JP2015031786A - アクチュエータ装置及びミラー駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】配線の低抵抗化を図りつつ、配線が可動部の揺動を阻害するのを抑制することが可能なアクチュエータ装置を提供する。
【解決手段】アクチュエータ装置２は、導体に接続される配線が配置され、可動部８を支持部６に揺動可能に連結するトーションバー部１０を備える。トーションバー部１０は、揺動軸Ｌに沿う第一方向に延び、第一方向と交差する第二方向に併置される直状部分１０ａと、直状部分１０ａを連結する折り返し部分１０ｂと、を有する蛇行形状を呈している。配線は、第一配線部分と、第二配線部分と、を有し、第一配線部分は、折り返し部分１０ｂに形成された溝内に埋め込まれるように配置され、Ｃｕからなる第一金属材料によって構成されるダマシン配線部分を含み、第二配線部分は、直状部分１０ａ上に配置され、第一金属材料よりも塑性変形し難い第二金属材料によって構成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、アクチュエータ装置と、ミラー駆動装置と、に関する。

アクチュエータ装置として、支持部と、コイルが配置された可動部と、コイルに磁界を作用させる磁界発生部と、コイルに接続される配線が配置され、可動部を支持部に揺動可能に連結するトーションバー部と、を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。上記トーションバー部は、当該トーションバー部の揺動軸に沿う第一方向に延び、第一方向と交差する第二方向に併置される複数の直状部分と、複数の直状部分の両端を交互に連結する複数の折り返し部分と、有する蛇行形状を呈している。

特開２０１２−０８８４８７号公報

本発明は、配線の低抵抗化を図りつつ、配線が可動部の揺動を阻害するのを抑制することが可能なアクチュエータ装置及びミラー駆動装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、調査研究の結果、以下のような事実を新たに見出した。

トーションバー部が上述したような蛇行形状を呈している場合、トーションバー部に配置される配線は、各折り返し部分に配置される配線部分と、当該配線部分に接続されると共に各直状部分に配置される配線部分と、を有する。折り返し部分に配置される配線部分は、その形状に起因して、直状部分に配置される配線部分よりも抵抗が高いため、配線全体での抵抗が高い。配線の抵抗が高いと、当該配線が発熱すると共に、コイルに供給する電流量を十分に確保することが難しい。コイルへの電流量を十分に確保できない場合、可動部の揺動範囲が狭くなる。

配線がＣｕからなるダマシン配線である構成を採用することにより、トーションバー部に配置される配線全体での抵抗を大幅に低くすることが可能となる。しかしながら、配線がＣｕからなるダマシン配線である場合、配線が可動部の揺動を阻害する懼れがある。

上述したような蛇行形状を呈しているトーションバー部では、可動部がトーションバー部の揺動軸周りに揺動すると、トーションバー部の揺動軸に沿う第一方向に延びる直状部分に大きな応力が作用する。このため、例えば、可動部がトーションバー部の揺動軸周りの一方向に揺動した場合、直状部分に位置する、Ｃｕからなるダマシン配線に大きな応力が作用し、Ｃｕからなるダマシン配線自体が塑性変形する。配線（ダマシン配線）が塑性変形した状態では、可動部が初期位置に戻らない、又は、可動部がトーションバー部の揺動軸周りの上記一方向とは反対方向に揺動する際に機械的な抵抗が生じる懼れがある。

本発明者らは、配線の低抵抗化を図りつつ、配線が可動部の揺動を阻害するのを抑制し得る構成について鋭意研究を行った。

その結果、本発明者らは、大きな応力が作用する直状部分に配置される配線部分が、Ｃｕからなるダマシン配線ではなく、Ｃｕよりも塑性変形が生じ難い金属材料からなる配線である構成の採用により、直状部分に位置する配線部分の塑性変形を抑制し得ることを想到するに至った。一方で、本発明者らは、折り返し部分に作用する応力は直状部分に比して低いことに着目し、折り返し部分に配置される配線部分がＣｕからなるダマシン配線である構成の採用により、配線の低抵抗化を図り得ることを想到するに至った。特に、折り返し部分に配置される配線部分は、上述したように、その形状に起因して、抵抗が比較的高いため、折り返し部分に配置される配線部分がＣｕからなるダマシン配線である構成の採用により、配線の抵抗を低く抑えることが可能である。

すなわち、本発明に係るアクチュエータ装置は、支持部と、導体が配置された可動部と、導体に接続される配線が配置され、可動部を支持部に揺動可能に連結するトーションバー部と、を備え、トーションバー部は、トーションバー部の揺動軸に沿う第一方向に延び、第一方向と交差する第二方向に併置される複数の直状部分と、複数の直状部分の両端を交互に連結する複数の折り返し部分と、を有する蛇行形状を呈しており、配線は、各折り返し部分に配置される第一配線部分と、第一配線部分に接続されると共に各直状部分に配置される第二配線部分と、を有し、第一配線部分は、折り返し部分に形成された溝内に埋め込まれるように配置され、Ｃｕからなる第一金属材料によって構成されるダマシン配線部分を含み、第二配線部分は、直状部分上に配置され、第一金属材料よりも塑性変形し難い第二金属材料によって構成されていることを特徴とする。

本発明に係るアクチュエータ装置では、折り返し部分に配置される第一配線部分が、Ｃｕからなる第一金属材料によって構成されるダマシン配線部分を含むため、トーションバー部に配置される配線の低抵抗化を図ることができる。直状部分に配置される第二配線部分が、第一金属材料よりも塑性変形し難い第二金属材料によって構成されるため、直状部分に大きな応力が作用する場合でも、第二配線部分の塑性変形が抑制される。したがって、トーションバー部に配置される配線が可動部の揺動を阻害するのを抑制することができる。

第一配線部分は、溝の開口を覆うようにダマシン配線部分上に配置され、第二金属材料によって構成される部分を更に含んでもよい。この場合、第一配線部分の抵抗を更に低くできる。

ダマシン配線部分では、その製造過程での工程に起因して、折り返し部分の表面側に位置化する角縁が局所的に減肉されて、断面積が減少する懼れがある。ダマシン配線部分の断面積が減少すると、第一配線部分の抵抗が高くなる。しかしながら、第一配線部分が、溝の開口を覆うようにダマシン配線部分上に配置される部分を更に含んでいるため、ダマシン配線部分が減肉された場合でも、第一配線部分の抵抗が高くなるのを防ぐことができる。

トーションバー部と支持部との接続箇所及びトーションバー部と可動部との接続箇所は、トーションバー部の第二方向での中央部分を通り第一方向に延びる仮想線上に位置していてもよい。

トーションバー部の共振周波数は、トーションバー部の幅とトーションバー部の第一方向での長さで決まる。ところで、直状部分に作用する応力を小さくする構成として、直状部分の数を増やすことが考えられる。直状部分は、第一方向ではなく、第二方向に併置されているため、直状方向の数を増やした場合でも、トーションバー部の第一方向での長さが変わることはない。このため、トーションバー部の共振周波数を所望の値に設定するための、トーションバー部の設計が容易となる。

トーションバー部は、複数の直状部分のうち第二方向で最も外側に位置する一方の直状部分と支持部とを接続する第一接続部分と、複数の直状部分のうち第二方向で最も外側に位置する他方の直状部分と可動部とを接続する第二接続部分と、を更に有し、配線は、第一配線部分に接続されると共に第一及び第二接続部分にそれぞれ配置される第三配線部分を更に有していてもよい。

第三配線部分は、第一及び第二接続部分にそれぞれ形成された溝内に埋め込まれるように配置され、第一金属材料によって構成されるダマシン配線部分を含んでもよい。この場合、配線が第三配線部分を有している場合でも、配線の抵抗が高くなるのを抑制して、配線の低抵抗化を確実に図ることができる。

第二金属材料は、Ａｌ又はＡｌを含む合金からなっていてもよい。この場合、第二配線部分の塑性変形を極めて良好に抑制することができる。

可動部は、トーションバー部が連結される第一部分と、トーションバー部の揺動軸に直交する方向に延びる揺動軸周りに揺動可能に第一部分に支持される第二部分と、を有していてもよい。この場合、可動部の第二部分を直交する二軸周りにそれぞれ揺動させることができる。

可動部には、導体としてコイルが配置されており、コイルに磁界を作用させる磁界発生部を更に備えていてもよい。この場合、磁界が作用しているコイルに電流を流すことにより可動部を揺動させることができる。

本発明に係るミラー駆動装置は、上記アクチュエータ装置と、可動部に配置されるミラーと、を備えることを特徴とする。

本発明に係るミラー駆動装置では、上述したように、トーションバー部に配置される配線の低抵抗化を図ることができると共に、トーションバー部に配置される配線が可動部の揺動を阻害するのを抑制することができる。

本発明によれば、配線の低抵抗化を図りつつ、配線が可動部の揺動を阻害するのを抑制することが可能なアクチュエータ装置及びミラー駆動装置を提供することができる。

本実施形態に係るミラー駆動装置を示す斜視図である。 図１に示すミラー駆動装置の上面図である。 図１に示すミラー駆動装置における回路を説明するための図である。 トーションバー部の構成を説明するための図である。 図４のV−V線に沿った断面構成を説明するための図である。 図４のVI−VI線に沿った断面構成を説明するための図である。 図４のVII−VII線に沿った断面構成を説明するための図である。 図４のVIII−VIII線に沿った断面構成を説明するための図である。 図４のIX−IX線に沿った断面構成を説明するための図である。 図４のX−X線に沿った断面構成を説明するための図である。 トーションバー部に生じる応力の状態を説明するための図である。 配線の構成の変形例を説明するための図である。 配線の構成の変形例を説明するための図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図１〜図３を参照して、本実施形態に係るミラー駆動装置１の構成を説明する。図１は、本実施形態に係るミラー駆動装置を示す斜視図である。図２は、図１に示すミラー駆動装置の上面図である。図３は、図１に示すミラー駆動装置における回路を説明するための図である。

図１〜図３に示されるように、ミラー駆動装置１は、アクチュエータ装置２とミラー３とを備える。アクチュエータ装置２は、磁界発生部４と、支持部６と、可動部８と、一対のトーションバー部１０と、を備える。

ミラー３は、金属薄膜により構成された光反射膜である。ミラー３は、平面視で、円形状を呈している。ミラー３に用いられる金属材料は、例えばアルミ（Ａｌ）、金（Ａｕ）、又は銀（Ａｇ）が挙げられる。

磁界発生部４は矩形状を呈する平板である。磁界発生部４は、一対の主面４ａ，４ｂ（不図示）を有する。磁界発生部４は可動部８に磁界を作用させる。磁界発生部４での磁極の配列がハルバッハ配列とされている。磁界発生部４は、例えば永久磁石などにより構成される。

支持部６は、外側輪郭が矩形状を呈する枠体である。支持部６は、磁界発生部４上に、主面４ａに対向するように配置されている。支持部６は、一対のトーションバー部１０を介して可動部８を支持する。可動部８は、支持部６の内側に位置している。可動部８は、第一可動部分８１と、第二可動部分８２と、ミラー配置部分８３と、を有している。本実施形態では、支持部６、可動部８、及びトーションバー部１０は、一体に形成されており、例えばＳｉからなる。

第一可動部分８１は、支持部６の内側に位置すると共に、外側輪郭が矩形状を呈する平板状の枠体である。第一可動部分８１は、トーションバー部１０が連結され、支持部６と離間して配置されている。第一可動部分８１は、一対のトーションバー部１０を介して支持部６に揺動可能に支持されている。すなわち、各トーションバー部１０は、第一可動部分８１を支持部６に揺動可能に連結している。第一可動部分８１は、磁界発生部４と対向する主面と、当該主面の裏面である主面８１ａを有する。各トーションバー部１０は、後述するように、蛇行形状を呈している。

第二可動部分８２は、第一可動部分８１の内側に位置すると共に、外側輪郭が矩形状を呈する平板状の枠体である。第二可動部分８２は、第一可動部分８１と離間して配置されている。第二可動部分８２は、一対のトーションバー部１４を介して第一可動部分８１に揺動可能に支持されている。すなわち、各トーションバー部１４は、第二可動部分８２を第一可動部分８１に揺動可能に連結している。第二可動部分８２も、第一可動部分８１と同様に、磁界発生部４と対向する主面と、当該主面の裏面である主面８２ａを有する。各トーションバー部１４は、直状とされ、同一直線状に位置している。本実施形態では、トーションバー部１４も、支持部６、可動部８、及びトーションバー部１０と一体に形成されており、Ｓｉからなる。

トーションバー部１０の揺動軸はトーションバー部１４の揺動軸と交差している。本実施形態においては、トーションバー部１０の揺動軸は、トーションバー部１４の揺動軸と直交している。すなわち、第二可動部分８２は、トーションバー部１０の揺動軸に直交する方向に延びる揺動軸周りに揺動可能に、第一可動部分８１に支持されている。

ミラー配置部分８３は、第二可動部分８２の内側に位置すると共に、円形状を呈している。ミラー配置部分８３は、第二可動部分８２と一体化されており、第二可動部分８２と一体に揺動する。ミラー配置部分８３は、磁界発生部４と対向する主面と、当該主面の裏面である主面８３ａを有する。ミラー３は、ミラー配置部分８３の主面８３ａ上に配置されている。

アクチュエータ装置２（ミラー駆動装置１）は、図３にも示されるように、第一可動部分８１に配置されるコイル１６と、第二可動部分８２に配置されるコイル１８と、を備えている。コイル１６は、第一可動部分８１の主面８１ａ側に配置されている。コイル１８は、第二可動部分８２の主面８２ａ側に配置されている。本実施形態では、第一可動部分８１に配置される導体としてコイル１６が用いられ、第二可動部分８２に配置される導体としてコイル１８が用いられている。

コイル１６は、主面８１ａに直交する方向から見て、スパイラル状に複数周回巻回されている。コイル１６の一端はコイル１６の外側に位置し、コイル１６の他端はコイル１６の内側に位置する。コイル１６の外側端部には、引き出し導体１６ａの一端が電気的に接続されている。コイル１６の内側端部には、引き出し導体１６ｂの一端が電気的に接続されている。

引き出し導体１６ａ，１６ｂは、主に一方のトーションバー部１０上に配置され、第一可動部分８１から支持部６に至っている。引き出し導体１６ａ，１６ｂの他端は、支持部６の表面に配置された電極１７ａ，１７ｂに電気的に接続されている。電極１７ａ，１７ｂは、図示しない制御回路などに電気的に接続されている。引き出し導体１６ａは、コイル１６の上方を通るようにコイル１６と立体的に交差している。

コイル１８は、主面８２ａに直交する方向から見て、スパイラル状に複数周回巻回されている。コイル１８の一端はコイル１８の外側に位置し、コイル１８の他端はコイル１８の内側に位置する。コイル１８の外側端部には、引き出し導体１８ａの一端が電気的に接続されている。コイル１８の内側端部には、引き出し導体１８ｂの一端が電気的に接続されている。

引き出し導体１８ａ，１８ｂは、主にトーションバー部１４上、第一可動部分８１上、及び一方のトーションバー部１０上に配置され、第二可動部分８２から他方のトーションバー部１０に至っている。引き出し導体１８ａ，１８ｂの他端は、支持部６の表面に配置された電極１９ａ，１９ｂに電気的に接続されている。電極１９ａ，１９ｂは、図示しない上記制御回路などに電気的に接続されている。引き出し導体１８ａ，１８ｂは、コイル１６の上方を通るようにコイル１６と立体的に交差している。

ここで、図４を参照して、各トーションバー部１０の構成について説明する。図４は、トーションバー部の構成を説明するための図である。

図４に示されるように、各トーションバー部１０は、複数の直状部分１０ａ（本実施形態では九つの直状部分１０ａ_１〜１０ａ_９）と、複数の折り返し部分１０ｂ（本実施形態では八つの折り返し部分１０ｂ_１〜１０ｂ_８）と、一対の接続部分１０ｃ，１０ｄを有している。直状部分１０ａ_１〜１０ａ_９は、トーションバー部１０の揺動軸Ｌに沿う第一方向に延びており、第一方向と交差する第二方向に併置されている。折り返し部分１０ｂ_１〜１０ｂ_８は、第二方向に延びて設けられている。本実施形態では、第一方向と第二方向とが直交している。

折り返し部分１０ｂ_１〜１０ｂ_８は、直状部分１０ａ_１〜１０ａ_９のうち、第二方向で隣り合う二つの直状部分１０ａ_１〜１０ａ_９の端同士を連結している。例えば、直状部分１０ａ_１，１０ａ_２それぞれ一方の端は、折り返し部分１０ｂ_１に連結されている。このように、折り返し部分１０ｂ_１〜１０ｂ_８は、直状部分１０ａ_２〜１０ａ_８の両端を交互に連結している。本実施形態では、折り返し部分１０ｂ_１，１０ｂ_２，１０ｂ_７，１０ｂ_８は直状であり、折り返し部分１０ｂ_３〜１０ｂ_６は湾曲している。

直状部分１０ａ_１の他方の端は、接続部分１０ｄの一方の端に連結されている。直状部分１０ａ_１は、直状部分１０ａ_１〜１０ａ_９のうち第二方向で最も外側に位置する一方の直状部分である。接続部分１０ｄの他方の端は、接続箇所１１ｂにおいて可動部８に連結されている。すなわち、接続部分１０ｄは、直状部分１０ａ_１と可動部８とを接続している。

直状部分１０ａ_９の一方の端は、接続部分１０ｃの一方の端に連結されている。直状部分１０ａ_９は、直状部分１０ａ_１〜１０ａ_９のうち第二方向で最も外側に位置する他方の直状部分である。接続部分１０ｄの他方の端は、接続箇所１１ａにおいて支持部６に連結されている。すなわち、接続部分１０ｃは、直状部分１０ａ_９と支持部６とを接続している。

直状部分１０ａ_１〜１０ａ_９、折り返し部分１０ｂ_１〜１０ｂ_８、及び接続部分１０ｃ、１０ｄにより、トーションバー部１０は蛇行形状を呈している。接続箇所１１ａ，１１ｂは、揺動軸Ｌに沿う方向に延びる仮想線上に位置している。仮想線は、トーションバー部１０の第二方向での中央部分を通っている。

次に、図５〜図１０を参照して、トーションバー部１０に配置された配線２０について説明する。図５は、図４のV−V線に沿った断面構成を説明するための図である。図６は、図４のVI−VI線に沿った断面構成を説明するための図である。図７は、図４のVII−VII線に沿った断面構成を説明するための図である。図８は、図４のVIII−VIII線に沿った断面構成を説明するための図である。図９は、図４のIX−IX線に沿った断面構成を説明するための図である。図１０は、図４のX−X線に沿った断面構成を説明するための図である。

配線２０は、引き出し導体１６ａ，１６ｂ，１８ａ，１８ｂのうち、対応するトーションバー部１０に配置された部分を構成している。すなわち、引き出し導体１６ａ，１６ｂ，１８ａ，１８ｂは、配線２０を含んでいる。配線２０は、配線部分２１、配線部分２２、及び配線部分２３を有している。配線部分２１は、折り返し部分１０ｂ（１０ｂ_１〜１０ｂ_８）に配置されている。配線部分２２は、主に直状部分１０ａ（１０ａ_１〜１０ａ_９）に配置されている。配線部分２３は、接続部分１０ｃ，１０ｄに配置されている。接続部分１０ｃに配置される配線部分２３は、接続部分１０ｄに配置される配線部分２３と同様に構成されている。このため、配線部分２３の断面構成の図示は、接続部分１０ｄに配置された配線部分２３のみとし、接続部分１０ｃに配置された配線部分２３の断面構成の図示を省略する。

配線部分２１は、図７〜図９にも示されるように、折り返し部分１０ｂに形成された溝２５ａ内に埋め込まれるように配置されている。配線部分２１は、Ｃｕからなる第一金属材料によって構成され、ダマシン法により形成される。すなわち、配線部分２１は、ダマシン配線部分を含んでいる。溝２５ａは、折り返し部分１０ｂをエッチングすることにより形成される。トーションバー部１０の厚さは、例えば、２０μｍ〜６０μｍ程度に設定することができ、溝２５ａの深さは、例えば５μｍ〜１５μｍ程度に設定することができる。

配線部分２２は、図５及び図６に示されるように、直状部分１０ａ上に配置される。具体的には、トーションバー部１０の一方の主面上に配置された絶縁層２６内に配置されている。絶縁層２６は、配線部分２２の一部を覆う構成である。絶縁層２６は、トーションバー部１０を熱酸化して得られる熱酸化膜である。絶縁層２６は、例えばＳｉＯ_２で構成される。絶縁層の厚さは、例えば０．５μｍ程度に設定することができる。

配線部分２２は、第一金属材料であるＣｕよりも塑性変形し難い金属材料によって構成されている。配線部分２２を構成する金属材料としては、Ｃｕよりも塑性変形し難い金属材料であり、例えば、Ａｌ又はＡｌを含む合金である。Ａｌを含む合金としては、Ａｌ−Ｓｉ合金、Ａｌ−Ｃｕ合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金が挙げられる。Ａｌ−Ｓｉ合金の組成比は、例えばＡｌが９９％、Ｓｉが１％とすることができる。Ａｌ−Ｃｕ合金の組成比は、例えばＡｌが９９％、Ｃｕが１％とすることができる。Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金の組成比は、例えばＡｌが９８％、Ｓｉが１％、Ｃｕが１％とすることができる。配線部分２２を構成する金属材料として上述した金属材料を採用することにより、配線部分２２の塑性変形を極めて良好に抑制することができる。

配線部分２２は、図７〜図９に示されるように、配線部分２１上に位置する部分２２ａを含んでいる。配線部分２２の部分２２ａは、溝２５ａの開口を覆うように配線部分２１上に配置されており、配線部分２１と接続している。

図７に示されるように、折り返し部分１０ｂに配置される配線部分２１は配線部分２２の部分２２ａと接続されおり、接続部分１０ｄに配置される配線部分２３は配線部分２２の部分２２ｂと接続している。図８に示されるように、直状部分１０ａ_１に配置される配線部分２２は、配線部分２２の部分２２ａが配線部分２１と接続している。配線部分２１は、ダマシン法により形成された配線であり、配線部分２２は、例えば、Ａｌ又はＡｌを含む合金である。図７及び図８には、配線２０において、直状部分１０ａに配置される配線部分２２と折り返し部分１０ｂに配置される配線部分２１とが切り替えられる箇所が示されている。

配線部分２３は、図１０にも示されるように、接続部分１０ｄ（１０ｃ）に形成された溝２５ｂ内に埋め込まれるように配置されている。配線部分２３は、Ｃｕからなる第一金属材料によって構成され、ダマシン法により形成される。すなわち、配線部分２３も、ダマシン配線部分を含んでいる。溝２５ｂは、接続部分１０ｄ（１０ｃ）をエッチングすることにより形成される。溝２５ｂの深さは、例えば５μｍ〜１５μｍ程度に設定することができる。

配線部分２２は、図１０に示されるように、配線部分２３上に位置する部分２２ｂを含んでいる。配線部分２２の部分２２ｂは、溝２５ｂの開口を覆うように配線部分２３上に配置されており、配線部分２３と接続している。

本実施形態では、コイル１６に電流が流れると、磁界発生部４によって生じる磁界により、コイル１６内を流れる電子には所定の方向にローレンツ力が生じるため、コイル１６は所定の方向に力を受ける。このため、コイル１６に流れる電流の向きや大きさなどを制御することにより、第一可動部分８１が、トーションバー部１０の揺動軸周りに揺動する。コイル１８に電流が流れると、磁界発生部４によって生じる磁界により、コイル１８内を流れる電子には所定の方向にローレンツ力が生じるため、コイル１８は所定の方向に力を受ける。このため、コイル１８に流れる電流の向きや大きさなどを制御することにより、第二可動部分８２が、トーションバー部１４の揺動軸周りに揺動する。よって、コイル１６及びコイル１８の電流の向きや大きさなどをそれぞれ制御することにより、ミラー配置部分８３（ミラー３）を直交する二つの揺動軸周りにそれぞれ揺動させることができる。

ところで、図１１に示されるように、トーションバー部１０には、可動部８（第一可動部分８１）がトーションバー部１０の揺動軸周りに揺動すると、トーションバー部１０の揺動軸に沿う方向に延びる直状部分１０ａに大きな応力が作用する。図１１は、トーションバー部１０に生じる応力の状態を説明するための図である。図１１には、支持部６を略直方体状とし且つ可動部８（第一可動部分８１）を略矩形平板状として、トーションバー部１０に係る応力をシミュレーションした結果が示されている。トーションバー部１０の揺動軸に沿う方向に延びる直状部分１０ａには、黒色で表示された箇所に大きな応力が作用していることが明らかとなった。

本実施形態では、直状部分１０ａに配置される配線部分２２が、Ａｌ又はＡｌを含む合金によって構成されている。したがって、直状部分１０ａに大きな応力が作用する場合でも、配線部分２２の塑性変形が抑制される。したがって、トーションバー部１０に配置される配線２０が可動部８（第一可動部分８１）の揺動を阻害するのを抑制することができる。

本実施形態では、折り返し部分１０ｂに配置される配線部分２１が、Ｃｕからなるダマシン配線部分とされている。したがって、トーションバー部１０に配置される配線２０の低抵抗化を図ることができる。

本実施形態では、配線部分２１だけでなく、接続部分１０ｃ，１０ｄに配置される配線部分２３も、Ｃｕからなるダマシン配線部分とされている。このため、配線２０が配線部分２３を有している場合でも、配線の抵抗が高くなるのを抑制して、配線２０の低抵抗化を確実に図ることができる。接続部分１０ｃ，１０ｄには、図１１に示されるように、大きな応力が作用し難い。したがって、接続部分１０ｃ，１０ｄに配置される配線部分２３がＣｕからなるダマシン配線部分である場合でも、可動部８（第一可動部分８１）の揺動を阻害する可能性は極めて低い。

配線部分２１，２３は、上述したようにダマシン配線部分であるため、その製造過程での工程に起因して、折り返し部分１０ｂ及び接続部分１０ｃ，１０ｄの表面側に位置化する角縁が局所的に減肉されて、断面積が減少する懼れがある。配線部分２１，２３の断面積が減少すると、配線２０全体での抵抗が高くなる。しかしながら、配線部分２２が、配線部分２１，２３上に配置された部分２２ａ，２２ｂを含んでいるため、配線部分２１，２３が減肉された場合でも、配線２０の抵抗が高くなるのを防ぐことができる。

本実施形態では、溝２５ａ，２５ｂの開口を覆うように上述した部分２２ａ，２２ｂが配置されている。このため、配線部分２１，２３のＣｕが絶縁層２６に拡散し難くなっており、配線部分２１，２３を構成する金属材料（本実施形態でＣｕ）の間でのショートの発生が抑制される。

本実施形態では、接続箇所１１ａ，１１ｂは、上記第一方向に延び且つトーションバー部１０の第二方向での中央部分を通る仮想線上に位置している。トーションバー部１０の共振周波数は、トーションバー部１０の幅とトーションバー部１０の第一方向での長さで決まる。ところで、直状部分１０ａに作用する応力を小さくする構成として、直状部分１０ａの数を増やすことが考えられる。直状部分１０ａは、揺動軸Ｌに沿った第一方向ではなく、第一方向と交差する第二方向に併置されているため、直状方向の数を増やした場合であっても、トーションバー部１０の第一方向での長さが変わらない。このため、トーションバー部１０の共振周波数を所望の値に設定するための、トーションバー部１０の設計が容易となる。

本実施形態では、折り返し部分１０ｂの抵抗値は、その形状に起因して、直状部分１０ａの抵抗値と比べて高い。このため、折り返し部分１０ｂにダマシン法で形成された配線部分２１を配置し、直状部分１０ａに配線部分２２を配置することにより、トーションバー部１０全体の抵抗が高くなることを抑制することができる。

本実施形態では、直状部分１０ａ（直状部分１０ａ_１〜１０ａ_９）に配置される配線部分２２は、Ａｌ又はＡｌを含む合金によって構成されているが、これに限定されない。例えば、図１２及び図１３に示されるように、全ての直状部分１０ａに配線部分２２が配置されなくてもよい。図１２は、配線の構成の変形例を説明するための図であり、図４のV−V線に沿った断面構成に対応する。図１３は、配線の構成の変形例を説明するための図であり、図４のVI−VI線に沿った断面構成に対応する。

図１２及び図１３に示されるように、直状部分１０ａのうち第二方向で最も外側に位置する直状部分１０ａ_１，１０ａ_９には、ダマシン法によって形成された配線部分２１が配置されてもよい。図１１に示されるように、直状部分１０ａ_１，１０ａ_９は他の直状部分（１０ａ_２〜１０ａ_８）に比べて作用する応力が小さい。このため、直状部分１０ａ_１，１０ａ_９に配線部分２１を配置した場合であっても、直状部分１０ａ_１，１０ａ_９に配置される配線部分２１の塑性変形が生じにくい。直状部分１０ａ_１，１０ａ_９に配線部分２１が配置されることにより、配線２０をより一層低抵抗化することができる。

直状部分１０ａ_２，１０ａ_８にも配線部分２１を配置してもよい。図１１に示されるように、直状部分１０ａのうち第二方向で外側に位置する直状部分１０ａ_１，１０ａ₂，１０ａ₈，１０ａ_９は、揺動軸Ｌに近い直状部分１０ａ_３〜１０ａ_７に比べて、作用する応力が小さい。このため、直状部分１０ａ_１，１０ａ₂，１０ａ₈，１０ａ_９に配線部分２１を配置した場合であっても、直状部分１０ａ_１，１０ａ₂，１０ａ₈，１０ａ_９に配置される配線部分２１の塑性変形が生じにくい。直状部分１０ａ_１，１０ａ₂，１０ａ₈，１０ａ_９に配線部分２１が配置されることにより、配線２０をより一層低抵抗化することができる。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく変更が可能である。

上述した実施形態では、折り返し部分１０ｂ_１，１０ｂ_２，１０ｂ_７，１０ｂ_８は直状であり、折り返し部分１０ｂ_３〜１０ｂ_６は湾曲した形状であったが、これに限られない。折り返し部分１０ｂは、全てが直状であってもよく、又は、全てが湾曲した形状であってもよい。折り返し部分１０ｂは、直状及び湾曲した形状を適宜組み合わせてもよく、異なる形状のものであってもよい。

上述した実施形態では、トーションバー部１０は、九つの直状部分１０ａ（１０ａ_１〜１０ａ_９）と八つの折り返し部分１０ｂ（１０ｂ_１〜１０ｂ_８）とにより蛇行形状を呈していたが、直状部分１０ａ及び折り返し部分１０ｂの数はこれに限定されない。

上述した実施形態では、ミラー３及びミラー配置部分８３が円形状を呈する場合を例に説明したが、ミラー３及びミラー配置部分８３の形状は、例えば多角形状又は楕円形状などであってもよい。

アクチュエータ装置２は、ミラー３以外の部材を駆動するアクチュエータ装置であってもよい。

上述した実施形態では、トーションバー部１０のみが蛇行形状を呈すると共に、当該トーションバー部１０上に配線２０が配置されているが、これに限定されない。例えば、トーションバー部１０，１４が蛇行形状を呈すると共に、配線２０が配置されてもよい。トーションバー部１４のみが蛇行形状を呈すると共に、当該トーションバー部１４に配線２０が配置されてもよい。

トーションバー部１０は、蛇行形状を呈すると共に、当該トーションバー部１０上に配線２０が配置されることがより好ましい。トーションバー部１４にかかる応力は、第二可動部分８２が揺動した際にかかる応力である。トーションバー部１０にかかる応力は、第一可動部分８１と第二可動部分８２とが揺動した際にかかる応力である。即ち、トーションバー部１４にかかる応力は、トーションバー部１０にかかる応力より、小さい。このため、トーションバー部１４はトーションバー部１０に比べて、応力に起因する問題が起こりにくい。よって、トーションバー部１４の構造を簡易な構成とすることができ、アクチュエータ装置２の製造における歩留まりを向上することができる。

本実施形態では、可動部８が、トーションバー部１０の揺動軸と、トーションバー部１４の揺動軸とにより、二軸方向に駆動する構成とされているが、これに限定されない。例えば、アクチュエータ装置２は、可動部分に配置された１のコイルにより、駆動される構成であってもよい。好ましくは、一対のトーションバー部において、一方のトーションバー部及び他方のトーションバー部それぞれに引き出し導体が配置されるように、構成されていてもよい。引き出し導体が、トーションバー部上に配置されているため、引き出し導体中の流れる電流の有無から、トーションバー部の損壊を知ることができる。さらに破損を検知した場合にアクチュエータ装置の動作を中断する構成を採用してもよい。

一方のトーションバー部のみに引き出し導体が配置される場合と比べ、一方のトーションバー部及び他方のトーションバー部それぞれに引き出し導体が配置される場合、トーションバー部に形成される溝が少なくなる。このため、トーションバー部にかかる応力の低減を図ることができる。さらに、トーションバー部に配置される配線が二本から一本になるため、配線間のショートを防ぐことができる。

本実施形態では、可動部８の揺動（駆動）は、電磁力によって行われているが、これに限られない。たとえば、可動部８の揺動（駆動）は、圧電素子によって行われてもよい。この場合、配線２０は、圧電素子に電圧を印加するための配線として用いられる。

１…ミラー駆動装置、２…アクチュエータ装置、３…ミラー、４…磁界発生部、６…支持部、８…可動部、１０，１４…トーションバー部、１０ａ（１０ａ_１〜１０ａ_９）…直状部分、１０ｂ（１０ｂ_１〜１０ｂ_８）…折り返し部分、１０ｃ，１０ｄ…接続部分、１６，１８…コイル、２０…配線、２１，２２，２３…配線部分、Ｌ…揺動軸。

Claims (9)

1. 支持部と、
   導体が配置された可動部と、
   前記導体に接続される配線が配置され、前記可動部を前記支持部に揺動可能に連結するトーションバー部と、を備え、
   前記トーションバー部は、前記トーションバー部の揺動軸に沿う第一方向に延び、前記第一方向と交差する第二方向に併置される複数の直状部分と、前記複数の直状部分の両端を交互に連結する複数の折り返し部分と、を有する蛇行形状を呈しており、
   前記配線は、各前記折り返し部分に配置される第一配線部分と、前記第一配線部分に接続されると共に各前記直状部分に配置される第二配線部分と、を有し、
   前記第一配線部分は、前記折り返し部分に形成された溝内に埋め込まれるように配置され、Ｃｕからなる第一金属材料によって構成されるダマシン配線部分を含み、
   前記第二配線部分は、前記直状部分上に配置され、前記第一金属材料よりも塑性変形し難い第二金属材料によって構成されていることを特徴とするアクチュエータ装置。
2. 前記第一配線部分は、前記溝の開口を覆うように前記ダマシン配線部分上に配置され、前記第二金属材料によって構成される部分を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ装置。
3. 前記トーションバー部と前記支持部との接続箇所及び前記トーションバー部と前記可動部との接続箇所は、前記トーションバー部の前記第二方向での中央部分を通り前記第一方向に延びる仮想線上に位置していることを特徴とする請求項１又は２に記載のアクチュエータ装置。
4. 前記トーションバー部は、前記複数の直状部分のうち前記第二方向で最も外側に位置する一方の直状部分と前記支持部とを接続する第一接続部分と、前記複数の直状部分のうち前記第二方向で最も外側に位置する他方の直状部分と前記可動部とを接続する第二接続部分と、を更に有し、
   前記配線は、前記第一配線部分に接続されると共に前記第一及び第二接続部分にそれぞれ配置される第三配線部分を更に有していることを特徴とする請求項３に記載のアクチュエータ装置。
5. 前記第三配線部分は、前記第一及び第二接続部分にそれぞれ形成された溝内に埋め込まれるように配置され、前記第一金属材料によって構成されるダマシン配線部分を含むことを特徴とする請求項４に記載のアクチュエータ装置。
6. 前記第二金属材料は、Ａｌ又はＡｌを含む合金からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のアクチュエータ装置。
7. 前記可動部は、前記トーションバー部が連結される第一部分と、前記トーションバー部の揺動軸に直交する方向に延びる揺動軸周りに揺動可能に前記第一部分に支持される第二部分と、を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のアクチュエータ装置。
8. 前記可動部には、前記導体としてコイルが配置されており、
   前記コイルに磁界を作用させる磁界発生部を更に備えることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のアクチュエータ装置。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載のアクチュエータ装置と、
   前記可動部に配置されるミラーと、を備えることを特徴とするミラー駆動装置。