを容易，確実に供給することができる。
【００２４】
そして、振動発生手段２１をマイクロエレクトロメカニカルシステムデバイスの外部に配置したので、デバイスの設計の自由度を従来より大幅に増大することができる。
さらに、上述したマイクロアクチュエータ装置では、基板１３に形成される案内部１５に沿ってスライダ１７を摺動自在に配置したので、マイクロ超音波リニアモータ１１の可動距離を従来より大幅に増大することができる。
【００２５】
また、振動発生手段２１からの振動の発生を停止することにより、スライダ１７を案内部１５の所定の位置に容易，確実に自己保持することができる。
そして、従来のマイクロエレクトロメカニカルシステムデバイスの特有の問題である静電凝着現象を解消することができる。
（第２の実施形態）
図３は本発明のマイクロアクチュエータ装置の第２の実施形態の要部を示している。
【００２６】
なお、この実施形態において第１の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
この実施形態では、基板１３上には、所定間隔を置いて一対の案内溝２３が形成されている。
そして、この案内溝２３に、断面逆Ｕ字状のスライダ１７が摺動自在に配置されている。
【００２７】
そして、この実施形態では、基板１３の案内溝２３の間の端面に導波線１９の他端が接続されている。
この実施形態のマイクロアクチュエータ装置では、振動発生手段２１からの振動が、導波線１９を介して、基板１３の案内溝２３の間の端面に伝達され、伝達された振動により、スライダ１７が案内溝２３に沿って摺動される。
【００２８】
この実施形態のマイクロアクチュエータ装置においても第１の実施形態と略同様の効果を得ることができる。
（第３の実施形態）
図４は本発明のマイクロアクチュエータ装置の第３の実施形態を示している。なお、この実施形態において第１の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２９】
この実施形態では、導波線に、光ファイバ２５が使用されている。
そして、光ファイバ２５の一端が、振動発生手段２１に接続されている。
また、光ファイバ２５の他端には、スライダ２７が配置されている。
このスライダ２７は、光ファイバ２５の他端に摺動自在に接続されている。
すなわち、スライダ２７には、図５に示すように、円環状の摺動部２７ａが形成され、この摺動部２７ａに光ファイバ２５が嵌挿されている。
【００３０】
光ファイバ２５の先端には、光ファイバ２５からのスライダ２７の抜けを防止する抜け止め部材２９が固定されている。
スライダ２７の先端には、光ファイバ２５からのレーザ光線を集束するためのマイクロレンズ３１が配置されている。
このマイクロレンズ３１は、光ファイバ２５の光軸上に位置するように配置されている。
【００３１】
上述したマイクロアクチュエータ装置では、振動発生手段２１により光ファイバ２５に振動を供給すると、光ファイバ２５の他端に沿ってスライダ２７が直接摺動して移動する。
【００３２】
そして、スライダ２７の移動により、光ファイバ２５の端面とマイクロレンズ３１との距離が変化し、光ファイバ２５からの光線の焦点位置が変化する。
この実施形態のマイクロアクチュエータ装置は、例えば、図６に示すように、光ファイバ２５を介して、スライダ２７を脈管（血管）３３内に挿入し、脈管３３内の血栓３５を除去するために使用される。
【００３３】
そして、この場合には、レーザ光線に、例えばエキシマレーザが使用される。この実施形態のマイクロアクチュエータ装置では、振動発生手段２１により光ファイバ２５に振動を供給すると、光ファイバ２５の他端に沿ってスライダ２７が直接摺動するため、簡易な構造でスライダ２７を移動することができる。
また、スライダ２７の光ファイバ２５の端面の前方にマイクロレンズ３１を配置したので、光ファイバ２５からの光線の焦点位置を容易，確実に変化することができる。
【００３４】
そして、光ファイバ２５にエキシマレーザを導入するようにしたので、微細な血栓３５を的確に消滅することができる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、マイクロアクチュエータを駆動する各種のマイクロアクチュエータ装置に広く適用することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１のマイクロアクチュエータ装置では、振動発生手段で発生した振動を、導波線を介してマイクロアクチュエータに伝達し、伝達された振動によりマイクロアクチュエータを駆動するようにしたので、マイクロアクチュエータに高い振動エネルギーを容易，確実に供給することが可能になり、マイクロアクチュエータの出力を従来より大幅に増大することができる。
【００３６】
請求項２のマイクロアクチュエータ装置では、振動発生手段をマイクロエレクトロメカニカルシステムデバイスの外部に配置したので、振動発生手段を大きくすることが可能になり、マイクロアクチュエータに高い振動エネルギーを容易，確実に供給することができる。
請求項３のマイクロアクチュエータ装置では、基板に形成される案内部に沿ってスライダを摺動自在に配置したので、マイクロアクチュエータの可動距離を従来より大幅に増大することができる。
【００３７】
また、振動発生手段からの振動の発生を停止することにより、マイクロアクチュエータを所定の位置に容易，確実に保持することができる。
請求項４のマイクロアクチュエータ装置では、基板に形成される案内溝に沿ってスライダを摺動自在に配置したので、マイクロアクチュエータの可動距離を従来より大幅に増大することができる。
【００３８】
また、振動発生手段からの振動の発生を停止することにより、マイクロアクチュエータを所定の位置に容易，確実に保持することができる。
請求項５のマイクロアクチュエータ装置では、振動発生手段により光ファイバに振動を供給すると、光ファイバの他端に沿ってスライダが直接摺動するため、簡易な構造でスライダを移動することができる。
【００３９】
請求項６のマイクロアクチュエータ装置では、スライダの光ファイバの端面の前方にマイクロレンズを配置したので、光ファイバからの光線の焦点位置を容易，確実に変化することができる。
請求項７のマイクロアクチュエータ装置では、光ファイバにレーザ光線を導入するようにしたので、例えば、レーザ光線にエキシマレーザを用いることにより、微細な部分を的確に消滅することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマイクロアクチュエータ装置の第１の実施形態を示す説明図である。
【図２】図１の案内部およびスライダの部分を拡大して示す説明図である。
【図３】本発明のマイクロアクチュエータ装置の第２の実施形態の要部を示す説明図である。
【図４】本発明のマイクロアクチュエータ装置の第３の実施形態を示す説明図である。
【図５】図４の光ファイバへのスライダの接続構造を示す説明図である。
【図６】図４のマイクロアクチュエータ装置の使用方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１１  マイクロ超音波リニアモータ
１３  基板
１５  案内部
１７，２７  スライダ
１９  導波線
２１  振動発生手段
２３  案内溝
２５  光ファイバ
３１  マイクロレンズ
【図１】
2005040874.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2005040874.tif 000006
【図５】
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【図６】
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