JP4963864B2 - Electromagnetic actuator - Google Patents

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Description

本発明は、半導体基板を利用した電磁アクチュエータに関し、特に、駆動コイルの製造工程数を削減して製造コストを低減できる電磁アクチュエータに関する。   The present invention relates to an electromagnetic actuator using a semiconductor substrate, and more particularly to an electromagnetic actuator that can reduce the manufacturing cost by reducing the number of manufacturing steps of a drive coil.

従来、半導体基板を利用したプレーナ型の電磁アクチュエータとして、枠状の支持部と、可動部と、支持部の枠内に可動部を揺動可能に軸支するトーションバーとを半導体基板で一体形成し、可動部に駆動コイルを設け、トーションバーの軸方向と平行な可動部両対辺部の駆動コイル部分に静磁界を作用させる静磁界発生手段として例えば永久磁石を設けて構成したものがある。   Conventionally, as a planar electromagnetic actuator using a semiconductor substrate, a frame-shaped support portion, a movable portion, and a torsion bar that pivotally supports the movable portion within the frame of the support portion are integrally formed on the semiconductor substrate. In addition, there is a configuration in which, for example, a permanent magnet is provided as a static magnetic field generating means for applying a static magnetic field to the drive coil portions on both sides of the movable portion parallel to the axial direction of the torsion bar.

かかる電磁アクチュエータは、駆動回路から供給される電流により駆動コイルに発生する磁界と永久磁石による静磁界との相互作用によりトーションバーの軸方向と平行な可動部両対辺部に作用する電磁力で可動部を駆動する。そして、可動部に反射ミラーを設ければ、可動部を回動駆動することにより、反射ミラーに照射した光ビームを走査することができ、光走査用電磁アクチュエータとして光スイッチや光走査デバイス等に適用できる。(例えば、特許文献1参照)。   Such an electromagnetic actuator is movable by electromagnetic force acting on both sides of the movable part parallel to the axial direction of the torsion bar due to the interaction between the magnetic field generated in the drive coil by the current supplied from the drive circuit and the static magnetic field by the permanent magnet. Drive part. If the movable part is provided with a reflecting mirror, the light beam applied to the reflecting mirror can be scanned by rotating the movable part. As an optical actuator for optical scanning, an optical switch, an optical scanning device, etc. Applicable. (For example, refer to Patent Document 1).

この種の電磁アクチュエータは、例えば特許文献2に記載されているように半導体製造技術を用いて製造され、従来の製造工程の概略を図21に示し、簡単に説明する。
即ち、(a)工程で、半導体基板(シリコン基板)1上に1層目コイルパターン2Aと一方の電極端子領域を形成する。次いで、(b)工程で、コンタクト部形成部除いてコイルパターン2A上に絶縁膜3を形成する。これによりコンタクト部2aが形成される。(c)工程で、コンタクト部2aを介して1層目コイルパターン2Aと導通する2層目コイルパターン2Bと他方の電極端子領域を形成する。これにより、上述の駆動コイルが形成される。次いで、工程(d)で、2層目コイルパターン2B上と各電極端子領域の一部に保護膜4を形成する。これにより、駆動コイルをワイヤボンディングにより外部回路(図示せず)と電気的に接続するための一対の電極端子部5A,5Bが形成される。(e)工程で、枠状の支持部形成部、可動部形成部及びトーションバー形成部を除いた半導体基板部分をエッチングにより除去し、枠状の支持部6、可動部7及び一対のトーションバー8,8を形成し、チップ化する。光走査用電磁アクチュエータとする場合は、上記(e)のエッチング工程の後に、(f)工程として、可動部7上に反射ミラー9を形成する工程が追加され、その後チップ化すればよい。
特開2003−153518号公報 特開2006−42487号公報
This type of electromagnetic actuator is manufactured by using a semiconductor manufacturing technique as described in Patent Document 2, for example, and an outline of a conventional manufacturing process is shown in FIG.
That is, in the step (a), a first layer coil pattern 2A and one electrode terminal region are formed on a semiconductor substrate (silicon substrate) 1. Next, in step (b), the insulating film 3 is formed on the coil pattern 2A except for the contact portion forming portion. Thereby, the contact part 2a is formed. In step (c), a second layer coil pattern 2B that is electrically connected to the first layer coil pattern 2A through the contact portion 2a and the other electrode terminal region are formed. Thereby, the above-described drive coil is formed. Next, in the step (d), the protective film 4 is formed on the second layer coil pattern 2B and part of each electrode terminal region. Thereby, a pair of electrode terminal portions 5A and 5B for electrically connecting the drive coil to an external circuit (not shown) by wire bonding is formed. In step (e), the semiconductor substrate portion excluding the frame-shaped support portion forming portion, the movable portion forming portion, and the torsion bar forming portion is removed by etching, and the frame-shaped support portion 6, the movable portion 7, and the pair of torsion bars 8, 8 are formed and formed into chips. When an electromagnetic actuator for optical scanning is used, a step of forming the reflection mirror 9 on the movable portion 7 is added as a step (f) after the etching step (e), and then a chip may be formed.
JP 2003-153518 A JP 2006-42487 A

ところで、この電磁アクチュエータにおいて、電磁駆動力を大きくするには可動部上のコイルのターン数を多くする必要がある。このため、従来では、コイル形成工程を複数回行い、コイルパターンを積層することにより、可動部上のコイルターン数を多くするようにしている。従って、従来の電磁アクチュエータでは、図21(a)〜(d)で示すように、コイル形成工程として、1層目コイル形成→層間絶縁膜形成→2層目コイル形成→保護膜形成の少なくとも4工程を要し、製造工程が多く製造コストがかかるという問題がある。   By the way, in this electromagnetic actuator, it is necessary to increase the number of turns of the coil on the movable part in order to increase the electromagnetic driving force. For this reason, conventionally, the number of coil turns on the movable portion is increased by performing the coil formation step a plurality of times and laminating the coil patterns. Therefore, in the conventional electromagnetic actuator, as shown in FIGS. 21A to 21D, at least 4 of the first layer coil formation → interlayer insulation film formation → second layer coil formation → protection film formation is performed as the coil formation process. There is a problem that a process is required and the manufacturing process is large and the manufacturing cost is high.

本発明は上記問題点に着目してなされたもので、コイル形成工程数が少なく製造コストの安価な電磁アクチュエータを提供することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to the above problems, and an object of the present invention is to provide an electromagnetic actuator with a small number of coil forming steps and a low manufacturing cost.

このため、請求項1の発明は、枠状の支持部と、可動部と、前記支持部の枠内に前記可動部を揺動可能に軸支するトーションバーとを半導体基板で一体形成し、前記可動部に駆動コイルを備え、前記可動部の前記トーションバーと平行な両対辺部の駆動コイル部分に静磁界を作用させる静磁界発生手段を備え、前記駆動コイルの一対の電極端子を、前記支持部に設ける構成の電磁アクチュエータであって、前記駆動コイルを、前記一対の電極端子の一方からトーションバーを経由して可動部上に配線した後、前記トーションバーを経由して前記支持部側に引き出し、再度、前記トーションバーを経由して可動部上に配線した後、前記トーションバーを経由して前記支持部側に引き出して前記一対の電極端子の他方に接続するよう配線して、同じ層で、且つ、前記可動部上に複数ターン配線して前記一対の電極端子に接続する構成とすると共に、前記静磁界発生手段を、前記支持部の内側に配置するようにしたことを特徴とする。 For this reason, the invention of claim 1 integrally forms a frame-shaped support portion, a movable portion, and a torsion bar that pivotally supports the movable portion within the frame of the support portion with a semiconductor substrate, The movable portion includes a drive coil, and includes static magnetic field generating means for applying a static magnetic field to the drive coil portions of the opposite sides parallel to the torsion bar of the movable portion, and the pair of electrode terminals of the drive coil are An electromagnetic actuator configured to be provided in a support portion, wherein the drive coil is wired from one of the pair of electrode terminals to the movable portion via a torsion bar, and then the support portion side via the torsion bar the drawer, again, the after wiring on a movable part via a torsion bar, and wiring to connect to the other of the pair of electrode terminals are drawn out to the support part side via the torsion bar, the A layer, and, together with a plurality of turns wiring on said movable portion and configured to be connected to the pair of electrode terminals, and characterized in that said static magnetic field generating means, and be arranged on the inner side of the supporting part To do.

かかる構成では、駆動コイルは、前記一対の電極端子の一方からトーションバーを経由して可動部上に配線した後、前記トーションバーを経由して前記支持部側に引き出し、再度、前記トーションバーを経由して可動部上に配線した後、前記トーションバーを経由して前記支持部側に引き出して前記一対の電極端子の他方に接続するよう配線することで、駆動コイルを1回のコイルパターン形成工程で、同じ層で、且つ、可動部上に複数ターン配線できるようになり、従来と同様に十分な駆動力を得ることができるようになる。そして、静磁界発生手段を支持部の内側に配置することで、電磁アクチュエータをより一層微細化した場合等における、支持部部分に配置した駆動コイルの発生する磁界の可動部回動動作に対する影響を低減できるようになる。 In such a configuration, the drive moving the coil, after wiring on a movable portion via the torsion bar from one of the pair of electrode terminals, the drawer to the support part side via the torsion bar, again, the torsion bar After wiring on the movable part via the torsion bar , the drive coil is connected to the other of the pair of electrode terminals through the torsion bar and connected to the other of the pair of electrode terminals. In the formation process, a plurality of turns can be wired on the same layer and on the movable part, and a sufficient driving force can be obtained as in the conventional case. And by arranging the static magnetic field generating means inside the support part, the influence of the magnetic field generated by the drive coil arranged in the support part part on the moving part rotating operation when the electromagnetic actuator is further miniaturized, etc. Can be reduced.

請求項のように、前記駆動コイルと同じ層に、前記可動部の振幅検出用コイルを配線する構成とするとよい。
かかる構成では、駆動コイルと可動部の振幅検出用コイルを同時に形成できるようになる。
請求項のように、前記可動部が、内側可動部と該内側可動部の外側に設けた枠状の外側可動部とからなり、前記外側可動部を前記支持部に外側トーションバーで回動可能に軸支し、前記内側可動部を前記外側可動部に外側トーションバーの軸方向に直交する内側トーションバーで回動可能に軸支する構成とするとよい。この場合、請求項のように、前記駆動コイルが、前記内側可動部に複数ターン配線した内側駆動コイル部と、前記外側可動部に複数ターン配線した外側駆動コイル部とを備える構成とするとよい。
As claim 2, in the same layer as the driving coil, the amplitude detecting coil of the movable unit may be configured to interconnect.
With this configuration, the drive coil and the amplitude detection coil of the movable part can be formed simultaneously.
According to a third aspect of the present invention, the movable portion includes an inner movable portion and a frame-like outer movable portion provided outside the inner movable portion, and the outer movable portion is rotated by the outer torsion bar to the support portion. The inner movable portion may be pivotally supported by the inner movable portion so as to be rotatable by the inner torsion bar orthogonal to the axial direction of the outer torsion bar. In this case, as described in claim 4 , the drive coil may include an inner drive coil portion wired a plurality of turns to the inner movable portion and an outer drive coil portion wired a plurality of turns to the outer movable portion. .

かかる構成では、内側可動部と外側可動部を独立に回動駆動することが可能となり、2次元タイプの電磁アクチュエータとすることができるようになる。
請求項のように、前記可動部に、反射ミラーを形成する構成とするとよい。
かかる構成では、電磁アクチュエータを光ビームの走査用アクチュエータとして適用できるようになる。
In such a configuration, the inner movable portion and the outer movable portion can be independently rotated, and a two-dimensional electromagnetic actuator can be obtained.
As in claim 5, the movable part, it may be configured to form a reflective mirror.
With such a configuration, the electromagnetic actuator can be applied as a light beam scanning actuator.

本発明の電磁アクチュエータによれば、駆動コイルの一部を支持部を利用して配線することにより、1回のコイルパターン形成工程で、可動部上に複数ターン形成できると共に、支持部の一対の電極端子に接続できる。これにより、コイルパターン形成工程を削減できると共にコイルパターンを積層する必要がなく層間絶縁膜形成工程も省略できる。従って、コイル形成工程数が少なく製造工程を簡素化でき、電磁アクチュエータの製造コストを大幅に削減できる。また、可動部上に複数ターン形成できるので、従来同様の駆動力を確保できると共に、支持部の電極端子に接続できるので、外部回路と接続するためのワイヤボンディング作業を従来同様に容易にできる。更に、静磁界発生手段を支持部の内側に配置することにより、電磁アクチュエータをより一層微細化した場合等における、支持部部分に配置した駆動コイルの発生する磁界の可動部回動動作に対する影響を低減できる。 According to the electromagnetic actuator of the present invention, it is possible to form a plurality of turns on the movable part in one coil pattern forming step by wiring a part of the drive coil using the support part, and a pair of support parts. Can be connected to electrode terminals. As a result, the coil pattern forming step can be reduced and the coil pattern need not be stacked, and the interlayer insulating film forming step can be omitted. Therefore, the number of coil forming processes is small, the manufacturing process can be simplified, and the manufacturing cost of the electromagnetic actuator can be greatly reduced. Further, since a plurality of turns can be formed on the movable portion, the same driving force as in the conventional case can be secured and the electrode terminal of the support portion can be connected, so that the wire bonding work for connecting to the external circuit can be facilitated as in the conventional case. Furthermore, by disposing the static magnetic field generating means inside the support portion, the influence of the magnetic field generated by the drive coil arranged in the support portion on the rotating operation of the movable portion when the electromagnetic actuator is further miniaturized, etc. Can be reduced.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1に、本発明に係る電磁アクチュエータの第1参考例の平面図を示す。
図1において、本参考例の電磁アクチュエータは、枠状の支持部11に、一対のトーションバー12A,12Bを介して可動部13が回動可能に軸支されている。これら支持部11、トーションバー12A,12B及び可動部13は、例えばシリコン基板等の半導体基板により一体的に形成される。可動部13には、周縁部に通電により磁界を発生する駆動コイル14が、複数ターン(本参考例では2ターン)配線されて支持部11に設けた一対の電極端子15A,15Bに接続される。支持部11のトーションバー12A,12Bの軸方向と平行な対辺部の外方には、トーションバー12A,12Bの軸方向と平行な可動部両対辺部の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して永久磁石16,16が、互いに反対磁極が対向するようにして設けられている。尚、静磁界発生手段は電磁石でもよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a plan view of a first reference example of an electromagnetic actuator according to the present invention.
In FIG. 1, the electromagnetic actuator of this reference example is pivotally supported by a frame-like support portion 11 via a pair of torsion bars 12A and 12B so that the movable portion 13 can rotate. The support part 11, the torsion bars 12A and 12B, and the movable part 13 are integrally formed of a semiconductor substrate such as a silicon substrate. In the movable portion 13, a drive coil 14 that generates a magnetic field by energizing the peripheral portion is wired for a plurality of turns (2 turns in this reference example ) and connected to a pair of electrode terminals 15 </ b> A and 15 </ b> B provided on the support portion 11. . On the outside of the opposite side parallel to the axial direction of the torsion bars 12A and 12B of the support portion 11, a pair of acting a static magnetic field on the drive coil portions of the opposite sides of the movable portion parallel to the axial direction of the torsion bars 12A and 12B. As the static magnetic field generating means, permanent magnets 16 and 16 are provided so that opposite magnetic poles face each other. The static magnetic field generating means may be an electromagnet.

前記駆動コイル14は、支持部11に形成された一対の電極端子15A,15Bの一方の電極端子15Aから一方のトーションバー12Aを経由して可動部13上でその周縁部を略周回した後、トーションバー12Aを経由して支持部11側に引き出し、他方の電極端子15Bに沿って配線し、電極端子15A,15B間から再度、トーションバー12Aを経由して可動部13の1ターン目の内側を略周回した後、トーションバー12Aを経由して支持部11側に引き出して他方の電極端子15Bに接続するよう配線する。   After the drive coil 14 substantially circulates around its peripheral portion on the movable portion 13 from one electrode terminal 15A of the pair of electrode terminals 15A, 15B formed on the support portion 11 via one torsion bar 12A, Pulled out to the support portion 11 side via the torsion bar 12A, wired along the other electrode terminal 15B, and again inside the first turn of the movable portion 13 via the torsion bar 12A from between the electrode terminals 15A and 15B. After being substantially circulated, wiring is performed so as to be drawn out to the support portion 11 side via the torsion bar 12A and connected to the other electrode terminal 15B.

この第1参考例の電磁アクチュエータの製造工程は、従来と同様にシリコン基板を熱酸化した後、酸化膜上に例えばアルミニウム薄膜をスパッタリング等により形成する。そして、上述した配線形態のコイルパターンと一対の電極端子領域に相当する部分をポジ型レジストでマスクし、アルミニウム薄膜をエッチングした後、ポジ型レジストを除去する。これにより、同じ層内に駆動コイル14、一対の電極端子15A,15Bが形成される。そして、駆動コイル14及び一対の電極端子15A,15Bに保護膜4(図21参照)を形成した後、シリコン基板の、支持部形成部、可動部形成部及びトーションバー形成部を除いた部分をエッチングにより除去する。これにより、支持部11、一対のトーションバー12A,12B及び可動部13が形成される。 In the manufacturing process of the electromagnetic actuator of the first reference example , a silicon substrate is thermally oxidized as in the conventional case, and then, for example, an aluminum thin film is formed on the oxide film by sputtering or the like. Then, the portion corresponding to the coil pattern of the wiring form and the pair of electrode terminal regions is masked with a positive resist, the aluminum thin film is etched, and then the positive resist is removed. Thereby, the drive coil 14 and the pair of electrode terminals 15A and 15B are formed in the same layer. And after forming the protective film 4 (refer FIG. 21) in the drive coil 14 and a pair of electrode terminal 15A, 15B, the part except a support part formation part, a movable part formation part, and a torsion bar formation part of a silicon substrate is formed. Remove by etching. Thereby, the support part 11, a pair of torsion bars 12A and 12B, and the movable part 13 are formed.

尚、駆動コイル14、一対の電極端子15A,15Bを、金のような腐食対策が不要な材料で形成する場合は、保護膜形成工程は省略できる。また、光走査用電磁アクチュエータの場合は、シリコン基板をエッチングする支持部11、一対のトーションバー12A,12B及び可動部13の形成工程の後に、反射ミラーを形成する工程が追加される。
かかる電磁アクチュエータによれば、駆動コイル14の一部を支持部11に引き回して配線するコイルパターンとしたので、従来のように可動部13に駆動コイルを複数ターン形成し且つ支持部の電極端子に接続するようにするためにコイルパターンを積層する必要がない。これにより、可動部13上に複数ターン有すると共に支持部11に配置した一対の電極端子15A,15Bに接続できる駆動コイル14を、1回のコイル形成工程で形成することができコイルパターン形成工程を削減できると共に、1層目コイルと2層目コイルを絶縁するための層間絶縁膜形成工程も省略できる。従って、コイル形成工程数が少なく製造工程を簡素化でき、電磁アクチュエータの製造コストを大幅に削減できる。また、可動部13上に複数ターン形成できるので、従来と同様の駆動力を確保できる。しかも、一対の電極端子15A,15Bを、固定部である支持部11に配置することができるので、駆動コイル14を外部回路に接続するためのワイヤボンディングが従来と同様に容易にできる。
When the drive coil 14 and the pair of electrode terminals 15A and 15B are formed of a material that does not require corrosion countermeasures such as gold, the protective film forming step can be omitted. In the case of an optical actuator for optical scanning, a process of forming a reflection mirror is added after the process of forming the support part 11 for etching the silicon substrate, the pair of torsion bars 12A and 12B, and the movable part 13.
According to such an electromagnetic actuator, since a part of the drive coil 14 is formed into a coil pattern that is routed and wired to the support part 11, a plurality of drive coils are formed in the movable part 13 as in the prior art, and the electrode terminal of the support part is formed. There is no need to stack coil patterns in order to connect them. As a result, the drive coil 14 that has a plurality of turns on the movable portion 13 and can be connected to the pair of electrode terminals 15A and 15B disposed on the support portion 11 can be formed in one coil forming step. In addition to the reduction, the interlayer insulating film forming step for insulating the first layer coil and the second layer coil can be omitted. Therefore, the number of coil forming processes is small, the manufacturing process can be simplified, and the manufacturing cost of the electromagnetic actuator can be greatly reduced. In addition, since a plurality of turns can be formed on the movable portion 13, the same driving force as in the prior art can be ensured. In addition, since the pair of electrode terminals 15A and 15B can be disposed on the support portion 11 which is a fixed portion, wire bonding for connecting the drive coil 14 to an external circuit can be easily performed as in the conventional case.

この電磁アクチュエータの動作は、従来と同様で、外部駆動回路から可動部13上の駆動コイル14に電流を供給すると磁界が発生し、この磁界と永久磁石16,16による静磁界との相互作用によりローレンツ力が発生し、トーションバー12A,12Bの軸方向と平行な可動部両対辺部に互いに逆方向の電磁力が発生し、トーションバー12A,12Bを軸中心として可動部13が回動する。この回動動作に伴ってトーションバー12A,12Bが捩じられトーションバー12A,12Bにばね力が発生し、このトーションバー12A,12Bのばね力と発生した電磁力とが釣合う位置まで可動部13は回動する。   The operation of this electromagnetic actuator is the same as in the prior art. When a current is supplied from the external drive circuit to the drive coil 14 on the movable portion 13, a magnetic field is generated, and due to the interaction between this magnetic field and the static magnetic field generated by the permanent magnets 16 and 16. Lorentz force is generated, electromagnetic forces in opposite directions are generated on both sides of the movable part parallel to the axial direction of the torsion bars 12A and 12B, and the movable part 13 rotates about the torsion bars 12A and 12B as the axis. The torsion bars 12A and 12B are twisted along with this turning operation, and a spring force is generated in the torsion bars 12A and 12B. 13 rotates.

駆動コイル14に直流電流を流せば電流量に応じた回動位置で可動部13は停止するので、電流量に応じて可動部13の回動角度を制御できる。駆動コイル14に正弦波等の交流電流を流せば可動部13を揺動できる。可動部13に反射ミラーを設ければ、光走査用電磁アクチュエータとして反射ミラーにより光ビームを偏向走査することができ、駆動コイル14に供給する交流電流の周波数を可動部13の揺動運動の共振周波数に設定すれば、一定周期で連続走査可能な光走査デバイスが実現できる。   If a direct current is passed through the drive coil 14, the movable portion 13 stops at a rotation position corresponding to the amount of current, so that the rotation angle of the movable portion 13 can be controlled according to the amount of current. If an alternating current such as a sine wave is passed through the drive coil 14, the movable part 13 can be swung. If the movable part 13 is provided with a reflection mirror, the light beam can be deflected and scanned by the reflection mirror as an optical actuator for optical scanning, and the frequency of the alternating current supplied to the drive coil 14 is set to the resonance of the oscillation motion of the movable part 13. If the frequency is set, an optical scanning device capable of continuous scanning at a constant period can be realized.

図2及び図3は、駆動コイル14の異なった配線パターン例をそれぞれ示したものである。尚、図2及び図3では、一対の永久磁石16,16については図示を省略してある。
図2の駆動コイル14の配線パターンは、支持部11の一方の電極端子15Aから一方のトーションバー12Aを経由して可動部13周縁部を略半周した後、他方のトーションバー12Bを経由して支持部11側に引き出す。更に、支持部11を略半周した後、電極端子15A回りに配線し、同様のルートでトーションバー12A、可動部13、トーションバー12Bを経由して再度支持部11に引き出す。その後、支持部11を略周回し、前述とは逆にトーションバー12B側から可動部13の配線していない側の周縁部に沿って略半周しトーションバー12Aから支持部11に引き出す。更に、電極端子15Bに沿って配線し支持部11を略半周した後、同様のルートでトーションバー12B、可動部13、トーションバー12Aを経由して支持部11に引き出した後、他方の電極端子15Bに接続するよう配線する。
2 and 3 show different wiring pattern examples of the drive coil 14, respectively. 2 and 3, the pair of permanent magnets 16 and 16 are not shown.
The wiring pattern of the drive coil 14 shown in FIG. 2 is obtained by making one half of the periphery of the movable portion 13 from one electrode terminal 15A of the support portion 11 via one torsion bar 12A and then via the other torsion bar 12B. Pull it out to the support 11 side. Further, after approximately half the circumference of the support portion 11, wiring is performed around the electrode terminal 15A, and the support portion 11 is again drawn out to the support portion 11 via the torsion bar 12A, the movable portion 13, and the torsion bar 12B through the same route. After that, the support portion 11 is substantially circulated, contrary to the above, from the torsion bar 12B side to the support portion 11 from the torsion bar 12A and substantially half a circumference along the peripheral portion of the movable portion 13 on the non-wiring side. Furthermore, after wiring along the electrode terminal 15B and substantially half-turning the support portion 11, the other electrode terminal is drawn out to the support portion 11 via the torsion bar 12B, the movable portion 13, and the torsion bar 12A through the same route. Wire to connect to 15B.

図3の駆動コイル14の配線パターンは、支持部11の一方の電極端子15Aからトーションバー12Aを経由して可動部13の周縁部を略半周した後、他方のトーションバー12Bを経由して支持部11側に引き出す。更に、支持部11を略半周した後、電極端子15A,15B間からトーションバー12Aを経由して可動部13の周縁部を略周回した後、トーションバー12Aを経由して支持部11に引き出す。その後、電極端子15B回りに支持部11を略半周して、トーションバー12B側から可動部13の周縁部を略半周してトーションバー12Aから支持部11に引き出した後、他方の電極端子15Bに接続するよう配線する。   The wiring pattern of the drive coil 14 shown in FIG. 3 is supported from the one electrode terminal 15A of the support part 11 through the torsion bar 12A through the torsion bar 12A, and then through the other torsion bar 12B. Pull out to the part 11 side. Further, after substantially supporting the support portion 11, the periphery of the movable portion 13 is substantially circulated between the electrode terminals 15A and 15B via the torsion bar 12A, and then pulled out to the support portion 11 via the torsion bar 12A. Thereafter, the support portion 11 is substantially half-circled around the electrode terminal 15B, the peripheral portion of the movable portion 13 is substantially half-circulated from the torsion bar 12B side, and is drawn from the torsion bar 12A to the support portion 11, and then the other electrode terminal 15B. Wire to connect.

図2及び図3の場合も、駆動コイル14は同じ層で且つ可動部13上に複数ターン(図では2ターン)配線でき、支持部11に配置した一対の電極端子15A,15Bを介してワイヤボンディングにより外部回路と接続可能な構成である。
図4は、図1の電磁アクチュエータに振幅検出用コイルを設けた本発明の第2参考例の平面図を示す。
2 and 3, the drive coil 14 can be wired in the same layer and a plurality of turns (two turns in the figure) on the movable portion 13, and can be wired via a pair of electrode terminals 15 </ b > A and 15 </ b > B disposed on the support portion 11. This structure can be connected to an external circuit by bonding.
FIG. 4 is a plan view of a second reference example of the present invention in which the electromagnetic actuator of FIG. 1 is provided with an amplitude detection coil.

図4において、振幅検出用コイル17は、可動部13周縁部の駆動コイル内側に複数ターン(図では2ターン)配線されて支持部11に設けた一対の電極端子18A,18Bに接続される。
振幅検出用コイル17は、駆動コイル14と同時形成されて同じ層に配線されている。その配線パターンは、駆動コイル14と同様に、支持部11に形成された電極端子18Aからトーションバー12Aを経由して可動部13上でその周縁部を略周回した後、トーションバー12Aを経由して支持部11側に引き出し、他方の電極端子18Bに沿って配線し、再度、前記トーションバー12Aを経由して可動部13の1ターン目の内側を略周回した後、トーションバー12Aを経由して支持部11側に引き出して他方の電極端子18Bに接続するよう配線する。
In FIG. 4, the amplitude detection coil 17 is connected to a pair of electrode terminals 18 </ b > A and 18 </ b > B provided on the support portion 11 by wiring a plurality of turns (two turns in the drawing) inside the drive coil at the peripheral portion of the movable portion 13.
The amplitude detection coil 17 is formed simultaneously with the drive coil 14 and wired in the same layer. Similar to the drive coil 14, the wiring pattern passes through the torsion bar 12 </ b> A after substantially rounding the peripheral part on the movable part 13 from the electrode terminal 18 </ b> A formed on the support part 11 via the torsion bar 12 </ b> A. Then, it is pulled out to the support part 11 side, wired along the other electrode terminal 18B, and again around the inside of the first turn of the movable part 13 through the torsion bar 12A again, and then through the torsion bar 12A. Then, wiring is performed so as to lead out to the support portion 11 side and connect to the other electrode terminal 18B.

この振幅検出用コイル17及び一対の電極端子18A,18Bは、駆動コイル14のコイルパターン形成工程で、駆動コイルのパターニングと同時にパターニングして形成することができる。従って、本参考例は、第1参考例と同じ製造工程数で製造できる。
振幅検出用コイル17では、静磁界中を可動部13が揺動すると、その揺動動作に伴って振幅検出用コイル17に誘導起電圧が発生し、この誘導起電圧を検出することにより、可動部13の揺動角度が検出できる。
The amplitude detection coil 17 and the pair of electrode terminals 18A and 18B can be formed by patterning simultaneously with the patterning of the drive coil in the coil pattern forming process of the drive coil 14. Therefore, this reference example can be manufactured with the same number of manufacturing steps as the first reference example .
In the amplitude detection coil 17, when the movable portion 13 swings in the static magnetic field, an induced electromotive voltage is generated in the amplitude detection coil 17 along with the swing operation, and the induced electromotive voltage is detected to move the movable portion 13. The swing angle of the part 13 can be detected.

図5は図2の電磁アクチュエータに、図6は図3の電磁アクチュエータに、それぞれ図4と同様の配線パターンで振幅用検出コイル17を配線した例である。
尚、図4〜図6において、図1に示した一対の永久磁石16,16は図示を省略してある。
ところで、この種の電磁アクチュエータでは、支持部11に駆動コイル14の一部を引き回すことになり、この部分の駆動コイル14に発生する磁界による可動部13の回動動作に対する影響が考えられるが、空気中では透磁率が低いのでその影響は無視できる。しかし、電磁アクチュエータのより一層の微細化により支持部11部分の駆動コイル14に発生する磁界を無視できなくなる。このため、本発明は、静磁界発生手段としての例えば一対の永久磁石16,16を、支持部11の内側に配置するようにする。
5 is an example in which the amplitude detection coil 17 is wired to the electromagnetic actuator of FIG. 2 and FIG. 6 is wired to the electromagnetic actuator of FIG.
4 to 6, the pair of permanent magnets 16 and 16 shown in FIG. 1 are not shown.
By the way, in this type of electromagnetic actuator, a part of the drive coil 14 is routed around the support part 11, and the influence on the rotating operation of the movable part 13 by the magnetic field generated in this part of the drive coil 14 can be considered. The influence is negligible because the permeability is low in air. However, the magnetic field generated in the drive coil 14 in the support portion 11 cannot be ignored due to further miniaturization of the electromagnetic actuator . For this reason, in the present invention, for example, a pair of permanent magnets 16 and 16 as static magnetic field generating means are arranged inside the support portion 11.

図7は、本発明の電磁アクチュエータの第1実施形態の構成を示し、永久磁石16,16を支持部11の内側に配置する構成である。尚、図の簡略化のために駆動コイルは図示を省略してあるが、図1〜図3のいずれかの配線パターンで駆動コイルが配線されていることは言うまでもない。
図8及び図9は、本発明の別の構成例であり、可動部13に反射ミラー19を設けた光走査用電磁アクチュエータの場合であって、可動部13が駆動コイルを配線した周縁部と中央の反射ミラー19部分とを分離する構造の場合に、永久磁石16,16を、可動部13の駆動コイル14を配線した周縁部を挟み込むようにして配置する構成である。
FIG. 7 shows a configuration of the first embodiment of the electromagnetic actuator of the present invention, in which the permanent magnets 16 are arranged inside the support portion 11. Although the drive coil is not shown for simplification of the drawing, it goes without saying that the drive coil is wired in any one of the wiring patterns shown in FIGS.
8 and 9 show another configuration example of the present invention, which is a case of an optical scanning electromagnetic actuator in which a movable mirror 13 is provided with a reflection mirror 19, and the movable portion 13 has a peripheral portion wired with a drive coil. In the case of a structure in which the central reflection mirror 19 is separated, the permanent magnets 16 and 16 are arranged so as to sandwich the peripheral portion where the drive coil 14 of the movable portion 13 is wired.

図10及び図11は、支持部分の駆動コイル14に発生する磁界による可動部13の回動動作に対する影響を低減する参考例であり、トーションバー12A,12Bの軸方向と平行な支持部11部分を、トーションバー12A,12Bの軸方向と平行な可動部対辺部に対して角度を設けて形成し、支持部11の駆動コイル部分が可動部13の駆動コイル部分と平行にならないようにして、可動部13の回動動作に影響を与える可能性の磁界成分を小さくしたものである。
また、本発明の別の構成例として、図11の電磁アクチュエータにおいて、図中、破線で示すように支持部11の内側に永久磁石16,16を配置する構成が考えられる。
10 and 11 are reference examples for reducing the influence of the magnetic field generated in the drive coil 14 of the support portion on the rotating operation of the movable portion 13, and the support portion 11 portion parallel to the axial direction of the torsion bars 12A and 12B. Are formed at an angle with respect to the opposite side portion of the movable portion parallel to the axial direction of the torsion bars 12A, 12B so that the drive coil portion of the support portion 11 is not parallel to the drive coil portion of the movable portion 13. The magnetic field component that may affect the rotating operation of the movable portion 13 is reduced.
As another configuration example of the present invention, in the electromagnetic actuator of FIG. 11, a configuration in which the permanent magnets 16, 16 are arranged inside the support portion 11 as indicated by a broken line in the drawing can be considered.

図12は、第3参考例である2次元タイプの電磁アクチュエータの平面図を示す。
図12において、本参考例の電磁アクチュエータは、枠状の支持部21に、一対の外側トーションバー22A,22Bを介して枠状の外側可動部23Aが回動可能に軸支されている。外側可動部23Aには、外側トーションバー22A,22Bの軸方向に直交する一対の内側トーションバー24A,24Bを介して平板状の内側可動部23Bが回動可能に軸支されている。これら支持部21、外側及び内側のトーションバー22A,22B、24A,24B及び外側及び内側の可動部23A,23Bは、シリコン基板等の半導体基板で一体的に形成される。外側可動部23Aと内側可動部23Bには、通電により磁界を発生する駆動コイル25が複数ターン(図では2ターン)ずつ配線され、支持部21に設けた一対の電極端子26A,26Bに接続される。支持部21の外方には、外側トーションバー22A,22Bの軸方向と平行に一対の永久磁石27A,27Aが、内側トーションバー24A,24Bの軸方向と平行に一対の永久磁石27B,27Bが、それぞれ互いに反対磁極が対向するようにして設けられている。これらは、外側可動部両対辺部の駆動コイル部分と内側可動部両対辺部の駆動コイル部分とに、それぞれ静磁界を作用する。
FIG. 12 is a plan view of a two-dimensional type electromagnetic actuator which is a third reference example .
In FIG. 12, in the electromagnetic actuator of this reference example , a frame-shaped outer movable portion 23A is pivotally supported by a frame-shaped support portion 21 via a pair of outer torsion bars 22A, 22B. A flat plate-like inner movable portion 23B is pivotally supported on the outer movable portion 23A via a pair of inner torsion bars 24A and 24B orthogonal to the axial direction of the outer torsion bars 22A and 22B. The support portion 21, the outer and inner torsion bars 22A, 22B, 24A, 24B and the outer and inner movable portions 23A, 23B are integrally formed of a semiconductor substrate such as a silicon substrate. The outer movable portion 23A and the inner movable portion 23B are wired with a plurality of turns (two turns in the drawing) of a drive coil 25 that generates a magnetic field when energized, and are connected to a pair of electrode terminals 26A and 26B provided on the support portion 21. The A pair of permanent magnets 27A and 27A are parallel to the axial direction of the outer torsion bars 22A and 22B, and a pair of permanent magnets 27B and 27B are parallel to the axial direction of the inner torsion bars 24A and 24B. The magnetic poles opposite to each other are provided so as to face each other. These apply a static magnetic field to the drive coil portions on both sides of the outer movable portion and the drive coil portions on the opposite sides of the inner movable portion.

前記駆動コイル25は、支持部21に形成された電極端子26Aから外側トーションバー22Aを経由して外側可動部23Aを略1/4周して内側トーションバー24Aを経由して内側可動部23Bに配線する。更に、内側可動部23Bを略周回した後、内側トーションバー24Aを経由して外側可動部23Aに引き出し、外側可動部23Aを略3/4周した後、外側トーションバー22Aを経由して支持部21に引き出す。更に、他方の電極端子26Bに沿って配線し、電極端子26A,26B間から再度、外側トーションバー22Aを経由して外側可動部23Aに配線した後は、前述と同様の経路(外側可動部23A1/4周→内側トーションバー24A→内側可動部23B周回→内側トーションバー24A→外側可動部23A3/4周→外側トーションバー22A→支持部21)で配線して電極端子26Bに接続するよう配線する。ここで、外側可動部23Aに複数ターン形成された駆動コイル25が外側駆動コイル部を構成し、内側可動部23Bに複数ターン形成された駆動コイル25が内側駆動コイル部を構成する。   The drive coil 25 goes from the electrode terminal 26A formed on the support portion 21 through the outer torsion bar 22A to the outer movable portion 23A by approximately ¼, and passes through the inner torsion bar 24A to the inner movable portion 23B. Wiring. Further, after substantially circling the inner movable part 23B, the inner movable part 23B is pulled out to the outer movable part 23A via the inner torsion bar 24A, and after the outer movable part 23A is made approximately 3/4 rounds, the support part via the outer torsion bar 22A. Pull out to 21. Furthermore, after wiring along the other electrode terminal 26B and wiring again between the electrode terminals 26A and 26B via the outer torsion bar 22A to the outer movable portion 23A, the same path (outer movable portion 23A1) as described above is used. / 4 turn → inner torsion bar 24A → inner movable part 23B lap → inner torsion bar 24A → outer movable part 23A3 / 4 turn → outer torsion bar 22A → support part 21) and wired to connect to electrode terminal 26B. . Here, the drive coil 25 formed in a plurality of turns in the outer movable portion 23A constitutes an outer drive coil portion, and the drive coil 25 formed in a plurality of turns in the inner movable portion 23B constitutes an inner drive coil portion.

この第3参考例の電磁アクチュエータの製造工程は、図1の第1参考例とはコイルパターンとシリコン基板のエッチング形状が異なるだけであり、第1参考例と同じ製造工程数で形成でき、1回のコイル形成工程で駆動コイル25を形成できる。
かかる構成の2次元タイプの電磁アクチュエータによれば、図1〜図3の電磁アクチュエータと同様に、それぞれ複数ターンの外側駆動コイル部と内側駆動コイル部を有すると共に支持部21の一対の電極端子26A,26Bに接続する駆動コイル25を、1回のコイル形成工程で形成することができるので、コイル形成工程数が少なく製造工程を簡素化でき、電磁アクチュエータの製造コストを大幅に削減できる。
The manufacturing process of the electromagnetic actuator of the third reference example is different from the first reference example of FIG. 1 only in the coil pattern and the etching shape of the silicon substrate, and can be formed with the same number of manufacturing processes as the first reference example. The drive coil 25 can be formed in a single coil formation process.
According to the two-dimensional type electromagnetic actuator having such a configuration, similarly to the electromagnetic actuators of FIGS. 1 to 3, each of the pair of electrode terminals 26 </ b> A of the support portion 21 has a plurality of turns of the outer drive coil portion and the inner drive coil portion. , 26B can be formed in a single coil forming process, the number of coil forming processes is small, the manufacturing process can be simplified, and the manufacturing cost of the electromagnetic actuator can be greatly reduced.

この電磁アクチュエータは、駆動コイル25に、外側可動部23Aと内側可動部23Bのそれぞれの共振周波数を重畳させた信号を入力することで、外側可動部23Aと内側可動部23Bを回動駆動することができる。
図13及び図14は、図12と異なる駆動コイル14の配線パターン例をそれぞれ示したものである。尚、図13及び図14では、永久磁石27A,27Aと27B,27Bについては図示を省略してある。
This electromagnetic actuator rotates and drives the outer movable portion 23A and the inner movable portion 23B by inputting a signal in which the resonance frequencies of the outer movable portion 23A and the inner movable portion 23B are superimposed on the drive coil 25. Can do.
13 and 14 show examples of wiring patterns of the drive coil 14 different from those in FIG. In FIGS. 13 and 14, the permanent magnets 27A, 27A and 27B, 27B are not shown.

図13の駆動コイル25の配線パターンは、支持部21の電極端子26Aから外側トーションバー22Aを経由して外側可動部23Aを略1/4周して内側トーションバー24Aを経由して内側可動部23Bに配線する。更に、内側可動部23Bを略周回した後、内側トーションバー24Aを経由して外側可動部23Aに引き出し、略1/4周した後、外側トーションバー22Bを経由して支持部21に引き出す。更に、支持部21を略半周して電極端子26Aに沿って配線した後、電極端子26A,26B間から再度、外側トーションバー22Aを経由して外側可動部23Aに配線する。その後、前述と同様の経路(外側可動部23A1/4周→内側トーションバー24A→内側可動部23B周回→内側トーションバー24A→外側可動部23A1/4周→外側トーションバー22B)で支持部21に引き出す。更に、支持部21を略周回した後、外側トーションバー22B→外側可動部23A半周→外側トーションバー22A→支持部21の順で配線する。更に、支持部21を半周した後、前述と同様の経路(外側トーションバー22B→外側可動部23A半周→外側トーションバー22A→支持部21)で支持部21に引き出し、他方の電極端子26Bに接続する。   The wiring pattern of the drive coil 25 shown in FIG. 13 is such that the outer movable portion 23A is turned approximately ¼ from the electrode terminal 26A of the support portion 21 via the outer torsion bar 22A, and the inner movable portion via the inner torsion bar 24A. Wire to 23B. Further, after substantially circling the inner movable portion 23B, the inner movable portion 23B is pulled out to the outer movable portion 23A via the inner torsion bar 24A, and after approximately ¼ cycle, the inner movable portion 23B is pulled out to the support portion 21 via the outer torsion bar 22B. Further, the support portion 21 is substantially half-circulated and wired along the electrode terminal 26A, and then again wired between the electrode terminals 26A and 26B to the outer movable portion 23A via the outer torsion bar 22A. Thereafter, the support portion 21 is routed in the same path as described above (outer movable portion 23A1 / 4 turn → inner torsion bar 24A → inner movable portion 23B orbit → inner torsion bar 24A → outer movable portion 23A1 / 4 turn → outer torsion bar 22B). Pull out. Further, after the support portion 21 is substantially circulated, wiring is performed in the order of the outer torsion bar 22B → the outer movable portion 23A half circumference → the outer torsion bar 22A → the support portion 21. Further, after half-circulating the support portion 21, it is pulled out to the support portion 21 through the same path as described above (outer torsion bar 22B → outer movable portion 23A half-turn → outer torsion bar 22A → support portion 21) and connected to the other electrode terminal 26B. To do.

図14の駆動コイル25の配線パターンは、電極端子26Aから外側トーションバー22A→外側可動部23A1/4周→内側トーションバー24A→内側可動部23B周回→内側トーションバー24A→外側可動部23A1/4周→外側トーションバー22B→支持部21半周→外側トーションバー22A→外側可動部23A1/4周→内側トーションバー24A→内側可動部23B周回→内側トーションバー24Aの順で配線し、外側可動部23Aに引き出すまでは図13と同様である。その後は、外側可動部23Aを略3/4周し、外側トーションバー22Aを経由して支持部21に引き出し、支持部21を略半周した後、外側トーションバー22Bを経由し、外側可動部23Aを略半周して外側トーションバー22Aを経由して支持部21に引き出し、他方の電極端子26Bに接続する。
図15は、図12の電磁アクチュエータに振幅検出用コイルを設けた本発明の第4参考例の平面図を示す。
The wiring pattern of the drive coil 25 in FIG. 14 is as follows: from the electrode terminal 26A to the outer torsion bar 22A → the outer movable portion 23A1 / 4 round → the inner torsion bar 24A → the inner movable portion 23B, the inner torsion bar 24A → the outer movable portion 23A1 / 4. The outer movable portion 23A is wired in the order of circumference → outer torsion bar 22B → support portion 21 half circumference → outer torsion bar 22A → outer movable portion 23A1 / 4 round → inner torsion bar 24A → inner movable portion 23B orbit → inner torsion bar 24A. The process is the same as in FIG. Thereafter, the outer movable portion 23A is made approximately 3/4 round, pulled out to the support portion 21 via the outer torsion bar 22A, and after the support portion 21 is substantially half-turned, the outer movable portion 23A is passed through the outer torsion bar 22B. Is pulled out to the support portion 21 via the outer torsion bar 22A and connected to the other electrode terminal 26B.
FIG. 15 is a plan view of a fourth reference example of the present invention in which an amplitude detection coil is provided in the electromagnetic actuator of FIG.

図15において、振幅検出用コイル28は、外側可動部23Aの駆動コイル内側及び内側可動部23Bの駆動コイル外側に複数ターン(図では2ターン)ずつ配線されて支持部21に設けた一対の電極端子29A,29Bに接続される。
振幅検出用コイル28は、駆動コイル25と同時形成されて同じ層に配線されている。その配線パターンは、一方の電極端子29Aから外側トーションバー22Aを経由して外側可動部23Aを略1/4周して内側トーションバー24Aを経由して内側可動部23Bに配線する。内側可動部23Bを略周回した後、内側トーションバー24Aを経由して外側可動部23Aに引き出し、略3/4周した後、外側トーションバー22Aを経由して支持部21に引き出す。更に、他方の電極端子29Bに沿って配線し、両電極端子29A,29Bの間から、再度、トーションバー22Aを経由して外側可動部23Aに配線した後は、前述と同様の経路(外側可動部23A1/4周→内側トーションバー24A→内側可動部23B周回→内側トーションバー24A→外側可動部23A3/4周→外側トーションバー22A→支持部21)で配線して他方の電極端子29Bに接続するよう配線する。
In FIG. 15, the amplitude detection coil 28 is a pair of electrodes provided on the support portion 21 by wiring a plurality of turns (two turns in the drawing) inside the drive coil of the outer movable portion 23A and outside the drive coil of the inner movable portion 23B . Connected to terminals 29A and 29B.
The amplitude detection coil 28 is formed simultaneously with the drive coil 25 and wired in the same layer. The wiring pattern is routed from one electrode terminal 29A through the outer torsion bar 22A to the outer movable part 23A by approximately ¼, and wired to the inner movable part 23B via the inner torsion bar 24A. After substantially circling the inner movable part 23B, the inner movable part 23B is pulled out to the outer movable part 23A via the inner torsion bar 24A, and after approximately three quarters, it is pulled out to the support part 21 via the outer torsion bar 22A. Further, after wiring along the other electrode terminal 29B and wiring again between the electrode terminals 29A and 29B via the torsion bar 22A to the outer movable portion 23A, the same path as described above (outer movable 23A1 / 4 turn → inner torsion bar 24A → inner movable part 23B lap → inner torsion bar 24A → outer movable part 23A3 / 4 turn → outer torsion bar 22A → support part 21) and connected to the other electrode terminal 29B Wiring to do.

図16は図13の電磁アクチュエータに、図17は図14の電磁アクチュエータに、それぞれ図15と同様の配線パターンで振幅用検出コイル28を配線した例である。
尚、図15〜図17において、図12に示した一対の永久磁石27A,27Aと27B,27Bは図示を省略してある。
図15〜図17の電磁アクチュエータの構成によれば、駆動コイル25と振幅検出用コイル28のどちらも、外側可動部23Aと内側可動部23Bに複数ターンずつ形成されているので、駆動コイル25を振幅検出用コイルとし、振幅検出用コイル28を駆動コイルとすることもできる。また、これら電磁アクチュエータの場合も、振幅検出用コイル28及び一対の電極端子29A,29Bは、駆動コイル25のコイルパターン形成工程で、駆動コイルと同時にパターニングして形成できる。
16 is an example in which the amplitude detection coil 28 is wired to the electromagnetic actuator of FIG. 13 and FIG. 17 is wired to the electromagnetic actuator of FIG.
15 to 17, the pair of permanent magnets 27A, 27A and 27B, 27B shown in FIG. 12 are not shown.
According to the configuration of the electromagnetic actuator shown in FIGS. 15 to 17, both the drive coil 25 and the amplitude detection coil 28 are formed on the outer movable portion 23 </ b> A and the inner movable portion 23 </ b> B by a plurality of turns. It is also possible to use an amplitude detection coil and the amplitude detection coil 28 as a drive coil. Also in the case of these electromagnetic actuators, the amplitude detection coil 28 and the pair of electrode terminals 29A and 29B can be formed by patterning simultaneously with the drive coil in the coil pattern forming process of the drive coil 25.

図18は、2次元タイプの電磁アクチュエータにおいて外側駆動コイルと内側駆動コイルを独立に形成し、外側可動部と内側可動部を独立して駆動できる構成平面図を示す。
図18において、31は外側駆動コイルで、外側可動部23Aに複数ターン(図では2ターン)配線され、支持部21に設けた一対の電極端子32A,32Bに接続される。33は内側駆動コイルで、内側可動部23Bに複数ターン(図では2ターン)配線され、支持部21に設けた一対の電極端子34A,34Bに接続される。
FIG. 18 is a plan view showing a configuration in which an outer drive coil and an inner drive coil are independently formed in a two-dimensional type electromagnetic actuator, and the outer movable portion and the inner movable portion can be driven independently.
In FIG. 18, reference numeral 31 denotes an outer drive coil, which is wired for a plurality of turns (two turns in the figure) to the outer movable portion 23 </ b > A and is connected to a pair of electrode terminals 32 </ b > A and 32 </ b > B provided on the support portion 21. Reference numeral 33 denotes an inner drive coil, which is wired a plurality of turns (two turns in the figure) to the inner movable portion 23B, and is connected to a pair of electrode terminals 34A and 34B provided on the support portion 21.

外側駆動コイル31は、支持部21に形成された一方の電極端子32Aから外側トーションバー22Aを経由して外側可動部23Aを略周回した後、前記外側トーションバー22Aを経由して支持部21側に引き出し、他方の電極端子32Bに沿って配線し、電極端子32Aと電極端子34Aとの間を配線し、再度、外側トーションバー22Aを経由して外側可動部23Aの1ターン目の内側を略周回した後、外側トーションバー22Aを経由して支持部21側に引き出して他方の電極端子32Bに接続する。   The outer drive coil 31 substantially circulates the outer movable portion 23A from one electrode terminal 32A formed on the support portion 21 via the outer torsion bar 22A, and then the support portion 21 side via the outer torsion bar 22A. , Routed along the other electrode terminal 32B, wired between the electrode terminal 32A and the electrode terminal 34A, and again passed through the outer torsion bar 22A to approximately the inner side of the first turn of the outer movable portion 23A. After going around, it is pulled out to the support portion 21 side via the outer torsion bar 22A and connected to the other electrode terminal 32B.

内側駆動コイル33の配線パターンは、図15で説明した振幅検出用コイル28の配線パターンと同じである。
図19及び図20は、それぞれ図18の外側駆動コイル31の配線パターンと異なる配線パターン例を示したものである。尚、内側駆動コイル33の配線パターンは、図18と同じである。
The wiring pattern of the inner drive coil 33 is the same as the wiring pattern of the amplitude detection coil 28 described in FIG.
19 and 20 show examples of wiring patterns different from the wiring pattern of the outer drive coil 31 of FIG. The wiring pattern of the inner drive coil 33 is the same as that in FIG.

図19の外側駆動コイル31の配線パターンは、電極端子32Aから一方の外側トーションバー22Aを経由して外側可動部23Aの内側駆動コイル外側を略半周した後、他方の外側トーションバー22Bを経由して支持部21側に引き出す。更に、支持部21を略半周した後、電極端子32Aと34Aの間を配線し、同様のルートで外側トーションバー22A、外側可動部23A、外側トーションバー22Bを経由して再度支持部21に引き出す。その後、支持部21を略周回し、前述とは逆に外側トーションバー22Bから外側可動部23Aを略半周して外側トーションバー22Aから支持部21に引き出す。更に、電極端子34Bと32Bの間を配線し支持部21を半周した後、同様のルートで外側トーションバー22B、外側可動部23A、外側トーションバー22Aを経由して支持部21に引き出した後、電極端子32Bに接続するよう配線する。   In the wiring pattern of the outer drive coil 31 in FIG. 19, the electrode terminal 32A passes through one outer torsion bar 22A and then substantially circulates outside the inner drive coil of the outer movable portion 23A, and then passes through the other outer torsion bar 22B. To the support portion 21 side. Further, after substantially half-turning the support portion 21, wiring is provided between the electrode terminals 32A and 34A, and the same route is taken out to the support portion 21 again via the outer torsion bar 22A, the outer movable portion 23A, and the outer torsion bar 22B. . Thereafter, the support portion 21 is turned around substantially, and contrary to the above, the outer movable portion 23A is substantially half-turned from the outer torsion bar 22B and pulled out from the outer torsion bar 22A to the support portion 21. Further, after wiring between the electrode terminals 34B and 32B and half-turning the support portion 21, the same route is taken out to the support portion 21 via the outer torsion bar 22B, the outer movable portion 23A, and the outer torsion bar 22A. Wiring is performed so as to connect to the electrode terminal 32B.

図20の外側駆動コイル31の配線パターンは、電極端子32Aから外側トーションバー22Aを経由して外側可動部23Aの内側駆動コイル外側を略半周した後、外側トーションバー22Bを経由して支持部21側に引き出す。更に、支持部21を半周した後、電極端子32Aと34Aの間を配線し、トーションバー22Aを経由して外側可動部23Aの周縁部を略周回した後、外側トーションバー22Aを経由して支持部21に引き出す。その後、電極端子34Bと32Bの間を配線し支持部21を半周して、トーションバー22B側から外側可動部23Aを略半周して外側トーションバー22Aから支持部21に引き出した後、電極端子32Bに接続するよう配線する。   The outer drive coil 31 shown in FIG. 20 has a wiring pattern in which the outer periphery of the inner drive coil of the outer movable portion 23A is substantially half-circulated from the electrode terminal 32A via the outer torsion bar 22A, and then the support portion 21 via the outer torsion bar 22B. Pull it out to the side. Further, after half-circulating the support portion 21, wiring is provided between the electrode terminals 32A and 34A, and the periphery of the outer movable portion 23A is substantially circulated via the torsion bar 22A, and then supported via the outer torsion bar 22A. Pull out to part 21. After that, wiring is made between the electrode terminals 34B and 32B, the support part 21 is made a half turn, the outer movable part 23A is substantially made a half turn from the torsion bar 22B side, and the electrode terminal 32B is drawn from the outer torsion bar 22A to the support part 21. Wire to connect to.

図18〜図20の構成の電磁アクチュエータでは、外側駆動コイル31と内側駆動コイル33にそれぞれ独立に駆動電流を流すことができるので、外側可動部23Aと内側可動部23Bを互いに独立に回動駆動できる。
そして、2次元タイプの電磁アクチュエータの場合も、可動部分を支持する支持部部分に駆動コイルが配線されるので、電磁アクチュエータのより一層の微細化等により支持部部分の駆動コイルに発生する磁界を無視できなくなる場合を考慮して、図示しないが永久磁石等の静磁界発生手段を支持部の内側に配置するようにする。
In the electromagnetic actuator having the configuration shown in FIGS. 18 to 20, since the drive current can flow independently through the outer drive coil 31 and the inner drive coil 33, the outer movable portion 23 </ b> A and the inner movable portion 23 </ b> B are driven to rotate independently of each other. it can.
Also in the case of a two-dimensional type electromagnetic actuator, since the drive coil is wired to the support portion that supports the movable part, the magnetic field generated in the drive coil of the support portion due to the further miniaturization of the electromagnetic actuator is generated. In consideration of the case where it cannot be ignored, a static magnetic field generating means such as a permanent magnet is arranged inside the support portion although not shown.

本発明を適用する電磁アクチュエータの第1参考例を示す平面図 The top view which shows the 1st reference example of the electromagnetic actuator to which this invention is applied 図1と異なる駆動コイル配線パターン例を示す平面図A plan view showing an example of a drive coil wiring pattern different from FIG. 更に別の駆動コイル配線パターン例を示す平面図Further, a plan view showing another example of the drive coil wiring pattern 図1の電磁アクチュエータに振幅検出用コイルを設けた例を示す平面図The top view which shows the example which provided the coil for amplitude detection in the electromagnetic actuator of FIG. 図2の電磁アクチュエータに振幅検出用コイルを設けた例を示す平面図The top view which shows the example which provided the coil for amplitude detection in the electromagnetic actuator of FIG. 図3の電磁アクチュエータに振幅検出用コイルを設けた例を示す平面図The top view which shows the example which provided the coil for amplitude detection in the electromagnetic actuator of FIG. 本発明の第1実施形態の永久磁石の配置例を示す概略平面図 The schematic plan view which shows the example of arrangement | positioning of the permanent magnet of 1st Embodiment of this invention . 本発明の別の実施形態の永久磁石の別の配置例を示す概略平面図 The schematic plan view which shows another example of arrangement | positioning of the permanent magnet of another embodiment of this invention . 本発明の更に別の実施形態の永久磁石の別の配置例を示す概略平面図 The schematic plan view which shows another example of arrangement | positioning of the permanent magnet of further another embodiment of this invention . 参考例としての永久磁石の配置例を示す概略平面図Schematic plan view showing an arrangement example of permanent magnets as a reference example 永久磁石の別の配置例を示す概略平面図Schematic plan view showing another arrangement example of permanent magnets 本発明を適用する電磁アクチュエータの2次元タイプの平面図Plan view of two-dimensional type of electromagnetic actuator to which the present invention is applied 図12と異なる駆動コイル配線パターン例を示す平面図FIG. 12 is a plan view showing a drive coil wiring pattern example different from FIG. 更に別の駆動コイル配線パターン例を示す平面図Further, a plan view showing another example of the drive coil wiring pattern 図12の2次元タイプ電磁アクチュエータに振幅検出用コイルを設けた場合の平面図FIG. 12 is a plan view when an amplitude detection coil is provided in the two-dimensional electromagnetic actuator of FIG. 図13の2次元タイプ電磁アクチュエータに振幅検出用コイルを設けた例を示す平面図The top view which shows the example which provided the coil for amplitude detection in the two-dimensional type electromagnetic actuator of FIG. 図14の2次元タイプ電磁アクチュエータに振幅検出用コイルを設けた例を示す平面図The top view which shows the example which provided the coil for amplitude detection in the two-dimensional type electromagnetic actuator of FIG. 2次元タイプの電磁アクチュエータに互いに独立した外側駆動コイルと内側駆動コイルを設けた場合の平面図 A plan view when a two-dimensional electromagnetic actuator is provided with an outer drive coil and an inner drive coil that are independent of each other. 図18と異なる外側駆動コイル配線パターン例を示す平面図The top view which shows the example of an outer side drive coil wiring pattern different from FIG. 更に別の外側駆動コイル配線パターン例を示す平面図A plan view showing another example of the outer drive coil wiring pattern 従来の光走査用電磁アクチュエータの製造工程の説明図Explanatory drawing of the manufacturing process of conventional electromagnetic actuator for optical scanning

符号の説明Explanation of symbols

11,21 支持部
12A,12B,22A,22B,24A,24B トーションバー
13,23A,23B 可動部
14,25,31,33 駆動コイル
15A,15B,26A,26B,32A,32B,34A,34B 電極端子(駆動コイル用)
18A,18B,29A,29B 電極端子(振幅検出用コイル用)
16,27A,27B 永久磁石(静磁界発生手段)
11, 21 Support portions 12A, 12B, 22A, 22B, 24A, 24B Torsion bars 13, 23A, 23B Movable portions 14, 25, 31, 33 Drive coils 15A, 15B, 26A, 26B, 32A, 32B, 34A, 34B Electrodes Terminal (for drive coil)
18A, 18B, 29A, 29B Electrode terminal (for amplitude detection coil)
16, 27A, 27B Permanent magnet (static magnetic field generating means)

Claims (5)

枠状の支持部と、可動部と、前記支持部の枠内に前記可動部を揺動可能に軸支するトーションバーとを半導体基板で一体形成し、前記可動部に駆動コイルを備え、前記可動部の前記トーションバーと平行な両対辺部の駆動コイル部分に静磁界を作用させる静磁界発生手段を備え、前記駆動コイルの一対の電極端子を、前記支持部に設ける構成の電磁アクチュエータであって、
前記駆動コイルを、前記一対の電極端子の一方からトーションバーを経由して可動部上に配線した後、前記トーションバーを経由して前記支持部側に引き出し、再度、前記トーションバーを経由して可動部上に配線した後、前記トーションバーを経由して前記支持部側に引き出して前記一対の電極端子の他方に接続するよう配線して、同じ層で、且つ、前記可動部上に複数ターン配線して前記一対の電極端子に接続する構成とすると共に、前記静磁界発生手段を、前記支持部の内側に配置するようにしたことを特徴とする電磁アクチュエータ。
A frame-shaped support portion, a movable portion, and a torsion bar that pivotally supports the movable portion in a swingable manner in a frame of the support portion are integrally formed with a semiconductor substrate, and the movable portion includes a drive coil, An electromagnetic actuator comprising a static magnetic field generating means for applying a static magnetic field to the drive coil portions of the opposite sides parallel to the torsion bar of the movable portion, and having a pair of electrode terminals of the drive coil provided on the support portion. And
After the drive coil is wired from one of the pair of electrode terminals to the movable part via the torsion bar , the drive coil is pulled out to the support part side via the torsion bar, and again via the torsion bar. After wiring on the movable part, the wiring is drawn out to the support part side via the torsion bar and connected to the other of the pair of electrode terminals , and the same layer and a plurality of turns on the movable part. An electromagnetic actuator characterized in that it is configured to be wired and connected to the pair of electrode terminals, and the static magnetic field generating means is arranged inside the support portion .
前記駆動コイルと同じ層に、前記可動部の振幅検出用コイルを配線する構成としたことを特徴とする請求項に記載の電磁アクチュエータ。 Electromagnetic actuator according to claim 1, in the same layer as said drive coils, characterized by being configured to route the amplitude detecting coil of the movable portion. 前記可動部が、内側可動部と該内側可動部の外側に設けた枠状の外側可動部とからなり、前記外側可動部を前記支持部に外側トーションバーで回動可能に軸支し、前記内側可動部を前記外側可動部に外側トーションバーの軸方向に直交する内側トーションバーで回動可能に軸支する構成である請求項1又は2に記載の電磁アクチュエータ。 The movable portion includes an inner movable portion and a frame-shaped outer movable portion provided outside the inner movable portion, and the outer movable portion is pivotally supported on the support portion by an outer torsion bar. 3. The electromagnetic actuator according to claim 1, wherein the inner movable portion is pivotally supported on the outer movable portion by an inner torsion bar orthogonal to the axial direction of the outer torsion bar. 前記駆動コイルが、前記内側可動部に複数ターン配線した内側駆動コイル部と、前記外側可動部に複数ターン配線した外側駆動コイル部とを備える構成としたことを特徴とする請求項に記載の電磁アクチュエータ。 Said drive coil, and the inner driving coil unit in which a plurality of turns wirings on the inner movable unit, according to claim 3, characterized in that it has a structure comprising a plurality of turns wiring the outer driving coil portion to the outer movable portion Electromagnetic actuator. 前記可動部に、反射ミラーを形成したことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の電磁アクチュエータ。 Electromagnetic actuator according to the movable portion, any one of claims 1 to 4, characterized in that the formation of the reflecting mirror.
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