JP6424479B2 - Actuator and control method of actuator - Google Patents

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Description

本発明は、アクチュエータ及びアクチュエータの制御方法に関する。 The present invention relates to a control method for actuatorsbeauty actuators.

近年、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術の発展に伴い、様々なMEMSデバイスの開発が進められている。このようなMEMSデバイスの1つに、光を走査する回転型アクチュエータがある(例えば特許文献1参照)。この回転型アクチュエータは、ミラーである可動電極と、固定電極とを有している。そして、可動電極の傾斜角度は、固定電極に印加する駆動信号によって制御される。   In recent years, with the development of MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology, development of various MEMS devices is promoted. One such MEMS device is a rotary actuator that scans light (see, for example, Patent Document 1). The rotary actuator has a movable electrode which is a mirror, and a fixed electrode. The tilt angle of the movable electrode is controlled by a drive signal applied to the fixed electrode.

光を高い精度で走査するためには、可動電極の傾斜方向及び角度を高い精度で制御する必要がある。特許文献1に示されている回転型アクチュエータは、検出用電極を有している。そして、可動電極と検出用電極との間で生じる容量の変化から、可動電極の角度を検出している。   In order to scan light with high accuracy, it is necessary to control the tilt direction and angle of the movable electrode with high accuracy. The rotary actuator disclosed in Patent Document 1 has a detection electrode. Then, the angle of the movable electrode is detected from the change in capacitance generated between the movable electrode and the detection electrode.

特開2005−208251号公報JP, 2005-208251, A

可動電極と検出用電極との間で生じる容量は、検出用電極の電位として検出される。しかし、検出用電極は固定電極の近くに位置しているため、検出用電極の電位には、固定電極に印加される駆動信号が混信してしまう。この混信を、回路を用いて除去することも考えられる。しかしこの場合、回転型アクチュエータを小型化しても、回転型アクチュエータに付随する回路が大型化してしまい、結果として回転型アクチュエータの小型化は意味を成さなくなってしまう。   The capacitance generated between the movable electrode and the detection electrode is detected as the potential of the detection electrode. However, since the detection electrode is located near the fixed electrode, the drive signal applied to the fixed electrode is mixed in with the potential of the detection electrode. It is also conceivable to remove this interference using a circuit. However, in this case, even if the rotary actuator is miniaturized, the circuit attached to the rotary actuator is enlarged, and as a result, the miniaturization of the rotary actuator is meaningless.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、大規模な回路がなくても、固定電極に印加される駆動信号が可動電極の位置検出のノイズになることを抑制できるアクチュエータ及びアクチュエータの制御方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is that the drive signal applied to the fixed electrode becomes noise of the position detection of the movable electrode even without a large-scale circuit. to provide a control method for suppressing possible luer actuator及beauty actuators.

本発明に係るアクチュエータは、可動電極、支持体、固定部材、第1固定電極、第2固定電極、第1検出用電極、第2検出用電極、及び駆動部を備えている。固定部材は、可動電極を支持体に取り付け、可動電極の回転軸となる。第1固定電極は、可動電極の第1辺に対向している。第2固定電極は、可動電極のうち第1辺の反対側の辺である第2辺に対向している。第1検出用電極は、可動電極の第1辺に対向しており、可動電極及び第1固定電極から絶縁されている。第2検出用電極は、可動電極の第2辺に対向しており、可動電極及び第2固定電極から絶縁されている。駆動部は、第1固定電極に第1信号を入力するとともに、第2固定電極に、第1信号とは位相が逆である第2信号を入力する。 Engaging luer actuator to the present invention includes a movable electrode, the support, the fixing member, the first fixed electrode, the second fixed electrode, the first detection electrode, second detection electrode, and a driving unit. The fixed member attaches the movable electrode to the support and serves as a rotation axis of the movable electrode. The first fixed electrode faces the first side of the movable electrode. The second fixed electrode is opposed to a second side which is a side opposite to the first side of the movable electrode. The first detection electrode faces the first side of the movable electrode, and is insulated from the movable electrode and the first fixed electrode. The second detection electrode faces the second side of the movable electrode, and is insulated from the movable electrode and the second fixed electrode. The drive unit inputs the first signal to the first fixed electrode, and inputs a second signal whose phase is opposite to the first signal to the second fixed electrode.

本実施形態に係るアクチュエータの制御方法は、上記したアクチュエータにおいて、第1検出用電極の電位及び第2検出用電極の電位の和又は平均の変動に基づいて、可動電極の位置を検出するものである。 The method of the engaging luer actuator this embodiment, the actuators described above, based on the fluctuation sum or average of the potential of the potential and the second detecting electrode of the first detection electrode, the position of the movable electrode It is something to detect.

本発明によれば、大規模な回路がなくても、固定電極に印加される駆動信号が可動電極の位置検出のノイズになることを抑制できる。   According to the present invention, even if there is no large-scale circuit, it is possible to suppress that the drive signal applied to the fixed electrode becomes noise of position detection of the movable electrode.

第1の実施形態に係る回転型アクチュエータの構成を示す図である。It is a figure showing composition of a rotary type actuator concerning a 1st embodiment. 回転型アクチュエータの等価回路図である。FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of a rotary actuator. 比較例に係る回転型アクチュエータの検出部が検出した電圧の波形を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the waveform of the voltage which the detection part of the rotary actuator which concerns on a comparative example detected. 本実施例に係る回転型アクチュエータの検出部が検出した電圧の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of the voltage which the detection part of the rotary actuator which concerns on a present Example detected. 第2の実施形態に係る回転型アクチュエータが有する駆動部の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the drive part which the rotary actuator concerning 2nd Embodiment has. 第3の実施形態に係る回転型アクチュエータの構成を示す図である。It is a figure showing composition of a rotary type actuator concerning a 3rd embodiment. 第4の実施形態に係る回転型アクチュエータの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the rotary actuator which concerns on 4th Embodiment.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be appropriately omitted.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る回転型アクチュエータ100の構成を示す図である。回転型アクチュエータ100は、支持体110、可動電極120、固定部材130、第1固定電極142、第2固定電極144、第1検出用電極152、第2検出用電極154、及び駆動部200を備えている。第1固定電極142及び第2固定電極144によって回転型アクチュエータ100の固定電極140が構成されており、第1検出用電極152及び第2検出用電極154によって回転型アクチュエータ100の検出用電極150が構成されている。
First Embodiment
FIG. 1 is a view showing the configuration of a rotary actuator 100 according to the first embodiment. The rotary actuator 100 includes a support 110, a movable electrode 120, a fixed member 130, a first fixed electrode 142, a second fixed electrode 144, a first detection electrode 152, a second detection electrode 154, and a drive unit 200. ing. The first fixed electrode 142 and the second fixed electrode 144 constitute the fixed electrode 140 of the rotary actuator 100, and the first detection electrode 152 and the second detection electrode 154 constitute the detection electrode 150 of the rotary actuator 100. It is configured.

固定部材130は、可動電極120を支持体110に取り付けることにより、可動電極120の回転軸となる。第1固定電極142は、可動電極120の第1辺に対向している。第2固定電極144は、可動電極120の第2辺に対向している。第2辺は、可動電極120の第1辺とは反対側の辺である。第1検出用電極152は、可動電極120及び第1固定電極142から絶縁されており、可動電極120の第1辺に対向している。第2検出用電極154は、可動電極120及び第2固定電極144から絶縁されており、可動電極120の第2辺に対向している。そして駆動部200は、第1固定電極142に第1信号を入力するとともに、第2固定電極144に、前記第1信号とは位相が逆である第2信号を入力する。第2信号は、例えば第1信号を位相反転した信号である。この場合、第2信号の振幅と第1信号の振幅はほぼ等しくなる。   The fixed member 130 serves as a rotation axis of the movable electrode 120 by attaching the movable electrode 120 to the support 110. The first fixed electrode 142 is opposed to the first side of the movable electrode 120. The second fixed electrode 144 is opposed to the second side of the movable electrode 120. The second side is the side opposite to the first side of the movable electrode 120. The first detection electrode 152 is insulated from the movable electrode 120 and the first fixed electrode 142, and faces the first side of the movable electrode 120. The second detection electrode 154 is insulated from the movable electrode 120 and the second fixed electrode 144, and faces the second side of the movable electrode 120. Then, the drive unit 200 inputs the first signal to the first fixed electrode 142, and inputs to the second fixed electrode 144 a second signal whose phase is opposite to that of the first signal. The second signal is, for example, a signal obtained by inverting the phase of the first signal. In this case, the amplitude of the second signal is approximately equal to the amplitude of the first signal.

本実施形態によれば、第2固定電極144に入力される第2信号の位相は、第1固定電極142に入力される位相の逆になっている。このため、第1検出用電極152の電位及び第2検出用電極154の電位の和(又は平均)の変動に基づいて、可動電極120の位置を検出すると、第1固定電極142及び第2固定電極144に印加される信号が可動電極120の位置検出のノイズになることを抑制できる。以下、詳細に説明する。   According to this embodiment, the phase of the second signal input to the second fixed electrode 144 is the reverse of the phase input to the first fixed electrode 142. Therefore, when the position of the movable electrode 120 is detected based on the fluctuation of the sum (or the average) of the electric potential of the first detection electrode 152 and the electric potential of the second detection electrode 154, the first fixed electrode 142 and the second fixation are detected. It can be suppressed that the signal applied to the electrode 144 becomes a noise for detecting the position of the movable electrode 120. The details will be described below.

本図に示す例において、可動電極120の平面形状は矩形である。そして可動電極120の第1辺の中央部には第1固定電極142が配置されている。そして第1辺の両端部には、それぞれ第1検出用電極152が配置されている。また、可動電極120のうち第1辺に対向する辺(第2辺)の中央部には第2固定電極144が配置されている。そして第2辺の両端部には、それぞれ第2検出用電極154が配置されている。第1固定電極142及び第2固定電極144は、固定部材130を延長した線を基準に、互いに線対称となる位置に配置されている。また、第1検出用電極152及び第2検出用電極154も、固定部材130を延長した線を基準に、互いに線対称となる位置に配置されている。   In the example shown to this figure, the planar shape of the movable electrode 120 is a rectangle. The first fixed electrode 142 is disposed at the center of the first side of the movable electrode 120. The first detection electrodes 152 are disposed at both ends of the first side. In addition, the second fixed electrode 144 is disposed at the center of the side (second side) of the movable electrode 120 that faces the first side. Then, second detection electrodes 154 are disposed at both ends of the second side. The first fixed electrode 142 and the second fixed electrode 144 are arranged in line symmetry with each other with respect to a line extending the fixing member 130. Further, the first detection electrode 152 and the second detection electrode 154 are also arranged at positions that are line symmetrical with respect to a line extending the fixing member 130.

また、可動電極120の第1辺及び第2辺はいずれも櫛歯状になっている。そして第1固定電極142及び第1検出用電極152のうち可動電極120に対向する辺も櫛歯状になっており、可動電極120の第1辺とかみ合っている。また、第2固定電極144及び第1検出用電極152のうち可動電極120に対向する辺も櫛歯状にあっており、可動電極120の第2辺とかみ合っている。このため、第1固定電極142及び第2固定電極144と可動電極120は、互いに対向する部分の面積が大きくなり、その結果、可動電極120の駆動力は大きくなる。また、第1検出用電極152及び第2検出用電極154と可動電極120は、互いに対向する部分の面積が大きくなり、その結果、第1検出用電極152及び第2検出用電極154による検出値は大きくなる。   Further, the first side and the second side of the movable electrode 120 are each in a comb-like shape. The side of the first fixed electrode 142 and the first detection electrode 152 facing the movable electrode 120 is also in a comb shape, and is engaged with the first side of the movable electrode 120. Further, of the second fixed electrode 144 and the first detection electrode 152, the side facing the movable electrode 120 is also in a comb shape, and is engaged with the second side of the movable electrode 120. For this reason, the area of the part which mutually opposes the 1st fixed electrode 142, the 2nd fixed electrode 144, and the movable electrode 120 becomes large, As a result, the driving force of the movable electrode 120 becomes large. In addition, the area of the portion where the first detection electrode 152 and the second detection electrode 154 and the movable electrode 120 face each other becomes large, and as a result, the detection value by the first detection electrode 152 and the second detection electrode 154 Will grow.

支持体110は、可動電極120の4辺のうち第1辺及び第2辺以外の2つの辺それぞれに対向している。固定部材130は、可動電極120のうち支持体110と対向している2辺それぞれに対して設けられている。詳細には、固定部材130は、可動電極120のうち支持体110と対向している辺の中心に接続している。そして2つの固定部材130を結ぶ線が、可動電極120の回転軸となっている。本実施形態では、支持体110、可動電極120、及び固定部材130は一体的に形成されている。   The support 110 faces each of two sides other than the first side and the second side among the four sides of the movable electrode 120. The fixed member 130 is provided for each of two sides of the movable electrode 120 facing the support 110. Specifically, the fixed member 130 is connected to the center of the side of the movable electrode 120 facing the support 110. The line connecting the two fixed members 130 is the rotation axis of the movable electrode 120. In the present embodiment, the support 110, the movable electrode 120, and the fixed member 130 are integrally formed.

回転型アクチュエータ100の可動電極120は、例えば上面が鏡面になっている。この鏡面は、例えば可動電極120の上面に金属膜(例えばAl膜)を形成することにより、形成されている。そして可動電極120の角度を変えることにより、可動電極120に入射してきた光の反射角を変える。回転型アクチュエータ100は、例えば光スキャナーやモーションセンサなどに用いられる。   For example, the upper surface of the movable electrode 120 of the rotary actuator 100 is a mirror surface. The mirror surface is formed, for example, by forming a metal film (for example, an Al film) on the upper surface of the movable electrode 120. Then, by changing the angle of the movable electrode 120, the reflection angle of the light incident on the movable electrode 120 is changed. The rotary actuator 100 is used, for example, for an optical scanner or a motion sensor.

駆動部200は、可動電極120の動きを制御する。具体的には、可動電極120を回転させるとき、駆動部200は、可動電極120と第1固定電極142の間に、交流電圧である第1信号を印加し、かつ、可動電極120と第2固定電極144の間に、交流電圧である第2信号を印加する。第2信号は、例えば第1信号を反転させた信号である。ただし、第1信号の振幅と第2信号の振幅は異なっていても良い。なお、可動電極120には、直流電圧源400によって予め決められた直流電圧が印加されている。この直流電圧の大きさは、第1信号の振幅の2倍及び第2信号の振幅の2倍のいずれよりも大きくなっている。   The drive unit 200 controls the movement of the movable electrode 120. Specifically, when rotating the movable electrode 120, the drive unit 200 applies a first signal, which is an alternating voltage, between the movable electrode 120 and the first fixed electrode 142, and the movable electrode 120 and the second fixed electrode 142. A second signal, which is an alternating voltage, is applied between the fixed electrodes 144. The second signal is, for example, a signal obtained by inverting the first signal. However, the amplitude of the first signal and the amplitude of the second signal may be different. A direct current voltage determined in advance by the direct current voltage source 400 is applied to the movable electrode 120. The magnitude of the DC voltage is greater than either twice the amplitude of the first signal and twice the amplitude of the second signal.

また、回転型アクチュエータ100はさらに検出部300を備えている。検出部300は、第1検出用電極152の電位と第2検出用電極154の電位の和又は平均の変動に基づいて、可動電極120の位置を判断する。検出部300の検出結果は駆動部200に出力される。駆動部200は、検出部300からの出力を用いて、第1信号及び第2信号を生成する。   The rotary actuator 100 further includes a detection unit 300. The detection unit 300 determines the position of the movable electrode 120 based on the variation of the sum or average of the potential of the first detection electrode 152 and the potential of the second detection electrode 154. The detection result of the detection unit 300 is output to the drive unit 200. The driver 200 uses the output from the detector 300 to generate the first signal and the second signal.

図2は、回転型アクチュエータ100の等価回路図である。本図において、第1検出用電極152及び第2検出用電極154を合わせたものを、検出用電極150として記載している。   FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the rotary actuator 100. As shown in FIG. In the drawing, a combination of the first detection electrode 152 and the second detection electrode 154 is described as a detection electrode 150.

検出部300は、増幅器、抵抗、及び容量素子を並列に接続したものである。そして検出部300の入力端子には、検出用電極150が接続している。検出用電極150は、可動電極120とともに可変容量素子を構成している。この可変容量素子は、直流電圧源400に接続している。   The detection unit 300 is formed by connecting an amplifier, a resistor, and a capacitive element in parallel. The detection electrode 150 is connected to the input terminal of the detection unit 300. The detection electrode 150 and the movable electrode 120 constitute a variable capacitance element. The variable capacitance element is connected to a direct current voltage source 400.

また、この可変容量素子は、可動電極120と第1固定電極142からなる容量素子を介して第2信号生成部220に接続しており、かつ、可動電極120と第2固定電極144からなる容量素子を介して第1信号生成部210に接続している。この接続に起因して、検出部300の入力端子には第1信号に起因したノイズと第2信号に起因したノイズが入り込む。   In addition, this variable capacitance element is connected to the second signal generation unit 220 through a capacitance element formed of the movable electrode 120 and the first fixed electrode 142, and a capacitance formed of the movable electrode 120 and the second fixed electrode 144. It is connected to the first signal generator 210 via an element. Due to this connection, noise caused by the first signal and noise caused by the second signal enter the input terminal of the detection unit 300.

しかし、本実施形態では、第2固定電極144に入力される第2信号は、第1固定電極142に入力される第1位信号と位相が逆になっている。このため、可変容量素子においては第1信号に起因したノイズと第2信号に起因したノイズが互いに打ち消しあい、その結果、検出部300に入力端子に入り込むノイズは非常に小さくなる。   However, in the present embodiment, the second signal input to the second fixed electrode 144 is opposite in phase to the first signal input to the first fixed electrode 142. For this reason, in the variable capacitance element, the noise caused by the first signal and the noise caused by the second signal mutually cancel each other, and as a result, the noise entering the input terminal of the detection unit 300 becomes very small.

また、第1検出用電極152は第1固定電極142に対向しており、第2固定電極144は第2検出用電極154に対向している。このため、検出部300は、第2検出用電極154及び第2固定電極144からなる容量素子、並びに第1検出用電極152及び第1固定電極142からなる容量素子にも接続している。この接続によっても、検出部300の入力端子には第1信号に起因したノイズと第2信号に起因したノイズが入り込む。しかし、このノイズも、上記した理由により、非常に小さくなる。   Further, the first detection electrode 152 is opposed to the first fixed electrode 142, and the second fixed electrode 144 is opposed to the second detection electrode 154. Therefore, the detection unit 300 is also connected to a capacitive element formed of the second detection electrode 154 and the second fixed electrode 144, and a capacitive element formed of the first detection electrode 152 and the first fixed electrode 142. Also by this connection, the noise caused by the first signal and the noise caused by the second signal enter the input terminal of the detection unit 300. However, this noise is also very small for the reasons described above.

図3は、比較例に係る回転型アクチュエータ100の検出部300が検出した電圧の波形を説明するための図である。詳細には、図3(a)は可動電極120の位置(変位角)を示すチャートであり、図3(b)は固定電極140に入力する信号を示すチャートである。そして図3(c)は、検出用電極150に電圧の波形を示すチャートである。この比較例では、図3(b)に示すように、固定電極140を構成する第1固定電極142及び第2固定電極144には、互いに同一の信号が入力されている。そして図3(a)に示すように、可動電極120の変位角は正弦波に沿って変化している。しかし、図3(c)に示すように、検出部300の電圧の波形は正弦波を崩した形になっている。詳細には、この形は、正弦波を、固定電極140に入力されている信号の電圧が変化するタイミングで崩した形になっている。このことから、検出部300の検出電圧には、固定電極140に入力されている信号がノイズとして載っていることが分かる。   FIG. 3 is a diagram for explaining the waveform of the voltage detected by the detection unit 300 of the rotary actuator 100 according to the comparative example. Specifically, FIG. 3A is a chart showing the position (displacement angle) of the movable electrode 120, and FIG. 3B is a chart showing a signal input to the fixed electrode 140. As shown in FIG. And FIG.3 (c) is a chart which shows the waveform of a voltage in the electrode 150 for detection. In this comparative example, as shown in FIG. 3B, the same signals are input to the first fixed electrode 142 and the second fixed electrode 144 that constitute the fixed electrode 140. And as shown to Fig.3 (a), the displacement angle of the movable electrode 120 is changing along the sine wave. However, as shown in FIG. 3C, the waveform of the voltage of the detection unit 300 is in the form of a broken sine wave. Specifically, this form is a form in which the sine wave is broken at the timing when the voltage of the signal input to the fixed electrode 140 changes. From this, it can be understood that the signal input to the fixed electrode 140 appears as noise in the detection voltage of the detection unit 300.

図4は、本実施例に係る回転型アクチュエータ100の検出部300が検出した電圧の波形を示す図である。図4(a)は可動電極120の位置(変位角)を示すチャートであり、図4(b)は固定電極140に入力する信号を示すチャートである。そして図4(c)は、検出用電極150に電圧の波形を示すチャートである。図4(b)に示すように、本実施形態では、第1固定電極142に入力される第1信号と第2固定電極144に入力される第2信号の位相は逆になっている。このため、図4(c)に示すように、検出部300が検出した電圧の波形は、正弦波に近い形になる。   FIG. 4 is a diagram showing a waveform of a voltage detected by the detection unit 300 of the rotary actuator 100 according to the present embodiment. FIG. 4A is a chart showing the position (displacement angle) of the movable electrode 120, and FIG. 4B is a chart showing a signal inputted to the fixed electrode 140. As shown in FIG. And FIG.4 (c) is a chart which shows the waveform of a voltage in the electrode 150 for detection. As shown in FIG. 4B, in the present embodiment, the phases of the first signal input to the first fixed electrode 142 and the second signal input to the second fixed electrode 144 are reversed. For this reason, as shown in FIG. 4C, the waveform of the voltage detected by the detection unit 300 has a shape close to a sine wave.

以上、本実施形態によれば、第2固定電極144に入力される第2信号は、第1固定電極142に入力される第1位信号と位相が逆になっているため、検出部300に入力端子に入り込むノイズは非常に小さくなる。従って、可動電極120の位置を高い精度で検出することができる。また、第2信号の位相を第1信号とは逆にすればよいため、大きな回路も必要としないですむ。   As described above, according to the present embodiment, the second signal input to the second fixed electrode 144 has the phase opposite to that of the first order signal input to the first fixed electrode 142. The noise that enters the input terminal is very small. Therefore, the position of the movable electrode 120 can be detected with high accuracy. In addition, since the phase of the second signal may be reversed from that of the first signal, a large circuit may not be required.

(第2の実施形態)
図5は、第2の実施形態に係る回転型アクチュエータ100が有する駆動部200の構成を示す回路図である。本実施形態に係る回転型アクチュエータ100は、駆動部200の構成を除いて、第1の実施形態に係る回転型アクチュエータ100と同様の構成である。
Second Embodiment
FIG. 5 is a circuit diagram showing the configuration of the drive unit 200 of the rotary actuator 100 according to the second embodiment. The rotary actuator 100 according to this embodiment has the same configuration as the rotary actuator 100 according to the first embodiment except for the configuration of the drive unit 200.

本実施形態において、第2信号は、第1信号を位相反転した上で、さらに振幅を調整したものである。以下、詳細に説明する。   In the present embodiment, the second signal is obtained by inverting the phase of the first signal and further adjusting the amplitude. The details will be described below.

駆動部200は、基準パルス生成部202を有している。基準パルス生成部202が生成した基準パルスは、第1信号生成部210及び第2信号生成部220に入力される。   The drive unit 200 includes a reference pulse generation unit 202. The reference pulse generated by the reference pulse generation unit 202 is input to the first signal generation unit 210 and the second signal generation unit 220.

第1信号生成部210は、増幅部215を有している。増幅部215は第1信号を出力する。増幅部215の入力端子と基準パルス生成部202の間には、容量素子211及び第1抵抗212がこの順に直列に接続されている。また増幅部215の入力端子は、第2抵抗213及び第3抵抗214を介して接地されている。第3抵抗214の抵抗値は、第1抵抗212の抵抗値及び第2抵抗213の抵抗値よりも大きい(例えば10倍以上100倍以下)。そして第2抵抗213の抵抗値及び第3抵抗214の抵抗値は、例えば互いに等しい。   The first signal generation unit 210 has an amplification unit 215. The amplification unit 215 outputs a first signal. A capacitive element 211 and a first resistor 212 are connected in series in this order between the input terminal of the amplification unit 215 and the reference pulse generation unit 202. The input terminal of the amplification unit 215 is grounded via the second resistor 213 and the third resistor 214. The resistance value of the third resistor 214 is larger than the resistance value of the first resistor 212 and the resistance value of the second resistor 213 (for example, 10 times or more and 100 times or less). The resistance value of the second resistor 213 and the resistance value of the third resistor 214 are, for example, equal to each other.

同様に、第2信号生成部220は増幅部225を有している。増幅部225は第2信号を出力する。そして増幅部225の入力端子と基準パルス生成部202の間には、インバータ226、容量素子221、及び第4抵抗222がこの順に直列に接続されている。また増幅部225の入力端子は、第5抵抗223及び第6抵抗224を介して接地されている。第6抵抗224の抵抗値は、第4抵抗222の抵抗値及び第5抵抗223の抵抗値よりも大きく(例えば10倍以上100倍以下)、また、第3抵抗214の抵抗値と同じである。   Similarly, the second signal generation unit 220 includes an amplification unit 225. The amplification unit 225 outputs a second signal. An inverter 226, a capacitive element 221, and a fourth resistor 222 are connected in series in this order between the input terminal of the amplifier 225 and the reference pulse generator 202. The input terminal of the amplifier 225 is grounded via the fifth resistor 223 and the sixth resistor 224. The resistance value of the sixth resistor 224 is larger (for example, 10 times or more and 100 times or less) than the resistance value of the fourth resistor 222 and the resistance value of the fifth resistor 223, and is the same as the resistance value of the third resistor 214 .

上述した回路において、基準パルス生成部202から第1固定電極142に至るまでの信号の経路のインピーダンスは、基準パルス生成部202から第2固定電極144に至るまでの信号の経路のインピーダンスと多少異なっている。また、第1検出用電極152から検出部300に至るまでの信号の経路のインピーダンスも、第2検出用電極154から検出部300に至るまでの信号の経路のインピーダンスとは多少異なっている。このため、単純に第1信号を移送反転したものを第2信号として使用しても、検出部300の検出値にはノイズが残る可能性がある。   In the circuit described above, the impedance of the signal path from the reference pulse generation unit 202 to the first fixed electrode 142 is somewhat different from the impedance of the signal path from the reference pulse generation unit 202 to the second fixed electrode 144 ing. Also, the impedance of the signal path from the first detection electrode 152 to the detection unit 300 is somewhat different from the impedance of the signal path from the second detection electrode 154 to the detection unit 300. For this reason, noise may remain in the detection value of the detection unit 300 even if the first signal is simply transferred and inverted as the second signal.

そこで本実施形態では、第4抵抗222の抵抗値及び第5抵抗223の抵抗値、並びに第1抵抗212及び第4抵抗222の抵抗値の少なくとも一方の組を調節することにより、上記したインピーダンスの差を小さくしている。言い換えると、容量素子211、第1抵抗212、第2抵抗213、及び第3抵抗214から算出されるインピーダンスは、容量素子221、第4抵抗222、第5抵抗223、及び第6抵抗224から算出されるインピーダンスとは異なっている。例えば、第4抵抗222の抵抗値と第5抵抗223の抵抗値の和が、第1抵抗212の抵抗値と第2抵抗213の抵抗値の和に等しい範囲内で、第4抵抗222の抵抗値と第5抵抗223の抵抗値を調節する。その結果、検出部300の検出値にノイズが残る可能性を低くすることができる。従って、さらに高い精度で可動電極120の位置を検出することができる。   Therefore, in the present embodiment, by adjusting at least one set of the resistance value of the fourth resistor 222 and the resistance value of the fifth resistor 223, and the resistance values of the first resistor 212 and the fourth resistor 222, The difference is reduced. In other words, the impedance calculated from the capacitive element 211, the first resistor 212, the second resistor 213, and the third resistor 214 is calculated from the capacitive element 221, the fourth resistor 222, the fifth resistor 223, and the sixth resistor 224. Impedance is different. For example, the resistance of the fourth resistor 222 is within a range where the sum of the resistance of the fourth resistor 222 and the resistance of the fifth resistor 223 is equal to the sum of the resistance of the first resistor 212 and the resistance of the second resistor 213. The value and the resistance value of the fifth resistor 223 are adjusted. As a result, the possibility of noise remaining in the detection value of the detection unit 300 can be reduced. Therefore, the position of the movable electrode 120 can be detected with higher accuracy.

(第3の実施形態)
図6は、第3の実施形態に係る回転型アクチュエータ100の構成を示す図である。本実施形態に係る回転型アクチュエータ100は、以下の点を除いて、第1の実施形態に係る回転型アクチュエータ100又は第2の実施形態に係る回転型アクチュエータ100と同様である。
Third Embodiment
FIG. 6 is a view showing the configuration of a rotary actuator 100 according to the third embodiment. The rotary actuator 100 according to the present embodiment is the same as the rotary actuator 100 according to the first embodiment or the rotary actuator 100 according to the second embodiment except for the following points.

本実施形態において、可動電極120の第1辺の中央部には第1検出用電極152が配置されている。そして第1辺の両端部には、それぞれ第1固定電極142が配置されている。また、可動電極120の第2辺の中央部には第2検出用電極154が配置されている。そして第2辺の両端部には、それぞれ第2固定電極144が配置されている。   In the present embodiment, the first detection electrode 152 is disposed at the center of the first side of the movable electrode 120. The first fixed electrodes 142 are disposed at both ends of the first side. In addition, a second detection electrode 154 is disposed at the center of the second side of the movable electrode 120. The second fixed electrodes 144 are disposed at both ends of the second side.

本実施形態によっても、第1の実施形態又は第2の実施形態と同様の効果を得ることができる。   Also according to the present embodiment, the same effect as that of the first embodiment or the second embodiment can be obtained.

(第4の実施形態)
図7は、第4の実施形態に係る回転型アクチュエータ100の構成を示す図である。本実施形態に係る回転型アクチュエータ100は、第1固定電極142及び第2固定電極144のそれぞれが複数に分割されている点を除いて、第1の実施形態に係る回転型アクチュエータ100又は第2の実施形態に係る回転型アクチュエータ100と同様である。
Fourth Embodiment
FIG. 7 is a view showing the configuration of a rotary actuator 100 according to the fourth embodiment. The rotary actuator 100 according to this embodiment is the same as the rotary actuator 100 according to the first embodiment except that each of the first fixed electrode 142 and the second fixed electrode 144 is divided into a plurality. It is similar to the rotary actuator 100 according to the embodiment of the present invention.

本実施形態によっても、第1の実施形態又は第2の実施形態と同様の効果を得ることができる。   Also according to the present embodiment, the same effect as that of the first embodiment or the second embodiment can be obtained.

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。例えば固定電極140及び検出用電極150の配置は、上記した実施形態に限定されるものではない。   Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, these are merely examples of the present invention, and various configurations other than the above can also be adopted. For example, the arrangement of the fixed electrode 140 and the detection electrode 150 is not limited to the above-described embodiment.

100 回転型アクチュエータ
110 支持体
120 可動電極
130 固定部材
140 固定電極
142 第1固定電極
144 第2固定電極
150 検出用電極
152 第1検出用電極
154 第2検出用電極
200 駆動部
202 基準パルス生成部
210 第1信号生成部
211 容量素子
212 第1抵抗
213 第2抵抗
214 第3抵抗
215 増幅部
220 第2信号生成部
221 容量素子
222 第4抵抗
223 第5抵抗
224 第6抵抗
225 増幅部
226 インバータ
300 検出部
400 直流電圧源
100 rotary actuator 110 support 120 movable electrode 130 fixed member 140 fixed electrode 142 first fixed electrode 144 second fixed electrode 150 detection electrode 152 first detection electrode 154 second detection electrode 200 drive unit 202 reference pulse generation unit 210 1st signal generation part 211 capacitive element 212 1st resistance 213 2nd resistance 214 3rd resistance 215 amplification part 220 2nd signal generation part 221 capacitive element 222 4th resistance 223 5th resistance 224 6th resistance 225 amplification part 226 inverter 300 detector 400 DC voltage source

Claims (4)

可動電極と、
支持体と、
前記可動電極を前記支持体に取り付け、前記可動電極の回転軸となる固定部材と、
前記可動電極の第1辺に対向している第1固定電極と、
前記可動電極のうち前記第1辺の反対側の辺である第2辺に対向している第2固定電極と、
前記可動電極の第1辺に対向しており、前記可動電極及び前記第1固定電極から絶縁されている第1検出用電極と、
前記可動電極の第2辺に対向しており、前記可動電極及び前記第2固定電極から絶縁されている第2検出用電極と、
前記第1固定電極に第1信号を入力するとともに、前記第2固定電極に、前記第1信号とは位相が逆である第2信号を入力する駆動部と、
前記第1検出用電極の電位及び前記第2検出用電極の電位の和又は平均の変動に基づいて、前記可動電極の位置を検出する検出部と、
を備えるアクチュエータ。
A movable electrode,
A support,
A fixed member attached to the support, the movable electrode being a rotation axis of the movable electrode;
A first fixed electrode facing the first side of the movable electrode;
A second fixed electrode facing a second side which is a side opposite to the first side among the movable electrodes;
A first detection electrode facing the first side of the movable electrode and insulated from the movable electrode and the first fixed electrode;
A second detection electrode facing the second side of the movable electrode and insulated from the movable electrode and the second fixed electrode;
A driving unit which inputs a first signal to the first fixed electrode and inputs a second signal whose phase is opposite to the first signal to the second fixed electrode;
A detection unit that detects the position of the movable electrode based on the sum or the average of the electric potential of the first detection electrode and the electric potential of the second detection electrode;
The equipped Rua actuator.
請求項1に記載のアクチュエータにおいて、
前記第2信号は、前記第1信号を逆位相にした信号であるアクチュエータ。
In actuators of claim 1,
The second signal is the signal der luer actuator in which the first signal in opposite phase.
請求項2に記載のアクチュエータにおいて、
前記駆動部は、
基準パルスを増幅することにより前記第1信号を生成するとともに、抵抗素子及び容量素子を有する第1信号生成部と、
前記基準パルスを位相反転することにより前記第2信号を生成するとともに、抵抗素子及び容量素子を有する第2信号生成部と、
を備え、
前記第1信号生成部の抵抗及び容量素子から算出されるインピーダンスは、前記第2信号生成部の抵抗及び容量素子から算出されるインピーダンスとは異なるアクチュエータ。
In actuators of claim 2,
The drive unit is
A first signal generation unit that generates the first signal by amplifying a reference pulse, and further includes a resistance element and a capacitance element;
A second signal generation unit that generates the second signal by inverting the phase of the reference pulse, and includes a resistance element and a capacitance element;
Equipped with
The impedance is calculated from the resistance and the capacitor of the first signal generator, different from the impedance calculated from the resistance and the capacitor of the second signal generating unit luer actuator.
可動電極と、
支持体と、
前記可動電極を前記支持体に取り付け、前記可動電極の回転軸となる固定部材と、
平面視で前記可動電極の第1辺に対向している第1固定電極と、
前記可動電極のうち前記第1辺の反対側の辺である第2辺に対向している第2固定電極と、
前記可動電極の第1辺に対向しており、前記可動電極及び前記第1固定電極から絶縁されている第1検出用電極と、
前記可動電極の第2辺に対向しており、前記可動電極及び前記第2固定電極から絶縁されている第2検出用電極と、
を有するアクチュエータを準備し、
前記第1固定電極に第1信号を入力するとともに、前記第2固定電極に、前記第1信号とは位相が逆である第2信号を入力することにより、前記可動電極を駆動し、かつ、前記第1検出用電極の電位及び前記第2検出用電極の電位の和又は平均の変動に基づいて、前記可動電極の位置を検出する、アクチュエータの制御方法。
A movable electrode,
A support,
A fixed member attached to the support, the movable electrode being a rotation axis of the movable electrode;
A first fixed electrode facing the first side of the movable electrode in plan view;
A second fixed electrode facing a second side which is a side opposite to the first side among the movable electrodes;
A first detection electrode facing the first side of the movable electrode and insulated from the movable electrode and the first fixed electrode;
A second detection electrode facing the second side of the movable electrode and insulated from the movable electrode and the second fixed electrode;
Prepare the Rua actuator to have a,
The movable electrode is driven by inputting a first signal to the first fixed electrode and inputting a second signal whose phase is opposite to that of the first signal to the second fixed electrode, and the potential of the first detection electrode and on the basis of the variation sum or average of the potential of the second detection electrode, for detecting a position of the movable electrode, the control method of the actuators.
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