JP2022176027A - アクチュエータ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】例えば環境温度が変化したとしても、所望の駆動特性を安定して得ることができるアクチュエータ装置を提供する。【解決手段】配線基板によって支持された金属基板3は、可動部と、第1延在部33と、第1延在部33と可動部とを連結する第1連結部35と、第1延在部33に接続された第1接続部37と、を有する。第1接続部37は、配線基板に固定された第1固定領域371と、第1延在部33及び第1固定領域371に接続された第1接続領域372と、を含む。第1接続領域372は、第1曲部分372cを含む。第1曲部分372cは、可動部側の第1外縁P1及び可動部とは反対側の第2外縁P2を有し、第1外縁P1及び第2外縁P2のそれぞれは、Z軸方向から見た場合に可動部側に曲がっている。【選択図】図6
Description
本発明は、アクチュエータ装置に関する。
支持体と、支持体によって支持された金属基板と、金属基板が有する本体部に配置された振動素子と、を備えるアクチュエータ装置が知られている。そのようなアクチュエータ装置では、金属基板が、可動部と、可動部が間に位置するように本体部から延在する一対の延在部と、一対の延在部と可動部とを連結する一対の連結部と、一対の延在部に接続された一対の接続部と、を更に有し、各接続部の一部分が支持体に固定されている場合がある(例えば、特許文献1参照)。
上述したようなアクチュエータ装置では、環境温度の変化に起因して支持体が膨張したり収縮したりすることで、支持体に固体された各接続部の一部分を介して各連結部及び本体部に不要な応力が作用し、その結果、金属基板の共振周波数が変化する等、所望の駆動特性が得られないおそれがある。
本発明は、例えば環境温度が変化したとしても、所望の駆動特性を安定して得ることができるアクチュエータ装置を提供することを目的とする。
支持体と、支持体によって支持された金属基板と、金属基板が有する本体部に配置された振動素子と、を備え、金属基板は、可動部と、可動部が間に位置するように本体部から延在する第1延在部及び第2延在部と、第1延在部と可動部とを連結する第1連結部と、第2延在部と可動部とを連結する第2連結部と、第1延在部に接続された第1接続部と、第2延在部に接続された第2接続部と、本体部に接続された第3接続部と、を更に有し、第1接続部は、支持体に固定された第1固定領域と、第1延在部及び第1固定領域に接続された第1接続領域と、を含み、第2接続部は、支持体に固定された第2固定領域と、第2延在部及び第2固定領域に接続された第2接続領域と、を含み、第3接続部は、支持体に固定された第3固定領域と、本体部及び第3固定領域に接続された第3接続領域と、を含み、第1接続領域は、第1曲部分を含み、第2接続領域は、第2曲部分を含み、第1曲部分は、可動部側の第1外縁及び可動部とは反対側の第2外縁を有し、第2曲部分は、可動部側の第3外縁及び可動部とは反対側の第4外縁を有し、第1外縁及び第2外縁のそれぞれは、金属基板の厚さ方向から見た場合に可動部側に曲がっており、第3外縁及び第4外縁のそれぞれは、金属基板の厚さ方向から見た場合に可動部側に曲がっている。
このアクチュエータ装置では、例えば環境温度の変化に起因して支持体が膨張したり収縮したりしたとしても、第1接続領域及び第2接続領域において第1曲部分及び第2曲部分が変形することで、支持体に固体された第1固定領域及び第2固定領域を介して第1連結部、第2連結部及び本体部に不要な応力が作用しにくくなると共に、支持体に固体された第3固定領域を介して本体部に不要な応力が作用しにくくなり、金属基板の共振周波数の変化が抑制される。よって、このアクチュエータ装置によれば、例えば環境温度が変化したとしても、所望の駆動特性を安定して得ることができる。
本発明のアクチュエータ装置では、第1接続領域は、第1延在部から直線状に延在する第1部分を更に含み、第2接続領域は、第2延在部から直線状に延在する第2部分を更に含み、第1部分は、第1曲部分に接続されており、第2部分は、第2曲部分に接続されていてもよい。これにより、第1延在部と第1連結部との接続部分に第1曲部分の変形の影響が及ぶのを抑制することができる。同様に、第2延在部と第2連結部との接続部分に第2曲部分の変形の影響が及ぶのを抑制することができる。
本発明のアクチュエータ装置では、第1接続領域は、第1固定領域から直線状に延在する第3部分を更に含み、第2接続領域は、第2固定領域から直線状に延在する第4部分を更に含み、第3部分は、第1部分と交差する位置関係を有し、第1曲部分と接続されており、第4部分は、第2部分と交差する位置関係を有し、第2曲部分と接続されていてもよい。これにより、例えば環境温度の変化に起因して支持体が膨張したり収縮したりした場合に、第1接続領域及び第2接続領域において第1曲部分及び第2曲部分を局所的に変形させることができる。
本発明のアクチュエータ装置では、金属基板の厚さ方向から見た場合に、本体部及び可動部が並ぶ方向に対して第3部分が成す角度は、0度よりも大きく且つ90度以下であり、金属基板の厚さ方向から見た場合に、本体部及び可動部が並ぶ方向に対して第4部分が成す角度は、0度よりも大きく且つ90度以下であってもよい。これにより、例えば環境温度の変化に起因して支持体が膨張したり収縮したりした場合に、第1接続領域及び第2接続領域において第1曲部分及び第2曲部分を確実に変形させることができる。
本発明のアクチュエータ装置では、金属基板の厚さ方向から見た場合に、第1外縁及び第2外縁のそれぞれは、可動部とは反対側に凸となるように湾曲しており、金属基板の厚さ方向から見た場合に、第3外縁及び第4外縁のそれぞれは、可動部とは反対側に凸となるように湾曲していてもよい。これにより、例えば環境温度の変化に起因して支持体が膨張したり収縮したりした場合に、第1曲部分及び第2曲部分において応力の集中が緩和されるため、第1曲部分及び第2曲部分の破損を防ぐことができる。
本発明のアクチュエータ装置では、第1固定領域及び第2固定領域は、本体部及び可動部が並ぶ方向において可動部に対して本体部とは反対側に位置する領域を挟んで、互いに離間していてもよい。これにより、例えば、可動部に光が照射される場合に、第1固定領域又は第2固定領域によって当該光が反射されることで迷光が発生するリスクを低減することができる。
本発明のアクチュエータ装置では、金属基板は、第3固定領域及び第1固定領域に接続された第1中間部と、第3固定領域及び第2固定領域に接続された第2中間部と、を更に有してもよい。これにより、アクチュエータ装置の製造時における金属基板のハンドリング性を向上させることができる。
本発明によれば、例えば環境温度が変化したとしても、所望の駆動特性を安定して得ることができるアクチュエータ装置を提供することが可能となる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
[アクチュエータ装置の構成]
[アクチュエータ装置の構成]
図1及び図2に示されるように、アクチュエータ装置1は、配線基板(支持体)2と、金属基板3と、第1接着部材4と、光学面51を有する光学機能部5と、駆動用圧電素子(振動素子)6と、検知用圧電素子7と、第2接着部材8と、を備えている。光学機能部5は、金属基板3に設けられている。アクチュエータ装置1は、例えば、パッケージ(図示せず)に収容されている。一例として、パッケージは、側壁、底壁、及び光を透過する材料からなる天壁を有し、箱状を呈している。例えば、アクチュエータ装置1において、レーザ光が天壁を介してパッケージ内に入射されると、レーザ光が、駆動用圧電素子6によって金属基板3を介して周期的に揺動されている光学機能部5の光学面51で反射され、天壁を介して外部に出射される。パッケージからのレーザ光の出射方向は、光学面51の揺動に応じて周期的且つ連続的に変化する。つまり、本実施形態では、アクチュエータ装置1は、光走査装置である。
配線基板2は、載置面2aを有している。配線基板2には、載置面2a及び載置面2aとは反対側の面に開口する開口2bが形成されている。配線基板2は、例えば、矩形枠状を呈している。配線基板2の材料の例としては、シリコン、セラミック、石英、ガラス及びプラスチックが挙げられる。配線基板2としては、例えば、ガラス布とガラス不織布とを混ぜ合わせた基材にエポキシ樹脂を含浸させたガラスコンポジット基板(CEM-3)、ガラス繊維製の布を重ねたものに、エポキシ樹脂を含浸したガラスエポキシ基板(FR-4)、銅、アルミニウム等を基材としたメタル放熱基板等を用いることができる。配線基板2の厚さは、十分な剛性が確保できる厚さとすればよく、例えば、0.8mm以上である。本実施形態では、配線基板2の厚さは、1.6mmである。以下の説明では、配線基板2の厚さ方向をZ軸方向(金属基板の厚さ方向)といい、Z軸方向に垂直な一方向をX軸方向といい、Z軸方向及びX軸方向の両方向に垂直な方向をY軸方向(本体部31及び可動部32が並ぶ方向)という。
配線基板2の載置面2aには、複数(本実施形態では、3つ)の電極パッド21,22,23が配置されている。複数の電極パッド21,22,23は、配線基板2の開口2bに対してY軸方向における一方の側に位置しており、X軸方向に沿って並んでいる。載置面2aには、コネクタ24が取り付けられている。コネクタ24は、駆動用圧電素子6及び検知用圧電素子7のそれぞれに対して電圧信号等を入出力するためのポートである。コネクタ24は、例えば、複数の電極パッド21,22,23に対してY軸方向における一方の側に位置している。コネクタ24は、複数の端子25を有している。コネクタ24は、複数の端子25及び配線基板2の配線等を介して、複数の電極パッド21,22,23と電気的に接続されている。
金属基板3は、配線基板2によって支持されている。金属基板3は、例えば、鉄系、ステンレス系、銅系、パーマロイド系、チタン系、タングステン系、モリブデン系等の金属からなり、板状を呈している。金属基板3の厚さは、例えば、50~500μmである。第1接着部材4は、配線基板2と金属基板3とを接着している。第1接着部材4は、導電性を有している。第1接着部材4の材料の例としては、Ag粒子を含有するエポキシ樹脂が挙げられる。
金属基板3は、本体部31と、可動部32と、第1延在部33と、第2延在部34と、第1連結部35と、第2連結部36と、第1接続部37と、第2接続部38と、第3接続部39と、を有している。可動部32、第1延在部33、第2延在部34、第1連結部35、第2連結部36、第1接続部37、第2接続部38及び第3接続部39は、一体的に形成されている。
本体部31は、駆動用圧電素子6が固定されている(配置されている)部分である。本体部31は、Z軸方向から見た場合に、配線基板2の開口2b内に位置している。可動部32は、光学機能部5が配置されている部分である。可動部32は、本体部31に対してY軸方向における他方の側に位置している。
第1延在部33及び第2延在部34は、可動部32が間に位置するように本体部31から延在している。本実施形態では、可動部32は、第1延在部33及び第2延在部34の中間に位置している。第1延在部33及び第2延在部34は、例えば、Y軸方向に沿って、互いに平行に延在している。本実施形態では、第1延在部33は、第2延在部34と同一の形状を有している。なお、第1延在部33及び第2延在部34は、可動部32の少なくとも一部分が間に位置するように(すなわち、X軸方向において可動部32が第1延在部33と第2延在部34との間に位置するように)本体部31から延在していればよい。
第1連結部35は、第1延在部33と可動部32との間でX軸方向に沿って延在している。第1連結部35の一端部は、第1延在部33と接続されており、第1連結部35の他端部は、可動部32と接続されている。すなわち、第1連結部35は、第1延在部33と可動部32とを連結している。
第2連結部36は、第2延在部34と可動部32との間でX軸方向に沿って延在している。第2連結部36の一端部は、第2延在部34と接続されており、第2連結部36の他端部は、可動部32と接続されている。すなわち、第2連結部36は、第2延在部34と可動部32とを連結している。
本実施形態では、第1連結部35及び第2連結部36は、X軸方向に沿った単一の直線上に位置している。上述した第1延在部33及び第2延在部34と可動部32との位置関係から、X軸方向における第1連結部35の長さは、X軸方向における第2連結部36の長さと同一となる。本実施形態では、第1連結部35は、第2連結部36の形状と同一の形状を有している。
可動部32、第1延在部33、第2延在部34、第1連結部35及び第2連結部36は、Z軸方向から見た場合に、配線基板2の開口2b内に位置している。第1連結部35及び第2連結部36は、第1延在部33及び第2延在部34の変形(変位)に応じてねじれるように弾性変形するトーションバーとして機能する。可動部32は、第1連結部35及び第2連結部36の弾性変形に応じて、X軸方向に沿った軸の周りに揺動される。すなわち、可動部32は、第1連結部35及び第2連結部36を介して、第1延在部33及び第2延在部34に、揺動可能に支持されている。
光学機能部5は、可動部32における開口2bとは反対側の面に配置されている。光学機能部5は、例えば、円板状を呈している。光学機能部5は、光学面51が可動部32とは反対側に向くように、可動部32に取り付けられている。光学面51は、X軸方向において、第1延在部33と第2延在部34との中間に位置している。本実施形態では、金属基板3及び光学面51のそれぞれは、Y軸方向に沿って光学面51の中心を通る直線に対して線対称の形状を有している。一例として、光学機能部5は、シリコン等の半導体材料又はガラスからなり、光学面51は、光学機能部5において可動部32とは反対側の面に形成された反射膜によって構成されている。すなわち、光学面51は、ミラー面(反射面)である。なお、光学機能部5の反射膜は省略可能である。その場合、上記反対側の面自体を光学面51としてもよい。
第1接続部37は、第1延在部33に接続されている。第1接続部37は、第1延在部33に対してY軸方向における他方の側に位置している。第1接続部37において、Y軸方向における他方の側の部分は、配線基板2の一部分と対向している。第1接続部37の当該他方の側の部分と配線基板2の当該一部分との間には、第1接着部材4が配置されている。なお、配線基板2の当該一部分には、電極パッド23と同電位となるように電極パッド23と電気的に接続された電極パッド(図示せず)が配置されていてもよい。
第2接続部38は、第2延在部34に接続されている。第2接続部38は、第2延在部34に対してY軸方向における他方の側に位置している。第2接続部38において、Y軸方向における他方の側の部分は、配線基板2の一部分と対向している。第2接続部38の当該他方の側の部分と配線基板2の当該一部分との間には、第1接着部材4が配置されている。なお、配線基板2の当該一部分には、電極パッド23と同電位となるように電極パッド23と電気的に接続された電極パッド(図示せず)が配置されていてもよい。本実施形態では、第1接続部37と第2接続部38とは、Y軸方向に沿って光学面51の中心を通る直線に対して線対称の関係にある。
第3接続部39は、本体部31に接続されている。第3接続部39は、本体部31に対してY軸方向における一方の側に位置している。第3接続部39において、Y軸方向における一方の側の部分は、配線基板2の一部分(電極パッド23が配置されている部分)と対向している。第3接続部39の当該一方の側の部分と配線基板2の当該一部分との間には、第1接着部材4が配置されている。
駆動用圧電素子6は、金属基板3に板波を発生させてアクチュエータ装置1を駆動させるための素子である。駆動用圧電素子6は、本体部31における開口2bとは反対側の載置面31aに配置されている。X軸方向における駆動用圧電素子6の中心は、X軸方向における可動部32の中心(すなわち、X軸方向における光学面51の中心)と一致している。駆動用圧電素子6は、駆動用圧電体61と、第1電極62と、第2電極(図示せず)と、を含んでいる。
駆動用圧電体61は、第1主面61a及び第2主面(図示せず)を含んでいる。第1主面61aは、駆動用圧電体61における載置面31aとは反対側の主面である。第1主面61aには、第1電極62が配置されている。第2主面は、駆動用圧電体61における載置面31a側の主面である。第2主面には、第2電極が配置されている。第1電極62及び第2電極のそれぞれは、例えば、Ni/Au層である。Ni/Au層においては、Ni層が第1主面61aに配置され、Au層がNi層上に配置されており、Ni層の厚さがAu層の厚さと比較して大きい。駆動用圧電体61、第1電極62及び第2電極のそれぞれは、例えば、矩形板状を呈している。駆動用圧電体61は、第1電極62と接合されることにより、第1電極62と電気的に接続されている。駆動用圧電体61は、第2電極と接合されることにより、第2電極と電気的に接続されている。第2電極と本体部31との間には、第2接着部材8が配置されている。第2接着部材8は、駆動用圧電体61と金属基板3とを接着している。第2接着部材8は、導電性を有している。第2接着部材8の材料の例としては、Ag粒子を含有するエポキシ樹脂が挙げられる。
検知用圧電素子7は、可動部32の動作量を検知するための素子である。本実施形態では、検知用圧電素子7は、可動部32の揺動角度及び位相を検知する。検知用圧電素子7は、表面62aに配置されている。表面62aは、第1電極62における駆動用圧電体61とは反対側の主面である。X軸方向における検知用圧電素子7の中心は、X軸方向における駆動用圧電素子6の中心と一致している。検知用圧電素子7は、検知用圧電体71と、第3電極72と、第4電極(図示せず)と、を含んでいる。検知用圧電体71は、第3主面71a及び第4主面(図示せず)を含んでいる。第3主面71aは、検知用圧電体71における第1電極62とは反対側の主面である。第3主面71aには、第3電極72が配置されている。第4主面は、検知用圧電体71における第1電極62側の主面である。第4主面には、第4電極が配置されている。第3電極72及び第4電極のそれぞれは、例えば、Ni/Au層である。検知用圧電体71、第3電極72及び第4電極のそれぞれは、例えば、矩形板状を呈している。検知用圧電体71は、第3電極72と接合されることにより、第3電極72と電気的に接続されている。駆動用圧電体61は、第4電極と接合されることにより、第4電極と電気的に接続されている。第4電極と第1電極62との間には、第2接着部材8が配置されている。第2接着部材8は、検知用圧電体71と駆動用圧電体61とを接着している。
ここで、配線基板2、金属基板3、駆動用圧電素子6及び検知用圧電素子7の電気的な接続関係について説明する。図2に示されるように、駆動用圧電素子6の第1電極62は、ワイヤ11を介して、電極パッド21と電気的に接続されている。電極パッド21は、配線基板2の配線を介して、コネクタ24の端子25と電気的に接続されている。つまり、駆動用圧電素子6の第1電極62は、ワイヤ11、電極パッド21、及び配線基板2の配線を介して、コネクタ24と電気的に接続されている。
駆動用圧電素子6の第2電極は、第2電極と本体部31との間に配置された第2接着部材8を介して、金属基板3と電気的に接続されている。金属基板3の第3接続部39は、第3接続部39と電極パッド23との間に配置された第1接着部材4を介して、電極パッド23と電気的に接続されている。電極パッド23は、配線基板2の配線を介して、コネクタ24の端子25と電気的に接続されている。つまり、駆動用圧電素子6の第2電極は、第2接着部材8、金属基板3、第1接着部材4、電極パッド23、及び配線基板2の配線を介して、コネクタ24と電気的に接続されている。
検知用圧電体71の第3電極72は、ワイヤ12を介して、電極パッド22と電気的に接続されている。電極パッド22は、配線基板2の配線を介して、コネクタ24の端子25と電気的に接続されている。つまり、検知用圧電体71の第3電極72は、ワイヤ12、電極パッド22、及び配線基板2の配線を介して、コネクタ24と電気的に接続されている。
検知用圧電素子7の第4電極は、第4電極と駆動用圧電素子6の第1電極62との間に配置された第2接着部材8を介して、駆動用圧電素子6の第1電極62と電気的に接続されている。つまり、検知用圧電素子7の第4電極は、第2接着部材8、駆動用圧電素子6の第1電極62、ワイヤ11、電極パッド21、及び配線基板2の配線を介して、コネクタ24と電気的に接続されている。
以上のような電気的な接続関係により、アクチュエータ装置1は、例えば以下のように駆動される。具体的には、駆動用圧電素子6の第1電極62及び検知用圧電素子7の第4電極が、ワイヤ11、電極パッド21、配線基板2の配線、及びコネクタ24を介して、基準電位(例えば、接地電位)に接続された状態で、アクチュエータ装置1の外部から、コネクタ24、配線基板2の配線、電極パッド23、第1接着部材4、金属基板3、及び第2接着部材8を介して、駆動用圧電素子6の第2電極に駆動用の電圧信号が入力される。これにより、駆動用圧電素子6が変形及び/又は振動し、本体部31に周期的な板波が発生させられる。この周期的な板波の発生によって、第1連結部35及び第2連結部36にねじれ振動(ねじれ共振)が誘起され、可動部32及び光学面51が揺動する。すなわち、アクチュエータ装置1では、第1連結部35、第2連結部36、可動部32及び光学面51のねじれ共振系と駆動用圧電素子6とが離れた位置に配置されながら、ラム波共鳴構造が採られることで、高い駆動効率でねじれ共振が発生させられる。その一方で、可動部32及び光学面51の揺動による角度の変化に応じた電圧信号が、検知用圧電体71の第3電極72から、ワイヤ12、電極パッド22、配線基板2の配線、及びコネクタ24を介して、アクチュエータ装置1の外部に出力され、光学面51の揺動角度及び位相が検知される。なお、アクチュエータ装置1は、圧電ユニット10を備えている。圧電ユニット10は、上述した金属基板3、駆動用圧電素子6、検知用圧電素子7及び第2接着部材8によって構成されている。
[配線基板、金属基板及び第1接着部材の構成]
[配線基板、金属基板及び第1接着部材の構成]
図3に示されるように、第1接続部37は、第1領域R1と、第2領域R2と、第3領域R3と、を含んでいる。第1領域R1は、Z軸方向において部分26と対向している領域である。部分26は、配線基板2の一部分である。第2領域R2は、第1領域R1から連続している領域である。第3領域R3は、第2領域R2から連続し、第1延在部33に接続されている領域である。「第1延在部33に接続されている領域」は、第3領域R3が第1延在部33に直接的に(すなわち、別の部分を介さずに)接続されている領域、及び第3領域R3が第1延在部33に間接的に(すなわち、別の部分を介して)接続されている領域のいずれも含む。つまり、第3領域R3は、第1接続部37において第1延在部33と第2領域R2との間の部分の全体とは限られず、第2領域R2に連続的に接続されている領域である。本実施形態では、第2領域R2及び第3領域R3は、Z軸方向において配線基板2と対向していない。
以下の説明では、Z軸方向から見た場合において、第3領域R3が第2領域R2に接続されている方向を接続方向Aとし、接続方向Aに垂直な方向を方向Bとする。本実施形態では、接続方向Aは、Z軸方向から見た場合において、X軸方向及びY軸方向のそれぞれと交差している。本実施形態では、Z軸方向から見た場合に、第1領域R1及び第2領域R2からなる領域は、多角形状を呈しており、第2領域R2は、多角形状の一つの角部Kを構成している。一例として、Z軸方向から見た場合に、第1領域R1及び第2領域R2からなる領域は、略矩形状を呈しており、第1領域R1と第2領域R2との境界線は、角部Kの頂点とは反対側に凸となるように湾曲している。Z軸方向から見た場合に、第2領域R2は、例えば、扇状を呈している。一例として、Z軸方向から見た場合に、第3領域R3は、接続方向Aを長手方向とする長方形状を呈しており、第2領域R2においてX軸方向における最も一方の側且つY軸方向における最も一方の側の部分に接続されている。
Z軸方向から見た場合に、方向Bにおける第2領域R2の幅W2は、方向Bにおける第3領域R3の幅W3よりも大きい。「Z軸方向から見た場合に、方向Bにおける第2領域R2の幅W2が、方向Bにおける第3領域R3の幅W3よりも大きい」とは、Z軸方向から見た場合に、第2領域R2と第3領域R3との境界部分を除き、方向Bにおける第2領域R2の幅W2の最小値が、方向Bにおける第3領域R3の幅W3の最大値よりも大きいことを意味する。
なお、Z軸方向において配線基板2の部分26と対向する第1領域R1に対して、第2領域R2は、i)Z軸方向において配線基板2と対向していない領域、又はii)Z軸方向における第1領域R1と配線基板2との距離よりも、Z軸方向における配線基板2までの距離が大きい領域を含む。本実施形態では、第2領域R2は、i)Z軸方向において配線基板2と対向していない領域である。
また、第2領域R2と第3領域R3との境界は、i)方向Bにおける第1接続部37の幅が「方向Bに沿ったライン」を境界に不連続に変化する場合における当該「方向Bに沿ったライン」、ii)方向Bにおける第1接続部37の幅の変化率が「方向Bに沿ったライン」を境界に不連続に変化する場合における当該「方向Bに沿ったライン」、又はiii)方向Bにおける第1接続部37の幅が「方向Bに沿ったライン」を境界に方向Bにおける第1接続部37の幅の最小値の1.1倍を超える場合における当該「方向Bに沿ったライン」を含む。本実施形態では、第2領域R2と第3領域R3との境界は、iii)方向Bにおける第1接続部37の幅が「方向Bに沿ったライン」を境界に方向Bにおける第1接続部37の幅の最小値の1.1倍を超える場合における当該「方向Bに沿ったライン」である。なお、第3領域R3は、第1接続部37のうち方向Bにおける第1接続部37の最小の幅を有する部分を少なくとも含む領域であり、第1接着部材4の第2部分(詳細は後述)は、方向Bにおける第1接続部37の最小の幅となるラインを少なくとも超えない。
Z軸方向から見た場合に、方向Bにおける第1領域R1の幅W1は、方向Bにおける第2領域R2の幅W2よりも大きい。「Z軸方向から見た場合に、方向Bにおける第1領域R1の幅W1が、方向Bにおける第2領域R2の幅W2よりも大きい」とは、Z軸方向から見た場合に、方向Bにおける第1領域R1の幅W1の最大値が、方向Bにおける第2領域R2の幅W2の最大値よりも大きいことを意味する。このように、Z軸方向から見た場合に、方向Bにおける第1接続部37の幅は、第3領域R3から第1領域R1に向かうにつれて段階的に大きくなっている。
本実施形態では、Z軸方向から見た場合に、第1領域R1の面積は、第2領域R2の面積よりも大きく、第2領域R2の面積は、第3領域R3の面積よりも大きい。更に、Z軸方向から見た場合に、第1領域R1の面積は、第2領域R2の面積及び第3領域R3の面積の総和よりも大きい。第2領域R2の剛性は、第3領域R3の剛性よりも大きい。第1領域R1の剛性は、第2領域R2の剛性よりも大きい。
第1接着部材4(図2等参照)は、配線基板2の部分26と第1接続部37とを接着している。第1接着部材4は、第1部分(図示せず)と、第2部分(図示せず)と、を有している。第1部分は、第1接着部材4のうち、部分26と第1領域R1との間に配置されている部分である。第2部分は、第1接着部材4のうち、第1部分から連続し、第2領域R2に至っており、第3領域R3に至っていない部分である。すなわち、第2部分は、第2領域R2に接触しており、第3領域R3には接触していない。一例として、第2部分は、第2領域R2及び部分26の側面に接触しており、第2部分における前記第2領域R2とは反対側の表面は、空間に露出している。つまり、第1接着部材4は、第1領域R1及び第2領域R2のそれぞれに接触しており、第3領域R3には接触していない。このように、第1接続部37においては、第1領域R1と第3領域R3との間に第2領域R2が設けられていることで、金属基板3において、第1領域R1からはみ出した第1接着部材4が第2領域R2に留まり、第1延在部33に接続されている第3領域R3には、第1接着部材4が接触していない。
図4に示されるように、第2接続部38も、第1接続部37と同様に、第1領域R1と、第2領域R2と、第3領域R3と、を含んでいる。第2接続部38の第1領域R1は、Z軸方向において配線基板2の一部分である部分27と対向している領域である。第2接続部38の第2領域R2は、第1領域R1から連続している領域である。第2接続部38の第3領域R3は、第2領域R2から連続し、第2延在部34に接続されている領域である。第1接着部材4(図2等参照)は、配線基板2の部分27と第2接続部38とを接着している。配線基板2の部分27と第2接続部38とを接着している第1接着部材4も、部分26と第1接続部37とを接着している第1接着部材4と同様に、第1部分(図示せず)と、第2部分(図示せず)と、を有している。第2接続部38及び第1接着部材4の構成は、第1接続部37及び第1接着部材4の構成と同様である(Y軸方向に沿って光学面51の中心を通る直線に対して線対称の関係にある)。
図5に示されるように、第3接続部39は、第4領域R4と、第5領域R5と、第6領域R6と、を含んでいる。第4領域R4は、Z軸方向において部分28と対向している領域である。部分28は、配線基板2の部分26とは別の一部分である。第5領域R5は、第4領域R4から連続している領域である。第6領域R6は、第5領域R5から連続し、本体部31に接続されている領域である。「本体部31に接続されている領域」は、第6領域R6が本体部31に直接的に(すなわち、別の部分を介さずに)接続されている領域、及び第6領域R6が本体部31に間接的に(すなわち、別の部分を介して)接続されている領域のいずれも含む。つまり、第6領域R6は、第3接続部39において本体部31と第5領域R5との間の部分の全体とは限らず、第5領域R5に連続的に接続されている領域である。
以下の説明では、Z軸方向から見た場合において、第6領域R6が第5領域R5に接続されている方向(別の接続方向)を接続方向Cとし、接続方向Cに垂直な方向を方向Dとする。本実施形態では、Z軸方向から見た場合に、第4領域R4及び第5領域R5からなる領域は、多角形状を呈しており、第5領域R5は、多角形状の一つの辺部の一部を構成している。一例として、Z軸方向から見た場合に、第4領域R4及び第5領域R5からなる領域は、矩形状を呈しており、第4領域R4と第5領域R5との境界線は、上記辺部とは反対側に凸となるように湾曲している。Z軸方向から見た場合に、第5領域R5は、例えば、半楕円状を呈している。Z軸方向から見た場合に、第6領域R6は、例えば、略矩形状を呈しており、第2領域R2においてX軸方向における中央且つY軸方向における最も他方の側の部分に接続されている。
Z軸方向から見た場合に、方向Dにおける第5領域R5の幅W5は、方向Dにおける第6領域R6の幅W6よりも大きい。「Z軸方向から見た場合に、方向Dにおける第5領域R5の幅W5が、方向Dにおける第6領域R6の幅W6よりも大きい」とは、Z軸方向から見た場合に、第5領域R5と第6領域R6との境界部分を除き、方向Dにおける第5領域R5の幅W5の最小値が、方向Dにおける第6領域R6の幅W6の最大値よりも大きいことを意味する。
なお、Z軸方向において配線基板2の部分28と対向する第4領域R4に対して、第5領域R5は、i)Z軸方向において配線基板2と対向していない領域、又はii)Z軸方向における第4領域R4と配線基板2との距離よりも、Z軸方向における配線基板2までの距離が大きい領域を含む。本実施形態では、第5領域R5は、i)Z軸方向において配線基板2と対向していない領域である。
また、第5領域R5と第6領域R6との境界は、i)方向Dにおける第3接続部39の幅が「方向Dに沿ったライン」を境界に不連続に変化する場合における当該「方向Dに沿ったライン」、ii)方向Dにおける第3接続部39の幅の変化率が「方向Dに沿ったライン」を境界に不連続に変化する場合における当該「方向Dに沿ったライン」、又はiii)方向Dにおける第3接続部39の幅が「方向Dに沿ったライン」を境界に方向Dにおける第3接続部39の幅の最小値の1.1倍を超える場合における当該「方向Dに沿ったライン」を含む。本実施形態では、第5領域R5と第6領域R6との境界は、iii)方向Dにおける第3接続部39の幅が「方向Dに沿ったライン」を境界に方向Dにおける第3接続部39の幅の最小値の1.1倍を超える場合における当該「方向Dに沿ったライン」である。なお、第6領域R6は、第3接続部39のうち方向Dにおける第3接続部39の最小の幅を有する部分を少なくとも含む領域であり、第1接着部材4の第4部分(詳細は後述)は、方向Dにおける第3接続部39の最小の幅となるラインを少なくとも超えない。
Z軸方向から見た場合に、方向Dにおける第4領域R4において第5領域R5よりもY軸方向における一方の側に位置する部分の幅W4は、方向Dにおける第5領域R5の幅W5よりも大きい。「Z軸方向から見た場合に、方向Dにおける第4領域R4において方向Dにおける第5領域R5よりもY軸方向における一方の側に位置する部分の幅W4が、第5領域R5の幅W5よりも大きい」とは、Z軸方向から見た場合に、方向Dにおける幅W4の最大値が、方向Dにおける第5領域R5の幅W5の最大値よりも大きいことを意味する。このように、Z軸方向から見た場合に、方向Dにおける第3接続部39の幅は、第6領域R6から第4領域R4に向かうにつれて段階的に大きくなっている。
本実施形態では、Z軸方向から見た場合に、第4領域R4の面積は、第5領域R5の面積よりも大きい。更に、Z軸方向から見た場合に、第4領域R4の面積は、第5領域R5の面積及び第6領域R6の面積の総和よりも大きい。第5領域R5の剛性は、第6領域R6の剛性よりも大きい。第4領域R4の剛性は、第5領域R5の剛性よりも大きい。
本実施形態では、第5領域R5及び第6領域R6は、Z軸方向において配線基板2と対向していない。第1接着部材4は、配線基板2の部分(別の一部分)28と第3接続部39とを接着している。第1接着部材4(図2等参照)は、第3部分(図示せず)と、第4部分(図示せず)と、を有している。第3部分は、第1接着部材4のうち、部分28と第4領域R4との間に配置されている部分である。第4部分は、第1接着部材4のうち、第3部分から連続し、第5領域R5に至っており、第6領域R6に至っていない部分である。すなわち、第4部分は、第5領域R5に接触しており、第6領域R6に接触していない。一例として、第4部分は、第5領域R5及び部分28の側面に接触しており、第4部分における第5領域R5とは反対側の表面は、空間に露出している。つまり、第1接着部材4は、第4領域R4及び第5領域R5のそれぞれに接触しており、第6領域R6には接触していない。このように、第3接続部39においては、第4領域R4と第6領域R6との間に第5領域R5が設けられていることで、金属基板3において、第4領域R4からはみ出した第1接着部材4が第5領域R5に留まり、本体部31に接続されている第6領域R6には、第1接着部材4が接触していない。
[各接続部の構成]
[各接続部の構成]
図3及び図6に示されるように、第1接続部37は、第1固定領域371と、第1接続領域372と、を更に含んでいる。第1固定領域371は、配線基板2に固定されている。本実施形態では、第1固定領域371の少なくとも一部が配線基板2に固定されている。具体的には、第1固定領域371は、配線基板2の部分26と対向し且つ第1接着部材4(図2等参照)により部分26に固定された第1領域R1、及び、配線基板2と対向せずに第1接着部材4が至ることにより部分26に固定された第2領域R2を含んでいる。なお、第1固定領域371は、配線基板2の一部分と対向せず且つ配線基板2に固定されていない部分を更に含んでいてもよい。
第1接続領域372は、第1延在部33及び第1固定領域371に接続された領域である。第1接続領域372と第1固定領域371との境界全体は、第1接続領域372と第1延在部33との接続箇所に対してX軸方向における可動部32側に形成されている。第1接続領域372は、第3領域R3を含んでいる。図6に示されるように、第1接続領域372は、部分(第1部分)372aと、部分(第3部分)372bと、第1曲部分372cと、を含んでいる。部分372aは、第1延在部33から直線状に延在する部分である。部分372aは、第1接続領域372のうちY軸方向における最も一方の側に位置している。本実施形態では、部分372aは、Y軸方向に沿って延在している。
部分372bは、部分372aと交差する位置関係を有し、第1固定領域371から直線状に延在する部分である。部分372bが部分372aと交差する位置関係とは、例えば、部分372aと部分372bとが、部分372bの中心線L2に沿った方向が部分372aの中心線L1に沿った方向と交差するように位置する関係にあることである。すなわち、部分372aの中心線L1は、部分372bの中心線L2に平行ではない。部分372bは、第1接続領域372のうちY軸方向における最も他方の側に位置している。本実施形態では、部分372bは、X軸方向及びY軸方向のそれぞれと交差する方向に沿って延在している。
第1曲部分372cは、第1接続領域372において可動部32側に曲がっている。本実施形態では、第1曲部分372cは、部分372a及び部分372bに接続された部分である。すなわち、第1曲部分372cは、部分372aと部分372bとの間に位置している。第1曲部分372cは、可動部32側の第1外縁P1及び可動部32とは反対側の第2外縁P2を有している。第1外縁P1及び第2外縁P2のそれぞれは、Z軸方向から見た場合に可動部32側に曲がっている。つまり、第1接続領域372は、第1曲部分372cにおいて屈曲している。本実施形態では、Z軸方向から見た場合に、第1外縁P1及び第2外縁P2のそれぞれは、可動部32とは反対側に凸となるように湾曲している。
Z軸方向から見た場合に、Y軸方向に対して部分372bが成す角度θ1は、0度よりも大きく且つ90度以下である。Y軸方向に対して部分372bが成す角度θ1は、例えば、Y軸方向に対して部分372bの中心線L2が成す角度である。すなわち、角度θ1は、Y軸方向を基準とした場合における可動部32側への部分372bの傾きを示す角度である。一例として、角度θ1は、約45度である。
図4及び図7に示されるように、第2接続部38は、第2固定領域381と、第2接続領域382と、を更に含んでいる。第2固定領域381は、第1固定領域371と同様に、配線基板2に固定されている。本実施形態では、第2固定領域381の少なくとも一部が配線基板2に固定されている。具体的には、第2固定領域381は、第1固定領域371と同様に、配線基板2の部分27と対向し且つ第1接着部材4(図2等参照)により部分27に固定された第1領域R1、及び、配線基板2と対向せずに第1接着部材4が至ることにより部分27に固定された第2領域R2を含んでいる。なお、第2固定領域381は、配線基板2の一部分と対向せず且つ配線基板2に固定されていない部分を更に含んでいてもよい。
第2接続領域382は、第1接続領域372と同様に、第2延在部34及び第2固定領域381に接続された領域である。第2接続領域382と第2固定領域381との境界全体は、第2接続領域382と第2延在部34との接続箇所に対してX軸方向における可動部32側に形成されている。第2接続領域382は、第1接続領域372と同様に、第3領域R3を含んでいる。図7に示されるように、第2接続領域382は、部分(第2部分)382aと、部分(第4部分)382bと、第2曲部分382cと、を含んでいる。部分382aは、第2延在部34から直線状に延在する部分である。部分382aは、第2接続領域382のうちY軸方向における最も一方の側に位置している。本実施形態では、部分382aは、Y軸方向に沿って延在している。
部分382bは、部分382aと交差する位置関係を有し、第2固定領域381から直線状に延在する部分である。すなわち、部分382aの中心線L3は、部分382bの中心線L4に平行ではない。部分382bは、第2接続領域382のうちY軸方向における最も他方の側に位置している。本実施形態では、部分382bは、X軸方向及びY軸方向のそれぞれと交差する方向に沿って延在している。
第2曲部分382cは、第2接続領域382において可動部32側に曲がっている。本実施形態では、第2曲部分382cは、部分382a及び部分382bに接続された部分である。第2曲部分382cは、可動部32側の第3外縁P3及び可動部32とは反対側の第4外縁P4を有している。第3外縁P3及び第4外縁P4のそれぞれは、Z軸方向から見た場合に可動部32側に曲がっている。つまり、第2接続領域382は、第2曲部分382cにおいて屈曲している。本実施形態では、Z軸方向から見た場合に、第3外縁P3及び第4外縁P4のそれぞれは、可動部32とは反対側に凸となるように湾曲している。
Z軸方向から見た場合に、Y軸方向に対して部分382bが成す角度θ2は、0度よりも大きく且つ90度以下であって、例えば約45度である。以上のように、第2固定領域381及び第2接続領域382の構成は、第1固定領域371及び第1接続領域372の構成と同様である(Y軸方向に沿って光学面51の中心を通る直線に対して線対称の関係にある)。
図2に示されるように、第1固定領域371及び第2固定領域381は、領域Rhを挟んで、互いに離間している。領域Rhは、Y軸方向において可動部32に対して本体部31とは反対側に位置している。本実施形態では、領域Rhは、空間である。すなわち、本実施形態では、第1固定領域371及び第2固定領域381は、空間を介して互いに離間している。なお、領域Rhは、空間以外の物体を含んでいてもよい。
図5に示されるように、第3接続部39は、第3固定領域391と、第3接続領域392と、を更に含んでいる。第3固定領域391は、配線基板2に固定された領域である。本実施形態では、第3固定領域391の少なくとも一部が配線基板2に固定されている。具体的には、第3固定領域391は、配線基板2の部分28と対向し且つ第1接着部材4(図2等参照)により部分28に固定された第4領域R4、及び、配線基板2と対向せずに第1接着部材4が至ることにより部分28に固定された第5領域R5を含んでいる。第3接続領域392は、本体部31及び第3固定領域391に接続された領域である。第3接続領域392は、第6領域R6を含んでいる。なお、第3固定領域391は、配線基板2の一部分と対向せず且つ配線基板2に固定されていない部分を更に含んでいてもよい。一例として、第3接続領域392は、本体部31からY軸方向に沿って直線状に延在している。
[作用及び効果]
[作用及び効果]
アクチュエータ装置1では、例えば環境温度の変化に起因して配線基板2が膨張したり収縮したりしたとしても、第1接続領域372において第1曲部分372cが変形し、第2接続領域382において第2曲部分382cが変形することで、配線基板2に固体された第1固定領域371及び第2固定領域381を介して第1連結部35、第2連結部36及び本体部31に不要な応力が作用しにくくなると共に、配線基板2に固体された第3固定領域391を介して本体部31に不要な応力が作用しにくくなり、金属基板3の共振周波数の変化が抑制される。よって、このアクチュエータ装置1によれば、例えば環境温度が変化したとしても、所望の駆動特性を安定して得ることができる。
アクチュエータ装置1の効果について更に述べる。アクチュエータ装置1では、例えば環境温度の変化に起因して、配線基板2が膨張したり収縮したりする場合には、第1固定領域371は、Y軸方向に対して可動部32とは反対側へと傾いた方向に沿って移動し、第2固定領域381は、Y軸方向に対して可動部32とは反対側へと傾いた方向に沿って移動する。一例として、配線基板2が膨張する場合には、第1固定領域371は上記方向に沿って外側に移動し、第2固定領域381は上記方向に沿って外側に移動する。このようなアクチュエータ装置1では、仮に、各接続領域372,382が、各曲部分372c,382cを含まずに各延在部33,34から各固定領域371,381までY軸方向に沿って直線状に延在していると、以下の問題が生じ得る。すなわち、上記構成においては、例えば環境温度の変化に起因して配線基板2が膨張したり収縮したりした場合、各接続領域372,382が変形する部分を含まないため、各固定領域371,381を介して第1連結部35、第2連結部36及び本体部31に不要な応力が作用し、その結果、金属基板3の共振周波数が変化してしまう。
また、仮に、Z軸方向から見た場合に、第1接続領域372において、第1外縁P1及び第2外縁P2のそれぞれが可動部32とは反対側に曲がっており、部分372bがY軸方向に対して可動部32とは反対側に傾いており、第2接続領域382において、第3外縁P3及び第4外縁P4のそれぞれが可動部32とは反対側に曲がっており、部分372bがY軸方向に対して可動部32とは反対側に傾いていると、以下の問題が生じ得る。すなわち、上記構成においては、例えば環境温度の変化に起因して配線基板2が膨張したり収縮したりした場合、部分372bが延在する方向と、第1固定領域371が移動する方向とが平行に近くなり、部分382bが延在する方向と、第2固定領域381が移動する方向とが平行に近くなるため、各曲部分372c,382cが変形しにくくなる。その結果、各固定領域371,381,391を介して第1連結部35、第2連結部36及び本体部31に不要な応力が作用し、金属基板3の共振周波数が変化してしまう。
また、可動部32において所望の揺動角度を得るための駆動電圧は、金属基板3全体の共振モード(以下、「板ばね共振モードという」)における共振周波数と、可動部32の共振モードにおける共振周波数との比に影響を受ける。そのため、例えば、上記各構成において、環境温度の変化に起因して配線基板2が膨張したり収縮したりした場合、各固定領域371,381を介して第1連結部35、第2連結部36及び本体部31に不要な応力が作用し、板ばね共振モードにおける共振周波数が変化すると、板ばね共振モードの共振周波数と可動部共振モードの共振周波数との比に変化が生じ、所望の駆動特性が得られないおそれがある。
これに対し、アクチュエータ装置1では、第1接続領域372が第1曲部分372cを含んでおり、第2接続領域382が第2曲部分382cを含んでいるため、配線基板2の変形により各固定領域371,381が移動した場合に、各曲部分372c,382cに応力を集中的に発生させることができる。これは、各固定領域371,381を介して金属基板3に作用する引張応力又は圧縮応力を、各曲部分372c,382cに作用する曲げ応力に変換することができるためである。つまり、配線基板2の変形によって金属基板3に作用する応力を、金属基板3において共振周波数の変化に影響を及ぼしにくい第1接続領域372及び第2接続領域382で吸収させて、金属基板3において共振周波数の変化に影響を及ぼしやすい第1連結部35、第2連結部36及び本体部31に応力が作用することを抑制することができる。
なお、仮に、各接続領域372,382が、各曲部分372c,382cを含まず、第1延在部33と第1連結部35との接続部分よりも本体部31側(Y軸方向における一方の側)に、第1延在部33よりも可動部32側に曲がった第1曲部分が設けられ、第2延在部34と第2連結部36との接続部分よりも本体部31側(Y軸方向における一方の側)に、第2延在部34よりも可動部32側に曲がった第2曲部分が設けられている例においては、以下の問題が生じ得る。すなわち、上記構成においては、第1延在部33と第1連結部35との接続部分が第1曲部分よりも第1固定領域371側に位置し、第2延在部34と第2連結部36との接続部分が第2曲部分よりも第2固定領域381側に位置することとなる。そのため、例えば環境温度の変化に起因して配線基板2が膨張したり収縮したりした場合、第1延在部33と第1連結部35との接続部分、及び第2延在部34と第2連結部36との接続部分に不要な応力が作用しやすくなり、その結果、金属基板3の共振周波数が大幅に変化してしまう。
これに対し、アクチュエータ装置1では、第1延在部33と第1連結部35との接続部分よりも本体部31とは反対側(Y軸方向における他方の側)に位置する第1接続領域372に第1曲部分372cが設けられており、第2延在部34と第2連結部36との接続部分よりも本体部31とは反対側(Y軸方向における他方の側)に位置する第2接続領域382に第2曲部分382cが設けられている。これにより、板ばね共振モード及び可動部共振モードの両方において共振周波数の大幅な変動を抑制し、所望の駆動特性を安定して得ることができる。
また、仮に、Z軸方向から見た場合に、第1接続領域372において、可動部32とは反対側の外縁がY軸方向に沿って延在しており、可動部32側の外縁のみが可動部32側に曲がっており、第2接続領域382において、可動部32とは反対側の外縁がY軸方向に沿って延在しており、可動部32側の外縁のみが可動部32側に曲がっている例においては、以下の問題が生じ得る。すなわち、当該例においては、各接続領域372,382が曲部分を含まず、X軸方向における第1接続領域372の幅が第1延在部33側から第1固定領域371に近づくにつれて大きくなり、X軸方向における第2接続領域382の幅が第2延在部34側から第2固定領域381に近づくにつれて大きくなる。そのため、配線基板2が膨張したり収縮したりした場合、金属基板3に作用する引張応力又は圧縮応力が曲げ応力に変換され難くなってしまう。これに対し、アクチュエータ装置1では、第1接続領域372において第1外縁P1及び第2外縁P2の両方が可動部32側に曲がっている第1曲部分372cが形成されており、第2接続領域382において第3外縁P3及び第4外縁P4の両方が可動部32側に曲がっている第2曲部分382cが形成されているため、配線基板2が膨張したり収縮したりした場合、金属基板3に作用する引張応力又は圧縮応力を、各曲部分372c,382cに作用する曲げ応力に効果的に変換することができる。
アクチュエータ装置1では、第1延在部33から直線状に延在する部分372aが第1曲部分372cに接続されており、第2延在部34から直線状に延在する部分372bが第2曲部分382cに接続されている。これにより、第1延在部33と第1連結部35との接続部分に曲部分372cの変形の影響が及ぶのを抑制することができる。同様に、第2延在部34と第2連結部36との接続部分に曲部分382cの変形の影響が及ぶのを抑制することができる。
アクチュエータ装置1では、部分372aと交差する位置関係を有し、第1固定領域371から直線状に延在する部分372bが、第1曲部分372cと接続されており、部分372bと交差する位置関係を有し、第2固定領域381から直線状に延在する部分382bが、第2曲部分382cと接続されている。これにより、例えば環境温度の変化に起因して配線基板2が膨張したり収縮したりした場合に、第1接続領域372及び第2接続領域382において第1曲部分372c及び第2曲部分382cを局所的に変形させることができる。したがって、第1延在部33と第1連結部35との接続部分に曲部分372cの変形の影響が及ぶのをより一層抑制することができる。同様に、第2延在部34と第2連結部36との接続部分に曲部分382cの変形の影響が及ぶのをより一層抑制することができる。また、各部分372b,382bが直線状に延在する形状を呈しているため、例えば環境温度の変化に起因して配線基板2が膨張した場合、及び配線基板2が収縮した場合のいずれにおいても、第1曲部分372c及び第2曲部分382cを適切に変形させることができる。
アクチュエータ装置1では、Z軸方向から見た場合に、Y軸方向に対して部分372bが成す角度は、0度よりも大きく且つ90度以下であり、Y軸方向に対して部分382bが成す角度は、0度よりも大きく且つ90度以下である。これにより、例えば環境温度の変化に起因して配線基板2が膨張したり収縮したりした場合に、第1接続領域372及び第2接続領域382において第1曲部分372c及び第2曲部分382cを確実に変形させることができる。具体的には、第1固定領域371が移動する上述した方向に対して部分372bが延在する方向が交差し、第2固定領域381が移動する上述した方向に対して部分382bが延在する方向が交差するため、配線基板2の変形量に応じた各曲部分372c,382cの変形が可能となる。
アクチュエータ装置1では、Z軸方向から見た場合に、第1外縁P1及び第2外縁P2のそれぞれは、可動部32とは反対側に凸となるように湾曲しており、第3外縁P3及び第4外縁P4のそれぞれは、可動部32とは反対側に凸となるように湾曲している。これにより、例えば環境温度の変化に起因して配線基板2が膨張したり収縮したりした場合に、第1曲部分372c及び第2曲部分382cにおいて応力の集中が緩和されるため、第1曲部分372c及び第2曲部分382cの破損を防ぐことができる。
アクチュエータ装置1では、第1固定領域371及び第2固定領域381が、本体部31及び可動部32が並ぶ方向において可動部32に対して本体部31とは反対側に位置する領域Rhを挟んで、互いに離間している。これにより、例えば、可動部32に光が照射される場合に、第1固定領域371又は第2固定領域381によって当該光が反射されることで迷光が発生するリスクを低減することができる。また、第1固定領域371と第2固定領域381とが離間していることにより配線基板2の膨張及び収縮の影響を受けやすい金属基板3においても、第1接続領域372において第1曲部分372cが変形し、第2接続領域382において第2曲部分382cが変形する結果、金属基板3の共振周波数の変化を抑制することができる。
[変形例]
[変形例]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、各固定領域371、第2固定領域381及び第3固定領域391のそれぞれは、配線基板2に固定された領域であればよい。各固定領域371,381,391は、例えば、配線基板2の一部分に対向し且つ配線基板2に固定された領域のみを含んでいてもよい。
第1接続領域372及び第2接続領域382の形状は、上記実施形態のものに限定されない。例えば、Z軸方向から見た場合に、第1接続領域372の第1曲部分372cにおける第1外縁P1及び第2外縁P2のそれぞれは、可動部32とは反対側に凸となるようにV字状に屈曲していてもよい。第2接続領域382の第2曲部分382cにおける第3外縁P3及び第4外縁P4のそれぞれも、可動部32とは反対側に凸となるようにV字状に屈曲していてもよい。また、Y軸方向に対して部分372bが成す角度θ1、及びY軸方向に対して部分382bが成す角度θ2のそれぞれは、例えば、90度よりも大きくてもよい。また、例えば、第1接続領域372は、部分372bを含んでおらず、部分372aと接続された第1曲部分372cが第1固定領域371と直接的に接続されていてもよい。第2接続領域382も、部分382bを含んでおらず、部分382aと接続された第2曲部分382cが第2固定領域381と直接的に接続されていてもよい。
また、図8に示される例では、部分372aがY軸方向に沿って延在しており、部分372bがX軸方向に沿って延在している。Y軸方向に対して部分372bが成す角度θ1は、約90度である。第2接続領域382の部分382bも、図8に示される部分372bと同様の構成であってもよい。また、例えば、第1接続領域372の部分372aは、第1延在部33に対して可動部32側に傾斜していてもよく、第2接続領域382の部分382aは、第2延在部34に対して可動部32側に傾斜していてもよい。また、例えば、第1延在部33は、Y軸方向に対して可動部32側に傾斜しており、部分372aは、第1延在部33に対して可動部32側に更に傾斜していてもよく、第2延在部34は、Y軸方向に対して可動部32側に傾斜しており、部分372bは、第2延在部34に対して可動部32側に更に傾斜していてもよい。
また、第1接続領域372は、例えば、部分372a及び部分372bの一方を含んでいなくてもよく、また、例えば、部分372a及び部分372bの両方を含んでいなくてもよい。また、第2接続領域382は、例えば、部分382a及び部分382bの一方を含んでいなくてもよく、また、例えば、部分382a及び部分382bの両方を含んでいなくてもよい。一例として、図9に示される例では、第1接続領域372が、第1延在部33及び第1固定領域371のそれぞれから連続する第1曲部分372cを含んでいる点で、上記実施形態と相違する。第1接続領域372は、部分372a及び部分372bを含んでいない。第1曲部分372cは、第1延在部33及び第1固定領域371の間で、可動部32とは反対側に凸となるように湾曲している。なお、第2接続領域382も、図9に示される第1接続領域372と同様の構成であってもよい。
上記実施形態では、本体部に接続された第3接続部を1つの第3接続部39が構成していたが、第3接続部は、複数の第3接続部39によって構成されいてもよい。一例として、第3接続部は、2つの第3接続部39によって構成されており、当該2つの第3接続部39は、本体部31に対してY軸方向における一方の側に位置し、且つ、Y軸方向に沿って光学面51の中心を通る直線に対して線対称に配置されていてもよい。
金属基板3の形状は、上記実施形態に限定されない。例えば、第1固定領域371と第2固定領域381とは、互いに連結されていてもよい。その場合であっても、配線基板2の厚さが金属基板3の厚さに対して圧倒的に大きく、配線基板2と金属基板3との熱膨張係数の差が大きいため、金属基板3に引張応力又は圧縮応力が掛かるが、上述したように、接続領域372に第1曲部分372cが設けられ、接続領域382に第2曲部分382cが設けられていることで、所望の駆動特性を安定的に得ることができる。
また、例えば、金属基板3の第3固定領域391と第1固定領域371とは互いに連結されていてもよく、第3固定領域391と第2固定領域381とは互いに連結されていてもよい。図10に示される例では、金属基板3は、第1中間部30aと、第2中間部30bと、を更に有している。第1中間部30aは、第1固定領域371及び第3固定領域391に接続されている。第1中間部30aは、配線基板2の一部分と対向する部分を含んでいる。なお、図10に示される例では、配線基板2等の図示が省略されている。一例として、第1中間部30aは、Z軸方向から見た場合に、本体部31を囲むC字状を呈している。第2中間部30bは、第2固定領域381及び第3固定領域391に接続されている。第2中間部30bは、配線基板2の一部分と対向する部分を含んでいる。一例として、第2中間部30bは、Z軸方向から見た場合に、本体部31を囲むC字状を呈している。本変形例によれば、アクチュエータ装置1の製造時における金属基板3のハンドリング性を向上させることができる。なお、本変形例においては、例えば、第1中間部30aと対向する配線基板2の一部分と第1中間部30aとの間、及び第2中間部30bと対向する配線基板2の一部分と第2中間部30bとの間のそれぞれに第1接着部材4が配置され、各固定領域371,381,391、第1中間部30a及び第2中間部30bのすべてが配線基板2に固定されていてもよい。これにより、配線基板2と金属基板3との接着強度を増大させることができる。また、本変形例においては、例えば、各固定領域371,381,391のみが配線基板2に固定されていてもよい。
配線基板2は、上記実施形態の形状に限定されず、例えば、配線基板2は、開口に代えて、中央部分が載置面2aに対して金属基板3とは反対側に凹んだ凹部を有していてもよい。その場合、第2領域R2及び第3領域R3のそれぞれは、配線基板2の凹部と対向していてもよい。また、例えば、配線基板2は、開口に代えて、複数の柱部を有していてもよい。その場合、第2領域R2及び第3領域R3のそれぞれは、配線基板2と対向していてもよい。また、上記実施形態では、金属基板3を支持する配線基板2が例示されていたが、金属基板3は、例えば、単数又は複数の部材から構成される支持体に支持されていてもよい。
上記実施形態では、第1連結部35及び第2連結部36にねじれ振動(ねじれ共振)が誘起され、X軸周りに可動部32が揺動していたが、可動部32の動作の態様については特に限定されない。一例として、アクチュエータ装置1では、上記の可動部32及び光学面51が揺動するード(以下、「第1共振モード」という)に加えて、或いは第1共振モードに代えて、周期的な板波の発生によって、第1連結部35及び第2連結部36がZ軸方向に沿って移動する(並進運動する)ことにより、可動部32がZ軸方向に沿って移動するモード(以下、「第2共振モード」という)があってもよい。その場合、第1共振モード時では、検知用圧電素子7によって可動部32の揺動角度及び位相が検知され、第2共振モード時では、検知用圧電素子7によって可動部32の変位量及び位相が検知されてもよい。
上記実施形態では、光学機能部5が、ミラー面である光学面51を有していたが、光学機能部5は、例えば、反射型回折格子、透過型回折格子、光学フィルタ等であってもよい。また、上記実施形態では、金属基板3の載置面31a上に駆動用圧電素子6が配置され、駆動用圧電素子6上に検知用圧電素子7が配置されていたが、金属基板3の載置面31a上に検知用圧電素子7が配置され、検知用圧電素子7上に駆動用圧電素子6が配置されていてもよい。また、上記実施形態では、アクチュエータ装置1が振動素子として駆動用圧電素子6を備えていたが、振動素子は、駆動信号により振動する振動源を有するものであればよく、圧電駆動式のものに限られない。例えば、振動素子は、金属基板3の本体部31に磁石を、金属基板3とは別の箇所にコイルを有する(又は、金属基板3の本体部31にコイルを、金属基板3とは別の箇所に磁石を有する)電磁駆動式のものであってもよい。アクチュエータ装置1は、配線基板2と、金属基板3と、駆動用圧電素子6と、を備えていればよい。アクチュエータ装置1には、例えば、コネクタ24、ワイヤ11及びワイヤ12が取り付けられていなくてもよい。また、アクチュエータ装置1は、例えば、第1接着部材4及び第2接着部材8を備えていなくてもよく、また、例えば、検知用圧電素子7を備えていなくてもよい。
1…アクチュエータ装置、2…配線基板(支持体)、3…金属基板、6…駆動用圧電素子(振動素子)、30a…第1中間部、30b…第2中間部、31…本体部、32…可動部、33…第1延在部、34…第2延在部、35…第1連結部、36…第2連結部、37…第1接続部、38…第2接続部、39…第3接続部、371…第1固定領域、372…第1接続領域、372a…部分(第1部分)、372b…部分(第3部分)、372c…第1曲部分、381…第2固定領域、382…第2接続領域、382a…部分(第2部分)、382b…部分(第4部分)、382c…第2曲部分、391…第3固定領域、392…第3接続領域、P1…第1外縁、P2…第2外縁、P3…第3外縁、P4…第4外縁、Rh…領域、θ1,θ2…角度。
Claims (7)
- 支持体と、
前記支持体によって支持された金属基板と、
前記金属基板が有する本体部に配置された振動素子と、を備え、
前記金属基板は、
可動部と、
前記可動部が間に位置するように前記本体部から延在する第1延在部及び第2延在部と、
前記第1延在部と前記可動部とを連結する第1連結部と、
前記第2延在部と前記可動部とを連結する第2連結部と、
前記第1延在部に接続された第1接続部と、
前記第2延在部に接続された第2接続部と、
前記本体部に接続された第3接続部と、を更に有し、
前記第1接続部は、
前記支持体に固定された第1固定領域と、
前記第1延在部及び前記第1固定領域に接続された第1接続領域と、を含み、
前記第2接続部は、
前記支持体に固定された第2固定領域と、
前記第2延在部及び前記第2固定領域に接続された第2接続領域と、を含み、
前記第3接続部は、
前記支持体に固定された第3固定領域と、
前記本体部及び前記第3固定領域に接続された第3接続領域と、を含み、
前記第1接続領域は、第1曲部分を含み、
前記第2接続領域は、第2曲部分を含み、
前記第1曲部分は、前記可動部側の第1外縁及び前記可動部とは反対側の第2外縁を有し、
前記第2曲部分は、前記可動部側の第3外縁及び前記可動部とは反対側の第4外縁を有し、
前記第1外縁及び前記第2外縁のそれぞれは、前記金属基板の厚さ方向から見た場合に前記可動部側に曲がっており、
前記第3外縁及び前記第4外縁のそれぞれは、前記金属基板の厚さ方向から見た場合に前記可動部側に曲がっている、アクチュエータ装置。 - 前記第1接続領域は、前記第1延在部から直線状に延在する第1部分を更に含み、
前記第2接続領域は、前記第2延在部から直線状に延在する第2部分を更に含み、
前記第1部分は、前記第1曲部分に接続されており、
前記第2部分は、前記第2曲部分に接続されている、請求項1に記載のアクチュエータ装置。 - 前記第1接続領域は、前記第1固定領域から直線状に延在する第3部分を更に含み、
前記第2接続領域は、前記第2固定領域から直線状に延在する第4部分を更に含み、
前記第3部分は、前記第1部分と交差する位置関係を有し、前記第1曲部分と接続されており、
前記第4部分は、前記第2部分と交差する位置関係を有し、前記第2曲部分と接続されている、請求項2に記載のアクチュエータ装置。 - 前記金属基板の厚さ方向から見た場合に、前記本体部及び前記可動部が並ぶ方向に対して前記第3部分が成す角度は、0度よりも大きく且つ90度以下であり、
前記金属基板の厚さ方向から見た場合に、前記本体部及び前記可動部が並ぶ前記方向に対して前記第4部分が成す角度は、0度よりも大きく且つ90度以下である、請求項3に記載のアクチュエータ装置。 - 前記金属基板の厚さ方向から見た場合に、前記第1外縁及び前記第2外縁のそれぞれは、前記可動部とは反対側に凸となるように湾曲しており、
前記金属基板の厚さ方向から見た場合に、前記第3外縁及び前記第4外縁のそれぞれは、前記可動部とは反対側に凸となるように湾曲している、請求項1~4のいずれか一項に記載のアクチュエータ装置。 - 前記第1固定領域及び前記第2固定領域は、前記本体部及び前記可動部が並ぶ方向において前記可動部に対して前記本体部とは反対側に位置する領域を挟んで、互いに離間している、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。
- 前記金属基板は、
前記第3固定領域及び前記第1固定領域に接続された第1中間部と、
前記第3固定領域及び前記第2固定領域に接続された第2中間部と、を更に有する、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。
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