特許 6749346 アクチュエータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6749346

(24)【登録日】2020年8月13日

(45)【発行日】2020年9月2日

(54)【発明の名称】アクチュエータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 41/03 20060101AFI20200824BHJP

【ＦＩ】

   H02K41/03 A

【請求項の数】12

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-562868(P2017-562868)

(86)(22)【出願日】2017年1月19日

(86)【国際出願番号】JP2017001648

(87)【国際公開番号】WO2017126577

(87)【国際公開日】20170727

【審査請求日】2019年9月18日

(31)【優先権主張番号】特願2016-10322(P2016-10322)

(32)【優先日】2016年1月22日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】304021417

【氏名又は名称】国立大学法人東京工業大学

(74)【代理人】

【識別番号】100115738

【弁理士】

【氏名又は名称】鷲頭 光宏

(74)【代理人】

【識別番号】100121681

【弁理士】

【氏名又は名称】緒方 和文

(74)【代理人】

【識別番号】100130982

【弁理士】

【氏名又は名称】黒瀬 泰之

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 健一

(72)【発明者】

【氏名】進士 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】藤原 良元

【審査官】 池田 貴俊

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−１６３００４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２９９２１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１３６１５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２２５５１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６４４５０９３（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 国際公開第２０１５／１６５３３５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ ４１／０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の方向及び前記第１の方向と直交する第２の方向に延在する第１の平面に位置する磁極面がＮ極である複数の第１の磁石と、前記第１の平面に位置する磁極面がＳ極である複数の第２の磁石とを含む磁石構造体と、
前記第１の平面と平行な第２の平面に設けられた第１の配線と、
前記第１の平面と平行な第３の平面に設けられた第２の配線と、を備え、
前記磁石構造体は、前記第１の磁石と前記第２の磁石が前記第１の方向に交互に配列された第１の配列部分と、前記第１の磁石と前記第２の磁石が前記第２の方向に交互に配列された第２の配列部分とを含み、
前記第１の配線は、前記第１の配列部分に含まれる前記第１の磁石を前記第２の方向に横断する第１の配線部分と、前記第１の配列部分に含まれる前記第２の磁石を前記第２の方向に横断する第２の配線部分とを含み、
前記第２の配線は、前記第２の配列部分に含まれる前記第１の磁石を前記第１の方向に横断する第３の配線部分と、前記第２の配列部分に含まれる前記第２の磁石を前記第１の方向に横断する第４の配線部分とを含み、
前記第１の配線部分と前記第２の配線部分には、互いに逆方向の電流が流れるよう構成され、
前記第３の配線部分と前記第４の配線部分には、互いに逆方向の電流が流れるよう構成されていることを特徴とするアクチュエータ。

【請求項2】

前記複数の第１の磁石と前記複数の第２の磁石が前記第１及び第２の方向にマトリクス状に配列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。

【請求項3】

前記第２の平面と前記第３の平面が互いに重なることを特徴とする請求項１又は２に記載のアクチュエータ。

【請求項4】

前記第２の平面と前記第３の平面が同一平面であることを特徴とする請求項１又は２に記載のアクチュエータ。

【請求項5】

前記第１の配線は前記第２の平面においてミアンダ状に形成されており、前記第２の配線は前記第３の平面においてミアンダ状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のアクチュエータ。

【請求項6】

前記第１の平面と平行な第４の平面に設けられた第３の配線をさらに備え、
前記第３の配線は、平面視で前記第１の磁石の周囲の少なくとも一部を周回する第５の配線部分を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のアクチュエータ。

【請求項7】

前記第３の配線は、平面視で前記第２の磁石の周囲の少なくとも一部を周回する第６の配線部分をさらに含み、
前記第５の配線部分と前記第６の配線部分には、互いに逆方向に周回する電流が流れるよう構成されていることを特徴とする請求項６に記載のアクチュエータ。

【請求項8】

前記第１及び第２の方向における前記第１及び第２の磁石の大きさは、１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のアクチュエータ。

【請求項9】

前記第１及び第２の方向と直交する第３の方向における前記磁石構造体の厚みは、１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のアクチュエータ。

【請求項10】

前記磁石構造体を支持する支持基板をさらに備え、
前記支持基板の熱拡散率は、前記磁石構造体の熱拡散率よりも低いことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のアクチュエータ。

【請求項11】

第１の方向及び前記第１の方向と直交する第２の方向に延在する第１の平面に位置する磁極面がＮ極である複数の第１の磁石と、前記第１の平面に位置する磁極面がＳ極である複数の第２の磁石とを含む磁石構造体と、
前記第１の平面と平行な第２の平面に設けられた第１の配線と、
前記第１の平面と平行な第３の平面に設けられた第２の配線と、
前記磁石構造体を支持する支持基板と、を備え、
前記磁石構造体は、前記第１の磁石と前記第２の磁石が前記第１の方向に交互に配列された第１の配列部分と、前記第１の磁石と前記第２の磁石が前記第２の方向に交互に配列された第２の配列部分とを含み、
前記第１の配線は、前記第１の配列部分に含まれる前記第１及び第２の磁石の少なくとも一部を前記第２の方向に横断し、
前記第２の配線は、前記第２の配列部分に含まれる前記第１及び第２の磁石の少なくとも一部を前記第１の方向に横断し、
前記支持基板の熱拡散率は、前記磁石構造体の熱拡散率よりも低いことを特徴とするアクチュエータ。

【請求項12】

光学レンズと、
前記第１及び第２の配線を支持する回路基板と、をさらに備え、
前記光学レンズは、前記回路基板及び前記磁石構造体のいずれか一方に固定されていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のアクチュエータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はアクチュエータに関し、特に、２次元的な動作が可能なアクチュエータに関する。

【背景技術】

【0002】

電磁力を用いたアクチュエータとしては、１軸方向に往復運動可能なものが一般的であるが、特許文献１には、磁石をマトリクス状に配列することによって２次元的な動作を可能としたアクチュエータが記載されている。特許文献１に記載されたアクチュエータは、１個の磁石に対して４個のコイルを割り当て、これらのコイルに流す電流の向きを制御することによって２次元的な動作を実現している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１１−１９６５６０号公報

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】薄膜ネオジム磁石の交番着磁とそれを用いたＭＥＭＳリニアモータの試作（精密工学会誌, Vol. 79, No8, 2013, p773-p778）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載されたアクチュエータは、１個の磁石に対して４個のコイルを割り当てていることから、小型化することが困難であるという問題がある。特に、駆動平面に対して垂直な厚さ方向におけるサイズを縮小することは困難であり、携帯型デバイスのように低背化が求められる用途には不向きである。

【0006】

低背化が可能なアクチュエータとしては、非特許文献１に記載されたリニアモータが知られている。しかしながら、非特許文献１に記載されたリニアモータは、１軸方向に往復運動するだけであり、２次元的な動作はできない。

【0007】

したがって、本発明の目的は、２次元的な動作が可能な低背型のアクチュエータを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明によるアクチュエータは、第１の方向及び前記第１の方向と直交する第２の方向に延在する第１の平面に位置する磁極面がＮ極である複数の第１の磁石と、前記第１の平面に位置する磁極面がＳ極である複数の第２の磁石とを含む磁石構造体と、前記第１の平面と平行な第２の平面に設けられた第１の配線と、前記第１の平面と平行な第３の平面に設けられた第２の配線と、を備え、前記磁石構造体は、前記第１の磁石と前記第２の磁石が前記第１の方向に交互に配列された第１の配列部分と、前記第１の磁石と前記第２の磁石が前記第２の方向に交互に配列された第２の配列部分とを含み、前記第１の配線は、前記第１の配列部分に含まれる前記第１及び第２の磁石の少なくとも一部を前記第２の方向に横断し、前記第２の配線は、前記第２の配列部分に含まれる前記第１及び第２の磁石の少なくとも一部を前記第１の方向に横断することを特徴とする。

【0009】

本発明によれば、第１及び第２の配線に電流を流すことにより、２次元的な動作を実現することが可能となる。しかも、第１及び第２の配線は、磁石を横切る平面的な配線であることから、低背化を達成することも可能となる。

【0010】

本発明において、前記第１の配線は、前記第１の磁石を前記第２の方向に横断する第１の配線部分と、前記第２の磁石を前記第２の方向に横断する第２の配線部分とを含み、前記第２の配線は、前記第１の磁石を前記第１の方向に横断する第３の配線部分と、前記第２の磁石を前記第１の方向に横断する第４の配線部分とを含み、前記第１の配線部分と前記第２の配線部分には、互いに逆方向の電流が流れるよう構成され、前記第３の配線部分と前記第４の配線部分には、互いに逆方向の電流が流れるよう構成されていることが好ましい。これによれば、より大きな駆動力を得ることが可能となる。

【0011】

本発明において、前記複数の第１の磁石と前記複数の第２の磁石は、前記第１及び第２の方向にマトリクス状に配列されていることが好ましい。これによれば、第１の配列部分と第２の配列部分を共通化することができる。

【0012】

本発明において、前記第２の平面と前記第３の平面は互いに重なっていても構わない。これによれば、アクチュエータの平面サイズを小型化することが可能となる。或いは、前記第２の平面と前記第３の平面は同一平面であっても構わない。これによれば、単層の配線層を用いることができる。

【0013】

本発明において、前記第１の配線は前記第２の平面においてミアンダ状に形成されており、前記第２の配線は前記第３の平面においてミアンダ状に形成されていることが好ましい。これによれば、第１及び第２の配線がより多くの磁石を横断することができるため、大きな駆動力を得ることが可能となる。

【0014】

本発明によるアクチュエータは、前記第１の平面と平行な第４の平面に設けられた第３の配線をさらに備え、前記第３の配線は、平面視で前記第１の磁石の周囲の少なくとも一部を周回する第５の配線部分を含むことが好ましい。これによれば、第１〜第３の配線に電流を流すことにより、３次元的な動作を実現することが可能となる。

【0015】

この場合、前記第３の配線は、平面視で前記第２の磁石の周囲の少なくとも一部を周回する第６の配線部分をさらに含み、前記第５の配線部分と前記第６の配線部分には、互いに逆方向に周回する電流が流れるよう構成されていることが好ましい。これによれば、より大きな駆動力を得ることが可能となる。

【0016】

本発明において、前記第１及び第２の方向における前記第１及び第２の磁石の大きさは、１ｍｍ以下であることが好ましく、前記第１及び第２の方向と直交する第３の方向における前記磁石構造体の厚みは、１ｍｍ以下であることが好ましい。これによれば、非常に小型、且つ、低背型のアクチュエータを提供することが可能となる。

【0017】

本発明によるアクチュエータは、前記磁石構造体を支持する支持基板をさらに備え、前記支持基板の熱拡散率は、前記磁石構造体の熱拡散率よりも低いことが好ましい。これによれば、小型で薄い磁石構造体の作製が容易となる。

【0018】

本発明によるアクチュエータは、光学レンズと、前記第１及び第２の配線を支持する回路基板と、をさらに備え、前記光学レンズは、前記回路基板及び前記磁石構造体のいずれか一方に固定されていることが好ましい。これによれば、カメラの手ぶれ補正用のアクチュエータとして用いることが可能となる。

【発明の効果】

【0019】

このように、本発明によれば、２次元的な動作が可能な低背型のアクチュエータを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、本発明の第１の実施形態によるアクチュエータ１０Ａの主要部の構成を示す略平面図である。

【図2】図２は、図１に示すＡ−Ａ線に沿った略断面図である。

【図3】図３は、第１の配線３０の平面図である。

【図4】図４は、第２の配線４０の平面図である。

【図5】図５は、第１の配線３０に流れる電流が磁石構造体２０に与える影響を説明するための図である。

【図6】図６は、第２の配線４０に流れる電流が磁石構造体２０に与える影響を説明するための図である。

【図7】図７は、磁石構造体２０の製造方法を説明するための工程図である。

【図8】図８は、本発明の第２の実施形態によるアクチュエータ１０Ｂの主要部の構成を示す略平面図である。

【図9】図９は、図８に示すＢ−Ｂ線に沿った略断面図である。

【図10】図１０は、第３の配線５０の平面図である。

【図11】図１１は、第３の配線５０に流れる電流が磁石構造体２０に与える影響を説明するための図である。

【図12】図１２は、第３の実施形態によるアクチュエータ１０Ｃの主要部の構成を示す略斜視図である。

【図13】図１３は、支持基板２３を構成するガラスの一部を光学レンズ７０として用いた例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。

【0022】

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態によるアクチュエータ１０Ａの主要部の構成を示す略平面図である。また、図２は、図１に示すＡ−Ａ線に沿った略断面図である。

【0023】

図１及び図２に示すように、本実施形態によるアクチュエータ１０Ａは、ｘ方向及びｙ方向にマトリクス状に配列された複数の第１及び第２の磁石２１，２２からなる磁石構造体２０と、磁石構造体２０に対してｚ方向に重なる第１の配線３０及び第２の配線４０とを備える。

【0024】

磁石構造体２０は、ガラスなどからなる支持基板２３上に設けられており、ｘｙ方向に延在する第１の平面Ｓ１に磁極面が位置している。尚、図面の見やすさを考慮して、図１においては支持基板２３が図示されていない。磁石構造体２０を構成する磁石２１，２２のうち、第１の磁石２１は第１の平面Ｓ１に位置する磁極面がＮ極であり、逆に、第２の磁石２２は第１の平面Ｓ１に位置する磁極面がＳ極である。そして、これら第１の磁石２１と第２の磁石２２が市松模様にマトリクス配列されている。つまり、ｘ方向に延在する各行は、第１の磁石２１と第２の磁石がｘ方向に交互に配列された第１の配列部分Ｌｘを構成し、ｙ方向に延在する各列は、第１の磁石２１と第２の磁石がｙ方向に交互に配列された第２の配列部分Ｌｙを構成する。

【0025】

図２に示すように、本実施形態においては、隣接する第１の磁石２１と第２の磁石２２がスリットＳＬを介して分離しており、かかるスリットＳＬは支持基板２３の表層に達している。本発明においてこのようなスリットＳＬを設けることは必須でないが、後述するように、磁石構造体２０の製造工程においてこのようなスリットＳＬを形成することが有利である。尚、スリットＳＬを形成しない場合、支持基板２３は必ずしも必要ではない。

【0026】

第１の配線３０及び第２の配線４０は、回路基板６０上に積層されている。回路基板６０の主面は、第１の平面Ｓ１と平行な第２の平面Ｓ２を構成しており、第１の配線３０は回路基板６０の主面上、つまり第２の平面Ｓ２に形成されている。第１の配線３０は絶縁膜６１によって覆われている。絶縁膜６１の表面は、第１の平面Ｓ１と平行な第３の平面Ｓ３を構成しており、第２の配線４０は絶縁膜６１の表面上、つまり第３の平面Ｓ３に形成されている。第２の配線４０は絶縁膜６２によって覆われている。このように、第１の配線３０と第２の配線４０は、互いにｚ方向に重なるよう、回路基板６０上に積層されている。

【0027】

図３は、第１の配線３０を抜き出して示す平面図である。図３においては、磁石構造体２０との平面的な位置関係を明確にすべく、第１及び第２の磁石２１，２２の位置についても表示されている。この点は、後述する図４〜図６、図１０及び図１１においても同様である。

【0028】

図３に示すように、第１の配線３０は、一筆書き可能な１本の配線であり、ミアンダ状に蛇行する平面形状を有している。より具体的に説明すると、第１の配線３０は、第１の磁石２１をｙ方向に横断する第１の配線部分３１と、第２の磁石２２をｙ方向に横断する第２の配線部分３２と、両者を接続するようｘ方向に延在する接続部分３３とを含んでいる。

【0029】

かかる構成により、第１の配線３０に電流を流すと、第１の配線部分３１と第２の配線部分３２には、互いに逆方向の電流が流れる。図３に示す例では、第１の配線３０の一端３０ａから他端３０ｂに向かって電流を流すと、第１の配線部分３１には下方向（−ｙ方向）に電流が流れ、第２の配線部分３２には上方向（＋ｙ方向）に電流が流れることになる。

【0030】

図４は、第２の配線４０を抜き出して示す平面図である。

【0031】

図４に示すように、第２の配線４０は、一筆書き可能な１本の配線であり、ミアンダ状に蛇行する平面形状を有している。より具体的に説明すると、第２の配線４０は、第１の磁石２１をｘ方向に横断する第３の配線部分４１と、第２の磁石２２をｘ方向に横断する第４の配線部分４２と、両者を接続するようｙ方向に延在する接続部分４３とを含んでいる。

【0032】

かかる構成により、第２の配線４０に電流を流すと、第３の配線部分４１と第４の配線部分４２には、互いに逆方向の電流が流れる。図４に示す例では、第２の配線４０の一端４０ａから他端４０ｂに向かって電流を流すと、第３の配線部分４１には右方向（＋ｘ方向）に電流が流れ、第４の配線部分４２には左方向（−ｘ方向）に電流が流れることになる。

【0033】

図５は、第１の配線３０に流れる電流が磁石構造体２０に与える影響を説明するための図である。

【0034】

図５に示すように、第１の配線３０に電流Ｉ１又はＩ２が流れると、磁石構造体２０と第１の配線３０との間にはｘ方向のローレンツ力Ｆ１又はＦ２が働く。

【0035】

具体的には、第１の配線３０に電流Ｉ１が流れた場合、第１の磁石２１に対しては電流の方向が下方向（−ｙ方向）であることから、第１の配線３０には右方向（＋ｘ方向）のローレンツ力Ｆ１が作用する。一方、第２の磁石２２に対しては電流の方向が上方向（＋ｙ方向）であることから、第１の配線３０には右方向（＋ｘ方向）のローレンツ力Ｆ１が作用する。つまり、第１及び第２の磁石２１，２２のいずれに対しても、第１の配線３０には右方向（＋ｘ方向）のローレンツ力Ｆ１が作用することになる。

【0036】

逆に、第１の配線３０に電流Ｉ２が流れた場合、第１の磁石２１に対しては電流の方向が上方向（＋ｙ方向）であることから、第１の配線３０には左方向（−ｘ方向）のローレンツ力Ｆ２が作用する。一方、第２の磁石２２に対しては電流の方向が下方向（−ｙ方向）であることから、第１の配線３０には左方向（−ｘ方向）のローレンツ力Ｆ２が作用する。つまり、第１及び第２の磁石２１，２２のいずれに対しても、第１の配線３０には左方向（−ｘ方向）のローレンツ力Ｆ２が作用することになる。

【0037】

したがって、電流Ｉ１又はＩ２を流すことにより、磁石構造体２０と第１の配線３０とのｘ方向における相対的な位置関係を変化させることができる。変化の速度は、電流Ｉ１又はＩ２の大きさによって制御することができる。

【0038】

図６は、第２の配線４０に流れる電流が磁石構造体２０に与える影響を説明するための図である。

【0039】

図６に示すように、第２の配線４０に電流Ｉ３又はＩ４が流れると、磁石構造体２０と第２の配線４０との間にはｙ方向のローレンツ力Ｆ３又はＦ４が働く。

【0040】

具体的には、第２の配線４０に電流Ｉ３が流れた場合、第１の磁石２１に対しては電流の方向が右方向（＋ｘ方向）であることから、第２の配線４０には上方向（＋ｙ方向）のローレンツ力Ｆ３が作用する。一方、第２の磁石２２に対しては電流の方向が左方向（−ｘ方向）であることから、第２の配線４０には上方向（＋ｙ方向）のローレンツ力Ｆ３が作用する。つまり、第１及び第２の磁石２１，２２のいずれに対しても、第２の配線４０には上方向（＋ｙ方向）のローレンツ力Ｆ３が作用することになる。

【0041】

逆に、第２の配線４０に電流Ｉ４が流れた場合、第１の磁石２１に対しては電流の方向が左方向（−ｘ方向）であることから、第２の配線４０には下方向（−ｙ方向）のローレンツ力Ｆ４が作用する。一方、第２の磁石２２に対しては電流の方向が右方向（＋ｘ方向）であることから、第２の配線４０には下方向（−ｙ方向）のローレンツ力Ｆ４が作用する。つまり、第１及び第２の磁石２１，２２のいずれに対しても、第２の配線４０には下方向（−ｙ方向）のローレンツ力Ｆ４が作用することになる。

【0042】

したがって、電流Ｉ３又はＩ４を流すことにより、磁石構造体２０と第２の配線４０とのｙ方向における相対的な位置関係を変化させることができる。変化の速度は、電流Ｉ３又はＩ４の大きさによって制御することができる。

【0043】

そして、第１の配線３０と第２の配線４０は、いずれも回路基板６０に形成されていることから、電流Ｉ１〜Ｉ４によって磁石構造体２０と回路基板６０の平面的な位置関係を変化させることができる。したがって、回路基板６０を所定の筐体などに固定すれば、電流Ｉ１〜Ｉ４によって磁石構造体２０を２次元的に駆動することができる。逆に、磁石構造体２０を所定の筐体などに固定すれば、電流Ｉ１〜Ｉ４によって回路基板６０を２次元的に駆動することができる。

【0044】

特に限定されるものではないが、本実施形態によるアクチュエータ１０Ａは、スマートフォンに組み込まれるカメラの手ぶれ補正用のアクチュエータとして使用することができる。この場合、磁石構造体２０及び回路基板６０のいずれか一方をスマートフォンの筐体に固定し、他方をカメラの光学レンズに固定するとともに、スマートフォンに内蔵された加速度センサなどによって得られる手ぶれ信号を電流Ｉ１〜Ｉ４に変換すれば、手ぶれの方向及び大きさに応じて、これを相殺する方向に光学レンズを駆動することができる。

【0045】

図７は、磁石構造体２０の製造方法を説明するための工程図である。

【0046】

まず、図７（ａ）に示すように、ガラスなどからなる支持基板２３にバルク状の磁石２０ａを接着する。特に限定されるものではないが、磁石２０ａとしては異方性焼結ネオジム磁石を用いることが好ましい。磁化容易軸は厚み方向（ｚ方向）である。磁石２０ａの厚さは、本実施形態によるアクチュエータ１０Ａが組み込まれる機器によって制限される。例えば、スマートフォンに組み込まれるカメラの手ぶれ補正用に光学レンズを駆動する用途においては、非常に薄型であることが求められるため、必然的に薄い磁石２０ａを使用する必要がある。このような用途においては、磁石２０ａの厚みは１ｍｍ以下、例えば５００μｍ程度に制限される。磁石２０ａの厚みが５００μｍ程度である場合、支持基板２３の厚みは７００μｍ程度とすればよい。但し、磁石２０ａの表層部分は保磁力が低いため、異方性焼結ネオジム磁石を用いた場合は、その厚みを２００μｍ未満とすることは困難であると考えられる。

【0047】

次に、図７（ｂ）に示すように、磁石２０ａにスリットＳＬを形成することによって、それぞれ第１及び第２の磁石２１，２２となる複数のブロック２１ａ，２２ａに分割する。スリットＳＬの形成方法としては、ダイシング法やワイヤ放電加工法などを用いることができる。スリットＳＬの深さとしては、ブロック２１ａとブロック２２ａが完全に分離するよう、支持基板２３の表層に達する深さとすることが好ましい。ブロック２１ａ，２２ａのサイズについては特に限定されないが、反磁界の影響を低減することによってより強い磁力を得るためには、できる限り小さいことが好ましい。しかしながら、上述の通り、磁石２０ａの表層部分は保磁力が低いため、磁石２０ａをあまりにも細かく分割すると、逆に保磁力が低下してしまう。このような点を考慮すれば、ブロック２１ａ，２２ａのサイズは磁石２０ａの厚みと同程度とすることが好ましい。つまり、アスペクト比を１程度とすることが好ましい。例えば、磁石２０ａの厚みが５００μｍ程度である場合、ｘ方向及びｙ方向のサイズについても５００μｍ程度とすればよい。これにより、磁石２０ａは５００μｍ角の立方体であるブロック２１ａ，２２ａに分割される。

【0048】

次に、図７（ｃ）に示すように、複数のブロック２１ａ，２２ａをｚ方向に着磁する。着磁は、パルス磁場印加によってブロック２１ａ，２２ａが磁気飽和するまで行うことが好ましい。

【0049】

次に、図７（ｄ）に示すように、第２の磁石２２となるブロック２２ａに対して選択的にレーザビーム２４を照射することによって局所的に加熱し、当該ブロック２２ａの保磁力を低下させる。レーザビーム２４により与えられる熱は、第１の磁石２１となるブロック２１ａにもある程度伝導するが、平面方向についてはスリットＳＬで分離されているため熱の伝導は少ない。また、支持基板２３の材料として、ガラスのように焼結磁石よりも熱拡散率の低い材料を用いることにより、支持基板２３を介した熱伝導についても最小限に抑えることができる。これにより、ブロック２１ａの保磁力を維持しつつ、ブロック２２ａの保磁力を選択的に低下させることができる。

【0050】

その後自然冷却させると、図７（ｅ）に示すように、ブロック２１ａからの漏洩磁束がブロック２２ａを通過し、この漏洩磁束によってブロック２２ａが逆方向に磁化される。これにより交番着磁が達成され、図７（ｆ）に示すように第１及び第２の磁石２１，２２が交互に配列された磁石構造体２０を得ることができる。

【0051】

そして、作製した磁石構造体２０の第１の平面Ｓ１が回路基板６０の第２及び第３の平面Ｓ２，Ｓ３と向かい合うよう、両者を平面方向に滑動自在に支持すれば、本実施形態によるアクチュエータ１０Ａが完成する。

【0052】

このように、本実施形態によるアクチュエータ１０Ａは、支持基板２３に設けられた磁石構造体２０と、回路基板６０に設けられた平面的な第１及び第２の配線３０，４０によって構成されていることから、非常に薄型でありながら２次元的な動作が可能となる。

【0053】

＜第２の実施形態＞
図８は、本発明の第２の実施形態によるアクチュエータ１０Ｂの主要部の構成を示す略平面図である。また、図９は、図８に示すＢ−Ｂ線に沿った略断面図である。

【0054】

図８及び図９に示すように、本実施形態によるアクチュエータ１０Ｂは、磁石構造体２０に対してｚ方向に重なる第３の配線５０が追加されている点において、第１の実施形態によるアクチュエータ１０Ａと相違する。その他の基本構成は第１の実施形態によるアクチュエータ１０Ａと同様であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0055】

第３の配線５０は、回路基板６０上に積層されている。具体的には、絶縁膜６２の表面は第１の平面Ｓ１と平行な第４の平面Ｓ４を構成しており、第３の配線５０は絶縁膜６２の表面上、つまり第４の平面Ｓ４に形成されている。第３の配線５０は絶縁膜６３によって覆われている。このように、第１〜第３の配線３０，４０，５０は、互いにｚ方向に重なるよう、回路基板６０上に積層されている。

【0056】

図１０は、第３の配線５０を抜き出して示す平面図である。

【0057】

図１０に示すように、第３の配線５０は、一筆書き可能な１本の配線であり、ミアンダ状に蛇行する平面形状を有している。より具体的に説明すると、第３の配線５０は、平面視で第１の磁石２１の周囲の一部を周回する第５の配線部分５１と、平面視で第２の磁石２２の周囲の一部を周回する第６の配線部分５２とを含んでいる。尚、第３の配線５０はミアンダ状であることから、平面視で第１の磁石２１や第２の磁石２２の全周囲を周回することは困難であり、図１０に示すように、２辺に沿って１／２周するケースや、３辺に沿って３／４周するケースが多数となる。

【0058】

そして、第３の配線５０に電流を流すと、第５の配線部分５１と第６の配線部分５２には、互いに逆方向に周回する電流が流れる。図１０に示す例では、第３の配線５０の一端５０ａから他端５０ｂに向かって電流を流すと、第５の配線部分５１には右回り（時計回り）に電流が流れ、第６の配線部分５２には左回り（反時計回り）に電流が流れることになる。

【0059】

図１１は、第３の配線５０に流れる電流が磁石構造体２０に与える影響を説明するための図である。

【0060】

第３の配線５０に電流Ｉ５又はＩ６が流れると、第５の配線部分５１と第６の配線部分５２に囲まれた領域をｚ方向に貫通する磁束が発生する。

【0061】

具体的には、第３の配線５０に電流Ｉ５が流れた場合、第５の配線部分５１に囲まれた領域においては−ｚ方向に磁束が発生し、第６の配線部分５２に囲まれた領域においては＋ｚ方向に磁束が発生する。そして、第５の配線部分５１は平面視で第１の磁石２１を周回する位置に設けられていることから、第１の磁石２１に吸引され、第３の配線５０には上方向（＋ｚ方向）の吸引力Ｆ５が作用する。一方、第６の配線部分５２は平面視で第２の磁石２２を周回する位置に設けられていることから、第２の磁石２２に吸引され、第３の配線５０には上方向（＋ｚ方向）の吸引力Ｆ５が作用する。つまり、第１及び第２の磁石２１，２２のいずれに対しても、第３の配線５０には上方向（＋ｚ方向）の吸引力Ｆ５が作用することになる。

【0062】

逆に、第３の配線５０に電流Ｉ６が流れた場合、第５の配線部分５１に囲まれた領域においては＋ｚ方向に磁束が発生し、第６の配線部分５２に囲まれた領域においては−ｚ方向に磁束が発生する。そして、第５の配線部分５１は平面視で第１の磁石２１を周回する位置に設けられていることから、第１の磁石２１からの磁束と反発し、第３の配線５０には下方向（−ｚ方向）の反発力Ｆ６が作用する。一方、第６の配線部分５２は平面視で第２の磁石２２を周回する位置に設けられていることから、第２の磁石２２からの磁束と反発し、第３の配線５０には下方向（−ｚ方向）の反発力Ｆ６が作用する。つまり、第１及び第２の磁石２１，２２のいずれに対しても、第３の配線５０には下方向（−ｚ方向）の反発力Ｆ６が作用することになる。

【0063】

したがって、電流Ｉ５又はＩ６を流すことにより、磁石構造体２０と第３の配線５０とのｚ方向における相対的な位置関係を変化させることができる。変化の速度は、電流Ｉ５又はＩ６の大きさによって制御することができる。

【0064】

そして、第１〜第３の配線３０〜５０は、いずれも回路基板６０に形成されていることから、電流Ｉ１〜Ｉ４によって磁石構造体２０と回路基板６０の平面的な位置関係を変化させることができるとともに、電流Ｉ５，Ｉ６によって磁石構造体２０と回路基板６０の距離を変化させることができる。したがって、回路基板６０を所定の筐体などに固定すれば、電流Ｉ１〜Ｉ６によって磁石構造体２０を３次元的に駆動することができる。逆に、磁石構造体２０を所定の筐体などに固定すれば、電流Ｉ１〜Ｉ６によって回路基板６０を３次元的に駆動することができる。

【0065】

特に限定されるものではないが、本実施形態によるアクチュエータ１０Ｂは、スマートフォンに組み込まれるカメラの手ぶれ補正用兼オートフォーカス用のアクチュエータとして使用することができる。この場合、磁石構造体２０及び回路基板６０のいずれか一方をスマートフォンの筐体に固定し、他方をカメラの光学レンズに固定するとともに、手ぶれ信号を電流Ｉ１〜Ｉ４に変換し、フォーカス信号を電流Ｉ５，Ｉ６に変換すれば、手ぶれ補正を行うことができるとともに、ピントの位置に応じて光学レンズを駆動することができ、オートフォーカスを実現することが可能となる。

【0066】

＜第３の実施形態＞
図１２は、第３の実施形態によるアクチュエータ１０Ｃの主要部の構成を示す略斜視図である。

【0067】

図１２に示すように、本実施形態によるアクチュエータ１０Ｃは、磁石構造体２０及び回路基板６０の中央部が円形にくり抜かれた形状を有しており、磁石構造体２０の中央部に光学レンズ７０が嵌め込まれている。この場合、回路基板６０は図示しない筐体に固定される。磁石構造体２０と光学レンズ７０は、接着剤などによって固定されていても構わないし、図１３に示すように、支持基板２３を構成するガラスの一部をそのまま光学レンズ７０として用いることにより、両者を一体化しても構わない。

【0068】

回路基板６０には、第１の配線３０及び第２の配線４０が形成されているが、本実施形態においては、第１の配線３０と第２の配線４０が回路基板６０上の異なる平面位置に形成され、これにより両者は同一平面を構成している。具体的には、回路基板６０の領域６０Ａ，６０Ｂにはミアンダ状の第１の配線３０が形成され、回路基板６０の領域６０Ｃ，６０Ｄにはミアンダ状の第２の配線４０が形成されている。

【0069】

そして、回路基板６０の領域６０Ａ，６０Ｂと重なる磁石構造体２０の領域２０Ａ，２０Ｂにおいては、第１の磁石２１と第２の磁石２２がｘ方向に交互に配列されて第１の配列部分Ｌｘを構成する。一方、回路基板６０の領域６０Ｃ，６０Ｄと重なる磁石構造体２０の領域２０Ｃ，２０Ｄにおいては、第１の磁石２１と第２の磁石２２がｙ方向に交互に配列されて第２の配列部分Ｌｙを構成する。

【0070】

かかる構成により、本実施形態によるアクチュエータ１０Ｃは、第１の実施形態によるアクチュエータ１０Ａと同様、第１及び第２の配線３０，４０に電流Ｉ１〜Ｉ４を流すことによって、回路基板６０に対する光学レンズ７０の２次元的な位置関係を制御することができる。つまり、カメラの手ぶれ補正用のアクチュエータとして機能する。

【0071】

このように、本発明においては、第１の配線３０と第２の配線４０がｚ方向に重なっている必要はなく、これらが同一平面に形成されていても構わない。この場合、回路基板６０上に形成する配線層を単層構造とすることができるため、回路基板６０の製造コストを低下させることが可能となる。

【0072】

尚、図１２に示した例では、磁石構造体２０の中央部に光学レンズ７０が嵌め込まれているが、これに代えて、回路基板６０の中央部に光学レンズ７０を嵌め込んでも構わない。この場合、磁石構造体２０を図示しない筐体に固定すればよい。さらには、磁石構造体２０の中央部と回路基板６０の中央部の両方に光学レンズ７０を嵌め込んでも構わない。

【0073】

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

【0074】

例えば、上記実施形態では、第１及び第２の磁石２１，２２の全てに第１及び第２の配線３０，４０が割り当てられているが、本発明においてこのような構成とすることは必須でない。したがって、第１の配線３０については、第１の配列部分Ｌｘを構成する第１の磁石２１及び第２の磁石の少なくとも一部をｙ方向に横断すれば足り、第２の配線４０については、第２の配列部分Ｌｙを構成する第１の磁石２１及び第２の磁石の少なくとも一部をｘ方向に横断すれば足りる。第３の配線５０についても同様であり、第１及び第２の磁石２１，２２の一部を周回すれば足りる。

【符号の説明】

【0075】

１０Ａ〜１０Ｃ アクチュエータ
２０ 磁石構造体
２０Ａ〜２０Ｄ 領域
２０ａ バルク状の磁石
２１ 第１の磁石
２２ 第２の磁石
２１ａ，２２ａ ブロック
２３ 支持基板
２４ レーザビーム
３０ 第１の配線
３０ａ 第１の配線の一端
３０ｂ 第１の配線の他端
３１ 第１の配線部分
３２ 第２の配線部分
３３ 接続部分
４０ 第２の配線
４０ａ 第２の配線の一端
４０ｂ 第２の配線の他端
４１ 第３の配線部分
４２ 第４の配線部分
４３ 接続部分
５０ 第３の配線
５０ａ 第３の配線の一端
５０ｂ 第３の配線の他端
５１ 第５の線部分
５２ 第６の配線部分
６０ 回路基板
６０Ａ〜６０Ｄ 領域
６１〜６３ 絶縁膜
７０ 光学レンズ
Ｆ１〜Ｆ４ ローレンツ力
Ｆ５ 吸引力
Ｆ６ 反発力
Ｉ１〜Ｉ６ 電流
Ｌｘ 第１の配列部分
Ｌｙ 第２の配列部分
Ｓ１ 第１の平面
Ｓ２ 第２の平面
Ｓ３ 第３の平面
Ｓ４ 第４の平面
ＳＬ スリット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】