JP6365077B2

JP6365077B2 - Ｍｅｍｓ装置

Info

Publication number: JP6365077B2
Application number: JP2014156711A
Authority: JP
Inventors: 村田　香苗; 香苗村田; 勲青柳; 宏哉田中; 明石　照久; 照久明石; 裕野々村; 英男飯塚
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2014-07-31
Filing date: 2014-07-31
Publication date: 2018-08-01
Anticipated expiration: 2034-07-31
Also published as: JP2016033613A

Description

本明細書は、ＭＥＭＳ（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｙｓｔｅｍｓ）装置に関する。

基板と、基板に対して相対的に傾動可能な可動部を備えるＭＥＭＳ装置が知られている。このようなＭＥＭＳ装置は、例えば光偏向装置として応用される。この種の光偏向装置では、可動部にミラーを固定し、可動部を基板に対して傾動させることで、ミラーの角度を調整する。

可動部を傾動させる方式の１つとして、電磁駆動が挙げられる。特許文献１には、可動部に永久磁石を固定し、この永久磁石に、電磁石によって磁場を与えることで、可動部を傾動させることができる、電磁駆動式のＭＥＭＳ装置が記載されている。

特開２０１１−１９７２３３号公報

特許文献１のＭＥＭＳ装置において、可動部の駆動力を大きくするには、電磁石のコイル巻き数を増やす等によって電磁石の磁場を強くすることが一般に行われている。コイル巻き数を増やすと、電磁石が大型化せざるを得ず、限られたサイズで可動部の駆動力を向上させることは容易ではない。一般に、電磁石は、可動部等のＭＥＭＳ構造体と比較して大きく、電磁石を大きくすると、ＭＥＭＳ装置全体が大きくならざるを得ない。

本明細書が開示するＭＥＭＳ装置は、基板と、磁性体を有し、基板に対して相対的に傾動可能な可動部と、磁性体に磁場を印加可能な第１磁極および第２磁極を含む固定部と、磁性体に対して、第１磁極側または第２磁極側に設けられた導電性の閉ループと、を備えている。閉ループは、磁性体と第１磁極または第２磁極との間に位置する領域の周囲に、閉ループのループ面が磁場の方向と交差する向きで配置されている。

上記のＭＥＭＳ装置では、第１磁極と第２磁極によって印加される磁場によって、閉ループに誘導電流が流れる。この誘導電流は、閉ループ内において第１磁極と第２磁極によって印加される磁場を打ち消し、閉ループの外側において第１磁極と第２磁極によって印加される磁場を強化する向きに、誘導磁場を発生させる。閉ループは、磁性体と第１磁極または第２磁極との間に位置する領域の周囲に配置されているため、閉ループの外側に発生する誘導磁場によって磁性体に印加される磁場が強化される。閉ループによって、磁性体に印加される磁場が強化されて、可動部の駆動力が向上する。閉ループを設けることで、電磁石を大きくすることなく、可動部の駆動力を向上できる。

上記のＭＥＭＳ装置では、閉ループは、可動部に固定されていてもよい。また、閉ループは、固定部に固定されていてもよい。

上記のＭＥＭＳ装置では、磁性体は、Ｎ極とＳ極を両端に有し、Ｎ極とＳ極の一方が第３磁極として可動部に固定され、他方が第４磁極として第１磁極と第２磁極との間に配置されていてもよい。この場合、閉ループは、第４磁極と第１磁極または第２磁極との間に位置する領域の周囲に配置されていることが好ましい。

本願が開示するＭＥＭＳ装置では、導電性ループがスイッチを備えた開閉式であってもよい。このＭＥＭＳ装置は、基板と、磁性体を有し、基板に対して相対的に傾動可能な可動部と、磁性体に磁場を印加可能な第１磁極および第２磁極を含む固定部と、磁性体に対して、第１磁極側または第２磁極側に設けられた、スイッチにより開閉可能な導電性の開閉ループと、を備えている。開閉ループは、そのループ面が磁場の方向と交差する向きで配置されている。可動部が傾動したときに、開閉ループが、磁性体と第１磁極または第２磁極との間に位置する領域の周囲に位置する場合には、そのスイッチが閉じられ、開閉ループが、磁性体と第１磁極または第２磁極との間に位置する領域内に位置するときは、そのスイッチが開かれる。

本願が開示するＭＥＭＳ装置は、第１磁極と第２磁極の磁場を制御する制御装置をさらに備えていてもよい。例えば、第１磁極と第２磁極が電磁石である場合に、この制御装置は、第１磁極と第２磁極に入力する電流信号を制御することによって、第１磁極と第２磁極の磁場を制御する制御装置であってもよい。この場合、閉ループまたは開閉ループに誘導電流が流れないときと比較して、閉ループまたは開閉ループに誘導電流が流れるときに、第１磁極と第２磁極の磁場の位相がｄｔ進む場合に、制御装置は、第１磁極と第２磁極に入力する電流信号の位相をｄｔ遅らせる制御を行ってもよい。

本明細書が開示する技術によれば、ＭＥＭＳ装置全体を大きくすることなく、可動部の駆動力を向上可能なＭＥＭＳ装置を提供する。

光偏向装置１の概略の構成を示す斜視図である。光偏向装置１の一部を側面から見た状態を概念的に示す図である。光偏向装置１の一部を側面から見た状態を概念的に示す図である。コアの磁極に配置された閉ループの一例を概念的に示す図である。コアの磁極に配置された閉ループの一例を概念的に示す図である。コアの磁極によって永久磁石に印加される磁場が、閉ループの誘導電流によって変化することを説明する図である。光偏向装置１の永久磁石と、閉ループの誘導電流によって磁場が強化される領域の位置関係を示す図である。変形例に係る光偏向装置の一部を側面から見た状態を概念的に示す図である。変形例に係る光偏向装置の一部を側面から見た状態を概念的に示す図である。変形例に係るコアの磁極に配置された開閉式のループの一例を概念的に示す図である。変形例に係るコアの磁極に配置された閉ループの一例を概念的に示す図である。変形例に係るコアの磁極に配置された閉ループの一例を概念的に示す図である。

（実施例）
以下では図１−図３を参照しながら、実施例に係るＭＥＭＳ装置である光偏向装置１について説明する。光偏向装置１は、上部基板１０と、下部基板２０と、可動部１２と、コア３１，３２とを備えている。図１では、上部基板１０と下部基板２０が離間して図示されているが、実際は、上部基板１０の下面と、下部基板２０の上面とは接合されており、図１では、下部基板２０の内側にコア３１，３２の上方（ｚ軸の正方向）の部分が収まるように配置されている。上部基板１０と可動部１２は、半導体基板を材料として、ＭＥＭＳ技術を用いて一体に成形されている。下部基板２０は非磁性材料によって形成されており、下部基板２０を介して、コア３１，３２と上部基板１０が固定されている。コア３１，３２にはそれぞれコイルが捲回されているが、図示を省略している。

可動部１２は、ジンバル構造を有し、支持枠１１２と、ミラー構造体１４０と、上部基板１０と支持枠１１２とを接続する可撓梁１１１ａ，１１１ｂと、支持枠１１２とミラー構造体１４０とを接続する可撓梁１２１ａ，１２１ｂとを備えている。可撓梁１１１ａ，１１１ｂは、図１に示すｙ軸方向に伸びており、ｙ軸周りに捻じれる。これによって、支持枠１１２はｙ軸周りに回転し、そのｘ方向の両端部は上部基板１０に対してｚ方向に傾動することができる。可撓梁１２１ａ，１２１ｂは、図１に示すｘ軸方向に伸びており、ｘ軸周りに捻じれる。これによって、ミラー構造体１４０はｘ軸周りに回転し、そのｙ方向の両端部は上部基板１０に対してｚ方向に傾動することができる。

ミラー構造体１４０の上面（ｚ軸の正方向の面）はミラーとなっており、これによって光が偏向される。ミラー構造体１４０の下面（ｚ軸の負方向の面）には、直方体形状の永久磁石１５０が固定されている。永久磁石１５０としては、例えば、ネオジム磁石（Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ）、サマリウムコバルト磁石（ＳｍＣｏ_５（１−５系）、Ｓｍ_２Ｃｏ_１７（２−１７系）等）、フェライト磁石等を用いることができる。本実施例では、図７に示すように、永久磁石１５０は、可動部１２側（ｚ軸の正方向側）がＳ極であり、コア３１，３２側（ｚ軸の負方向側）がＮ極であるが、Ｎ極とＳ極の向きを逆向きにすることもできる。

図１〜３に示すように、略Ｕ字形状のコア３１は、永久磁石１５０の下部を挟んでｘ方向に対向する磁極３１１，３１２を備えている。略Ｕ字形状のコア３２は、永久磁石１５０の下部を挟んでｙ方向に対向する磁極３２１，３２２を備えている。コア３１は、ｚ方向に伸びる部分から磁極３１１，３１２に向かって（すなわち、永久磁石１５０に向かって）斜め上方に伸びており、磁極３１１，３１２に向かうほど上部基板１０に近づいている。コア３２は、ｚ方向に伸びる部分から磁極３２１，３２２に向かって（すなわち、永久磁石１５０に向かって）斜め上方に伸びており、磁極３２１，３２２に向かうほど上部基板１０に近づいている。コア３１は、そのｘ方向の中央を通るｙｚ平面について対称であり、コア３２は、そのｙ方向の中央を通るｚｘ平面について対称である。なお、図１では、光偏向装置１は上部基板１０が上方に、コア３１，３２が下方に配置された状態を図示しているが、光偏向装置１の設置方向は、この方向に限定されない。

図示していないが、コア３１，３２には交流電源に接続されるコイルが捲回されている。コア３１に捲回されたコイルに電流が流れ、磁極３１１，３１２によって永久磁石１５０にｘ軸方向の磁場が印加されると、可撓梁１１１ａ，１１１ｂが捻じれて上部基板１０に対して支持枠１１２がｙ軸の周りに傾動する。コア３２に捲回されたコイルに電流が流れ、磁極３２１，３２２によって永久磁石１５０にｙ軸方向の磁場が印加されると、可撓梁１２１ａ，１２１ｂが捻じれてミラー構造体１４０がｘ軸の周りに傾動する。光偏向装置１は、コア３１，３２にそれぞれ捲回されたコイルに流れる電流を制御可能な制御装置（図示しない）をさらに備えている。制御装置がコア３１，３２にそれぞれ捲回されたコイルに流れる電流の向きおよび大きさを制御することによって、支持枠１１２およびミラー構造体１４０の傾動する向きおよび傾動角を制御することができる。なお、限定されないが、コア３１のコイルにはミラー構造体１４０のｙ軸周りの捻じれの共振周波数とは異なる周波数の電流が流れ、コア３２のコイルにはミラー構造体１４０のｘ軸周りの捻じれの共振周波数の電流が流れるようにすることが好ましい。

図４に示すように、光偏向装置１の磁極３１１の略正方形状の面には、８個の閉ループ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ，４０ｆ，４０ｇ，４０ｈ，４０ｉが絶縁性の接着剤によって貼りつけられている。８個の閉ループ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ，４０ｆ，４０ｇ，４０ｈ，４０ｉは、略正方形状の導電性の金属ワイヤのループであり、磁極３１１の面の中央の領域４２を取り囲むように配置されている。図５に示すように、光偏向装置１の磁極３１２の略正方形状の面には、８個の閉ループ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｆ，４１ｇ，４１ｈ，４１ｉが絶縁性の接着剤によって貼りつけられている。８個の閉ループ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｆ，４１ｇ，４１ｈ，４１ｉは、正方形状の導電性の金属ワイヤのループであり、磁極３１２の面の中央の領域４３を取り囲むように配置されている。閉ループ４０ａと閉ループ４１ａ，閉ループ４０ｂと閉ループ４１ｂ，閉ループ４０ｃと閉ループ４１ｃ，閉ループ４０ｄと閉ループ４１ｄ，閉ループ４０ｆと閉ループ４１ｆ，閉ループ４０ｇと閉ループ４１ｇ，閉ループ４０ｈと閉ループ４１ｈ，閉ループ４０ｉと閉ループ４１ｉは、それぞれｙ方向およびｚ方向に同じ位置に配置され、ｘ方向に対向している。そのため、領域４２と領域４３とは、それぞれｙ方向およびｚ方向に同じ位置であり、永久磁石１５０のＮ極を挟んで対向している。コア３１のコイルに電流が流れ、磁極３１１，３１２によって永久磁石１５０にｘ軸の正方向の磁場が印加されると、図４，５に示すように、閉ループ４０ａ〜ｄ，４０ｆ〜ｉ，および閉ループ４１ａ〜ｄ，４１ｆ〜ｉには、ｘ軸の正方向から見て時計回りの誘導電流が流れる。この誘導電流によって、閉ループ４０ａ〜ｄ，４０ｆ〜ｉ，閉ループ４１ａ〜ｄ，４１ｆ〜ｉの各ループ内では、ｘ軸の負方向の磁束が発生し、各ループ外では、ｘ軸の正方向の磁束が発生する。

図６は、コア３１の磁極３１１，３１２によって永久磁石１５０に印加される磁場が、閉ループ４０ａ〜ｄ，４０ｆ〜ｉ，閉ループ４１ａ〜ｄ，４１ｆ〜ｉの誘導電流によって変化することを示す図である。縦軸は磁場の強さを示し、横軸は時間を示している。参照番号９１に示す波形は、閉ループ４０ａ〜ｄ，４０ｆ〜ｉ，閉ループ４１ａ〜ｄ，４１ｆ〜ｉが存在する状態で、コア３１に捲回されたコイルに交流電流を流した場合に永久磁石１５０に印加される磁場の時間変化を示している。参照番号９２に示す波形は、閉ループ４０ａ〜ｄ，４０ｆ〜ｉ，閉ループ４１ａ〜ｄ，４１ｆ〜ｉが存在しない状態で、コア３１に捲回されたコイルに交流電流を流した場合に永久磁石１５０に印加される磁場の時間変化を示している。閉ループ４０ａ〜ｄ，４０ｆ〜ｉ，閉ループ４１ａ〜ｄ，４１ｆ〜ｉが存在する場合の波形９１は、ｄｔに示す分だけ、各閉ループが存在しない場合の波形９２よりも位相が進む。光偏向装置１は、閉ループ４０ａ〜ｄ，４０ｆ〜ｉ，閉ループ４１ａ〜ｄ，４１ｆ〜ｉを備えているため、可動部１２は、波形９２に示す磁場によって駆動される。このため、光偏向装置１では、制御装置は、位相の進みを補うために、例えば、コア３１に捲回されたコイルに入力する電流信号の位相を時間ｄｔに応じて遅れさせる。具体的には、例えば、コア３１に捲回されたコイルに入力する電流信号の位相を時間ｄｔだけ遅らせる。これによって、各閉ループが無い場合と同様に、可動部１２を所望の波形で駆動することができる。

図７の参照番号４５ａ、４５ｂに示す破線は、それぞれ、対向する領域４２と領域４３とによって挟まれた領域の上端４５ａと下端４５ｂとを表している。永久磁石１５０のＮ極は、上端４５ａと下端４５ｂとの間に位置しており、対向する領域４２と領域４３とによって挟まれた領域内（この領域内では、閉ループ４０ａ〜ｄ，４０ｆ〜ｉ，閉ループ４１ａ〜ｄ，４１ｆ〜ｉに流れる誘導電流によって磁場が強化される）に配置されている。永久磁石１５０のＳ極は、上端４５ａの上方に位置しており、対向する領域４２と領域４３とによって挟まれた領域の外側に配置されている。図７の向きで永久磁石１５０を配置した光偏向装置１の場合には、永久磁石１５０の磁極のうち、可動部１２の回転軸に比較的近いＳ極よりも、比較的遠いＮ極により強い磁場を印加する方が、可動部１２を動かすためのトルクを大きくすることができ、可動部１２を大きく駆動させることができる。さらには、同じ方向の磁場からＮ極、Ｓ極が受ける磁力の方向は互いに反対向きであるため、永久磁石１５０のＳ極に印加される磁場が強化されると、可動部１２の駆動が妨げられる。すなわち、可動部１２を大きく駆動させるためには、永久磁石１５０のＳ極に印加される磁場は、強化されない方が好ましい。光偏向装置１では、閉ループ４０ａ〜ｄ，４０ｆ〜ｉ，閉ループ４１ａ〜ｄ，４１ｆ〜ｉに流れる誘導電流によって、領域４２と領域４３とに挟まれた領域内に位置している永久磁石１５０のＮ極に印加される磁場は強化され、Ｓ極に印加される磁場は弱められる。このため、可動部１２を動かすためのトルクを大きくすることができる。

上記のとおり、光偏向装置１では、ミラー構造体１４０の下面に固定された永久磁石１５０の下部を挟んでｘ方向に対向する磁極３１１，３１２の略正方形状の面に、それぞれ８個の閉ループ４０ａ〜ｄ，４０ｆ〜ｉと、閉ループ４１ａ〜ｄ，４１ｆ〜ｉとが設置されている。閉ループ４０ａ〜ｄ，４０ｆ〜ｉは、永久磁石１５０と磁極３１１との間に位置する領域の周囲に配置されており、それらのループ面の法線ベクトルはｘ軸方向であり、磁極３１１，３１２によって永久磁石１５０に印加されるｘ軸の正方向の磁場の方向と平行である。また、閉ループ４１ａ〜ｄ，４１ｆ〜ｉは、永久磁石１５０と磁極３１２との間に位置する領域の周囲に配置されており、それらのループ面の法線ベクトルはｘ軸方向であり、磁極３１１，３１２によって永久磁石１５０に印加されるｘ軸の正方向の磁場の方向と平行である。すなわち、閉ループ４０ａ〜ｄ，４０ｆ〜ｉ，閉ループ４１ａ〜ｄ，４１ｆ〜ｉの各ループ面は、磁極３１１，３１２によって永久磁石１５０に印加される磁場の方向と交差する向きで配置されている。

８個の閉ループ４０ａ〜ｄ，４０ｆ〜ｉ、および、８個の閉ループ４１ａ〜ｄ，４１ｆ〜ｉは、それぞれ、磁極３１１、磁極３１２の面上に、ｚ方向およびｙ方向に９個の閉ループを３×３配列で配置し、その中央に位置する閉ループを取り除いた位置関係で配置されている。閉ループ４０ａ〜ｄ，４０ｆ〜ｉは、全体として領域４２の周囲を取り囲むように配置されており、領域４２は、閉ループ４０ａ〜ｄ，４０ｆ〜ｉの外側に配置されている。磁極３１１，３１２によって発生する磁場内に置かれることにより、閉ループ４０ａ〜ｄ，４０ｆ〜ｉには、誘導電流が流れる。領域４２は、閉ループ４０ａ〜ｄ，４０ｆ〜ｉの外側に配置されているため、領域４２では、磁極３１１，３１２によって発生する磁場が、閉ループ４０ａ〜ｄ，４０ｆ〜ｉによって発生する誘導磁場によって強化される。また、閉ループ４１ａ〜ｄ，４１ｆ〜ｉは、領域４３の周囲を取り囲むように配置されており、領域４３は、閉ループ４１ａ〜ｄ，４１ｆ〜ｉの外側に配置されている。磁極３１１，３１２によって発生する磁場内に置かれることにより、閉ループ４１ａ〜ｄ，４１ｆ〜ｉには、誘導電流が流れる。領域４３は、閉ループ４１ａ〜ｄ，４１ｆ〜ｉの外側に配置されているため、領域４３では、磁極３１１，３１２によって発生する磁場が、閉ループ４１ａ〜ｄ，４１ｆ〜ｉによって発生する誘導磁場によって強化される。永久磁石１５０は、そのＮ極が、対向する領域４２と領域４３とによって挟まれた領域内に配置されているから、閉ループ４０ａ〜ｄ，４０ｆ〜ｉ，閉ループ４１ａ〜ｄ，４１ｆ〜ｉに流れる誘導電流によって、永久磁石１５０に印加される磁場が強化される。このため、光偏向装置１では、コア３１等の電磁石を構成する部材を大きくすることなく、可動部１２の駆動力を向上できる。なお、上記の実施例では、コア３１に閉ループ４０ａ等を設ける場合を例示して説明したが、コア３２の２つの磁極３２１，３２２と永久磁石１５０との間にも同様に、導電性の閉ループを配置してもよい。この閉ループは、そのループ面がコア３２の２つの磁極３２１，３２２によって永久磁石１５０に印加される磁場の方向（ｙ方向）と交差する向きで配置される。また、この場合、制御装置は、コア３２に対して配置される閉ループに誘導電流が流れるときに生じる位相の進みの分だけ、コア３２に捲回されたコイルに入力する電流信号の位相を遅らせてもよい。

（変形例）
光偏向装置１では、コア３１の対向する２つの磁極３１１，３１２に、それぞれ、閉ループ４０ａ〜ｄ，４０ｆ〜ｉ，閉ループ４１ａ〜ｄ，４１ｆ〜ｉが固定された形態を例示して説明したが、閉ループの設置位置は、これに限定されない。例えば、図８に示すように、上部基板１０ａから下方に伸びた板状部材１４１、１４２に閉ループを配置してもよい。板状部材１４１，１４２は、矩形状の平板であり、その平面はｘ方向に直交し、その下端は、永久磁石１５０の下端まで伸びている。永久磁石１５０と磁極３１１との間に、板状部材１４１が配置されており、永久磁石１５０と磁極３１２との間に、板状部材１４２が配置されている。例えば、板状部材１４１の磁極３１１側の面１４１ａ，永久磁石１５０側の面１４１ｂ、板状部材１４２の磁極３１２側の面１４２ａ，永久磁石１５０側の面１４２ｂの少なくともいずれか一つに、絶縁性の接着剤等を用いて閉ループを接着して固定してもよい。

また、図９に示すように、下部基板２０側から上部基板１０側に向かって伸びる板状部材４３１，４３２を設け、板状部材４３１の磁極３１１側の面４３１ａ，永久磁石１５０側の面４３１ｂ、板状部材４３２の磁極３１２側の面４３２ａ，永久磁石１５０側の面４３２ｂの少なくともいずれか一つに、絶縁性の接着剤等を用いて閉ループを接着して固定してもよい。また、図４では、領域４２を囲む同一平面上に閉ループ４０ａ〜ｄ，４０ｆ〜ｉを配置する形態を例示して説明したが、全ての閉ループが同一平面上に存在する必要はない。例えば、図４では、閉ループ４０ａ〜ｄ，４０ｆ〜ｉはｘ方向の位置が全て一致しているが、各閉ループのｘ方向の位置をそれぞれずらしてもよい。

また、光偏向装置は、閉ループに替えて、スイッチを備えた開閉式の導電性のループを備えていてもよい。図１０は、図４に示す８個の閉ループ４０ａ〜ｄ，４０ｆ〜ｉに替えて、９個の開閉式の導電性のループ５０ａ〜ｉを用いてもよい。９個のループ５０ａ〜ｉは、ｚ方向およびｙ方向に３×３配列で配置されている。８個のループ５０ａ〜ｄ，５０ｆ〜ｉは、図４に示す８個の閉ループ４０ａ〜ｄ，４０ｆ〜ｉと同じ位置に配置されている。ループ５０ｅは、図４に示す領域４２の位置に配置されている。８個のループ５０ａ〜ｄ，５０ｆ〜ｉは、ループ５０ｅの周囲を取り囲むように配置されている。

この光偏向装置では、９個のループ５０ａ〜ｉは、制御回路と接続されている。制御回路によって、ループ５０ａ〜ｉのスイッチの開閉を切り替えることができる。図１０に示すように、ループ５０ｅのスイッチを開に、ループ５０ａ〜ｄ，５０ｆ〜ｉのスイッチを閉に制御すると、ループ５０ａ〜ｄ，５０ｆ〜ｉによって誘導磁場が発生し、図４に示す領域４２と同様の領域（図１０においては、ループ５０ｅが配置されている領域）において、磁極３１１，３１２によって永久磁石１５０に印加される磁場が強化される。なお、この開閉式のループは、コア３２に対しても同様に配置することができる。

図１０に示す形態では、制御回路は、可動部１２の傾動に合わせて、ループ５０ａ〜ｉの開閉を切り替えることもできる。例えば、可動部の傾きが小さい場合には、図１０のように、ループ５０ｅのスイッチを開に、ループ５０ａ〜ｄ，５０ｆ〜ｉのスイッチを閉に制御し、可動部１２が大きく傾いて、永久磁石１５０のＮ極の位置が上方に移動した場合には、ループ５０ｂを開とし、他のループ５０ａ，５０ｃ〜ｉを閉に制御してもよい。可動部１２の傾動によって永久磁石１５０の位置が変わる場合に、ループ５０ａ〜ｉのそれぞれの位置が、永久磁石１５０と磁極３１１との間に位置する領域の周囲となる場合には、そのスイッチを閉に制御し、永久磁石１５０と磁極３１１との間に位置する領域内となる場合には、そのスイッチを開に制御することで、可動部１２の傾き角に関わらず、永久磁石１５０に印加される磁場を強化することができる。

また、閉ループ、および、開閉式のループを配置する位置関係は、図４，５，１０に示した位置関係に限定されない。閉ループまたは開閉式のループは、磁場を強化したい領域の周囲全体を取り囲んでいる必要はなく、その領域の周囲に少なくとも１つ配置されていれば、磁場を強化する効果を得ることはできる。例えば、図１１に示すように、磁場を強化したい領域５３の鉛直上下方向（ｚ方向）および水平方向（ｙ方向）には、閉ループまたは開閉式のループは配置されておらず、鉛直上下方向および水平方向に対して略４５°の斜め上下方向に閉ループ５１ａ〜ｄが配置されていてもよい。

また、閉ループまたは開閉式のループは、略正方形状である必要はなく、他の多角形状、円形状、楕円形状であってもよく、不定形状であってもよい。例えば図１２に示す閉ループ５５ａ〜ｄのように、Ｌ字形状であってもよい。また、全てのループが同じ形状および同じ大きさである必要はない。なお、閉ループ５１ａ〜ｄ、５５ａ〜ｄは、図１０と同様のスイッチを有する開閉式のループに置き換えることもできる。

以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１：光偏向装置
１０：上部基板
１２：可動部
２０：下部基板
３１，３２：コア
４０ａ-ｄ，４０ｆ-ｉ，４１ａ-ｄ，４１ｆ-ｉ，５１ａ-ｄ，５５ａ-ｄ：閉ループ
４２，４３，５３：磁場が強化される領域
５０ａ-ｉ：開閉式のループ
１１１ａ，１１１ｂ，１２１ａ，１２１ｂ：可撓梁
１１２：支持枠
１４０：ミラー構造体
１４１，１４２，４３１，４３２：板状部材
１５０：永久磁石
３１１，３１２，３２１，３２２：磁極

Claims

基板と、
永久磁石を有し、前記基板に対して相対的に傾動可能な可動部と、
前記永久磁石に磁場を印加可能な第１磁極および第２磁極を含む固定部と、
前記永久磁石に対して、前記第１磁極側または前記第２磁極側に設けられた導電性の閉ループと、を備えており、
前記永久磁石は、Ｎ極とＳ極を有しており、前記Ｎ極から前記Ｓ極へ向かう方向が前記第１磁極から前記第２磁極へ向かう方向と交差しており、
前記閉ループは、前記閉ループのループ面が前記第１磁極から前記第２磁極へ向かう方向と交差する向きで配置されており、
前記第１磁極の少なくとも一部と前記第２磁極の少なくとも一部が、前記閉ループの内側の範囲を介さずに、前記Ｎ極または前記Ｓ極を挟んで対向している、ＭＥＭＳ装置。
前記閉ループは、可動部に固定されている、請求項１に記載のＭＥＭＳ装置。
前記閉ループは、固定部に固定されている、請求項１に記載のＭＥＭＳ装置。
基板と、
永久磁石を有し、前記基板に対して相対的に傾動可能な可動部と、
前記永久磁石に磁場を印加可能な第１磁極および第２磁極を含む固定部と、
前記永久磁石に対して、前記第１磁極側または前記第２磁極側に設けられた、スイッチにより開閉可能な導電性の開閉ループと、を備えており、
前記永久磁石は、Ｎ極とＳ極を有しており、前記Ｎ極から前記Ｓ極へ向かう方向が前記第１磁極から前記第２磁極へ向かう方向と交差しており、
前記開閉ループは、そのループ面が前記第１磁極から前記第２磁極へ向かう方向と交差する向きで配置されており、
前記可動部の傾動に応じて、前記開閉ループのスイッチが開閉され、
前記第１磁極の少なくとも一部と前記第２磁極の少なくとも一部が、前記スイッチが閉じられた前記開閉ループの内側の範囲を介さずに、および／または、前記スイッチが開かれた前記開閉ループの内側の範囲を介して、前記Ｎ極または前記Ｓ極を挟んで対向している、ＭＥＭＳ装置。
前記第１磁極と前記第２磁極は、電磁石であり、
前記ＭＥＭＳ装置は、前記第１磁極と前記第２磁極に入力する電流信号を制御することによって、前記第１磁極と前記第２磁極の磁場を制御する制御装置をさらに備えており、
前記閉ループまたは前記スイッチが閉じられた前記開閉ループが存在することに起因して前記第１磁極と前記第２磁極の磁場の位相がｄｔ進む場合に、前記制御装置は、前記第１磁極と前記第２磁極に入力する電流信号の位相をｄｔ遅らせる、請求項１から４のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ装置。