JP7093654B2 - Actuator - Google Patents
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Description
本発明は、アクチュエータ、特に、可動部に通電する構成を有するアクチュエータに関する。 The present invention relates to an actuator, particularly an actuator having a configuration in which a moving portion is energized.
反射面を有する可動部の回動を伴うMEMSミラーが知られている。例えば、電磁式駆動又は圧電式駆動のMEMSミラーのアクチュエータにおいては、コイル又は圧電素子等の駆動部品に供給された電気エネルギーが物理的運動に変換される。 A MEMS mirror with rotation of a movable portion having a reflective surface is known. For example, in an actuator of an electromagnetically driven or piezoelectrically driven MEMS mirror, electrical energy supplied to a driving component such as a coil or a piezoelectric element is converted into physical motion.
例えば、特許文献1には、回動ミラーを有する可動ミラー部と、所定の磁界を発生させる磁界発生手段と、回動ミラー部に配設された駆動コイルと、駆動コイルに通電する通電手段と、を備えるMEMSミラーを用いた手ぶれ補正装置が開示されている。
For example,
上記のようなMEMSミラーにおいて、駆動コイルに電流を供給するための配線をトーションバー上に設けた場合、回転ミラーが回動するとトーションバーが捻じれ、当該トーションバーの捻じれに伴って配線に力がかかり、配線が破断し易くなることが課題の一例として挙げられる。 In the above-mentioned MEMS mirror, when the wiring for supplying the current to the drive coil is provided on the torsion bar, the torsion bar is twisted when the rotating mirror is rotated, and the wiring is connected with the twist of the torsion bar. One example of the problem is that a force is applied and the wiring is easily broken.
本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、配線の耐久性が高く長寿命のアクチュエータを提供することを目的の一つとしている。 The present invention has been made in view of the above points, and one of the objects of the present invention is to provide an actuator having high wiring durability and long life.
請求項1に記載の発明は、固定部材と、前記固定部材に対してトーションバーを介して揺動可能に接続された揺動部と、前記固定部材と前記揺動部との間に設けられた給電端子と、前記給電端子と前記揺動部とを電気的に接続するワイヤと、を有することを特徴とする。
The invention according to
請求項14に記載の発明は、固定部材と、前記固定部材に対して揺動可能に接続された揺動部と、一端が前記固定部材に接続され、他端が前記揺動部に接続されて前記固定部材と前記揺動部とを接続するトーションバーと、前記他端が前記揺動部に接続されている箇所からの距離が、前記トーションバーの長さよりも短い位置に設けられた給電端子と、前記給電端子と前記揺動部とを電気的に接続するワイヤと、を有することを特徴とする。 The invention according to claim 14 has a fixing member, a swinging portion swingably connected to the fixing member, one end connected to the fixing member, and the other end connected to the swinging portion. The power supply is provided at a position where the distance from the torsion bar connecting the fixing member and the swinging portion and the portion where the other end is connected to the swinging portion is shorter than the length of the torsion bar. It is characterized by having a terminal and a wire for electrically connecting the power feeding terminal and the swinging portion.
以下に本発明の実施例について詳細に説明する。本発明のアクチュエータを用いたMEMSミラーについて説明する。なお、以下の説明及び添付図面においては、実質的に同一又は等価な部分には同一の参照符号を付している。 Examples of the present invention will be described in detail below. A MEMS mirror using the actuator of the present invention will be described. In the following description and the accompanying drawings, the same reference numerals are given to substantially the same or equivalent parts.
添付図面を参照しつつ、実施例1に係るMEMSミラー10の構成例について説明する。図1は、MEMSミラー10の模式的な上面図である。固定基板11は、矩形の上面11Sを有する板状の基板である。
A configuration example of the
固定枠13は、矩形の外形を有する平板状の枠体であり、固定基板11上に保持されている。図1において、固定枠13の外形の一の辺の中心を通る中心線を第1の軸AXとし、固定枠13の当該一の辺に垂直な他の一の辺の中心を通る中心線を第2の軸AYとして説明する。また、第1の軸AXと第2の軸AYとの交点を中心CAとして説明する。
The
拡張部15A、拡張部15B、拡張部15C及び拡張部15D(以下、これらを単にまとめて拡張部15とも称する)の各々は、固定枠13の内側の第1の軸AXに沿った方向における端部部分から第1の軸AXに向かって、第2の軸AY方向に伸長している平板状の部分である。すなわち、固定枠13から、4つの拡張部15A-15Dが延在している。
Each of the
拡張部15は、上面視において矩形の形状を有し、一方の端部が固定枠13に固定され、他方の端部すなわち先端15Eは自由端である梁構造となっている。
The
拡張部15Aと15Bとは、第1の軸AXを挟んで線対称な位置に設けられている。同様に、拡張部15Cと15Dとは、第1の軸AXを挟んで線対称な位置に設けられている。また、拡張部15Aと15Dとは、第2の軸AYに対して線対称な位置に設けられている。拡張部15Bと15Cとは、第2の軸AYに対して線対称な位置に設けられている。
The
圧電素子16は、拡張部15の各々の上面に設けられている。圧電素子16は、拡張部15の上面に沿って設けられた、電圧が印加されることで屈曲変形する平板状の圧電体、及び電極を含んでいる。圧電素子16は、圧電体の屈曲に伴って拡張部15の固定されていない端部15Eが、拡張部15の面に垂直な方向に変位するように構成されている。圧電素子16の各々に印加される電圧の制御によって拡張部15の変位が制御される。
The piezoelectric element 16 is provided on the upper surface of each of the
端子保持部材17は、固定枠13から、第1の軸AXに沿って、中心CAに向かって延在している構造部分である。図1に示すように、端子保持部材17は、第1の軸AX方向において、拡張部15よりも中心CAに近い位置まで延在している。
The
給電端子18は、端子保持部材17上に設けられた端子であり、第1の軸AXに沿った位置に設けられていることが好ましい。図1は、給電端子18が第1の軸AX上に設けられている例を示している。図1に示すように、給電端子18は、端子保持部材17の先端部分に設けられており、第1の軸AX方向において、拡張部15よりも中心CAに近い位置に設けられている。
The
トーションバー19A、トーションバー19B、トーションバー19C及びトーションバー19D(以下、単にまとめてトーションバー19とも称する)は、拡張部15の各々から延在する構造部分である。
The
トーションバー19Aは、拡張部15Aの端部15Eから、第1の軸AX方向に沿って、固定枠13の内側に向かって延在している。トーションバー19Bは、拡張部15Bの端部15Eから、第1の軸AX方向に沿って、固定枠13の内側に向かって延在している。トーションバー19Cは、拡張部15Cの端部15Eから、第1の軸AX方向に沿って、固定枠13の内側に向かって延在している。トーションバー19Dは、拡張部15Dの端部15Eから、第1の軸AX方向に沿って、固定枠13の内側に向かって延在している。
The
すなわち、トーションバー19の各々は、一端が拡張部15の端部15Eに接続されている。第1の軸AXを挟んで線対称な位置に設けられたトーションバー19Aと19B、及びトーションバー19Cと19Dの間の各々に、端子保持部材17が延在している。
That is, one end of each of the
揺動枠21は、固定枠13の内側に設けられた平板状の枠体である。図1に示すように、揺動枠21は、矩形の外形を有しており、第2の軸AY方向に平行な1組の辺の各々において、トーションバー19の他端に接続されている。
The
より詳細には、揺動枠21は、第2の軸AY方向に平行な一方の辺において、トーションバー19A及び19Bに接続され、第2の軸AY方向に平行な他方の辺において、トーションバー19C及び19Dに接続されている。従って、揺動枠21は、トーションバー19によって、拡張部15を介して固定枠13に接続されることで保持されている。すなわち、トーションバー19は拡張部15と揺動枠21とを接続している。換言すれば、トーションバー19の各々は、一端が拡張部15の端部15Eに接続され、他端が揺動枠21に接続されている。
More specifically, the
従って、圧電素子16の屈曲に伴って拡張部15が変位すると、当該変位によって、トーションバー19も変位する。これによって、揺動枠21は、第1の軸AXを中心に揺動する。すなわち、揺動枠21は、固定枠13に対して揺動可能に接続されている。拡張部15及び圧電素子16は、駆動部材として機能する。
Therefore, when the
本実施例においては、拡張部15A及び15Dが同じ方向に同時に変位し、拡張部15B及び15Cが、拡張部15A及び15Dとは異なるタイミングで、同じ方向に同時に変位するように制御される。揺動部としての揺動枠21は、固定部材としての固定枠13に対して揺動可能に接続されているため、拡張部15A-15Dがこのように制御されると、揺動枠21は、第1の軸AXを中心に揺動する。
In this embodiment, the
端子22は、揺動枠21上の、第1の軸AX上に沿った位置に設けられた端子である。
The terminal 22 is a terminal provided on the
トーションバー23は、揺動枠21の内側から延在する一対の構造部分である。図1に示すように、トーションバー23は、揺動枠21の第1の軸AXに平行な1組の辺の内側から、第2の軸AYに沿って、中心CAに向かって延在している。すなわち、トーションバー23の各々の一端は揺動枠21に接続されている。
The
揺動板25は、揺動枠21の内側に設けられた平板状の構造体である。図1に示すように、揺動板25は、上面視において矩形の形状を有している。揺動板25は、第1の軸AXに平行な1組の辺において、それぞれトーションバー23の他端に接続されている。すなわち、揺動板25はトーションバー23によって揺動枠21と接続されている。
The rocking
永久磁石27は、固定基板11の上面11S上の固定枠13の外側に配置されている。永久磁石27は、第1の軸AX上に配されかつ揺動板25を挟んで対向するように設けられた一対の磁石片である。また、永久磁石27を構成する2つの磁石片は、互いに反対の極性を示す部分が対向するように配置されている。
The
コイル29は、揺動板25の外周に沿って引き回された金属配線である。コイル29に電流が流れると、当該電流と、永久磁石27の2つの磁石片によって生じる磁界との相互作用によって、揺動板25に第2の軸AY周りの力がかかる。
The
揺動板25は揺動枠21と、揺動枠21内において揺動可能に接続されているため、揺動板25に第2の軸AY周りの力がかかると、揺動板25は第2の軸AYを中心に、すなわち第2の軸AYを揺動軸として揺動する。すなわち、コイル29は、揺動板25を揺動させる揺動板駆動コイルとして機能する。
Since the rocking
光反射膜31は、揺動板25上に設けられた円形の金属薄膜である。光反射膜31は、MEMSミラー10に照射された光を反射する。揺動板25が揺動すると、光反射膜31の向く方向が変化する。従って、光反射膜31は、揺動板25の揺動に応じて異なる方向に光を反射する。
The
金属配線33は、揺動枠21上に設けられた金属配線である。金属配線33の一端はコイル29に接続され、他端は端子22に接続されている。なお、コイル29及び金属配線33は連続した金属配線であってもよい。
The
ワイヤ35は、金、アルミニウム等のワイヤであり、一端が給電端子18に接続され、他端は端子22に接続されている。すなわち、ワイヤ35は、揺動枠21と給電端子18とを電気的に接続している。また、ワイヤ35は、第1の軸AXに沿って配されている。
The
制御部40は、中央演算処理装置(CPU)及びデータの消去・書き込み可能なHDD(Hard Disk Drive)等の記憶装置を備えた電源制御装置である。制御部40は、揺動枠21及び揺動板25を揺動させるための駆動信号を生成する。
The
制御部40は、金属配線CX及びCYに接続されている。金属配線CXは、拡張部15上の圧電素子16の各々に電気的に接続されている。制御部40は、拡張部15の各々を変位させる駆動信号を金属配線CXを介して圧電素子16に供給する。
The
金属配線CYは、給電端子18に電気的に接続されている。制御部40は、金属配線CY、給電端子18、ワイヤ35及び金属配線33を介して揺動板25を揺動させる駆動信号をコイル29に供給する。
The metal wiring CY is electrically connected to the
例えば、当該駆動信号には、正弦波、三角波、鋸歯状波等の信号を用いることができる。例えば、金属配線CXに供給する駆動信号が、揺動枠21を共振させる周波数の正弦波に設定されると、揺動枠21は、第1の軸AXを中心に共振しつつ揺動する。また、例えば、金属配線CYに供給する駆動信号が、揺動板25を共振させる周波数の正弦波に設定されると、揺動板25は、第2の軸AYを中心に共振しつつ揺動する。
For example, a signal such as a sine wave, a triangular wave, or a sawtooth wave can be used as the drive signal. For example, when the drive signal supplied to the metal wiring CX is set to a sine wave having a frequency that causes the
あるいは、当該駆動信号を、揺動板25又は揺動枠21が共振しない周波数の三角波等の信号とすることで、揺動板25又は揺動枠21が共振せずに揺動する。
Alternatively, by using the drive signal as a signal such as a triangular wave having a frequency at which the rocking
そして、第1の軸AXを中心とする揺動枠21の揺動と、第2の軸AYを中心とする揺動板25の揺動とによる揺動板25の揺動に伴って、光反射膜31の向く方向が変化する。従って、MEMSミラー10は、光反射膜31に照射される光の光反射膜31による反射方向を揺動部25の揺動に伴って変化させつつ出射することができる。
Then, the light is accompanied by the swing of the
図2は、図1の2-2線に沿った断面図である。図2に示すように、固定基板11は、固定基板11の一方の面である上面11Sから突出する突出部11Pを有している。突出部11Pは、矩形の断面形状を有し、突出部11Pの側面を側面とした枠体の形状を有している。固定枠13は、固定基板11の突出部11Pに載置されるように設けられている。従って、突出部11Pは、固定枠13の外縁に沿った形状を有している。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line 2-2 of FIG. As shown in FIG. 2, the fixed
図3は、図1中の3-3線に沿った断面を示す図である。図3に示すように、圧電素子16は、拡張部15上に下部電極16A、圧電体16B、上部電極16Cがこの順に積層されて構成されている。図3に示すように、拡張部15の端部15Eは自由端となっている。
FIG. 3 is a diagram showing a cross section along line 3-3 in FIG. As shown in FIG. 3, the piezoelectric element 16 is configured such that the lower electrode 16A, the piezoelectric body 16B, and the
下部電極16Aと上部電極16Cとの間に電圧が印加されると、圧電体16Bが変形して拡張部15が撓み、上下方向、すなわち拡張部15の面に対して垂直な方向に動く。これによって、拡張部15の端部15Eが変位する。
When a voltage is applied between the lower electrode 16A and the
再び図1を参照すると、上述したように、端子保持部材17は、第1の軸AXに沿って延在している。端子22及び給電端子18は、第1の軸AX上に設けられている。ワイヤ35は、第1の軸AXに沿って配されている。
Referring to FIG. 1 again, as described above, the
給電端子18が設けられている位置は、固定枠13上の任意の位置よりも端子22からの距離が短い。従って、端子保持部材17上に設けられた給電端子18は、例えば固定枠13上に設けられる場合よりも、端子22に近接している。
The position where the
また、上述したように、端子保持部材17は、第1の軸AXを挟んで線対称な位置に設けられたトーションバー19Aと19B、及びトーションバー19Cと19Dの間の各々に延在している。当該延在した部分の先端に、給電端子18が設けられている。従って、給電端子18は、端子保持部材17上であって端子22に近接する位置に設けられている。給電端子18は、端子22からの距離がトーションバー19の長さよりも短い位置に設けられている。
Further, as described above, the
揺動枠21が第1の軸AXを中心に揺動すると、端子22と給電端子18との距離及び位置がほとんど変わることなく、端子22のみが第1の揺動軸AX上で回動する。当該回動によってワイヤ35に生じる、例えば伸縮、捻じれ、引っ張り等の変化はわずかである。従って、ワイヤ35には、断線をもたらすような力はほとんどかからない。従って、揺動枠21の揺動によって、ワイヤ35の耐久性が低下することはなく、破断の可能性も低い。
When the
なお、本実施例において、端子保持部材17は、固定枠13から延在している例について説明したが、この限りではない。端子保持部材17は、固定枠13から延在していなくてもよい。例えば、固定基板11から突出した構造部分の先端が、第1の軸AXに沿った位置又はその近傍に位置するように設けられていてもよい。すなわち、端子保持部材17は、固定基板11、固定枠13、または揺動しない他の部材から延在していればよい。
In this embodiment, an example in which the
また、端子保持部材17は、第1の軸AXに沿って延在している例について説明したが、これに限られない。例えば、端子保持部材17は、第1の軸AXに交差する方向に延在するように設けられていても良い。
Further, the example in which the
また、給電端子18は、第1の軸AX上に設けられている例について説明したが、この限りではない。給電端子18は、固定部材としての固定枠13と揺動部としての揺動枠21との間又は間の領域であって、揺動枠21に近接した位置であって、揺動枠21の揺動によっても端子22との位置関係があまり変化しない位置に設けられていれば良い。
Further, an example in which the
また、揺動板25が第2の軸AYを中心に揺動する際に、コイル29及び永久磁石27によって生じる電磁気力によって揺動する例について説明したが、揺動板25が圧電素子によって揺動するように構成されていてもよい。揺動枠21に圧電素子を含む拡張部分が設けられて、当該圧電素子に給電するための配線が給電端子18及びワイヤ35によって接続されていてもよい。
Further, an example in which the rocking
なお、固定枠13、揺動枠21及び揺動板25は、一体的に形成されていてもよい。
The fixed
以上、説明したように、本実施例のMEMSミラー10によれば、コイル29に電流を供給する配線を設ける際に、第1の軸AXに沿って、給電端子18及びワイヤ35を設けることができる。第1の軸AXに沿って延在する端子保持部材17上に給電端子18を設けることで、第1の軸AXに沿ってワイヤ35を配置することができる。
As described above, according to the
従って、揺動板21の揺動によってワイヤ35にその耐久性を低下させるような力がかかることが無く、配線の耐久性が高く長寿命のアクチュエータを提供することができる。
Therefore, it is possible to provide an actuator having high wiring durability and long life without applying a force that reduces the durability of the
図4及び図5を参照しつつ、実施例2に係るMEMSミラー50の構成例について説明する。図4及び図5において、実施例1のMEMSミラー10の場合と実質的に同一又は等価な部分には同一の参照符号を付している。以下、実施例1のMEMSミラー10の場合と同様の構成については説明の一部を省略し、異なる構成について説明する。
A configuration example of the
図4は、MEMSミラー50の模式的な上面図である。固定基板11は、矩形の上面11Sを有する板状の基板である。
FIG. 4 is a schematic top view of the
固定枠13は、矩形の外形を有する平板状の枠体であり、固定基板11上に保持されている。図4において、固定枠13の外形の一の辺の中心を通る中心線を第1の軸AXとし、固定枠13の当該一の辺に垂直な他の一の辺の中心を通る中心線を第2の軸AYとして説明する。また、第1の軸AXと第2の軸AYとの交点を中心CAとして説明する。
The fixed
端子保持部材57A、端子保持部材57B、端子保持部材57C、及び端子保持部材57D(以下、単にまとめて端子保持部材57とも称する)は、固定枠13の内側の第2の軸AXに沿った方向における端部部分から第1の軸AXに向かって、第2の軸AY方向、すなわち第1の軸AXに交差する方向に伸長している平板状の部分である。すなわち、固定枠13から、4つの端子保持部材57が延在している。
The
端子保持部材57Aと57Bとは、第1の軸AXを挟んで線対称な位置に設けられている。同様に、端子保持部材57Cと57Dとは、第1の軸AXを挟んで線対称な位置に設けられている。端子保持部材57の各々は、第1の軸AXに近接する位置まで延在している。
The
給電端子58Aは、端子保持部材57A上に設けられた端子である。給電端子58Bは、端子保持部材57B上に設けられた端子である。給電端子58A及び58Bは、端子保持部材57A及び端子保持部材57Bの先端部分に設けられている。
The
給電端子59Cは、端子保持部材57C上に設けられた端子である。給電端子59Dは、端子保持部材57D上に設けられた端子である。給電端子59C及び59Dは、端子保持部材57C及び端子保持部材57Dの先端部分に設けられている。
The
トーションバー60は、固定枠13の内側から延在する一対の構造部分である。図4に示すように、トーションバー60は、固定枠13の第2の軸AYに平行な1組の辺の内側から、第1の軸AXに沿って、中心CAに向かって延在している。すなわち、トーションバー60の各々の一端は固定枠13に接続されている。
The
揺動枠61は、固定枠13の内側に設けられた平板状の枠体である。図4に示すように、揺動枠61は、矩形の外形を有しており、第2の軸AY方向に平行な1組の辺の各々において、トーションバー60の他端に接続されている。従って、揺動枠61は、トーションバー60によって固定枠13に接続されることで保持されている。すなわち、トーションバー60は、固定枠13と揺動枠61とを接続している。
The
永久磁石63は、固定基板11の上面11S上の固定枠13の外側に配置されている。永久磁石63は、第2の軸AY上に配されかつ揺動枠61を挟んで対向するように設けられた一対の磁石片である。また、永久磁石63を構成する2つの磁石片は、互いに反対の極性を示す部分が対向するように配置されている。
The
コイル65は、揺動枠61の外周に沿って引き回された金属配線である。コイル65に電流が流れると、当該電流と、永久磁石63の2つの磁石片によって生じる磁界との相互作用によって、揺動枠61に第1の軸AX周りの力がかかる。
The
揺動枠61に第1の軸AX周りの力がかかると、揺動枠61は、第1の軸AXを中心に、すなわち第1の軸AXを揺動軸として揺動する。コイル65は、揺動部としての揺動枠61を揺動させる揺動部駆動コイルとして機能する。
When a force around the first shaft AX is applied to the
端子66A及び端子66Bは、揺動枠61上に設けられた一対の端子である。端子66Aは、第1の軸AXに近接して、端子保持部材57Aの近傍に設けられている。端子66Bは、第1の軸AXに近接して、端子保持部材57Bの近傍に設けられている。端子66A及び端子66Bには、コイル65が接続されている。
The terminal 66A and the terminal 66B are a pair of terminals provided on the
端子67C及び端子67Dは、揺動枠61上に設けられた一対の端子である。端子67Cは、第1の軸AXに近接して、端子保持部材57Cの近傍に設けられている。端子67Dは、第1の軸AXに近接して、端子保持部材57Dの近傍に設けられている。
The terminal 67C and the terminal 67D are a pair of terminals provided on the
トーションバー23は、揺動枠61の内側から延在する一対の構造部分である。図4に示すように、トーションバー23は、揺動枠61の第1の軸AXに平行な1組の辺の内側から、第2の軸AYに沿って、中心CAに向かって延在している。すなわち、トーションバー23の各々の一端は揺動枠61に接続されている。
The
揺動板25は、揺動枠61の内側に設けられた平板状の構造体である。図4に示すように、揺動板25は、上面視において矩形の形状を有している。揺動板25は、第1の軸AXに平行な1組の辺において、トーションバー23の他端に接続されている。
The rocking
永久磁石27は、固定基板11上の固定枠13の外側に配置されている。永久磁石27は、第1の軸AX上に配されかつ揺動板25を挟んで対向するように設けられた一対の磁石片である。また、永久磁石27を構成する2つの磁石片は、互いに反対の極性を示す部分が対向するように配置されている。
The
コイル29は、揺動板25の外周に沿って引き回された金属配線である。コイル29に電流が流れると、当該電流と、永久磁石27の2つの磁石片によって生じる磁界との相互作用によって、揺動板25に第2の軸AY周りの力がかかる。
The
揺動板25に第2の軸AY周りの力がかかると、揺動板25は第2の軸AYを中心に、すなわち第2の軸AYを揺動軸として揺動する。
When a force around the second shaft AY is applied to the rocking
光反射膜31は、揺動板25上に設けられた円形の金属薄膜である。光反射膜31は、MEMSミラー10に照射された光を反射する。揺動板25が揺動すると、光反射膜31の向く方向が変化する。従って、光反射膜31は、揺動板25の揺動に応じて異なる方向に光を反射する。
The
金属配線33は、揺動枠61上に設けられた金属配線である。金属配線33の一端はコイル29に接続され、他端は端子67に接続されている。なお、コイル29及び金属配線33は連続した金属配線であってもよい。
The
ワイヤ69A及びワイヤ69Bは、金、アルミニウム等のワイヤである。ワイヤ69Aは、一端が端子保持部材57A上の給電端子58Aに接続され、他端が揺動枠61上の端子66Aに接続されている。ワイヤ69Bは、一端が端子保持部材57B上の給電端子58Bに接続され、他端が揺動枠61上の端子66Bに接続されている。すなわち、ワイヤ69Aは、揺動枠61と給電端子58Aとを電気的に接続している。また、ワイヤ69Bは、揺動枠61と給電端子58Bとを電気的に接続している。
The
ワイヤ71C及びワイヤ71Dは、金、アルミニウム等のワイヤである。ワイヤ71Cは、一端が端子保持部材57C上の給電端子59Cに接続され、他端が揺動枠61上の端子67Cに接続されている。ワイヤ71Dは、一端が端子保持部材57D上の給電端子59Dに接続され、他端が揺動枠61上の端子67Dに接続されている。すなわち、ワイヤ71Cは、揺動枠61と給電端子59Cとを電気的に接続している。また、ワイヤ71Dは、揺動枠61と給電端子59Dとを電気的に接続している。
The
制御部75は、CPU及びデータの消去・書き込み可能なHDD等の記憶装置を備えた電源制御装置である。制御部75は、揺動枠61及び揺動板25を揺動させるための駆動信号を生成する。
The
制御部75は、金属配線CX及びCYに接続されている。金属配線CXは、端子58A及び端子58Bに電気的に接続されている。制御部75は、金属配線CX、端子58A及び58B、ワイヤ69A及び69B並びに端子66A及び66Bを介して揺動枠61を揺動させる駆動信号をコイル65に供給する。
The
金属配線CYは、給電端子59C及び59Dに電気的に接続されている。制御部40は、金属配線CY、給電端子59C及び59D、ワイヤ71C及び71D、端子67C及び67D並びに金属配線33を介して揺動板25を揺動させる駆動信号をコイル29に供給する。
The metal wiring CY is electrically connected to the
例えば、当該駆動信号には、実施例1の場合と同様に、正弦波、三角波、鋸歯状波等の信号を用いることができる。例えば、金属配線CXに供給する駆動信号が、揺動枠61を共振させる周波数の正弦波に設定されると、揺動枠61は、第1の軸AXを中心に共振しつつ揺動する。
For example, as the drive signal, a signal such as a sine wave, a triangular wave, or a sawtooth wave can be used as in the case of the first embodiment. For example, when the drive signal supplied to the metal wiring CX is set to a sine wave having a frequency that causes the
MEMSミラー50において、第1の軸AXを中心とする揺動枠61の揺動と、第2の軸AYを中心とする揺動板25の揺動とによる揺動板25の揺動に伴って、光反射膜31の向く方向が変化し、光反射膜31に光が照射された際に光反射膜31によって反射される光の出射方向を揺動部25の揺動に伴って変化させつつ出射することができる。
In the
図5は、図4の5-5線に沿った断面図である。図5に示すように、固定基板11は、固定基板11の一方の面である上面11Sから突出する突出部11Pを有している。固定枠13は、固定基板11の突出部11Pに載置されるように設けられている。
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line 5-5 of FIG. As shown in FIG. 5, the fixed
再び図4を参照すると、上述したように、端子保持部材57A及び57Bは、第1の軸AXに近接する位置まで延在している。また、給電端子58A及び58Bは、端子保持部材57A及び57Bの先端部分に設けられている。端子66A及び端子66Bは、第1の軸AXに近接して設けられている。従って、ワイヤ69A及び69Bは、第1の軸AXに近接して配されている。
Referring to FIG. 4 again, as described above, the
また、上述したように、端子保持部材57C及び57Dは、第1の軸AXに近接する位置まで延在している。また、給電端子59C及び59Dは、端子保持部材57C及び57Dの先端部分に設けられている。端子67C及び端子67Dは、第1の軸AXに近接して設けられている。従って、ワイヤ71C及び71Dは、第1の軸AXに近接して配されている。
Further, as described above, the
従って、揺動枠61が第1の軸AXを中心に揺動すると、端子66A及び66B、端子67C及び67Dが第1の揺動軸AXの近傍で回動するが、給電端子58Aと端子66A、給電端子58Bと端子66B、給電端子59Cと端子67C、給電端子59Dと端子67Dの各々の距離の変化は僅かである。従って、ワイヤ69A及び69B並びにワイヤ71C及び71Dには、断線をもたらすような力がほとんどかからない。従って、揺動枠61の揺動によって、ワイヤ69A及び69B並びにワイヤ71C及び71Dの耐久性は低下し難い。
Therefore, when the
以上、説明したように、本実施例のMEMSミラー50によれば、コイル29及びコイル65に電流を供給する配線を設ける際に、制御部75に接続された給電端子を端子保持部材の先端に設け、当該給電端子と揺動枠61上の端子とをワイヤによって接続することで、第1の揺動軸AXの近傍で、コイル29及びコイル65への電気的な接続を確保することができる。
As described above, according to the
端子保持部材57A-57Dの先端が第1の揺動軸AXの近傍まで延在していることで、ワイヤ69A、69B、71C及び71Dによる接続が第1の揺動軸AXの近傍においてなされる。
Since the tip of the
従って、揺動枠61の揺動によってワイヤ69A、69B、71C及び71Dにこれらの断線をもたらすような力がかかり難く、配線の耐久性が高く長寿命のアクチュエータを提供することができる。
Therefore, it is difficult to apply a force that causes these disconnections to the
[変形例]
図6は、実施例2のMEMSミラー50の変形例であるMEMSミラー80を示す上面図である。MEMSミラー80は、端子保持部材81、給電端子82、及びワイヤ83を有している点においてMEMSミラー50と異なり、その余の点については同様に構成されている。
[Modification example]
FIG. 6 is a top view showing a
揺動部端子保持部材としての端子保持部材81は、揺動枠61の内側の、第1の軸AXに沿った方向における端部部分から第2の揺動軸AYに交差する方向に、第1の軸AX方向に延在している構造部分である。第2の軸AYを挟んで線対称な位置に一対の端子保持部材81が設けられている。
The
揺動部給電端子としての給電端子82は、端子保持部材81上に設けられた端子である。給電端子82は、端子保持部材81の先端部分に設けられており、第2の軸AYに近接している。給電端子82には、金属配線33が接続されている。
The
揺動部ワイヤとしてのワイヤ83は、給電端子82と、コイル29の端部に設けられて第2の軸AYの近傍に位置する端子29Aとを接続するワイヤである。ワイヤ83は、第2の軸AYの近傍に配されている。
The
揺動板25が第2の揺動軸AYを中心に揺動すると、端子29Aが第2の揺動軸AYを中心に回動するが、端子29Aと給電端子82とは近接しているため、端子29Aと給電端子82との距離の変動は僅かである。従って、ワイヤ83には、断線をもたらすような力はほとんどかからない。従って、揺動板25の第2の揺動軸AYを中心とする揺動によって、ワイヤ83の耐久性は低下し難い。
When the rocking
なお、変形例における端子保持部材81、給電端子82、及びワイヤ83は、実施例1のMEMSミラー10において、揺動板25と揺動枠21との間の領域に設けられていてもよい。また、上記の端子保持部材、拡張部、圧電素子、揺動枠、揺動板、コイル等の構成は、適宜組み合わせることが可能である。
The
上記の構成は、MEMSミラーの他に、様々なデバイスにおけるアクチュエータに適用可能である。 The above configuration is applicable to actuators in various devices in addition to MEMS mirrors.
上述した実施例における構成は例示に過ぎず、用途等に応じて適宜選択及び変更可能である。 The configuration in the above-described embodiment is merely an example, and can be appropriately selected and changed depending on the intended use and the like.
10、50 MEMSミラー
11 固定基板
13 固定枠
15 拡張部
16 圧電素子
17、69、73、83 端子保持部材
18、57A-D 給電端子
19、23、60 トーションバー
21、61 揺動枠
25 揺動板
31 光反射膜
27、63 永久磁石
29、65 コイル
33 金属配線
35、69A、69B、71C、71D ワイヤ
40、75 制御部
10, 50
Claims (15)
前記固定部材に対して揺動可能に接続された揺動部と、
一端が前記固定部材に接続され、他端が前記揺動部に接続されて前記固定部材と前記揺動部とを揺動可能に接続するトーションバーと、
前記固定部材と前記揺動部との間に設けられた給電端子と、
一端が前記給電端子に接続され、他端が前記揺動部に接続されているワイヤと、を有するアクチュエータ。 With fixing members
An oscillating portion oscillatingly connected to the fixing member,
A torsion bar having one end connected to the fixing member and the other end connected to the swinging portion to swingably connect the fixing member and the swinging portion.
A power supply terminal provided between the fixing member and the swinging portion,
An actuator having a wire having one end connected to the feeding terminal and the other end connected to the swing portion .
前記ワイヤは、前記揺動軸上又は前記揺動軸の近傍で前記揺動部に接続されていることを特徴とする請求項1に記載のアクチュエータ。 The swinging portion is provided so as to be swingable around a swinging shaft.
The actuator according to claim 1, wherein the wire is connected to the swing portion on the swing shaft or in the vicinity of the swing shaft.
前記端子保持部材は、前記2本のトーションバーの間に設けられていることを特徴とする請求項3乃至5のいずれか1つに記載のアクチュエータ。 Two members provided with the swing shaft interposed therebetween, one end of which is connected to the fixing member and the other end of which is connected to the swing portion to connect the fixing member and the swing portion. Including the torsion bar of
The actuator according to any one of claims 3 to 5, wherein the terminal holding member is provided between the two torsion bars.
前記端子保持部材は、面方向における前記駆動部材と前記揺動部との間に設けられていることを特徴とする請求項3乃至6のいずれか1つに記載のアクチュエータ。 It has a drive member that swings the swinging portion via the torsion bar by bending and deforming by a piezoelectric element.
The actuator according to any one of claims 3 to 6, wherein the terminal holding member is provided between the driving member and the swinging portion in the plane direction.
前記揺動部給電端子と前記揺動板とを電気的に接続する揺動部ワイヤと、をさらに有することを特徴とする請求項9に記載のアクチュエータ。 An oscillating part feeding terminal provided between the oscillating frame and the oscillating plate,
The actuator according to claim 9, further comprising a swinging portion wire for electrically connecting the swinging portion feeding terminal and the swinging plate .
前記固定部材に対して揺動可能に接続された揺動部と、
一端が前記固定部材に接続され、他端が前記揺動部に接続されて前記固定部材と前記揺動部とを接続するトーションバーと、
前記他端が前記揺動部に接続されている箇所からの距離が、前記トーションバーの長さよりも短い位置に設けられた給電端子と、
前記給電端子と前記揺動部とを電気的に接続するワイヤと、を有するアクチュエータ。 With fixing members
An oscillating portion oscillatingly connected to the fixing member,
A torsion bar having one end connected to the fixing member and the other end connected to the swinging portion to connect the fixing member and the swinging portion.
A power supply terminal provided at a position where the distance from the position where the other end is connected to the swing portion is shorter than the length of the torsion bar.
An actuator having a wire for electrically connecting the feeding terminal and the swinging portion.
前記固定部材に対して揺動可能に接続された揺動部と、 An oscillating portion oscillatingly connected to the fixing member,
前記固定部材から延在しかつ前記固定部材と前記揺動部との間の領域に設けられた端子保持部材と、 A terminal holding member extending from the fixing member and provided in the region between the fixing member and the swinging portion,
前記固定部材と前記揺動部との間において前記端子保持部材に保持された給電端子と、 A power supply terminal held by the terminal holding member between the fixing member and the swinging portion,
前記給電端子と前記揺動部とを電気的に接続するワイヤと、を有することを特徴とするアクチュエータ。 An actuator characterized by having a wire for electrically connecting the feeding terminal and the swinging portion.
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