Das Gebiet der ErfindungThe field of the invention
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet mikroelektromechanischer
Vorrichtungen. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung
auf eine Ladungssteuerschaltung für eine mikroelektromechanische
Vorrichtung.The
The present invention relates to the field of microelectromechanical
Devices. In particular, the present invention relates
to a charge control circuit for a microelectromechanical
Contraption.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Mikroelektromechanische
Systeme (MEMS) sind Systeme, die unter Verwendung einer Dünnfilmtechnologie
entwickelt werden, und die sowohl elektrische als auch mikromechanische
Komponenten beinhalten. MEMS-Vorrichtungen werden in einer Vielzahl
von Anwendungen eingesetzt, wie z. B. optischen Anzeigesystemen,
Drucksensoren, Flusssensoren und Ladungssteuerbetätigungselementen.
MEMS-Vorrichtungen verwenden eine elektrostatische Kraft oder Energie
zur Bewegung oder Überwachung
der Bewegung mikromechanischer Elektroden, die eine Ladung speichern
können.
Die Größe eines
Zwischenraums zwischen den Elektroden wird durch ein Ausgleichen
einer elektrostatischen Kraft und einer mechanischen Rückstellkraft
gesteuert. Digitale MEMS-Vorrichtungen verwenden zwei Spaltabstände, während analoge
MEMS-Vorrichtungen mehrere Spaltabstände verwenden.Microelectromechanical
Systems (MEMS) are systems that use a thin-film technology
be developed, and both electrical and micromechanical
Components include. MEMS devices come in a variety
used by applications such. B. optical display systems,
Pressure sensors, flow sensors and charge control actuators.
MEMS devices use an electrostatic force or energy
for movement or monitoring
the movement of micromechanical electrodes that store a charge
can.
The size of a
Gap between the electrodes is compensated
an electrostatic force and a mechanical restoring force
controlled. Digital MEMS devices use two gap distances, while analog
MEMS devices use multiple gap distances.
MEMS-Vorrichtungen
wurden unter Verwendung einer Vielzahl von Ansätzen entwickelt. Bei einem Ansatz
ist eine verformbare Ablenkmembran über einer Elektrode positioniert
und wird elektrostatisch zu der Elektrode angezogen. Andere Ansätze verwenden
Klappen oder Träger
aus Silizium oder Aluminium, die eine obere leitende Schicht bilden.
Bei optischen Anwendungen ist die leitende Schicht reflektierend
und wird unter Verwendung einer elektrostatischen Kraft zur Streuung
von Licht, das auf die leitende Schicht einfällt, verformt.MEMS devices
were developed using a variety of approaches. In one approach
a deformable deflection diaphragm is positioned over an electrode
and is electrostatically attracted to the electrode. Use other approaches
Flaps or straps
made of silicon or aluminum, which form an upper conductive layer.
In optical applications, the conductive layer is reflective
and is scattered using an electrostatic force
of light incident on the conductive layer is deformed.
Diese
Ansätze
leiden unter einer elektrostatischen Instabilität, die zu einem stark reduzierten
Bewegungsbereich führt.
Die Instabilität
tritt auf, wenn eine Spannung, die die Elektroden steuert, erhöht wird,
um den Spaltabstand zu steuern. Da die Elektroden einen variablen
Kondensator bilden, ist das Ergebnis eine Ladungsinstabilität, wenn
die Kapazität
aufgrund einer Reduzierung des Spaltabstands erhöht wird. Mit zunehmender Kapazität wird mehr
und mehr elektrische Ladung auf den Kondensator gezogen, was zu
einer Ladungsinstabilität
führt.
Da die Menge einer Ladung, die auf dem Kondensator gespeichert ist,
nicht gesteuert wird, ist eine Steuerung der Elektrodenbewegung
für nur
etwa ein Drittel des Gesamtspaltabstands möglich, da außerhalb
dieses Bereichs die Elektrode zu mechanischen Anschlägen „herunterschnappt". So liegt eine nichtlineare
Beziehung zwischen der Elektrodenspannung und einer Elektrodenplatzierung über einen
großen Bereich
von Spaltabständen
vor. Diese Unfähigkeit
einer Steuerung des Spaltabstands für mehr als etwa ein Drittel
des Gesamtspaltabstands beschränkt
die Verwendbarkeit der MEMS-Vorrichtungen. Bei optischen Anzeigesystemen
z. B. sollten Lichtmodulator-MEMS-Vorrichtungen
auf Interferenz- oder Defraktionsbasis vorzugsweise einen großen Bereich
einer Spaltabstandsteuerung aufweisen, um einen größeren optischen
Bereich sichtbaren Lichts, das durch die optische MEMS-Vorrichtung
gestreut wird, zu steuern.These
approaches
suffer from electrostatic instability, which greatly reduces it
Range of motion leads.
The instability
occurs when a voltage controlling the electrodes is increased,
to control the gap distance. Because the electrodes have a variable
Condenser, the result is a charge instability, if
the capacity
is increased due to a reduction of the gap distance. As capacity increases, more becomes available
and more electrical charge is drawn to the capacitor, causing too
a charge instability
leads.
Since the amount of charge that is stored on the capacitor,
is not controlled is a control of the electrode movement
for only
about one third of the total gap distance possible, because outside
This area "snaps" the electrode to mechanical stops, so there is a nonlinear
Relationship between the electrode voltage and an electrode placement over a
big area
from gap distances
in front. This inability
controlling the gap spacing for more than about one-third
the total gap distance limited
the usability of MEMS devices. For optical display systems
z. For example, light modulator MEMS devices should
preferably based on interference or Defraktionsbasis a large area
a gap distance control to a larger optical
The visible light area passing through the optical MEMS device
is scattered to steer.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine Ladungssteuerschaltung
zum Steuern einer mikroelektromechanischen Vorrichtung mit variabler
Kapazität
bereit. Bei einem Ausführungsbeispiel
ist eine Ladungsspeichervorrichtung zum Speichern einer Ladungsmenge
konfiguriert. Eine Schalterschaltung ist konfiguriert, um die variable
Kapazität
der mikroelektromechanischen Vorrichtung durch ein gemeinschaftliches Verwenden
der Ladungsmenge durch die Ladungsspeichervorrichtung und die mikroelektromechanische
Vorrichtung zu steuern, um die Ladungsspeichervorrichtung und die
mikroelektromechanische Vorrichtung auf eine gleiche Spannung abzugleichen.One
Aspect of the present invention provides a charge control circuit
for controlling a microelectromechanical device with variable
capacity
ready. In one embodiment
is a charge storage device for storing a charge amount
configured. A switch circuit is configured to operate the variable
capacity
the microelectromechanical device by a joint use
the amount of charge through the charge storage device and the microelectromechanical
Device to control the charge storage device and the
Adjust microelectromechanical device to a same voltage.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
1 ist
ein Diagramm, das ein exemplarisches Ausführungsbeispiel eines mikroelektromechanischen
Systems gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt. 1 FIG. 12 is a diagram illustrating an exemplary embodiment of a microelectromechanical system according to the present invention. FIG.
2 ist
ein Diagramm, das ein exemplarisches Ausführungsbeispiel einer mikroelektromechanischen
Vorrichtung darstellt. 2 FIG. 12 is a diagram illustrating an exemplary embodiment of a microelectromechanical device. FIG.
3 ist
ein schematisches Diagramm, das ein exemplarisches Ausführungsbeispiel
einer Ladungssteuerschaltung darstellt. 3 is a schematic diagram illustrating an exemplary embodiment of a charge represents control circuit.
4 ist
ein Diagramm, das ein exemplarisches Ausführungsbeispiel eines mikroelektromechanischen
Systems gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt. 4 FIG. 12 is a diagram illustrating an exemplary embodiment of a microelectromechanical system according to the present invention. FIG.
5 ist
ein schematisches Diagramm, das ein exemplarisches Ausführungsbeispiel
eines ersten Schalters darstellt. 5 FIG. 12 is a schematic diagram illustrating an exemplary embodiment of a first switch. FIG.
6 ist
ein schematisches Diagramm, das ein exemplarisches Ausführungsbeispiel
eines zweiten und eines dritten Schalters darstellt. 6 FIG. 12 is a schematic diagram illustrating an exemplary embodiment of a second and a third switch. FIG.
Beschreibung der bevorzugten
AusführungsbeispieleDescription of the preferred
embodiments
In
der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
wird Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen genommen, die einen Teil derselben bilden, und in denen
zur Darstellung spezifische Ausführungsbeispiele
gezeigt sind, in denen die Erfindung praktiziert werden könnte. Es
wird darauf verwiesen, dass andere Ausführungsbeispiele eingesetzt
und strukturelle oder logische Änderungen
durchgeführt werden
könnten,
ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Die folgende detaillierte Beschreibung soll deshalb in keinem einschränkenden
Sinn aufgefasst werden und der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung
ist durch die beigefügten
Ansprüche
definiert.In
the following detailed description of the preferred embodiments
will refer to the attached
Drawings that form part of it, and in which
for illustration specific embodiments
are shown, in which the invention could be practiced. It
It is noted that other embodiments are used
and structural or logical changes
be performed
could
without departing from the scope of the present invention.
The following detailed description is therefore not intended to be limiting
Sense and the scope of the present invention
is by the attached
claims
Are defined.
1 ist
ein Diagramm, das ein exemplarisches Ausführungsbeispiel eines mikroelektromechanischen
Systems 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt. Das mikroelektromechanische System 10 umfasst
eine variable Leistungsversorgung 12, eine Ladungssteuerschaltung 16,
eine mikroelektromechanische Vorrichtung 26 und eine Steuerung 28.
Bei dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
umfasst die Ladungssteuerschaltung 16 eine Schalterschaltung 18 und
eine Ladungsspeichervorrichtung 22. Bei dem exemplarischen
Ausführungsbeispiel
wird die mikroelektromechanische Vorrichtung 26 durch eine
Ladung gesteuert und besitzt eine variable Kapazität, die durch
ein gemeinschaftliches Verwenden einer Ladungsmenge durch die Ladungsspeichervorrichtung 22 und
die mikroelektromechanische Vorrichtung 26 ausgewählt wird.
Die Ladungsspeichervorrichtung 22 ist konfiguriert, um
die Ladungsmenge zu speichern. Zur Auswahl einer Kapazität der mikroelektromechanischen
Vorrichtung 26 wird die Ladungsmenge, die in der Ladungsspeichervorrichtung 22 gespeichert
ist, gemeinschaftlich durch die Ladungsspeichervorrichtung 22 und
die mikroelektromechanische Vorrichtung 26 verwendet, so
dass die Ladungsspeichervor richtung 22 und die mikroelektromechanische
Vorrichtung 26 auf eine gleiche Spannung abgeglichen werden.
Mit diesem Ansatz wählt
die Ladung, die in der mikroelektromechanischen Vorrichtung 26 gespeichert
ist, die Kapazität
der mikroelektromechanischen Vorrichtung 26 aus und kann
genau gesteuert werden. Dies ist so, da die Ladungsspeichervorrichtung 22 und
die mikroelektromechanische Vorrichtung 26 auf eine gleiche
Spannung abgeglichen sind und die Beziehung zwischen der Ladungsmenge
und der Kapazität
der mikroelektromechanischen Vorrichtung 26 bekannt ist.
Die Beziehung zwischen der Ladung, die in der mikroelektromechanischen
Vorrichtung 26 gespeichert ist, und der Kapazität der mikroelektromechanischen
Vorrichtung 26 ist über
einen breiten Bereich von Spaltabständen oder Breiten linear. 1 FIG. 12 is a diagram illustrating an exemplary embodiment of a microelectromechanical system. FIG 10 according to the present invention. The microelectromechanical system 10 includes a variable power supply 12 , a charge control circuit 16 , a microelectromechanical device 26 and a controller 28 , In the exemplary embodiment, the charge control circuit includes 16 a switch circuit 18 and a charge storage device 22 , In the exemplary embodiment, the microelectromechanical device becomes 26 controlled by a charge and has a variable capacitance, which by a sharing of a charge amount by the charge storage device 22 and the microelectromechanical device 26 is selected. The charge storage device 22 is configured to store the amount of charge. To select a capacity of the microelectromechanical device 26 becomes the amount of charge in the charge storage device 22 stored collectively by the charge storage device 22 and the microelectromechanical device 26 used, so that the charge storage device 22 and the microelectromechanical device 26 be adjusted to an equal voltage. With this approach, the charge selects in the microelectromechanical device 26 is stored, the capacity of the microelectromechanical device 26 and can be controlled exactly. This is because the charge storage device 22 and the microelectromechanical device 26 matched to an equal voltage and the relationship between the amount of charge and the capacity of the microelectromechanical device 26 is known. The relationship between the charge in the microelectromechanical device 26 is stored, and the capacity of the microelectromechanical device 26 is linear over a wide range of gap distances or widths.
Bei
dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist die variable Leistungsversorgung 12 eine variable Spannungsquelle,
die mit der Schalterschaltung 18 gekoppelt ist, und die
konfiguriert ist, um die Ladungsmenge an die Ladungsspeichervorrichtung 22 zu
liefern. Bei dem exemplarischen Ausführungsbeispiel wählt oder steuert
die Steuerung 28 die Menge an Ladung, die durch die variable
Leistungsversorgung 12 an die Ladungsspeichervorrichtung 22 bereitgestellt
wird, um die Kapazität
der mikroelektromechanischen Vorrichtung 26 auszuwählen. Bei
anderen Ausführungsbeispielen
können
andere Ansätze
verwendet werden, um die Menge einer Ladung, die durch die variable
Leistungsversorgung 12 an die Ladungsspeichervorrichtung 22 geliefert
wird, auszuwählen.
Bei dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist die variable Leistungsversorgung 12 eine variable Spannungsquelle
und liefert die Ladungsmenge durch ein Laden der Ladungsspeichervorrichtung 22 von
einem Massepotential auf eine Spannung, die der Ladungsmenge entspricht,
an die Ladungsspeichervorrichtung 22. Die Spannung wird
durch die Steuerung 28, die die variable Leistungsversorgung 12 steuert,
ausgewählt.
Bei verschiedenen anderen Ausführungsbeispielen
können
andere Ansätze
zur Steuerung der variablen Leistungsversorgung 12 verwendet
werden. Bei verschiedenen anderen Ausführungsbeispielen ist die variable
Leistungsversorgung 12 eine Stromquelle, die konfiguriert
ist, um die Ladungsmenge an die Ladungsspeichervorrichtung 22 zu
liefern. Bei dem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist die Ladungsspeichervorrichtung 22 ein
Kondensator. Bei anderen Ausführungsbeispielen
kann die Ladungsspeichervorrichtung 22 in einer beliebigen
Einrichtung oder einem beliebigen Ansatz ausgeführt sein, die/der zur Speicherung der
Ladungsmenge verwendet werden kann.In the exemplary embodiment, the variable power supply is 12 a variable voltage source connected to the switch circuit 18 is coupled, and which is configured to the amount of charge to the charge storage device 22 to deliver. In the exemplary embodiment, the controller selects or controls 28 the amount of charge caused by the variable power supply 12 to the charge storage device 22 is provided to the capacity of the microelectromechanical device 26 select. In other embodiments, other approaches may be used to reduce the amount of charge caused by the variable power supply 12 to the charge storage device 22 is delivered. In the exemplary embodiment, the variable power supply is 12 a variable voltage source and supplies the amount of charge by charging the charge storage device 22 from a ground potential to a voltage corresponding to the amount of charge to the charge storage device 22 , The voltage is controlled by the controller 28 that the variable power supply 12 controls, selected. In various other embodiments, other approaches may be used to control the variable power supply 12 be used. In various other embodiments, the variable power supply is 12 a power source configured to charge the amount of charge to the charge storage device 22 to deliver. In the exemplary embodiment, the charge storage device is 22 a capacitor. In other embodiments, the charge storage device 22 be implemented in any device or approach that can be used to store the amount of charge.
Bei
dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist die mikroelektromechanische Vorrichtung 26 ein variabler
Kondensator, in dem die Kapazität
gemäß der Ladung,
die in der mikroelektromechanischen Vorrichtung 26 gespeichert
ist, ausgewählt
ist. Bei einem Ausführungsbeispiel
ist die mikroelektromechanische Vorrichtung 26 ein elektrostatisch
gesteuertes Parallelplattenbetätigungsglied,
das eine erste Platte 30 und eine zweite Platte 32 umfasst
(siehe auch 2). Das Parallelplattenbetätigungsglied
besitzt eine variable Kapazität,
die durch ein Speichern einer vorbestimmten Menge einer Ladung auf
der ersten Platte 30 und der zweiten Platte 32 ausgewählt wird.
Bei einem Ausführungsbeispiel
ist die mikroelektromechanische Vorrichtung 26 ein passiver
Pixelmechanismus, der einen elektrostatisch anpassbaren oberen Reflektor 30 und
unteren Reflektor 32 umfasst, die konfiguriert sind, um
einen optischen Resonanzhohlraum 34 zu definieren.In the exemplary embodiment, the microelectromechanical device is 26 a variable capacitor, in which the capacitance according to the charge, in the microelectromechanical device 26 stored is selected. In one embodiment, the microelectromechanical device is 26 an electrostatically controlled parallel plate actuator comprising a first plate 30 and a second plate 32 includes (see also 2 ). The parallel-plate actuator has a variable capacitance obtained by storing a predetermined amount of charge on the first plate 30 and the second plate 32 is selected. In one embodiment, the microelectromechanical device is 26 a passive pixel mechanism that has an electrostatically adjustable top reflector 30 and lower reflector 32 which are configured to form an optical resonant cavity 34 define.
Bei
dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist die mikroelektromechanische Vorrichtung 26 ein variabler
Kondensator, der gemäß der Menge
einer Ladung, die durch die mikroelektromechanische Vorrichtung 26 gespeichert
wird, geladen, gesteuert oder ausgewählt wird. Bei einem exemplarischen
Verfahren ist die Ladungsmenge in der Ladungsspeichervorrichtung 22 gespeichert.
Als Nächstes
wird die Ladungsmenge, die in der Ladungsspeichervorrichtung 22 gespeichert
ist, gemeinschaftlich durch die Ladungsspeichervorrichtung 22 und
die mikroelektromechanische Vorrich tung 26 verwendet, um
die Ladungsspeichervorrichtung 22 und die mikroelektromechanische
Vorrichtung 26 auf einen gleichen Spannungswert abzugleichen.
Bei dem exemplarischen Verfahren steuert die Steuerung 28 die
variable Leistungsversorgung 12 und wählt eine Ausgangsspannung aus,
die durch die variable Leistungsversorgung 12 auf einer
Leitung 14 bereitgestellt wird. Die Steuerung 28 aktiviert
die Schalterschaltung 18, die einen leitfähigen Pfad
zwischen der variablen Leistungsversorgung 12 und der Ladungsspeichervorrichtung 22 bereitstellt,
so dass die Ladungsspeichervorrichtung 22 auf die ausgewählte Spannung
aufgeladen werden kann. Als Nächstes
stellt die Schalterschaltung 18 einen leitfähigen Pfad
zwischen der Ladungsspeichervorrichtung 22 und der mikroelektromechanischen
Vorrichtung 26 bereit, um die Ladungsspeichervorrichtung 22 und
die mikroelektromechanische Vorrichtung 26 auf eine gleiche
Spannung abzugleichen. Sobald die Ladungsspeichervorrichtung 22 und
die mikroelektromechanische Vorrichtung 26 auf die gleiche
Spannung abgeglichen wurden, erliegt eine Ladungsleitung zwischen
der Ladungsspeichervorrichtung 22 und der mikroelektromechanischen
Vorrichtung 26. Eine genaue Beziehung kann zwischen der
Spannung, die durch die variable Leistungsversorgung 12 ausgewählt wird,
oder alternativ der Ladungsmenge, die durch die Ladungsspeichervorrichtung 22 gespeichert
wird, und der Kapazität
der mikroelektromechanischen Vorrichtung 26 eingerichtet
werden.In the exemplary embodiment, the microelectromechanical device is 26 a variable capacitor, according to the amount of charge passing through the microelectromechanical device 26 is stored, loaded, controlled or selected. In an exemplary method, the amount of charge is in the charge storage device 22 saved. Next, the charge amount stored in the charge storage device 22 stored collectively by the charge storage device 22 and the microelectromechanical device 26 used to charge the storage device 22 and the microelectromechanical device 26 to equalize to an equal voltage value. In the exemplary method, the controller controls 28 the variable power supply 12 and selects an output voltage provided by the variable power supply 12 on a wire 14 provided. The control 28 activates the switch circuit 18 providing a conductive path between the variable power supply 12 and the charge storage device 22 so that the charge storage device 22 can be charged to the selected voltage. Next, the switch circuit 18 a conductive path between the charge storage device 22 and the microelectromechanical device 26 ready to charge the storage device 22 and the microelectromechanical device 26 to equalize to a same voltage. Once the charge storage device 22 and the microelectromechanical device 26 were matched to the same voltage, a charge line between the charge storage device succumbs 22 and the microelectromechanical device 26 , An exact relationship may be between the voltage provided by the variable power supply 12 or, alternatively, the amount of charge passing through the charge storage device 22 is stored, and the capacity of the microelectromechanical device 26 be set up.
Bei
dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
kann eine Anzahl geeigneter Spannungswerte, die durch die variable
Leistungsversorgung 12 bereitgestellt werden, ausgewählt werden,
wobei jeder der Anzahl von Spannungswerten einer Kapazität der mikroelektromechanischen
Vorrichtung 26 entspricht. Die Kapazität der mikroelektromechanischen
Vorrichtung 26 wird durch ein Aufladen der Ladungsspeichervorrichtung 22 auf den
ausgewählten
Spannungswert und ein gemeinschaftliches Verwenden der Ladungsmenge,
die in der Ladungsspeichervorrichtung 22 gespeichert ist,
die dem ausgewählten
Spannungswert entspricht, mit der mikroelekt romechanischen Vorrichtung 26,
so dass die Ladungsspeichervorrichtung 22 und die mikroelektromechanische
Vorrichtung 26 auf den gleichen Spannungswert abgeglichen
werden, ausgewählt.In the exemplary embodiment, a number of suitable voltage values provided by the variable power supply 12 can be selected, wherein each of the number of voltage values of a capacitance of the microelectromechanical device 26 equivalent. The capacity of the microelectromechanical device 26 is by charging the charge storage device 22 to the selected voltage value and sharing the amount of charge used in the charge storage device 22 is stored, which corresponds to the selected voltage value, with the microelectrical romechanischen device 26 so that the charge storage device 22 and the microelectromechanical device 26 adjusted to the same voltage value selected.
2 ist
ein Diagramm, das ein exemplarisches Ausführungsbeispiel einer mikroelektromechanischen
Vorrichtung 26 darstellt. Bei dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
zeigt die mikroelektromechanische Vorrichtung 26 zumindest
teilweise ein Pixel eines anzeigbaren Bilds an. Die Vorrichtung 26 umfasst
einen oberen Reflektor 30 und einen unteren Reflektor 32,
sowie eine Biegevorrichtung 38 und einen Federmechanismus 40.
Ein optischer Resonanzhohlraum 34 ist durch die Reflektoren 30 und 32 definiert,
der eine variable Dicke oder Breite 36 aufweist. Der obere
Reflektor 30 ist bei einem Ausführungsbeispiel semitransparent oder
semireflektierend. Der untere Reflektor 32 ist bei einem
Ausführungsbeispiel
stark reflektierend oder vollständig
reflektierend. Bei anderen Ausführungsbeispielen
ist der obere Reflektor 30 stark reflektierend oder vollständig reflektierend
und der untere Reflektor 32 ist semitransparent oder semireflektierend.
Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen
kann der Federmechanismus 40 ein beliebiges geeignetes
flexibles Material, wie z. B. ein Polymer, das eine lineare oder
nichtlineare Federfunktionalität
besitzt, sein. 2 FIG. 12 is a diagram illustrating an exemplary embodiment of a microelectromechanical device. FIG 26 represents. In the exemplary embodiment, the microelectromechanical device is shown 26 at least partially a pixel of a displayable image. The device 26 includes an upper reflector 30 and a lower reflector 32 , as well as a bending device 38 and a spring mechanism 40 , An optical resonant cavity 34 is through the reflectors 30 and 32 defines a variable thickness or width 36 having. The upper reflector 30 is semitransparent or semi-reflective in one embodiment. The lower reflector 32 is highly reflective or fully reflective in one embodiment. In other embodiments, the upper reflector 30 highly reflective or completely reflective and the lower reflector 32 is semitransparent or semireflective. In various embodiments, the spring mechanism 40 any suitable flexible material, such. For example, a polymer having a linear or non-linear spring functionality may be.
Bei
dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist der optische Hohlraum 34 durch optische Interferenz variabel
selektiv für
eine sichtbare Wellenlänge
bei einer Intensität.
Abhängig
von der erwünschten
Konfiguration der mikroelektromechanischen Vorrichtung 26 kann
der optische Hohlraum 34 die Wellenlänge bei der Intensität entweder
reflektieren oder durchlassen. Dies bedeutet, dass der Hohlraum 34 reflektierender
oder durchlässiger
Natur sein kann. Kein Licht wird durch den optischen Hohlraum 34 erzeugt,
so dass die Vorrichtung 26 sich auf Umgebungslicht oder
Licht, das durch die mikroelektromechanische Vorrichtung 26 bereitgestellt wird,
das durch den Hohlraum 34 reflektiert oder durchgelassen
wird, stützt.
Die sichtbare Wellenlänge, die
durch den optischen Hohlraum 34 ausgewählt wird, und deren Intensität, die durch
den optischen Hohlraum 34 ausgewählt wird, sind abhängig von
der Dicke 36 des Hohlraums 34. Dies bedeutet,
dass der optische Hohlraum 34 durch Steuerung seiner Dicke 36 auf
eine erwünschte
Wellenlänge
bei einer erwünschten
Intensität abgestimmt
werden kann.In the exemplary embodiment, the optical cavity is 34 by optical interference variable selectively for a visible wavelength at one intensity. Depending on the desired configuration of the microelectromechanical device 26 can the optical cavity 34 either reflect or transmit the wavelength at the intensity. This means that the cavity 34 reflecting or permeable nature. No light gets through the optical cavity 34 generated, so that the device 26 to ambient light or light passing through the microelectromechanical device 26 is provided by the cavity 34 reflected or transmitted. The visible wavelength passing through the optical cavity 34 is selected, and their intensity through the optical cavity 34 is selected depend on the thickness 36 of the cavity 34 , This means that the optical cavity 34 by controlling its thickness 36 can be tuned to a desired wavelength at a desired intensity.
Die
Biegevorrichtung 38 und der Federmechanismus 40 erlauben
es, dass die Dicke 36 des Hohlraums 34 variieren
kann, indem sich der obere Reflektor 30 bewegen darf. Allgemeiner
bilden die Biegevorrichtung 38 und der Federmechanismus 40 einen
Mechanismus, der es ermöglicht,
dass eine Variation der optischen Eigenschaften des optischen Hohlraums 34 variabel
eine sichtbare Wellenlänge
bei einer Intensität auswählt. Die
optischen Eigenschaften umfassen einen optischen Index des Hohlraums 34 und/oder
die optische Dicke des Hohlraums 34. Eine elektrische Ladung,
die auf den Reflektoren 30 und 32 gespeichert
ist, bewirkt eine Veränderung
der Dicke 36 des Hohlraums 34, da die Biegevorrichtung 38 und
der Federmechanismus 40 eine Bewegung des Reflektors 30 erlauben.
So besitzt die Biegevorrichtung 38 eine Steifigkeit und der
Federmechanismus 40 besitzt eine Federrückstellkraft, derart, dass
die Ladung, die auf den Reflektoren 30 und 32 gespeichert
ist, bewirkt, dass die Biegevorrichtung 38 und der Federmechanismus 40 nachgeben und
eine Bewegung des Reflektors 30 erlauben, wodurch die erwünschte Dicke 36 erzielt
wird. Keine Leistung wird bei der Beibehaltung einer bestimmten
Dicke 36 abgeleitet.The bending device 38 and the spring mechanism 40 allow it, that the thickness 36 of the cavity 34 can vary by the top reflector 30 to move. More general form the bending device 38 and the spring mechanism 40 a mechanism that allows a variation of the optical properties of the optical cavity 34 variably selects a visible wavelength at an intensity. The optical properties include an optical index of the cavity 34 and / or the optical thickness of the cavity 34 , An electrical charge on the reflectors 30 and 32 is stored, causes a change in the thickness 36 of the cavity 34 because the bending device 38 and the spring mechanism 40 a movement of the reflector 30 allow. So owns the bending device 38 a stiffness and the spring mechanism 40 has a spring restoring force, such that the charge on the reflectors 30 and 32 is stored, causes the bending device 38 and the spring mechanism 40 give way and a movement of the reflector 30 allow, giving the desired thickness 36 is achieved. No power is used while maintaining a certain thickness 36 derived.
Bei
dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
wird der untere Reflektor 32 auf einer festen Spannung beibehalten.
Bei einem Ausführungsbeispiel
ist die feste Spannung ein Massepotential. Bei dem exemplarischen
Ausführungsbeispiel
weist der Reflektor 30, wenn eine Ladung auf den Reflektoren 30 und 32 gespeichert
ist, eine Spannung auf, die der gespeicherten Ladung und der festen
Spannung des unteren Reflek tors entspricht. Die Ladung entspricht
der erwünschten
sichtbaren Wellenlänge
und der erwünschten
Intensität,
kalibriert auf die Steifigkeit der Biegevorrichtung 38.
Während
die Biegevorrichtung 38, die in dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
dargestellt ist, unter dem unteren Reflektor 32 positioniert
ist, kann sie bei einem anderen Ausführungsbeispiel über dem
unteren Reflektor 32 positioniert sein. Bei weiteren Ausführungsbeispielen
kann die Biegevorrichtung 38 auch über oder unter dem oberen Reflektor 30 positioniert
sein, derart, dass der untere Reflektor 32 bewegbar ist,
anstelle des oberen Reflektors 30, um die Dicke 36 des
optischen Hohlraums 34 einzustellen. Ferner kann es bei
weiteren Ausführungsbeispielen
mehr als einen optischen Hohlraum geben, derart, dass der optische
Hohlraum 34 mehr als einen derartigen Hohlraum beinhaltet.In the exemplary embodiment, the lower reflector 32 maintained at a fixed voltage. In one embodiment, the fixed voltage is a ground potential. In the exemplary embodiment, the reflector 30 if a charge on the reflectors 30 and 32 is stored, a voltage corresponding to the stored charge and the fixed voltage of the lower reflector sector. The charge corresponds to the desired visible wavelength and intensity, calibrated for the stiffness of the flexure 38 , While the bending device 38 , which is shown in the exemplary embodiment, under the lower reflector 32 is positioned above the lower reflector in another embodiment 32 be positioned. In further embodiments, the bending device 38 also above or below the upper reflector 30 be positioned such that the lower reflector 32 is movable, instead of the upper reflector 30 to the thickness 36 of the optical cavity 34 adjust. Furthermore, in further embodiments, there may be more than one optical cavity, such that the optical cavity 34 includes more than one such cavity.
Bei
einem Ausführungsbeispiel
sind der untere Reflektor 32 und der obere Reflektor 30 Platten
eines variablen Kondensators oder eines Parallelplattenbetätigungsglieds,
wobei der optische Hohlraum 34 ein Dielektrikum zwischen
denselben darstellt. Eine Ladung, die auf dem oberen Reflektor 30 und
dem unteren Reflektor 32 gespeichert ist, bewegt den oberen
Reflektor 30 aufgrund der Biegevorrichtung 38 und
des Federmechanismus 40. Es ist diese elektrostatische
Ladung, die eine Beibehaltung der bestimmten Dicke 36 ohne weiter
Ladungsanlegung über
den oberen Reflektor 30 und den unteren Reflektor 32 ermöglicht.In one embodiment, the lower reflector 32 and the upper reflector 30 Plates of a variable capacitor or a parallel plate actuator, wherein the optical cavity 34 represents a dielectric between them. A charge on the top reflector 30 and the lower reflector 32 is stored, moves the upper reflector 30 due to the bending device 38 and the spring mechanism 40 , It is this electrostatic charge that maintains a certain thickness 36 without further charge application over the upper reflector 30 and the lower reflector 32 allows.
Bei
dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
entsprechen die Wellenlänge
und die Intensität,
die durch den optischen Hohlraum 34 ausgewählt werden,
einem Pixel eines anzeigbaren Bilds. So zeigt bei einem Ausführungsbeispiel
die mikroelektromechanische Vorrichtung 26 zumindest teilweise
das Pixel des Bilds an. Die mikroelektromechanische Vorrichtung 26 kann
in entweder einem analogen oder einem Digitalmodus arbeiten. Bei
einem Ausführungsbeispiel,
wie z. B. einer analogen Vorrichtung, wählt die Vorrichtung 26 eine sichtbare
Wellenlänge
von Licht und eine Intensität, die
der Farbe und der Intensität
der Farbe des Pixels entsprechen, aus. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel
wird die Vorrichtung 26 verwendet, um das Pixel in einer
analogen Weise in Schwarz-und-Weiß oder in Grauskalierung anstelle
von Farbe anzuzeigen.In the exemplary embodiment, the wavelength and intensity through the optical cavity correspond 34 selected, a pixel of a displayable image. Thus, in one embodiment, the microelectromechanical device 26 at least partially the pixel of the image. The microelectromechanical device 26 can work in either analog or digital mode. In one embodiment, such. B. an analog device, selects the device 26 a visible wavelength of light and an intensity corresponding to the color and intensity of the color of the pixel. In an alternative embodiment, the device becomes 26 used to display the pixel in an analogous way in black-and-white or in grayscale instead of color.
Bei
einem Ausführungsbeispiel,
wie z. B. einer digitalen Vorrichtung, ist die mikroelektromechanische Vorrichtung 26 verantwortlich
für entweder
die Rot-, Grün-
oder Blau-Farbkomponente
des Pixels. Die Vorrichtung 26 behält eine statische sichtbare
Wellenlänge,
entweder Rot, Grün
oder Blau, bei und variiert die Intensität dieser Wellenlänge entsprechend
der Rot-, Grün-
oder Blau-Farbkomponente des Pixels. Deshalb werden drei mikroelektromechanische
Vorrichtung 26 benötigt,
um das Pixel digital anzuzeigen, wobei eine Vorrichtung 26 eine
Rot-Wellenlänge
auswählt,
eine andere Vorrichtung 26 eine Grün-Wellenlänge auswählt und eine dritte Vorrichtung 26 eine
Blau-Wellenlänge
auswählt.
Allgemeiner gibt es eine mikroelektromechanische Vorrichtung 26 für jede Farbkomponente
des Pixels oder Abschnitt des Bilds. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel
kann die mikroelektromechanische Vorrichtung 26 verwendet
werden, um das Pixel in einer digitalen Weise in Schwarz-und-Weiß oder in
Grauskalierung anstelle von Farbe anzuzeigen.In one embodiment, such. A digital device, is the microelectromechanical device 26 responsible for either the pixel's red, green or blue color component. The device 26 maintains a static visible wavelength, either red, green or blue, and varies the intensity of that wavelength according to the red, green or blue color component of the pixel. Therefore, three microelectromechanical device 26 needed to display the pixel digitally, using a device 26 select a red-wavelength, another device 26 selects a green wavelength and a third device 26 select a blue wavelength. More generally, there is a microelectromechanical device 26 for each color component of the pixel or portion of the image. In an alternative embodiment, the microelectromechanical device 26 used to display the pixel in a digital manner in black-and-white or in grayscale instead of color.
Bei
dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
verwendet der optische Hohlraum 34 der mikroelektromechanischen
Vorrichtung 26 optische Interferenz zum durchlassenden
oder reflektierenden Auswählen
einer Wellenlänge
bei einer Intensität.
Der optische Hohlraum 34 bei einem Ausführungsbeispiel ist ein Dünnfilm mit einer
Lichtweglänge
gleich der Dicke 36. Licht wird von den Grenzen der Reflektoren 30 und 32 auf
beiden Seiten des Hohlraums 34 reflektiert und interferiert
mit sich selbst. Die Phasendifferenz zwischen dem eingehenden Strahl
und seinem reflektierten Bild beträgt k(2d), wobei d die Dicke 36 ist,
da sich der reflek tierte Strahl über
die Entfernung 2d innerhalb des Hohlraums 34 bewegt.
Da k = 2πλ gilt, beträgt,
wenn d = λ2 ist, die Phasendifferenz zwischen der eingehenden
und der reflektierten Welle k2d = 2π, was eine konstruktive Interferenz ergibt.
Alle Vielfache von π/2,
die die Moden des optischen Hohlraums 34 sind, werden durchgelassen.
Als ein Ergebnis der optischen Interferenz lässt dann der optische Hohlraum 34 den
Großteil
von Licht bei ganzzahligen Vielfachen von λ/2 und die geringste Menge von
Licht bei ungeraden ganzzahligen Vielfachen von λ/4 durch.In the exemplary embodiment, the optical cavity is used 34 the microelectromechanical device 26 optical interference for passing or reflecting selecting a wavelength at an intensity. The optical cavity 34 In one embodiment, a thin film with an optical path length equal to the thickness 36 , Light comes from the boundaries of the reflectors 30 and 32 on both sides of the cavity 34 reflects and interferes with itself. The phase difference between the incoming beam and its reflected image is k (2d), where d is the thickness 36 is because the reflected beam over the distance 2d inside the cavity 34 emotional. There k = 2π λ is, is, if d = λ 2 is, the phase difference between the incoming and the reflected wave k2d = 2π, resulting in constructive interference. All multiples of π / 2 representing the modes of the optical cavity 34 are allowed through. As a result of the optical interference, the optical cavity then leaves 34 the majority of light at integer multiples of λ / 2 and the least amount of light at odd integer multiples of λ / 4 by.
Bei
dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
erlauben die Biegevorrichtung 38 und der Federmechanismus 40 eine
Veränderung
der Dicke 36 des optischen Hohlraums 34, wenn
eine geeignete Menge an Ladung auf den Reflektoren 30 und 32 gespeichert
wurde, derart, dass eine erwünschte
Wellenlänge
bei einer erwünschten
Intensität
ausgewählt
wird. Diese Ladung und die entsprechende Spannung werden gemäß der folgenden
Gleichung bestimmt, die die Anziehungskraft zwischen den Reflektoren 30 und 32 ist,
die als Platten eines Parallelplattenkondensators wirken, und Randfelder
nicht berücksichtigt: wobei ε0 die
Durchlässigkeit
des freien Raums ist, V die Spannung über die Reflektoren 30 und 32 ist,
A die Fläche
jedes der Reflektoren 30 und 32 ist und d die
Dicke 36 ist. So ergibt ein Potential von einem Volt über ein
Pixel mit 26 Mikrometern im Quadrat, mit einer Dicke 36 von
0,25 Mikrometern eine elektrostatische Kraft von 7 × 10–7 Newton
(N).In the exemplary embodiment, the flexure allow 38 and the spring mechanism 40 a change in thickness 36 of the optical cavity 34 if a suitable amount of charge on the reflectors 30 and 32 has been stored such that a desired wavelength at a desired intensity is selected. This charge and the corresponding voltage are determined according to the following equation, which is the force of attraction between the reflectors 30 and 32 which act as plates of a parallel plate capacitor, and does not consider fringe fields: where ε 0 is the permeability of free space, V is the voltage across the reflectors 30 and 32 A is the area of each of the reflectors 30 and 32 is and d the thickness 36 is. So gives a potential of one volt over a pixel of 26 microns square, with a thickness 36 of 0.25 microns, an electrostatic force of 7 x 10 -7 Newton (N).
Deshalb
liefert eine Menge einer Ladung, die einer kleinen Spannung zwischen
den Reflektoren 30 und 32 entspricht, eine ausreichende
Kraft, um den oberen Reflektor 30 zu bewegen und denselben
gegen Schwerkraft und Erschütterungen
zu halten. Die elektrostatische Ladung, die in den Reflektoren 30 und 32 gespeichert
ist, ist ausreichend, um den oberen Reflektor 30 ohne zusätzliche
Leistung an seinem Ort zu halten. Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen
könnte
ein Ladungslecken ein gelegentliches Auffrischen der Ladung erfordern.Therefore, an amount of charge that supplies a small voltage between the reflectors 30 and 32 corresponds to a sufficient force to the upper reflector 30 to move and keep it against gravity and shocks. The electrostatic charge in the reflectors 30 and 32 is stored, is sufficient to the upper reflector 30 to keep it in place without additional power. In various embodiments, charge leakage may require an occasional refresh of the charge.
Bei
dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
wird die in Gleichung (1) definierte Kraft mit der linearen Federkraft,
die durch den Federmechanismus 40 bereitgestellt wird,
ausgeglichen: F = k(d0 – d) (2)wobei k die
lineare Federkonstante ist und d0 der Anfangswert
der Dicke 36 ist. Da die Kapazität durch Ladung gesteuert wird,
kann die Kraft zwischen den Reflektoren 30 und 32 der
Gleichung (1) stattdessen als eine Funktion der Ladung geschrieben
werden: wobei
Q die Ladung auf dem Kondensator ist. Die Kraft F ist eine Funktion
der Ladung und ist keine Funktion der Entfernung d, so dass eine
Stabilität
des Reflektors 30 über
den gesamten Bereich von 0 bis d0 vorliegt. Durch
ein Steuern der Menge einer Ladung auf den Reflektoren 30 und 32 kann
die Position des Reflektors 30 über den gesamten Bereich einer
Bewegung eingestellt werden.In the exemplary embodiment, the force defined in equation (1) is determined by the linear spring force provided by the spring mechanism 40 is compensated: F = k (i 0 - d) (2) where k is the linear spring constant and d 0 is the initial value of the thickness 36 is. Since the capacity is controlled by charge, the force between the reflectors can 30 and 32 instead of equation (1) being written as a function of charge: where Q is the charge on the capacitor. The force F is a function of the charge and is not a function of the distance d, so that a stability of the reflector 30 is present over the entire range from 0 to d 0 . By controlling the amount of charge on the reflectors 30 and 32 can change the position of the reflector 30 be set over the entire range of a movement.
Obwohl
die Beschreibung der vorherigen Absätze unter Bezugnahme auf einen
idealen Parallelplattenkondensator und eine ideale lineare Federrückstellkraft
erfolgt, werden durchschnittliche Fachleute auf dem Gebiet erkennen,
dass die beschriebenen Prinzipien auf andere mikroelektromechanische
Vorrichtungen 26 angewendet werden können, wie z. B. Anzeigevorrichtungen
auf Interferenzbasis oder Beugungsbasis, Parallelplattenbetätigungsglieder,
nichtlineare Federn und andere Typen von Kondensatoren. Mit Anzeigevorrichtungen
können,
wenn der verwendbare Bereich erhöht
wird, mehr Farben, Sättigungspegel
und Intensitäten erzielt
werden.Although the description of the previous paragraphs is made with reference to an ideal parallel plate capacitor and ideal linear spring return force, those of ordinary skill in the art will recognize that the described principles apply to other microelectromechanical devices 26 can be applied, such. B. interference or diffraction-based display devices, parallel plate actuators, non-linear springs, and other types of capacitors. With display devices, as the usable range is increased, more colors, saturation levels and intensities can be achieved.
Bei
einem Ausführungsbeispiel
ist die mikroelektromechanische Vorrichtung 26 ein Parallelplattenbetätigungsglied 26.
Das Parallelplattenbetätigungsglied 26 umfasst
eine Biegevorrichtung 38 in einem Federmechanismus 40.
Der Federmechanismus 40 ist angepasst, um eine erste Platte 30 zu
unterstützen
und eine Rückstellkraft
bereitzustellen, um die erste Platte 30 von der zweiten
Platte 32 zu trennen. Die Biegevorrichtung 38 ist
an dem Federmechanismus 40 angebracht und ist angepasst,
um die zweite Platte 32 zu unterstützen. Der Federmechanismus 40 und
die Biegevorrichtung 38 behalten die erste Platte 30 in
einer Ablenkentfernung 36 oder Dicke 36 in einer
etwa parallelen Ausrichtung in Bezug auf die zweite Platte 32.In one embodiment, the microelectromechanical device is 26 a parallel plate actuator 26 , The parallel plate actuator 26 includes a bending device 38 in a spring mechanism 40 , The spring mechanism 40 is adapted to a first plate 30 to support and one Provide restoring force to the first plate 30 from the second plate 32 to separate. The bending device 38 is on the spring mechanism 40 attached and is adapted to the second plate 32 to support. The spring mechanism 40 and the bending device 38 keep the first record 30 in a deflection distance 36 or thickness 36 in an approximately parallel orientation with respect to the second plate 32 ,
Bei
einem Ausführungsbeispiel
ist die mikroelektromechanische Vorrichtung 26 ein passiver
Pixelmechanismus 26. Der Pixelmechanismus 26 umfasst
einen elektrostatisch einstellbaren oberen Reflektor 30 und unteren
Reflektor 32, die konfiguriert sind, um einen optischen
Resonanzhohlraum 34 zu definieren. Eine Ladungssteuerschaltung 16 ist
konfiguriert, um eine sichtbare Wellenlänge des passiven Pixelmechanismus 26 auszuwählen, indem
eine gespeicherte Ladungsmenge gemeinschaftlich mit dem oberen Reflektor 30 und dem
unteren Reflektor 32 verwendet wird, um eine Ablenkentfernung 36 oder
Dicke 36 zu steuern.In one embodiment, the microelectromechanical device is 26 a passive pixel mechanism 26 , The pixel mechanism 26 includes an electrostatically adjustable upper reflector 30 and lower reflector 32 that are configured to form an optical resonant cavity 34 define. A charge control circuit 16 is configured to have a visible wavelength of the passive pixel mechanism 26 select by storing a stored amount of charge in common with the upper reflector 30 and the lower reflector 32 is used to create a deflection distance 36 or thickness 36 to control.
3 ist
ein schematisches Diagramm, das ein exemplarisches Ausführungsbeispiel
einer Ladungssteuerschaltung 16 darstellt. Die Ladungssteuerschaltung 16 umfasst
einen ersten Schalter 42, der mit einer Ladungsspeichervorrichtung 22 gekoppelt
ist, und der konfiguriert ist, um die Ladungsmenge von einer Leitung 14 auf
die Ladungsspeichervorrichtung 22 zu leiten. Bei dem exemplarischen
Ausführungsbeispiel
ist die Leitung 14 mit einem Ausgang einer variablen Leistungsversorgung 12 gekoppelt.
Bei anderen Ausführungsbeispielen
kann die Ladungsmenge von anderen geeigneten Quellen, wie z. B.
einer Stromquelle, bereitgestellt werden. Bei dem exemplarischen
Ausführungsbeispiel
wird der Schalter 42 durch eine Steuerung 28 aktiviert und
liefert einen leitfähigen
Pfad zwischen der Leitung 14 und einer Leitung 20,
um die Ladungsmenge zu der Ladungsspeichervorrichtung 22 zu
leiten. 3 FIG. 12 is a schematic diagram illustrating an exemplary embodiment of a charge control circuit. FIG 16 represents. The charge control circuit 16 includes a first switch 42 that with a charge storage device 22 is coupled, and which is configured to the amount of charge from a line 14 on the charge storage device 22 to lead. In the exemplary embodiment, the conduit is 14 with an output of a variable power supply 12 coupled. In other embodiments, the amount of charge from other suitable sources, such. As a power source can be provided. In the exemplary embodiment, the switch becomes 42 through a controller 28 activates and supplies a conductive path between the line 14 and a line 20 to the amount of charge to the charge storage device 22 to lead.
Bei
dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
umfasst die Schalterschaltung 16 einen zweiten Schalter 44,
der zwischen die Leitung 20 und eine Leitung 24 geschaltet
ist. Der Schalter 44 wird durch die Steuerung 28 aktiviert,
um einen leitfähigen
Pfad bereitzustellen, um Ladung von der Ladungsspeichervorrichtung 22 zu
einer mikroelektromechanischen Vorrichtung 26 zu leiten,
die mit der Leitung 24 gekoppelt ist. Mit dem leitfähigen Pfad
gleichen die Ladungsspeichervorrichtung 22 und die mikroelektromechanische
Vorrichtung 26 auf eine gleiche Spannung ab. Ein dritter
Schalter 46 ist zwischen die Leitung 24 und ein
Massepotential geschaltet und ist konfiguriert, um die mikroelektromechanische
Vorrichtung 26 zu entladen, bevor der zweite Schalter 44 aktiviert
wird, um den leitfähigen
Pfad zwischen der Ladungsspeichervorrichtung 22 und der
mikroelektromechanischen Vorrichtung 26 bereitzustellen.
Bei dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
wird der dritte Schalter 46 durch die Steuerung 28 aktiviert.
Bei dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
wird der erste Schalter 42 aktiviert, um die Ladungsmenge
zu der Ladungsspeichervorrichtung 22 zu leiten, und der dritte
Schalter 46 wird aktiviert, um die mikroelektromechanische
Vorrichtung 26 zu entladen, bevor der zweite Schalter 44 den
leitfähigen
Pfad bereitstellt, um die Ladungsspeichervorrichtung 22 und
die mikroelektromechanische Vorrichtung 26 auf die gleiche
Spannung abzugleichen. Bei dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
steuert die Steuerung 28 den ersten Schalter 42,
den zweiten Schalter 44 und den dritten Schalter 46. Bei
weiteren Ausführungsbeispielen
können
andere geeignete Ansätze
verwendet werden, um den ersten Schalter 42, den zweiten
Schalter 44 und den dritten Schalter 46 zu steuern.
Bei dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
sind der erste Schalter 42, der zweite Schalter 44 und
der dritte Schalter 46 Komplementär-Metalloxid-Halbleiter-(CMOS-)Transistoren.
Bei weiteren Ausführungsbeispielen
können
der erste Schalter 42, der zweite Schalter 44 und
der dritte Schalter 46 andere geeignete Vorrichtungstypen
sein, die ausgewählt oder
aktiviert werden können,
um leitfähige
Pfade bereitzustellen. Bei weiteren Ausführungsbeispielen z. B. können die
Schalter andere Vorrichtungstypen sein, wie z. B. Galliumarsenid-Metallhalbleiter-Feldeffekttransistoren
(GaAs-MESFETs) oder Bipolartransistoren.In the exemplary embodiment, the switch circuit includes 16 a second switch 44 that is between the line 20 and a line 24 is switched. The desk 44 is through the controller 28 activated to provide a conductive path to charge from the charge storage device 22 to a microelectromechanical device 26 to lead with the guidance 24 is coupled. The charge storage device is similar to the conductive path 22 and the microelectromechanical device 26 to a same voltage. A third switch 46 is between the line 24 and a ground potential connected and configured to the microelectromechanical device 26 to discharge before the second switch 44 is activated to the conductive path between the charge storage device 22 and the microelectromechanical device 26 provide. In the exemplary embodiment, the third switch 46 through the controller 28 activated. In the exemplary embodiment, the first switch 42 activated to charge amount to the charge storage device 22 to direct, and the third switch 46 is activated to the microelectromechanical device 26 to discharge before the second switch 44 provides the conductive path to the charge storage device 22 and the microelectromechanical device 26 to equalize to the same voltage. In the exemplary embodiment, the controller controls 28 the first switch 42 , the second switch 44 and the third switch 46 , In other embodiments, other suitable approaches may be used to construct the first switch 42 , the second switch 44 and the third switch 46 to control. In the exemplary embodiment, the first switch 42 , the second switch 44 and the third switch 46 Complementary metal oxide semiconductor (CMOS) transistors. In further embodiments, the first switch 42 , the second switch 44 and the third switch 46 other suitable device types that can be selected or activated to provide conductive paths. In further embodiments z. For example, the switches may be other types of devices, such as: Gallium arsenide metal semiconductor field effect transistors (GaAs MESFETs) or bipolar transistors.
Bei
einem Ausführungsbeispiel
ist die mikroelektromechanische Vorrichtung 26 ein elektrostatisch
gesteuertes Parallelplattenbetätigungsglied 26,
das eine erste Platte 30 und eine zweite Platte 32 umfasst.
Der erste Schalter 42 ist konfiguriert, um einen Kondensator 22 auf
eine erste Spannung zu laden. Der zweite Schalter 44 ist
konfiguriert, um eine Ablenkentfernung zwischen der ersten Platte 30 und
der zweiten Platte 32 durch ein Parallelschalten des Kondensators 22 und
des Parallelplattenbetätigungsglieds 26 zu
steuern, so dass der Kondensator 22 das Parallelplattenbetätigungsglied 26 auf
eine zweite Spannung lädt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist die zweite Spannung kleiner als die erste Spannung. Der Kondensator 22 lädt das Parallelplattenbetätigungsglied 26 auf
die zweite Spannung, während
der Kondensator 22 von der ersten Spannung auf die zweite
Spannung entladen wird. Bei einem Ausführungsbeispiel ist ein dritter
Schalter 46 über das
Parallelplattenbetätigungsglied 26 gekoppelt
und ist konfiguriert, um das Paral lelplattenbetätigungsglied 26 zu
entladen, bevor der zweite Schalter 44 den Kondensator 22 und
das Parallelplattenbetätigungsglied 26 parallel
schaltet.In one embodiment, the microelectromechanical device is 26 an electrostatically controlled parallel plate actuator 26 that a first plate 30 and a second plate 32 includes. The first switch 42 is configured to be a capacitor 22 to charge to a first voltage. The second switch 44 is configured to provide a deflection distance between the first plate 30 and the second plate 32 by a parallel connection of the capacitor 22 and the parallel plate actuator 26 to control, so that the capacitor 22 the parallel plate actuator 26 charged to a second voltage. In this embodiment, the second voltage is smaller than the first voltage. The capacitor 22 loads the parallel plate actuator 26 to the second voltage, while the capacitor 22 is discharged from the first voltage to the second voltage. In one embodiment, a third switch 46 via the parallel plate actuator 26 coupled and is configured to the parallel plate actuator 26 to discharge before the second switch 44 the capacitor 22 and the parallel plate actuator 26 switches in parallel.
Bei
einem Ausführungsbeispiel
ist die mikroelektromechanische Vorrichtung 26 ein passiver
Pixelmechanismus 26. Die Ladungssteuerschaltung 16 umfasst
einen Kondensator 22, der konfiguriert ist, um eine Ladungsmenge
zu speichern, einen ersten Schalter 42 und einen zweiten
Schalter 44. Der erste Schalter 42 ist an der
Leitung 20 mit dem Kondensator 22 gekoppelt und
ist konfiguriert, um die Ladungsmenge zu dem Kondensator 22 zu
leiten. Der zweite Schalter 44 ist an der Leitung 20 mit
dem Kondensator 22 gekoppelt und mit dem passiven Pixelmechanismus 26.
Der zweite Schalter 44 liefert einen leitfähigen Pfad,
um den Kondensator 22 und den passiven Pixelmechanismus 26 auf
eine gleiche Spannung abzugleichen. Bei einem Ausführungsbeispiel
ist ein dritter Schalter 46 an der Leitung 24 zwischen
den passiven Pixelmechanismus 26 und ein Massepotential
geschaltet und ist konfiguriert, um den passiven Pixelmechanismus 26 zu
entladen, bevor der zweite Schalter 44 den leitfähigen Pfad
bereitstellt. Bei einem Ausführungsbeispiel
ist die variable Leistungsversorgung 12 eine variable Spannungsquelle 12 und
ist mit dem ersten Schalter 42 an der Leitung 14 gekoppelt
und ist konfiguriert, um die Ladungsmenge an den Kondensator 22 zu
liefern. Der passive Pixelmechanismus 26 umfasst einen
elektrostatisch einstellbaren oberen Reflektor 30 und unteren
Reflektor 32, die konfiguriert sind, um einen optischen
Resonanzhohlraum 34 zu definieren. Die Ladungssteuerschaltung 16 ist konfiguriert,
um eine sichtbare Wellenlänge
für den
passiven Pixelmechanismus 26 auszuwählen, indem die Ladungsmenge,
die in dem Kondensator 22 gespeichert ist, gemeinschaftlich
mit dem oberen Reflektor 30 und dem unteren Reflektor 32 verwendet
wird, um eine Ablenkentfernung zu steuern.In one embodiment, the microelectromechanical device is 26 a passive pixelme mechanism 26 , The charge control circuit 16 includes a capacitor 22 configured to store a charge amount, a first switch 42 and a second switch 44 , The first switch 42 is on the line 20 with the capacitor 22 coupled and is configured to the amount of charge to the capacitor 22 to lead. The second switch 44 is on the line 20 with the capacitor 22 coupled and with the passive pixel mechanism 26 , The second switch 44 provides a conductive path to the capacitor 22 and the passive pixel mechanism 26 to equalize to a same voltage. In one embodiment, a third switch 46 on the line 24 between the passive pixel mechanism 26 and a ground potential is switched and configured to the passive pixel mechanism 26 to discharge before the second switch 44 provides the conductive path. In one embodiment, the variable power supply is 12 a variable voltage source 12 and is with the first switch 42 on the line 14 coupled and is configured to charge the amount of charge to the capacitor 22 to deliver. The passive pixel mechanism 26 includes an electrostatically adjustable upper reflector 30 and lower reflector 32 that are configured to form an optical resonant cavity 34 define. The charge control circuit 16 is configured to have a visible wavelength for the passive pixel mechanism 26 select by the amount of charge in the capacitor 22 is stored, in common with the upper reflector 30 and the lower reflector 32 is used to control a deflection distance.
4 ist
ein Diagramm, das ein exemplarisches Ausführungsbeispiel eines mikroelektromechanischen
Systems 50 gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt. Bei dem exemplarischen Ausführungsbeispiel umfasst das
mikroelektromechanische System 50 eine Mehrzahl mikroelektromechanischer
Vorrichtungen 26, die bei 26a, 26b bzw. 26c dargestellt
sind, für
eine mikroelektromechanische Vorrichtung 1, 2 und N. Bei dem exemplarischen
Ausführungsbeispiel
kann N eine beliebige geeignete Zahl sein. Jede der mikroelektromechanischen
Vorrichtungen 26 umfasst eine erste Platte 30 und
eine zweite Platte 32. Das mikroelektromechanische System 50 umfasst
eine Ladungsspeichervorrichtung 22, die konfiguriert ist,
um eine Ladungsmenge zu speichern. Obwohl nur eine Ladungsspeichervorrichtung 22 dargestellt
ist, um die Erläuterung
der Erfindung zu vereinfachen, kann in anderen Ausführungsbeispielen
eine beliebige geeignete Anzahl von Ladungsspeichervorrichtungen 22 verwendet
werden. Ein erster Schalter ist bei 51 beinhaltet und ist
konfiguriert, um die Ladungsmenge von einer variablen Leistungsversorgung 12 zu
der Ladungsspeichervorrichtung 22 zu leiten, um die Ladungsspeichervorrichtung 22 auf
eine erste Spannung zu laden. Der erste Schalter 51 ist
mit der variablen Leistungsversorgung 12 über eine
Leitung 14 verbunden und ist über eine Leitung 52 mit
der Ladungsspeichervorrichtung 22 verbunden. 4 FIG. 12 is a diagram illustrating an exemplary embodiment of a microelectromechanical system. FIG 50 according to the present invention. In the exemplary embodiment, the microelectromechanical system comprises 50 a plurality of microelectromechanical devices 26 that at 26a . 26b respectively. 26c for a microelectromechanical device 1, 2, and N. In the exemplary embodiment, N may be any suitable number. Each of the microelectromechanical devices 26 includes a first plate 30 and a second plate 32 , The microelectromechanical system 50 includes a charge storage device 22 which is configured to store a charge amount. Although only a charge storage device 22 In order to simplify the explanation of the invention, in other embodiments, any suitable number of charge storage devices 22 be used. A first switch is on 51 includes and is configured to control the amount of charge from a variable power supply 12 to the charge storage device 22 to direct to the charge storage device 22 to charge to a first voltage. The first switch 51 is with the variable power supply 12 over a line 14 connected and is via a line 52 with the charge storage device 22 connected.
Das
mikroelektromechanische System 50 umfasst eine Vielzahl
von Schaltern 56, die bei 56a, 56b bzw. 56c dargestellt
sind, für
Schalter 1, 2 und N. Jeder der Schalter 56 ist konfiguriert,
um eine Kapazität
einer entsprechenden der mikroelektromechanischen Vorrichtungen 26 auszuwählen, indem
die Ladungsmenge durch die Ladungsspeichervorrichtung 22 und
die entsprechende mikroelektromechanische Vorrichtung 26 gemeinschaftlich
verwendet wird, um die Ladungsspeichervorrichtung 22 und
die entsprechende mikroelektromechanische Vorrichtung 26 auf
eine gleiche Spannung abzugleichen. So ist der Schalter 1 bei 56a mit
der Ladungsspeichervorrichtung 22 über eine Leitung 54a gekoppelt
und mit der mikroelektromechanischen Vorrichtung 1 bei 26a über eine
Leitung 58a. Ähnlich
ist der Schalter 2 bei 56b mit der Ladungsspeichervorrichtung 22 über eine
Leitung 54b gekoppelt und mit der mikroelektromechanischen
Vorrichtung 2 bei 26b über
eine Leitung 58b und der Schalter N bei 56c ist
mit der Ladungsspeichervorrichtung 22 über eine Leitung 54c gekoppelt
und mit der mikroelektromechanischen Vorrichtung N bei 26c über eine
Leitung 58c. Bei dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
kann N eine beliebige geeignete Zahl sein, so dass es eine beliebige
geeignete Anzahl von Schaltern 56 geben kann. Jeder Schalter 56 entspricht
einer mikroelektromechanischen Vorrichtung 26. Jeder der
Schalter 56 ist konfiguriert, um eine Kapazität der entsprechenden
mikroelektromechanischen Vorrichtung 26 auszuwählen, indem
die Ladungsmenge durch die Ladungsspeichervorrichtung 22 und die
entsprechende der mikroelektromechanischen Vorrichtungen 26 gemeinschaftlich
verwendet wird, um die Ladungsspeichervorrichtung 22 und
die entsprechende der mikroelektromechanischen Vorrichtungen 26 auf eine
gleiche Spannung abzugleichen. Bei dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist jeder Schalter 56 konfiguriert, um die entsprechende
der mikroelektromechanischen Vorrichtungen 26 zu entladen,
bevor die Ladungsmenge durch die Ladungsspeichervorrichtung 22 und
die entsprechende der mikroelektromechanischen Vorrichtungen 26 gemeinschaftlich
verwendet wird.The microelectromechanical system 50 includes a variety of switches 56 that at 56a . 56b respectively. 56c are shown for switches 1, 2 and N. Each of the switches 56 is configured to have a capacitance of a corresponding one of the microelectromechanical devices 26 select by the charge amount through the charge storage device 22 and the corresponding microelectromechanical device 26 is commonly used to charge the storage device 22 and the corresponding microelectromechanical device 26 to equalize to a same voltage. So the switch 1 is at 56a with the charge storage device 22 over a line 54a coupled and with the micro-electro-mechanical device 1 at 26a over a line 58a , Similarly, the switch 2 is at 56b with the charge storage device 22 over a line 54b coupled and with the microelectromechanical device 2 at 26b over a line 58b and the switch N at 56c is with the charge storage device 22 over a line 54c coupled with and with the microelectromechanical device N at 26c over a line 58c , In the exemplary embodiment, N may be any suitable number such that it is any suitable number of switches 56 can give. Every switch 56 corresponds to a microelectromechanical device 26 , Each of the switches 56 is configured to have a capacity of the corresponding microelectromechanical device 26 select by the charge amount through the charge storage device 22 and the corresponding one of the micro-electro-mechanical devices 26 is commonly used to charge the storage device 22 and the corresponding one of the micro-electro-mechanical devices 26 to equalize to a same voltage. In the exemplary embodiment, each switch is 56 configured to the corresponding one of the micro-electro-mechanical devices 26 to discharge before the charge amount through the charge storage device 22 and the corresponding one of the micro-electro-mechanical devices 26 is used collectively.
Bei
dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
wird die Ladungsspeichervorrichtung 22 von einem Massepotential
auf die erste Spannung geladen, wobei die erste Spannung der Ladungsmenge
entspricht. Nachdem die Ladung gemeinschaftlich durch die Ladungsspeichervorrichtung 22 und
die entsprechende der mikroelektromechanischen Vorrichtungen 26 verwendet
wurde, wird die mikroelektromechanische Vorrichtung 26 auf
eine zweite Spannung geladen. Die zweite Spannung ist kleiner als
die erste Spannung und entspricht einem Spannungswert, bei dem sich
die mikroelektromechanische Vorrichtung 26 und die Ladungsspeichervorrichtung 22 abgeglichen
haben, so dass kein Strom mehr zwischen der Ladungsspeichervorrichtung 22 und der
mikroelektromechanischen Vorrichtung 26 geleitet wird.In the exemplary embodiment, the charge storage device becomes 22 charged from a ground potential to the first voltage, wherein the first voltage corresponds to the amount of charge. After the charge is communicated through the charge storage device 22 and the corresponding one of the micro-electro-mechanical devices 26 is used, the microelectromechanical device 26 charged to a second voltage. The second voltage is smaller than the first voltage and corresponds to a voltage value at which the microelectromechanical device 26 and the charge stores contraption 22 have adjusted so that no more power between the charge storage device 22 and the microelectromechanical device 26 is directed.
5 ist
ein schematisches Diagramm, das ein exemplarisches Ausführungsbeispiel
eines ersten Schalters 51 darstellt. Der Schalter 51 ist
zwischen eine Leitung 14 und eine Leitung 52 geschaltet.
Bei dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
wird der erste Schalter 51 durch eine Steuerung 60 gesteuert
und wird durch die Steuerung 60 aktiviert, um einen leitfähigen Pfad
zwischen einer Leistungsversorgung 12 an der Leitung 14 und
einer Ladungsspeichervorrichtung 22 an der Leitung 52 bereitzustellen,
um die Ladungsmenge an die Ladungsspeichervorrichtung 22 zu
liefern. Bei dem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist der erste Schalter 51 ein
CMOS-Transistor. Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann der erste
Schalter 50 andere geeignete Vorrichtungstypen sein. 5 FIG. 12 is a schematic diagram illustrating an exemplary embodiment of a first switch. FIG 51 represents. The desk 51 is between a lead 14 and a line 52 connected. In the exemplary embodiment, the first switch 51 through a controller 60 controlled and controlled by the controller 60 enabled to provide a conductive path between a power supply 12 on the line 14 and a charge storage device 22 on the line 52 to provide the amount of charge to the charge storage device 22 to deliver. In the exemplary embodiment, the first switch 51 a CMOS transistor. In further embodiments, the first switch 50 be other suitable device types.
6 ist
ein schematisches Diagramm, das ein exemplarisches Ausführungsbeispiel
eines zweiten Schalters 62 und eines dritten Schalters 64 darstellt.
Der zweite Schalter 62 und der dritte Schalter 64 sind
bei 56 dargestellt. Bei dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
kann der zweite Schalter 62 aktiviert werden, um einen
leitfähigen
Pfad zwischen einer Ladungsspeichervorrichtung 22 an einer
Leitung 54 und einer mikroelektromechanischen Vorrichtung 26 an
einer Leitung 58 bereitzustellen, um eine Ladungsmenge
gemeinschaftlich durch die Ladungsspeichervorrichtung 22 und
die mikroelektromechanische Vorrichtung 26 zu verwenden.
Dies gleicht die Ladungsspeichervorrichtung 22 und die
mikroelektromechanische Vorrichtung 26 auf die zweite Spannung
ab. Bei dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist die zweite Spannung kleiner als die erste Spannung. Bei dem
exemplarischen Ausführungsbeispiel
wird, sobald der zweite Schalter 62 aktiviert oder in einen
leitfähigen
Modus angeschaltet wurde, die Ladungsspeichervorrichtung 22 von
der ersten Spannung auf die zweite Spannung entladen und die mikroelektromechanische
Vorrichtung 26 wird auf die zweite Spannung geladen. Bei
dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist ein dritter Schalter 64 über die mikro elektromechanische
Vorrichtung 26 bei einer Leitung 58 und ein Massepotential
geschaltet und ist konfiguriert, um die mikroelektromechanische
Vorrichtung 26 zu entladen, bevor der zweite Schalter 62 die
Ladungsspeichervorrichtung 22 und die mikroelektromechanische
Vorrichtung 26 parallel schaltet. 6 FIG. 12 is a schematic diagram illustrating an exemplary embodiment of a second switch. FIG 62 and a third switch 64 represents. The second switch 62 and the third switch 64 are at 56 shown. In the exemplary embodiment, the second switch 62 be activated to a conductive path between a charge storage device 22 on a pipe 54 and a microelectromechanical device 26 on a pipe 58 to provide an amount of charge collectively by the charge storage device 22 and the microelectromechanical device 26 to use. This is similar to the charge storage device 22 and the microelectromechanical device 26 to the second voltage. In the exemplary embodiment, the second voltage is less than the first voltage. In the exemplary embodiment, once the second switch 62 activated or turned on in a conductive mode, the charge storage device 22 discharged from the first voltage to the second voltage and the microelectromechanical device 26 is charged to the second voltage. In the exemplary embodiment, a third switch 64 via the micro-electromechanical device 26 with a line 58 and a ground potential connected and configured to the microelectromechanical device 26 to discharge before the second switch 62 the charge storage device 22 and the microelectromechanical device 26 switches in parallel.
Bei
dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
sind der zweite Schalter 62 und der dritte Schalter 64 CMOS-Transistoren.
Bei anderen Ausführungsbeispielen
können
der zweite Schalter 62 und der dritte Schalter 64 andere
geeignete Vorrichtungstypen sein. Bei dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
steuert und aktiviert die Steuerung 60 den zweiten Schalter 62 und
den dritten Schalter 64. Bei anderen Ausführungsbeispielen
können
der zweite Schalter 62 und der dritte Schalter 64 durch
andere geeignete Mittel gesteuert oder aktiviert werden.In the exemplary embodiment, the second switch 62 and the third switch 64 CMOS transistors. In other embodiments, the second switch 62 and the third switch 64 be other suitable device types. In the exemplary embodiment, the controller controls and activates 60 the second switch 62 and the third switch 64 , In other embodiments, the second switch 62 and the third switch 64 be controlled or activated by other suitable means.
Obwohl
spezifische Ausführungsbeispiele
hierin zu Zwecken einer Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
dargestellt und beschrieben wurden, ist für Fachleute auf dem Gebiet
zu erkennen, dass eine breite Vielzahl anderer und/oder äquivalente
Implementierungen anstelle der gezeigten und beschriebenen spezifischen
Ausführungsbeispiele
eingesetzt werden könnte,
ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Fachleute auf dem Gebiet der Chemie, Mechanik, Elektromechanik,
Elektrik und Computertechnik werden ohne Weiteres erkennen, dass
die vorliegende Erfindung in einer sehr breiten Vielzahl von Ausführungsbeispielen
implementiert sein könnte.
Diese Anmeldung soll alle Anpassungen oder Abänderungen der hierin erläuterten
bevorzugten Ausführungsbeispiele
abdecken. Deshalb ist explizit beabsichtigt, dass diese Erfindung
nur durch die Ansprüche
und deren Äquivalente
eingeschränkt
sein soll.Even though
specific embodiments
herein for purposes of describing the preferred embodiment
have been described and described to those skilled in the art
to recognize that a wide variety of others and / or equivalent
Implementations instead of the specific ones shown and described
embodiments
could be used
without departing from the scope of the present invention.
Specialists in the field of chemistry, mechanics, electromechanics,
Electrics and computer technology will readily recognize that
the present invention in a very wide variety of embodiments
could be implemented.
This application is intended to cover any adaptations or modifications of the herein explained
preferred embodiments
cover. Therefore, it is explicitly intended that this invention
only by the claims
and their equivalents
limited
should be.
Zusammenfassung der OffenbarungSummary of the Revelation
Die
vorliegende Erfindung stellt ein mikroelektromechanisches System
(10) bereit, das eine elektrostatisch gesteuerte Mikroelektromechanik-System-(MEMS-)Vorrichtung
(26) mit einer ersten Platte und einer zweiten Platte,
die um eine Ablenkentfernung basierend auf einer variablen Kapazität getrennt
sind, eine Ladungsspeichervorrichtung (22), die konfiguriert
ist, um eine Ladungsmenge zu speichern, und eine Schalterschaltung
(18) aufweist. Die Schalterschaltung ist konfiguriert,
um die variable Kapazität
der MEMS-Vorrichtung zu steuern, indem die Ladungsmenge gemeinschaftlich
durch die Ladungsspeichervorrichtung und die MEMS-Vorrichtung verwendet
wird, um die Ladungsspeichervorrichtung und die MEMS-Vorrichtung
auf eine gleiche Spannung abzugleichen.The present invention provides a microelectromechanical system ( 10 ) which incorporates an electrostatically controlled microelectromechanical system (MEMS) device ( 26 ) having a first plate and a second plate separated by a deflection distance based on a variable capacitance, a charge storage device ( 22 ) configured to store a charge amount, and a switch circuit ( 18 ) having. The switch circuit is configured to control the variable capacitance of the MEMS device by using the amount of charge collectively through the charge storage device and the MEMS device to equalize the charge storage device and the MEMS device to a same voltage.
