JP6463447B2 - ミラー駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、ミラー駆動装置に関する。

近年、微少な大きさの機械的要素及び電子回路要素を融合したＭＥＭＳ（MicroElectroMechanical System）技術（マイクロマシン技術ともいう）を用いたミラー駆動装置の研究が盛んに行われている。ミラー駆動装置の一例としては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。

特許文献１に記載のミラー駆動装置は、支持部にトーションバー部を介して揺動駆動可能に設けられたミラー部と、支持部を挟む位置に配置された一対の永久磁石と、を備えている。ミラー部は、表面に反射膜が形成されていると共に、その表面と反射膜との間にミラー部の形状に沿った電磁コイルが設けられている。

特開２０１２−８８４８７号公報

ミラー部の駆動力を効率的に得るためには、ミラー部の軽量化を図り、慣性モーメントを低減させる必要がある。ここで、一般に、ミラー部の反射膜に照射されたときのレーザー光の形状は円形形状を呈している。そのため、上記従来のミラー駆動装置のようにミラー部が矩形形状を呈している構造では、レーザー光が照射されない無駄な領域（隅部）が存在する。その結果、従来のミラー駆動装置では、ミラー部が重いために慣性モーメントが大きく、駆動力を確保し難い。また、従来のミラー駆動装置の構造では、ミラー部（可動板）の形状に沿ってコイルを形成するため、永久磁石により形成される磁場と電磁コイルに流れる電流の向きによっては直交する辺が存在しない場合や、交差しない部分が多く存在する場合があるため、駆動力を効率的に得ることができない。

本発明は、駆動力を効率的に得ることができるミラー駆動装置を提供することを目的とする。

本発明に係るミラー駆動装置は、支持部と、連結部材を介して、支持部に対して揺動可能に支持される可動部と、可動部の主面上に配置されたミラーと、可動部に配置された駆動コイルと、可動部の周囲に磁場を形成する磁石と、を備え、駆動コイルは、主面に対して直交する方向から見てｎ角形形状（ｎは整数で且つ６以上）を呈しており、その少なくとも一辺が磁場の方向に直交しており、可動部は、駆動コイルに対応する形状を呈する溝部を有しており、駆動コイルが溝部内に配置されている。

本発明によれば、駆動力を効率的に得ることができる。

一実施形態に係るミラー駆動装置を示す平面図である。 図１に示すミラー駆動装置の駆動コイルの構成を示す平面図である。 図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面構成を示す図である。 永久磁石を示す斜視図である。 磁場を模式的に示す図である。 可動部の断面構成の一部を示す図である。 （ａ）は図２におけるａ−ａ線に沿った断面構成を示す図であり、（ｂ）は図２におけるｂ−ｂ線に沿った断面構成を示す図である。 比較例の駆動コイルと磁場との関係を模式的に示す図である。 駆動電流と光学振れ角との関係を示すグラフである。

本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図１は、一実施形態に係るミラー駆動装置を示す平面図である。図２は、図１に示すミラー駆動装置の駆動コイルの構成を示す平面図である。図３は、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面構成を示す図である。各図に示されるように、ミラー駆動装置１は、永久磁石３と、固定フレーム（支持部）５と、可動部７と、ミラー９と、を備えている。

永久磁石３は、矩形状を呈する平板状を成している。永久磁石３は、可動部７の下方に配置されている。永久磁石３は、一対の主面３ａ，３ｂを有する。永久磁石３は、可動部７の周囲（後述する駆動コイル１２の周囲）に磁場（磁界）を形成する。図４は、永久磁石を示す斜視図である。図３及び図４に示されるように、永久磁石３は、第１磁性部３０と、第２磁性部３１と、第３磁性部３２と、を有している。図４に示されるように、第１磁性部３０及び第２磁性部３１は、それぞれ、永久磁石３において、永久磁石３の底面の対角線方向における一端側及び他端側に配置されている。第３磁性部３２は、第１磁性部３０と第２磁性部３１との間に配置されている。第１磁性部３０と第３磁性部３２との境界面３３、及び第３磁性部３２と第２磁性部３１との境界面３４は、Ｚ軸に平行で、かつＸ軸及びＹ軸の両方と交差する平面である。

第１磁性部３０は、第１極性の磁極３０ａと、第１極性とは異なる第２極性の磁極３０ｂと、を有する。第２磁性部３１は、第１極性の磁極３１ａと、第２極性の磁極３１ｂと、を有する。第３磁性部３２は、第１極性の磁極３２ａと、第２極性の磁極３２ｂと、を有する。磁極３２ａは、第３磁性部３２における、第１磁性部３０と対向する側に配置されている。磁極３２ｂは、第３磁性部３２における、第２磁性部３１と対向する側に配置されている。本実施形態では、第１極性はＳ極の極性であり、第２極性はＮ極の極性である。逆に、第１極性がＮ極の極性であり、第２極性がＳ極の極性であってもよい。

第１磁性部３０、第３磁性部３２及び第２磁性部３１は、ハルバッハ配列を構成している。具体的には、第１磁性部３０において、第１極性の磁極３０ａと第１磁性部３０の第２極性の磁極３０ｂとは、Ｚ軸方向において対向している。第１磁性部３０に隣接する第３磁性部３２において、第１極性の磁極３２ａと第３磁性部３２の第２極性の磁極３２ｂとは、Ｘ，Ｙ方向に平行な方向において対向している。第３磁性部３２に隣接し、且つ第３磁性部３２に関して第１磁性部３０の反対側に位置する第２磁性部３１において、第１極性の磁極３１ａと第２極性の磁極３１ｂとは、Ｚ軸方向において対向している。このように、第１磁性部３０、第３磁性部３２、及び第２磁性部３１のうち隣り合う２つにおいて、それぞれが有する２つの磁極が対向する方向は、互いに垂直な方向である。

永久磁石３により形成される磁場の方向は、所定の角度を成している。詳細には、図５に示されるように、磁場Ｆは、後述する可動部７の主面７ａの面方向に沿って形成され、磁場Ｆの方向は、固定フレーム５と可動部７とを連結する直線状のトーションバー（連結部材）１０ａ，１０ｂにおける可動部７との接続箇所Ｃを少なくとも含む（接続箇所Ｃを繋ぐ）直線Ｌに対して約４５°の角度を成している。永久磁石３の厚さは、例えば２ｍｍ〜３ｍｍ程度に設定することができる。

固定フレーム５は、矩形状を呈する枠体である。固定フレーム５は、永久磁石３の主面３ａ上に配置されている。固定フレーム５の厚さは、例えば２５０μｍ〜３００μｍ程度に設定することができる。

可動部７は、固定フレーム５の開口内に位置している。可動部７は、円形形状を呈する平板状を成している。ここで言う円形形状には、真円及び楕円を含む。本実施形態では、可動部７は、真円形状を呈している。可動部７は、トーションバー１０ａ，１０ｂを介して、固定フレーム５に対して揺動可能に支持されている。トーションバー１０ａ，１０ｂは、直線状を呈しており、固定フレーム５と可動部７とを連結している。トーションバー１０ａ，１０ｂは、可動部７を両側から挟む位置に配置されている。本実施形態では、トーションバー１０ａ，１０ｂが直線状を呈しているため、トーションバー１０ａ，１０ｂの延在方向（もしくは揺動軸（揺動軸の延びる方向））と、トーションバー１０ａ，１０ｂと可動部７との接続箇所Ｃのそれぞれを含む上記直線Ｌとは、同一方向とされている。なお、トーションバーは、直線状である構成に限らず、例えば、直線部分と、この直線部分の両端を交互に連結する複数の折り返し部分と、を有する蛇行形状であってもよい。このような構成において、トーションバーと固定フレーム５との接続箇所と、トーションバーと可動部７との接続箇所とのそれぞれは、同一直線上に位置していてもよいし、同一直線上に位置していなくてもよい。同一直線上に位置していない場合、磁場Ｆの方向と所定の角度を成すのはトーションバー（連結部材）の延在方向もしくは揺動軸の延びる方向のいずれかである。

ミラー９は、可動部７の主面７ａ上に配置されている。本実施形態では、図１に示されるように、ミラー９は円形形状を呈している。ミラー９は、金属薄膜により構成された光反射膜である。ミラー９に用いられる金属材料としては、例えばアルミ（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）が挙げられる。

可動部７には、駆動コイル１２が配置されている。駆動コイル１２は、ミラー９の下方に配置されており、可動部７に埋め込まれている。駆動コイル１２は、可動部７の主面７ａに対して直交する方向から見て、ミラー９の内側、すなわちミラー９に覆われる（隠れる）位置に配置されている。図２に示されるように、駆動コイル１２は、可動部７の主面７ａに直交する方向から見て、多角形形状、詳細には２ｎ角形形状（ｎは整数であり且つ３以上（ｎ≧３））を呈しており、本実施形態では、八角形形状を呈している。

駆動コイル１２は、少なくとも一辺が磁場の方向に直交している。本実施形態では、駆動コイル１２が八角形形状を呈しており、図５に示されるように、八辺のうちの二辺が磁場Ｆの方向に直交しており、その他の二辺が磁場Ｆと交差している。

続いて、駆動コイル１２の詳細な構成について以下に説明する。図６は、可動部における駆動コイルの断面構成を示す図である。図６に示されるように、可動部７は、基材１４と、駆動コイル１２と、被覆層１６と、絶縁層１８と、を有する。基材１４は、駆動コイル１２に対応する形状を呈する溝部２０を有する。すなわち、溝部２０は、主面１４ａ（主面７ａ）に対して直交する方向から見て、八角形形状に形成されている。溝部２０は、例えば、基材１４の表面に所定のパターンのマスクを形成し、続いて、当該マスクを介して基材１４をエッチングすることにより形成できる。基材１４は、例えば、Ｓｉで構成される。基材１４の厚みは、例えば２０μｍ〜６０μｍ程度に設定することができる。

基材１４の主面１４ａ及び溝部２０の内壁面には、絶縁層２２が配置されている。絶縁層２２は、基材１４を熱酸化して得られる熱酸化膜である。絶縁層２２は、例えばＳｉＯ_２で構成される。溝部２０内で且つ絶縁層２２の内壁面には、シード層２４が配置されている。すなわち、シード層２４は、絶縁層２２と駆動コイル１２との間に位置している。シード層２４は、駆動コイル１２を構成する金属材料に対して付着性を有する緻密な金属材料を、基材１４（絶縁層２２）上にスパッタリングすることにより得られる。シード層２４を構成する金属材料としては、例えばＴｉＮが挙げられる。

溝部２０内で且つシード層２４上には、駆動コイル１２を構成する金属材料が配置されている。駆動コイル１２は、ダマシン法により、シード層２４上に当該金属材料を埋め込むことにより得られる。溝部２０内に当該金属材料を埋め込むための手法としては、めっき、スパッタリング又はＣＶＤが挙げられる。

溝部２０内に当該金属材料を配置した後に、化学機械研磨（ＣＭＰ：ChemicalMechanicalPolishing）によって主面１４ａ側を平坦化してもよい。この平坦化工程においては、駆動コイル１２とシード層２４との間に生ずる電位差等により、駆動コイル１２のうちシード層２４と接する境界部２６が局所的に減肉することがある。当該金属材料としては、例えばＣｕ又はＡｕが挙げられる。駆動コイル１２の厚さは、例えば５μｍ〜１０μｍ程度に設定することができる。

被覆層１６は、溝部２０の開口を覆うように主面１４ａ上まで延びている。すなわち、被覆層１６は、主面１４ａに対して直交する方向から見て、駆動コイル１２のうち主面１４ａ側の表面全体を覆うと共に、基材１４のうち溝部２０の周囲を覆っている。被覆層１６は、例えばスパッタリング法又はＣＶＤ法により基材１４上面全体に金属材料を堆積し、続いて、パターニングすることにより得られる。

被覆層１６を構成する金属材料は、駆動コイル１２を構成する金属材料の拡散を抑制する機能を有する。被覆層１６を構成する金属材料としては、例えばＡｌ又はＡｌを含む合金が挙げられる。Ａｌを含む合金としては、Ａｌ−Ｓｉ合金、Ａｌ−Ｃｕ合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金が挙げられる。Ａｌ−Ｓｉ合金の組成比は、例えばＡｌが９９％、Ｓｉが１％とすることができる。Ａｌ−Ｃｕ合金の組成比は、例えばＡｌが９９％、Ｃｕが１％とすることができる。Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金の組成比は、例えばＡｌが９８％、Ｓｉが１％、Ｃｕが１％とすることができる。被覆層１６の厚さは、例えば１μｍ程度に設定することができる。

絶縁層１８は、基材１４上及び被覆層１６上を覆うように配置されている。絶縁層１８を構成する材料としては、例えばＳｉＯ_２、ＳｉＮ又はＴＥＯＳが挙げられる。絶縁層１８上には、ミラー９が配置されている。

図２に示されるように、駆動コイル１２の一端部には、引出し導体４０の一端が電気的に接続されている。駆動コイル１２の他端部には、引出し導体４２の一端が電気的に接続されている。引出し導体４０，４２は、トーションバー１０ａに沿って延在し、固定フレーム５まで引き出されている。引出し導体４０，４２の他端は、固定フレーム５に配置された電極４４，４６に電気的に接続されている。電極４４，４６は、図示しない電源に接続されている。

図７（ａ）は、図２におけるａ−ａ線に沿った断面構成を示す図であり、図７（ｂ）は、図２におけるｂ−ｂ線に沿った断面構成を示す図である。

図７（ａ）に示されるように、トーションバー１０ａと可動部７との接続箇所Ｃ付近では、駆動コイル１２（配線）は、Ｃｕ又はＡｕと材料とするダマシン配線によって形成されている。また、図示しないが、トーションバー１０ａと固定フレーム５との接続箇所では、引出し導体４０，４２と電極４４，４６とを接続する配線がダマシン配線によって形成されている。図７（ｂ）に示されるように、トーションバー１０ａの中央部付近では、引出し導体４０は、例えばＡｌ又はＡｌを含む合金等の材料、すなわち駆動コイル１２を形成するＣｕよりも塑性変形し難い材料により形成されている。駆動コイル１２の他端部と引出し導体４０の一端とは、図示しない接続部により電気的に接続されている。図７（ａ）及び（ｂ）に示されるように、駆動コイル１２と引出し導体４０とは、高さ位置が異なっている。そのため、駆動コイル１２と引出し導体４０とは、可動部７の主面７ａに対して直交する方向に延在する上記接続部により接続されている。図７（ｂ）では、引出し導体４０を示しているが、引出し導体４２も同様の構成を有している。

以上説明したように、本実施形態に係るミラー駆動装置１では、可動部７が円形形状を呈している。これにより、可動部７が矩形形状を呈する構造に比べて空気抵抗を小さくすることができると共に、軽量化が図れるため慣性モーメントを低減させることができる。ここで、空気抵抗は、本実施形態のミラー駆動装置１では、シミュレーションにおいて１．４５×１０^−３［Ｎ］であり、ミラー（可動部）の周囲に駆動コイルが配置された従来のミラー駆動装置では、１．７０×１０^−３［Ｎ］である。したがって、本実施形態のミラー駆動装置１では、可動部７における空気抵抗を小さくすることができる。

また、ミラー駆動装置１では、永久磁石３は可動部７の下方に配置されており、駆動コイル１２は、可動部７の主面７ａに対して直交する方向から見て八角形形状を呈している。これにより、前述のように本実施形態ではトーションバー１０ａ，１０ｂ（連結部材）の延在方向もしくは揺動軸の延びる方向に対して４５°の角度を成す磁場Ｆが発生しているが、このような場合であっても、磁場Ｆの方向と駆動コイル１２の二辺に流れる電流の向きとが直交し、且つ、その他の二辺に流れる電流の向きと磁場Ｆの方向とが交差するため、ローレンツ力を効果的に発生させることができる。したがって、ミラー駆動装置１では、駆動力を効率的に得ることができる。

ここで、図８は、比較例の駆動コイルと磁場との関係を模式的に示す図である。図８（ａ）に示されるように、駆動コイル５０が四角形形状を呈する（２ｎ角形形状においてｎが３よりも小さい）場合には、磁場Ｆと直交する辺が存在しない。そのため、四角形形状を呈する駆動コイル５０では、ローレンツ力が発生し難いため、駆動力が低下する。また、駆動コイル５０のように四角形形状では、ミラー９の下方において使用できる面積が小さいため、駆動コイル５０の長さを確保し難い。その結果、駆動力が低下する。

また、図８（ｂ）に示されるように、四角形形状を呈する駆動コイル５０の辺が磁場Ｆと直交するように配置すると、駆動コイル５０において、磁場Ｆと全く交差しない（磁場Ｆと平行な）辺が存在する。磁場Ｆと交差しない二辺は、駆動コイル５０の長さの１／２に相当するため、他の二辺が磁場Ｆと直交している場合であっても、十分な駆動力を得ることができない。また、図８（ｂ）に示す構成では、トーションバー１０ａ，１０ｂへの配線を駆動コイル５０の角部から出さなければならない。この場合、角部には負荷（応力）が集中し易いため、配線が断線する可能性が高くなるといった問題も生じ得る。

また、駆動コイルをミラー９と同じ形状、すなわち円形形状とした場合には、磁場Ｆと直交する辺が存在しないため、十分な駆動力を得ることができない。本実施形態のミラー駆動装置１では、駆動コイル１２の形状を六角形形状以上の多角形形状（八角形形状）としている。これにより、ミラー駆動装置１では、磁場Ｆと直交する辺が存在すると共に、磁場Ｆと直交しなくとも交差する辺が存在する。磁場Ｆと直交又は交差しない辺は、駆動コイル１２が八角形形状である場合、全体の長さの１／３となる。さらに、駆動コイル１２を六角形形状以上の多角形形状とすることにより、ミラー９の下方の面積を有効に使用、すなわち駆動コイル１２の長さを有効に確保できる。したがって、ミラー駆動装置１では、駆動力を効率的に得ることができる。

図９は、駆動電流と光学振れ角との関係を示すグラフである。図９では、横軸が駆動電流［ｍＡ］を示しており、縦軸が光学振れ角［°］を示している。図９では、線Ｌ１は本実施形態のミラー駆動装置１の結果を示し、線Ｌ２及び線Ｌ３は従来のミラー駆動装置の結果を示している。図９に示す結果では、本実施形態のミラー駆動装置１の駆動コイル１２の巻き数を「３」、駆動コイル１２の間隔を０．６μｍとしている。また、従来のミラー駆動装置は、ミラー（可動部）の周囲にコイルが配置された構成であり、駆動コイルの巻き数をそれぞれ「１」（Ｌ２）、「３」（Ｌ３）、駆動コイルの間隔をそれぞれ１μｍ（Ｌ２）、０．６μｍ（Ｌ３）としている。

図９に示されるように、本実施形態のミラー駆動装置１では、従来のミラー駆動装置に比べて、約２倍の光学振れ角が得られている。このことは、ミラー駆動装置１において、可動部７を円形形状にし、且つ、駆動コイル１２をミラー９の下方に配置することにより、空気抵抗を小さくすると共に、軽量化が図られたことが寄与している。このように、ミラー駆動装置１では、従来の構成に比べて、高い駆動力が得られている。

本実施形態では、ミラー９の下方で且つ可動部７の主面７ａに対して直交する方向から見てミラー９の内側に駆動コイル１２を配置している。ミラーの周囲に駆動コイルが配置された従来の構成では、小型化を図ろうとすると、どうしてもミラーの面積が小さくなる。これに対して、ミラー駆動装置１では、上記の構成とすることにより、ミラー９の面積を確保しつつ、小型化を図ることができる。

本実施形態では、可動部７は、駆動コイル１２が埋め込まれる溝部２０を有する基材１４を有し、駆動コイル１２は、溝部２０内に配置された金属材料であるＣｕによって構成されている。このように、駆動コイル１２をダマシン法により形成することにより、可動部７の主面７ａの平坦性を確保できる。また、駆動コイル１２をＣｕで構成することにより、電気抵抗率を小さくすることができ、駆動コイル１２に大きな電流を流すことができる。その結果、より大きなローレンツ力を発生されることができるため、駆動力をより得ることができる。

本実施形態では、トーションバー１０ａに配置された引出し導体４０，４２は、Ａｌ又はＡｌを含む合金により構成されている。直線状のトーションバー１０ａには、その中央部に応力が集中する。そこで、ミラー駆動装置１では、駆動コイル１２を形成する材料（Ｃｕ又はＡｕ）よりも塑性変形し難いＡｌ又はＡｌを含む合金を引出し導体４０，４２に採用しているため、応力が加わるトーションバー１０ａの中央部における引出し導体４０，４２の強度を確保することができる。したがって、ミラー駆動装置１では、トーションバー１０ａの機械的な強度を確保でき、応力集中による引出し導体４０，４２の破損等を抑制できる。

上記トーションバー１０ａに配置される引出し導体４０，４２と、トーションバー１０ａと固定フレーム５、及び、トーションバー１０ａと可動部７との接続箇所Ｃにおける配線との構成について、別の観点では、本実施形態は、支持部と、同一直線上に延びるトーションバーと、トーションバーを介して支持部に対して揺動可能に支持される可動部と、可動部に配置されたミラーと、可動部に形成された駆動電気要素（例えば、駆動コイルや圧電体の電極）と、トーションバー上に当該トーションバーの延在方向に沿って配置され、駆動電気要素と接続された配線と、を備え、トーションバーと支持部との接続箇所付近、及び、トーションバーと可動部との接続箇所付近の配線は、溝部内に配置された第１金属材料であるＣｕによってダマシン配線として構成されており、トーションバーの中央部付近の配線は、第１金属材料よりも塑性変形し難い第２金属材料によって構成されているミラー駆動装置と捉えることができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、可動部７の真円形状を呈している構成を一例に説明したが、可動部７は楕円形状を呈していてもよい。

上記実施形態では、ミラー９が円形形状を呈する構成を一例に説明したが、ミラー９は他の形状であってもよい。

上記実施形態では、駆動コイル１２が八角形形状を呈する構成を一例に説明したが、駆動コイル１２は、２ｎ角形形状（ｎ≧３）であればよく、六角形形状等であってもよい。六角形形状の駆動コイル１２においても、その二辺が磁場Ｆと直交すると共に、他の二辺が磁場Ｆと交差する。

上記実施形態では、駆動コイル１２の巻き数を２としているが、駆動コイル１２の巻き数は、ミラー駆動装置１の設計に応じて適宜設定されればよい。

上記実施形態では、駆動コイル１２の引出し導体４０，４２を、一方のトーションバー１０ａを介して電極４４，４６まで引き出しているが、例えば、引出し導体４０をトーションバー１０ａ、引出し導体４２をトーションバー１０ｂに配置してもよい。つまり、引出し導体４０，４２を、トーションバー１０ａ，１０ｂのそれぞれを介して一本ずつ電極４４，４６まで引き出す構成であってもよい。このような構成の場合には、いずれかのトーションバー１０ａ，１０ｂが破損した場合、引出し導体４０，４２のいずれかが断線して信号が出力されなくなるため、その信号の出力に応じてトーションバー１０ａ，１０ｂの破損を検知でき、動作を中断させることができる。また、引出し導体４０，４２をそれぞれに配置することにより、応力の低減を一層図ることができると共に、引出し導体４０，４２間のショートも防止できる。

上記実施形態では、直線状のトーションバー１０ａ，１０ｂを一例に説明したが、トーションバーの構成はこれに限定されず、上述のように蛇行形状等であってもよい。

上記実施形態では、駆動コイル１２の全体がミラー９の内側に配置されている構成を一例に説明したが、駆動コイル１２は、その一部がミラー９の内側に配置されていればよい。

上記実施形態では、固定フレーム５と可動部７とをトーションバー１０ａ，１０ｂを介して連結してトーションバー１０ａ，１０ｂ（連結部材）の延在方向もしくは揺動軸の延びる方向の周りに可動部７を揺動させ、ミラー９を１次元的に駆動させる１次元駆動型の装置を一例に説明したが、ミラー駆動装置は、ミラー９を２次元的に駆動させる２次元駆動型の装置であってもよい。この場合、ミラー駆動装置は、支持部と、支持部に揺動可能に支持される第１可動部と、第１可動部に揺動可能に支持される第２可動部と、第２可動部に配置されたミラーと、第１可動部に配置された第１コイルと、第２可動部に配置された第２コイルと、備えていればよい。上記実施形態の可動部７は、第２可動部に相当し、駆動コイル１２は、第２コイルに相当する。第１可動部と第２可動部とは、互いに直交する直線（軸）周りにそれぞれ揺動可能に設けられている。これにより、ミラー駆動装置は、ミラー９を２次元的に駆動させる２次元駆動型の装置として構成される。また、磁場Ｆの向きは、２つの揺動軸に対し、所定の角度を有していることが好ましい。これにより、各軸ごとの磁石を配置する必要がなくなる。

本発明に係るミラー駆動装置は、支持部と、連結部材を介して、支持部に対して揺動可能に支持されると共に、円形形状を呈する可動部と、可動部の主面上に配置されたミラーと、可動部の周囲に磁場を形成する磁石と、を備え、可動部は、ミラーの下方で且つ主面に対して直交する方向から見てミラーの内側に少なくとも一部が配置された駆動コイルを有し、駆動コイルは、主面に対して直交する方向から見て２ｎ角形形状（ｎは整数で且つ３以上）を呈しており、その少なくとも一辺が磁場の方向に直交していることを特徴とする。

このミラー駆動装置では、可動部は円形形状を呈している。これにより、可動部が矩形形状を呈する構造に比べて空気抵抗を小さくすることができると共に、軽量化が図れるため慣性モーメントを低減させることができる。また、ミラー駆動装置では、駆動コイルは、主面に対して直交する方向から見て２ｎ角形形状（ｎは整数で且つ３以上）を呈しており、その少なくとも一辺が磁界の方向に直交している。これにより、磁場の方向と駆動コイルに流れる電流の向きとが直交するため、ローレンツ力を効果的に発生させることができる。したがって、ミラー駆動装置では、駆動力を効率的に得ることができる。

一実施形態においては、磁場は、可動部の主面の面方向に沿って形成されており、磁場の方向は、主面に対して直交する方向から見て、揺動軸に対して所定の角度を成している。これにより、駆動コイルに流れる電流と磁場の方向とが直交するため、ローレンツ力をより効果的に発生させることができる。したがって、駆動力を効率的に得ることができる。

一実施形態においては、可動部は、駆動コイルが埋め込まれる溝部を有する基材を有し、駆動コイルは、溝部内に配置された金属材料であるＣｕによって構成されていてもよい。このように、駆動コイルを溝部に金属材料を配置するダマシン法により形成することにより、可動部の主面の平坦性を確保できる。また、駆動コイルをＣｕで構成することにより、電気抵抗率を小さくすることができ、駆動コイルに大きな電流を流すことができる。その結果、より大きなローレンツ力を発生させることができるため、駆動力をより効果的に得ることができる。

１…ミラー駆動装置、３…永久磁石、５…固定フレーム（支持部）、７…可動部、７ａ…主面、９…ミラー、１０ａ，１０ｂ…トーションバー（連結部材）、１２…駆動コイル、１４…基材、２０…溝部、Ｃ…接続箇所、Ｌ…直線。

Claims (9)

1. 支持部と、
   連結部材を介して、前記支持部に対して揺動可能に支持される可動部と、
   前記可動部の主面上に配置されたミラーと、
   前記可動部に配置された駆動コイルと、
   前記可動部の周囲に磁場を形成する磁石と、を備え、
   前記駆動コイルは、前記主面に対して直交する方向から見て２ｎ角形形状（ｎは整数で且つ３以上）を呈しており、その少なくとも一辺が前記磁場の方向に直交しており、
   前記可動部は、前記駆動コイルに対応する形状を呈する溝部を有しており、
   前記駆動コイルが前記溝部内に配置されており、
   前記主面に対して直交する方向から見て、前記駆動コイルの外縁と、当該外縁に最も近接する前記可動部の外縁との間の距離は、前記可動部における前記駆動コイルの位置によって異なる、ミラー駆動装置。
2. 支持部と、
   連結部材を介して、前記支持部に対して揺動可能に支持される可動部と、
   前記可動部の主面上に配置されたミラーと、
   前記可動部に配置された駆動コイルと、
   前記可動部の周囲に磁場を形成する磁石と、を備え、
   前記駆動コイルは、前記主面に対して直交する方向から見て２ｎ角形形状（ｎは整数で且つ３以上）を呈しており、その少なくとも一辺が前記磁場の方向に直交しており、
   前記可動部は、前記駆動コイルに対応する形状を呈すると共に、前記主面に開口する溝部を有しており、
   前記駆動コイルが前記溝部内に配置されている、ミラー駆動装置。
3. 前記溝部の内壁面と前記駆動コイルとの間には、シード層が配置されている、請求項１又は２記載のミラー駆動装置。
4. 前記駆動コイルの端部と前記支持部上に配置された電極とを電気的に接続する引出し導体を備えている、請求項１〜３のいずれか一項記載のミラー駆動装置。
5. 前記引出し導体は、前記駆動コイルを構成する辺の端部に接続されている、請求項４記載のミラー駆動装置。
6. 前記引出し導体の一部は、前記溝部内に配置された前記駆動コイルの上方に配置されている、請求項４又は５記載のミラー駆動装置。
7. 前記支持部は、溝部を有しており、
   前記引出し導体の一部は、前記支持部の前記溝部内に配置されている、請求項４〜６のいずれか一項記載のミラー駆動装置。
8. 前記連結部材は、前記可動部を両側から挟む位置に配置されており、
   前記駆動コイルの一端部に接続された一方の前記引出し導体は、一方の前記連結部材に配置されており、
   前記駆動コイルの他端部に接続された他方の前記引出し導体は、他方の前記連結部材に配置されている、請求項４〜７のいずれか一項記載のミラー駆動装置。
9. 前記磁場の方向は、前記主面に対して直交する方向から見て、前記連結部材の揺動軸に対して所定の角度を成している、請求項１〜８のいずれか一項記載のミラー駆動装置。

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