WO2007125904A1 - 2軸型アクチュエータ - Google Patents

2軸型アクチュエータ Download PDF

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WO2007125904A1
WO2007125904A1 PCT/JP2007/058824 JP2007058824W WO2007125904A1 WO 2007125904 A1 WO2007125904 A1 WO 2007125904A1 JP 2007058824 W JP2007058824 W JP 2007058824W WO 2007125904 A1 WO2007125904 A1 WO 2007125904A1
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WO
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fixed
movable
deformation
substrate
wiring board
Prior art date
Application number
PCT/JP2007/058824
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Naoyuki Tokuchi
Original Assignee
Alps Electric Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alps Electric Co., Ltd. filed Critical Alps Electric Co., Ltd.
Publication of WO2007125904A1 publication Critical patent/WO2007125904A1/ja

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/035DC motors; Unipolar motors
    • H02K41/0352Unipolar motors
    • H02K41/0354Lorentz force motors, e.g. voice coil motors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2201/00Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
    • H02K2201/18Machines moving with multiple degrees of freedom

Definitions

  • the present invention relates to a biaxial actuator that can adjust the tilt angle of a mirror in two axial directions, for example, and can be miniaturized and hardly affected by an extra vibration mode.
  • the present invention relates to a shaft type actuator.
  • Patent Document 1 An example of an actuator that adjusts the tilt angle of a mirror is Patent Document 1 relating to a planar galvanometer mirror.
  • the galvanometer mirror described in Patent Document 1 is supported by a torsion bar 4 in which the movable part 3 forms an axis in the opposite direction with respect to the silicon substrate 2, and the mirror 5 provided inside the movable part 3 is the other. Supported by the beam 11 forming the shaft.
  • the coil 6 serving as the driving force generating portion to generate electromagnetic force
  • torsional deformation occurs in the torsion bars 4 arranged orthogonally to each other, so that the movable portion 3 is inclined in a seesaw shape.
  • the angle of the mirror can be changed.
  • Patent Document 2 An example of an actuator using a wire is Patent Document 2.
  • the actuator described in Patent Document 2 relates to an optical pickup, and a movable base 24 equipped with a coil and a lens is supported by four elastic support members (wires) W on a fixed part. Yes.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-271821 (Page 6, Figure 8 to Figure 9)
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 10-208282
  • the coil 6 needs to be wound around the mirror 5. Further, a movable part 3 is provided outside the mirror 5, and a silicon substrate 2 is further provided outside the mirror 5, and a groove is formed between them. Furthermore, it is necessary to provide permanent magnets 8 and 8 on both sides of the movable part 3 (on the silicon substrate 2). That is, patent text
  • the actuator described in Appendix 1 has a configuration in which the area is expanded laterally in order to provide these, so there is a problem that the actuator can be thinned but is not suitable for miniaturization. is there.
  • Patent Document 1 the actuator described in Patent Document 1 is formed of MEMS (Micro ElectroMechanical Systems) integrated on a silicon substrate, so that it is difficult to reduce the manufacturing cost.
  • MEMS Micro ElectroMechanical Systems
  • the actuator described in the cited document 2 has a configuration in which the movable base 24 is supported by four elastic support members (wires). For this reason, in this actuator, the movable base 24 is capable of moving in parallel. It is impossible to set the inclination angle of the movable base 24 to a desired angle with a predetermined support center point as a fulcrum. Furthermore, when external vibration or the like is generated in the movable base 24, it is difficult to effectively suppress such vibration. For this reason, in the past, there have been no examples of attempts to apply the four-wire support system as a mirror actuator.
  • the present invention is to solve the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a two-axis type actuator that is inexpensive and suitable for downsizing.
  • Another object of the present invention is to provide a two-axis actuator that can suppress the generation of an extra vibration mode and that can stably drive a movable part.
  • the biaxial actuator according to the present invention includes a fixed portion, a movable portion, and a plurality of installation members provided between the fixed portion and the movable portion.
  • Each of the erection members is provided with deforming portions at both end portions thereof, one end of one deforming portion is fixed to the fixed portion, and the other end of the deforming portion is fixed to the movable portion.
  • the distance between the ends of the fixed deformed portion is fixed to the movable portion. It is set shorter than the distance between the ends of the part,
  • a drive mechanism is provided to give the drive force to the movable part in the biaxial direction intersecting each other! / It is characterized by scolding.
  • the erection member has deformed portions at both ends, and an intermediate portion between both deformable portions is less likely to deform than the deformable portion.
  • the function which suppresses a movement is exhibited and a movable part can be operated stably.
  • the movable unit can swing while tilting, and the movable unit It is also possible to configure a galvanometer mirror by installing a mirror on the screen. Since the movable part is supported by a plurality of installation members with respect to the fixed part, the movable part is supported stably without unnecessary movement.
  • the intermediate portion of both deformation portions of the erection member may be a non-deformation portion that does not substantially deform as in the following embodiments, or the intermediate portion is elastically deformable. However, it may have higher bending rigidity than the deformed part!
  • the erection member is formed of a metal wire material in which the deformable portion is formed of a synthetic resin, and an intermediate force between the deformable portions is less deformable than the deformable portion.
  • the deformed portion is formed of a synthetic resin, and the intermediate portion between both deformed portions is formed by partially covering the synthetic resin with a metal, and the portion covered with the metal is It is harder to deform than the deformed part.
  • a coil is provided in one of the fixed part and the movable part, and a magnetic field generation part having a magnet and a yoke is provided in the other, and the current flowing through the coil
  • the movable part is driven by a magnetic field generated from the magnet.
  • a biasing member that biases the movable portion in a direction away from the fixed portion is provided.
  • the biasing member uses a magnetic repulsive force.
  • a part of the magnetic field generator provided in the drive mechanism can be used as the urging member, and the structure can be simplified.
  • the biasing member may be a compression spring provided between the fixed portion and the movable portion.
  • the movable portion is formed with a reflective surface that reflects light, and the angle of the reflective surface changes when the movable portion is driven by the drive mechanism.
  • FIG. 1 is a sectional view showing an actuator as an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a plan view of the actuator when viewed from line 2-2 in FIG. 1
  • FIG. 3 is a perspective view showing a magnetic field generation unit. 4 shows a coil and a bobbin constituting a part of the magnetic drive mechanism
  • A is a plan view
  • B is a cross-sectional view taken along the line B-B of A
  • FIG. 5A is a cross-sectional view showing an example of a construction member
  • FIG. 5B is a cross-sectional view showing another example of the erection member
  • FIG. 6 is a side view showing the main part of the operating state in the present invention.
  • An actuator 10 shown in FIG. 1 is a two-axis type mirror actuator that changes the direction of the mirror. An application example thereof will be described later.
  • the actuator 10 includes a rectangular bottom plate 12 provided at a position on the Z2 side in the figure, and a side wall 13 provided substantially perpendicular to the bottom plate 12 and extending in the Z1 direction in the figure. , 13, 13 and 13 and has a fixed part 11 which is powerful.
  • a lower yoke 21 is fixed to the end faces of the side walls 13, 13, 13, 13 in the Z1 direction.
  • the lower yoke 21 shown in this embodiment is formed as an octagonal metal plate as shown in FIG.
  • the open areas 14, 14, 14, 14 extending from the fixed part side to the upper part are formed at the four corners. It is made. Note that one end side of four erection members (wires) 15 is fixed to the central portion of the fixing plate 12 as described later.
  • the lower yoke 21 is formed of a material that is easily magnetized or a material that concentrates magnetic lines of force, such as an iron-based magnetic material. As shown in FIG. 3, a first magnet Ml having a square force, for example, is fixed at the center of the lower yoke 21. Further, an upper yoke 22 made of a material that is easily magnetized or a material that causes a line of magnetic force is fixed to the upper portion of the first magnet Ml.
  • the upper yoke 22 has a base portion 22A having the same area and shape as the upper surface of the first magnet Ml, and arm portions 22a, 22a, 22a, 22a extending in four directions from the base portion 22A.
  • the tips of the four arm portions 22a are bent in a crank shape so as to approach the lower yoke 21 while maintaining a state parallel to the lower yoke.
  • a gap g is formed in the space where the tip of each arm portion 22a, 22a, 22a, 22a and the lower yoke 21 face each other.
  • the first magnet Ml is magnetized in the Z direction in the figure so that, for example, the Z1 side in the figure has an N pole and the Z2 side in the figure has an S pole. Therefore, between the north pole and south pole of the first magnet Ml, the? Pole of the first magnet Ml ⁇ the base 22A of the upper yoke 22 ⁇ the tip of each arm 22a ⁇ the gap g ⁇ the lower yoke There are four magnetic paths (magnetic circuit) Ma composed of the S-pole path of the 21 ⁇ first magnet Ml. That is, the lower yoke 21, the first magnet Ml, and the upper yoke 22 constitute a magnetic field generating unit 20 that applies a static magnetic field to the gap g.
  • a movable portion 30 is provided above the upper yoke 22 (Z1 side).
  • the movable part 30 drives a mirror (reflecting surface) 31 to be controlled by the actuator 10, a holding member 32 that holds the mirror 31, and a holding member 32 that holds the mirror 31 to drive the mirror 31.
  • It has a magnetic drive unit 40 that generates an electromagnetic force that changes its direction.
  • a mirror 31 is fixed to the upper surface (the Z1 side surface) of the holding member 32.
  • a biasing force for pulling the movable part 30 away from the magnetic field generating part 20 in the Z1 direction shown in the drawing is provided between the lower surface (the Z2 side face) of the holding member 32 and the upper yoke 22 constituting the magnetic field generating part 20.
  • An urging member 35 for generating is provided.
  • the urging member 35 is composed of the second magnet M2.
  • the second magnet M2 is fixed to the lower surface (the surface on the Z2 side) of the holding member 32. Yes.
  • the lower surface of the second magnet M2 facing the upper yoke 22 is magnetized to the same N pole as the Z1 side of the first magnet Ml. For this reason, a magnetic repulsive force acts between the first magnet Ml and the second magnet M2, and the movable portion 30 is also separated from the fixed portion 11 by receiving the magnetic repulsive force. It is biased in the Z1 direction.
  • the structure since a part of the magnetic field generator provided in the drive mechanism can be used as the biasing member, the structure can be simplified.
  • Such a configuration can be realized, for example, by using the second magnet M2 as a ring-shaped (annular) magnet.
  • the biasing member 35 that applies the force for pulling the movable part 30 away from the fixed part 11 is not limited to the second magnet M2 as described above.
  • the lower surface of the holding member 32 and the upper 22 A compression spring may be disposed between the two.
  • the magnetic drive unit 40 is formed by a bobbin 41 and four coils CI, C2, C3, C4 provided on the bobbin 41, and has a drive mechanism that moves the movable unit 30 together with the magnetic field generation unit 20. Forming. In FIG. 1, the bobbin 41 is omitted.
  • the bobbin 41 is formed of a resin material or the like, and has a substantially cross shape in plan view.
  • the bobbin 41 has a square frame portion 41A provided at the center and four cylindrical winding portions 42, 42, 42 and 42 that protrude in four directions respectively on the outer peripheral surface force of the frame portion 41A. is doing.
  • On the outer peripheral surface of the frame portion 41A there are communication rods 42a, 42a, 42a, 42a that pass from the inside of the frame portion 41A through the inner rods of the aforementioned winding rods 42, 42, 42 to the outer rods. Is formed.
  • Each winding part 42 is placed on one side of each winding part 42 on the Z1 side. Open portions 42b, 42b, 42b, 42b formed by partially opening are formed, respectively.
  • Each communication portion 42a and each open portion 42b are formed continuously and open to the outside of the winding portion 42.
  • flange portions 43, 43, 43, and 43 are integrally formed at the distal ends of the winding portions 42 so as to extend in directions perpendicular to the four directions in which the winding portions 42 extend. Yes.
  • four coils CI, C2, C3, and C4 formed by winding a wire rod are provided on the outer periphery of each winding portion 42 and between the outer peripheral surface of the frame portion 41A and the flange portion 43. Yes.
  • a bobbin 41 having four coils CI, C2, C3, and C4 is fixed to the lower surface (the surface on the Z2 side) of the holding member 32 constituting the movable portion side.
  • the upper yoke 22 constituting the magnetic field generating unit 20 is disposed inside the bobbin 41. That is, the base 22A force of the upper yoke 22 is arranged inside the frame portion 41A of the bobbin 41, and the four arm portions 22a, 22a, 22a, 22a force extending from the upper yoke 22 are opened portions 42b, 42b. , 42b, and 42b are inserted into the communicating portions 42a, 42a, 42a, and 42a, respectively. The tips of the arm portions 43a, 43a, 43a, 43a are opposed to the lower yoke 21 in a state having a movement allowance in the coils CI, C2, C3, C4.
  • each coil CI, C2, C3, C4 is arranged in each gap g.
  • the four coils CI, C2, C3, and C4 can be formed, for example, by winding the wire around the wound portions 42 after the upper yoke 22 is disposed inside the bobbin 41. .
  • the coil C1 and the coil C2 are arranged at positions that are axisymmetric with respect to the reference line Gl-G1, and the coils C3 and C4 are also arranged at positions that are axisymmetric.
  • the coil C1 and the coil C2 are connected in series, and the winding direction and the number of turns of the wire are the same.
  • the coil C3 and the coil C4 are connected in series with the same winding direction and number of turns.
  • the coil C1 and the coil C2 arranged along the XI-X2 direction form a first magnetic drive unit
  • Coil C4 forms the second magnetic drive unit.
  • One end (Z2 side) of four erection members 15 is fixed to the fixing plate 12 constituting the fixing portion 11 side.
  • one end 15bl side on the fixed part 11 side is all They are fixed in the vicinity of the reference line Gl-Gl. More specifically, all the one ends 15bl are concentrated in the vicinity of the center point on the upper surface side of the fixing plate 12 (hereinafter referred to as “support center point”) O and at the same distance from the reference line G1-G1. Each state is fixed.
  • the other end (15b2 side) of the erection member 15 has four support points on the movable portion 30 (Fig. 1) that are farther from the reference line G1-G1 than the one end 15bl of the erection member 15. And in Fig. 6, only two support points al and bl are shown).
  • the support structure including the four erection members 15 has four hypotenuses in which the erection member 15 extends from the top of the pyramid (quadrangular pyramid) (corresponding to the support center point O) toward the bottom surface.
  • a triangular support structure (or a pyramid support structure) in which the other end side is opened from the one end 15b 1 is formed.
  • the other ends 15b2 of the four erection members 15 are all equidistant from the reference lines G1-G1 passing through the center of gravity G at the four corners on the lower surface side of the holding member 32 constituting the movable portion 30. Each is fixed in position. For this reason, the moment of inertia of the movable part 30 around the reference line G1-G1 is kept substantially constant.
  • FIG. 5A and FIG. 5B show an example of the erection member 15.
  • Each erected member 15 is provided with deformed portions 15b, 15b at both ends, and an intermediate portion thereof is formed by a non-deformed portion 15a.
  • the non-deformable portion 15a is not limited to one that cannot be deformed at all, and may be one that bends and deforms when a large bending stress having higher bending rigidity than the deformable portions 15b and 15b is applied.
  • the non-deformable portion 15a is not easily deformed !, hard! /, And is formed of a metal material such as aluminum or stainless steel.
  • the deformable portions 15b and 15b are formed of a material excellent in flexibility or flexibility, for example, a synthetic resin such as nylon or polyacetal (POM).
  • the deformable portions 15b and 15b are fixed to both ends of the non-deformed portion 15a with an adhesive or the like.
  • the surface of the core wire 15A formed of the synthetic resin or the like is partially covered with a hard metal material 15B such as aluminum or stainless steel.
  • the portion covered with the metal material 15B corresponds to the non-deformed portion 15a, and both end portions where the core wire 15A is exposed as it is correspond to the deformed portions 15b and 15b.
  • One end 15bl of one deformable portion 15b forming the four erection members 15 is a fixed portion 11 4 is fixed to each of the four support points (in FIG. 1 and FIG. 6, only two support points 01 and Ol are shown), and the other end 15b2 of the other deformed portion 15b is the four support points on the movable portion al, bl Etc. are attached.
  • the actuator according to the present invention can avoid a configuration in which the area of the actuator is widened in the lateral direction (X direction and Y direction) as in the prior art, and is suitable for downsizing.
  • the drive current is also given to the deviations of the coils CI, C2 constituting the first magnetic drive unit and the coils C3, C4 constituting the second magnetic drive unit! /
  • the movable part 30 is urged by the urging member 35 in the direction (Z1) away from the fixed part 11.
  • the magnetic repulsive force and the Z-direction component of the tension acting on each of the four erection members 15 are set in a balanced manner.
  • the movable portion 30 is set to a neutral position, and the inclination angle of the mirror 31 is set to be perpendicular to the reference line G 1 -G 1.
  • Electromagnetic force F1 is generated in coil C1.
  • a current in the counterclockwise direction as viewed from the outside indicated by arrow A2 in FIG. 1 flows through the coil C2 forming the first magnetic drive unit, an electromagnetic force F2 is generated in the coil C2.
  • the electromagnetic force F1 and the electromagnetic force F2 have the same size and direction, and are generated at positions such as a support center point O force.
  • the electromagnetic force F1 and the electromagnetic force F2 can be divided into a radial component and a tangential component Fit, F2t of a predetermined circle centering on the support center point O, respectively.
  • the tangential components Fit and F2t contribute to the force that causes counterclockwise rotation about the support center point O in FIG. Therefore, a driving force in the counterclockwise direction (one direction in FIG. 1) acts on the movable portion 30 having the coils C1 and C2.
  • a driving current in the direction opposite to the above flows to the coils CI and C2
  • the movable portion 30 having the coils C1 and C2 has a driving force in the clockwise direction (oc2 direction) in FIG. It works.
  • the one ends 15b 1 and 15b l on the one deformed portion 15b side are flexibly deformed with the support points Ol and 02 of the fixed portion 11 as fulcrums
  • the other ends 15b2 and 15b2 on the other deformable portion 15b side are flexibly deformed by using the root portions 15al and 15a1 on the Z1 side of the non-deformed portion 15a as fulcrums.
  • the movable portion 30 is swung about the support center point O.
  • the support points al and b l of the movable part 30 are located at the support points a2 and b2. Therefore, the tilt angle ⁇ of the mirror 31 can be changed around the support center point O.
  • the inclination angle ⁇ of the mirror 31 provided in the movable part 30 is the magnitude of the electromagnetic forces Fl and F2, and the magnitude of the drive current applied to the coils CI and C2 is expanded. Accordingly, it is possible to adjust to an arbitrary angle along the XI-X2 direction.
  • Such an operation is the same for the coil C3 and the coil C4 forming the second magnetic drive unit. That is, by changing the magnitude of the drive current applied to the coils C3 and C4, the inclination angle ⁇ of the mirror 31 can be adjusted to an arbitrary angle along the Y direction orthogonal to the paper surface in FIG. .
  • the mirror 31 mounted on the movable part 30 can be tilted in various directions from a state perpendicular to the reference axis G1-G2.
  • the non-deformable portion 15a As described above, most of the length of the installation member 15 is formed by the non-deformable portion 15a. The For this reason, even if extra vibration occurs, the entire construction member 15 does not stagnate and deform. That is, even if the deformed portion 15b of the erection member 15 is deformed, the non-deformed portion 15a is not deformed. For this reason, even if extra external vibration or the like occurs in the actuator, the deformable portion 15b absorbs vibration and suppresses the parasitics of various vibration modes as a whole of the installation member 15, thereby eliminating the adverse effect of the vibration on the actuator. can do.
  • the construction member 15 has a structure in which the fixed portion side is narrow and widens toward the movable portion side.
  • the present invention is not limited to this, and the movable portion side is narrow. It may be configured to gradually spread to the side according to the direction force.
  • the moving coil type in which the movable part 30 is provided with a coil has been described.
  • the present invention is not limited to this, and the first magnet is provided in the movable part 30.
  • the configuration may be a single moving magnet type.
  • FIG. 7 is a perspective view schematically showing the arrangement relationship of each member constituting the holography device
  • FIG. 8 is a front view corresponding to the view from the direction of arrow 7 in FIG.
  • the holography device shown in FIG. 7 is mounted on, for example, an optical recording medium playback device.
  • an optical recording medium playback device it is not limited to a playback-only device, but may be a recording-only device or a recording / playback device.
  • the holography apparatus is mainly composed of an optical system having power, such as a light source 61, a collimating lens 62, a mirror 31, a biaxial actuator 10, an aperture filter 64, and a photodetector 65.
  • an optical system having power such as a light source 61, a collimating lens 62, a mirror 31, a biaxial actuator 10, an aperture filter 64, and a photodetector 65.
  • the light source 61 is composed of laser light emitting means such as a vertical cavity surface emitting laser (hereinafter referred to as "VCSEL (Vertical Cavitating Surface Emitting Laser)".
  • VCSEL Vertical Cavitating Surface Emitting Laser
  • the collimating lens 62 and the mirror 31 are provided on the optical path of the laser light emitted from the light source 61.
  • the mirror 31 is provided in any one of the above-described actuators 10 and is supported so as to be swingable in two axial directions.
  • the actuator 10 and the mirror 31 constitute a so-called mirror actuator (galvano mirror).
  • the collimating lens 62 is provided between the light source 61 and the mirror 31.
  • the above The reset lens 62 expands the laser light (divergent light) LI incident from the light source 61 and converts it into reference light L2 having parallel light power, and the reference light L2 is output toward the mirror 31. Being done! /
  • the reference light L2 converted into parallel light by the collimating lens 62 is reflected by the mirror 31, and illuminates a predetermined position on the optical recording medium 70 as the reference light L3.
  • the actuator 10 is angle-adjusted so that the reference light L2 reflected by the mirror 31 can be illuminated at a predetermined position and a predetermined angle on the optical recording medium 70.
  • the angle adjustment of the mirror 31 is performed by applying a drive current having a predetermined direction and size to the four coils C1 to C4 forming the first magnetic drive unit and the second magnetic drive unit as described above. Can be done by giving.
  • the reference light L3 output from the mirror 31 is reflected by the reflective layer 72, and is output to the outside of the optical recording medium 70 as reproduction light L4.
  • the optical recording medium 70 shown in this embodiment is a so-called reflection type recording medium, and has a configuration having a reflective layer 72 below a recording layer 71 capable of recording interference fringes.
  • a plurality of holograms indicating data information are recorded as interference fringes (a two-dimensional dot pattern having a pinecone pattern) with multiple recording angles. For this reason, the reproduction light L4 includes data information by the interference fringes.
  • the aperture filter 64 and the photodetector 65 are provided on the optical path of the reproduction light L4 output from the optical recording medium 70.
  • the aperture filter 64 excludes unnecessary light from the reproduction light L4.
  • the photodetector 65 for example, a CCD or a CMOS image sensor can be used.
  • the light detector 65 includes the incident angle and the reproduction light L4 among a lot of data information included in the reproduction light L4. It is possible to read only data information recorded at a position where the relationship with the wavelength ⁇ matches a predetermined black conditional expression.
  • the incident angle of the reference light L3 incident on the optical recording medium 70 can be changed. Individual data information recorded in multiple recording layers 71 of the recording medium 70 can be read out.
  • the force can be applied to the single-axis type actuator described mainly with respect to the double-axis type actuator.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an actuator as an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 Plan view of the actuator as seen from line 2-2 in Fig. 1.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a magnetic field generator
  • FIG. 4 A coil and a bobbin constituting a part of the magnetic drive mechanism are shown, A is a plan view, B is a cross-sectional view taken along line B-B of A,
  • FIG. 5A is a cross-sectional view showing an example of a construction member
  • FIG. 5B is a cross-sectional view showing another example of the erection member
  • FIG. 6 is a side view showing the main part of the operating state in the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view showing an outline of an arrangement relation of each member constituting the holography device
  • FIG. 8 Front view corresponding to the direction of arrow 7 in Fig. 7,

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Abstract

【課題】 安価で小型化に適するとともに、余計な振動モードの発生を抑えることができ、可動部を安定させて駆動させることができるようにした2軸型アクチュエータを提供する。 【解決手段】 固定部11と、可動部30と、前記固定部11と前記可動部30との間に設けられた複数の架設部材15とを有し、それぞれの前記架設部材15は、その両端部に変形部15bが設けられて、一方の変形部の端部15b1が前記固定部11に、他方の変形部の端部15b2が前記可動部30に固定され、前記固定部11に固定された前記変形部30の端部15b1間の距離が、前記可動部40に固定された前記変形部の端部15b2間の距離よりも短く設定されており、前記可動部30に対して、互いに交叉する2軸方向への駆動力を与える駆動機構を設けた。

Description

明 細 書
2軸型ァクチユエータ
技術分野
[0001] 本発明は、例えばミラーの傾斜角度を 2軸方向に調整することが可能な 2軸型ァク チユエータに係わり、特に小型化が可能で且つ余計な振動モードによる影響を受け 難くした 2軸型ァクチユエータに関する。
背景技術
[0002] ミラーの傾斜角度を調整するァクチユエータとしては、例えばプレーナ型のガルバノ ミラーに関する特許文献 1などがある。特許文献 1に記載されたガルバノミラーは、シ リコン基板 2に対し可動部 3がー方の軸を形成するトーシヨンバー 4で支持され、また 前記可動部 3の内側に設けられたミラー 5が他方の軸を形成する梁 11で支持されて いる。駆動力発生部となるコイル 6に電流を流して電磁力を発生させると、互いに直 交配置された前記トーシヨンバー 4に捩れ変形が発生するため、前記可動部 3がシー ソー状に傾斜させられることにより、前記ミラーの角度を変更することが可能とされて いる。
[0003] またワイヤを利用したァクチユエータとしては、例えば特許文献 2などがある。特許 文献 2に記載されたァクチユエータは、光ピックアップに関するものであり、コイルとレ ンズを搭載した可動ベース 24が固定部に対し 4本の弾性支持部材 (ワイヤ) Wで弹 性的に支持されている。
特許文献 1 :特開 2002— 271821号公報 (第 6頁、図 8—図 9)
特許文献 2:特開平 10— 208282号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] しかし、特許文献 1に記載のァクチユエータでは、コイル 6をミラー 5の周囲に卷回す る必要がある。またミラー 5の外側に可動部 3が設けられ、さらにその外側にシリコン 基板 2が設けられ、し力もこれらの間に溝が形成されている。さらには、前記可動部 3 の両側(シリコン基板 2の上)に永久磁石 8, 8を設ける必要がある。すなわち、特許文 献 1に記載のァクチユエータでは、これらを設けるために面積が側方に拡大されるよう な構成であるため、ァクチユエ一タの薄型化は可能であっても小型化には適さないと いう問題がある。
[0005] また特許文献 1に記載のァクチユエータでは、梁 11に対するミラー 5の慣性モーメ ントが大きぐさらにはトーシヨンバー 4に対する可動部 3の慣性モーメントも大きいた め、外部振動などに起因する余計な振動モードの影響を排除することができ難い構 j¾¾ (?あつ 7こ。
[0006] し力も、特許文献 1に記載のァクチユエータは、シリコン基板上に集積ィ匕した MEM S (Micro ElectroMechanical Systems)で形成されているため、製造コストを低廉しにく いものであった。
[0007] また引用文献 2に記載のァクチユエータでは、可動ベース 24が 4本の弾性支持部 材 (ワイヤ)で支持される構成である。このため、このァクチユエータでは、可動ベース 24は平行移動することは可能である力 所定の支持中心点を支点に可動ベース 24 の傾斜角度を所望の角度とすることは不可能な構成である。さらには、可動ベース 2 4に外部振動などが発生した場合には、このような振動を効果的に抑えることは困難 な構成であった。このため、従来においては、 4本ワイヤによる支持方式をミラーァク チユエータとして応用することを試みた例は見られな力つた。
[0008] 本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、安価で小型化に適した 2 軸型ァクチユエータを提供することを目的として!/、る。
[0009] また本発明は、余計な振動モードの発生を抑えることができ、可動部を安定させて 駆動させることができるようにした 2軸型ァクチユエータを提供することを目的として ヽ る。
課題を解決するための手段
[0010] 本発明の 2軸型ァクチユエータは、固定部と、可動部と、前記固定部と前記可動部 との間に設けられた複数の架設部材とを有し、
それぞれの前記架設部材は、その両端部に変形部が設けられて、一方の変形部 の端部が前記固定部に、他方の変形部の端部が前記可動部に固定され、前記固定 部に固定された前記変形部の端部間の距離が、前記可動部に固定された前記変形 部の端部間の距離よりも短く設定されており、
前記可動部に対して、互いに交叉する 2軸方向への駆動力を与える駆動機構が設 けられて!/ヽることを特徴とするものである。
[0011] 本発明の 2軸型ァクチユエータでは、架設部材は、その両端が変形部で、両変形 部の中間が、前記変形部よりも変形しにくいため、両変形部の中間部分が余計な振 動を抑制する機能を発揮し、可動部を安定させて動作させることができる。
[0012] また、複数の架設部材が互いに傾斜した状態で設けられているため、駆動機構に より、可動部に 2軸方向へ駆動されたときに、可動部が傾きながら揺動でき、可動部 にミラーを設置することで、ガルバノミラーを構成することも可能である。し力も、可動 部は固定部に対して複数の架設部材で支持されているため、可動部が不必要に動く ことなぐ安定して支持される。
[0013] なお、架設部材の両変形部の中間部は、以下の実施の形態のように、ほぼ変形し ない非変形部であってもよいし、あるいは、前記中間部は弾性変形可能であるが、前 記変形部よりも曲げ剛性の高 、ものであってもよ!/、。
[0014] 例えば、前記架設部材は、前記変形部が合成樹脂で形成され、両変形部の中間 力 前記変形部よりも変形しにくい金属製の線材で形成されている。あるいは前記架 設部材は、前記変形部が合成樹脂で形成され、両変形部の中間は、前記合成樹脂 が金属で部分的に被覆されて形成されており、金属で被覆された部分が、前記変形 部よりも変形しにくいものである。
[0015] また、本発明は、前記駆動機構では、前記固定部と前記可動部の一方にコイルが 設けられ、他方に、磁石およびヨークを有する磁界発生部が設けられ、前記コイルの 流れる電流と、前記磁石から発せられる磁界とで、前記可動部が駆動されるものであ る。
[0016] また本発明は、前記可動部を前記固定部から離す方向へ付勢する付勢部材が設 けられていることが好ましい。
[0017] 前記付勢部材で、可動部が固定部から離れる方向へ付勢されていると、架設部材 に常に張力が作用し、可動部が予期しない方向へ移動するのを防止できる。
[0018] 例えば、前記付勢部材は、磁気反発力を利用したものである。磁気反発力を使用 したものでは、駆動機構に設けられた磁界発生部の一部を付勢部材として使用でき 、構造を簡単にできる。
[0019] さらに、前記付勢部材は、前記固定部と前記可動部との間に設けられた圧縮ばね であってもよい。
[0020] さらに、本発明は、前記可動部には、光を反射する反射面が形成されており、前記 駆動機構によって前記可動部が駆動されたときに、前記反射面の角度が変化するも のとして構成できる。
発明の効果
[0021] 本発明では、安価で且つ小型化に適した 2軸型ァクチユエータを提供することがで きる。
[0022] また本発明では、余計な振動モードの発生を抑えることが可能となり、可動部を安 定して駆動することができる。
発明を実施するための最良の形態
[0023] 図 1は本発明の実施の形態としてァクチユエータを示す断面図、図 2は図 1の 2— 2 線から見た場合におけるァクチユエータの平面図、図 3は磁界発生部を示す斜視図 、図 4は磁気駆動機構の一部を構成するコイル及びボビンを示し、 Aは平面図、 Bは Aの B— B線における矢視断面図、図 5Aは架設部材の一例を示す断面図、図 5Bは 架設部材の他の一例を示す断面図、図 6は本発明における動作状態の主要部を示 す側面図である。
[0024] 図 1に示すァクチユエータ 10は、ミラーの向きを変える 2軸型のミラーァクチユエータ である。なお、その応用例については後に説明する。
[0025] 図 1に示すように、このァクチユエータ 10は、図示 Z2側の位置に設けられた四角形 状の底板 12と、この底板 12に対しほぼ垂直に設けられ且つ図示 Z1方向に延びる側 壁 13, 13, 13, 13と力 なる固定部 11を有している。
[0026] 前記側壁 13, 13, 13, 13の Z1方向の端面には、下ヨーク 21が固定されている。こ の実施の形態に示す下ヨーク 21は、図 3に示すように八角形状の金属板として形成 されている。このため、図 2に示すように、底板 12と下ヨーク 21とを平面的に重ねて見 た場合には、四隅に固定部側からその上部に抜ける開口領域 14, 14, 14, 14が形 成されている。なお、前記固定板 12の中心部には、後述するように 4本の架設部材( ワイヤ) 15の一端側が固定される。
[0027] 前記下ヨーク 21は磁ィ匕しやすい材料または磁力線を集中させる材料、例えば鉄系 の磁性材料などで形成されている。図 3に示すように、前記下ヨーク 21の中心には、 例えば四角形状力もなる第 1の磁石 Mlが固定されている。そして、この第 1の磁石 Mlの上部には、同じく磁ィ匕しやすい材料または磁力線^^中させる材料で形成さ れた上ヨーク 22が固定されている。前記上ヨーク 22は、前記第 1の磁石 Mlの上面と 同じ面積及び形状からなる基部 22Aと、この基部 22Aから四方に延びる腕部 22a, 2 2a, 22a, 22aを有している。前記 4つの腕部 22aの各先端は前記下ヨークに対し平 行な状態を維持しつつ前記下ヨーク 21に近づく方向にクランク状に折り曲げられて いる。そして、各腕部 22a, 22a, 22a, 22aの先端と前記下ヨーク 21とが対向する空 間にギャップ gが形成されて 、る。
[0028] 図 1に示すように、前記第 1の磁石 Mlは、例えば図示 Z1側が N極、図示 Z2側が S 極となるように、図示 Z方向に着磁されている。このため、前記第 1の磁石 Mlの N極 と S極との間には、第 1の磁石 Mlの ?^極→上ヨーク 22の基部 22A→各腕部 22aの 先端→ギャップ g→下ヨーク 21→第 1の磁石 Mlの S極の経路から構成される 4つの 磁路 (磁気回路) Maが形成されている。すなわち、前記下ヨーク 21、第 1の磁石 Ml および上ヨーク 22は、ギャップ gに静磁界を与える磁界発生部 20を構成している。
[0029] 前記上ヨーク 22の上方 (Z1側)には可動部 30が設けられて 、る。前記可動部 30は 、ァクチユエータ 10の制御対象であるミラー (反射面) 31と、このミラー 31を保持する 保持部材 32と、前記ミラー 31を保持した状態の保持部材 32を駆動させてミラー 31 の向きを変える電磁力を発生する磁気駆動部 40を有している。
[0030] 前記保持部材 32の上面 (Z1側の面)にはミラー 31が固定されている。そして、前記 保持部材 32の下面 (Z2側の面)と前記磁界発生部 20を構成する上ヨーク 22との間 には、前記可動部 30を磁界発生部 20から図示 Z1方向に引き離す付勢力を発生さ せる付勢部材 35が設けられて 、る。
[0031] 本実施の形態においては、前記付勢部材 35が第 2の磁石 M2で構成されている。
すなわち、前記保持部材 32の下面 (Z2側の面)に前記第 2の磁石 M2が固定されて いる。前記第 2の磁石 M2は、前記上ヨーク 22と対向する下面側が、前記第 1の磁石 Mlの Z1側と同じ N極に着磁されている。このため、前記前記第 1の磁石 Mlと前記 第 2の磁石 M2との間には磁気反発力が作用しており、この磁気反発力を受けて前 記可動部 30が固定部 11側力も離れる Z1方向に付勢されている。この構成では、駆 動機構に設けられた磁界発生部の一部を付勢部材として利用できるため、構造を簡 単にすることができる。
[0032] これにより、後述する架設部材 15には常に一定の張力が与えることができ、非駆動 状態において前記架設部材 15に橈みが生じないようになつている。このため、非駆 動状態においては、可動部 30を中立位置に保持することが可能とされている。
[0033] なお、前記前記第 1の磁石 Mlと前記第 2の磁石との間で磁気反発力 f, fを発生さ せる位置は、前記可動部 30の重心 Gを通り、前記固定部 11の表面に垂直な仮想的 な基準線 G1— G1上ではなぐ前記基準線 G1— G1から側方に可能な限り離れた位 置が好ましい。このようにすると、前記可動部 30の重心位置を前記基準線 G1— G1 上に設定することが可能となり、前記可動部 30はバランスが取りやすくなる。このよう な構成は、例えば前記第 2の磁石 M2をリング状 (環状)の磁石とすることにより実現 可能となる。
[0034] また可動部 30を固定部 11から引き離す力を与える付勢部材 35は、上記のような第 2の磁石 M2に限られるものではなぐその他例えば前記保持部材 32の下面と上ョー ク 22との間に圧縮ばねを配置してもよい。
[0035] 前記磁気駆動部 40はボビン 41とこのボビン 41に設けられた 4つのコイル CI, C2, C3, C4で形成されており、前記磁界発生部 20とともに前記可動部 30を動かす駆動 機構を形成している。なお、図 1ではボビン 41を省略して示している。
[0036] 図 4A, Bに示すように、前記ボビン 41は榭脂材料などで形成され、平面的には略 十字形状をしている。前記ボビン 41は、中心部に設けられた正方形状の枠部 41 Aと 、この枠部 41Aの外周面力 それぞれ四方に突出する筒状の 4つの卷回部 42, 42 , 42および 42を有している。前記枠部 41 Aの外周面には、枠部 41 Aの内部から前 記卷回咅 42, 42, 42の内咅を通って外咅に抜ける連通咅42a, 42a, 42a, 42 aがそれぞれ形成されている。各卷回部 42の Z1側の一面には、前記各卷回部 42を 部分的に開放して形成した開放部 42b, 42b, 42b, 42bがそれぞれ形成されている 。各連通部 42aと前記各開放部 42bとは連続して形成されており、前記卷回部 42の 外部に開放されている。
[0037] また各卷回部 42の先端には、各卷回部 42が延びる前記四方向に対して垂直とな る方向に広がるフランジ部 43, 43, 43, 43がそれぞれ一体に形成されている。そし て、各卷回部 42の外周で、且つ前記枠部 41Aの外周面とフランジ部 43との間には 線材を巻き付けて形成した 4ケのコイル CI, C2, C3, C4が設けられている。 4ケのコ ィル CI, C2, C3, C4を備えたボビン 41は、可動部側を構成する前記保持部材 32 の下面 (Z2側の面)に固定されている。
[0038] 磁界発生部 20を構成する前記上ヨーク 22は前記ボビン 41の内部に配置されてい る。すなわち、前記上ヨーク 22の基部 22A力 ボビン 41の枠部 41 Aの内側に配置さ れており、前記上ヨーク 22から延びる 4つの腕部 22a, 22a, 22a, 22a力 前記開放 部 42b, 42b, 42b, 42bを通じて前記連通部 42a, 42a, 42a, 42a内にそれぞれ揷 入されている。そして、前記腕部 43a, 43a, 43a, 43aの先端は、各コイル CI, C2, C3, C4内において移動余裕を有する状態で前記下ヨーク 21に対向している。この 状態では各コイル CI, C2, C3, C4の一部が各ギャップ g内に配置されている。なお 、前記 4ケのコイル CI, C2, C3, C4は、例えば前記上ヨーク 22を前記ボビン 41の 内部に配置した後に、線材を各卷回部 42の周囲に巻き付けることにより形成すること ができる。
[0039] 前記コイル C1とコイル C2は前記基準線 Gl—G1を挟んで軸対称となる位置に配 置され、同じく前記コイル C3とコイル C4も軸対称となる位置に配置されている。前記 コイル C1とコイル C2とは直列接続されており、前記線材の卷き方向及び巻き数など は同じである。同様に前記コイル C3とコイル C4も同じ巻き方向及び巻き数で直列に 接続されている。そして、 XI—X2方向に沿って配置された前記コイル C1とコイル C2 が第 1の磁気駆動部を形成し、 XI— X2方向に対し直交する Y方向に沿って配置さ れた前記コイル C3とコイル C4が第 2の磁気駆動部を形成している。
[0040] 固定部 11側を構成する前記固定板 12には、 4本の架設部材 15の一端 (Z2側)が 固定されている。これらの架設部材 15のうち、固定部 11側の一端 15bl側は、全て 前記基準線 Gl—Glの近傍にそれぞれ固定されている。より詳しくは、前記全ての 一端 15blは前記固定板 12の上面側の中心点(以下、「支持中心点」と称する) Oの 近傍で且つ前記基準線 G1— G1から等距離の位置に集中する状態でそれぞれ固 定されている。
[0041] また架設部材 15の他端(15b2側)は、前記架設部材 15の一端 15blよりも前記基 準線 G1— G1からの距離が離れた可動部 30上の 4つの支持点(図 1および図 6では 2つの支持点 al、 blのみ図示)に固定されている。すなわち、前記 4本の架設部材 1 5からなる支持構造は、前記架設部材 15がちょうどピラミッド(四角錐)の頂点 (支持 中心点 Oに相当)から底面方向に向力つて延びる 4本の斜辺ように、前記一端 15b 1 よりも前記他端側が開かれた三角型支持構造 (またはピラミッド型支持構造)となって いる。そして、前記 4本の架設部材 15の他端 15b2は、全て前記可動部 30を構成す る保持部材 32の下面側の四隅で、且つ前記重心 Gを通る基準線 G1— G1から等距 離の位置にそれぞれ固定されている。このため、可動部 30の前記基準線 G1— G1 回りの慣性モーメントはほぼ一定に保たれている。
[0042] 図 5A,図 5Bに架設部材 15の実施例を示す。個々の架設部材 15は、両端に変形 部 15b, 15bが設けられ、これらの中間が非変形部 15aで形成されている。なお、非 変形部 15aとは、全く変形できないものに限られず、前記変形部 15b, 15bよりも曲げ 剛性が高ぐ大きな曲げ応力が作用したときに曲がり変形するものであってもよい。
[0043] 図 5Aに示す架設部材 15では、前記非変形部 15aが容易に変形し難!、硬!/、材料、 例えばアルミニウムやステンレスなどの金属材料で形成されて 、る。また変形部 15b , 15bは、可撓性又は柔軟性に優れた材料、例えばナイロンやポリアセタール (PO M)等の合成樹脂などで形成されている。前記変形部 15b, 15bは前記非変形部 15 aの両端に接着材などで固定される。
[0044] また図 5Bに示す架設部材 15では、前記合成樹脂などで形成された芯線 15Aの表 面を、アルミニウムやステンレスなどの硬い金属材料 15Bで部分的に被覆することに よって形成されている。前記金属材料 15Bで覆われた部分が非変形部 15aに相当し 、芯線 15Aがそのまま露出している両端部が変形部 15b, 15bに相当している。
[0045] そして、 4本の架設部材 15を形成する一方の変形部 15bの一端 15blは固定部 11 の 4つの支持点(図 1および図 6では 2つの支持点 01、 Olのみ図示)にそれぞれ固 定され、他方の変形部 15bの他端 15b2は可動部 30上の 4つの支持点 al, bl等に 取り付けられている。
[0046] このように、上記の 2軸型ァクチユエータでは、ミラー 31、磁界発生部 20、磁気駆動 部 40および架設部材 15などが、基準軸 G1— G1に沿って Z方向に配置される構成 である。このため、本願発明のァクチユエータは、従来のようにァクチユエータの面積 が側方 (X方向および Y方向)に広がる構成となることを避けることができ、小型化に 適したものとなっている。
[0047] 上記ァクチユエータの動作について、図 1および図 6を用いて説明する。
前記第 1の磁気駆動部を構成するコイル CI, C2および前記第 2の磁気駆動部を 構成するコイル C3, C4の 、ずれにも駆動電流が与えられて!/、な 、非駆動状態では 、可動部 30は前記付勢部材 35によって前記固定部 11から遠ざかる(Z1)方向に付 勢された状態にある。この非駆動状態では、前記磁気反発力と前記 4本の架設部材 15のそれぞれに作用する張力の Z方向の成分とがバランス的につり合った状態に設 定されている。そして、この状態では前記可動部 30は中立位置に設定されており、 前記ミラー 31の傾斜角度は前記基準線 G 1— G 1に対して直角な関係に設定されて いる。
[0048] 次に、例えば前記第 1の磁気駆動部を構成するコイル C1に、図 1に矢印 A1で示す 外方向から見て時計回り方向の電流が流れるとすると、フレミングの左手の法則に従 う電磁力 F1がコイル C1に発生する。同時に、前記第 1の磁気駆動部を形成するコィ ル C2に、図 1に矢印 A2で示す外方向から見て反時計回り方向の電流が流れると、 電磁力 F2がコイル C2に発生する。前記電磁力 F1と電磁力 F2とは大きさ及び向きが 等しぐともに支持中心点 O力 等 、位置に発生する。
[0049] 前記電磁力 F1と電磁力 F2は、それぞれ支持中心点 Oを回転中心とする所定の円 の半径方向の成分と接線方向の成分 Fit, F2tとに分けることができる。このうち前記 接線方向の成分 Fit, F2tが、図 1において支持中心点 Oを回転中心とする反時計 回り方向の回転を生じさせる力として寄与する。よって、前記コイル C1及び C2を有 する可動部 30には、図 1にて反時計回り方向 1方向)の駆動力が作用する。また 前記コイル CI , C2に対し、前記とは逆向きの駆動電流が流れると、前記コイル C1及 び C2を有する可動部 30には、図 1にて時計回り方向( oc 2方向)の駆動力が作用す る。
[0050] 本発明の 2軸型ァクチユエータでは、図 6に示すように前記可動部 30に電磁力 F1 及び電磁力 F2による駆動力が作用した場合あっても、硬 ゝ材料で形成された前記 架設部材 15の非変形部 15a自体は変形することがない。そして、その代わりに前記 架設部材 15の両端に設けられた前記可撓性等に優れた変形部 15b l , 15b2が可 橈変形させられる。
[0051] すなわち、図 6に示す前記架設部材 15, 15では、一方の変形部 15b側の一端 15b 1 , 15b lは固定部 11の支持点 Ol , 02を支点にそれぞれ可撓変形させられ、他方 の変形部 15b側の他端 15b2, 15b2は非変形部 15aの図示 Z1側の根元部 15al , 1 5a 1を支点にそれぞれ可撓変形させられる。このとき、可動部 30はほぼ前記支持中 心点 Oを中心に揺動させられる。そして、変形後は可動部 30の前記支持点 al , b l 力 支持点 a2, b2に位置するようになる。よって、前記ミラー 31の傾斜角度 φを前記 支持中心点 Oを中心に変更させることが可能とされている。
[0052] つまり、本発明の 2軸型ァクチユエータでは、可動部 30に設けられているミラー 31 の傾斜角度 Φを前記電磁力 Fl , F2の大きさ、ひいてはコイル C I , C2に与える駆動 電流の大きさに応じ、前記 XI— X2方向に沿う任意の角度に調整することが可能で ある。
[0053] このような動作は、第 2の磁気駆動部を形成する前記コイル C3及びコイル C4にお いても同様である。すなわち、前記コイル C3及びコイル C4に与える駆動電流の大き さを変えることにより、ミラー 31の傾斜角度 φを図 1にて紙面に対し直交する Y方向に 沿って任意の角度に調整することができる。
[0054] そして、前記第 1の磁気駆動部を構成するコイル CI , C2および前記第 2の磁気駆 動部を構成するコイル C3, C4のそれぞれに対し、同時に駆動電流を与えることによ り、可動部 30に搭載されているミラー 31を前記基準軸 G1— G2に対し垂直な状態か ら様々な方向に傾けることができる。
[0055] 上記のように前記架設部材 15は、その長さの殆どが非変形部 15aで形成されてい る。このため、余計な振動が発生しても、架設部材 15全体が橈み変形することがない 。すなわち、架設部材 15の前記変形部 15bが変形しても前記非変形部 15aが変形 することはない。このため、ァクチユエータに余計な外部振動などが発生しても、前記 変形部 15bが振動を吸収し、前記架設部材 15全体として様々な振動モードの寄生 を抑え、前記振動がァクチユエータに与える悪影響を排除することができる。
[0056] よって、振動の影響を受け難くした 2軸方ァクチユエータとすることができる。
なお、上記実施の形態では、前記架設部材 15は固定部側が狭く可動部側に向か うに従って広がる構造を示したが、本発明はこれに限られるものではなぐ可動部側 が狭くから固定部側に向力 に従って徐々に広がる構成であってもよい。
[0057] また上記実施の形態では、可動部 30にコイルを設けたムービングコイル型のものと して説明したが、本発明はこれに限られるものではなぐ可動部 30に第 1の磁石を設 けたムービングマグネット型とする構成であってもよい。
[0058] 次に、上記 2軸型ァクチユエータを利用したホログラフィー装置について説明する。
図 7はホログラフィー装置を構成する各部材の配置関係の概略を示す斜視図、図 8 は図 7の矢印 7方向から見た場合に相当する正面図である。
[0059] 図 7に示すホログラフィー装置は、例えば光記録媒体再生装置に搭載されるもので ある。ただし、再生専用の装置に限るものではなぐ記録専用の装置、あるいは記録 再生装置に搭載されるものであってもよ 、。
[0060] ホログラフィー装置は、主として光源 61、コリメートレンズ 62、ミラー 31、 2軸型のァ クチユエータ 10、開口フィルタ 64および光検知器 65など力もなる光学系のシステム で構成されている。
[0061] 前記光源 61は、例えば垂直共振器面発光レーザ(以下、「VCSEL (Vertical Cavit y SurfaceEmitting Laser)という」などからなるレーザ発光手段で構成されている。
[0062] 前記コリメートレンズ 62およびミラー 31は、前記光源 61から射出されるレーザ光の 光路上に設けられている。前記ミラー 31は上記いずれかのァクチユエータ 10に設け られており、 2軸方向に揺動自在に支持されている。前記ァクチユエータ 10とミラー 3 1とにより、いわゆるミラーァクチユエータ (ガルバノミラー)が構成されている。
[0063] 前記コリメートレンズ 62は、前記光源 61とミラー 31との間に設けられている。前記コ リメ一トレンズ 62は前記光源 61から入射したレーザ光 (発散光) LIを拡大するととも に平行な光力もなる参照光 L2に変換するものであり、前記参照光 L2はミラー 31に向 けて出力されるようになって!/、る。
[0064] 前記コリメートレンズ 62で平行な光に変換された前記参照光 L2は、前記ミラー 31 にお 、て反射させられ、参照光 L3として光記録媒体 70上の所定の位置を照光する
[0065] このとき、前記ァクチユエータ 10は前記ミラー 31によって反射させられた前記参照 光 L2が、前記光記録媒体 70上の所定の位置および所定の角度で照光することがで きるように角度調整される。このような、ミラー 31の角度調整は上述のように第 1の磁 気駆動部および第 2の磁気駆動部を形成する 4つのコイル C1〜C4に所定の向き及 び大きさからなる駆動電流を与えることにより行うことができる。
[0066] このため、前記ミラー 31から出力された前記参照光 L3は反射層 72において反射さ せられ、光記録媒体 70の外部に再生光 L4として出力される。
[0067] この実施の形態に示す光記録媒体 70はいわゆる反射型記録媒体であり、干渉縞 を記録することが可能な記録層 71の下部に反射層 72を有する構成である。なお、前 記記録層 71内には多数のデータ情報を示すホログラムが、干渉縞(巿松模様状の 2 次元的なドットパターン)として記録角度を変えた状態で多重に記録されている。この ため、前記再生光 L4には前記干渉縞によるデータ情報が含まれて!/ヽる。
[0068] 前記開口フィルタ 64と前記光検知器 65は、前記光記録媒体 70から出力される前 記再生光 L4の光路上に設けられている。前記開口フィルタ 64は前記再生光 L4から 不要な光を排除するものである。
[0069] 前記光検知器 65としては、例えば CCDや CMOSイメージセンサなどを用いること が可能である。前記再生光 L4が所定の入射角で前記光検知器 65に照光されると、 前記光検知器 65は前記再生光 L4に含まれる多数のデータ情報のうち、前記入射角 と前記再生光 L4の波長 λとによる関係が所定のブラック条件式に合致する位置に記 録されたデータ情報のみを読み出すことが可能とされている。
[0070] そして、前記ァクチユエータ 10を駆動させ、前記ミラー 31の角度を微調整すること により、光記録媒体 70に入射する参照光 L3の入射角を変えることができるため、前 記光記録媒体 70の記録層 71に多重に記録されている個々のデータ情報をそれぞ れ読み出すことが可能とされる。
[0071] 上記実施の形態では、主として 2軸型のァクチユエータを説明した力 1軸型のァク チユエータに適用することが可能なことは 、うまでもな 、ことである。
図面の簡単な説明
[0072] [図 1]本発明の実施の形態としてァクチユエータを示す断面図、
[図 2]図 1の 2— 2線から見た場合におけるァクチユエータの平面図、
[図 3]磁界発生部を示す斜視図、
[図 4]磁気駆動機構の一部を構成するコイル及びボビンを示し、 Aは平面図、 Bは A の B— B線における矢視断面図、
[図 5A]架設部材の一例を示す断面図、
[図 5B]架設部材の他の一例を示す断面図、
[図 6]本発明における動作状態の主要部を示す側面図、
[図 7]ホログラフィー装置を構成する各部材の配置関係の概略を示す斜視図、
[図 8]図 7の矢印 7方向から見た場合に相当する正面図、
符号の説明
[0073] 10 ァクチユエータ
11 固定部
12 底板
13 側壁
14 開口領域
15 架設部材 (ワイヤ)
15a 非変形部
15b 変形部
15bl 変形部の一端
15b2 変形部の他端
20 磁界発生部
21 下ヨーク 22 上ヨーク
22a 腕部
22A 基部
30 可動部
31 ミラー
32 保持部材
35 付勢部材
40 磁気,駆動部
41 ボビン
42 卷回部
61 光源
62 コリメートレンズ
64 開口フィルタ
65 光検知器
70 光記録媒体
CI, C2, C3, C4 コイル
Ml 第 1の磁石
M2 第 2の磁石 (付勢部材)

Claims

請求の範囲
[1] 固定部と、可動部と、前記固定部と前記可動部との間に設けられた複数の架設部 材とを有し、
それぞれの前記架設部材は、その両端部に変形部が設けられて、一方の変形部 の端部が前記固定部に、他方の変形部の端部が前記可動部に固定され、前記固定 部に固定された前記変形部の端部間の距離が、前記可動部に固定された前記変形 部の端部間の距離よりも短く設定されており、
前記可動部に対して、互レ、に交叉する 2軸方向への駆動力を与える駆動機構が設 けられてレ、ることを特徴とする 2軸型ァクチユエ一タ。
[2] 前記可動部の重心を通り、前記固定部の表面に垂直な直線を仮想的な基準線とし たときに、
前記固定部に固定された前記変形部の端部と前記基準線との距離が、全ての架 設部材において同じであり、且つ前記可動部に固定された前記変形部の端部と前記 基準線との距離が、全ての架設部材において同じである請求項 1記載の 2軸型ァク チユエータ。
[3] 前記架設部材は、前記変形部が合成樹脂で形成され、両変形部の中間が、前記 変形部よりも変形しにくい金属製の線材で形成されて 、る請求項 1または 2記載の 2 軸型ァクチユエータ。
[4] 前記架設部材は、前記変形部が合成樹脂で形成され、両変形部の中間は、前記 合成樹脂が金属で部分的に被覆されて形成されており、金属で被覆された部分が、 前記変形部よりも変形しにくい請求項 1または 2記載の 2軸型ァクチユエ一タ。
[5] 前記駆動機構では、前記固定部と前記可動部の一方にコイルが設けられ、他方に 、磁石およびヨークを有する磁界発生部が設けられ、前記コイルの流れる電流と、前 記磁石から発せられる磁界とで、前記可動部が駆動される請求項 1な 、し 4の!、ずれ カ こ記載の 2軸型ァクチユエータ。
[6] 前記可動部を前記固定部から離す方向へ付勢する付勢部材が設けられてレヽる請 求項 1ないし 5のいずれかに記載の 2軸型ァクチユエータ。
[7] 前記付勢部材は、磁気反発力を利用したものである請求項 6記載の 2軸型ァクチュ
訂正された用紙 (規則 91) ェ一タ。
[8] 前記付勢部材は、前記固定部と前記可動部との間に設けられた圧縮ばねである請 求項 6記載の 2軸型ァクチユエ一タ。
[9] 前記可動部には、光を反射する反射面が形成されており、前記駆動機構によって 前記可動部が駆動されたときに、前記反射面の角度が変化する請求項 1ないし 8の レ、ずれかに記載の 2軸型ァクチユエータ。
訂正された用紙 (規則 91) (1)前記 (k)の工程での算出値に基づき、前記第 2の基板に、前記ビアホールを、 位置を補正して形成する工程と、
を有することを特徴とする配線基板の製造方法。
[10] (m)前記 (1)の工程の前または後に、前記第 2の基板の表面で前記ビアホールの 開口部の周隨こ位置するビアランドを形成する工程を有しており、
前記 (m)の工程では、前記 (j)の工程で測定された変形に基づいて、前記ビアラン ドをパターユングすべき位置を算出し、その算出値に基づいて、前記ビアランドを、 位置を補正してパターユングする請求項 9記載の配線基板の製造方法。
[11] 前記第 2の基板の表面には電子部品が設置される実装領域が設定されており、
(n)前記 (1)の工程と同時にまたはその前後の工程で、前記実装領域に、前記第 2 の配線パターンに導通し且つ前記電子部品の電極が固定される接続ランドを形成す る工程を有し、
前記 (n)の工程では、前記接続ランドを、前記積層体の変形如何にかかわらず、電 子部品の寸法に応じて予め決められた規定間隔でパターニングする請求項 9記載の 配線基板の製造方法。
[12] 前記 (j)の工程で測定された前記積層体の変形に基づ!/、て、前記実装領域を配置 すべき位置を算出し、前記 (n)の工程では、その算出値に基づいて、前記実装領域 の位置を補正し、し力も前記接続ランドの間隔を、前記積層体の変形如何にかかわ らず、前記規定間隔となるようにパターユングする請求項 11記載の配線基板の製造 方法。
[13] 単層または多層に形成された基板の表面に、電子部品が設置される実装領域と、 前記実装領域に位置して前記電子部品の電極が固定される接続ランドと、前記接続 ランドに接続する配線パターンとが形成されて ヽる配線基板を製造する方法にぉ ヽ て、
(o)前記基板の変形を測定する工程と、
(P)前記 (o)の工程で測定された変形に基づ!/、て、前記実装領域を配置すべき位 置を算出する工程と、
(q)前記 (P)の工程で算出された算出値に基づ 、て、前記実装領域の配置位置を 補正し、しかも前記接続ランドの間隔が、前記基板の変形の如何にかかわらず、前記 電子部品の寸法に応じた規定間隔となるように、前記接続ランドおよび前記配線バタ ーンをパター-ングすることを特徴とする配線基板の製造方法。
[14] 前記基板にはビアホールが形成されており、(p)の工程での算出値に基づいて、前 記基板の表面に、前記ビアホールの開口部周囲に位置するビアランドを、位置を補 正してパターユングする請求項 13記載の配線基板の製造方法。
[15] 前記パターニングは、
基板の表面の導電層を覆うレジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層に、所定のパターンを描画するように光を照射して、前記レジスト層 を感光させる工程と、
現像により所定のパターンを残して前記レジスト層を除去する工程と、
レジスト層を除去することで現れた前記導電層を、エッチングで除去する工程と、 を有する請求項 1または 9または 13のいずれかに記載の配線基板の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5526511A (en) * 1978-08-14 1980-02-26 Pioneer Video Corp Movable mirror mechanism
JPH07178264A (ja) * 1993-10-21 1995-07-18 Philips Electronics Nv 毛髪切除装置
JP2000156964A (ja) * 1998-11-17 2000-06-06 Teikoku Tsushin Kogyo Co Ltd 振動発生器

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