JP2010172190A - Planar electromagnetic actuator - Google Patents

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Makoto Kawamura
真 河村
Yuzuru Ueda
譲 上田
Osamu Fujiwara
修 藤原
Naoyuki Ishigaki
尚幸 石垣
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Nippon Signal Co Ltd
Proterial Ltd
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Nippon Signal Co Ltd
Hitachi Metals Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact and low-cost planar electromagnetic actuator configured by a plurality of movable plates being arrayed. <P>SOLUTION: A planar electromagnetic actuator is configured to include: a plurality of movable plates 3 arrayed in at least one row within a frame-shaped yoke member 5, in a state in which each movable plate 3 is supported by a torsion bar 2 in a rotatable manner to a stationary section 1 and at least the stationary section 1 is interposed therebetween, a driving coil set along the peripheral edge of each movable plate 3; and a pair of magnetostatic field generating means 4 that apply a magnetostatic field to the driving coil area near opposing side sections parallel to the axial lines of the torsion bars 2 of the plurality of movable plates 3. The magnetostatic field generating means 4 are provided on the outer side of the stationary section 1 such that opposing magnetic poles face each other with the plurality of movable plates 3 therebetween. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、電磁駆動するプレーナ型電磁アクチュエータに関し、特に、可動板を複数配列して構成した小型で安価なプレーナ型電磁アクチュエータに関する。   The present invention relates to an electromagnetically driven planar electromagnetic actuator, and more particularly to a small and inexpensive planar electromagnetic actuator configured by arranging a plurality of movable plates.

従来のプレーナ型電磁アクチュエータには、例えば、図20(a)に示す枠状の固定部1にトーションバー2で回動可能に軸支した可動板3と、該可動板3の周縁部に沿って敷設した図示省略の駆動コイルと、上記トーションバー2の軸線に直交する方向で固定部1の外側に上記可動板3を間にして一対配置し、上記駆動コイルに流れる電流との相互作用により発生する電磁力で、上記トーションバー2の軸線に平行な可動板3の対辺部分に回動力を発生させる静磁界発生手段4と、上記固定部1の外側に上記一対の静磁界発生手段4を互いに磁気的に結合する枠状のヨーク部材5とを備えて構成した一次元走査のプレーナ型電磁アクチュエータや、図20(b)に示すように上記可動板3を、内側可動板6と該内側可動板6の外側に設けた枠状の外側可動板7とで構成し、該外側可動板7が上記固定部1に外側トーションバー8で回動可能に軸支され、内側可動板6が上記外側可動板7に上記外側トーションバー8の軸線に直交する内側トーションバー9で回動可能に軸支され、上記各可動板の周縁部に沿って図示省略の駆動コイルを敷設し、上記外側トーションバー8及び内側トーションバー9の軸線に直交する方向で固定部1の外側に上記各可動板を間にしてそれぞれ一対の静磁界発生手段4,10を対向配置して構成した二次元走査のプレーナ型電磁アクチュエータがある。そして、これらプレーナ型電磁アクチュエータの可動板3に反射ミラーを設けることで一次元及び二次元走査のアクチュエータが得られる。   In a conventional planar type electromagnetic actuator, for example, a movable plate 3 pivotally supported by a torsion bar 2 on a frame-like fixed portion 1 shown in FIG. 20A, and a peripheral portion of the movable plate 3 A pair of a drive coil (not shown) laid and a pair of the movable plates 3 arranged outside the fixed portion 1 in a direction perpendicular to the axis of the torsion bar 2, and a current flowing through the drive coil. A static magnetic field generating means 4 for generating a rotational force in the opposite side portion of the movable plate 3 parallel to the axis of the torsion bar 2 by the generated electromagnetic force, and the pair of static magnetic field generating means 4 outside the fixed portion 1. A planar-type electromagnetic actuator for one-dimensional scanning configured to include a frame-like yoke member 5 that is magnetically coupled to each other, or the movable plate 3 as shown in FIG. Provided outside the movable plate 6 And the outer movable plate 7 is pivotally supported on the fixed portion 1 by an outer torsion bar 8, and the inner movable plate 6 is supported by the outer movable plate 7 on the outer torsion bar. 8 is rotatably supported by an inner torsion bar 9 orthogonal to the axis of 8, a drive coil (not shown) is laid along the peripheral edge of each movable plate, and the axes of the outer torsion bar 8 and the inner torsion bar 9. There is a two-dimensional scanning planar type electromagnetic actuator constructed by arranging a pair of static magnetic field generating means 4 and 10 facing each other with the movable plates in between in a direction orthogonal to the fixed portion 1. A one-dimensional and two-dimensional scanning actuator can be obtained by providing a reflective mirror on the movable plate 3 of these planar electromagnetic actuators.

一方、光MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)が近年特に注目されている。この光MEMSは、マイクロマシン技術とマイクロ光学技術とを融合したものであり、光ファイバ通信、光ディスクメモリ、光電子機器、画像処理、光計算等様々な分野で研究開発及び用途展開が進められている。この光MEMSには、例えば、アレイ状に配置したマイクロミラーを素早く動かすことで光を反射させ光ファイバ通信の光スイッチとして利用したものや(例えば、特許文献1参照)、マイクロミラーを数十万枚も集積した半導体光スイッチに光源から光を照射し、画像情報に応じて個々のマイクロミラーを素早く傾けて反射光をオン/オフし、画像を表示するようにしたものがある(例えば、特許文献2参照)。   On the other hand, optical MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) has attracted particular attention in recent years. This optical MEMS is a fusion of micromachine technology and micro-optical technology, and research and development and application development are progressing in various fields such as optical fiber communication, optical disk memory, optoelectronic equipment, image processing, and optical calculation. In this optical MEMS, for example, a micromirror arranged in an array is quickly moved to reflect light and used as an optical switch for optical fiber communication (for example, refer to Patent Document 1), and hundreds of thousands of micromirrors are used. A semiconductor optical switch in which a plurality of pieces are integrated is irradiated with light from a light source, and individual micromirrors are quickly tilted according to image information to turn on / off reflected light to display an image (for example, patents) Reference 2).

特開平11−258527号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-258527 特開平8−146911号公報JP-A-8-146911

しかし、このような従来の光スイッチは、いずれも静電駆動する可動板で構成したものであり、プレーナ型電磁アクチュエータを複数アレイ状に配置して構成した光スイッチは未だない。   However, all of such conventional optical switches are configured by a movable plate that is electrostatically driven, and there is no optical switch configured by arranging a plurality of planar electromagnetic actuators in an array.

ところで、図20に示すプレーナ型電磁アクチュエータを用いてアレイ状の光スイッチを構成しようとすると、例えば、図21または図22に示す構成となる。即ち、図20(a)に示す一次元走査のプレーナ型電磁アクチュエータを、図21(a)に示すようにトーションバー2の軸線に直交する方向に複数一列状に配置する構成や、図21(b)に示すようにマトリクス状に配置する構成が考えられる。また、同様にして、図20(b)に示す二次元走査のプレーナ型電磁アクチュエータを、図22(a)に示すように複数一列状に配置する構成や、図22(b)に示すようにマトリクス状に配置する構成も考えられる。   By the way, if an arrayed optical switch is configured using the planar electromagnetic actuator shown in FIG. 20, for example, the configuration shown in FIG. 21 or FIG. 22 is obtained. That is, a configuration in which a plurality of one-dimensional scanning planar electromagnetic actuators shown in FIG. 20A is arranged in a line in a direction perpendicular to the axis of the torsion bar 2 as shown in FIG. As shown in b), a configuration of arranging in a matrix is conceivable. Similarly, a configuration in which a plurality of planar electromagnetic actuators for two-dimensional scanning shown in FIG. 20 (b) are arranged in a line as shown in FIG. 22 (a), or as shown in FIG. 22 (b). A configuration arranged in a matrix is also conceivable.

しかし、このように個別に製造した一次元または二次元走査のプレーナ型電磁アクチュエータをそのままアレイ状に配列して光スイッチを構成した場合は、ヨーク部材5の存在で光スイッチが大型化し、また部品点数が増えてコストアップとなる問題がある。   However, in the case where the optical switch is configured by arranging the one-dimensional or two-dimensional scanning planar type electromagnetic actuators individually manufactured in this manner as an array, the optical switch becomes large due to the presence of the yoke member 5, and the parts There is a problem that the score increases and the cost increases.

そこで、本発明は上記問題点に着目してなされたもので、可動板を複数配列して構成した小型で安価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。   Accordingly, the present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide a small and inexpensive planar type electromagnetic actuator configured by arranging a plurality of movable plates.

このために、請求項1の発明は、枠状に形成された一つのヨーク部材の内側に、固定部に夫々トーションバーで回動可能に軸支され、間に少なくとも前記固定部を介在させた状態で少なくとも一列に整列配置された複数の可動板と、該各可動板の周縁部に沿って敷設した駆動コイルと、前記複数の可動板を間にして互いに反対磁極を対向させて前記固定部の外側に設けられ、前記複数の可動板の前記トーションバーの軸線に平行な対辺部近傍の前記駆動コイル部分に静磁界を作用する一対の静磁界発生手段と、を備えて構成した。   For this purpose, the invention according to claim 1 is pivotally supported by a fixed portion so as to be rotatable by a torsion bar inside one yoke member formed in a frame shape, and at least the fixed portion is interposed therebetween. A plurality of movable plates arranged in at least one row in a state, a drive coil laid along the peripheral edge of each movable plate, and the fixed portions with opposite magnetic poles facing each other with the plurality of movable plates in between And a pair of static magnetic field generating means for applying a static magnetic field to the drive coil portion in the vicinity of the opposite side parallel to the axis of the torsion bar of the plurality of movable plates.

このような構成により、枠状の一つのヨーク部材の内側に、固定部に夫々トーションバーで回動可能に軸支され周縁部に沿って駆動コイルを敷設し、間に少なくとも固定部を介在させた状態で少なくとも一列に整列配置した複数の可動板のトーションバーの軸線に平行な対辺部近傍の駆動コイル部分に対して、固定部の外側から一対の静磁界発生手段で静磁界を作用させる。   With such a configuration, a driving coil is laid along the peripheral edge of the frame-shaped yoke member that is rotatably supported by the torsion bar on the fixed portion, and at least the fixed portion is interposed therebetween. A static magnetic field is applied from the outside of the fixed portion to the drive coil portion in the vicinity of the opposite side parallel to the axis of the torsion bars of the plurality of movable plates arranged in at least one row in a state of being in contact with each other.

本発明のプレーナ型電磁アクチュエータは、具体的には請求項2のように、前記静磁界発生手段の磁極面の法線と前記トーションバーの軸線とが直交するように前記一列に整列した複数の可動板を配置する構成とするとよい。または、請求項3のように前記静磁界発生手段の磁極面の法線と前記トーションバーの軸線とが斜めに交差するように前記一列に整列した複数の可動板を配置すると共に該複数の可動板に跨るように前記一対の静磁界発生手段を配置する構成としてもよい。   Specifically, the planar electromagnetic actuator of the present invention has a plurality of lines arranged in a line such that the normal line of the magnetic pole surface of the static magnetic field generating means and the axis line of the torsion bar are orthogonal to each other. The movable plate may be arranged. Alternatively, as in claim 3, a plurality of movable plates arranged in a line are arranged so that the normal line of the magnetic pole surface of the static magnetic field generating means and the axis of the torsion bar intersect diagonally, and the plurality of movable plates are arranged. The pair of static magnetic field generating means may be arranged so as to straddle the plate.

請求項2の場合、前記一列に整列した複数の可動板を前記静磁界発生手段の対向方向と直交する方向に複数列配置すると共に、列の並び方向の複数の可動板に跨るように前記一対の静磁界発生手段を配置するとよい。または、請求項3の場合、請求項5のように前記一列に整列した複数の可動板を前記静磁界発生手段の対向方向に複数列配置してもよい。   In the case of claim 2, the plurality of movable plates arranged in a row are arranged in a plurality of rows in a direction orthogonal to the opposing direction of the static magnetic field generating means, and the pair of the movable plates are arranged to straddle the plurality of movable plates in the row direction. The static magnetic field generating means may be arranged. Alternatively, in the case of claim 3, as in claim 5, a plurality of movable plates arranged in a row may be arranged in a plurality of rows in the direction opposite to the static magnetic field generating means.

この場合、請求項6のように前記各可動板を、それぞれ個別に形成した枠状の固定部にトーションバーで軸支して整列配置する構成としてもよく、請求項7のようにそれぞれ個別に形成した枠状の固定部にトーションバーで軸支し、該各固定部を互いに密接配置する構成としてもよい。   In this case, each of the movable plates may be arranged to be aligned and supported by a torsion bar on a frame-like fixed portion formed individually as in claim 6, and individually as in claim 7. It is good also as a structure which is axially supported by the formed frame-shaped fixing | fixed part with a torsion bar, and each said fixing | fixed part mutually arrange | positions closely.

そして、請求項3の場合、請求項8のように前記固定部の前記静磁界発生手段に対向する側面部を、前記可動板の配列方向に平行する形状に形成するとよい。   In the case of claim 3, as in claim 8, the side surface portion of the fixed portion facing the static magnetic field generating means may be formed in a shape parallel to the arrangement direction of the movable plates.

また、請求項9の構成は、前記可動板は、内側可動板と該内側可動板の外側に設けた枠状の外側可動板とからなり、該外側可動板を前記固定部に外側トーションバーで回動可能に軸支し、前記内側可動板を前記外側可動板に外側トーションバーの軸線に直交する内側トーションバーで回動可能に軸支して構成し、前記各トーションバーの軸線に直交する方向に複数の前記可動板を間にして前記一対の静磁界発生手段を配置すると共に前記内側トーションバーの軸線に直交する方向に前記可動板を間にして別の静磁界発生手段を配置した。   According to a ninth aspect of the present invention, the movable plate includes an inner movable plate and a frame-shaped outer movable plate provided outside the inner movable plate, and the outer movable plate is attached to the fixed portion by an outer torsion bar. The inner movable plate is pivotally supported by the outer movable plate and is pivotally supported by the inner torsion bar orthogonal to the axis of the outer torsion bar. The inner movable plate is orthogonal to the axis of each torsion bar. The pair of static magnetic field generating means is arranged with a plurality of the movable plates in the direction, and another static magnetic field generating means is arranged with the movable plate in the direction perpendicular to the axis of the inner torsion bar.

さらに、請求項10の構成は、前記可動板は、内側可動板と該内側可動板の外側に設けた枠状の外側可動板とからなり、該外側可動板を前記固定部に外側トーションバーで回動可能に軸支し、前記内側可動板を前記外側可動板に外側トーションバーの軸線に直交する内側トーションバーで回動可能に軸支して構成し、前記各トーションバーの軸線に斜めに交差する方向に複数の前記可動板を間にして前記一対の静磁界発生手段を配置した。   Furthermore, in the configuration of claim 10, the movable plate includes an inner movable plate and a frame-shaped outer movable plate provided outside the inner movable plate, and the outer movable plate is attached to the fixed portion by an outer torsion bar. The inner movable plate is pivotally supported by the outer movable plate so as to be pivotable by an inner torsion bar orthogonal to the axis of the outer torsion bar. The inner movable plate is inclined with respect to the axis of each torsion bar. The pair of static magnetic field generating means is arranged with a plurality of the movable plates in between in the intersecting direction.

本発明のプレーナ型電磁アクチュエータによれば、一対の静磁界発生手段により一列又は複数列に整列配置された複数の可動板のトーションバーの軸線に平行な対辺部近傍の駆動コイル部分に静磁界を作用させる構成としたことにより、複数の可動板に対応する静磁界発生手段を共有化することができ、複数の可動板をアレイ状に配置して構成したプレーナ型電磁アクチュエータの部品点数を減らすことができる。従って、プレーナ型電磁アクチュエータの小型化及び低コスト化を図ることができる。   According to the planar electromagnetic actuator of the present invention, a static magnetic field is applied to the drive coil portion near the opposite side parallel to the axis of the torsion bars of the plurality of movable plates arranged in a line or a plurality of lines by a pair of static magnetic field generating means. By adopting the configuration to act, the static magnetic field generating means corresponding to the plurality of movable plates can be shared, and the number of parts of the planar type electromagnetic actuator configured by arranging the plurality of movable plates in an array is reduced. Can do. Therefore, the planar electromagnetic actuator can be reduced in size and cost.

また、トーションバーの軸線と斜めに交差する方向に複数の可動板を配置すると共に複数の可動板の整列方向と直交する方向に該複数の可動板を間にして一対の静磁界発生手段を配置すれば、静磁界発生手段から各可動板までの距離をそれぞれ略等しくすることができ、可動板の必要部分に略均等な静磁界を作用させることができる。したがって、各可動板の回動角のばらつきを抑制することができる。   In addition, a plurality of movable plates are arranged in a direction obliquely intersecting the axis of the torsion bar, and a pair of static magnetic field generating means is arranged with the plurality of movable plates interposed in a direction perpendicular to the alignment direction of the plurality of movable plates. By doing so, the distance from the static magnetic field generating means to each movable plate can be made substantially equal, and a substantially uniform static magnetic field can be applied to the necessary portion of the movable plate. Therefore, variation in the rotation angle of each movable plate can be suppressed.

さらに、複数の可動板を一つの固定部に軸支させた構成とすれば、複数の可動板及びトーションバー並びに固定部をマイクロマシニング技術により一体的に形成することができ、可動板間の距離を縮めて該可動板を稠密配置することができる。したがって、プレーナ型電磁アクチュエータのより小型化及び低コスト化を図ることができる。   Furthermore, if a plurality of movable plates are pivotally supported by one fixed portion, the plurality of movable plates, torsion bars, and fixed portions can be integrally formed by micromachining technology, and the distance between the movable plates. And the movable plate can be densely arranged. Therefore, the planar electromagnetic actuator can be further reduced in size and cost.

そして、上記可動板を、二つのトーションバーの軸回りに回動可能な構成とすれば、二次元方向に光路を切換えることができる。   If the movable plate is configured to be rotatable around the axes of the two torsion bars, the optical path can be switched in a two-dimensional direction.

本発明によるプレーナ型電磁アクチュエータの第1実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows 1st Embodiment of the planar type electromagnetic actuator by this invention. 第1実施形態における可動チップの他の配置例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the other example of arrangement | positioning of the movable chip | tip in 1st Embodiment. 本発明によるプレーナ型電磁アクチュエータの第2実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows 2nd Embodiment of the planar type electromagnetic actuator by this invention. 第2実施形態における可動チップの変形例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the modification of the movable chip | tip in 2nd Embodiment. 本発明によるプレーナ型電磁アクチュエータの第3実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows 3rd Embodiment of the planar type electromagnetic actuator by this invention. 本発明によるプレーナ型電磁アクチュエータの第4実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows 4th Embodiment of the planar type electromagnetic actuator by this invention. 本発明によるプレーナ型電磁アクチュエータの第5実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows 5th Embodiment of the planar type | mold electromagnetic actuator by this invention. 本発明によるプレーナ型電磁アクチュエータの第6実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows 6th Embodiment of the planar type | mold electromagnetic actuator by this invention. 第6実施形態における可動チップの変形例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the modification of the movable chip | tip in 6th Embodiment. 本発明によるプレーナ型電磁アクチュエータの第7実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows 7th Embodiment of the planar type electromagnetic actuator by this invention. 本発明によるプレーナ型電磁アクチュエータの第8実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows 8th Embodiment of the planar type electromagnetic actuator by this invention. 本発明によるプレーナ型電磁アクチュエータの第9実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows 9th Embodiment of the planar type | mold electromagnetic actuator by this invention. 図12に示す可動チップの他の構成とその配置例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the other structure of the movable chip | tip shown in FIG. 12, and the example of arrangement | positioning. 図12に示す可動チップの更に他の構成とその配置例を示す概略構成図である。FIG. 13 is a schematic configuration diagram illustrating still another configuration of the movable chip illustrated in FIG. 12 and an arrangement example thereof. 本発明によるプレーナ型電磁アクチュエータの第10実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows 10th Embodiment of the planar type | mold electromagnetic actuator by this invention. 本発明によるプレーナ型電磁アクチュエータの第11実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows 11th Embodiment of the planar type | mold electromagnetic actuator by this invention. 図16に示す可動板の他の構成例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the other structural example of the movable plate shown in FIG. 第11実施形態において個別に形成した可動チップの配置例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the example of arrangement | positioning of the movable chip | tip formed separately in 11th Embodiment. 本発明によるプレーナ型電磁アクチュエータの第12実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows 12th Embodiment of the planar type | mold electromagnetic actuator by this invention. プレーナ型電磁アクチュエータの概略構成図であり、(a)は一次元走査用、(b)は二次元走査用を示す。It is a schematic block diagram of a planar type electromagnetic actuator, (a) is for one-dimensional scanning, (b) shows for two-dimensional scanning. 図20(a)の一次走査のプレーナ型電磁アクチュエータを複数配列した構成例を示す説明図である。FIG. 21A is an explanatory diagram illustrating a configuration example in which a plurality of primary-type electromagnetic actuators for primary scanning are arranged. 図20(b)の二次元走査のプレーナ型電磁アクチュエータを複数配列した構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structural example which arranged the planar type | mold electromagnetic actuator of the two-dimensional scanning of FIG.20 (b).

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型電磁アクチュエータの第1実施形態で、例えば光スイッチに適用した場合の概略構成図を示す。なお、図20に示すプレーナ型電磁アクチュエータの要素と同一の要素については、同一符号を用いて示す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram when applied to an optical switch, for example, in a first embodiment of a planar electromagnetic actuator according to the present invention. The same reference numerals are used for the same elements as those of the planar electromagnetic actuator shown in FIG.

図1において、本第1実施形態のプレーナ型電磁アクチュエータは、可動板を複数アレイ状に配列して備えた光スイッチ用プレーナ型電磁アクチュエータであり、枠状の一つのヨーク部材5と、複数の可動チップ11と、静磁界発生手段4とを備えて構成する。   In FIG. 1, the planar electromagnetic actuator of the first embodiment is an optical switch planar electromagnetic actuator having a plurality of movable plates arranged in an array, and includes a single frame-shaped yoke member 5 and a plurality of yoke members 5. The movable chip 11 and the static magnetic field generating means 4 are provided.

上記ヨーク部材5は、後述の静磁界発生手段4の異なる磁極端部を磁気的に結合して静磁界発生手段4の磁気効率を向上させるものであり、一般には、軟磁性材料により形成される。   The yoke member 5 magnetically couples different magnetic pole ends of a static magnetic field generating means 4 to be described later to improve the magnetic efficiency of the static magnetic field generating means 4, and is generally formed of a soft magnetic material. .

上記一つのヨーク部材5の内側には、可動チップ11が設けられている。この可動チップ11は、回動して光路を切換える光スイッチ部であり、表面に反射ミラー12を備えた可動板3を個別に形成した枠状の固定部1にトーションバー2で回動可能に軸支した構成を有し、図1に示すように、後述の静磁界発生手段4で挟まれて上記トーションバー2の軸線に直交する方向に三つ整列して備える。または、図2に示すように、上記個別に形成した枠状の固定部1を互いに密接して静磁界発生手段4の対向方向でトーションバー2の軸線に直交する方向に三つ(同図(a)参照)、または静磁界発生手段4の対向方向に直交する方向でトーションバー2の延在方向に三つ(同図(b)参照)整列して備えてもよい。   A movable tip 11 is provided inside the one yoke member 5. The movable chip 11 is an optical switch unit that rotates to switch the optical path. The movable chip 11 can be rotated by a torsion bar 2 on a frame-shaped fixed unit 1 on which a movable plate 3 having a reflection mirror 12 is individually formed. As shown in FIG. 1, it has a structure that is pivotally supported, and is provided with three aligned in a direction perpendicular to the axis of the torsion bar 2 sandwiched between static magnetic field generating means 4 described later. Alternatively, as shown in FIG. 2, the individually formed frame-shaped fixing portions 1 are brought into close contact with each other and three in a direction perpendicular to the axis of the torsion bar 2 in the direction facing the static magnetic field generating means 4 ( a)), or three (see FIG. 5B) aligned in the direction in which the torsion bar 2 extends in a direction perpendicular to the opposing direction of the static magnetic field generating means 4.

そして、上記各可動板3にはその周縁部に沿って図示省略の駆動コイルが敷設され、この駆動コイルは、上記トーションバー2を介して固定部1に設けた図示省略の電極端子部に接続して外部から駆動電流が供給できるようになっている。   A driving coil (not shown) is laid along the peripheral edge of each movable plate 3, and this driving coil is connected to an electrode terminal (not shown) provided on the fixed portion 1 via the torsion bar 2. Thus, a drive current can be supplied from the outside.

また、上記固定部1の外側には、磁極面の法線とトーションバー2の軸線とが直交するように可動板3を間にして互いに反対磁極を対向して一対の静磁界発生手段4を配置している。この静磁界発生手段4は、上記トーションバー2の軸線に平行な可動板3の対辺近傍部の上記駆動コイル部分に静磁界を作用し、駆動コイルの当該部分を流れる電流との相互作用により、上記可動板3に回動力を発生させるものであり、例えば永久磁石で構成する。なお、上記静磁界発生手段4は、図1に示すように三つ一列に配列した可動チップ11の間に挿入してそれぞれ配置してもよく、また図2(a)に示すようにトーションバー2の軸線に直交する方向に密接して配列した三つの可動チップ11を間にしてその両端の部位に一対配置してもよく、図2(b)に示すようにトーションバー2の延在方向に密接して配列した三つの可動チップ11を間にして、該三つの可動チップ11に跨る一対の細長い静磁界発生手段4を配置してもよい。   A pair of static magnetic field generating means 4 are arranged outside the fixed portion 1 with the movable plate 3 interposed between them so that the normal line of the magnetic pole surface and the axis of the torsion bar 2 are perpendicular to each other and opposite magnetic poles facing each other. It is arranged. The static magnetic field generating means 4 acts on the drive coil portion in the vicinity of the opposite side of the movable plate 3 parallel to the axis of the torsion bar 2 and interacts with the current flowing through the portion of the drive coil. For example, the movable plate 3 is made of a permanent magnet. The static magnetic field generating means 4 may be inserted between the movable chips 11 arranged in a line as shown in FIG. 1 and arranged respectively, or as shown in FIG. A pair of three movable chips 11 closely arranged in the direction perpendicular to the axis 2 may be disposed at both ends thereof, and the extending direction of the torsion bar 2 as shown in FIG. A pair of elongate static magnetic field generating means 4 straddling the three movable chips 11 may be disposed with three movable chips 11 arranged in close proximity to each other.

この場合、図1の構成では、静磁界発生手段4から各可動板3の対辺部までの距離が各可動板3について等しくなるため、トーションバー2の軸線に平行な各可動板3の対辺近傍部の駆動コイル部分に均等な静磁界を作用させることができる。これにより、トーションバー2の軸線に平行な可動板3の対辺近傍部の駆動コイル部分の電流と上記静磁界とが相互作用して各可動板3を略同じ回動角で回動し、各可動板3の表面に設けた反射ミラー12で入射光の光路を一次元方向に切換える。一方、図2(a)の構成は、図1の可動チップ11間から静磁界発生手段4を排除したものと同じであり、排除された静磁界発生手段4の厚み分だけ小型化でき、また静磁界発生手段4の排除分だけ部品点数が減り低コスト化が可能となる。ただし、この場合、図2(a)に示す真中の可動板3は、静磁界発生手段4からの距離が他の可動板3に比べて遠くなるため、該可動板3に敷設した駆動コイルに作用する静磁界強度が低下する。したがって、駆動電流を他の可動板3の駆動電流と同じにしたときは、該可動板3の回動角が小さくなるが、駆動電流または駆動コイルの巻数等を調整して各可動板3の回動角を一致させることができる。また、図2(b)の構成では、図1と同様に静磁界発生手段4から各可動板3の対辺部までの距離が各可動板3について等しくなるため、駆動コイルに均等な静磁界を作用させることができる。   In this case, in the configuration of FIG. 1, the distance from the static magnetic field generating means 4 to the opposite side portion of each movable plate 3 is equal for each movable plate 3, so that the vicinity of the opposite side of each movable plate 3 parallel to the axis of the torsion bar 2 A uniform static magnetic field can be applied to the drive coil portion of the portion. As a result, the current in the drive coil portion in the vicinity of the opposite side of the movable plate 3 parallel to the axis of the torsion bar 2 interacts with the static magnetic field to rotate each movable plate 3 at substantially the same rotation angle. A reflection mirror 12 provided on the surface of the movable plate 3 switches the optical path of incident light in a one-dimensional direction. On the other hand, the configuration of FIG. 2A is the same as that in which the static magnetic field generating means 4 is excluded from between the movable chips 11 in FIG. 1, and can be downsized by the thickness of the excluded static magnetic field generating means 4. The number of parts is reduced by the amount excluded by the static magnetic field generating means 4, and the cost can be reduced. However, in this case, the middle movable plate 3 shown in FIG. 2 (a) is farther from the static magnetic field generating means 4 than the other movable plates 3, so that the drive coil laid on the movable plate 3 has The acting static magnetic field strength is reduced. Therefore, when the drive current is the same as the drive currents of the other movable plates 3, the rotation angle of the movable plate 3 becomes small, but the drive current or the number of turns of the drive coil is adjusted to adjust each of the movable plates 3. The rotation angles can be matched. In the configuration of FIG. 2B, the distance from the static magnetic field generating means 4 to the opposite side of each movable plate 3 is the same for each movable plate 3 as in FIG. Can act.

このように構成したことにより、上記第1実施形態は、一次元方向に光路を切換えるアレイ状の光スイッチ用プレーナ型電磁アクチュエータを提供することができ、アレイ状に複数配列した可動チップ11を囲んで枠状のヨーク部材5を一つ設けるだけでよく、図20(a)の個別のプレーナ型電磁アクチュエータを複数配列して構成した図21(a)の場合よりも小型化することができる。また、部品点数が減り安価なアレイ状の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。   With this configuration, the first embodiment can provide an array-type planar electromagnetic actuator for an optical switch that switches an optical path in a one-dimensional direction, and surrounds a plurality of movable chips 11 arranged in an array. Therefore, it is only necessary to provide one frame-like yoke member 5, which can be made smaller than the case of FIG. 21A in which a plurality of individual planar electromagnetic actuators of FIG. Further, an inexpensive array type electromagnetic actuator having a reduced number of parts can be provided.

図1または図2(b)に示す構成の場合は、複数配列した可動チップ11の各可動板3に作用する静磁界強度を均等にすることができ、各可動板3の回動角のばらつきを抑えることができる。また、図2(a)に示す構成とした場合には、アレイ状のプレーナ型電磁アクチュエータのさらに小型化及びコスト低減を図ることができる。   In the case of the configuration shown in FIG. 1 or FIG. 2 (b), the static magnetic field strength acting on each movable plate 3 of the plurality of movable chips 11 arranged can be made uniform, and the rotation angle of each movable plate 3 varies. Can be suppressed. Further, in the case of the configuration shown in FIG. 2A, the array-type planar electromagnetic actuator can be further reduced in size and cost.

次に、本発明に係るプレーナ型電磁アクチュエータの第2実施形態について説明する。なお、図1と同一の要素については、同一符号で示し、ここでは第1実施形態と異なる部分について説明する。
図3に示す第2実施形態は、可動チップ11を、三つの可動板3がそれぞれ一つの固定部1にトーションバー2で回動可能に軸支され該トーションバー2の軸線に直交する方向に互いに近接して整列された一チップ構成とし、マイクロマシニング技術により固定部1と、トーションバー2と、可動板3と、可動板3の周縁部に沿って敷設する図示省略の駆動コイルとを一体的に形成し、枠状に形成された一つのヨーク部材5の内側に配置したものである。または、可動チップ11を、図4に示すように可動板3をトーションバー2の延在方向に複数整列配置して構成してもよい。この場合、静磁界発生手段4は、上記トーションバー2の軸線に直交する方向で上記可動チップ11を間にして互いに反対磁極を対向して一対配置される。
Next, a second embodiment of the planar electromagnetic actuator according to the present invention will be described. Note that the same elements as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and here, different parts from the first embodiment will be described.
In the second embodiment shown in FIG. 3, the movable chip 11 is supported in such a manner that three movable plates 3 are pivotally supported by one fixed portion 1 by a torsion bar 2 so as to be orthogonal to the axis of the torsion bar 2. A single chip configuration aligned close to each other, and a fixed portion 1, a torsion bar 2, a movable plate 3, and a drive coil (not shown) laid along the peripheral edge of the movable plate 3 by a micromachining technique are integrated. It is formed like this and is arranged inside one yoke member 5 formed in a frame shape. Alternatively, the movable chip 11 may be configured by arranging a plurality of movable plates 3 in the extending direction of the torsion bar 2 as shown in FIG. In this case, a pair of the static magnetic field generating means 4 is disposed with the opposite magnetic poles facing each other with the movable chip 11 in the direction perpendicular to the axis of the torsion bar 2.

このように構成したことにより、本第2実施形態によれば、第1実施形態の効果に加えて可動チップ11をマイクロマシニング技術により一体的に形成することができ製造が容易となる。また、この場合、必要な静磁界発生手段4は、一対だけでよいので部品点数が減りアレイ状のプレーナ型電磁アクチュエータのコスト低減を図ることができる。   With this configuration, according to the second embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the movable chip 11 can be integrally formed by a micromachining technique, which facilitates manufacture. In this case, since only one pair of the required static magnetic field generating means 4 is required, the number of components is reduced, and the cost of the array-type planar electromagnetic actuator can be reduced.

また、図3に示す構成の場合は、複数の可動板3を近接して配置することができるので稠密構造のアレイ状の光スイッチ用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。ただし、この場合、図2(a)と同様に図3に示す真中の可動板3は、静磁界発生手段4からの距離が遠くなるため、該可動板3に敷設した駆動コイルに作用する静磁界強度が低下し、該可動板3の回動角が小さくなるが、駆動電流または駆動コイルの巻数等を調整すれば各可動板3の回動角を一致させることができる。一方、図4に示す構成の場合は、図2(b)と同様に静磁界発生手段4から各可動板3の対辺部までの距離が各可動板3について等しくなるため、各可動板3の必要部分に均等な静磁界を作用させることができ、各可動板3の回動角を略同一に揃えることができる。   In the case of the configuration shown in FIG. 3, a plurality of movable plates 3 can be arranged close to each other, so that a dense electromagnetic array-type planar electromagnetic actuator for an optical switch can be provided. In this case, however, the middle movable plate 3 shown in FIG. 3 is distant from the static magnetic field generating means 4 in the same manner as in FIG. 2A, so that the static plate acting on the drive coil laid on the movable plate 3 is increased. Although the magnetic field strength decreases and the rotation angle of the movable plate 3 decreases, the rotation angle of each movable plate 3 can be matched by adjusting the drive current or the number of turns of the drive coil. On the other hand, in the case of the configuration shown in FIG. 4, the distance from the static magnetic field generating means 4 to the opposite side of each movable plate 3 is the same for each movable plate 3 as in FIG. A uniform static magnetic field can be applied to the necessary portion, and the rotation angles of the movable plates 3 can be made substantially the same.

次に、本発明に係るプレーナ型電磁アクチュエータの第3実施形態について説明する。なお、図1と同一の要素については、同一符号で示し、ここでは第1実施形態と異なる部分について説明する。
図5に示す第3実施形態は、可動チップ11を、二つの可動板3が一つの固定部1にトーションバー2で回動可能に軸支されて、該トーションバー2の軸線方向に配列された構成とし、該可動チップ11を上記トーションバー2の軸線に直交する方向に静磁界発生手段4に挟まれて三つ整列配置し、マトリクス状の光スイッチを構成したものである。
Next, a third embodiment of the planar electromagnetic actuator according to the present invention will be described. Note that the same elements as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and here, different parts from the first embodiment will be described.
In the third embodiment shown in FIG. 5, the movable chip 11 is arranged in the axial direction of the torsion bar 2, with two movable plates 3 pivotally supported on one fixed part 1 by a torsion bar 2. The movable chip 11 is sandwiched between the static magnetic field generating means 4 in the direction perpendicular to the axis of the torsion bar 2 and arranged in three rows to constitute a matrix-shaped optical switch.

このように構成したことにより、上記第3実施形態は、図20(a)の一次元走査のアクチュエータを個別にマトリクス状に配置した図21(b)の構成に比べて小型化を図ることができ、また部品点数が減り安価なマトリクスアレイ状の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。さらに、図1と同様に複数配列した可動チップ11の各可動板3に均等な静磁界を作用させることができ、各可動板3の回動角のばらつきを抑えることができる。なお、この場合も図2(a)と同様に、可動チップ11を互いに密接して配列し、複数の可動チップ11を間にしてその両端の部位に静磁界発生手段4を一対配置してもよい。   With this configuration, the third embodiment can be downsized compared to the configuration of FIG. 21B in which the one-dimensional scanning actuators of FIG. 20A are individually arranged in a matrix. In addition, it is possible to provide an inexpensive matrix array planar type electromagnetic actuator with a reduced number of parts. Further, the same static magnetic field can be applied to each movable plate 3 of the plurality of movable chips 11 arranged in the same manner as in FIG. 1, and variation in the rotation angle of each movable plate 3 can be suppressed. In this case as well, as in FIG. 2A, the movable chips 11 may be arranged in close contact with each other, and a pair of static magnetic field generating means 4 may be disposed at both ends of the movable chips 11 between them. Good.

次に、本発明に係るプレーナ型電磁アクチュエータの第4実施形態について説明する。なお、図3と同一の要素については、同一符号で示し、ここでは第2実施形態と異なる部分について説明する。
図6に示す第4実施形態は、可動チップ11を、トーションバー2で回動可能に軸支された可動板3が上記トーションバー2の軸線に直交する方向に三つ近接して一列状に整列配置されると共に、上記トーションバー2の軸線に平行する方向に二列配置され、該各可動板3が一つの固定部1に軸支された一チップ構成として枠状に形成された一つのヨーク部材5の内側に配置したものである。そして、一対の静磁界発生手段4がトーションバー2の軸線に直交する方向で固定部1の外側に可動チップ11を間にして対向して配置される。この場合、一対の静磁界発生手段4は、列の並び方向の複数の可動板3に跨るように配置されるとよい。
Next, a fourth embodiment of the planar electromagnetic actuator according to the present invention will be described. Note that the same elements as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and different parts from the second embodiment will be described here.
In the fourth embodiment shown in FIG. 6, the movable chip 11 is arranged in a row in which three movable plates 3 pivotally supported by the torsion bar 2 are close to each other in a direction perpendicular to the axis of the torsion bar 2. In addition to being arranged and arranged in two rows in a direction parallel to the axis of the torsion bar 2, each movable plate 3 is formed in a frame shape as a one-chip configuration pivotally supported by one fixed portion 1. It is arranged inside the yoke member 5. Then, a pair of static magnetic field generating means 4 are arranged opposite to each other on the outside of the fixed portion 1 in the direction perpendicular to the axis of the torsion bar 2 with the movable chip 11 therebetween. In this case, the pair of static magnetic field generating means 4 may be arranged so as to straddle the plurality of movable plates 3 in the row direction.

このように構成したことにより、上記第4実施形態は、第2実施形態の効果に加えてマトリクスアレイ状のプレーナ型電磁アクチュエータのコストのより一層の低減を図ることができる。さらに、小型で稠密構造の光スイッチ用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。   With this configuration, the fourth embodiment can further reduce the cost of the planar electromagnetic actuator in the form of a matrix array in addition to the effects of the second embodiment. Furthermore, a planar electromagnetic actuator for an optical switch having a small and dense structure can be provided.

次に、本発明に係るプレーナ型電磁アクチュエータの第5実施形態について説明する。なお、図1と同一の要素については、同一符号で示し、ここでは第1実施形態と異なる部分について説明する。
図7に示す第5実施形態は、可動チップ11を、第1実施形態における可動板3が内側可動板6と該内側可動板6の外側に設けた枠状の外側可動板7とで構成され、該内側可動板6が外側可動板7に内側トーションバー9で回動可能に軸支され、外側可動板7が固定部1に内側トーションバー9の軸線に直交する外側トーションバー8で回動可能に軸支された構成としたものであり、該可動チップ11を上記内側トーションバー9の軸線に直交する方向に三つ整列配置している。また、上記内側可動板6及び外側可動板7にはその周縁部に沿って図示省略の駆動コイルを敷設している。そして、上記各トーションバーの軸線に直交する方向で上記固定部1の外側に静磁界発生手段4,10を上記可動チップ11を間にして互いに反対磁極を対向して配置している。この場合、静磁界発生手段4,10から各内側及び外側可動板6,7の対辺部までの距離が各内側及び外側可動板6,7について等しくなるため、駆動コイルに均等な静磁界を作用させることができる。
Next, a fifth embodiment of the planar electromagnetic actuator according to the present invention will be described. Note that the same elements as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and here, different parts from the first embodiment will be described.
In the fifth embodiment shown in FIG. 7, the movable chip 11 is composed of an inner movable plate 6 and a frame-shaped outer movable plate 7 provided outside the inner movable plate 6. The inner movable plate 6 is pivotally supported by the outer movable plate 7 so as to be rotatable by the inner torsion bar 9, and the outer movable plate 7 is pivoted by the fixed portion 1 by the outer torsion bar 8 perpendicular to the axis of the inner torsion bar 9. The movable tip 11 is arranged in a line in a direction perpendicular to the axis of the inner torsion bar 9. The inner movable plate 6 and the outer movable plate 7 are provided with drive coils (not shown) along the peripheral edge thereof. The static magnetic field generating means 4 and 10 are arranged outside the fixed portion 1 in the direction perpendicular to the axis of each torsion bar with the movable tip 11 in between and opposite magnetic poles. In this case, since the distances from the static magnetic field generating means 4 and 10 to the opposite side portions of the inner and outer movable plates 6 and 7 are equal for the inner and outer movable plates 6 and 7, a uniform static magnetic field acts on the drive coil. Can be made.

これにより、静磁界発生手段10で内側トーションバー9の軸線に平行な内側可動板6の対辺近傍部の駆動コイル部分の電流に静磁界を作用し、該電流と静磁界の相互作用により内側可動板6を回動し、静磁界発生手段4で外側トーションバー8の軸線に平行な外側可動板7の対辺近傍部の駆動コイル部分の電流に静磁界を作用し、該電流と静磁界の相互作用により外側可動板7を回動し、反射ミラー12で入射光の光路を二次元方向に切換える。   As a result, the static magnetic field generating means 10 applies a static magnetic field to the current in the drive coil portion in the vicinity of the opposite side of the inner movable plate 6 parallel to the axis of the inner torsion bar 9, and the inner movable by the interaction between the current and the static magnetic field. The plate 6 is rotated, and the static magnetic field generating means 4 applies a static magnetic field to the current in the drive coil portion near the opposite side of the outer movable plate 7 parallel to the axis of the outer torsion bar 8. The outer movable plate 7 is rotated by the action, and the optical path of the incident light is switched in the two-dimensional direction by the reflection mirror 12.

ここで、静磁界発生手段4,10のうち静磁界発生手段4は、図7(a)に示すように各可動チップ11に対応して個別に設けてもよく、同図(b)に示すように三つの可動チップ11に跨るような細長い形状としてもよい。また、図2と同様にして、可動チップ11を三つ密接させて配置し、三つの可動チップ11を間にしてその両端部に静磁界発生手段10を一対設けてもよい。   Here, of the static magnetic field generating means 4 and 10, the static magnetic field generating means 4 may be provided individually corresponding to each movable chip 11 as shown in FIG. 7A, as shown in FIG. Thus, it is good also as an elongate shape which straddles the three movable chips 11. Similarly to FIG. 2, three movable chips 11 may be disposed in close contact, and a pair of static magnetic field generating means 10 may be provided at both ends of the three movable chips 11.

このように構成したことにより、上記第5実施形態によれば、二次元方向に光路を切換えるアレイ状の光スイッチ用プレーナ型電磁アクチュエータを提供することができ、図20(b)の二次元光走査のプレーナ型電磁アクチュエータを個別に一列に配列して構成した図22(a)の場合に比べ小型化することができ、部品点数が減って安価なアレイ状の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。   With this configuration, according to the fifth embodiment, the planar electromagnetic actuator for an optical switch that switches the optical path in the two-dimensional direction can be provided, and the two-dimensional light of FIG. Provided is an array-type planar electromagnetic actuator that can be reduced in size compared with the case of FIG. 22 (a) in which scanning planar electromagnetic actuators are individually arranged in a line, and that the number of parts is reduced and inexpensive. Can do.

なお、各可動チップ11は、互いに密接して配置し、両端の固定部1の外側に静磁界発生手段10を配置してもよい。   The movable chips 11 may be disposed in close contact with each other, and the static magnetic field generating means 10 may be disposed outside the fixed portions 1 at both ends.

次に、本発明に係るプレーナ型電磁アクチュエータの第6実施形態について説明する。なお、図7と同一の要素については、同一符号で示し、ここでは第5実施形態と異なる部分について説明する。
図8に示す第6実施形態は、可動チップ11を、内側可動板6と外側可動板7とからなる可動板3が外側トーションバー8の延在方向に三つ整列して配置され、各可動板3が外側トーションバー8で一つの固定部1に軸支された一チップ構成としたものであり、図3に示す可動チップ11と同様にしてマイクロマシニング技術により一体的に形成する。なお、図9に示すように可動板3を内側トーションバー9の延在方向に、例えば三つ配置してもよい。そして、上記各トーションバーの軸線に直交する方向で上記固定部1の外側に静磁界発生手段4,10を上記可動チップ11を間にして互いに反対磁極を対向して配置する。
Next, a sixth embodiment of the planar electromagnetic actuator according to the present invention will be described. Note that the same elements as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and different parts from the fifth embodiment will be described here.
In the sixth embodiment shown in FIG. 8, the movable chip 11 is arranged with three movable plates 3 including an inner movable plate 6 and an outer movable plate 7 aligned in the extending direction of the outer torsion bar 8. The plate 3 has a one-chip configuration in which the outer torsion bar 8 is pivotally supported by one fixed portion 1 and is integrally formed by a micromachining technique in the same manner as the movable chip 11 shown in FIG. For example, three movable plates 3 may be arranged in the extending direction of the inner torsion bar 9 as shown in FIG. Then, the static magnetic field generating means 4 and 10 are arranged outside the fixed portion 1 in the direction perpendicular to the axis of each torsion bar with the movable chip 11 in between and opposite magnetic poles facing each other.

ここで、図8に示す構成においては、図7の第5実施形態と同様に、静磁界発生手段4から各外側可動板7の対辺部までの距離が各外側可動板7について等しくなるため、該外側可動板7に敷設した駆動コイルに均等な静磁界を作用させることができるが、図8に示す真中の内側可動板6は、静磁界発生手段10からの距離が他の内側可動板6に比べ遠くなるため、該内側可動板6に敷設した駆動コイルに作用する静磁界は弱くなる。一方、図9に示す構成においては、図8の構成と逆の関係になり、各内側可動板6の駆動コイルには均等な静磁界が作用するものの、図9に示す真中の外側可動板7の駆動コイルに作用する静磁界は弱くなる。したがって、作用する静磁界が弱くなる図8に示す真中の内側可動板6または図9に示す真中の外側可動板7については、駆動電流または駆動コイルの巻数等を調整して他の各可動板の回動角と一致させる必要がある。   Here, in the configuration shown in FIG. 8, the distance from the static magnetic field generating means 4 to the opposite side portion of each outer movable plate 7 is equal for each outer movable plate 7, as in the fifth embodiment of FIG. 7. Although a uniform static magnetic field can be applied to the drive coil laid on the outer movable plate 7, the middle inner movable plate 6 shown in FIG. 8 has a distance from the static magnetic field generating means 10 to the other inner movable plate 6. Therefore, the static magnetic field acting on the drive coil laid on the inner movable plate 6 is weakened. On the other hand, in the configuration shown in FIG. 9, the relationship is the reverse of the configuration in FIG. 8, and a uniform static magnetic field acts on the drive coil of each inner movable plate 6, but the middle outer movable plate 7 shown in FIG. 9. The static magnetic field acting on the drive coil is weakened. Therefore, with respect to the middle inner movable plate 6 shown in FIG. 8 or the middle outer movable plate 7 shown in FIG. 9 where the acting static magnetic field becomes weak, the other movable plates are adjusted by adjusting the drive current or the number of turns of the drive coil. It is necessary to match the rotation angle of.

このように構成したことにより、第6実施形態によれば、第2実施形態と同様にして可動チップ11をマイクロマシニング技術により一体的に形成することができ、二次元方向に光路を切換えるアレイ状の光スイッチ用プレーナ型電磁アクチュエータを容易に製造することができる。また、第5実施形態に比べ静磁界発生手段の使用数量を減らすことができ、アレイ状のプレーナ型電磁アクチュエータのコスト低減を図ることができる。さらに、小型で稠密構造の光スイッチ用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。   With this configuration, according to the sixth embodiment, the movable chip 11 can be integrally formed by the micromachining technique in the same manner as the second embodiment, and the array shape switches the optical path in the two-dimensional direction. The planar electromagnetic actuator for optical switch can be easily manufactured. Further, the number of static magnetic field generating means used can be reduced as compared with the fifth embodiment, and the cost of the arrayed planar electromagnetic actuator can be reduced. Furthermore, a planar electromagnetic actuator for an optical switch having a small and dense structure can be provided.

次に、本発明に係るプレーナ型電磁アクチュエータの第7実施形態について説明する。なお、図7と同一の要素については、同一符号で示し、ここでは第5実施形態と異なる部分について説明する。
図10に示す第7実施形態は、二軸で回動する可動板3を備えた二次元走査の可動チップ11を外側トーションバー8の延在方向に三つ及び内側トーションバー9の延在方向に二つ整列して配置している。そして、各可動チップ11を間にして該可動チップ11の上記各トーションバーの軸線に直交する方向の両端部に静磁界発生手段4,10を配置している。なお、図10(a)は、上記複数整列して配置した可動チップ11の外側に配置した静磁界発生手段4,10のうち、静磁界発生手段4を各可動チップ11に対応して個別に設けたものであり、同図(b)は静磁界発生手段4を三つの可動チップ11に跨る細長い静磁界発生手段で形成したものである。なお、本第7実施形態においても、図2に示すように可動チップ11に挟まれて配置した静磁界発生手段4,10を排除して可動チップ11を互いに密接して配置し、複数の可動チップ11を間にして各トーションバーに直交する二方向からそれぞれ一対の静磁界発生手段4,10で可動板3の必要部分に静磁界を作用させてもよい。また、図8に示すように外側トーションバー8の延在方向に配置した三つの可動チップ11を一体的に形成してもよく、図9に示すように内側トーションバー9の延在方向に配置した二つの可動チップ11を一体的に形成してもよい。
Next, a seventh embodiment of the planar electromagnetic actuator according to the present invention will be described. Note that the same elements as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and different parts from the fifth embodiment will be described here.
In the seventh embodiment shown in FIG. 10, three two-dimensional scanning movable tips 11 including a movable plate 3 that rotates about two axes are arranged in the extending direction of the outer torsion bar 8 and the extending direction of the inner torsion bar 9. Are arranged side by side. Then, the static magnetic field generating means 4 and 10 are arranged at both ends of the movable chip 11 in the direction orthogonal to the axis of each torsion bar with the movable chip 11 interposed therebetween. 10A shows the static magnetic field generating means 4 among the static magnetic field generating means 4 and 10 arranged outside the plurality of movable chips 11 arranged in alignment. In FIG. 5B, the static magnetic field generating means 4 is formed by elongated static magnetic field generating means straddling the three movable chips 11. In the seventh embodiment as well, a plurality of movable chips 11 are arranged in close contact with each other by eliminating the static magnetic field generating means 4 and 10 disposed between the movable chips 11 as shown in FIG. A static magnetic field may be applied to a necessary portion of the movable plate 3 by a pair of static magnetic field generating means 4 and 10 from two directions orthogonal to each torsion bar with the chip 11 therebetween. Further, as shown in FIG. 8, three movable chips 11 arranged in the extending direction of the outer torsion bar 8 may be integrally formed, and arranged in the extending direction of the inner torsion bar 9 as shown in FIG. The two movable chips 11 may be integrally formed.

このように構成したことにより、第7実施形態によれば、図20(b)に示す二次元走査のプレーナ型電磁アクチュエータを個別にマトリクス状に配置した図22(b)の場合に比べ小型化することができ、部品点数も減って安価なマトリクスアレイ状の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。   With this configuration, according to the seventh embodiment, the planar electromagnetic actuator for two-dimensional scanning shown in FIG. 20B is reduced in size compared to the case of FIG. In addition, an inexpensive matrix array planar electromagnetic actuator can be provided with a reduced number of parts.

次に、本発明に係るプレーナ型電磁アクチュエータの第8実施形態について説明する。なお、図7と同一の要素については、同一符号で示し、ここでは第5実施形態と異なる部分について説明する。
図11に示す第8実施形態は、可動チップ11を、二軸の下に回動する可動板3が外側トーションバー8の延在方向に三つ整列して配置されると共に、上記内側トーションバー9の延在方向に二つ配置され、各可動板3が一つの固定部1に軸支されてマトリクス構造を有する一チップ構成としたものである。この場合、静磁界発生手段4,10は、各トーションバーの軸線に直交する方向で固定部1の外側に可動チップ11を間にして対向して配置する。
Next, an eighth embodiment of the planar electromagnetic actuator according to the present invention will be described. Note that the same elements as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and different parts from the fifth embodiment will be described here.
In the eighth embodiment shown in FIG. 11, the movable tip 11 is arranged in such a manner that three movable plates 3 that rotate below two axes are aligned in the extending direction of the outer torsion bar 8, and the inner torsion bar In this example, two movable plates 3 are arranged in the extending direction 9 and each movable plate 3 is pivotally supported by one fixed portion 1 to form a one-chip configuration having a matrix structure. In this case, the static magnetic field generating means 4 and 10 are arranged to face each other with the movable chip 11 therebetween in the direction perpendicular to the axis of each torsion bar.

このように構成したことにより、第8実施形態によれば、図6の第4実施形態と同様にして、二次元走査の可動板3がマトリクス状に複数配置された可動チップ11を、マイクロマシニング技術により一体的に形成することができ、製造が容易となると共に、部品点数が減りマトリクスアレイ状のプレーナ型電磁アクチュエータのコストのより一層の低減を図ることができる。さらに、小型で稠密構造の光スイッチ用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。   With this configuration, according to the eighth embodiment, similarly to the fourth embodiment of FIG. 6, the movable chip 11 in which a plurality of movable plates 3 for two-dimensional scanning are arranged in a matrix is formed by micromachining. It can be formed integrally by technology, facilitating manufacture, reducing the number of parts, and further reducing the cost of the planar electromagnetic actuator in the form of a matrix array. Furthermore, a planar electromagnetic actuator for an optical switch having a small and dense structure can be provided.

次に、本発明に係るプレーナ型電磁アクチュエータの第9実施形態について説明する。なお、図3と同一の要素については、同一符号で示し、ここでは第2実施形態と異なる部分について説明する。
図12に示す第9実施形態は、一つの固定部1にトーションバー2で回動可能に軸支した円形形状の可動板3を、一対の静磁界発生手段4の間に、該静磁界発生手段4の磁極面4aにおける法線Pと上記トーションバー2の軸線Oとが角度θで互いに斜めに交差するように傾けて、静磁界発生手段4の対向方向に直交する方向に互いに近接して、例えば三つ一列状に整列配置し一チップの可動チップ11を構成して枠状に形成された一つのヨーク部材5の内側に配置したものである。この場合、一対の静磁界発生手段4は、一列状に整列した複数の可動板3に跨るように配置されるとよい。そして、上記可動チップ11は、マイクロマシニング技術を用いて固定部1と、トーションバー2と、可動板3とを一体的に形成される。なお、上記トーションバー2の磁極面4aの法線Pに対する傾き角度θは任意である。例えば、可動板3の配列状態及び静磁界発生手段4から可動板3までの距離を維持したままトーションバー2を長くしたい場合は、傾き角度θを45度付近にすることによって実現することができる。逆に、トーションバー2は短くなるが駆動コイルに作用する磁力を強くしたい場合は、傾き角度θを90度付近にすればよい。
Next, a ninth embodiment of the planar electromagnetic actuator according to the present invention will be described. Note that the same elements as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and different parts from the second embodiment will be described here.
In the ninth embodiment shown in FIG. 12, a circular movable plate 3 pivotally supported by a torsion bar 2 on one fixed portion 1 is provided between a pair of static magnetic field generating means 4 to generate the static magnetic field. The normal line P on the magnetic pole surface 4a of the means 4 and the axis line O of the torsion bar 2 are inclined so as to cross each other at an angle θ and close to each other in a direction perpendicular to the opposing direction of the static magnetic field generating means 4. For example, the movable chip 11 of one chip is arranged and arranged in three rows and one row, and is arranged inside one yoke member 5 formed in a frame shape. In this case, the pair of static magnetic field generating means 4 may be arranged so as to straddle the plurality of movable plates 3 aligned in a line. And the said movable chip | tip 11 integrally forms the fixing | fixed part 1, the torsion bar 2, and the movable plate 3 using a micromachining technique. The tilt angle θ with respect to the normal line P of the magnetic pole surface 4a of the torsion bar 2 is arbitrary. For example, when it is desired to lengthen the torsion bar 2 while maintaining the arrangement state of the movable plates 3 and the distance from the static magnetic field generating means 4 to the movable plate 3, it can be realized by setting the inclination angle θ to around 45 degrees. . Conversely, when the torsion bar 2 is shortened but it is desired to increase the magnetic force acting on the drive coil, the inclination angle θ may be set to about 90 degrees.

また、固定部1のトーションバー2との接合面部1aをトーションバー2の軸線Oを挟んで略対称形状に形成する。これにより、トーションバー2の可動板3から固定部1に至る長さがトーションバー2のいずれの側面部でも等しくなるようにして捩じり応力がトーションバー2に略均一に発生するようにしている。   Further, the joint surface portion 1a of the fixed portion 1 with the torsion bar 2 is formed in a substantially symmetrical shape with the axis O of the torsion bar 2 interposed therebetween. Thereby, the length from the movable plate 3 of the torsion bar 2 to the fixed part 1 is made equal in any side part of the torsion bar 2 so that the torsional stress is generated substantially uniformly in the torsion bar 2. Yes.

さらに、固定部1の静磁界発生手段4に対向する側面部1bを、可動板3の配列方向に平行に形成した。これにより、静磁界発生手段4を可動板3に対して接近して配置することができるようにして、可動板3に作用する静磁界強度を増し駆動効率を向上させている。   Further, the side surface portion 1 b facing the static magnetic field generating means 4 of the fixed portion 1 is formed in parallel with the arrangement direction of the movable plates 3. As a result, the static magnetic field generating means 4 can be disposed close to the movable plate 3 to increase the static magnetic field strength acting on the movable plate 3 and improve the driving efficiency.

なお、図13に示すように、可動板3を個別に形成した固定部1にトーションバー2で回動可能に軸支して可動チップ11を構成し、該可動チップ11を、対向して配置した静磁界発生手段4の間に該静磁界発生手段4の磁極面4aにおける法線とトーションバー2の軸線とが互いに斜めに交差するように、可動チップ11を傾けて静磁界発生手段4の対向方向に直交する方向に複数整列配置してもよい。また、図14に示すように、個別に形成した矩形状の固定部1の対角方向にトーションバー2で可動板3を回動可能に軸支して可動チップ11を構成し、該可動チップ11を、対向配置した静磁界発生手段4の間に該静磁界発生手段4の対向方向に直交する方向に互いに密接して一列に複数整列配置してもよい。   As shown in FIG. 13, a movable tip 11 is configured by pivotally supporting a fixed portion 1 formed with a movable plate 3 by a torsion bar 2 so that the movable tip 11 can be rotated. The movable chip 11 is tilted so that the normal line on the magnetic pole surface 4a of the static magnetic field generating means 4 and the axis of the torsion bar 2 cross each other obliquely between the static magnetic field generating means 4 and the static magnetic field generating means 4. A plurality of lines may be arranged in a direction orthogonal to the facing direction. Further, as shown in FIG. 14, a movable chip 11 is configured by pivotally supporting a movable plate 3 with a torsion bar 2 in a diagonal direction of a rectangular fixed portion 1 formed individually, and the movable chip 11 is configured. 11 may be arranged in a row in close contact with each other in the direction perpendicular to the opposing direction of the static magnetic field generating means 4 between the static magnetic field generating means 4 arranged opposite to each other.

このような構成により、静磁界発生手段4でトーションバー2の軸線に平行な可動板3の対辺部に静磁界を作用し、該対辺近傍部の駆動コイル部分の電流と上記トーションバー2の軸線に直交する静磁界成分との相互作用により可動板3を回動し、反射ミラー12で入射光の光路を一次元方向に切換える。   With such a configuration, the static magnetic field generating means 4 applies a static magnetic field to the opposite side of the movable plate 3 parallel to the axis of the torsion bar 2, and the current in the drive coil portion near the opposite side and the axis of the torsion bar 2. The movable plate 3 is rotated by the interaction with the static magnetic field component orthogonal to, and the optical path of the incident light is switched in the one-dimensional direction by the reflection mirror 12.

このように構成したことにより、上記第9実施形態によれば、第2実施形態の効果に加えて、可動板3を、互いに対向する静磁界発生手段4の磁極面4aにおける法線と上記トーションバー2の軸線とが互いに斜めに交差するように整列配置することにより、静磁界発生手段4から各可動板3の対辺部までの距離を各可動板3について略等しくすることができ、可動板3の必要部分に略均等な静磁界を作用させることができる。これにより、各可動板3の回動角のばらつきを抑制することができる。   With this configuration, according to the ninth embodiment, in addition to the effects of the second embodiment, the movable plate 3 is made to have a normal to the magnetic pole surface 4a of the static magnetic field generating means 4 facing each other and the torsion. By arranging and arranging so that the axes of the bars 2 obliquely intersect each other, the distance from the static magnetic field generating means 4 to the opposite side of each movable plate 3 can be made substantially equal for each movable plate 3. The substantially uniform static magnetic field can be made to act on the required part of 3. Thereby, the dispersion | variation in the rotation angle of each movable plate 3 can be suppressed.

さらに、可動板3を円形形状とすれば、隣接する可動板3を互いに近接して配置することができ、アレイ状のプレーナ型電磁アクチュエータのより一層の小型化を図ることができる。   Furthermore, if the movable plate 3 has a circular shape, the adjacent movable plates 3 can be arranged close to each other, and the array type planar electromagnetic actuator can be further reduced in size.

なお、複数の可動板3を静磁界発生手段4の対向方向に整列して配置することも可能である。この場合、静磁界発生手段4からの距離が遠くなる真中の可動板3に対しては、作用する静磁界強度が弱くなるため他の可動板4の回動角と一致させるためには、真中の可動板3の駆動電流または駆動コイルの巻数等を調整する必要がある。   It is also possible to arrange the plurality of movable plates 3 so as to be aligned in the direction opposite to the static magnetic field generating means 4. In this case, for the middle movable plate 3 whose distance from the static magnetic field generating means 4 is far, the acting static magnetic field strength is weakened. It is necessary to adjust the drive current of the movable plate 3 or the number of turns of the drive coil.

また、個別に形成した各可動チップ11を静磁界発生手段4の対向方向に整列して配置すると共に、図1と同様に各可動チップ11の間に静磁界発生手段4を配置してもよい。この場合は、各可動板3に作用する静磁界強度は均等になる。   Further, the individually formed movable chips 11 may be arranged in alignment with the opposing direction of the static magnetic field generating means 4, and the static magnetic field generating means 4 may be arranged between the movable chips 11 as in FIG. . In this case, the static magnetic field strength acting on each movable plate 3 is uniform.

次に、本発明に係るプレーナ型電磁アクチュエータの第10実施形態について説明する。なお、図12と同一の要素については、同一符号で示し、ここでは第9実施形態と異なる部分について説明する。
図15に示す第10実施形態は、可動チップ11を、トーションバー2に軸支されて回動する可動板3がマトリクス状に配置され、一つの固定部1に回動可能に軸支された一チップ構成として枠状に形成された一つのヨーク部材5の内側に配置したものである。そして、第9実施形態と同様に静磁界発生手段4の磁極面4aにおける法線とトーションバー2とが互いに斜めに交差するようにトーションバー2を傾けて、可動板3を静磁界発生手段4の対向方向と直交する方向に二列状態で千鳥状に配置している。この場合、一対の静磁界発生手段4は、一列状に整列した複数の可動板3に跨るように配置されるとよい。
Next, a description will be given of a tenth embodiment of the planar electromagnetic actuator according to the present invention. Note that the same elements as those in FIG. 12 are denoted by the same reference numerals, and here, different parts from the ninth embodiment will be described.
In the tenth embodiment shown in FIG. 15, the movable chip 11 is pivotally supported by one torsion bar 2 so that the movable plate 3 that is pivotally supported by the torsion bar 2 is arranged in a matrix. It is arranged inside one yoke member 5 formed in a frame shape as a one-chip configuration. Then, as in the ninth embodiment, the torsion bar 2 is tilted so that the normal line on the magnetic pole surface 4a of the static magnetic field generating means 4 and the torsion bar 2 cross each other obliquely, and the movable plate 3 is moved to the static magnetic field generating means 4. Are arranged in a staggered manner in two rows in a direction perpendicular to the opposing direction. In this case, the pair of static magnetic field generating means 4 may be arranged so as to straddle the plurality of movable plates 3 aligned in a line.

このように構成したことにより、上記第10実施形態によれば、第9実施形態の効果に加えてマトリクスアレイ状のプレーナ型電磁アクチュエータのコスト低減を図ることができる。さらに、小型で稠密構造の光スイッチ用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。   With this configuration, according to the tenth embodiment, in addition to the effects of the ninth embodiment, the cost of the matrix type planar electromagnetic actuator can be reduced. Furthermore, a planar electromagnetic actuator for an optical switch having a small and dense structure can be provided.

なお、可動板3の配列は、上述の二列の千鳥配置に限定されず、三列以上の千鳥配置としてもよい。この場合、静磁界発生手段4から距離が離れており、駆動コイルに作用する静磁界が弱い可動板3に対しては、作用する静磁界の強度に応じて各駆動コイルの駆動電流または駆動コイルの巻数や駆動コイルの必要部分の長さを変化させる等により回動角のばらつきを抑えることができる。   Note that the arrangement of the movable plates 3 is not limited to the two-row staggered arrangement described above, and may be a three or more-row staggered arrangement. In this case, for the movable plate 3 that is far from the static magnetic field generating means 4 and has a weak static magnetic field that acts on the drive coil, the drive current or drive coil of each drive coil depends on the strength of the acting static magnetic field. The variation in the rotation angle can be suppressed by changing the number of turns and the length of the necessary portion of the drive coil.

次に、本発明に係るプレーナ型電磁アクチュエータの第11実施形態について説明する。なお、図12と同一の要素については、同一符号で示し、ここでは第9実施形態と異なる部分について説明する。
図16に示す第11実施形態は、可動板3が円形の内側可動板6と円形枠状の外側可動板7とからなり、内側可動板6は外側可動板7に内側トーションバー9で回動可能に軸支され、外側可動板7は固定部1に内側トーションバー9の軸線に直交する外側トーションバー8で回動可能に軸支されて構成されている。そして、一つの固定部1に可動板3を互いに近接して複数整列配置して可動チップ11を形成し、該可動チップ11を枠状に形成された一つのヨーク部材5の内側に配置している。この場合、一対の静磁界発生手段4は、一列状に整列した複数の可動板3に跨るように配置されるとよい。
Next, an eleventh embodiment of a planar electromagnetic actuator according to the present invention will be described. Note that the same elements as those in FIG. 12 are denoted by the same reference numerals, and here, different parts from the ninth embodiment will be described.
In the eleventh embodiment shown in FIG. 16, the movable plate 3 includes a circular inner movable plate 6 and a circular frame-shaped outer movable plate 7, and the inner movable plate 6 rotates on the outer movable plate 7 by the inner torsion bar 9. The outer movable plate 7 is supported by the fixed portion 1 so as to be pivotable by an outer torsion bar 8 orthogonal to the axis of the inner torsion bar 9. Then, a plurality of movable plates 3 are arranged in close proximity to one fixed portion 1 to form a movable chip 11, and the movable chip 11 is disposed inside one yoke member 5 formed in a frame shape. Yes. In this case, the pair of static magnetic field generating means 4 may be arranged so as to straddle the plurality of movable plates 3 aligned in a line.

このような構成により、一対の静磁界発生手段4で内側トーションバー9の軸線に平行な可動板3の対辺部及び外側トーションバー8の軸線に平行な外側可動板7の対辺部に静磁界を作用し、上記各対辺近傍部の駆動コイル部分の電流と、内側トーションバー9の軸線に直交する静磁界成分及び外側トーションバー8の軸線に直交する静磁界成分との相互作用により内側可動板6と外側可動板7とを回動し、反射ミラー12で入射光の光路を二次元方向に切換える。   With such a configuration, a pair of static magnetic field generating means 4 applies a static magnetic field to the opposite side of the movable plate 3 parallel to the axis of the inner torsion bar 9 and the opposite side of the outer movable plate 7 parallel to the axis of the outer torsion bar 8. The inner movable plate 6 acts by the interaction between the current of the drive coil portion in the vicinity of each opposite side, the static magnetic field component orthogonal to the axis of the inner torsion bar 9 and the static magnetic field component orthogonal to the axis of the outer torsion bar 8. And the outer movable plate 7 are rotated, and the optical path of the incident light is switched in the two-dimensional direction by the reflection mirror 12.

なお、図16においては、可動板3を円形形状で示しているがこれに限られず、例えば図17に示すように四角形状であっても、または他のいかなる形状であってもよい。   In FIG. 16, the movable plate 3 is shown in a circular shape. However, the shape is not limited to this, and for example, the movable plate 3 may have a rectangular shape as shown in FIG. 17 or any other shape.

また、図18に示すように、可動板3を固定部1に回動可能に軸支して構成した可動チップ11を個別に形成し、該可動チップ11を、対向して配置した静磁界発生手段4の間に該静磁界発生手段4の磁極面4aにおける法線と外側及び内側トーションバー8,9とが互いに斜めに交差するように、外側及び内側トーションバー8,9を傾けて静磁界発生手段4の対向方向に直交する方向に複数配置してもよい。   Further, as shown in FIG. 18, a static magnetic field is generated by individually forming a movable chip 11 configured by pivotally supporting the movable plate 3 on the fixed portion 1 and arranging the movable chips 11 so as to face each other. The outer and inner torsion bars 8 and 9 are inclined so that the normal line on the magnetic pole surface 4a of the static magnetic field generating means 4 and the outer and inner torsion bars 8 and 9 cross each other obliquely between the means 4 and the static magnetic field. A plurality of them may be arranged in a direction orthogonal to the facing direction of the generating means 4.

このように構成したことにより、上記第11実施形態によれば、第9実施形態の効果に加えて二次元方向に光路を切換えるアレイ状の光スイッチ用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。   With this configuration, according to the eleventh embodiment, in addition to the effects of the ninth embodiment, an array-like planar electromagnetic actuator for an optical switch that switches an optical path in a two-dimensional direction can be provided.

次に、本発明に係るプレーナ型電磁アクチュエータの第12実施形態について説明する。なお、図16と同一の要素については、同一符号で示し、ここでは第11実施形態と異なる部分について説明する。
図19に示す第12実施形態は、可動チップ11を、二つのトーションバーの軸回りに回動する可動板3がマトリクス状に配置され、第11実施形態と同様に複数の可動板3を一体化して一チップ構成とし、枠状に形成された一つのヨーク部材5の内側に配置したものである。そして、可動チップ11を、静磁界発生手段4の磁極面4aにおける法線と外側及び内側トーションバー8,9とが互いに斜めに交差するように外側及び内側トーションバー8,9を傾けて、静磁界発生手段4の対向方向に直交する方向に二列状態で千鳥状に配置している。この場合、一対の静磁界発生手段4は、一列状に整列した複数の可動板3に跨るように配置されるとよい。
Next, a twelfth embodiment of the planar electromagnetic actuator according to the present invention will be described. Note that the same elements as those in FIG. 16 are denoted by the same reference numerals, and here, different parts from the eleventh embodiment will be described.
In the twelfth embodiment shown in FIG. 19, the movable plate 11 is arranged in a matrix form with the movable plate 3 rotating around the axes of the two torsion bars, and a plurality of the movable plates 3 are integrated as in the eleventh embodiment. The one-chip configuration is arranged inside one yoke member 5 formed in a frame shape. The movable tip 11 is inclined by tilting the outer and inner torsion bars 8 and 9 so that the normal line on the magnetic pole surface 4a of the static magnetic field generating means 4 and the outer and inner torsion bars 8 and 9 cross each other obliquely. They are arranged in a staggered manner in two rows in a direction perpendicular to the opposing direction of the magnetic field generating means 4. In this case, the pair of static magnetic field generating means 4 may be arranged so as to straddle the plurality of movable plates 3 aligned in a line.

このような構成としたことにより、上記第12実施形態は、第11実施形態の効果に加えて二次元方向に光路を切換えるマトリクスアレイ状のプレーナ型電磁アクチュエータのコスト低減を図ることができる。さらに、小型で稠密構造の光スイッチ用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。   By adopting such a configuration, the twelfth embodiment can reduce the cost of the matrix array planar electromagnetic actuator that switches the optical path in a two-dimensional direction in addition to the effects of the eleventh embodiment. Furthermore, a planar electromagnetic actuator for an optical switch having a small and dense structure can be provided.

なお、第10実施形態において説明したように、可動板3の配列は、三列以上の千鳥配置としてもよい。この場合も、静磁界発生手段4から距離が離れているため、駆動コイルに作用する静磁界が弱い可動板3に対しては、作用する静磁界の強度に応じて各駆動コイルの駆動電流または駆動コイルの巻数や駆動コイルの必要部分の長さを変化させる等により回動角のばらつきを抑えることができる。   As described in the tenth embodiment, the arrangement of the movable plates 3 may be a staggered arrangement of three or more rows. Also in this case, since the distance from the static magnetic field generating means 4 is large, the driving current of each driving coil or the driving current of each driving coil or the like depending on the strength of the acting static magnetic field is applied to the movable plate 3 having a weak static magnetic field acting on the driving coil. The variation in the rotation angle can be suppressed by changing the number of turns of the drive coil or the length of the necessary part of the drive coil.

なお、本発明のプレーナ型電磁アクチュエータは、光スイッチに限定されるものでなく、複数の可動板3をアレイ状に配置して構成したものであればいかなるものにも適用できる。また、可動板3の形状は四角形状又は円形形状に限られず、いかなる形状であってもよい。また、可動板3の個数は各図に示すものに限られず複数であれば幾つでもよい。   The planar electromagnetic actuator of the present invention is not limited to an optical switch, and can be applied to any one as long as a plurality of movable plates 3 are arranged in an array. Moreover, the shape of the movable plate 3 is not limited to a square shape or a circular shape, and may be any shape. Further, the number of movable plates 3 is not limited to that shown in each drawing, and any number may be used as long as it is plural.

1…固定部
1a…接合面部
1b…側面部
2…トーションバー
3…可動板
4,10…静磁界発生手段
4a…磁極面
5…ヨーク部材
6…内側可動板
7…外側可動板
8…外側トーションバー
9…内側トーションバー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fixed part 1a ... Joining surface part 1b ... Side surface part 2 ... Torsion bar 3 ... Movable plate 4, 10 ... Static magnetic field generating means 4a ... Magnetic pole surface 5 ... York member 6 ... Inner movable plate 7 ... Outer movable plate 8 ... Outer torsion Bar 9 ... Inside torsion bar

Claims (10)

枠状に形成された一つのヨーク部材の内側に、
固定部に夫々トーションバーで回動可能に軸支され、間に少なくとも前記固定部を介在させた状態で少なくとも一列に整列配置された複数の可動板と、
該各可動板の周縁部に沿って敷設した駆動コイルと、
前記複数の可動板を間にして互いに反対磁極を対向させて前記固定部の外側に設けられ、前記複数の可動板の前記トーションバーの軸線に平行な対辺部近傍の前記駆動コイル部分に静磁界を作用する一対の静磁界発生手段と、
を備えて構成したことを特徴とするプレーナ型電磁アクチュエータ。
Inside one yoke member formed in a frame shape,
A plurality of movable plates that are pivotally supported by the fixed portions so as to be rotatable by a torsion bar, and are arranged at least in a line with at least the fixed portions interposed therebetween,
A drive coil laid along the peripheral edge of each movable plate;
A static magnetic field is applied to the drive coil portion of the plurality of movable plates in the vicinity of the opposite side parallel to the axis of the torsion bar, with the opposite magnetic poles facing each other with the plurality of movable plates in between. A pair of static magnetic field generating means acting on
A planar electromagnetic actuator characterized by comprising:
前記静磁界発生手段の磁極面の法線と前記トーションバーの軸線とが直交するように前記一列に整列した複数の可動板を配置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電磁アクチュエータ。   2. The planar according to claim 1, wherein a plurality of movable plates aligned in the row are arranged so that a normal line of a magnetic pole surface of the static magnetic field generating means and an axis of the torsion bar are orthogonal to each other. Type electromagnetic actuator. 前記静磁界発生手段の磁極面の法線と前記トーションバーの軸線とが斜めに交差するように前記一列に整列した複数の可動板を配置すると共に該複数の可動板に跨るように前記一対の静磁界発生手段を配置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電磁アクチュエータ。   A plurality of movable plates arranged in a row are arranged so that a normal line of the magnetic pole surface of the static magnetic field generating means and an axis of the torsion bar intersect diagonally, and the pair of pairs are arranged so as to straddle the plurality of movable plates. 2. The planar electromagnetic actuator according to claim 1, wherein a static magnetic field generating means is arranged. 前記一列に整列した複数の可動板を前記静磁界発生手段の対向方向と直交する方向に複数列配置すると共に、列の並び方向の複数の可動板に跨るように前記一対の静磁界発生手段を配置したことを特徴とする請求項2に記載のプレーナ型電磁アクチュエータ。   The plurality of movable plates arranged in a row are arranged in a plurality of rows in a direction orthogonal to the opposing direction of the static magnetic field generation device, and the pair of static magnetic field generation devices are arranged to straddle the plurality of movable plates in the row direction. The planar electromagnetic actuator according to claim 2, wherein the planar electromagnetic actuator is arranged. 前記一列に整列した複数の可動板を前記静磁界発生手段の対向方向に複数列配置した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。   4. The planar electromagnetic actuator according to claim 3, wherein the plurality of movable plates arranged in a row are arranged in a plurality of rows in a direction opposite to the static magnetic field generating means. 前記各可動板を、それぞれ個別に形成した枠状の固定部にトーションバーで軸支する構成としたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載のプレーナ型電磁アクチュエータ。   6. The planar electromagnetic actuator according to claim 1, wherein each of the movable plates is configured to be pivotally supported by a torsion bar on a frame-shaped fixed portion formed individually. 前記複数の可動板を、一つの固定部にトーションバーで軸支して一体的に形成する構成としたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載のプレーナ型電磁アクチュエータ。   The planar electromagnetic actuator according to any one of claims 1 to 5, wherein the plurality of movable plates are integrally formed by pivotally supporting a single fixed portion with a torsion bar. 前記固定部の前記静磁界発生手段に対向する側面部を、前記可動板の配列方向に平行する形状に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電磁アクチュエータ。   4. The planar electromagnetic actuator according to claim 3, wherein a side surface portion of the fixed portion facing the static magnetic field generating means is formed in a shape parallel to the arrangement direction of the movable plates. 前記可動板は、内側可動板と該内側可動板の外側に設けた枠状の外側可動板とからなり、該外側可動板を前記固定部に外側トーションバーで回動可能に軸支し、前記内側可動板を前記外側可動板に外側トーションバーの軸線に直交する内側トーションバーで回動可能に軸支して構成し、前記外側トーションバーの軸線に直交する方向に複数の前記可動板を間にして前記一対の静磁界発生手段を配置すると共に前記内側トーションバーの軸線に直交する方向に前記可動板を間にして別の静磁界発生手段を配置したことを特徴とする請求項2に記載のプレーナ型電磁アクチュエータ。   The movable plate comprises an inner movable plate and a frame-shaped outer movable plate provided outside the inner movable plate, and the outer movable plate is pivotally supported on the fixed portion by an outer torsion bar, An inner movable plate is rotatably supported on the outer movable plate by an inner torsion bar orthogonal to the axis of the outer torsion bar, and a plurality of movable plates are interposed in a direction orthogonal to the axis of the outer torsion bar. 3. The pair of static magnetic field generating means is disposed, and another static magnetic field generating means is disposed with the movable plate interposed in a direction perpendicular to the axis of the inner torsion bar. Planar type electromagnetic actuator. 前記可動板は、内側可動板と該内側可動板の外側に設けた枠状の外側可動板とからなり、該外側可動板を前記固定部に外側トーションバーで回動可能に軸支し、前記内側可動板を前記外側可動板に外側トーションバーの軸線に直交する内側トーションバーで回動可能に軸支して構成し、前記各トーションバーの軸線に斜めに交差する方向に複数の前記可動板を間にして前記一対の静磁界発生手段を配置した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。   The movable plate comprises an inner movable plate and a frame-shaped outer movable plate provided outside the inner movable plate, and the outer movable plate is pivotally supported on the fixed portion by an outer torsion bar, An inner movable plate is rotatably supported by an inner torsion bar perpendicular to the axis of the outer torsion bar on the outer movable plate, and a plurality of the movable plates in a direction obliquely intersecting the axis of each torsion bar 4. The planar electromagnetic actuator according to claim 3, wherein the pair of static magnetic field generating means are arranged with a gap therebetween.
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