JP2003117897A - Micro actuator - Google Patents

Micro actuator

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JP2003117897A
JP2003117897A JP2001314200A JP2001314200A JP2003117897A JP 2003117897 A JP2003117897 A JP 2003117897A JP 2001314200 A JP2001314200 A JP 2001314200A JP 2001314200 A JP2001314200 A JP 2001314200A JP 2003117897 A JP2003117897 A JP 2003117897A
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JP
Japan
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electrode
upper electrode
microactuator
rotary
lower electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001314200A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takanori Seiso
孝規 清倉
Yuji Uenishi
祐司 上西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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  • Micromachines (AREA)
  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase controllable maximum moving range of a movable element without increasing applied voltage. SOLUTION: An upper base plate 22 is attached to a lower base plate 21. A moving frame element 25 is provided on a base portion 23 of the upper base plate 22 through a supporting beam 24, and a moving element 27 is provided on the moving frame element 25 through a supporting beam 26. An upper electrode 28 is provided on a back surface of the moving frame element 25, and an upper electrode 29 is provided on a back surface of the moving element 27. A recessed portion 31 is provided on an upper surface 30 of the lower base plate 21, and a lower electrode 32 is provided on the upper surface 30. A lower electrode 33 is provided on the recessed portion 31, and the lower electrodes 32, 33 are respectively positioned at parts corresponding to the upper electrodes 28, 29.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光計測器、光スイッ
チなどに使用されるマイクロアクチュエータに関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microactuator used for optical measuring instruments, optical switches and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】高精度のアクチュエータ機能を必要とす
る光計測器には並進マイクロアクチュエータが使用され
ており、またミラー駆動による光スキャナを用いた光ス
イッチには回転マイクロアクチュエータが使用されてい
る。
2. Description of the Related Art A translational microactuator is used in an optical measuring instrument that requires a highly accurate actuator function, and a rotary microactuator is used in an optical switch using an optical scanner driven by a mirror.

【0003】図14は従来の並進マイクロアクチュエー
タを示す一部切断斜視図、図15は図14に示した並進
マイクロアクチュエータを示す正断面図、図16は図1
5のE−E断面図である。図に示すように、下部基板1
に上部基板2が取り付けられ、上部基板2の基部3に支
持梁4を介して移動体5が設けられ、基部3、支持梁
4、移動体5は一体に設けられている。また、移動体5
の裏面に上部電極6が設けられ、下部基板1の上面7に
下部電極8が設けられ、下部電極8は上部電極6と対応
する個所に位置している。
FIG. 14 is a partially cutaway perspective view showing a conventional translation microactuator, FIG. 15 is a front sectional view showing the translation microactuator shown in FIG. 14, and FIG. 16 is FIG.
5 is an EE sectional view of FIG. As shown in the figure, the lower substrate 1
The upper substrate 2 is attached to the upper substrate 2, and the movable body 5 is provided on the base portion 3 of the upper substrate 2 via the support beam 4, and the base portion 3, the support beam 4, and the movable body 5 are integrally provided. In addition, the moving body 5
The upper electrode 6 is provided on the back surface of the lower substrate 1, the lower electrode 8 is provided on the upper surface 7 of the lower substrate 1, and the lower electrode 8 is located at a position corresponding to the upper electrode 6.

【0004】この並進マイクロアクチュエータにおいて
は、上部電極6と下部電極8との間に電圧を印加する
と、上部電極6が静電引力により引き寄せられるから、
図17に示すように、移動体5が下方に移動する。
In this translational microactuator, when a voltage is applied between the upper electrode 6 and the lower electrode 8, the upper electrode 6 is attracted by electrostatic attraction.
As shown in FIG. 17, the moving body 5 moves downward.

【0005】図18は従来の回転マイクロアクチュエー
タを示す平面図、図19は図18に示した回転マイクロ
アクチュエータを示す正断面図、図20は図19のF−
F断面図である。図に示すように、下部基板11に上部
基板12が取り付けられ、上部基板12の基部13に支
持梁14を介して回転体15が設けられ、基部13、支
持梁14、回転体15は一体に設けられている。また、
回転体15の裏面に上部電極16が設けられ、下部基板
11の上面17に下部電極18が設けられ、下部電極1
8は上部電極16と対応する個所に位置している。
FIG. 18 is a plan view showing a conventional rotary microactuator, FIG. 19 is a front sectional view showing the rotary microactuator shown in FIG. 18, and FIG.
FIG. As shown in the figure, the upper substrate 12 is attached to the lower substrate 11, and the rotating body 15 is provided on the base portion 13 of the upper substrate 12 via the supporting beam 14. The base portion 13, the supporting beam 14, and the rotating body 15 are integrally formed. It is provided. Also,
An upper electrode 16 is provided on the back surface of the rotating body 15, and a lower electrode 18 is provided on the upper surface 17 of the lower substrate 11.
8 is located at a position corresponding to the upper electrode 16.

【0006】この回転マイクロアクチュエータにおいて
は、上部電極16と下部電極18の一方たとえば図19
紙面右方の下部電極18との間に電圧を印加すると、上
部電極16が静電力により引き寄せられるから、図21
に示すように、回転体15が図21紙面時計方向に回転
する。また、上部電極16と図19紙面左方の下部電極
18との間に電圧を印加すると、回転体15が図19紙
面反時計方向に回転する。
In this rotary microactuator, one of the upper electrode 16 and the lower electrode 18 is shown in FIG.
When a voltage is applied between the lower electrode 18 on the right side of the paper and the upper electrode 16 is attracted by the electrostatic force, as shown in FIG.
As shown in FIG. 21, the rotating body 15 rotates in the clockwise direction on the paper surface of FIG. When a voltage is applied between the upper electrode 16 and the lower electrode 18 on the left side of the paper surface of FIG. 19, the rotating body 15 rotates counterclockwise in the paper surface of FIG.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】図22は図14〜図1
6に示した並進マイクロアクチュエータにおける上部電
極6と下部電極8との間の静電引力Fe、支持梁4のバ
ネ弾性力Fmと移動体5の変位yとの関係を示すグラフ
で、線a〜cはそれぞれ印加電圧Vaが15、23.
7、30Vの場合の静電引力Feの変化を示し、線dは
バネ弾性力Fmの変化を示す。なお、上部電極6と下部
電極8との間のギャップgすなわち上部電極6と下部電
極8との間に電圧を印加しないときの上部電極6と下部
電極8との距離は14μmである。このグラフから明ら
かなように、バネ弾性力Fmは変位yに比例する。ま
た、ある一定の印加電圧下では静電引力Feは上部電極
6と下部電極8との距離にほぼ反比例する。そして、印
加電圧Vaが15Vの場合には、変位yが約1μm、約
10μmのときに静電引力Feとバネ弾性力Fmとが一
致する。実際には、変位yが約1μmのときに安定な釣
合いを示すから、変位yが約1μmのときに静電引力F
eとバネ弾性力Fmとが釣り合う。また、印加電圧Va
が23.5Vの場合には、変位yが約4.7μmのとき
にのみ静電引力Feとバネ弾性力Fmとが一致する。そ
して、この電圧23.5Vは静電力とバネ弾性力との釣
合いの系の閾値電圧である。また、印加電圧Vaが30
Vの場合には、変位yに関わらず静電引力Feとバネ弾
性力Fmとが釣り合うことはなく、常に静電引力Feが
バネ弾性力Fmよりも大きくなるから、上部電極6が下
部電極8に完全に引き寄せられる。
FIG. 22 is a schematic view of FIG. 14 to FIG.
6 is a graph showing the relationship between the electrostatic attractive force Fe between the upper electrode 6 and the lower electrode 8 in the translational microactuator shown in FIG. 6, the spring elastic force Fm of the support beam 4 and the displacement y of the moving body 5, and lines a to The applied voltages Va are 15, 23.
The change of the electrostatic attractive force Fe in the case of 7 and 30 V is shown, and the line d shows the change of the spring elastic force Fm. The gap g between the upper electrode 6 and the lower electrode 8, that is, the distance between the upper electrode 6 and the lower electrode 8 when no voltage is applied between the upper electrode 6 and the lower electrode 8 is 14 μm. As is clear from this graph, the spring elastic force Fm is proportional to the displacement y. Further, under a certain applied voltage, the electrostatic attractive force Fe is almost inversely proportional to the distance between the upper electrode 6 and the lower electrode 8. When the applied voltage Va is 15 V, the electrostatic attractive force Fe and the spring elastic force Fm match when the displacement y is about 1 μm and about 10 μm. Actually, when the displacement y is about 1 μm, a stable balance is shown. Therefore, when the displacement y is about 1 μm, the electrostatic attraction F
e and the spring elastic force Fm are balanced. In addition, the applied voltage Va
Is 23.5 V, the electrostatic attractive force Fe and the spring elastic force Fm match only when the displacement y is about 4.7 μm. The voltage 23.5V is the threshold voltage of the system that balances the electrostatic force and the spring elastic force. In addition, the applied voltage Va is 30
In the case of V, the electrostatic attractive force Fe and the spring elastic force Fm are not balanced regardless of the displacement y, and the electrostatic attractive force Fe is always larger than the spring elastic force Fm. Is completely attracted to.

【0008】図23は図14〜図16に示した並進マイ
クロアクチュエータにおける印加電圧Vaと変位yとの
関係を示すグラフである。このグラフから明らかなよう
に、印加電圧Vaが小さいときには、印加電圧Vaが増
加すると変位yも増加するが、印加電圧Vaが閾値電圧
である23.7V(変位yが約4.7μm)になると、
変位yの変化を示す線の傾きが無限大となり、変位yは
ギャップgである14μmになる。つまり、上部電極6
が下部電極8に完全に引き寄せられる。このように、上
部電極6が下部電極8に引き寄せられない極限の最大の
変位yすなわち制御可能最大変位はギャップgの約1/
3である。この結果は支持梁4のバネ弾性係数、静電力
とバネ弾性力との釣合いの系の大きさに依らず、静電力
とバネ弾性力との釣合いの系では一般的に成立する。
FIG. 23 is a graph showing the relationship between the applied voltage Va and the displacement y in the translational microactuator shown in FIGS. As is apparent from this graph, when the applied voltage Va is small, the displacement y increases as the applied voltage Va increases, but when the applied voltage Va reaches the threshold voltage of 23.7 V (displacement y is about 4.7 μm). ,
The slope of the line indicating the change in the displacement y becomes infinite, and the displacement y becomes the gap g of 14 μm. That is, the upper electrode 6
Are completely attracted to the lower electrode 8. In this way, the maximum displacement y that is the limit where the upper electrode 6 is not attracted to the lower electrode 8, that is, the maximum controllable displacement is about 1 / g of the gap g.
It is 3. This result does not depend on the spring elastic coefficient of the support beam 4 or the size of the balance system of the electrostatic force and the spring elastic force, but is generally established in the balance system of the electrostatic force and the spring elastic force.

【0009】したがって、図14〜図16に示した並進
マイクロアクチュエータにおいては、変位yが制御可能
最大変位よりも小さいときには、印加電圧Vaを調整す
ることにより移動体5の変位yを自由に制御することが
できるが、変位yが制御可能最大変位よりも大きくなる
と、移動体5の変位yを自由に制御することができな
い。
Therefore, in the translational microactuator shown in FIGS. 14 to 16, when the displacement y is smaller than the controllable maximum displacement, the displacement y of the moving body 5 is freely controlled by adjusting the applied voltage Va. However, if the displacement y becomes larger than the controllable maximum displacement, the displacement y of the moving body 5 cannot be freely controlled.

【0010】また、図18〜図20に示した回転マイク
ロアクチュエータにおいても、上部電極16が下部電極
18に引き寄せられない極限の最大の回転角すなわち回
転体15の制御可能最大回転角は回転可能最大回転角の
約1/3であり、回転体15の回転角が制御可能最大回
転角よりも小さいときには、上部電極16と下部電極1
8との間の印加電圧Vrを調整することにより回転体1
5の回転角を自由に制御することができるが、回転体1
5の回転角が制御可能最大回転角よりも大きくなると、
回転体15の回転角を自由に制御することができない。
たとえば、回転体15の制御可能最大回転角は12度で
あり、このときの印加電圧Vrは95Vである。このた
め、回転体15をマイクロミラーとして使用するときに
は、マイクロミラーの回転角を大きくすることができな
いから、光学素子間の干渉を避けるために光路を長くせ
ざるを得ず、装置が大きくなる。
Also, in the rotary microactuator shown in FIGS. 18 to 20, the maximum rotation angle at which the upper electrode 16 is not attracted to the lower electrode 18, that is, the controllable maximum rotation angle of the rotor 15 is the maximum rotatable angle. It is about 1/3 of the rotation angle, and when the rotation angle of the rotating body 15 is smaller than the controllable maximum rotation angle, the upper electrode 16 and the lower electrode 1
8 by adjusting the applied voltage Vr between
Although the rotation angle of 5 can be freely controlled, the rotating body 1
When the rotation angle of 5 becomes larger than the controllable maximum rotation angle,
The rotation angle of the rotating body 15 cannot be freely controlled.
For example, the maximum controllable rotation angle of the rotating body 15 is 12 degrees, and the applied voltage Vr at this time is 95V. For this reason, when the rotating body 15 is used as a micromirror, the rotation angle of the micromirror cannot be increased, so that the optical path must be lengthened to avoid interference between the optical elements, and the device becomes large.

【0011】なお、移動体5、回転体15の裏面と、下
部基板1、11の上面7、17との距離を大きくして、
ギャップg、回転可能最大回転角を大きくすることによ
り、制御可能最大変位、制御可能最大回転角すなわち制
御可能最大可動範囲を大きくすることができる。しか
し、この場合には、印加電圧Va、Vrを高くする必要
があるから、制御回路との併存が困難であり、漏電防
止、耐電圧向上、電圧変換のための回路が複雑となり、
大型かつ高価になる。
The distance between the rear surfaces of the moving body 5 and the rotating body 15 and the upper surfaces 7 and 17 of the lower substrates 1 and 11 is increased,
By increasing the gap g and the rotatable maximum rotation angle, the controllable maximum displacement, the controllable maximum rotation angle, that is, the controllable maximum movable range can be increased. However, in this case, since it is necessary to increase the applied voltages Va and Vr, it is difficult to coexist with the control circuit, and a circuit for preventing leakage, improving withstand voltage, and converting voltage becomes complicated,
Large and expensive.

【0012】本発明は上述の課題を解決するためになさ
れたもので、印加電圧を高くしなくとも可動体の制御可
能最大可動範囲を大きくすることができるマイクロアク
チュエータを提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a microactuator capable of increasing the controllable maximum movable range of a movable body without increasing the applied voltage. .

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明においては、下部基板に上部基板を取り付
け、上記上部基板に可動体を設け、上記可動体に第1の
上部電極を設け、上記下部基板の上記第1の上部電極と
対応した位置に第1の下部電極を設けたマイクロアクチ
ュエータにおいて、上記上部基板の基部に第1の支持梁
を介して可動枠体を設け、上記可動枠体に第2の支持梁
を介して上記可動体を設け、上記可動枠体に第2の上部
電極を設け、上記下部基板の上記第2の上部電極と対応
した位置に第2の下部電極を設ける。
To achieve this object, in the present invention, an upper substrate is attached to a lower substrate, a movable body is provided on the upper substrate, and a first upper electrode is provided on the movable body. In a microactuator in which a first lower electrode is provided at a position corresponding to the first upper electrode on the lower substrate, a movable frame body is provided on a base portion of the upper substrate via a first supporting beam, and the movable frame is provided. The movable body is provided on the body via the second support beam, the second upper electrode is provided on the movable frame body, and the second lower electrode is provided on the lower substrate at a position corresponding to the second upper electrode. Set up.

【0014】また、上記第1の支持梁と上記可動枠体と
を複数組設け、上記複数の可動枠体のそれぞれに上記第
2の上部電極を設け、上記下部基板の上記複数の第2の
上部電極と対応した位置に上記第2の下部電極をそれぞ
れ設ける。
A plurality of sets of the first support beam and the movable frame body are provided, the second upper electrode is provided on each of the plurality of movable frame bodies, and the plurality of second frame electrodes of the lower substrate are provided. The second lower electrodes are provided at positions corresponding to the upper electrodes.

【0015】これらの場合、上記下部基板の上記第2の
下部電極が設けられた面に凹部を設け、上記凹部に上記
第1の下部電極を設けてもよい。
In these cases, a recess may be provided in the surface of the lower substrate on which the second lower electrode is provided, and the first lower electrode may be provided in the recess.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1は本発明に係る並進マイクロ
アクチュエータを示す平面図、図2は図1に示した並進
マイクロアクチュエータを示す正断面図、図3は図2の
A−A断面図である。図に示すように、単結晶シリコン
からなる下部基板21に単結晶シリコンからなる上部基
板22が取り付けられ、上部基板22の基部23に支持
梁(第1の支持梁)24を介して移動枠体(可動枠体)
25が設けられ、移動枠体25に支持梁(第2の支持
梁)26を介して移動体(可動体)27が設けられ、基
部23、支持梁24、移動枠体25、支持梁26、移動
体27は一体に設けられている。また、移動枠体25の
裏面に上部電極(第2の上部電極)28が設けられ、移
動体27の裏面に上部電極(第1の上部電極)29が設
けられ、下部基板21の上面30に凹部31が設けら
れ、上面30に下部電極(第2の下部電極)32が設け
られ、凹部31に下部電極(第1の下部電極)33が設
けられ、下部電極32、33はそれぞれ上部電極28、
29と対応する個所に位置している。そして、上部電極
28と下部電極32との距離すなわちギャップgは14
μmである。
1 is a plan view showing a translational microactuator according to the present invention, FIG. 2 is a front sectional view showing the translational microactuator shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. Is. As shown in the figure, an upper substrate 22 made of single crystal silicon is attached to a lower substrate 21 made of single crystal silicon, and a moving frame body is mounted on a base portion 23 of the upper substrate 22 via a support beam (first support beam) 24. (Movable frame)
25, a moving body (movable body) 27 is provided on the moving frame body 25 via a supporting beam (second supporting beam) 26, and the base portion 23, the supporting beam 24, the moving frame body 25, the supporting beam 26, The moving body 27 is integrally provided. Further, an upper electrode (second upper electrode) 28 is provided on the back surface of the moving frame 25, an upper electrode (first upper electrode) 29 is provided on the back surface of the moving body 27, and an upper surface 30 of the lower substrate 21 is provided. The recess 31 is provided, the lower electrode (second lower electrode) 32 is provided on the upper surface 30, the lower electrode (first lower electrode) 33 is provided on the recess 31, and the lower electrodes 32 and 33 are respectively the upper electrode 28. ,
It is located at a position corresponding to 29. The distance between the upper electrode 28 and the lower electrode 32, that is, the gap g is 14
μm.

【0017】この並進マイクロアクチュエータにおいて
は、上部電極28と下部電極32との間に電圧を印加す
ると、上部電極28が静電引力により引き寄せられるか
ら、図4に示すように、基部23に対して移動枠体25
および移動体27が下方に移動する。この状態で、上部
電極29と下部電極33との間に電圧を印加すると、上
部電極29が静電引力により引き寄せられるから、図5
に示すように、移動枠体25に対して移動体27が下方
に移動する。
In this translational microactuator, when a voltage is applied between the upper electrode 28 and the lower electrode 32, the upper electrode 28 is attracted by electrostatic attraction, so that as shown in FIG. Moving frame 25
And the moving body 27 moves downward. In this state, when a voltage is applied between the upper electrode 29 and the lower electrode 33, the upper electrode 29 is attracted by electrostatic attraction, so that FIG.
As shown in, the moving body 27 moves downward with respect to the moving frame body 25.

【0018】このような並進マイクロアクチュエータに
おいては、基部23に対して移動枠体25および移動体
27を下方に移動し、かつ移動枠体25に対して移動体
27を下方に移動することができるから、ギャップgを
大きくすることなく、しかも印加電圧Vaを高くするこ
となく、制御可能最大変位を大きくすることができる。
たとえば、移動体27の制御可能最大変位は約9μmで
あり、このときに上部電極28と下部電極32との間、
上部電極29と下部電極33との間にそれぞれ印加され
る電圧は23.7Vである。このように、図14〜図1
6に示した従来の並進マイクロアクチュエータと比較し
て、印加電圧Vaを同一したときの制御可能最大変位を
約2倍にすることができる。このため、制御回路との併
存が困難であり、漏電防止、耐電圧向上、電圧変換のた
めの回路が簡単になり、小型かつ安価になる。また、下
部基板21の上面30に凹部31を設け、凹部31に下
部電極33を設けているから、基部23に対して移動枠
体25および移動体27を下方に移動したときの上部電
極29と下部電極33との間の距離を大きくすることが
できるので、移動体27の制御可能最大変位をより大き
くすることができる。
In such a translational microactuator, the moving frame 25 and the moving body 27 can be moved downward with respect to the base 23, and the moving body 27 can be moved downward with respect to the moving frame 25. Therefore, the controllable maximum displacement can be increased without increasing the gap g and without increasing the applied voltage Va.
For example, the maximum controllable displacement of the moving body 27 is about 9 μm, and at this time, between the upper electrode 28 and the lower electrode 32,
The voltage applied between the upper electrode 29 and the lower electrode 33 is 23.7V. As shown in FIGS.
As compared with the conventional translational microactuator shown in FIG. 6, the maximum controllable displacement when the applied voltage Va is the same can be approximately doubled. For this reason, it is difficult to coexist with the control circuit, and a circuit for preventing leakage, improving withstand voltage, and converting voltage becomes simple, and the size and cost are reduced. Further, since the concave portion 31 is provided on the upper surface 30 of the lower substrate 21 and the lower electrode 33 is provided in the concave portion 31, the upper frame 29 and the upper electrode 29 when the movable frame body 25 and the movable body 27 are moved downward with respect to the base portion 23 are provided. Since the distance to the lower electrode 33 can be increased, the controllable maximum displacement of the moving body 27 can be increased.

【0019】また、図1〜図3に示した並進マイクロア
クチュエータと同様の構造で、ギャップg、凹部31の
深さが半分の並進マイクロアクチュエータにおいては、
移動体27の制御可能最大変位は約4.8μmであり、
このときに上部電極28と下部電極32との間、上部電
極29と下部電極33との間にそれぞれ印加される電圧
は12Vである。このように、図14〜図16に示した
従来の並進マイクロアクチュエータと比較して、制御可
能最大変位をほぼ同一したときの印加電圧Vaを約1/
2にすることができる。このように、制御可能最大変位
をほぼ同一にしたとしても印加電圧を低くすることがで
きる。
Further, in the translational microactuator having the same structure as the translational microactuator shown in FIGS. 1 to 3 and the gap g and the depth of the recess 31 are half,
The maximum controllable displacement of the moving body 27 is about 4.8 μm,
At this time, the voltage applied between the upper electrode 28 and the lower electrode 32 and between the upper electrode 29 and the lower electrode 33 is 12V. As described above, compared with the conventional translation microactuator shown in FIGS. 14 to 16, the applied voltage Va when the controllable maximum displacement is substantially the same is about 1 /.
It can be 2. In this way, the applied voltage can be lowered even if the maximum controllable displacement is made substantially the same.

【0020】図6は本発明に係る回転マイクロアクチュ
エータを示す平面図、図7は図6に示した回転マイクロ
アクチュエータを示す正断面図、図8は図7のB−B断
面図である。図に示すように、単結晶シリコンからなる
下部基板41に単結晶シリコンからなる上部基板42が
取り付けられ、上部基板42の基部43に支持梁(第1
の支持梁)44を介して回転枠体(可動枠体)45が設
けられ、回転枠体45に支持梁(第2の支持梁)46を
介して回転体(可動体)47が設けられ、基部43、支
持梁44、回転枠体45、支持梁46、回転体47は一
体に設けられている。また、回転枠体45の裏面に上部
電極(第2の上部電極)48が設けられ、回転体47の
裏面に上部電極(第1の上部電極)49が設けられ、下
部基板41の上面50に凹部51が設けられ、上面50
に下部電極(第2の下部電極)52が設けられ、凹部5
1に下部電極(第1の下部電極)53が設けられ、下部
電極52、53はそれぞれ上部電極48、49と対応す
る個所に位置している。
FIG. 6 is a plan view showing a rotary microactuator according to the present invention, FIG. 7 is a front sectional view showing the rotary microactuator shown in FIG. 6, and FIG. 8 is a sectional view taken along line BB of FIG. As shown in the figure, an upper substrate 42 made of single crystal silicon is attached to a lower substrate 41 made of single crystal silicon, and a support beam (first
A rotary frame body (movable frame body) 45 is provided via a support beam 44 of the above, and a rotary body (movable body) 47 is provided to the rotary frame body 45 via a support beam (second support beam) 46. The base 43, the support beam 44, the rotary frame body 45, the support beam 46, and the rotary body 47 are integrally provided. Further, an upper electrode (second upper electrode) 48 is provided on the back surface of the rotating frame body 45, an upper electrode (first upper electrode) 49 is provided on the back surface of the rotating body 47, and an upper surface 50 of the lower substrate 41 is provided. The recess 51 is provided and the upper surface 50
A lower electrode (second lower electrode) 52 is provided on the
1 is provided with a lower electrode (first lower electrode) 53, and the lower electrodes 52 and 53 are located at positions corresponding to the upper electrodes 48 and 49, respectively.

【0021】この回転マイクロアクチュエータにおいて
は、上部電極48と下部電極52の一方たとえば図7紙
面右方の下部電極52との間に電圧を印加すると、上部
電極48が静電引力により引き寄せられるから、図9に
示すように、基部43に対して回転枠体45および回転
体47が図9紙面時計方向に回転する。この状態で、上
部電極49と下部電極53の一方すなわち図7紙面右方
の下部電極53との間に電圧を印加すると、上部電極4
9が静電引力により引き寄せられるから、図10に示す
ように、回転枠体45に対して回転体47が図10紙面
時計方向に回転する。また、上部電極48、49と図7
紙面左方の下部電極52、53との間にそれぞれ電圧を
印加すると、回転体47が図7紙面反時計方向に回転す
る。
In this rotary microactuator, when a voltage is applied between one of the upper electrode 48 and the lower electrode 52, for example, the lower electrode 52 on the right side of FIG. 7, the upper electrode 48 is attracted by electrostatic attraction. As shown in FIG. 9, the rotary frame body 45 and the rotary body 47 rotate with respect to the base portion 43 in the clockwise direction on the paper surface of FIG. 9. In this state, when a voltage is applied between one of the upper electrode 49 and one of the lower electrodes 53, that is, the lower electrode 53 on the right side of FIG.
Since 9 is attracted by electrostatic attraction, the rotating body 47 rotates clockwise with respect to the rotating frame body 45 as shown in FIG. Also, the upper electrodes 48, 49 and FIG.
When a voltage is applied between the lower electrodes 52 and 53 on the left side of the paper surface, the rotating body 47 rotates counterclockwise in FIG.

【0022】このような回転マイクロアクチュエータに
おいては、基部43に対して回転枠体45および回転体
47を回転し、かつ回転枠体45に対して回転体47を
回転することができるから、上部電極48と下部電極5
2との距離すなわちギャップgを大きくすることなく、
しかも印加電圧Vrを高くすることなく、制御可能最大
回転角を大きくすることができる。たとえば、回転体4
7の制御可能最大回転角は約24度であり、このときに
上部電極48と下部電極52との間、上部電極49と下
部電極53との間にそれぞれ印加される電圧は95Vで
ある。このように、図18〜図20に示した従来の回転
マイクロアクチュエータと比較して、印加電圧Vrを同
一したときの制御可能最大回転角を約2倍にすることが
できる。このため、制御回路との併存が困難であり、漏
電防止、耐電圧向上、電圧変換のための回路が簡単にな
り、小型かつ安価になる。特に、回転体47をマイクロ
ミラーとして使用するときには、マイクロミラーの回転
角を大きくすることができるから、光学素子間の干渉を
避けるために光路を長くする必要がないので、装置を小
さくすることができる。また、下部基板41の上面50
に凹部51を設け、凹部51に下部電極53を設けてい
るから、基部43に対して回転枠体45および回転体4
7を回転したときの上部電極49と下部電極53との間
の距離を大きくすることができるので、回転体47の制
御可能最大回転角をより大きくすることができる。
In such a rotary microactuator, the rotary frame 45 and the rotary body 47 can be rotated with respect to the base 43, and the rotary body 47 can be rotated with respect to the rotary frame 45. 48 and lower electrode 5
Without increasing the distance from 2, that is, the gap g,
Moreover, the controllable maximum rotation angle can be increased without increasing the applied voltage Vr. For example, the rotating body 4
The maximum controllable rotation angle of No. 7 is about 24 degrees, and the voltage applied between the upper electrode 48 and the lower electrode 52 and between the upper electrode 49 and the lower electrode 53 at this time is 95V. As described above, the controllable maximum rotation angle when the applied voltage Vr is the same can be approximately doubled as compared with the conventional rotary microactuator shown in FIGS. For this reason, it is difficult to coexist with the control circuit, and a circuit for preventing leakage, improving withstand voltage, and converting voltage becomes simple, and the size and cost are reduced. In particular, when the rotating body 47 is used as a micromirror, the rotation angle of the micromirror can be increased, and therefore, it is not necessary to lengthen the optical path in order to avoid interference between optical elements, so that the device can be downsized. it can. In addition, the upper surface 50 of the lower substrate 41
Since the concave portion 51 is provided in the concave portion 51 and the lower electrode 53 is provided in the concave portion 51, the rotating frame body 45 and the rotating body 4 are provided with respect to the base portion 43.
Since the distance between the upper electrode 49 and the lower electrode 53 when rotating 7 can be increased, the controllable maximum rotation angle of the rotating body 47 can be increased.

【0023】また、図6〜図8に示した回転マイクロア
クチュエータと同様の構造で、ギャップg、凹部51の
深さが半分の回転マイクロアクチュエータにおいては、
回転体47の制御可能最大回転角は約12度であり、上
部電極48と下部電極52との間、上部電極49と下部
電極53との間にそれぞれ印加される電圧は43Vであ
る。このように、図18〜図20に示した従来の回転マ
イクロアクチュエータと比較して、制御可能最大回転角
をほぼ同一したときの印加電圧Vrを約1/2にするこ
とができる。このように、制御可能最大変位をほぼ同一
にしたとしても印加電圧を低くすることができる。
Further, in the rotary microactuator having the same structure as the rotary microactuator shown in FIGS. 6 to 8 and the gap g and the recess 51 having a depth of half,
The maximum controllable rotation angle of the rotating body 47 is about 12 degrees, and the voltage applied between the upper electrode 48 and the lower electrode 52 and between the upper electrode 49 and the lower electrode 53 is 43V. Thus, compared to the conventional rotary microactuator shown in FIGS. 18 to 20, the applied voltage Vr when the controllable maximum rotation angle is substantially the same can be reduced to about 1/2. In this way, the applied voltage can be lowered even if the maximum controllable displacement is made substantially the same.

【0024】図11は本発明に係る他の回転マイクロア
クチュエータを示す平面図、図12は図11のC−C断
面図、図13は図12のD−D断面図である。図に示す
ように、単結晶シリコンからなる下部基板61に単結晶
シリコンからなる上部基板62が取り付けられ、上部基
板62の基部63に支持梁(第1の支持梁)64を介し
て回転枠体(可動枠体)65が設けられ、回転枠体65
に支持梁(第1の支持梁)66を介して回転枠体(可動
枠体)67が設けられ、回転枠体67に支持梁(第1の
支持梁)68を介して回転枠体(可動枠体)69が設け
られ、回転枠体69に支持梁(第2の支持梁)70を介
して回転体(可動体)71が設けられ、基部63、支持
梁64、回転枠体65、支持梁66、回転枠体67、支
持梁68、回転枠体69、支持梁70、回転体71は一
体に設けられている。そして、支持梁64、68の中心
線の方向は図11紙面左右方向(X軸方向)であり、支
持梁66、70の中心線の方向は図11紙面上下方向
(Y軸方向)であって、回転体71の回転中心線は複数
であり、支持梁64、68の中心線の方向と支持梁6
6、70の中心線の方向とは直交する。また、回転枠体
65、67、69の裏面に上部電極(第2の上部電極)
72〜74が設けられ、回転体71の裏面に上部電極
(第1の上部電極)75が設けられ、下部基板61の上
面76に凹部77が設けられ、上面76に下部電極(第
2の下部電極)78、79が設けられ、凹部77に下部
電極(第2の下部電極)80、下部電極(第1の下部電
極)81が設けられ、上部電極72〜75はそれぞれ下
部電極78〜81と対応する個所に位置している。
FIG. 11 is a plan view showing another rotary microactuator according to the present invention, FIG. 12 is a sectional view taken along line CC of FIG. 11, and FIG. 13 is a sectional view taken along line DD of FIG. As shown in the figure, an upper substrate 62 made of single crystal silicon is attached to a lower substrate 61 made of single crystal silicon, and a rotating frame body is provided on a base portion 63 of the upper substrate 62 via a support beam (first support beam) 64. The (movable frame) 65 is provided, and the rotary frame 65 is provided.
Is provided with a rotary frame body (movable frame body) 67 via a support beam (first support beam) 66, and the rotary frame body (movable frame body) is supported via a support beam (first support beam) 68. A frame body 69 is provided, and a rotary body (movable body) 71 is provided on the rotary frame body 69 via a support beam (second support beam) 70. The base portion 63, the support beam 64, the rotary frame body 65, and the support body are provided. The beam 66, the rotary frame 67, the support beam 68, the rotary frame 69, the support beam 70, and the rotary body 71 are integrally provided. The direction of the center lines of the support beams 64 and 68 is the left-right direction (X-axis direction) of the paper surface of FIG. 11, and the direction of the center lines of the support beams 66 and 70 is the vertical direction of the paper surface (Y-axis direction) of FIG. The rotation center line of the rotating body 71 is plural, and the direction of the center lines of the support beams 64 and 68 and the support beam 6 are different.
The direction of the center line of 6, 70 is orthogonal. Further, an upper electrode (second upper electrode) is provided on the back surface of the rotating frame body 65, 67, 69.
72 to 74, an upper electrode (first upper electrode) 75 is provided on the back surface of the rotating body 71, a recess 77 is provided on the upper surface 76 of the lower substrate 61, and a lower electrode (second lower electrode) is provided on the upper surface 76. Electrodes) 78 and 79 are provided, a lower electrode (second lower electrode) 80 and a lower electrode (first lower electrode) 81 are provided in the recess 77, and the upper electrodes 72 to 75 are lower electrodes 78 to 81, respectively. It is located at the corresponding location.

【0025】この回転マイクロアクチュエータにおいて
は、上部電極72と下部電極78の一方の間に電圧を印
加すると、基部63に対して回転枠体65、67、69
および回転体71が支持梁64の中心線を中心に回転す
る。この状態で、上部電極73と下部電極79の一方と
の間に電圧を印加すると、回転枠体65に対して回転枠
体67、69および回転体71が支持梁66の中心線を
中心に回転する。この状態で、上部電極74と下部電極
80の一方との間に電圧を印加すると、回転枠体67に
対して回転枠体69および回転体71が支持梁68の中
心線を中心に回転する。この状態で、上部電極75と下
部電極81の一方との間に電圧を印加すると、回転枠体
69に対して回転体71が支持梁70の中心線を中心に
回転する。したがって、回転体71は基部63に対して
X軸方向およびY軸方向を中心に回転する。
In this rotary microactuator, when a voltage is applied between one of the upper electrode 72 and the lower electrode 78, the rotary frames 65, 67, 69 are moved relative to the base 63.
And the rotating body 71 rotates around the center line of the support beam 64. In this state, when a voltage is applied between one of the upper electrode 73 and one of the lower electrodes 79, the rotating frame bodies 67 and 69 and the rotating body 71 rotate about the center line of the support beam 66 with respect to the rotating frame body 65. To do. When a voltage is applied between the upper electrode 74 and one of the lower electrodes 80 in this state, the rotating frame body 69 and the rotating body 71 rotate with respect to the rotating frame body 67 about the center line of the support beam 68. When a voltage is applied between the upper electrode 75 and one of the lower electrodes 81 in this state, the rotating body 71 rotates about the center line of the support beam 70 with respect to the rotating frame body 69. Therefore, the rotating body 71 rotates about the X-axis direction and the Y-axis direction with respect to the base 63.

【0026】このような回転マイクロアクチュエータに
おいては、基部63に対して回転枠体65、69および
回転体71をX軸方向を中心に回転し、かつ回転枠体6
5に対して回転枠体69および回転体71をX軸方向を
中心に回転することができ、また基部63に対して回転
枠体67および回転体71をY軸方向を中心に回転し、
かつ回転枠体67に対して回転体71をY軸方向を中心
に回転することができるから、上部電極72と下部電極
78との距離すなわちギャップgを大きくすることな
く、しかも印加電圧Vrを高くすることなく、制御可能
最大回転角を大きくすることができる。たとえば、回転
体71のX軸方向、Y軸方向を中心にした制御可能最大
回転角は約24度であり、このときに上部電極72〜7
5と下部電極78〜81との間にそれぞれ印加される電
圧は95Vである。このように、図18〜図20に示し
た従来の回転マイクロアクチュエータと比較して、印加
電圧Vrを同一したときの制御可能最大回転角を約2倍
にすることができる。このため、制御回路との併存が困
難であり、漏電防止、耐電圧向上、電圧変換のための回
路が簡単になり、小型かつ安価になる。また、下部基板
61の上面76に凹部77を設け、凹部77に下部電極
80、81を設けているから、基部63に対して回転枠
体65、69および回転体71をX軸方向を中心に回転
するとともに、基部63に対して回転枠体67および回
転体71をY軸方向を中心に回転したときの上部電極7
4、75と下部電極80、81との間の距離を大きくす
ることができるので、回転体71の制御可能最大回転角
をより大きくすることができる。
In such a rotary microactuator, the rotary frame bodies 65 and 69 and the rotary body 71 are rotated around the X-axis direction with respect to the base portion 63, and the rotary frame body 6 is rotated.
5, the rotary frame body 69 and the rotary body 71 can be rotated around the X-axis direction, and the rotary frame body 67 and the rotary body 71 can be rotated around the Y-axis direction with respect to the base 63,
Moreover, since the rotating body 71 can be rotated with respect to the rotating frame body 67 about the Y-axis direction, the applied voltage Vr can be increased without increasing the distance between the upper electrode 72 and the lower electrode 78, that is, the gap g. The maximum controllable rotation angle can be increased without doing so. For example, the controllable maximum rotation angle about the X-axis direction and the Y-axis direction of the rotating body 71 is about 24 degrees, and at this time, the upper electrodes 72 to 7
The voltage applied between the No. 5 and the lower electrodes 78 to 81 is 95V. As described above, the controllable maximum rotation angle when the applied voltage Vr is the same can be approximately doubled as compared with the conventional rotary microactuator shown in FIGS. For this reason, it is difficult to coexist with the control circuit, and a circuit for preventing leakage, improving withstand voltage, and converting voltage becomes simple, and the size and cost are reduced. Further, since the concave portion 77 is provided in the upper surface 76 of the lower substrate 61 and the lower electrodes 80 and 81 are provided in the concave portion 77, the rotary frame bodies 65 and 69 and the rotary body 71 are centered in the X axis direction with respect to the base portion 63. The upper electrode 7 when rotating and rotating the rotating frame 67 and the rotating body 71 with respect to the base 63 around the Y-axis direction
Since it is possible to increase the distance between the Nos. 4 and 75 and the lower electrodes 80 and 81, it is possible to further increase the controllable maximum rotation angle of the rotating body 71.

【0027】また、図11〜図13に示した回転マイク
ロアクチュエータと同様の構造で、ギャップg、凹部7
7の深さが半分の回転マイクロアクチュエータにおいて
は、回転体71の制御可能最大回転角は約12度であ
り、このときに上部電極72〜75と下部電極78〜8
1との間にそれぞれ印加される電圧は43Vである。こ
のように、図18〜図20に示した従来の回転マイクロ
アクチュエータと比較して、制御可能最大回転角をほぼ
同一したときの印加電圧Vrを約1/2にすることがで
きる。このように、制御可能最大変位をほぼ同一にした
としても印加電圧を低くすることができる。
The structure similar to that of the rotary microactuator shown in FIGS. 11 to 13 has a gap g and a recess 7.
In the rotary microactuator having half the depth of 7, the maximum controllable rotation angle of the rotating body 71 is about 12 degrees, and at this time, the upper electrodes 72 to 75 and the lower electrodes 78 to 8 are formed.
The voltage applied between 1 and 43 is 43V. Thus, compared to the conventional rotary microactuator shown in FIGS. 18 to 20, the applied voltage Vr when the controllable maximum rotation angle is substantially the same can be reduced to about 1/2. In this way, the applied voltage can be lowered even if the maximum controllable displacement is made substantially the same.

【0028】なお、上述実施の形態においては、移動体
27、回転体47、71の形状を正方形としたが、可動
体の形状を円形、だ円形、長方形、六角形等の多角形な
どにしてもよい。また、上述実施の形態においては、単
結晶シリコンからなる下部基板21、41、61、上部
基板22、42、62を用いたが、ポリマーからなる下
部基板、上部基板を用いてもよい。また、上述実施の形
態においては、可動体が下方に移動する移動体27また
は回転する回転体47、71である場合について説明し
たが、可動体が下方に移動するとともに回転するもので
ある場合にも本発明を適用することができる。また、上
述実施の形態においては、上部基板22の基部23に支
持梁(第1の支持梁)24を介して移動枠体(可動枠
体)25を設け、移動枠体25に支持梁26を介して移
動体27を設け、また上部基板42の基部43に支持梁
(第1の支持梁)44を介して回転枠体(可動枠体)4
5を設け、回転枠体45に支持梁(第2の支持梁)46
を介して回転体47を設けたが、第1の支持梁と可動枠
体とを複数組設け、複数の可動枠体のそれぞれに第2の
上部電極を設け、下部基板の上記複数の第2の上部電極
と対応した位置に第2の下部電極をそれぞれ設けてもよ
い(例えば図11では、3組)。この場合、下部基板の
第2の下部電極が設けられた面に設けられた凹部内に少
なくとも1つの凹部を設ければ、可動体の制御可能最大
可動範囲をより大きくすることができる。
In the above embodiment, the moving body 27 and the rotating bodies 47, 71 are formed in a square shape, but the movable body is formed in a polygonal shape such as a circle, an ellipse, a rectangle or a hexagon. Good. Further, in the above embodiment, the lower substrates 21, 41, 61 and the upper substrates 22, 42, 62 made of single crystal silicon are used, but the lower substrate and the upper substrate made of polymer may be used. In the above-described embodiment, the case where the movable body is the moving body 27 that moves downward or the rotating bodies 47 and 71 that rotate is described. However, when the movable body moves downward and rotates as well. The present invention can also be applied. Further, in the above-described embodiment, the movable frame body (movable frame body) 25 is provided on the base portion 23 of the upper substrate 22 via the support beam (first support beam) 24, and the support beam 26 is provided on the movable frame body 25. The moving body 27 is provided through the rotary frame body (movable frame body) 4 through the support beam (first support beam) 44 on the base portion 43 of the upper substrate 42.
5, the support beam (second support beam) 46 is provided on the rotary frame 45.
Although the rotating body 47 is provided via the above, the plurality of sets of the first support beam and the movable frame body are provided, the second upper electrode is provided in each of the plurality of movable frame bodies, and the plurality of second substrate of the lower substrate is provided. The second lower electrodes may be provided at the positions corresponding to the upper electrodes of (3 sets in FIG. 11, for example). In this case, if at least one recess is provided in the recess provided on the surface of the lower substrate on which the second lower electrode is provided, the controllable maximum movable range of the movable body can be further increased.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明に係るマイクロアクチュエータに
おいては、基部に対して可動枠体および可動体を動か
し、かつ可動枠体に対して可動体を動かすことができる
から、印加電圧を高くすることなく、制御可能最大可動
範囲を大きくすることができる。
In the microactuator according to the present invention, the movable frame and the movable body can be moved with respect to the base, and the movable body can be moved with respect to the movable frame, so that the applied voltage is not increased. The maximum controllable movable range can be increased.

【0030】また、第1の支持梁と可動枠体とを複数組
設け、複数の可動枠体のそれぞれに第2の上部電極を設
け、下部基板の上記複数の第2の上部電極と対応した位
置に第2の下部電極をそれぞれ設けたときには、外側の
可動枠体に対して内側の可動枠体を動かすことができる
から、印加電圧を高くすることなく、制御可能最大可動
範囲をより大きくすることができる。
Further, a plurality of sets of the first support beam and the movable frame body are provided, a second upper electrode is provided on each of the plurality of movable frame bodies, and corresponds to the plurality of second upper electrodes of the lower substrate. When the second lower electrodes are provided at the respective positions, the inner movable frame can be moved with respect to the outer movable frame, so that the controllable maximum movable range is increased without increasing the applied voltage. be able to.

【0031】また、下部基板の第2の下部電極が設けら
れた面に凹部を設け、凹部に第1の下部電極を設けたと
きには、基部に対して可動枠体および可動体を動かした
ときの第1の上部電極と第1の下部電極との間の距離を
大きくすることができるので、可動体の制御可能最大可
動範囲をより大きくすることができる。
Further, when the concave portion is provided on the surface of the lower substrate on which the second lower electrode is provided and the first lower electrode is provided in the concave portion, when the movable frame body and the movable body are moved with respect to the base portion. Since the distance between the first upper electrode and the first lower electrode can be increased, the controllable maximum movable range of the movable body can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る並進マイクロアクチュエータを示
す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a translational microactuator according to the present invention.

【図2】図1に示した並進マイクロアクチュエータを示
す正断面図である。
FIG. 2 is a front cross-sectional view showing the translational microactuator shown in FIG.

【図3】図2のA−A断面図である。3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

【図4】図1〜図3に示した並進マイクロアクチュエー
タの動作説明図である。
FIG. 4 is an operation explanatory view of the translational microactuator shown in FIGS.

【図5】図1〜図3に示した並進マイクロアクチュエー
タの動作説明図である。
5 is an operation explanatory view of the translational microactuator shown in FIGS. 1 to 3. FIG.

【図6】本発明に係る回転マイクロアクチュエータを示
す平面図である。
FIG. 6 is a plan view showing a rotary microactuator according to the present invention.

【図7】図6に示した回転マイクロアクチュエータを示
す正断面図である。
7 is a front sectional view showing the rotary microactuator shown in FIG.

【図8】図7のB−B断面図である。8 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG.

【図9】図6〜図8に示した回転マイクロアクチュエー
タの動作説明図である。
9 is an operation explanatory view of the rotary microactuator shown in FIGS. 6 to 8. FIG.

【図10】図6〜図8に示した回転マイクロアクチュエ
ータの動作説明図である。
FIG. 10 is an operation explanatory diagram of the rotary microactuator shown in FIGS. 6 to 8;

【図11】本発明に係る他の回転マイクロアクチュエー
タを示す平面図である。
FIG. 11 is a plan view showing another rotary microactuator according to the present invention.

【図12】図11のC−C断面図である。12 is a cross-sectional view taken along line CC of FIG.

【図13】図12のD−D断面図である。13 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG.

【図14】従来の並進マイクロアクチュエータを示す一
部切断斜視図である。
FIG. 14 is a partially cutaway perspective view showing a conventional translation microactuator.

【図15】図14に示した並進マイクロアクチュエータ
を示す正断面図である。
15 is a front cross-sectional view showing the translational microactuator shown in FIG.

【図16】図15のE−E断面図である。16 is a cross-sectional view taken along line EE of FIG.

【図17】図14〜図16に示した並進マイクロアクチ
ュエータの動作説明図である。
FIG. 17 is an operation explanatory diagram of the translational microactuator shown in FIGS. 14 to 16;

【図18】従来の回転マイクロアクチュエータを示す平
面図である。
FIG. 18 is a plan view showing a conventional rotary microactuator.

【図19】図18に示した回転マイクロアクチュエータ
を示す正断面図である。
19 is a front sectional view showing the rotary microactuator shown in FIG.

【図20】図19のF−F断面図である。20 is a cross-sectional view taken along the line FF of FIG.

【図21】図18〜図20に示した回転マイクロアクチ
ュエータの動作説明図である。
FIG. 21 is an operation explanatory view of the rotary microactuator shown in FIGS. 18 to 20.

【図22】図14〜図16に示した並進マイクロアクチ
ュエータの静電引力Fe、バネ弾性力Fmと変位yとの
関係を示すグラフである。
22 is a graph showing the relationship between electrostatic attraction force Fe, spring elastic force Fm, and displacement y of the translational microactuator shown in FIGS. 14 to 16. FIG.

【図23】図14〜図16に示した並進マイクロアクチ
ュエータの印加電圧Vaと変位yとの関係を示すグラフ
である。
FIG. 23 is a graph showing the relationship between the applied voltage Va and the displacement y of the translational microactuator shown in FIGS.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21…下部基板 22…上部基板 23…基部 24…支持梁 25…移動枠体 26…支持梁 27…移動体 28、29…上部電極 30…上面 31…凹部 32、33…下部電極 41…下部基板 42…上部基板 43…基部 44…支持梁 45…回転枠体 46…支持梁 47…回転体 48、49…上部電極 50…上面 51…凹部 52、53…下部電極 61…下部基板 62…上部基板 63…基部 64…支持梁 65…回転枠体 66…支持梁 67…回転枠体 68…支持梁 69…回転枠体 70…支持梁 71…回転体 72〜75…上部電極 76…上面 77…凹部 78〜81…下部電極 21 ... Lower substrate 22 ... Upper substrate 23 ... Base 24 ... Support beams 25 ... Moving frame 26 ... Support beams 27 ... Mobile 28, 29 ... Upper electrode 30 ... Top 31 ... Recess 32, 33 ... Lower electrode 41 ... Lower substrate 42 ... Upper substrate 43 ... Base 44 ... Support beam 45 ... Rotating frame 46 ... Support beam 47 ... Rotating body 48, 49 ... Upper electrode 50 ... Top 51 ... Recess 52, 53 ... Lower electrode 61 ... Lower substrate 62 ... Upper substrate 63 ... Base 64 ... Support beam 65 ... Rotating frame 66 ... Support beam 67 ... Rotating frame 68 ... Support beams 69 ... Rotating frame 70 ... Support beam 71 ... Rotating body 72-75 ... Upper electrode 76 ... Top 77 ... Recess 78-81 ... Lower electrode

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Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】下部基板に上部基板を取り付け、上記上部
基板に可動体を設け、上記可動体に第1の上部電極を設
け、上記下部基板の上記第1の上部電極と対応した位置
に第1の下部電極を設けたマイクロアクチュエータにお
いて、上記上部基板の基部に第1の支持梁を介して可動
枠体を設け、上記可動枠体に第2の支持梁を介して上記
可動体を設け、上記可動枠体に第2の上部電極を設け、
上記下部基板の上記第2の上部電極と対応した位置に第
2の下部電極を設けたことを特徴とするマイクロアクチ
ュエータ。
1. An upper substrate is attached to a lower substrate, a movable body is provided on the upper substrate, a first upper electrode is provided on the movable body, and a first upper electrode is provided at a position corresponding to the first upper electrode on the lower substrate. In the microactuator having one lower electrode, a movable frame body is provided on the base of the upper substrate via a first support beam, and the movable body is provided on the movable frame body via a second support beam, A second upper electrode is provided on the movable frame,
A microactuator, wherein a second lower electrode is provided at a position corresponding to the second upper electrode on the lower substrate.
【請求項2】上記第1の支持梁と上記可動枠体とを複数
組設け、上記複数の可動枠体のそれぞれに上記第2の上
部電極を設け、上記下部基板の上記複数の第2の上部電
極と対応した位置に上記第2の下部電極をそれぞれ設け
たことを特徴とする請求項1記載のマイクロアクチュエ
ータ。
2. A plurality of sets of the first support beam and the movable frame body are provided, the second upper electrode is provided on each of the plurality of movable frame bodies, and the plurality of second frame electrodes of the lower substrate are provided. 2. The microactuator according to claim 1, wherein the second lower electrode is provided at a position corresponding to the upper electrode.
【請求項3】上記下部基板の上記第2の下部電極が設け
られた面に凹部を設け、上記凹部に上記第1の下部電極
を設けたことを特徴とする請求項1または2記載のマイ
クロアクチュエータ。
3. The micro according to claim 1, wherein a recess is provided in a surface of the lower substrate on which the second lower electrode is provided, and the first lower electrode is provided in the recess. Actuator.
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