JP2004198648A - Planar type actuator - Google Patents

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JP2004198648A JP2002365672A JP2002365672A JP2004198648A JP 2004198648 A JP2004198648 A JP 2004198648A JP 2002365672 A JP2002365672 A JP 2002365672A JP 2002365672 A JP2002365672 A JP 2002365672A JP 2004198648 A JP2004198648 A JP 2004198648A
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Yuzuru Ueda
譲 上田
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Nippon Signal Co Ltd:The
日本信号株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a planar type actuator capable of keeping the ratio of resonance frequency between an outer movable plate and an inner movable plate large and realizing raster scanning when it is used for scanning by deflecting light. <P>SOLUTION: The planar type actuator is equipped with: an outer movable part 17 equipped with an outer movable plate 3 by pivotally supporting it on an outer fixed part 1 with an outer torsion bar 2; an inner movable part 16 equipped with the inner movable plate 5 by pivotally supporting it on an inner fixed part 20 with an inner torsion bar 4; and a driving means for driving the plates 3 and 5. The movable parts 17 and 16 are formed of materials having different rigidity, and the movable part 16 is fixed on the plate 3 of the movable part 17 so that the axial direction of the torsion bar 2 is orthogonal to the axial direction of the torsion bar 4. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、プレーナ型アクチュエータに関し、特に、半導体製造技術を応用したマイクロマシニング技術で製造する2次元走査型のプレーナ型アクチュエータに関する。 The present invention relates to a planar type actuator, in particular, it relates to two-dimensional scanning of a planar actuator manufactured in micromachining technology applied to semiconductor manufacturing technology.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
この種のプレーナ型アクチュエータは、レーザ光等の光ビームの偏向走査等に利用され、電磁力を利用する電磁型や静電力を利用する静電型等がある。 This kind of planar actuators is utilized deflection scanning, etc. of the light beam such as a laser beam, there is an electrostatic type, etc. that utilizes electromagnetic or electrostatic utilizing electromagnetic force.
【0003】 [0003]
以下に、電磁型のアクチュエータの例を説明する。 Hereinafter, an example of an electromagnetic type actuator.
プレーナ型電磁アクチュエータとしては、図10に示すものがある。 The planar type electromagnetic actuator, there is shown in FIG. 10.
この2次元走査型のプレーナ型電磁アクチュエータは、シリコン基板の外側固定部1に外側トーションバー2で枠状の外側可動板3を回動可能に軸支し、外側可動板3に外側トーションバー2と軸方向が直交する内側トーションバー4で回動可能に平板状の内側可動板5を軸支する。 Planar electromagnetic actuator of the two-dimensional scanning type, a frame-shaped outer movable plate 3 to the outer fixed part 1 of the silicon substrate outside the torsion bar 2 rotatably journaled, outer torsion bar 2 on the outer movable plate 3 and axial direction for supporting the inner movable plate 5 inside the torsion bar 4 rotatably tabular orthogonal. これら外側固定部1、外側及び内側トーションバー2,4及び外側及び内側可動板3,5は、半導体基板で一体に形成する。 These outer fixed portion 1, the outer and inner torsion bars 2,4 and the outer and inner movable plate 3 and 5 are formed integrally with the semiconductor substrate. 外側可動板3には、通電により磁界を発生する第2駆動コイル6(図では模式的に1本線で示す)を形成し、第2駆動コイル6は、外側固定部1に形成した一対の外側電極端子7A,7Aに外側トーションバー2の一方を介して電気的に接続する。 The outer movable plate 3, energized by forming a second drive coil 6 to generate a magnetic field (in the figure schematically indicated by the single line), a second drive coil 6, a pair of outer formed on the outer fixed part 1 electrode terminal 7A, via one of the outer torsion bars 2 to 7A are electrically connected. 内側可動板5には、中央部に反射ミラー8を形成し、その周縁部に通電により磁界を発生する第1駆動コイル9(図では模式的に1本線で示す)を形成する。 The inner movable plate 5, to form a reflective mirror 8 in the central portion to form a first driving coil 9 for generating a magnetic field when energized at its periphery (in the figure schematically indicated by the single line). 第1駆動コイル9は、内側トーションバー4の一方から外側可動板3部分を通り、外側トーションバー2の他方側を介して外側固定部1の一対の内側電極端子10A,10Bに電気的に接続する。 The first driving coil 9, through the outer movable plate 3 portion from the one of the inner torsion bars 4, electrically connected via the other side of the outer torsion bars 2 a pair of inner electrode terminals 10A of the outer fixed portion 1, the 10B to. 更に、互いに対をなす静磁界発生手段(例えば永久磁石)を、外側及び内側トーションバー2,4の軸方向とそれぞれ平行な各可動板3,5の対辺の駆動コイル部分に静磁界が作用するよう可動板周囲に設ける。 Further, a static magnetic field generating means for forming a pair with each other (for example, a permanent magnet), the static magnetic field acts on the outside and axially driving coil portion parallel opposite sides of the movable plate 3 and 5 respectively of the inner torsion bars 2,4 Yo provided around the movable plate. 図10の例では、一対の永久磁石11A,11B〜14A,14Bを、外側固定部1の上下に接合する、例えばガラス等からなる上側絶縁基板15及び下側絶縁基板16に、静磁界が第1及び第2駆動コイル6,9を外側及び内側可動板3,5と平行な方向に横切るよう上下に位置をずらすようにして配置してある(例えば、特許文献1参照)。 In the example of FIG. 10, a pair of permanent magnets 11A, 11B~14A, the 14B, joined to the top and bottom of the outer fixed part 1, for example, the upper insulating substrate 15 and the lower insulating substrate 16 made of glass or the like, a static magnetic field is first is arranged by the first and second driving coils 6 and 9 to shift the position vertically to traverse outwardly and a direction parallel to the inner movable plate 3 and 5 (e.g., see Patent Document 1).
【0004】 [0004]
このような構成の電磁アクチュエータは、第1及び第2駆動コイル6,9に電流を流すことにより発生する磁界と、永久磁石11A,11B〜14A,14Bの作る静磁界との相互作用により外側及び内側可動板3,5を駆動する。 Electromagnetic actuator with such a configuration, the outer and the magnetic field generated by flowing a current to the first and second driving coils 6 and 9, the permanent magnets 11A, 11B~14A, by interaction with the static magnetic field formed of 14B driving the inner movable plate 3,5.
【0005】 [0005]
即ち、外側及び内側可動板3,5の両側では、永久磁石11A,11B〜14A,14Bによって外側及び内側可動板3,5の平面に沿って第1及び第2駆動コイル6,9を横切るような方向に静磁界を形成する。 That is, in the both sides of the outer and inner movable plate 3 and 5, as crossing the permanent magnets 11A, 11B~14A, the first and second driving coils 6, 9 along the plane of the outer and inner movable plate 3 and 5 by 14B forming a static magnetic field in a direction. この静磁界中の第1及び第2駆動コイル6,9に電流を流すと、外側及び内側可動板3,5の両端に、フレミングの左手の法則に従った方向に電磁力が作用して外側及び内側可動板3,5が回動する。 When passing a first and a current to the second drive coil 6, 9 in the static magnetic field, on both ends of the outer and inner movable plate 3 and 5, the electromagnetic force in a direction in accordance with the Fleming's left-hand rule acts outside and the inner movable plate 3, 5 rotates. 外側及び内側可動板3,5が回動するとトーションバー2,4が捩じられてばね反力が発生し、電磁力とばね反力が釣り合う位置まで外側及び内側可動板3,5が回動する。 Spring reaction force is generated outer and inner movable plate 3, 5 is twisted torsion bar 2 and 4 when rotated, the outer and inner movable plate 3 and 5 pivoted to a position where the electromagnetic force and the spring reaction forces balance to. 外側及び内側可動板3,5の回動角は第1及び第2駆動コイル6,9に流れる電流に比例し、電流を制御することで外側及び内側可動板3,5の回動角を制御できる。 Rotation angle of the outer and inner movable plate 3, 5 is proportional to the current flowing through the first and second driving coils 6 and 9, controls the rotation angle of the outer and inner movable plate 3, 5 by controlling the current it can. そして、第1及び第2駆動コイル6,9に流す交流電流の周波数を、外側及び内側トーションバー2,4の材質、形状等で規定される共振周波数と同じ周波数とすることにより、その電流値における最大の回動角が得られる。 Then, the frequency of the alternating current applied to the first and second driving coils 6 and 9, the material of the outer and inner torsion bars 2,4, by the same frequency as is the resonant frequency defined by the shape or the like, the current value the maximum of the rotation angle can be obtained in. これにより、反射ミラー8に入射するレーザ光等の光の反射方向を自由に制御でき、外側及び内側可動板3,5を連続的に反復動作させることで、レーザ光のスキャニング等、光の走査が可能となる。 Thus, free to control the reflection direction of light such as a laser beam incident on the reflecting mirror 8, by repeated continuously operate the outer and inner movable plate 3 and 5, scanning of the laser beam or the like, optical scanning of the it is possible.
【0006】 [0006]
【特許文献1】 [Patent Document 1]
特許第2722314号公報【0007】 Japanese Patent No. 2722314 [0007]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
ところで、レーザ光等の光を2次元走査してレーザレーダ等の物体検知や絵や文字等の画像表示を行うには、ラスタ走査で行うのが一般的であり、この場合、水平走査と垂直走査の周波数比は大きい方がよい。 Incidentally, an image is displayed, such as object detection, pictures, or characters such as laser radar to scan light, such as laser light two-dimensionally is generally performed in a raster scanning, in this case, horizontal scanning and vertical frequency ratio of the scanning better is large. しかしながら、上述した従来のプレーナ型アクチュエータは、外側と内側のトーションバー2,4が同一の材料(半導体基板材料と同じシリコン)で形成されているため、断面形状等を異ならせたとしてもその剛性を大きく変化させることが難しい。 However, the conventional planar type actuator described above, since the outer and inner torsion bars 2 and 4 are formed of the same material (the same silicon as the semiconductor substrate material), its rigidity even with different cross-sectional shape it is difficult to greatly change. このため、外側可動板3と内側可動板5の共振周波数比を大きくとれず、ラスタ走査しようとすると走査軌跡がリサージュ曲線になってしまう。 Therefore, increasing the resonant frequency ratio of the outer movable plate 3 and the inner movable plate 5 Torezu, a scanning trajectory tries to raster scan becomes Lissajous curve. そのため、従来のプレーナ型アクチュエータで物体検知や画像表示を行おうとすると、リサージュ曲線を制御する必要があるが、リサージュ曲線はわずかな周波数の違いにより曲線形状が大きく変わるため制御が難しいという問題がある。 Therefore, when attempting to object detection and image display in the conventional planar type actuator, it is necessary to control the Lissajous curve, there is a problem that is difficult to control because the Lissajous curve curved shape largely changes by a slight difference in frequency .
【0008】 [0008]
本発明は上記問題点に着目してなされたもので、外側可動板と内側可動板の共振周波数比を大きくでき、光の偏向走査等に利用する場合にラスタ走査を可能とするプレーナ型アクチュエータを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, it can increase the resonant frequency ratio of the outer movable plate and inner movable plate, a planar-type actuator that enables a raster scan in the case of using the deflective scan of light or the like an object of the present invention is to provide.
【0009】 [0009]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
このために、請求項1の発明は、外側可動板を外側固定部に外側トーションバーで回動可能に軸支して備えた外側可動部と、内側可動板を内側固定部に内側トーションバーで回動可能に軸支して備えた内側可動部と、前記各可動板を駆動する駆動手段とを備え、前記外側可動部と内側可動部とを剛性の異なる材料で形成すると共に、前記外側トーションバーの軸方向と前記内側トーションバーの軸方向とが直交するように前記内側可動部を前記外側可動部の外側可動板に固定して構成した。 For this, a first aspect of the invention, an outer movable unit provided with and rotatably supported by the outer torsion bar outer movable plate to the outer stationary part, inside the torsion bar inner movable plate inside the fixed part an inner movable unit provided with pivotally supported, together with said and drive means for driving the movable plate, forming the said outer movable portion and the inner movable portion at different rigid material, the outer torsion the inner movable portion such that the axial direction of the the axial direction of the bar inside the torsion bar is perpendicular configured by fixing the outer movable plate of the outer movable unit.
【0010】 [0010]
このような構成により、外側可動部と内側可動部とを剛性の異なる材料で形成し、外側可動部の外側可動板を外側固定部に外側トーションバーで軸支し、駆動手段で外側可動板を内側可動部と共に回動し、内側可動部の内側可動板を内側固定部に外側トーションバーの軸方向と直交する内側トーションバーで軸支し、駆動手段で内側可動板を回動する。 By such a configuration, an outer movable portion and the inner movable portion is formed of a different rigid material, and rotatably supported by the outer torsion bars outside the movable plate of the outer movable portion outside the fixed part, the outer movable plate by a drive means It rotates together with the inner movable portion, and rotatably supported inside a torsion bar which is perpendicular to the axial direction of the outer torsion bars inside the movable plate of the inner movable unit to the fastening part, to rotate the inner movable plate driving means. これにより、外側可動板と内側可動板との駆動周波数比を大きくすることを可能にする。 Thus, it possible to increase the driving frequency ratio of the outer movable plate and inner movable plate.
【0011】 [0011]
本発明のプレーナ型アクチュエータは、具体的には請求項2のように、前記外側可動部と内側可動部のいずれか一方を、剛性を決定する主材料としてシリコンを用いて形成し、他方を、剛性を決定する主材料として前記シリコンより剛性の低い材料を用いて形成する構成とするとよい。 Planar actuator of the present invention, as specifically of claim 2, one of the outer movable portion and the inner movable portion, formed using silicon as a main material for determining the rigidity, and the other, it may be configured to form using a material having lower rigidity than that of the silicon as a main material to determine the stiffness. この場合、請求項3のように、前記内側可動部をシリコンで形成し、前記外側可動部をシリコンより剛性の低い材料で形成してもよく、この場合、請求項4に記載のように前記外側可動部をプラスチックで形成するとよい。 In this case, as in claim 3, the inner movable part is formed of silicon, the outer movable portion may be formed with a material having lower stiffness than silicon, this case, the as claimed in claim 4 the outer movable portion may be formed of plastic.
【0012】 [0012]
また、請求項5のように前記内側可動部を、前記外側可動板の上面に貼り付けた構成とした。 Further, the inner movable portion as in claim 5, and a structure in which adhered to the upper surface of the outer movable plate. または、請求項6のように前記内側可動部を、前記外側可動板に嵌め込んで構成してもよい。 Or, the inner movable portion as in claim 6, may be configured by fitting to the outer movable plate. この場合、請求項7のように内側可動板が回動時に前記外側可動板に接触しないように該外側可動板の前記内側可動板に対応した部位に逃部を設けるとよい。 In this case, the inner movable plate may be provided with escape portion at portions corresponding to the inner movable plate of said outer movable plate so as not to contact the outer movable plate during rotation as claimed in claim 7.
【0013】 [0013]
請求項8においては、前記駆動手段は、前記各可動板にそれぞれ敷設した駆動コイルと、前記各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、前記各駆動コイルに電流を流すことにより発生する電磁力により前記各可動板をそれぞれ駆動する構成とした。 In claim 8, wherein the drive means to flow the driving coils installed respectively in each of the movable plate, and a static magnetic field generating means for applying a static magnetic field to said drive coils, the current to the drive coils and configured to drive the respective movable plates respectively by electromagnetic force generated by. この場合、請求項9のように前記内側可動板に敷設した駆動コイルを、前記外側可動板の回動軸線近傍部から前記外側トーションバーを経由して外部に引出すようにするとよい。 In this case, a driving coil laid on the inner movable plate as claimed in claim 9, better to draw to the outside via the outer torsion bars from the rotation axis near portion of the outer movable plate. このとき、請求項10のように前記内側可動板に敷設した駆動コイルの中継端子を、前記外側可動板の回動軸線近傍部で前記内側固定部と前記外側可動板とに設け、該各中継端子をそれぞれワイヤボンディングしてもよい。 In this case, the relay terminal of the drive coils laid inner movable plate as claimed in claim 10, provided with the inner fixed portion and said outer movable plate by pivot axis near portion of the outer movable plate, each of said relay terminals respectively may be wire-bonded.
【0014】 [0014]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
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。 It will be described in detail with reference to embodiments of the present invention in the accompanying drawings. なお、図10の従来技術と同一要素については同一符号を用いて説明する。 Incidentally, it described using the same reference numerals prior art the same elements in FIG. 10.
図1は、本発明に係るプレーナ型アクチュエータの実施形態を示し、光スキャナーに適用した場合の概略構成図であり、図2は、図1の分解斜視図である。 Figure 1 shows an embodiment of a planar type actuator according to the present invention, a schematic diagram of the application of the optical scanner, FIG. 2 is an exploded perspective view of FIG.
図1において、本実施形態のプレーナ型アクチュエータは、光のラスタ走査を可能とするものであり、内側可動部16と、外側可動部17と、駆動手段としての第1駆動コイル9及び第2駆動コイル6並びに静磁界発生手段18A,18B,19A,19Bと、を備えて構成している。 In Figure 1, a planar type actuator of this embodiment is intended to enable raster scanning of the light, the inner movable unit 16, and the outer movable portion 17, the first driving coil 9 and the second drive as a drive means coil 6 and the static magnetic field generating means 18A, 18B, are configured to include 19A, and 19B, the.
【0015】 [0015]
そして、上記内側可動部16を、外側可動板17の中央部にそれぞれの回動軸が直交するようにして接着固定し、内側可動部16の後述する内側可動板5に敷設した第1駆動コイル9と、外側可動部17の後述する外側可動板3に敷設した第2駆動コイル6とにそれぞれ電流を流し、これらの電流と上記外側可動部17の外側に配置した上記静磁界発生手段18A〜19Bの静磁界との相互作用により発生する電磁力で、内側可動板5及び外側可動板3を回動させるようにしている。 Then, the inner movable unit 16, bonded and fixed so as to each pivot shaft in the center of the outer movable plate 17 is orthogonal to the first drive coil laid on the inner movable plate 5 which will be described later, of the inner movable unit 16 9 and, passing a respective current and a second drive coil 6 which is laid on the outer movable plate 3 to be described later of the outer movable unit 17, the static magnetic field generating means 18A~ arranged outside of these currents and the outer movable unit 17 an electromagnetic force generated by the interaction of the static magnetic field of 19B, has an inner movable plate 5 and the outer movable plate 3 to rotate.
以下、図1及び図2を参照して本実施形態の構成を詳細に説明する。 It will be described below in detail with reference to the present embodiment configured to FIGS.
【0016】 [0016]
上記内側可動部16は、光ビームを走査するものであり、内側可動板5を、該内側可動板5の外側に設けた内側固定部20に内側トーションバー4で回動可能に軸支して構成しており、例えば、半導体製造技術を応用したマイクロマシニング技術を適用して、剛性の大きい(例えば、ヤング率が190GPa程度)シリコン基板を上記内側固定部20及び内側トーションバー4並びに内側可動板5以外の部分が上下方向に貫通するように異方性エッチングして形成される。 The inner movable unit 16 is for scanning a light beam, the inner movable plate 5, and rotatably supported on the fastening part 20 provided outside of the inner movable plate 5 inside the torsion bar 4 configured and, for example, by applying micromachining technology applied to semiconductor manufacturing technology, the rigidity greater (e.g., about Young's modulus 190 GPa) of the silicon substrate the fastening part 20 and an inner torsion bar 4 and the inner movable plate 5 other portions are formed by anisotropic etching so as to penetrate in the vertical direction.
【0017】 [0017]
上記内側可動板5の表面には、該内側可動板5の周縁部に沿って第1駆動コイル9が敷設されている。 On the surface of the inner movable plate 5, the first drive coil 9 along the periphery of the inner movable plate 5 is laid. この第1駆動コイル9は、コイルを流れる電流と後述の静磁界発生手段18A,18Bから発生する静磁界との相互作用により内側トーションバー4に平行な内側可動板5の対辺近傍部の第1駆動コイル9部分に電磁力を発生させ、内側可動板5を回動させるものであり、第1引出線21により内側トーションバー4を経由して内側固定部20上に設けた第1中継端子22A,22Aに接続している。 The first driving coil 9, a first opposite sides near portion of the inner torsion bars 4 inside parallel to the movable plate 5 by the interaction of the static magnetic field and the current flowing through the coil for generating the static magnetic field generating means 18A, 18B described later an electromagnetic force is generated in the driving coil 9 parts, which rotates the inner movable plate 5, the first relay terminal 22A provided on the fastening part 20 via the inner torsion bar 4 by a first lead line 21 , it is connected to 22A. この第1中継端子22A,22Aは、図2に示すように、内側トーションバー4の軸線に直交する内側可動板5の中心線X近傍部に設けられている。 The first relay terminal 22A, 22A, as shown in FIG. 2, is provided on the center line X vicinity of the inner movable plate 5 which is perpendicular to the axis of the inner torsion bar 4. なお、上記中心線Xは、後述する外側可動部17の外側トーションバー2の軸線と略一致するものである。 Note that the center line X is to substantially coincide with the axis of the outer torsion bars 2 of the outer movable unit 17 to be described later. なお、内側可動板5の中央部表面には、光ビームを反射する反射ミラー8が設けられる。 Incidentally, in the central part surface of the inner movable plate 5, the reflection mirror 8 for reflecting the light beam is provided. 反射ミラー8は、例えば、アルミニウムを真空蒸着等により薄膜形成したものである。 Reflecting mirror 8 is, for example, is obtained by a thin film formed by aluminum vacuum deposition and the like.
【0018】 [0018]
上記外側可動部17は、外側可動板3を該外側可動板3の外方に設けた外側固定部1に外側トーションバー2で回動可能に軸支して構成しており、例えば、上記内側可動部16のシリコン基板よりも剛性が小さいプラスチック材料で金型成型またはプラスチックの板材を打ち抜き加工して一体的に形成される。 The outer movable unit 17 constitutes the outer fixed portion 1 provided with the outer movable plate 3 to the outside of the outer movable plate 3 and rotatably supported by the outer torsion bar 2, for example, the inner It is integrally formed by punching a plate material of metal molding or plastic rigid small plastic material than the silicon substrate of the movable portion 16. 上記プラスチック材料としては、例えばポリイミドの材料を適用することができる。 As the plastic material, it can be applied, for example a polyimide material. なお、プラスチックの剛性は、ガラスファイバーやカーボンファイバー、金属繊維といったフィラー材を添加して調整することができる。 Incidentally, the stiffness of the plastics can be adjusted glass fibers and carbon fibers, a filler material such as metal fibers added.
【0019】 [0019]
また、上記外側可動部17は、外側可動板3の上面中央部で図2中に破線で示す枠P内に、外側トーションバー2の軸方向に対して内側トーションバー4の軸方向が直交するように内側可動部16を接着して保持しており、外側可動板3を内側可動板5の回動方向と直交する方向に内側可動部16と一体的に回動させることにより、内側可動板5の回動とあいまって内側可動板5の反射ミラー8で反射される光を二次元方向に走査できるようにしている。 Further, the outer movable unit 17 in the frame P indicated by a broken line in FIG. 2 by the upper central portion of the outer movable plate 3, the axial direction of the inner torsion bar 4 is perpendicular to the axial direction of the outer torsion bars 2 It holds by bonding inner movable portion 16 as by rotating the outer movable plate 3 in the direction orthogonal to the direction of rotation of the inner movable plate 5 integrally with the inner movable unit 16, the inner movable plate 5 of rotating together with the light reflected by the reflecting mirror 8 of the inner movable plate 5 is to be scanned in two-dimensional directions. なお、内側可動部16は、外側可動部17の外側可動板3に接着するのではなく、内側可動部16を金型内に装填した後、プラスチック樹脂を注入して外側可動部17を形成するインサート成型により、図3に示すように、両可動部を一体的に形成してもよい。 Incidentally, the inner movable unit 16, instead of adhering to the outer movable plate 3 of the outer movable unit 17, after loading the inner movable unit 16 in the mold to form the outer movable unit 17 by injecting plastic resin by insert molding, as shown in FIG. 3, it may be formed integrally with the two movable parts. または、外側可動部17をシリコンで形成し、プラスチック樹脂で形成した内側可動部16を外側可動部17の外側可動板3に嵌め込んで固定するアウトサート成型により両可動部を一体化させてもよい。 Alternatively, the outer movable unit 17 is formed of silicon, it is integrated both movable part by outsert molding for fixing by fitting the inner movable unit 16 which is formed of a plastic resin on the outer movable plate 3 of the outer movable unit 17 good.
【0020】 [0020]
また、上記外側可動板3の中央部で、上記内側可動板5に対応した部位には、該内側可動板5が回動時に外側可動板3に接触しないように逃部23が設けられている。 Further, at the central portion of the outer movable plate 3, the portion corresponding to the inner movable plate 5, is inner movable plate 5 escape portion 23 so as not to contact the outer movable plate 3 is provided at the rotating time . 該逃部23は、図2に示すように、穴部でも貫通孔であってもよく、また、図4に示すように、内側可動板5の回動軸Yを挟んで両側に設けた溝24A,24Aであってもよい。 Groove 該逃 unit 23, as shown in FIG. 2, may be also through holes in the hole, and as shown in FIG. 4, which is provided on both sides of the rotation axis Y of the inner movable plate 5 24A, or it may be 24A. また、内側可動板5の回動角度が小さくて外側可動板3に接触する虞がない場合には、上記逃部23は設けなくてもよい。 If there is no risk of contact with a small rotation angle of the inner movable plate 5 to the outer movable plate 3, the escape portion 23 may be omitted. なお、外側可動板3に逃部23として貫通孔を設けた場合には、反射ミラー8は内側可動板5の裏面に設けてもよい。 Incidentally, in the case of providing the through hole in the outer movable plate 3 as escape portion 23, the reflecting mirror 8 may be provided on the back surface of the inner movable plate 5.
【0021】 [0021]
そして、図2に示すように、上記外側可動板3には、周縁部に沿って第2駆動コイル6が敷設されている。 Then, as shown in FIG. 2, the above-mentioned outer movable plate 3, second drive coil 6 along the periphery is laid. 該第2駆動コイル6は、コイルを流れる電流と後述の静磁界発生手段19A,19Bから発生する静磁界との相互作用により外側トーションバー2に平行な外側可動板3の対辺近傍部の第2駆動コイル6部分に電磁力を発生させ、該外側可動板3を回動させるものであり、第2引出線25により一方の外側トーションバー2を経由して上記外側固定部1に設けた外側電極端子7A,7Aに接続している。 Second drive coil 6, the static magnetic field described later to the current flowing through the coil generating unit 19A, a second opposite sides vicinity of the outer torsion bars 2 outer movable plate 3 parallel to the interaction with the static magnetic field generated from 19B an electromagnetic force is generated in the drive coil 6 parts, which rotates the outer movable plate 3, the outer electrode via one of the outer torsion bars 2 by the second lead line 25 provided on the outer fixed part 1 terminal 7A, are connected to 7A. また、上記外側可動板3において、外側トーションバー2の回動軸線近傍部には、上記第1駆動コイル9の第1中継端子22A,22Aと対向して第2中継端子26A,26Aが設けられており、第3引出線27により他方の外側トーションバー2を経由して上記外側固定部1に設けた内側電極端子10A,10Aに接続している。 Further, in the outer movable plate 3, the rotation axis near portion of the outer torsion bars 2, the first relay terminal 22A of the first driving coil 9, 22A and opposite to the second relay terminal 26A, 26A are provided and it has the inner electrode terminal 10A that by the third lead wire 27 through the other outer torsion bar 2 provided on the outer fixed part 1, are connected to 10A. そして、上記第1中継端子22A,22Aと第2中継端子26A,26Aとを、図1に示すように、例えば金等のボンディングワイヤWでワイヤボンディングして接続する。 Then, the first relay terminal 22A, 22A and the second relay terminal 26A, and 26A, as shown in FIG. 1, to connect by wire bonding the bonding wires W, for example, gold or the like. なお、第1及び第2中継端子22A,22A,26A,26Aは、外側可動板3の回動時にボンディングワイヤWが受けるモーメントを小さくでき、ボンディングワイヤWの断線を抑制できることから外側トーションバー2の回動軸線近傍部に設ける方が好ましいが、必ずしも外側トーションバー2の回動軸線近傍部に限定されるものではない。 The first and second relay terminals 22A, 22A, 26A, 26A is a moment where the bonding wire W is subjected during rotation of the outer movable plate 3 can be reduced, suppressing breakage of the bonding wires W of the outer torsion bars 2 it is preferable to provide a pivot axis near portion, but not necessarily limited to the rotation axis near portion of the outer torsion bars 2.
【0022】 [0022]
また、外側可動部17の外側固定部1の外側には、それぞれ静磁界発生手段18A,18B,19A,19Bが、外側可動板3及び内側可動板5を間にして互いに反対磁極を対向させて配置されている。 Further, on the outside of the outer fixing portion 1 of the outer movable unit 17, to a static magnetic field generating means 18A, 18B, 19A, 19B is, in and between the outer movable plate 3 and the inner movable plate 5 are opposed to the opposite magnetic poles It is located. この静磁界発生手段18A,18B,19A,19Bは、例えば、一対の永久磁石であり、静磁界発生手段18A,18Bは、内側トーションバー4の軸方向に平行な内側可動板5の対辺近傍部の第1駆動コイル9部分を流れる電流に、また静磁界発生手段19A,19Bは、外側トーションバー2の軸方向に平行な外側可動板3の対辺近傍部の第2駆動コイル6部分を流れる電流にそれぞれ直交する、外側及び内側可動板3,5の面に平行な静磁界を作用させて電磁力を発生させるように機能する。 The static magnetic field generating means 18A, 18B, 19A, 19B is, for example, a pair of permanent magnets, static magnetic field generating means 18A, 18B are opposite side vicinity of axially parallel inner movable plate 5 of the inner torsion bar 4 the first current flowing in the driving coil 9 parts, also the static magnetic field generating means 19A of, 19B, the current flowing through the second drive coil 6 portions of opposite sides vicinity of the outer torsion bars 2 in the axial direction parallel to the outer movable plate 3 each orthogonal, functions to cause the action of parallel static magnetic field in the plane of the outer and inner movable plate 3 and 5 generates an electromagnetic force.
【0023】 [0023]
このような構成のプレーナ型アクチュエータによれば、シリコンからなる剛性の高い内側可動部16を高い共振周波数で駆動し、プラスチックからなる剛性の小さい外側可動部17を低い共振周波数で駆動することが可能となり、内側可動部16と外側可動部17との共振周波数比を大きくすることができる。 According to the planar type actuator having such a configuration, it is possible to a high inner movable unit 16 rigid made of silicon is driven at a high resonance frequency, and drives a small outer movable unit 17 rigid of plastic at a low resonance frequency next, it is possible to increase the resonant frequency ratio between the inner movable portion 16 and the outer movable unit 17. したがって、内側可動部16と外側可動部17とを駆動制御してレーザ光のラスタ走査が容易に可能となり、レーザ光等を利用した物体検知や画像表示のための光走査装置に好適なプレーナ型アクチュエータが提供できる。 Therefore, raster scan of the laser beam is easily possible and it drives and controls the inner movable portion 16 and the outer movable unit 17, a suitable planar type optical scanning device for object detection and image display using laser light or the like actuator can be provided. また、ポリイミドは剛性が低く、小さい力で所定の位置に可動板を停止させることが可能であるので、外側可動板3をステップ的に回動動作させることが可能となり、レーザ光の水平走査が可能となる。 Further, the polyimide has low rigidity, because it is possible to stop the movable plate in position with a small force, it is possible to the outer movable plate 3 is stepwise rotational motion, the horizontal scanning of the laser beam It can become. また、ポリイミドは耐衝撃性が良好であり、外側トーションバー2の破壊等に対する耐久性を向上できる。 Polyimide has good impact resistance, it is possible to improve the durability against destruction of the outer torsion bar 2. また、内側可動部16が剛性の高いシリコンで形成されているので、内側可動板5の反り等の変形を抑制でき、光スキャナーに適用した場合には、光の走査精度を向上することができる。 Further, since the inner movable unit 16 is formed with highly rigid silicon, it is possible to suppress deformation such as warpage of the inner movable plate 5, when applied to an optical scanner, it is possible to improve the scanning accuracy of light . さらに、内側可動部をシリコンで形成し、外側可動部をプラスチックで形成した場合には、内側可動部の形状が小さいので1枚のシリコン基板から作る内側可動部の取り数が増え、製造コストを低減できる。 Further, the inner movable portion is formed of silicon, in the case where the outer movable portion is formed of plastic, increasing the number of take the inner movable unit to make because the shape of the inner movable unit smaller from one silicon substrate, the manufacturing cost It can be reduced. また、形状の大きい外側可動部もプラスチック材料で金型成型または打ち抜き加工して容易に製造することができ、製造コストを低減できる。 Further, a large outer movable portion of the shape to molding or punching can be easily made from plastics material, the manufacturing cost can be reduced. したがって、安価なプレーナ型アクチュエータが提供できる。 Therefore, it is possible to provide an inexpensive planar actuator. なお、内側可動部16をプラスチックで構成し、外側可動部17をシリコンで構成してもよい。 Incidentally, the inner movable unit 16 is made of plastic, may constitute the outer movable portion 17 in the silicon.
【0024】 [0024]
次に、本発明によるプレーナ型アクチュエータの製造方法を説明する。 Next, a method for manufacturing the planar-type actuator according to the present invention.
先ず、図5及び図6を参照してシリコンからなる内側可動部16の製造方法を説明する。 First, a method of manufacturing the inner movable portion 16 made of silicon with reference to FIGS. なお、図5は一連の製造工程のうち、第1駆動コイル9の形成工程までを示し、図6はシリコン基板のエッチング工程を示している。 Note that FIG. 5 is a series of manufacturing steps, shows the steps until forming the first driving coil 9, and FIG. 6 shows an etching process of the silicon substrate. そして、いずれの図も図2のA−O−B線断面図で示している。 Then, it shows both figures in A-O-B line sectional view of FIG.
【0025】 [0025]
先ず、図5に示すように、工程(a)においては、SOI(Silicon On Insulator)ウエハのシリコン基板27を準備する。 First, as shown in FIG. 5, in the step (a), a silicon substrate 27 of the SOI (Silicon On Insulator) wafer. 例えばシリコン基板27は100μmの厚みを有するシリコン活性層27aと、1μmの厚みを有するSiO 2の中間層27bと、400μmの厚みを有するシリコン支持基板27cを積層した構成を有するものである。 For example, a silicon substrate 27 is one having a silicon active layer 27a having a thickness of 100 [mu] m, the intermediate layer 27b of SiO 2 having a thickness of 1 [mu] m, a structure formed by laminating a silicon support substrate 27c having a thickness of 400 [mu] m.
【0026】 [0026]
次に、工程(b)においては、シリコン基板27の上下面を熱酸化し1μm程度のSiO 2の絶縁層27d,27eを形成する。 Next, In the step (b), the insulating layer 27d of SiO 2 of about 1μm by thermally oxidizing the upper and lower surfaces of the silicon substrate 27 to form 27e. そして、シリコン活性層27a側の絶縁層27d上に第1駆動コイル9の1層目駆動コイル9aを形成する。 Then, a first layer drive coil 9a of the first driving coil 9 in the silicon active layer 27a of the insulating layer 27d. 1層目駆動コイル9aの形成方法は、先ず、シリコン基板27のほぼ全面に、例えば良電導性の金属としてアルミニウムの薄膜を2μm程度の厚みでスパッタリング等の真空成膜技術により形成する。 Method of forming the first layer drive coil 9a, first, over substantially the entire surface of the silicon substrate 27, a thin film of aluminum in 2μm thickness of about formed by vacuum deposition techniques such as sputtering, for example, as a good conductive metal. 次に、その上にレジストを塗布し、内側可動板5に相当する部分に、1層目駆動コイル9a及び2層目駆動コイルとの電気的接続をとるための第1コンタクト部9bに相当する部分のレジストを残して、コイル形状のレジストのパターンを形成する。 Next, a resist is applied thereon, which corresponds to the first contact portion 9b for the portion corresponding to the inner movable plate 5, make electrical connection with the first layer drive coil 9a and the second layer drive coil leaving portions of the resist to form a resist pattern of the coil shape. そして、これをマスクとして上記アルミニウムの薄膜をエッチングした後、レジストを除去して1層目駆動コイル9a及び第1コンタクト部9bを形成する。 Then, this was etched thin film of the aluminum as a mask, the resist is removed to form a first layer drive coil 9a and the first contact portion 9b. エッチングはエッチング液を使用して行うウエットエッチングまたは反応性ガスを使用して行うドライエッチングのいずれも適用できる。 Etching can be applied either dry etching performed using wet etching or reactive gases conducted using an etchant.
【0027】 [0027]
また、工程(c)においては、上記1層目駆動コイル9aの上に感光性ポリイミドの第1絶縁層28aを2μm程度の厚さで形成する。 In the step (c), a first insulating layer 28a of the photosensitive polyimide on said first layer drive coil 9a in the order of 2μm thickness. この場合、上記第1コンタクト部9b上、及び内側トーションバー4に相当する部分の第1引出線21及び内側固定部20に相当する部分の図示省略の第1中継端子22A,22A(図2参照)に相当する部分を除いて、第1絶縁層28aが形成される。 In this case, the upper first contact portion 9b, and the first relay terminal 22A not shown in the portion corresponding to the first lead line 21 and the fastening part 20 of the portion corresponding to the inner torsion bar 4, 22A (see FIG. 2 ) except for a portion corresponding to the first insulating layer 28a is formed. さらに、工程(b)と同様にして、シリコン基板27の全面にアルミニウムの薄膜を2μm程度成膜し、これをエッチングして2層目駆動コイル9c、第2コンタクト部9d、第1引出線21及び図示省略の第1中継端子22A,22A(図2参照)を形成する。 Further, step in the same manner as in (b), the entire surface of the aluminum thin film of the silicon substrate 27 is formed approximately 2 [mu] m, which was etched second layer drive coils 9c, the second contact portion 9d, the first lead line 21 and the first relay terminal 22A not shown, to form a 22A (see FIG. 2).
【0028】 [0028]
次に、工程(d)において、工程(c)と同様にして上記2層目駆動コイル9c、第2コンタクト部9d及び第1引出線21の上部を覆って感光性ポリイミドの第2絶縁層28bを形成する。 Next, in the step (d), the in the same manner as in step (c) above the second layer drive coils 9c, the second contact portion 9d and the second insulating layer 28b of the photosensitive polyimide over the top of the first lead line 21 to form. これは、2層目駆動コイル9c及び第1引出線21の腐食防止を目的とする保護膜となるものである。 This is to be the protective layer for the purpose of corrosion prevention of second layer drive coil 9c and the first lead line 21.
【0029】 [0029]
次に、図6に示すように、シリコン基板27がエッチングされる。 Next, as shown in FIG. 6, the silicon substrate 27 is etched.
先ず、工程(a)では、シリコン基板27の内側可動板5、内側トーションバー4及び内側固定部20に相当する部分をレジストマスクで覆い、シリコン基板27のSiO 2の絶縁層27dをエッチングして除去する。 First, in step (a), the inner movable plate 5 of the silicon substrate 27, a portion corresponding to the inner torsion bar 4 and the fastening part 20 is covered with a resist mask, the SiO 2 insulating layer 27d of the silicon substrate 27 is etched Remove. さらに、SiO 2の絶縁層27dが除かれ剥き出しとなったシリコン活性層27aを厚み方向に異方性エッチングする。 Further, anisotropic etching of the silicon active layer 27a which SiO 2 insulating layer 27d became exposed removed in the thickness direction. この場合、エッチングはSiO 2の中間層27bでストップし、図5に示すように凹部29が形成され、内側可動板5及び内側トーションバー4並びに内側固定部20に相当する部分がシリコン支持基板27cで繋がった状態の内側可動部16が形成される。 In this case, the etching is stopped at a SiO 2 intermediate layer 27b, the concave portion 29 is formed as shown in FIG. 5, portion silicon support substrate 27c corresponding to the inner movable plate 5 and the inner torsion bar 4 and the inner fixed portion 20 the inner movable unit 16 in the state connected by a is formed.
【0030】 [0030]
さらに工程(b)では、シリコン基板27の下面側で内側固定部20に相当する部分をレジストでマスクしSiO 2の絶縁層27eをエッチングして除去する。 In addition the step (b), and removed the mask by etching the SiO 2 insulating layer 27e a portion corresponding to the fastening part 20 with a resist on the lower surface side of the silicon substrate 27. さらに露出したシリコン基板27の支持基板27cをSiO 2の中間層27b部まで厚み方向に異方性エッチングする。 Further anisotropically etched in the thickness direction of the supporting board 27c of the silicon substrate 27 exposed to the intermediate layer 27b of SiO 2. そして、このエッチングによって露出したSiO 2の中間層27bをエッチングして除去すれば、図6の凹部29がシリコン基板27の上下方向に貫通する。 Then, by removing the SiO 2 intermediate layer 27b exposed by the etching is etched recess 29 in FIG. 6 is vertically penetrating through the silicon substrate 27. そして、内側可動板5の上面中央部にアルミニウム等の反射膜を真空成膜し反射ミラー8を形成すると、図2に示す内側可動部16が形成される。 When a reflection film such as aluminum is vacuum deposited to form a reflective mirror 8 to the upper central portion of the inner movable plate 5, the inner movable unit 16 shown in FIG. 2 is formed.
【0031】 [0031]
次に、図7〜9を参照して、外側可動部17の製造工程を説明する。 Next, with reference to FIGS. 7-9, the manufacturing process of the outer movable unit 17.
先ず、図7に示すように、成形金型29にポリイミドの樹脂30を流し込み80℃で乾燥させた後に、400℃で8時間焼成して硬化させる。 First, as shown in FIG. 7, after drying at 80 ° C. poured resin 30 of polyimide molding die 29, it is cured by baking for eight hours at 400 ° C.. 成型の型は、焼成後に外側トーションバー2部の厚み及び外側可動板3部分の厚みが所定の厚みとなるように、約10倍の厚みでできている。 The type of molding, so as to have a thickness in the thickness and outer movable plate 3 parts of 2 parts outer torsion bar after firing becomes a predetermined thickness, it is made of about 10 times the thickness. そして、焼成後に室温に戻すことで成型金型とポリイミド基板との熱膨張率の差により脱型する。 The demolded by the difference of the molding die and the polyimide substrate and the thermal expansion coefficients of returning to the room temperature after sintering.
【0032】 [0032]
または、図8に示すように、プラスチックの板材31を打ち抜き加工して外側可動部17となるポリイミド基板32を切り出してもよい。 Alternatively, as shown in FIG. 8, it may be cut out polyimide substrate 32 serving as the outer movable unit 17 a plate 31 of plastic punching to. なお、図7及び8には、外側可動板3に設ける逃部23が図示省略されているが、金型成型する際または打ち抜き加工する際に同時に形成してもよい。 Incidentally, in FIGS. 7 and 8, but escape portion 23 provided on the outer movable plate 3 is not shown, it may be formed at the same time as or stamping time to molding.
【0033】 [0033]
次に、ポリイミド基板32の上面に、第2駆動コイル6を形成する。 Next, the upper surface of the polyimide substrate 32, forming the second drive coil 6. この第2駆動コイル6の形成は、図9に示す製造工程により第1駆動コイル9と同様にして行われる。 The formation of the second drive coil 6 is carried out in the same manner as the first drive coil 9 by the manufacturing process shown in FIG. なお、いずれの図も図2のC−O'−D線断面図で示している。 Incidentally, any of the FIG also shows in C-O'-D line cross-sectional view of FIG.
【0034】 [0034]
先ず、工程(a)においては、ポリイミド基板32のほぼ全面に例えば良電導性の金属としてアルミニウムの薄膜を2μm程度の厚みでスパッタリング等の真空成膜技術によりまたは銅をめっきにより形成する。 First, in the step (a), the formed by substantially plating vacuum deposition technique or by copper sputtering on the entire surface of the aluminum thin film, for example, as a good conductive metal at a thickness of about 2μm polyimide substrate 32. 次に、その上にレジストを塗布し、外側可動板3の上面に、1層目駆動コイル6a、2層目駆動コイルとの電気的接続をとるための第1コンタクト部6b及び図示省略の第2中継端子26A,26A(図2参照)に相当する部分のレジストを残して、コイル形状のレジストのパターンを形成する。 Next, a resist is applied thereon, the upper surface of the outer movable plate 3, the first contact portions 6b and not shown for making electrical connections between the first layer drive coils 6a, 2-layer drive coil the 2 relay terminals 26A, 26A while leaving the resist portion corresponding to (see FIG. 2), to form a resist pattern of the coil shape. そして、これをマスクとして上記アルミニウムの薄膜をエッチングした後、レジストを除去して1層目駆動コイル6a、第1コンタクト部6b及び図示省略の第2中継端子26A,26Aを形成する。 Then, this was etched thin film of the aluminum as a mask, the resist is removed first layer drive coils 6a, the first contact portions 6b and not shown in the second relay terminal 26A, to form a 26A.
【0035】 [0035]
次に、工程(b)においては、上記1層目駆動コイル6aの上に感光性ポリイミドの第1絶縁層33aを2μm程度の厚さで形成する。 Next, in step (b), a first insulating layer 33a of the photosensitive polyimide on said first layer drive coil 6a in the order of 2μm thickness. この場合、上記第1コンタクト部6b上と、図示省略の第2中継端子26A,26Aに相当する部分と、外側トーションバー2から外側固定部1に至る図示省略の第2及び第3引出線25,27に相当する部分と、外側固定部1上の図示省略の外側及び内側電極端子7A,7A,10A,10A(図2参照)に相当する部分とを除いて、第1絶縁層33aが形成される。 In this case, the a on the first contact portion 6b, the second relay terminal 26A not shown, a portion corresponding to the 26A, second and third lead line from the outer torsion bar 2 (not shown) leading to the outer fixed portion 1 25 , a portion corresponding to 27, the outer and inner electrode terminal 7A (not shown) on the outer fixed part 1, 7A, 10A, 10A except for the portion corresponding to (see FIG. 2), the first insulating layer 33a formed It is. さらに、工程(a)と同様にして、ポリイミド基板32の全面にアルミニウム等の薄膜を2μm程度成膜し、これをエッチングして2層目駆動コイル6cと、第2コンタクト部6dと、図示省略の第2及び第3引出線25,27と、図示省略の外側及び内側電極端子7A,7A,10A,10A(図2参照)を形成する。 Further, in the same manner as in step (a), the thin film of aluminum or the like is 2μm about deposited on the entire surface of the polyimide substrate 32, and the second layer drive coil 6c which is etched, a second contact portion 6d, not shown and second and third lead wires 25, 27 are formed (not shown) of the outer and inner electrode terminal 7A, 7A, 10A, 10A (see FIG. 2).
【0036】 [0036]
そして、工程(c)において、工程(b)と同様にして上記2層目駆動コイル6cと、第2コンタクト部6dと、第2及び第3引出線25,27の上部を覆って感光性ポリイミドの第2絶縁層33bを形成する。 Then, in the step (c), step (b) and the said second layer drive coil 6c in the same manner, the second contact portions 6d, photosensitive polyimide over the top of the second and third lead wires 25, 27 forming a second insulating layer 33b of. これにより、外側可動部17が形成される。 Thus, the outer movable portion 17 is formed.
【0037】 [0037]
このようにして形成された内側可動部16と外側可動部17とは図2中矢印Q方向に接着され、内側可動部16が外側可動板3の中央部で図2中破線枠P内に固定して保持される。 Thus the inner movable portion 16 and the outer movable portion 17 formed is adhered to the arrow Q direction in FIG. 2, the fixed inner movable unit 16 in FIG. 2 in broken line frame in P at the center portion of the outer movable plate 3 It is held in. さらに、図1に示すように第1及び第2中継端子22A,22A,26A,26AをボンディングワイヤWでワイヤボンディングして第1駆動コイル9に通電可能とし、その後、外側可動部17の外側固定部1の外方部に、それぞれ静磁界発生手段18A〜19Bを、外側可動板3と内側可動板5とを間にして互いに反対磁極を対向させて配置する。 Furthermore, to allow energizing the first and second relay terminals 22A, 22A, 26A, the first driving coil 9 by wire bonding 26A bonding wires W as shown in FIG. 1, then the outer fixed outer movable portion 17 outward portion parts 1, a static magnetic field generating means 18A~19B respectively disposed opposite the opposite poles each other between the outer movable plate 3 and the inner movable plate 5. こうして、図1に示すプレーナ型アクチュエータが完成する。 Thus, planar actuator shown in FIG. 1 is completed.
【0038】 [0038]
また、第2駆動コイル6は、上述のようにプラスチック基板32に形成する方法に限定されず、第2駆動コイル6等の配線をプラスチックの板材31の所定位置に予め形成しておき、これを打ち抜き加工して第2駆動コイル6等の配線を備えた外側可動部17を製造してもよい。 The second drive coil 6 is not limited to the method of forming a plastic substrate 32 as described above, keep the wirings such as the second drive coil 6 is previously formed at a predetermined position of the plate 31 of plastic, this stamping to wirings such as the second drive coil 6 may be manufactured outer movable unit 17 which includes a.
【0039】 [0039]
さらに、各駆動コイルは前述のように各駆動部を形成する際に個別に形成するものに限られず、内側駆動部16と外側駆動部17とを一体化した後に各駆動コイルを形成してもよい。 Further, each of the drive coils is not limited to be formed separately when forming the respective drive unit as described above, even when forming each drive coil after integrating the inner driving unit 16 and the outer driving unit 17 good.
【0040】 [0040]
さらにまた、本発明のプレーナ型アクチュエータは、上述の電磁駆動するものに限られず、静電駆動するものであってもよく、また上述の光スキャナーに限定されず、可動板が直交する二軸の下で回動するプレーナ型アクチュエータであればいかなるものでもよい。 Furthermore, planar-type actuator of the present invention is not limited to the electromagnetic drive of the above may be one that drives the electrostatic, also not limited to the optical scanner described above, the two axes movable plate perpendicular if planar actuator which rotates under may be any.
【0041】 [0041]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
以上説明したように本発明のプレーナ型アクチュエータによれば、内側可動部と外側可動部とをそれぞれ剛性の異なる材料で形成し一体化して構成したことにより、内側可動板と外側可動板とを周波数比の大きいそれぞれ異なる共振周波数で駆動することができる。 According to the planar type actuator of the present invention as described above, by constructing by the inner movable portion and the outer movable portion respectively formed of different materials rigidity integrated frequency and the inner movable plate and the outer movable plate it can be driven at different resonant frequencies large specific. 従って、光スキャナーに適用した場合、内側可動部と外側可動部とを駆動制御してレーザ光のラスタ走査を容易に行うことができる。 Therefore, when applied to an optical scanner, it is possible to easily perform raster scanning of the laser light and the inner movable portion and the outer movable unit controls and drives.
【0042】 [0042]
また、光スキャナーに適用した場合、内側または外側可動部のいずれか一方を剛性の小さいプラスチック材料で形成することにより、小さい力で所定の位置に可動板を停止させることが可能となり、外側可動板をステップ的に回動動作させることができ、レーザ光の水平走査が可能となる。 Also, when applied to an optical scanner, by forming a small plastic rigid material either inside or outside the movable portion, it becomes possible to stop the movable plate in position with a small force, the outer movable plate the stepwise can be rotated operation, it is possible to horizontal scanning of the laser beam.
【0043】 [0043]
さらに、内側可動部をシリコンで形成し、外側可動部をプラスチックで形成した場合には、内側可動部の形状が小さいので1枚のシリコン基板から作る内側可動部の取り数が増え、製造コストを低減できること、また、形状の大きい外側可動部もプラスチック材料で金型成型または打ち抜き加工して容易に製造することができ、製造コストを低減できること、さらには、個別に製造した内側可動部と外側可動部を接合するようにしているので最終製品の製造歩留まりが向上すること等から安価なプレーナ型アクチュエータを提供することができる。 Further, the inner movable portion is formed of silicon, in the case where the outer movable portion is formed of plastic, increasing the number of take the inner movable unit to make because the shape of the inner movable unit smaller from one silicon substrate, the manufacturing cost it can be reduced, also, a large outer movable portion of the shape can be easily produced by molding or stamping in plastic material, that can reduce the manufacturing cost, and further, the inner movable portion and the outer movable prepared separately part can be provided an inexpensive planar actuators because of improving the production yield of the final product since the so joining.
【0044】 [0044]
さらにまた、内側可動部をシリコンで形成し、外側可動部をプラスチックで形成した場合には、内側可動板の反り等の変形を抑制でき、光スキャナーに適用したとき光の走査精度が向上し、また外側トーションバーがプラスチックであるので破壊等に対する耐久性を向上することができる。 Furthermore, the inner movable portion is formed of silicon, in the case where the outer movable portion is formed of plastic, it is possible to suppress deformation such as warpage of the inner movable plate, the scanning accuracy of light is improved when applied to an optical scanner, also it is possible outer torsion bar to improve the durability against destruction because plastic.
【0045】 [0045]
そして、二次元走査型のプレーナ型アクチュエータをシリコンとプラスチックとの複合構造としているのでシリコン材料のみで製造する場合に比べ、耐振動性、耐衝撃性が向上し、製造歩留まりが向上する。 Then, compared with the case of producing only a silicon material so that a composite structure of a planar type actuator of the two-dimensional scanning type silicon and plastic, vibration resistance, improved impact resistance, manufacturing yield is improved.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本発明によるプレーナ型アクチュエータの実施形態の概略構成を示す斜視図である。 Is a perspective view showing a general configuration of an embodiment of a planar type actuator according to the invention; FIG.
【図2】図1の分解斜視図である。 Is an exploded perspective view of FIG. 1. FIG.
【図3】内側可動部と外側可動部とを一体化する他の方法を示す中心断面である。 3 is a central cross-section showing another method of integrating the inner movable portion and the outer movable portion.
【図4】外側可動部に形成した逃部の他の構成例を示す中心断面図である。 4 is a central cross-sectional view showing another configuration example of the escape portion formed on the outer movable portion.
【図5】内側可動部の製造工程のうち、駆動コイルの製造工程を示す説明図である。 [5] of the inner movable portion of the manufacturing process is an explanatory view showing a manufacturing process of the driving coil.
【図6】内側可動部の製造工程のうち、シリコン基板のエッチング工程を示す説明図である。 [6] of the inner movable portion of the manufacturing process, it is an explanatory diagram showing an etching process of the silicon substrate.
【図7】外側可動部の製造方法で、金型成型による製造方法を示す説明図である。 [7] the production method of the outer movable portion is an explanatory diagram showing a manufacturing method according to the molding.
【図8】図6の他の製造方法を示す説明図である。 8 is an explanatory view showing another manufacturing method of FIG.
【図9】外側可動部の製造工程のうち、駆動コイルの製造工程を示す説明図である。 [9] Among the outer movable portion of the manufacturing process is an explanatory view showing a manufacturing process of the driving coil.
【図10】従来技術になる二次元走査型のプレーナ型アクチュエータの構造を示す分解斜視図である。 10 is an exploded perspective view showing a structure of a planar type actuator of the two-dimensional scanning to be prior art.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
1…外側固定部2…外側トーションバー3…外側可動板4…内側トーションバー5…内側可動板6,9…駆動コイル16…内側可動部17…外側可動部18A〜19B…静磁界発生手段20…内側固定部22A,26A…中継端子23…逃部 1 ... outer fixed part 2 ... outer torsion bar 3 ... outer movable plate 4 ... inner torsion bar 5 ... inner movable plate 6,9 ​​... driving coil 16 ... inner movable portion 17 ... outer movable portion 18A~19B ... static magnetic field generating means 20 ... fastening part 22A, 26A ... relay terminal 23 ... escape portion

Claims (10)

  1. 外側可動板を外側固定部に外側トーションバーで回動可能に軸支して備えた外側可動部と、 An outer movable unit provided with rotatably supported in outer torsion bar outer movable plate to the outer stationary part,
    内側可動板を内側固定部に内側トーションバーで回動可能に軸支して備えた内側可動部と、 An inner movable unit provided with rotatably supported inside the torsion bar inner movable plate inside the fixed part,
    前記各可動板を駆動する駆動手段とを備え、前記外側可動部と内側可動部とを剛性の異なる材料で形成すると共に、前記外側トーションバーの軸方向と前記内側トーションバーの軸方向とが直交するように前記内側可動部を前記外側可動部の外側可動板に固定して構成したことを特徴とするプレーナ型アクチュエータ。 Wherein a driving means for driving the movable plate, wherein the outer movable portion and the inner movable portion so as to form a different material stiffness, the axial direction of the axial direction of the outer torsion bars the inner torsion bars perpendicular planar type actuator said inner movable unit, characterized by being configured to secure the outer movable plate of the outer movable portion so as to.
  2. 前記外側可動部と内側可動部のいずれか一方を、剛性を決定する主材料としてシリコンを用いて形成し、他方を、剛性を決定する主材料として前記シリコンより剛性の低い材料を用いて形成する構成としたことを特徴とする請求項1に記載のプレーナ型アクチュエータ。 One of the outer movable portion and the inner movable portion, silicon is formed by using as the main material for determining the rigidity, while the formed using a material having lower rigidity than that of the silicon as a main material for determining the stiffness planar type actuator according to claim 1, characterized in that the configuration and the.
  3. 前記内側可動部をシリコンで形成し、前記外側可動部をシリコンより剛性の低い材料で形成したことを特徴とする請求項2に記載のプレーナ型アクチュエータ。 Wherein the inner movable portion is formed of silicon, planar actuator according to claim 2, characterized in that the outer movable portion is formed with a material having lower stiffness than that of silicon.
  4. 前記外側可動部をプラスチックで形成したことを特徴とする請求項3に記載のプレーナ型アクチュエータ。 Planar type actuator according to claim 3, characterized in that the outer movable portion is formed of plastic.
  5. 前記内側可動部を、前記外側可動板の上面に接着した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型アクチュエータ。 Wherein the inner movable portion, planar actuator according to any one of claims 1 to 4, characterized in that an adhesive with the structures on the upper surface of the outer movable plate.
  6. 前記内側可動部を、前記外側可動板に嵌め込んで構成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型アクチュエータ。 Wherein the inner movable portion, planar actuator according to any one of claims 1 to 4, characterized by being configured by fitting to the outer movable plate.
  7. 内側可動板が回動時に前記外側可動板に接触しないよう、該外側可動板の前記内側可動板に対応した部位に逃部を設けたことを特徴とする請求項1〜6に記載のプレーナ型アクチュエータ。 So that the inner movable plate does not contact the outer movable plate during rotation, planar type according to claims 1 to 6, characterized in that a escape portion at a portion corresponding to the inner movable plate of the outer movable plate actuator.
  8. 前記駆動手段は、前記各可動板にそれぞれ敷設した駆動コイルと、前記各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、前記各駆動コイルに電流を流すことにより発生する電磁力により前記各可動板をそれぞれ駆動する構成であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載のプレーナ型アクチュエータ。 Said drive means, said driving coils installed respectively in each of the movable plate, and a static magnetic field generating means for applying a static magnetic field to said drive coils, the electromagnetic force generated by supplying a current to the drive coils planar actuator according to any one of claims 1-7, characterized in that said a structure for driving the movable plate, respectively.
  9. 前記内側可動板に敷設した駆動コイルを、前記外側可動板の回動軸線近傍部から前記外側トーションバーを経由して外部に引出すように構成したことを特徴とする請求項8に記載のプレーナ型アクチュエータ。 Planar type according to claim 8, wherein the drive coils laid inner movable plate, and characterized by being configured to draw to the outside via the outer torsion bars from the rotation axis near portion of the outer movable plate actuator.
  10. 前記内側可動板に敷設した駆動コイルの中継端子を、前記外側可動板の回動軸線近傍部で前記内側固定部と前記外側可動板とに設け、該各中継端子をそれぞれワイヤボンディングしたことを特徴とする請求項9に記載のプレーナ型アクチュエータ。 Characterized in that said relay terminals laying the drive coil inner movable plate, wherein provided between the at pivot axis near portion of the outer movable plate inner fixed portion and the outer movable plate, and the respective relay terminals wire-bonded, respectively planar type actuator according to claim 9,.
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