CN111417884A - 致动器装置 - Google Patents

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Abstract

致动器装置包括:支承部;第1可动部;第2可动部;将第1可动部与第2可动部相互连结的第1连结部;将第2可动部与支承部相互连结的第2连结部;设置于第2可动部的螺旋状的线圈;产生作用于线圈的磁场的磁场产生部;设置于支承部的第1外部端子;和与线圈的内侧端部和上述第1外部端子连接的第1配线。第1配线具有:与第1外部端子连接的引出配线;和以跨越线圈的方式设置于第2可动部且与线圈的内侧端部和引出配线连接的跨接配线。跨接配线的宽度比线圈的宽度宽,跨接配线的厚度比线圈的厚度薄。

Description

致动器装置
技术领域
本发明的一个方面涉及例如作为MEMS(Micro Electro Mechanical Systems(微机电系统))器件而构成的致动器装置。
背景技术
作为MEMS器件,已知有一种致动器装置,其包括:支承部;第1可动部;包围第1可动部的框状的第2可动部;第1连结部,其以使第1可动部在第1轴线周围可摇动的方式将第1可动部与第2可动部相互连结;第2连结部,其以使第2可动部在与第1轴线正交的第2轴线周围可摇动的方式将第2可动部与支承部相互连结;设置于第2可动部的线圈;和产生作用于线圈的磁场的磁场产生部(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-41234号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在如上所述的致动器装置中,当对线圈输入与第1轴线周围的第1可动部的共振频率相等的频率的驱动信号时,第2可动部在第1轴线周围以该频率稍微振动。该振动经由第1连结部传递到第1可动部,由此能够使第1可动部在第1轴线周围以该频率摇动。但是,这样的驱动方法中,与例如通过设置于第1可动部的线圈使第1可动部驱动的情况相比,难以获得较大的驱动力。为了使驱动力增加而考虑增加线圈的匝数,但是为了确保线圈的配置空间,第2可动部变得大型化,第2可动部变得难以振动。因此,为了增加驱动力,需要使输入到线圈的电流量增加。因为通常电流量增加时发热量也增加,所以寻求对发热量的增加的对策。另外,对于如上所述的致动器装置来说,要求可靠性的提高和制造的容易化。
本发明的一个方面的目的在于,提供一种致动器装置,其即使在输入到线圈的电流量增加的情况下也能够抑制发热量的增加,并且能够实现可靠性的提高和制造的容易化。
解决问题的技术手段
本发明的一个方面的致动器装置,包括:支承部;第1可动部;以包围第1可动部的方式配置的框状的第2可动部;第1连结部,其以使第1可动部能够在第1轴线周围摆动的方式将第1可动部与第2可动部相互连结;第2连结部,其以通过使第2可动部振动而使第1可动部能够在第1轴线周围摆动的方式将第2可动部与支承部相互连结;设置于第2可动部的螺旋状的线圈;产生作用于线圈的磁场的磁场产生部;设置于支承部的第1外部端子;和与线圈的内侧端部和第1外部端子连接的第1配线,第1配线包括:与第1外部端子连接的引出配线;和以跨越线圈的方式设置于第2可动部、且与线圈的内侧端部和引出配线连接的跨接配线,跨接配线的宽度比线圈的宽度宽,跨接配线的厚度比线圈的厚度薄。
在该致动器装置中,线圈的内侧端部和引出配线通过以跨越线圈的方式设置于第2可动部的跨接配线相互连接。跨接配线的宽度比线圈的宽度宽,跨接配线的厚度比线圈的厚度薄。由此,能够降低跨接配线的配线电阻,即使在被输入到线圈的电流量增加的情况下也能够抑制发热量的增加。再有,由于跨接配线的宽度比线圈的宽度宽,能够将跨接配线稳定地配置,能够提高可靠性。再有,由于跨接配线的厚度比线圈的厚度薄,通过跨接配线能够抑制在第2可动部的表面形成凹凸,能够使制造容易化。因此,根据该致动器装置,即使在被输入到线圈的电流量增加了的情况下也能够抑制发热量的增加,并且能够实现可靠性的提高和制造的容易化。
本发明的一个方面的致动器装置中,也可以是线圈与跨接配线的接触区域的长度比线圈的宽度大。在该情况下,能够降低线圈与跨接配线之间的接触电阻,能够有效地抑制发热量的增加。
本发明的一个方面的致动器装置中,也可以是引出配线与跨接配线的接触部分的宽度比线圈的宽度大。在该情况下,能够降低引出配线与跨接配线之间的接触电阻,能够更有效地抑制发热量的增加。
本发明的一个方面的致动器装置中,也可以是上述跨接配线的截面积比上述线圈的截面积大。在该情况下,能够更加有效地抑制发热量的增加。
本发明的一个方面的致动器装置中,也可以是跨接配线的宽度比线圈的配置区域的宽度宽。据此,能够更加有效地抑制发热量的增加。。
本发明的一个方面的致动器装置中,也可以是线圈被埋入到第2可动部,跨接配线形成为平坦的层状、且以跨越线圈的上侧的方式延伸。在该情况下,能够将线圈稳定地配置,能够更加提高可靠性。再有,通过跨接配线能够有效地抑制在第2可动部的表面形成凹凸,能够使制造更加容易化。
本发明的一个方面的致动器装置中,也可以是线圈配置于第2可动部上,跨接配线以跨越线圈的下侧的方式在线圈与第2可动部之间延伸。在该情况下,能够实现跨接配线的保护。
本发明的一个方面的致动器装置也可以还包括:设置于支承部上的第2外部端子;和与线圈的外侧端部和第2外部端子连接的第2配线,具有一对第2连结部,第1配线从线圈的内侧端部经由一对第2连结部的一方延伸至第1外部端子,第2配线从线圈的外侧端部经由一对第2连结部的另一方延伸至第2外部端子。在该情况下,由于第1配线通过一方的第2扭力杆并且第2配线通过另一方的第2连结部,因此与例如第1配线和第2配线的两者通过一方的第2连结部的情况相比,能够在一对第2连结部之间使发热量均匀化。
本发明的一个方面的致动器装置中,也可以是在第2可动部,在线圈假想性地从内侧端部螺旋状地延长的位置设置有用于调节与线圈的质量平衡的虚设线圈。在该情况下,能够提高第2可动部的质量平衡。
本发明的一个方面的致动器装置中,也可以是在第2可动部,设置有用于调节与跨接配线的质量平衡的虚设跨接配线。在该情况下,能够提高第2可动部的质量平衡。
本发明的一个方面的致动器装置中,也可以是虚设跨接配线在从与配置有线圈的平面正交的方向观察时,相对于跨接配线关于第2可动部的中心点对称地配置。在该情况下,能够有效地提高第2可动部的质量平衡。
本发明的一个方面的致动器装置中,也可以是具有一对线圈,一对线圈在从与配置有线圈的平面正交的方向观察时,以在第2可动部的宽度方向上交错地排列的方式配置。在该情况下,能够适当地驱动第1可动部。
本发明的一个方面的致动器装置中,也可以是一对线圈的一方配置于一对线圈的另一方假想性地从内侧端部螺旋状地延长的位置。在该情况下,能够将一对线圈的一方配置于更外侧,能够使驱动力增加。
本发明的一个方面的致动器装置中,也可以是第2连结部以使第2可动部能够在与第1轴线正交的第2轴线周围摆动的方式将第2可动部与支承部相互连结。在该情况下,能够使第2可动部与第1可动部一起在第2轴线周围摆动。
本发明的一个方面的致动器装置中,也可以是支承部中的第1配线具有相互并联地连接的多个配线部。在该情况下,能够降低支承部中的第1配线的配线电阻,能够更加有效地抑制发热量的增加。
本发明的一个方面的致动器装置中,也可以是还包括与第1外部端子连接、且被引出到外部的一对线。在该情况下,能够降低从第1外部端子引出的配线的配线电阻,能够更加有效地抑制发热量的增加。
发明的效果
根据本发明的一个方面,能够提供一种致动器装置,其即使在输入到线圈的电流量增加了的情况下,也能够抑制发热量的增加,并且能够实现可靠性的提高和制造的容易化。
附图说明
图1是一个实施方式的致动器装置的俯视图。
图2是放大表示图1的一部分的俯视图。
图3是沿着图2中所示的III-III线的截面图。
图4是用于说明虚设线圈的示意图。
图5是示意性表示配置有虚设线圈的位置的俯视图。
图6是放大表示图5中用符号A表示的部分的俯视图。
图7是表示支承部中的第1配线的周边的俯视图。
图8是表示变形例的截面图。
具体实施方式
以下,关于本发明的一个实施方式,参照附图进行详细的说明。此外,在以下的说明中,对于相同或者相当要素使用相同符号,省略重复的说明。
如图1所示,致动器装置1包括:支承部2;第1可动部3;第2可动部4;一对第1扭力杆5、6;一对第2扭力杆7、8;和磁场产生部9。支承部2、第1可动部3、第2可动部4、一对第1扭力杆(第1连结部)5、6和一对第2扭力杆(第2连结部)7、8例如通过SOI(Silicon on Insulator(绝缘层上硅))基板一体地形成。即,致动器装置1作为MEMS器件构成。在致动器装置1中,在相互正交的X轴(第1轴线)和Y轴(与第1轴线正交的第2轴线)各自的周围,使设置有镜面10的第1可动部3摆动。致动器装置1例如能够用于光通信用光开关、光扫描仪等。致动器装置1使用MEMS技术(图案化、蚀刻等)来制造。
磁场产生部9例如由采取了海尔贝克阵列(Halbach array)的永磁铁等构成。磁场产生部9例如产生在俯视时(从与X轴和Y轴正交的方向看的情况下)相对于X轴和Y轴的各个倾斜45度的方向D的磁场,作用于下述的线圈14。此外,磁场产生部9产生的磁场的方向D也可以在俯视时相对于X轴和Y轴倾斜45度以外的角度。
支承部2例如在俯视时具有四边形状的外形,形成为框状。支承部2相对于磁场产生部9配置在与X轴和Y轴正交的方向上的一方侧。第1可动部3在与磁场产生部9离开的状态下,配置在支承部2的内侧。第1可动部3包括主体部3a、环状部3b和一对连结部3c。
主体部3a在俯视时呈圆形形状,但也可以形成为椭圆形状、四边形状、菱形形状等的任意形状。在俯视时的主体部3a的中心P与X轴和Y轴的交点一致。在主体部3a的与磁场产生部相反侧的表面,例如利用由铝形成的金属膜设置有镜面10。镜面10设置于该表面的整个面,但也可以仅设置于该表面的一部分。环状部3b以在俯视时包围主体部3a的方式形成为环状。环状部3b在俯视时具有八边形的外形,但也可以具有圆形形状、椭圆形形状、四边形形状、菱形形状等的任意的外形。一对连结部3c配置于Y轴上的主体部3a的两侧,将主体部3a与环状部3b相互连结。
第2可动部4形成为框状,在与磁场产生部9离开的状态下,以包围第1可动部3的方式配置于支承部2的内侧。第2可动部4包括:一对第1连接部41A、41B;一对第2连接部42A、42B;一对第1直线状部43A、43B;一对第2直线状部44A、44B;一对第3直线状部45A、45B;和一对第4直线状部46A、46B。第2可动部4具有在俯视时分别关于X轴和Y轴对称的形状。在以下的说明中,所谓关于X轴或者Y轴对称是指在俯视时的对称。
第1连接部41A、41B位于与X轴平行的X轴方向(第1轴方向)上的第1可动部3的两侧。即,各第1连接部41A、41B在俯视时具有与第1可动部3在X轴方向上相对的部分。各第1连接部41A、41B沿着Y轴方向延伸。
第2连接部42A、42B位于与Y轴平行的Y轴方向(第2轴方向)上的第1可动部3的两侧。即,各第2连接部42A、42B在俯视时具有与第1可动部3在Y轴方向上相对的部分。各第2连接部42A、42B沿着X轴方向延伸。在俯视时的各第2连接部42A、42B的内边缘51具有向Y轴方向凹陷的凹部52,在俯视时的各第2连接部42A、42B的外边缘53具有在Y轴方向上突出的凸部54。凹部52和凸部54在俯视时位于Y轴上。
在俯视时,各第2连接部42A、42B的宽度比第2可动部4中的第1连接部41A、41B和第2连接部42A、42B以外的部分的宽度(最大宽度)W1宽。即,各第2连接部42A、42B的宽度在Y轴上成为最小宽度W2,最小宽度W2比宽度W1宽。另外,各第2连接部42A、42B的最小宽度W2比各第1连接部41A、41B的宽度(最大宽度)W3宽。各第1连接部41A、41B的宽度W3比宽度W1宽,但也可以与宽度W1相同,也可以比宽度W1窄。在图1中,第1连接部41A与第1扭力杆5之间的边界由点划线B表示。此外,第2可动部4中的某部分的宽度是指在俯视时的该部分的内边缘与外边缘之间的距离,换言之,是与X轴和Y轴正交的方向、以及与该部分的延伸方向正交的方向(宽度方向)上的该部分的宽度。
第1直线状部43A、43B位于X轴方向上的第2连接部42A的两侧,与第2连接部42A连接。各第1直线状部43A、43B沿着X轴方向延伸。第1直线状部43A、43B关于Y轴相互对称地配置。第2直线状部44A、44B位于X轴方向上的第2连接部42B的两侧,与第2连接部42B连接。各第2直线状部44A、44B沿着X轴方向延伸。第2直线状部44A、44B关于Y轴相互对称地配置。
第3直线状部45A、45B相对于各第1直线状部43A、43B位于第2连接部42A的相反侧,与第1直线状部43A、43B和第1连接部41A、41B连接。第3直线状部45A在俯视时沿着相对于X轴和Y轴的各个倾斜45度的方向延伸。第3直线状部45B相对于第3直线状部45A关于Y轴对称地延伸。
第4直线状部46A、46B相对于各第2直线状部44A、44B位于第2连接部42B的相反侧,与第2直线状部44A、44B和第1连接部41A、41B连接。第4直线状部46A相对于第3直线状部45A关于X轴对称地延伸。第4直线状部46B相对于第4直线状部46A关于Y轴对称地延伸,并且相对于第3直线状部45B关于X轴对称地延伸。
第1扭力杆5、6配置于X轴上的第1可动部3的两侧。第1扭力杆5、6以使第1可动部3在X轴周围(以X轴为中心线)能够摆动的方式在X轴上将第1可动部3(环状部3b)与第2可动部4相互连结。第1扭力杆5、6在第1连接部41A、41B中与第2可动部4连接。各第1扭力杆5、6沿着X轴呈直线状延伸。本实施方式中,为了缓和作用于第1扭力杆5、6的应力,各第1扭力杆5、6的第1可动部3侧的端部的宽度(Y轴方向上的宽度)越接近第1可动部3则越宽,第2可动部4侧的端部的宽度(Y轴方向上的宽度)越接近第2可动部4则越宽。
第2扭力杆7、8配置于Y轴上的第2可动部4的两侧。第2扭力杆7、8以使第2可动部4在Y轴周围(以Y轴为中心线)能够摆动的方式在Y轴上将第2可动部4与支承部2相互连结。第2扭力杆7、8在第2连接部42A、42B中与第2可动部4连接。各第2扭力杆7、8在俯视时蜿蜒地延伸。各第2扭力杆7、8具有多个直线状部11和多个折返部12。直线状部11在Y轴方向上延伸且在X轴方向上排列地配置。折返部12将相邻的直线状部11的两端交替地连结。
致动器装置1还包括:一对线圈14、15;第1配线21;第2配线22;第3配线23;第4配线24;第1外部端子25;第2外部端子26;第3外部端子27;第4外部端子28;四对线29。各线圈14、15以包围第1可动部3的方式设置于第2可动部4,在俯视时(从与配置有各线圈14、15的平面正交的方向看的情况下)呈螺旋状。各线圈14、15沿着包含X轴和Y轴的平面配置。各线圈14、15在第1可动部3的周围卷绕多圈。一对线圈14、15以在俯视时在第2可动部4的宽度方向上交错地排列的方式配置。
在图1中,配置有线圈14、15的配置区域R用阴影表示。各线圈14、15在第1连接部41A、41B和各直线状部43A~46B中沿着第1连接部41A、41B和各直线状部43A~46B的延伸方向延伸。在第1连接部41A、41B和各直线状部43A~46B中,配置区域R的外边缘沿着第1连接部41A、41B和各直线状部43A~46B的外边缘,配置区域R的内边缘沿着第1连接部41A、41B和各直线状部43A~46B的内边缘。
各第2连接部42A、42B中的配置区域R包括第1部分55、一对第2部分56和一对第3部分57(图2参照)。第1部分55沿着X轴方向延伸、且在俯视时与Y轴交叉。一对第2部分56位于X轴方向上的第1部分55的两侧,与第1部分55连接。一方的第2部分56沿着相对于X轴和Y轴的各个倾斜了45度的方向延伸。另一方的第2部分56相对于一方的第2部分56关于Y轴对称地延伸。第1部分55配置在比第2连接部42A的内边缘51更靠近外边缘53的位置。一对第3部分57相对于各第2部分56位于第1部分55的相反侧,且与一对第2部分56、和第1直线状部43A、43B中的配置区域R连接。各第3部分57沿着X轴方向延伸。在第1可动部3没有设置线圈。此外,一方的第2部分56延伸的方向也可以相对于X轴和Y轴以45度以外的角度倾斜。
各外部端子25~28为例如设置在支承部2的电极焊垫,从绝缘层35露出于外部。绝缘层35以覆盖支承部2、第1可动部3、第2可动部4、第1扭力杆5、6和第2扭力杆7、8的表面(与磁场产生部9相反侧的表面)的方式一体地形成。在外部端子25~28分别电连接有一对线29。各线29从致动器装置1被引出到外部。外部端子25~28分别经由线29与配置在致动器装置1的外部的驱动源等电连接。
第1配线21与线圈14的内侧端部和第1外部端子25电连接。第1配线21从线圈14的内侧端部经由第2扭力杆7延伸至第1外部端子25。第2配线22与线圈14的外侧端部和第2外部端子26电连接。第2配线22例如在Y轴上与线圈14的外侧端部连接。第2配线22从线圈14的外侧端部经由第2扭力杆8延伸至第2外部端子26。
第3配线23与线圈15的内侧端部和第3外部端子27电连接。第3配线23从线圈15的内侧端部经由第2扭力杆7延伸至第3外部端子27。第4配线24与线圈15的外侧端部和第4外部端子28电连接。第4配线24例如在Y轴上与线圈15的外侧端部连接。第4配线24从线圈15的外侧端部经由第2扭力杆8延伸至第4外部端子28。
在如以上所述构成的致动器装置1中,经由各外部端子25、26和各配线21、22对线圈14输入线性动作用的驱动信号时,通过与磁场产生部9产生的磁场的相互作用对线圈14作用洛伦兹力。利用该洛伦兹力与第2扭力杆7、8的弹性力的平衡,能够在Y轴周围使镜面10(第1可动部3)与第2可动部4一起进行线性动作。
另一方面,当经由各外部端子27、28和各配线23、24对线圈15输入共振动作用的驱动信号时,通过与磁场产生部9产生的磁场的相互作用对线圈15作用洛伦兹力。除了该洛伦兹力之外,还利用在共振频率的第1可动部3的共振,从而能够在X轴周围使镜面10(第1可动部3)进行共振动作。具体而言,对线圈15输入与X轴周围的第1可动部3的共振频率相等的频率的驱动信号时,第2可动部4在X轴周围以该频率稍微振动。该振动经由第1扭力杆5、6传递到第1可动部3,由此能够使第1可动部3在X轴周围以该频率摆动。
接着,参照图1~图3,关于线圈14与第1配线21的连接方式、和线圈15与第3配线23的连接方式进行详细的说明。如图2所示,线圈14的内侧端部14a延伸至第2连接部42A的Y轴上。第1配线21具有引出配线61和跨接配线62。引出配线61遍及第2可动部4、第2扭力杆7和支承部2而设置,与第1外部端子25电连接。第2可动部4中的引出配线61在俯视时配置于比线圈14、15更靠近外侧,延伸至第2连接部42A中的第1直线状部43A侧的端部。引出配线61的与第1外部端子25相反侧的端部61a在第2可动部4的宽度方向上与线圈14的内侧端部14a相对。
跨接配线62设置于第2可动部4,与线圈14的内侧端部14a和引出配线61的端部61a电连接。跨接配线62形成为平坦的层状,以跨越线圈14、15的上侧(与X轴和Y轴正交的方向上的线圈14、15的一方侧)的方式延伸。即,跨接配线62与线圈14、15立体地交叉。跨接配线62以在俯视时与引出配线61的端部61a和线圈14的内侧端部14a重叠的方式,配置于第2连接部42A的第1直线状部43A侧的端部,覆盖线圈14、15的延伸方向上的配置区域R的一部分。此外,跨接配线62在图1和图2中用实线描绘,但实际上被绝缘层35覆盖。
跨接配线62具有第1部分62a和与第1部分62a连接的第2部分62b。第1部分62a位于配置区域R的一方的第2部分56上,沿着相对于X轴和Y轴的各个倾斜45度的方向延伸。第2部分62b位于配置区域R的一方的第3部分57上,沿着X轴方向延伸。此外,第1部分62a延伸的方向也可以相对于X轴和Y轴以45度以外的角度倾斜。
图3是沿着图2所示的III-III线的截面图。如图3所示,在第2可动部4设置有具有与线圈14、15对应的形状的槽部31。在槽部31的内表面上设置有绝缘层32,在绝缘层32上设置有绝缘层33。各线圈14、15经由绝缘层32、33配置在槽部31内。即,各线圈14、15被埋入到第2可动部4。各线圈14、15是例如利用镶嵌法在槽部31内埋入铜等的金属材料而形成的镶嵌配线。绝缘层34以覆盖线圈14、15和绝缘层33的方式设置。在绝缘层34上设置有绝缘层35。各绝缘层32~35例如由氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等构成。各绝缘层32~35以覆盖支承部2、第1可动部3、第2可动部4、一对第1扭力杆5、6和一对第2扭力杆7、8的表面(与磁场产生部9相反侧的表面)的方式一体地形成。
引出配线61例如是与线圈14、15同样地构成的镶嵌配线。即,在第2可动部4设置有槽部36,引出配线61经由绝缘层32、33配置在槽部36内。引出配线61埋入到第2可动部4,由绝缘层34、35覆盖。引出配线61具有与各线圈14、15相同的截面形状,但也可以具有与各线圈14、15不同的截面形状。引出配线61由与构成线圈14、15的金属材料相同的金属材料构成,但也可以由与构成线圈14、15的金属材料不同的金属材料构成。
跨接配线62设置在绝缘层34上,由绝缘层35覆盖。在绝缘层34,在俯视时与线圈14的内侧端部14a对应的位置设置有开口34a,并且在俯视时与引出配线61的端部61a对应的位置设置有开口34b。跨接配线62进入各开口34a、34b,并经由开口34a、34b与内侧端部14a和端部61a连接。跨接配线62由与构成引出配线61的金属材料不同的金属材料(例如铝或者铝合金)构成,但也可以由与构成引出配线61的金属材料相同的金属材料构成。
跨接配线62的宽度W4比各线圈14、15的宽度W5宽。另外,跨接配线62的宽度W4比线圈14、15的配置区域R的宽度(线圈14、15整体的宽度)W6宽。跨接配线62的宽度W4例如是各线圈14、15的宽度W5的5倍以上100倍以下。此外,跨接配线62的宽度W4是指,与从和线圈14的内侧端部14a的连接端朝向和引出配线61的端部61a的连接端的方向正交的方向上的跨接配线62的宽度,换言之,是线圈14、15的延伸方向上的跨接配线62的宽度。如本实施方式所示,跨接配线62具有沿着相互不同的方向延伸的第1部分62a和第2部分62b的情况下,跨接配线62的宽度W4是指第1部分62a的宽度与第2部分62b的宽度之和。这些方面关于下述的跨接配线64也是同样的。各线圈14、15的宽度是指,与线圈14、15的延伸方向正交的方向上的构成各线圈14、15的1根导体的宽度。在本实施方式中,线圈14、15的宽度相互相同,但线圈14、15的宽度也可以相互不同。
跨接配线62的厚度T1比各线圈14、15的厚度T2薄。跨接配线62的截面积比各线圈14、15的截面积大。此外,跨接配线62或者线圈14、15的厚度是指,与配置有线圈14、15的平面正交的方向上的跨接配线62或者线圈14、15的厚度。在本实施方式中,线圈14、15的厚度相互相同,但线圈14、15的厚度也可以相互不同。跨接配线62的截面积是指,与从和线圈14的内侧端部14a的连接端朝向和引出配线61的端部61a的连接端的方向正交的截面中的跨接配线62的截面积,换言之,是与第2可动部4的宽度方向正交的截面中的跨接配线62的截面积。在本实施方式中,所谓跨接配线62的截面积是指第1部分62a的截面积与第2部分62b的截面积之和。这些方面关于下述的跨接配线64也是同样的。各线圈14、15的截面积是指与线圈14、15的延伸方向正交的截面中的各线圈14、15的截面积。
跨接配线62与线圈14的接触区域的长度L1比线圈14、15的宽度W5大。即,在绝缘层34,遍及图2中由符号L1表示的范围而设置有开口34a,跨接配线62与线圈14在该范围中相互接触。跨接配线62与线圈14的接触区域沿着线圈14、15的延伸方向延伸。跨接配线62与引出配线61的接触区域的长度L2比线圈14、15的宽度W5大。即,在绝缘层34,遍及图2中由符号L2表示的范围而设置有开口34b,跨接配线62与引出配线61在该范围中相互接触。跨接配线62与引出配线61的接触区域沿着线圈14、15的延伸方向延伸。
第3配线23与线圈15的连接方式和第1配线21与线圈14的连接方式相同。如图2所示,线圈15的内侧端部15a延伸至第1直线状部43B与第3直线状部45B的边界的附近。第3配线23具有引出配线63和跨接配线64。引出配线63遍及第2可动部4、第2扭力杆7和支承部2而设置,与第3外部端子27电连接。第2可动部4中的引出配线63在俯视时配置于比线圈14、15更靠近外侧,延伸至第2连接部42A的第1直线状部43B侧的端部。引出配线63的与第3外部端子27相反侧的端部63a在第2可动部4的宽度方向上与线圈15的内侧端部15a相对。引出配线63与引出配线61同样地作为镶嵌配线构成。
跨接配线64设置于第2可动部4,与线圈15的内侧端部15a和引出配线63的端部63a电连接。跨接配线64形成为平坦的层状,以跨越线圈14、15的上侧的方式延伸。跨接配线64以在俯视时与引出配线63的端部63a和线圈15的内侧端部15a重叠的方式配置于第2连接部42A的第1直线状部43B侧的端部,覆盖线圈14、15的延伸方向上的配置区域R的一部分。跨接配线64相对于跨接配线62关于Y轴对称地配置。跨接配线64与跨接配线62同样地,经由设置于绝缘层35的开口与内侧端部15a和端部63a连接。此外,跨接配线64在图1和图2中用实线描绘,但实际上由绝缘层35覆盖。
跨接配线64的宽度W7比各线圈14、15的宽度W5宽。另外,跨接配线64的宽度W7比线圈14、15的配置区域R的宽度W6宽。跨接配线64的厚度与跨接配线62的厚度T1相同,且比各线圈14、15的厚度T2薄。跨接配线64的截面积比各线圈14、15的截面积大。
跨接配线64与线圈15的接触区域的长度L3比线圈14、15的宽度W5大。跨接配线64与引出配线61的接触区域的长度L4比线圈14、15的宽度W5大。此外,第2配线22和第4配线24例如与引出配线61、63同样地作为镶嵌配线构成。
如图1所示,在第2可动部4设置有一对虚设跨接配线65、66。虚设跨接配线65在俯视时相对于跨接配线64关于第2可动部4的中心点对称地配置。虚设跨接配线65为了调节与跨接配线64的质量平衡和刚性平衡而设置。虚设跨接配线66在俯视时相对于跨接配线62关于第2可动部4的中心点对称地配置。虚设跨接配线66为了调节与跨接配线62的质量平衡和刚性平衡而设置。在本实施方式中,俯视时的第2可动部4的中心与主体部3a的中心P(X轴与Y轴的交点)一致。
虚设跨接配线65、66具有与跨接配线62、64对应的结构。即,各虚设跨接配线65、66形成为平坦的层状,以跨越线圈14、15的上侧的方式配置在绝缘层34与绝缘层35之间。但是,各虚设跨接配线65、66没有与线圈14、15电连接。即,在虚设跨接配线65、66的形成部位上的绝缘层34没有设置开口34a、34b。
如图4~图6所示,在第2可动部4设置有一对虚设线圈67、68和一对虚设线圈71、72。此外,在图4和图6中,对线圈14、15标注阴影,但图4和图6并不是表示截面的图。
虚设线圈67配置在线圈14假想性地从内侧端部14a螺旋状地延长的位置。虚设线圈67为了调节与线圈14的质量平衡和刚性平衡而设置。虚设线圈67具有与线圈14对应的结构,埋入到第2可动部4。虚设线圈67没有与线圈14电连接,但也可以电连接。如图5所示,虚设线圈67从第2连接部42A中的Y轴上经由第1直线状部43B、第3直线状部45B、第1连接部41B、第4直线状部46B、第2直线状部44B、第2连接部42B和第2直线状部44A延伸至第2直线状部44A与第4直线状部46A的边界附近。
虚设线圈68配置在线圈15假想性地从内侧端部15a螺旋状延长的位置。虚设线圈68为了调节与线圈15的质量平衡和刚性平衡而设置。虚设线圈68具有与线圈15对应的结构,埋入到第2可动部4。虚设线圈68没有与线圈15电连接,但也可以电连接。如图5所示,虚设线圈68从第3直线状部45B的第1直线状部43B侧的端部的附近经由第1连接部41B和第4直线状部46B延伸至第4直线状部46B与第2直线状部44B的边界的附近。
如图5所示,虚设线圈71在俯视时相对于线圈14的外侧端部关于Y轴对称地配置。虚设线圈71为了调节与线圈14的质量平衡和刚性平衡而设置。虚设线圈71具有与线圈14对应的结构,埋入到第2可动部4。虚设线圈71没有与线圈14电连接,但也可以电连接。虚设线圈72在俯视时相对于线圈15的外侧端部关于Y轴对称地配置。虚设线圈72为了调节与线圈15的质量平衡和刚性平衡而设置。虚设线圈72具有与线圈15对应的结构,埋入到第2可动部4。虚设线圈72没有与线圈15电连接,但也可以电连接。
如图6所示,线圈14在比线圈15的内侧端部15a更靠近内侧的位置在第1可动部3的周围卷绕多圈。这是由于输入到线圈14的电流量与输入到线圈15的电流量不同,线圈14的匝数比线圈15的匝数多。在比线圈15的内侧端部15a更靠近内侧的位置,线圈14不仅配置在线圈14本来应该配置的位置,而且配置于线圈15假想性地从内侧端部15a螺旋状地延长的位置。换言之,线圈14也配置于由于线圈15没有延长而空出的空间。各虚设线圈67、68配置于在俯视时比线圈14、15更靠近内侧。
如图7所示,支承部2中的第1配线21(引出配线61)具有相互并联地连接的多个(在该例子中为3个)配线部21a。配线部21a例如形成为直线状,以相互在宽度方向上相邻的方式并列地配置。各配线部21a作为镶嵌配线而构成,但也可以是配置于支承部2的表面上的配线。省略了图示,但支承部2中的各配线22~24与第1配线21同样地,具有相互并联地连接的多个(例如3个)配线部。
如以上所说明的那样,在致动器装置1中,线圈14的内侧端部14a和引出配线61以跨越线圈14、15的方式通过设置于第2可动部4的跨接配线62相互连接。跨接配线62的宽度W4比各线圈14、15的宽度W5宽,跨接配线62的厚度T1比各线圈14、15的厚度T2薄。同样地,线圈15的内侧端部15a和引出配线63以跨越线圈14、15的方式通过设置于第2可动部4的跨接配线64相互连接。跨接配线64的宽度W7比各线圈14、15的宽度W5宽,跨接配线64的厚度比各线圈14、15的厚度T2薄。由此,能够降低跨接配线62、64的配线电阻,即使在输入到线圈14、15的电流量增加的情况下,也能够抑制发热量的增加。再有,由于跨接配线62、64的宽度W4、W7比线圈14、15的宽度W5宽,跨接配线62、64的接地面积变大,因此能够抑制跨接配线62、64剥落。其结果,能够将跨接配线62、64稳定地配置,能够提高可靠性。再有,由于各跨接配线62、64的厚度T1比各线圈14、15的厚度T2薄,因此能够通过跨接配线62、64而抑制在第2可动部4的表面形成凹凸,能够实现可靠性的提高和制造的容易化。因此,根据致动器装置1,即使在输入到线圈14、15的电流量增加的情况下也能够抑制发热量的增加,并且能够实现制造的容易化。此外,由于在跨接配线62、64的宽度W4、W7较宽且俯视时的跨接配线62、64的面积较大的情况下,寄生电容增加,因此存在在驱动时发生尖峰噪声的可能性,但在致动器装置1中,通过敢于增加跨接配线62、64的宽度W4、W7,而能够获得良好的特性。
在致动器装置1中,线圈14与跨接配线62的接触区域的长度L1比各线圈14、15的宽度W5大。同样地,线圈15与跨接配线64的接触区域的长度L3比线圈14、15的宽度W5大。由此,能够降低线圈14、15与跨接配线62、64之间的接触电阻,能够有效地抑制发热量的增加。
在致动器装置1中,引出配线61与跨接配线62的接触区域的长度L3比线圈14、15的宽度W5大。同样地,引出配线63与跨接配线64的接触区域的长度L4比线圈14、15的宽度W5大。由此,能够降低引出配线61、63与跨接配线62、64之间的接触电阻,能够更有效地抑制发热量的增加。
在致动器装置1中,跨接配线62、64的截面积比线圈14、15的截面积大。由此,能够更加有效地抑制发热量的增加。
在致动器装置1中,跨接配线62的宽度W4和跨接配线64的宽度W7比线圈14、15的配置区域R的宽度W6大。由此,能够更加有效地抑制发热量的增加。
在致动器装置1中,线圈14、15被埋入到第2可动部4,各跨接配线62、64形成为平坦的层状,以跨越线圈14、15的上侧的方式延伸。由此,能够使线圈14、15稳定地配置,能够更加提高可靠性。再有,能够通过跨接配线62而有效地抑制在第2可动部4的表面形成凹凸,能够实现制造的更加容易化。再有,由于在线圈14、15埋入到第2可动部4之后,能够进行使第2可动部4和线圈14、15的表面平坦化的工序,因此能够将跨接配线62、64形成于平坦的表面上,能够实现制造的更加容易化。即使使第2可动部4和线圈14、15的表面平坦化,也存在在该表面稍微残留凹凸的情况。在致动器装置1中,即使跨接配线62、64形成于这样的凹凸上,由于跨接配线62、64的宽度W4、W7比线圈14、15的宽度W5大,跨接配线62、64的接地面积变大,因此能够抑制跨接配线62、64剥落的情况,能够稳定地配置跨接配线62、64。
在致动器装置1中,第1配线21从线圈14的内侧端部14a经由第2扭力杆7延伸至第1外部端子25,第2配线22从线圈14的外侧端部经由第2扭力杆8延伸至第2外部端子26。由此,因为第1配线21通过第2扭力杆7并且第2配线22通过第2扭力杆8,所以与例如第1配线21和第2配线22的两者通过第2扭力杆7的情况相比,能够在第2扭力杆7、8之间使发热量均匀化。其结果,能够抑制由于热分布的不均匀引起的第2可动部4的固有振动频率或刚性发生变化。
在致动器装置1中,在第2可动部4,在线圈14假想性地从内侧端部14a螺旋状地延长的位置,设置有用于调节于线圈14的质量平衡的虚设线圈67,并且在线圈15假想性地从内侧端部15a螺旋状地延长的位置,设置有用于调节与线圈15的质量平衡的虚设线圈68。由此,能够提高第2可动部4的质量平衡和刚性平衡。
在致动器装置1中,在第2可动部4设置有用于调节与跨接配线62的质量平衡的虚设跨接配线65、和用于调节与跨接配线64的质量平衡的虚设跨接配线66。由此,能够提高第2可动部4的质量平衡和刚性平衡。
在致动器装置1中,虚设跨接配线65配置于在俯视时相对于跨接配线62关于第2可动部4的中心点对称的位置。同样地,虚设跨接配线66配置于在俯视时相对于跨接配线64关于第2可动部4的中心点对称的位置。由此,能够有效地提高第2可动部4的质量平衡和刚性平衡。
在致动器装置1中,一对线圈14、15以在俯视时在第2可动部4的宽度方向上交错地排列的方式配置。由此,能够适当地驱动第1可动部3。
在致动器装置1中,线圈14配置于线圈15假想性地从内侧端部15a螺旋状地延长的位置。由此,能够将线圈14配置在更外侧,能够使驱动力增加。
在致动器装置1中,第2扭力杆7、8以第2可动部4在Y轴周围能够摆动的方式将第2可动部4与支承部2相互连结。由此,能够使第2可动部4与第1可动部3一起在Y轴周围摆动。
在致动器装置1中,支承部2中的第1配线21具有相互并联地连接的多个配线部21a。由此,能够降低支承部2中的第1配线21的配线电阻,能够更加有效地抑制发热量的增加。
致动器装置1具有与各外部端子25~28分别连接、且被引出到外部的四对线29。由此,能够降低从各外部端子25~28引出的配线的配线电阻,能够更加有效地抑制发热量的增加。
以上,关于本发明的一个实施方式进行了说明,但本发明并不限定于上述实施方式。例如,如图8表示的变形例所示,线圈14、15和引出配线61也可以配置在第2可动部4上。在该变形例中,在第2可动部4的表面上设置有绝缘层34,在绝缘层34上设置有跨接配线62。在绝缘层34上,以覆盖跨接配线62的方式设置有绝缘层35。线圈14、15和引出配线61设置于绝缘层35上。即,线圈14、15经由绝缘层34、35配置在第2可动部4上,跨接配线62以跨越线圈14、15的下侧的方式在线圈14、15与第2可动部4之间延伸。
在绝缘层35,在俯视时与线圈14的内侧端部14a对应的位置设置有开口35a,并且在俯视时与引出配线61的端部61a对应的位置设置有开口35b。跨接配线62进入各开口35a、35b并经由开口35a、35b与内侧端部14a和端部61a连接。在绝缘层35上以覆盖各线圈14、15和引出配线61的方式设置有绝缘层37。绝缘层37为了保护各线圈14、15和引出配线61而设置。在各线圈14、15和引出配线61例如由金等的具有耐腐蚀性的金属材料构成的情况下,也可以不设置绝缘层35。关于跨接配线64也与跨接配线62同样地以跨越线圈14、15的下侧的方式配置在线圈14、15与第2可动部4之间。
通过这样的变形例,与上述实施方式同样地,即使在输入到线圈14、15的电流量增加的情况下也能够抑制发热量的增加,并且能够实现可靠性的提高和制造的容易化。再有,线圈14、15配置在第2可动部4上,跨接配线62、64以跨越线圈14、15的下侧的方式在线圈14、15与第2可动部4之间延伸,因此能够实现跨接配线62、64的保护。再有,由于跨接配线62、64的厚度T1比各线圈14、15的厚度T2薄,因此能够容易地以跨越跨接配线62、64的上侧的方式形成线圈14、15。其结果,能够抑制在线圈14、15发生破损等(例如龟裂),能够提高线圈14、15的可靠性。
在上述实施方式中,使第1可动部3和第2可动部4在Y轴周围进行线性动作,但也可以使第1可动部3和第2可动部4在Y轴周围进行共振动作。在上述实施方式中,在第2可动部4设置有一对线圈14、15,但也可以在第2可动部4仅设置一个线圈。在该情况下,通过向该线圈的驱动信号的输入,能够使第1可动部3在X轴周围摆动并且使第2可动部4在Y轴周围摆动。在第2可动部4仅设置线圈14的情况下,省略各配线23、24和各外部端子27、28,但在上述实施方式中在配置有跨接配线64的位置,也可以设置用于调节与跨接配线62的质量平衡的虚设跨接配线。即,在第2可动部4,也可以在俯视时相对于跨接配线62关于Y轴对称的位置设置虚设跨接配线。在上述实施方式中,可以在第2可动部4设置用于测量电动势的电动势监测线圈,也可以在支承部2设置用于测量温度的温度传感线圈。
在上述实施方式中,使第1可动部3分别在X轴和Y轴周围摆动,但也可以以使第1可动部3仅在X轴周围摆动的方式构成致动器装置1。在该情况下,第2连结部也可以不是如第2扭力杆7、8那样能够扭曲变形的部件,只要是以通过使第2可动部4振动而能够使第1可动部3在X轴周围摆动的方式(第2可动部4至少能够在X轴周围振动的方式)将第2可动部4与支承部2相互连结的部件即可。这样的第2连结部的设计自由度比较高。例如,第2连结部可以是配置于Y轴上的第2可动部4的两侧,且在Y轴上与第2可动部4和支承部2连接的一对部件,也可以是在Y轴上和/或Y轴上以外的位置与第2可动部4和支承部2连接的多对部件。或者,第2连结部也可以是配置于X轴上的第2可动部4的两侧,在X轴上与第2可动部4和支承部2连接的一对部件。在这些情况下,在第2可动部4设置一个线圈。通过对该线圈的驱动信号的输入,能够使第1可动部3在X轴周围摆动。
在第2可动部4仅设置线圈14的情况下,可以是第1配线21通过第2扭力杆7并且第2配线22通过第2扭力杆8,但也可以是第1配线21和第2配线22的两者通过第2扭力杆7。在该情况下,能够省略虚设线圈67。跨接配线62的宽度W4和跨接配线64的宽度W7的至少一方可以比线圈14、15的配置区域R的宽度W6窄。线圈14与跨接配线62的接触区域的长度L1、引出配线61与跨接配线62的接触区域的长度L2、线圈15与跨接配线64的接触区域的长度L3、和引出配线63与跨接配线64的接触区域的长度L4的至少一个可以比线圈14、15的宽度W5小。
各结构的材料和形状并不限于上述的材料和形状,能够采用各种材料和形状。例如,跨接配线62、64可以仅具有沿着一个方向延伸的部分,跨接配线62、64的形状和配置并不限于上述的例子。第2可动部4也可以在俯视时呈大致圆形形状、大致椭圆形形状、大致四边形形状或者大致菱形形状等。也可以不设置环状部3b,而是第1扭力杆5、6与主体部3a直接连接。第2扭力杆7、8可以在俯视时呈直线状地延伸。第2扭力杆7、8也可以以使第2可动部4能够在Y轴周围摆动的方式在Y轴上以外的位置将第2可动部4与支承部2相互连结。也可以不设置虚设跨接配线65、66和虚设线圈67、68的至少一方。致动器装置1也可以是驱动镜面10以外的装置。在上述实施方式中,一对线圈14、15以交错地排列的方式配置,但也可以在俯视时线圈14、15的一方配置于另一方的内侧。也可以是3个以上的线29与第1外部端子25连接。在上述变形例中,也可以以跨越设置于第2可动部上的线圈14、15的上侧的方式设置跨接配线62。在上述实施方式中,通过使第2可动部4振动而使第1可动部3摆动,但也可以在第1可动部3设置线圈,通过对该线圈作用的洛伦兹力使第1可动部3直接地摆动。在该情况下,与上述的实施方式同样地,也能够抑制发热量的增加。
符号的说明
1…致动器装置、2…支承部、3…第1可动部、4…第2可动部、5、6…第1扭力杆(第1连结部)、7、8…第2扭力杆(第2连结部)、9…磁场产生部、14、15…线圈、21…第1配线、21a…配线部、22…第2配线、25…第1外部端子、26…第2外部端子、29…线、61、63…引出配线、62、64…跨接配线、65、66…虚设跨接配线、67、68…虚设线圈。

Claims (16)

1.一种致动器装置,其特征在于,
包括:
支承部;
第1可动部;
以包围所述第1可动部的方式配置的框状的第2可动部;
第1连结部,其以使所述第1可动部能够在第1轴线周围摆动的方式将所述第1可动部与所述第2可动部相互连结;
第2连结部,其以通过使所述第2可动部振动而使所述第1可动部能够在所述第1轴线周围摆动的方式将所述第2可动部与所述支承部相互连结;
设置于所述第2可动部的螺旋状的线圈;
产生作用于所述线圈的磁场的磁场产生部;
设置于所述支承部的第1外部端子;和
与所述线圈的内侧端部和所述第1外部端子连接的第1配线,
所述第1配线包括:与所述第1外部端子连接的引出配线;和以跨越所述线圈的方式设置于所述第2可动部且与所述线圈的所述内侧端部和所述引出配线连接的跨接配线,
所述跨接配线的宽度比所述线圈的宽度宽,
所述跨接配线的厚度比所述线圈的厚度薄。
2.如权利要求1所述的致动器装置,其特征在于,
所述线圈与所述跨接配线的接触区域的长度比所述线圈的宽度大。
3.如权利要求1或2所述的致动器装置,其特征在于,
所述引出配线与所述跨接配线的接触区域的长度比所述线圈的宽度大。
4.如权利要求1~3中任一项所述的致动器装置,其特征在于,
所述跨接配线的截面积比所述线圈的截面积大。
5.如权利要求1~4中任一项所述的致动器装置,其特征在于,
所述跨接配线的宽度比所述线圈的配置区域的宽度宽。
6.如权利要求1~5中任一项所述的致动器装置,其特征在于,
所述线圈被埋入到所述第2可动部,
所述跨接配线形成为平坦的层状且以跨越所述线圈的上侧的方式延伸。
7.如权利要求1~5中任一项所述的致动器装置,其特征在于,
所述线圈配置于所述第2可动部上,
所述跨接配线以跨越所述线圈的下侧的方式在所述线圈与所述第2可动部之间延伸。
8.如权利要求1~7中任一项所述的致动器装置,其特征在于,
还包括:设置于所述支承部上的第2外部端子;和与所述线圈的外侧端部和所述第2外部端子连接的第2配线,
具有一对所述第2连结部,
所述第1配线从所述线圈的所述内侧端部经由所述一对第2连结部的一方延伸至所述第1外部端子,
所述第2配线从所述线圈的所述外侧端部经由所述一对第2连结部的另一方延伸至所述第2外部端子。
9.如权利要求7所述的致动器装置,其特征在于,
在所述第2可动部,在所述线圈假想性地从所述内侧端部螺旋状地延长的位置,设置有用于调节与所述线圈的质量平衡的虚设线圈。
10.如权利要求1~9中任一项所述的致动器装置,其特征在于,
在所述第2可动部,设置有用于调节与所述跨接配线的质量平衡的虚设跨接配线。
11.如权利要求10所述的致动器装置,其特征在于,
所述虚设跨接配线在从与配置有所述线圈的平面正交的方向观察时,相对于所述跨接配线关于所述第2可动部的中心点对称地配置。
12.如权利要求1~11中任一项所述的致动器装置,其特征在于,
具有一对所述线圈,
所述一对线圈在从与配置有所述线圈的平面正交的方向观察时,以在所述第2可动部的宽度方向上交错地排列的方式配置。
13.如权利要求12所述的致动器装置,其特征在于,
所述一对线圈的一方配置于所述一对线圈的另一方假想性地从所述内侧端部螺旋状地延长的位置。
14.如权利要求1~13中任一项所述的致动器装置,其特征在于,
所述第2连结部以使所述第2可动部能够在与所述第1轴线正交的第2轴线周围摆动的方式将所述第2可动部与所述支承部相互连结。
15.如权利要求1~14中任一项所述的致动器装置,其特征在于,
所述支承部中的所述第1配线具有相互并联地连接的多个配线部。
16.如权利要求1~15中任一项所述的致动器装置,其特征在于,
还包括与所述第1外部端子连接且被引出到外部的一对线。
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