CN100368861C

CN100368861C - 主要用于光学应用的开关装置

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Publication number: CN100368861C
Application number: CNB028243064A
Authority: CN
Inventors: 卡特森·安德伯格; 克劳德·波尔吉斯
Original assignee: DiBcom SA
Current assignee: Safran Colibrys SA; DiBcom SA
Priority date: 2001-10-04
Filing date: 2002-10-04
Publication date: 2008-02-13
Anticipated expiration: 2022-10-04
Also published as: CN1703645A

Abstract

描述了一种开关装置，其包括一移动元件(2)，该元件能够沿着在一零位置(0)和至少一个预定的开关位置(A，B)之间一限定的轨道中来回移动，将该移动元件连接到一基座(4)的弹性元件(3)，以及至少一个固定的激励电极(5，6)，其位于该预定的开关位置附近以产生静电力，用于使该移动元件移向和/或远离该预定的开关位置。该固定激励电极被设置为作用于该移动元件平行于该移动元件的轨道的至少一个边(20a)。该移动元件、弹性元件以及激励电极的几何结构使该移动元件不会与该激励电极相接触，并且该开关位置由在由该固定激励电极在该移动元件上产生的侧向静电力与由该弹性元件产生的机械弹簧力之间的一个平衡点(E)来限定。

Description

主要用于光学应用的开关装置

技术领域

本发明一般地涉及微电子机械系统或所谓的MEMS。更具体地，本发明涉及一种开关装置，其包括一个移动元件，该元件能够沿着在一零位置和至少一个预定的开关位置之间的一个限定的轨道来回移动，将该移动元件连接到一个基座的一个弹性元件，以及位于上述至少一个预定的开关位置附近的至少一个固定激励电极。本发明还涉及一种用于操作上述开关装置的方法以及包括至少一个这种开关装置的开关单元。

背景技术

已知有很多种分别影响或者切换光束路径的微机械结构。这些结构的目的是对来自基于像素的图象的数据进行控制、处理和/或存储。

欧洲专利申请0510629公开了一种基于所谓的可变形的镜式装置或者DMD的可偏转装置，其还被用作选择性地中断或者改变光束的通路的快门装置。至于其他类型的DMD，该装置配备有一个可控制的过滤板，其既可以绕一轴线旋转也可以通过使用适当的扭转梁，悬臂梁或者铰链以类似于活塞的方式向基座的平面移动。其他DMD的例子例如可以在美国专利4,229,732以及美国专利5,142,405中找到。

美国专利5,794,761公开了一种开关装置，其可以被用作光学应用的一个微型快门。图1是此开关装置的一个示意图。根据此文件，移动元件2，或者摆动元件能够在端位置A和B之间移动，以选择性地中断一光束通过开口7(位于端位置B中)的通道，所述开口7被提供在该开关装置的基座中。电极5，6被安置在端位置A和B附近。提供控制电路8以产生静电吸引力和/或排斥力，以在该两端位置之间切换该摆动元件2。该摆动元件2被以一弹性方式(例如是通过其一端固定到定位点或者基座4的挠性梁)连接到该基座。更具体地，根据本文档，梁3以这样一种方式来设计，即在一个必要的幅度范围中，一个趋向于零位置O的弹性返回力高于由该控制电路和该电极产生的静电吸引力。因此，所述开关装置的特性，例如其响应时间，主要由该结构的机械特性来决定。

由G.Perregaux等人写的文章“Electrostatic Microshutter Arraysin Polysilicon”发表在“CSEM Scientific and Technical Report1999”中，在第99页，其公开了对上面提到的开关装置的一种改进。图2是这另一种开关装置的一个示意图。在沿挠性梁3的整个长度提供了电极5，6，该梁3将该摆动元件2连接到该基座。在沿着挠性梁3的长度的两侧还都提供了制动器9，目的是避免该梁与该电极之间的短路。

其他类型的光微快门装置可以在美国专利4,383,255或者美国专利4,564,836中找到。

根据所有上面的现有技术解决方案，该开关装置由引力来启动，即电极关于移动元件轨道横向安置，以产生基本上与该电极和该摆动元件的配合边正交的静电力。因此典型地需要制动器以限制移动元件的移动，同时防止电极与移动元件之间的任何的短路。

多晶硅表面(或者其他材料)与制动器之间的接触可能导致过度的磨损以及碎片的产生，并且最终会导致该移动元件的粘附。所述的“静摩擦问题”(其也遇到了由于毛细管作用力或者有机以及无机污染引起的问题)是微机械开关装置的一个众所周知的，很实际并且关键的问题。在小尺寸中，随着该比例降低系数的反转，随着由潮湿导致的优势效果(preponderance effect)，以及表面吸收的电荷或者其他接近力(例如量子范德华力)，粘附效果会增加。这些静摩擦力与激励力(大约是0.2N/m²)具有相同的数量级。因此它们对这样的系统的可靠性有显著的影响。

为了克服这个问题，一种解决方案是构思没有制动器的结构。在没有制动器的情况下，对该开关装置的移动元件的位移控制高度地依赖于驱动电平或者一自动阻塞弹性效果，例如扣住。然而使用扣住效果的结构对技术公差非常敏感，因而价格非常昂贵并且制造复杂。

另一解决方案是对装置表面进行化学处理，并且例如以一个附加层例如聚合物来覆盖该装置。然而这种解决方案增加了该装置制造的复杂程度及其成本。另外，此覆盖层的过度的磨损也不可避免地产生上述的静摩擦问题。

因此需要一种更简单并且是更可靠的解决方案以克服上面提到的静摩擦以及短路问题。

发明内容

因此本发明的一个主要目标是提供一种不容易出现静摩擦问题的解决方案，并且所述解决方案尽可能地独立于驱动以及技术公差以便控制该开关装置的移动元件的位移。

本发明的另一个目标是提供一种制造未必复杂的解决方案。

本发明的再一个目标是提供可以设置在一矩阵配置中的开关装置。

因此提供了一种开关装置，所述开关装置包括：一个移动元件，其能够沿着在一零位置和至少一个预定的开关位置之间一限定的轨道来回移动；一个将移动元件连接到一基座的弹性元件，弹性元件允许移动元件至少在零位置和至少一个预定的开关位置之间来回移动；以及位于至少一个预定的开关位置附近的至少一个固定的激励电极，用于产生静电力以使移动元件移向/远离至少一个预定的开关位置，其中，至少一个固定激励电极被设置为作用在基本与移动元件的轨道平行的移动元件的至少一个边上，且其中移动元件、弹性元件以及至少一个固定激励电极的几何结构使移动元件不会与激励电极相接触，并且至少一个预定开关位置由在由至少一个固定激励电极在移动元件上产生的侧向静电力与由弹性元件产生的机械弹簧力之间的一个平衡点限定，由侧向静电力以及机械弹簧力的和产生的力在平衡点附近方向相反。

也提供了一种开关单元，其包括一定数量的这种开关装置，以及一种激励开关装置的方法，其中弹性元件包括一个平行的或者类似于缩放仪的结构，用于引导移动元件，使其轨道基本呈线性。

本发明的其他的优选的实施方式是从属权利要求的对象。

根据本发明，对比现有技术的解决方案，该激励电极没有被设置为横向作用于移动元件以产生静电吸引力，而是作用于该移动元件的前边(frontal edge)(其为基本上平行于该移动元件的轨道的一个边)。此驱动原则可以被称为“边静电驱动”，也就是说移动元件的移动不是由该激励电极产生的吸引力所导致的(如现有技术解决方案中那样)，而是由基本上与该固定电极和该移动元件的电极的配合前边平行的侧向力导致的。

在本发明的范围中，静电吸引力应该是指倾向于使电极的配合边更近(或者反之，倾向于分开这些配合边)的静电力，而侧向静电力是指倾向于使电极的配合边彼此对准的静电力。

根据本发明，该开关装置可以被真实地设计为一个无接点结构，其可以不受上面提到的静摩擦问题的影响。实际上，不再需要任何的制动器来限定该移动元件的端位置。实际上，由于力的反转，该移动元件被自动地稳定在其所选位置，所述力由侧向静电力与施加在该装置的移动元件上的机械弹簧力的和产生。

根据本发明，选择该装置的几何结构以增加侧向静电力的贡献。另外，同现有技术解决方案相比，该装置的开关位置由在该装置的移动元件上的电极产生的侧向静电力与将该移动元件连接到该装置的基座元件的弹性元件产生的机械弹性力之间的一个平衡点来确定。由这些侧向静电力与机械弹簧力的和产生的力给出此平衡点附近的一个反转点。

更具体地，根据本发明的一个实施方式，该开关装置被用作一个快门装置，以选择性地中断光束的路径，该开关装置可以配备一个开口，其可以由一过滤板来开或者关。

应该指出的是本发明可以很好地应用于光学应用中，以中断、调制或者控制光束的路径，但并非限制于所述的特殊类型应用。

附图说明

通过结合附图来阅读下面的对非限制性例子以及实施方式的详细描述，本发明的其他方面、特征和优点将会很明显，附图中包括：

图1示意性地示出了现有技术的第一开关装置；

图2示意性地示出了图1的开关装置的一种已知的改进；

图3示意性地示出了根据本发明的开关装置的第一实施方式；

图4示意性地说明了根据本发明一优选实施方式的施加到该开关装置移动元件上的侧向静电力以及机械弹簧力的演化；以及

图5示意性地示出了一个二维的开关单元，其包括由四个类似于图3的开关装置组成的一个阵列。

图6示意性地示出了根据本发明的开关装置的第二实施方式；

图6a示意性地示出了图6中的实施方式的一种变形；

图7示意性地示出了根据本发明的开关装置的第三实施方式；

图8示意性地示出了根据本发明的开关装置的第四实施方式；

图9示意性地示出了根据本发明的开关装置的第五实施方式，包括类似于梳子形状的电极结构；

图10示出了根据本发明不同的可应用的快门叶片结构。

具体实施方式

图3示意性地示出了构成本发明第一实施方式的开关装置。包括形式为金属板20的屏蔽的移动元件2被附着到一个弹性杆或梁3。该弹性梁3的另一端被固定到一锚定点或者基座4中。

如图3中所示，该弹性梁3在一零点或者平衡位置O沿着为解释的目的而指示的轴“X”延伸。过滤板20和梁3形成一振荡机械系统，其中，过滤板20可以在这里由参数A和B指示的两个预定的开关位置之间，沿着基本上平行于轴“y”的方向来回移动，所述轴“y”垂直于轴“x”。应当理解，可以只限定一个或者多于两个的预定开关位置。根据此实施方式，实际上可注意到该过滤板的轨道所沿的路径是弯曲的，并不是严格意义上地平行于轴线y。当然还可注意到过滤板20的轨道的弯曲程度取决于梁3的实际长度，并且因此在梁的长度与移动元件的球形路线相比足够长时会受到限制。为了简化的目的，将认为该移动元件的轨道基本上平行于轴y。

用于移动过滤板20的固定激励电极5和6被分别设置在位置A和B附近。激励电极5，6以及也由一电极覆盖的过滤板20被电连接到能够开关该开关装置的控制电路8。每个电极5，6有一个称为前边的5a，6a，其与过滤板20的前边20a相配合。在平衡位置O，过滤板20的前边20a可以部分地与激励电极5，6的前边重合。

在激励电极6的附近有一个开口7，当过滤板20在端位置A时该开口是暴露的，当过滤板20在端位置B时该开口被覆盖。通过这种方式，可以开通或者中断一个光学光束的通道，以使该开关装置充当为一光学快门。

根据本发明的第一实施方式并且对比现有技术的解决方案，电极没有被设置为作用在过滤板20的侧边上(这是一个基本上垂直于该过滤板的轨道的边)，而是作用在过滤板20的前边20a上，即一个基本上平行于过滤板轨道的边，或者换句话说，一个沿着基本上平行于图3中的轴线“y”的方向延伸的边。此驱动原则可以被称作“边静电驱动”，即过滤板20的移动不是由激励电极产生的吸引力导致的(如现有技术解决方案中那样)，而是由基本上平行于该固定电极以及该过滤板的电极的配合前边的侧向力导致的。

可以证明的是施加在一平行结构的两电极上的侧向静电力与存在于这两个电极之间的间隙成反比。

根据本发明，可以注意到该开关装置通过静电驱动中的饱和自动稳定，也就是说该结构不需要任何的制动器来限定该过滤板20的端位置。这构成了相对于现有技术解决方案的一个显著的优点，因为由此防止了该结构与该制动器的粘附以及该结构与激励电极之间的短路或者事故。然而仍然可以有选择地提供制动器以保护该结构免受外部冲击。

更具体地，选择该移动元件、，弹性元件以及固定激励电极的几何结构，使得该移动元件不会与任何一个激励电极接触，并且每个预定开关位置由一平衡点来确定，该平衡点在由该固定激励电极在移动元件上产生的侧向静电力与由弹性元件产生的机械弹簧力之间。这些侧向静电力与机械弹簧力的和产生的力在此平衡点附近方向相反。

图4示意性地说明了根据本发明一优选实施方式的在该平衡点(由参数E指示)附近侧向静电力(曲线a)以及机械弹簧力(曲线b，其基本为线性曲线)的演化。优选地，该移动元件，弹性元件以及固定激励电极的几何结构以这样的方式来选择，即靠近该平衡点时侧向静电力呈现出一个陡峭的下降。此特性也是允许此结构使用在矩阵配置中的基础，如图5中的示意性图示。

另外，仍然由该激励电极产生的静电吸引力在过滤板20上产生一个可以被称之为“侧向冲浪”的反作用。实际上，该静电吸引力倾向于将过滤板20向激励电极吸引。然而，由于过滤板20被梁3夹持，板20受到一个扭矩的作用，所述扭矩进一步将移动元件2拉到其选择的位置。

在预定的位置A，B，过滤板20围绕其选择位置的振荡有利地被空气衰减，同时由于侧向静电力与施加在过滤板20上的机械弹簧力的和产生的力的反转而被静电地衰减。必须强调的是，该衰减是依照本发明而实现的，原因是由于侧向静电力的贡献使过滤板实质上被移动，并且使用常规的基于吸引类型驱动原理的系统无法获得这样的衰减效果。

过滤板20的前边20a是过滤板20的最外侧的边，其被优选地设计为具有曲线的外形，以便可以降低过滤板20与电极5，6之间的间隙，从而增加该装置的灵敏度，而不必担心在激励电极和移动元件之间会发生短路。

将会理解的是该激励电极5，6与过滤板20之间的间隙的减小会增加该开关装置的灵敏度。关于这一点，该驱动灵敏度方案可以很容易地通过对电极几何结构的适当选择来调节。在图3中，激励电极5，6被示出为具有一个斜边，但是应该清楚地理解这些电极可以表现为任何其他适合的形状，例如基本上与过滤板轴线末端的外周相匹配的曲线形状，或者甚至是一个阶梯形状。

另外需要清楚理解的是叶片2以及该前边20a的形状可以表现为与该电极以及作用在该移动元件上的力的最佳变化相匹配的任何其他合适的形状。参见例如图10a到图10d。

上面的开关装置通常是根据该领域中众所周知的表面微机械技术而产生于一个基底(其组成例如是硅或者一透明材料例如玻璃)上。例如，自立结构(例如图3中的过滤板20以及梁3)通常可以使用所说的牺牲层技术来制造，即该开关装置的可移动结构首先制造形成在牺牲层或者隔板的顶部上，并且所述牺牲层的部分随后被去掉以释放该开关装置的所需部分。

过滤板20基本上是正方形的(其表面区域大约35×35m²，厚度约2m)，并且被附加到梁3的末端(长度为大约350到400m，截面积约2.5×2m²)。过滤板20和梁3可由例如金属或者多晶硅(或者任何其他的晶体的或者多晶的材料)制成。梁3既长又细，可弹性变形以允许过滤板20在一与基底的平面基本平行的平面中摆动。

在上面的例子中，激励电极5，6与过滤板20的前边(过滤板20的最外侧的边)相配合。然而将会理解根据本发明的该驱动原则可以被应用于移动元件2的任何其他适合的边，前提是该边基本上与该移动元件的轨道平行。

优选地不单独使用根据本发明的该开关装置，而是与其他同样的或者可能是不同的装置组合起来以形成一个阵列。这些开关装置可以被布置以形成一个规则的二维格子，例如一个矩形或者蜂窝状的排列，并且典型地使用行和列线来寻址。为了解释，图5示意性地示出了四个开关装置S1到S4(类似于图3中的开关装置)，其被布置为两行两列。开关装置S1和S3的两个激励电极分别通过两个列线A1和B1而连接起来。类似地，开关装置S2和S4的两个激励电极分别通过两个列线A2和B2而连接起来。在一边的开关装置S1和S2的基座，以及在另一边的开关装置S3和S4的基座分别在行线R1和R2上被连接起来。

需要理解的是，可以单独地通过选择性地激活适当的行和列线而对每个开关装置进行寻址。可以理解的是图5的特定排列是纯说明性的，而绝非限制性的，并且该开关装置实际上将被组织成占用尽可能小的空间，以增加这种装置在该基底上的密度。

上面已经参照一些特定的实施方式对本发明进行了描述，需要理解的是这些实施方式不意味着对本发明的限制。实际上，对于本专业技术人员来说，不脱离附加的权利要求的范围的各种变化和修改是很明显的。例如，上面提出的实施方式并不是必须限制于包括可以仅在两个端位置之间来回移动的一个移动元件的结构。由于不再需要任何制动器，在该装置具备足够数量的电极的情况下，可以完美地设想控制该移动元件使其在三个或者更多的预定位置之间切换。图6示意性地示出了本发明的第二实施方式。此图中说明的该开关装置与图3中的该开关装置的实质不同之处在于将过滤板20连接到基座4的该弹性元件(其由两个不同的基座组成)由折叠的梁结构组成，在此特例中该折叠梁基本上是“E”形状。此折叠梁结构包括第一对梁30(但是也可以使用单个梁)，所述第一对梁沿与基底的平面5基本平行的方向从基底4延伸到一中间元件32。第二梁3(基本上对应于图3中的梁3)沿与该第一方向完全相反的第二方向从中间元件32延伸到过滤板20。将过滤板20弹性地连接到基座4的该折叠梁结构的几何结构可以采用除图5中所示的任何其他合适的形式。特别地，中间元件32的尺寸可以被减小，以在衬底表面上保留一些空间，并且第一梁30可以以一稍微倾斜的方式延伸，如图6a中所示。后一种配置允许在同一基底上容纳更高密度的开关装置。

图7示出了本发明的第三实施方式。在此例中，开关装置1配备有用于以基本线性的方式来引导过滤板20的装置。为此目的，图3的单梁结构被一个平行的或者类似于缩放仪(pantograph)的结构所代替。此平行梁结构可以通过由参数35和36指示的一对平行的挠性梁来实现。这样的一个平行结构使过滤板20被线性地引导，并且不再象在上面描述的解决方案中那样在被进行旋转。过滤板20的前边因而不再需要被弯曲，并且过滤板20与激励电极5，6之间的间隙基本能够保持恒定。

上面描述的平行结构也可以与图6的折叠梁结构组合起来，如图8第四实施方式的说明。该弹性元件将过滤板20连接到基座4，其包括从基座4(在此例中实际是两个基座)延伸到中间元件32的第一对平行挠性梁33，34，以及从中间元件32沿相反方向延伸到过滤板20的第二对平行挠性梁35，36。这里还是这样，过滤板和激励电极5，6之间的间隙可以保持恒定。

图9示出了根据本发明的开关装置的一个例子，其被配置了梳状电极结构，此装置基本上类似于图8中的装置。梳状结构25被提供在移动元件2的每侧并且分别与激励电极5和6上提供的梳状电极结构55和65相作用。该梳状结构25，55和65的每个齿以基本上平行于该移动元件的轨道的方向延伸，并且包括末端部分25a，55a，65a，其尺寸或直径比将该齿分别连接到移动元件2或者激励电极5，6的部分更大。因此，激励电极还将在移动元件2的每个齿上产生切向的静电力。

在图9的例子中，将基座4连接到中间元件32的该对平行的挠性梁33，34位于将中间元件32连接到移动元件2的第二对挠性梁35，36之间。基座4因而可以有利地用作防止外部冲击的安全制动器。

图9的开关装置的一个优点在于该结构可以在梳状结构的齿之间得到高的空气阻尼。与通过该梳状结构而增强的静电制动相结合，此空气阻尼有助于缩短该装置的响应时间。

图10a到10d说明了在本发明范围内的不同的快门叶片16的设计。

需要注意的是本发明的优选的实施方式中的快门叶片16的“角”应该是弯曲的/圆的，以使使该叶片的尺寸和重量最小。

考虑了重量/形状的最佳叶片设计使该叶片在被相关的电极激励时，便于其更快和更容易地加速。

还应该注意到该叶片应该能够覆盖/阻塞一个相关的传输路径，根据本发明，该传输路径不一定是圆形的。

换句话说，根据本发明，如果需要的话，在快门基底中的光传输路径可以有非圆形的横截面。

Claims

1.一种开关装置，包括：

一个移动元件(2)，其能够沿着在一零位置(O)和至少一个预定的开关位置(A，B)之间一限定的轨道来回移动；

一个将上述移动元件(2)连接到一基座(4)的弹性元件(3)，上述弹性元件(3)允许上述移动元件(2)至少在上述零位置(O)和上述至少一个预定的开关位置(A，B)之间来回移动；以及

位于上述至少一个预定的开关位置(A，B)附近的至少一个固定的激励电极(5，6)，用于产生静电力以使上述移动元件(2)移向/远离上述至少一个预定的开关位置(A，B)，

其中，上述至少一个固定激励电极(5，6)被设置为作用在基本与该移动元件的轨道平行的上述移动元件(2)的至少一个边(20a)上，且其中上述移动元件(2)、上述弹性元件(3)以及上述至少一个固定激励电极(5，6)的几何结构使上述移动元件(2)不会与上述激励电极(5，6)相接触，并且上述至少一个预定开关位置(A，B)由在由上述至少一个固定激励电极(5，6)在上述移动元件(2)上产生的侧向静电力与由上述弹性元件(3)产生的机械弹簧力之间的一个平衡点(E)限定，由上述侧向静电力以及上述机械弹簧力的和产生的力在上述平衡点(E)附近方向相反。

2.如权利要求1所述的开关装置，其中，上述移动元件(2)、上述弹性元件(3)以及上述至少一个固定激励电极(5，6)的几何结构使上述侧向静电力在靠近上述平衡点(E)时表现出强度的急剧下降。

3.如权利要求1所述的开关装置，其中，上述开关装置被生产为微机械结构的形式，上述装置还包括一个基底(10)，所述移动元件(2)、所述弹性元件(3)以及所述激励电极(5，6)被微机械加工到上述基底中。

4.如权利要求3所述的开关装置，其中，上述基底(10)的材料是硅或一透明材料。

5.如权利要求3所述的开关装置，其中，上述移动元件(2)包括一个过滤板(20)，其能够在基本平行于上述基底(10)的平面中移动。

6.如权利要求5所述的开关装置，其中，上述过滤板(20)和弹性元件(3)由金属制成。

7.如权利要求5所述的开关装置，其中，在上述基底(10)的平面中提供有一个开口(7)，上述开口(7)根据所述移动元件是否在预定的开关位置(B)而被所述过滤板(20)关闭或者打开。

8.如权利要求3所述的开关装置，其中，上述弹性元件(3，30，32；32，33，34，35，36)包括一个折叠的梁结构，其包括至少一个第一梁(30；33，34)，所述第一梁从上述基座(4)沿基本上平行于上述基底(10)的平面的第一方向延伸到一中间元件(32)，以及至少一个第二梁(3；35，36)，所述第二梁从上述中间元件(32)沿基本与上述第一方向相反的第二方向延伸到上述移动元件(2)。

9.如权利要求1-3中任何一项所述的开关装置，其中，上述弹性元件(35，36；32，33，34，35，36)包括一个平行的或者类似于缩放仪的结构，用于引导上述移动元件(2)，使其轨道基本呈线性。

10.如权利要求1-7中任何一项所述的开关装置，其中，上述移动元件(2)和上述激励电极(5，6)每一个包含一个梳状结构(25，55，65)，其包括沿基本平行于该移动元件轨道的方向延伸的多个齿，每个齿包括一个端部分(25a，55a，65a)以及将上述端部分分别连接到上述移动元件(2)或者上述激励电极(5，6)的基座部分，上述基座部分的直径小于上述端部分(25a，55a，65a)的直径。

11.如权利要求10所述的开关装置，其中，上述梳状结构(25，55，65)被设计为能够在所述齿之间获得空气阻尼。

12.一种开关单元，其包括多个如权利要求1-7中任何一项所述的开关装置。

13.一种激励开关装置的方法，包括：

一个将上述移动元件连接到基座(4)的弹性元件(3)，上述弹性元件(3)允许上述移动元件至少在上述零位置(O)和上述至少一个预定的开关位置(A，B)之间来回移动；以及

位于上述至少一个预定的开关位置(A，B)附近的至少一个固定激励电极(5，6)，用于产生静电力以使上述移动元件(2)至少移向/远离上述至少一个预定的开关位置(A，B)，

上述方法的特征在于其包括下列步骤：

设置上述固定激励电极(5，6)，使其作用在上述移动元件(2)的基本平行于该移动元件的轨道的至少一个边(20a)上；以及

选择上述移动元件(2)、上述弹性元件(3)以及上述至少一个固定激励电极(5，6)的几何结构，使上述移动元件(2)不能与上述激励电极(5，6)接触，并且使上述至少一个预定的开关位置(A，B)由在由上述至少一个固定激励电极(5，6)在所述移动元件(2)上产生的侧向静电力与由上述弹性元件(3)产生的机械弹性力之间的一个平衡点来限定，由上述侧向静电力与上述机械弹簧力的和产生的力在上述平衡点附近方向相反。