JP2001264647A - 静電アクチュエータ、スイッチング素子、スイッチングデバイス、画像表示装置、画像表示デバイスおよびそれらの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異なる色の光をシーケンシャルに照射してマ
ルチカラーを表示する面順次方式において適用可能な複
数のメモリ機能を備え、簡易な構成の画像表示デバイス
を提供する。 【解決手段】 上電極７および下電極８の間で可動し、
スイッチング素子である光学素子３を駆動する可動電極
９を備えたエバンセント光スイッチング素子１０におい
て、可動電極９に駆動電圧を供給する駆動回路２１に加
えて、上電極７および下電極８に書込み電圧および保持
電圧を供給する保持回路６５を設ける。書込み電圧Ｖｉ
ｎは、駆動電圧Ｖｄにより可動電極９が動く電圧であ
り、保持電圧Ｖｈｏｌｄは、駆動電圧Ｖｄによっても可
動電極９が動かない電圧である。したがって、アクチュ
エータ機構６を１つのメモリとして機能させることが可
能となり、駆動回路２１に作り込むメモリの数を減らす
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信、光演算、
光記憶装置、光プリンター、画像表示装置などに適した
光スイッチング素子、その静電アクチュエータ、それを
用いた画像表示装置およびそれらの制御方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】マルチカラーを表現する方法がいくつか
知られている。その１つは、プロジェクタなどに多用さ
れている３板方式であり、光の３原色である赤色、緑色
および青色の各々の光に対応して複数の液晶パネルなど
のライトバルブを用意し、各々の色の画像を別々に形成
してスクリーン上に合成してマルチカラーを表現するも
のである。直視型の液晶パネルには３原色のドットを各
々表示できるようになったカラーフィルタ方式が用いら
れている。この方式では、マルチカラーで１つの画素を
表現するのに、表現する色の異なる３つの液晶セルが用
いられ、空間的な混色によりマルチカラーを表現する。
他の１つは、フィールド順次方式あるいは面順次方式、
カラーシーケンシャル方式などと呼ばれるものであり、
色の異なる光（通常は３原色の光）を順番に照射してそ
れぞれの色の画像を表現し、人間の眼の時間的な混色に
よりマルチカラーを表現するものである。

【０００３】この面順次方式は、カラーフィルタを用い
た並列加法混色に比べ、１つのセルあるいはスイッチン
グ素子でマルチカラーを表現できるので高解像度の画像
が得られ、スイッチング素子を駆動するドライバー回路
が小さくなり、さらにカラーフィルタが不要になるので
画像表示装置を小型にでき、高品質の画像を表現するこ
とができる。さらに、各色ごとの照度、輝度あるいは時
間を簡単に調整できるのでカラーバランスの調整も容易
になるなど多くの利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、面順次
方式では、色毎に画像を書き換える必要があるので、そ
の色の光を照射する前に、液晶などのライトバルブにそ
の色の画像を書き込む時間をとる必要がある。すなわ
ち、アクティブマトリクスタイプの液晶パネルでは、水
平方向に並んだ液晶セルのデータを水平走査線（アドレ
ス線）毎に書き換える必要があり、１フレーム（画面）
で５００本あるいはそれ以上の走査線がある。したがっ
て、ある色の光を当てて画像を表示してから、光をシャ
ッターなどによって遮断し、１フレーム分を書き換えて
から次の色の光を当てるといったオペレーションが必要
である。このため、光の利用効率が低下するのでコンパ
クトで明るい画像を表示する画像表示装置を実現するの
が困難であり、さらに、フリッカーなどの発生しない品
質の良い画像を表示しようとすると、時間的な分解能の
高い制御回路およびライトバルブが必要とされる。これ
に対し、１フレームを複数のフィールドに分けて順番に
色を変えて表示することなども検討されているが、根本
的な解決にはなっていない。

【０００５】さらに、時分割で多諧調の画面を表現しよ
うとすると、いっそう時間的な分解能の高いものが要求
される。これに対し、液晶をライトバルブとして採用し
たのでは応答速度が数ミリ秒程度なので面順次方式で多
諧調の画像を表現することが難しいという問題もある。

【０００６】このため、まず、液晶よりも応答速度の速
いデバイスが求められており、その１つが反射機能ある
いは透過機能を備えた光学素子をアクチュエータでほぼ
平行に動かして入射光を変調するデバイスである。本願
出願人が出願中の、光を全反射して伝達可能な導光部の
全反射面に対しスイッチング部の抽出面を接触させてエ
バネセント光を抽出し、光学素子の１波長程度あるいは
それ以下の微小な動きによって、高速で光を変調制御可
能な光スイッチングデバイスも、その１つである。

【０００７】図１に、エバネセント光によるスイッチン
グを行う画像表示デバイス（光スイッチングデバイス）
を用いた画像表示装置の一例として、上述した面順次方
式（カラーシーケンシャル方式）のプロジェクタ８０の
概略を示してある。このプロジェクタ８０は、白色光源
８１と、この白色光源８１からの光を３原色に分解して
画像表示ユニット（光スイッチングユニット）５５の導
光板（光ガイド）１に入射させる回転色フィルタ８２
と、各色の光を変調して出射する映像または画像表示ユ
ニット５５と、出射された光８５を投映する投写用レン
ズ８６とを備えている。そして、各色毎の変調された光
８５がスクリーン８９に投写され、時間的に混色される
ことにより多諧調のマルチカラーの画像が出力される。
プロジェクタ８０は、さらに、画像表示ユニット５５お
よび回転色フィルタ８２を制御してカラー画像を表示す
る制御回路８４を備えている。画像表示ユニット５５
は、光ガイド１と以下に詳述する画像表示デバイス（光
スイッチングデバイス）５０とにより構成されており、
この制御回路８４からカラー画像を表示するためのデー
タφなどは画像表示デバイス５０に供給される。

【０００８】このように、図１に示したプロジェクタ８
０は、光を全反射しながら伝達する光ガイド１に投影用
の光を供給する光源８１などと共に光ガイド１から出射
された光を投写するレンズ８５などを備えた投射用の光
を入出力する手段と、光ガイド１に供給された投映用の
光を変調する画像表示デバイス５０とを備えており、画
像表示デバイス５０により光ガイド１から漏出するエバ
ネセント光を制御して画像が表示される。

【０００９】図２に、エバンセント波（エバネセント
光）を利用して光を変調する画像表示デバイス（エバネ
セント光スイッチングデバイス）５０の概要を示してあ
る。画像表示デバイス５０は複数の光スイッチング素子
（光スイッチング機構）１０が２次元に配列されたスイ
ッチングデバイス（光スイッチングデバイス）であり、
個々の光スイッチング素子１０は、単体では導入された
光２を全反射して伝達可能な導光板（光ガイド）１に接
近および離反して光を変調可能な光学素子（スイッチン
グ部）３と、この光学素子３を駆動するアクチュエータ
６とを備えている。そして、光学素子３の層およびアク
チュエータ６の層がアクチュエータ６を駆動する駆動回
路およびデジタル記憶回路（記憶ユニット）が作りこま
れた半導体基板２０の上に積層され、１つの画像表示デ
バイスとして集積化されている。

【００１０】図２を参照してエバネセント光を利用した
本例の画像表示デバイス５０についてさらに詳しく説明
しておく。個々の光スイッチング素子１０をベースに説
明すると、図２の左側に示した光スイッチング素子１０
ａはオン状態であり、右側に示した光スイッチング素子
１０ｂがオフ状態である。光学素子３は、導波路として
の機能を果たす導光板１の面（全反射面）１ａに密着す
る面（接触面または抽出面）３ａと、この面３ａが全反
射面１ａに密着したときに漏れ出たエバネセント波を抽
出して内部で導光板１に対しほほ垂直な方向に反射する
Ｖ字型の反射プリズム（マイクロプリズム）４と、この
Ｖ字型のプリズム４を支持するサポート構造５とを備え
ている。

【００１１】アクチュエータ６は、光学素子３を静電駆
動するタイプであり、そのために、光学素子３のサポー
ト構造５と機械的に連結されて光学素子３と共に動く可
動電極９と、この可動電極９を全反射面１ａの方向（以
降においては上方または第１の方向）に駆動するように
配置された上電極（第１の電極）７と、この上電極７と
対峙した位置で、可動電極９を全反射面１ａと反対側の
方向（以降においては下方または第２の方向）に駆動す
るように配置された下電極（第２の電極）８とを備えて
いる。

【００１２】半導体基板２０には、これらの電極９、７
および８に電圧を供給して光学素子３を駆動する駆動回
路２１が設けられている。たとえば、上電極７を低電位
（接地電位）、下電極８を高電位にバイアスし、可動電
極９に駆動電圧として低電位および高電位を供給するこ
とにより静電力により、光学素子３を全反射面１ａに接
する第１の位置と、全反射面１ａから離れる第２の位置
にそれぞれ動かすことができる。

【００１３】図２に示したように、導光板１には光源か
ら照明光２が全反射面１aで全反射する角度で供給され
ており、その内部の全ての界面、すなわち、光学素子部
（光スイッチング部）３に面した側１ａと、上方の面
（出射面）において光が繰り返し全反射し、導光板１の
内部が光線で満たされる。したがって、この状態で巨視
的には照明光２は導光板１の内部に閉じ込められ、その
中を損失なく伝播している。一方、微視的には、導光板
１の全反射している面１ａの付近では、導光板１から光
の波長程度のごく僅かな距離だけ、照明光２が一度漏出
し、進路を変えて再び導光板１の内部に戻るという現象
が起きている。このように面１ａから漏出した光を一般
にエバネッセント波と呼ぶ。このエバネッセント波は、
全反射面１ａに光の波長程度またはそれ以下の距離で他
の光学部材を接近させることにより取り出すことができ
る。本例の光スイッチング素子１０は、この現象を利用
して導光板１を伝達する光を高速で変調、すなわち、ス
イッチング（オンオフ）する。

【００１４】たとえば、図２の光スイッチング素子１０
ａでは、光学素子３が導光板１の全反射面１ａに接触し
た第１の位置にあるので、光学素子３の面３ａによりエ
バネセント波を抽出することができる。このため、光学
素子３のマイクロプリズム４で抽出した光２は角度が変
えられて出射光２ａとなる。そして、この出射光２ａが
図１に示すプロジェクタ８０の投映用の光８５として利
用される。一方、光スイッチング素子１０ｂでは光学素
子３が導光板１から離れた第２の位置に動かされる。し
たがって、光学素子３によってエバネセント波は抽出さ
れず、光２は導光板１の内部から出ない。

【００１５】エバネセント波を用いた光スイッチング素
子は単独でも光をスイッチングできる装置として機能す
るが、図２に示したように、これらを１次元あるいは２
次元方向、さらには３次元に並べて配置することができ
る構成になっている。特に、２次元にマトリクスあるい
はアレイ状に並べて配置することにより、液晶あるいは
ＤＭＤと同様に平面的な画像を表示可能な映像デバイス
あるいは画像表示ユニット５５を提供することができ
る。そして、エバネセント光を用いた画像表示デバイス
５０では、スイッチング部である光学素子３の移動距離
がサブミクロンオーダとなるので、液晶より１桁あるい
はそれ以上応答速度の速い光変調装置として利用でき、
これを用いた高速動作が可能なプロジェクタ８０あるい
は直視型の画像表示装置を提供することが可能となる。
さらに、エバネセント光を用いた光スイッチング素子１
０は、サブミクロンオーダの動きで光をほぼ１００パー
セントオンオフすることが可能であり、非常にコントラ
ストの高い画像を表現することができる。このため、時
間的な分解能を高くすることが容易であり、高コントラ
ストの画像表示装置を提供できる。

【００１６】さらに、この光スイッチングデバイス５０
では、駆動回路などが作りこまれた半導体集積基板２０
にアレイ状に配置されたアクチュエータ６および光学素
子３が積層された構成の画像表示デバイス５０を１チッ
プで提供することが可能である。すなわち、半導体基板
２０の上にアクチュエータ６および光学素子３といった
マイクロストラクチャが構築されたマイクロマシンある
いは集積化デバイスである画像表示デバイス５０と光ガ
イド１とを組み立てることにより画像表示ユニット５５
を供給でき、これを組み込むことにより動作速度が速く
高解像で、さらに、高コントラストの画像を表示できる
プロジェクタを提供できる。

【００１７】図３に、スイッチング素子１０のレイアウ
トに合わせて半導体基板２０に駆動回路２１がアレイ状
あるいはマトリクス状に配置された様子を模式的に示し
てある。これらの駆動回路２１には、アドレス線ドライ
バ回路４５により、行方向（図４の左右方向）に並んだ
光変調ユニットの駆動回路２１を並列に接続したアドレ
ス線４４を介してアドレス信号φａが列方向（図３の上
下方向）に順番に供給される。また、データ線ドライバ
回路４６により、列方向に並んだ光変調ユニットの駆動
回路２１を並列に接続したデータ線４１を介して、各々
の駆動回路２１のデータが供給される。そして、データ
線４１に供給されるデータ信号φｄと同期して供給され
るアドレス信号φａにより該当する駆動回路２１にデー
タ信号φｄがラッチされ、それによってアクチュエータ
６を駆動するための信号が可動電極９に供給される。一
方、各々のスイッチング素子１０の上電極７および下電
極８には、電圧供給線４７および４８を介して低電圧Ｖ
ｇおよび高電圧Ｖｈのバイアス電圧が供給されており、
駆動回路２１から可動電極９に供給される駆動電圧によ
りスイッチング部である光学素子３が動き入射光がオン
オフ制御される。

【００１８】したがって、駆動回路２１には、次のタイ
ミングでデータ信号が供給されるまでの間、供給された
データ信号φｄをホールドしておく記憶素子が必要とな
る。図４（ａ）に示した駆動回路２１は光スイッチング
素子１０と並列に挿入された容量２２をサンプルホール
ドとして用いた回路であり、アドレス信号φａによりゲ
ートとなるスイッチング素子２３がオンオフ制御され、
適当なタイミングで供給されたデータ信号φｄが容量２
２にホールドされる。

【００１９】しかしながら、上述したように、面順次方
式では、色毎に画像を書き換える必要がある。したがっ
て、１フレーム分を書き換えてから次の色の光を当てる
といったオペレーションを省略するには、図４（ｂ）に
示すような２段のメモリが要求される。図４（ｂ）に示
した駆動回路２１は、本願出願人により提案されている
２メモリタイプの駆動回路であるが、この駆動回路２１
は、いわゆるＳＲＡＭの回路形態となるループ接続され
た１組のインバータ２４ａおよび２４ｂにより、容量２
２に加えてもう１つのメモリが構成されている。したが
って、アドレス信号φａによりデータ線４１ａおよび４
１ｂから供給されたデータ信号φｄはいったんインバー
タ２４ａおよび２４ｂにより構成されるメモリにストア
される。その後、フレームの書き換えタイミングなどと
同期して供給される面順次信号φｓによりスイッチング
素子２５が動作し、メモリにラッチされていたデータ信
号φｄがサンプルホールドである容量２２と光スイッチ
ング素子１０に供給され、データ信号φｄにより光スイ
ッチング素子１０が駆動される。

【００２０】このように２つの記憶素子を設けた駆動回
路は画像を表示している間に次の画像のデータをラッチ
することが可能であり、画面全体を１クロックで一括し
て書き換えることが可能となる。したがって、上述した
面順次（カラーシーケンシャル）方式によりマルチカラ
ーを表示する画像表示装置においては、光の利用効率が
向上するなどの効果が得られ、明るい高解像度の画像を
表示することができる。

【００２１】しかしながら、２つの記憶素子と、それら
にデータを転送およびラッチするためのスイッチング素
子、さらには、それらを制御するための制御配線を半導
体基板上に配置する必要がある。したがって、スイッチ
ング素子１０を微細化するとこれらの素子および配線を
アレンジすることが難しくなる可能性が高い。また、製
造コストをかけて半導体基板に対し微細化ルールを適用
して回路を作り込むことは可能であるとしても、回路が
形成された半導体基板上にアクチュエータおよび光学素
子を製造する際にアクチュエータあるいは光学素子に欠
陥があると、高価な半導体基板が無駄になり画像表示デ
バイスの製造コストが非常に高くなる。したがって、１
つのスイッチング素子あたりに複数のメモリを備えたデ
バイスが面順次方式に対応するためには望ましいことは
明らかであるが、デバイスの小型化および低コスト化と
トレードオフの関係にあり、両者を満足する構成は開示
されていない。

【００２２】そこで、本発明においては、記憶素子を増
やさずにスイッチング素子の状態を記憶することによ
り、面順次方式に対応でき、さらに小型化および低コス
ト化が可能なスイッチングデバイスおよびこれに適した
静電アクチュエータ、さらには、これらを用いた画像表
示デバイスおよび画像表示装置を提供することを目的と
している。また、これらの静電アクチュエータ、スイッ
チングデバイスおよび画像表示デバイスに適した制御方
法を提供することを目的としている。

【００２３】さらに、面順次方式で多諧調のマルチカラ
ー画像を表示することができるコンパクトで明るい画像
表示装置を提供することを目的としている。

【００２４】

【課題を解決するための手段】このため、本発明におい
ては、上下の電極に対し、可動電極に駆動電圧が供給さ
れると可動電極が動くレベルの電圧を供給するのに加
え、可動電極に駆動電圧が供給されたときに可動電極が
動かないレベルの電圧を供給できるようにして駆動電圧
が変化しただけでは可動電極が動かずに状態を保持し、
メモリとして機能するようにしている。すなわち、本発
明の静電アクチュエータは、第１の位置、およびこの第
１の位置から離れた第２の位置に移動可能なスイッチン
グ部を電極間に働く静電力により駆動する静電アクチュ
エータであって、スイッチング部を駆動する可動電極
と、この可動電極を第１の位置の方向に駆動するように
配置された上電極と、可動電極を第２の位置の方向に駆
動するように配置された下電極と、可動電極に２レベル
の駆動電圧を供給する駆動手段と、上電極および下電極
に対し、駆動電圧により可動電極がいずれか一方の側に
移動する書込み用の電圧、および駆動電圧により可動電
極がいずれか一方の側から移動しない保持用の電圧を供
給する保持手段とを有することを特徴としている。

【００２５】したがって、この静電アクチュエータを制
御する際は、可動電極に２レベルの駆動電圧を供給する
駆動工程と、上電極および下電極に対し、駆動電圧によ
り可動電極がいずれか一方の側に移動する書込み用の電
圧を供給する書込み工程と、上電極および下電極に対
し、駆動電圧により可動電極がいずれか一方の側から移
動しない保持用の電圧を供給する保持工程とを設けるこ
とができる。このため、保持工程、駆動工程および書込
み工程をそれぞれ重複させながら繰り返す制御を行う
と、静電アクチュエータ自体をメモリとして用いること
ができる。すなわち、保持工程で保持電圧を供給した状
態で、駆動工程を実施し、駆動電圧を変えても可動電極
自体は動かない。したがって、駆動電圧を変えるまえの
状態が保持される。一方、駆動電圧を変えた後に、書込
み工程を行い書込み電圧を供給すると可動電極は駆動電
圧にしたがって動く。したがって、メモリにデータを書
き込むためのゲートがオープンしたような状態となり、
駆動電圧の状態が静電アクチュエータに記憶される。こ
の後、保持工程で保持電圧を供給すると、可動電極の駆
動電圧が変わっても可動電極は動かないので書き込まれ
た状態は保持される。

【００２６】このように本発明の静電アクチュエータに
おいては、上下の電極に供給する電圧を変えることによ
り静電アクチュエータ自身をメモリとして使用すること
ができる。また、可動電極が動かない状態で次のデータ
を可動電極に駆動電圧として供給することができ、書込
み工程で保持電圧を書込み電圧に変えることにより、供
給されたデータに従って可動電極を動かすことができ
る。したがって、画面単位で制御するときに、保持工程
において走査線により順番にデータを供給し、その後の
書込み工程でカラーシーケンシャルのタイミングで供給
されたデータを反映した状態に可動電極を１クロックで
動かすことができる。

【００２７】すなわち、本発明の静電アクチュエータで
は、１つのメモリあるいはサンプルホールドを設けるだ
けで、上述した２つのメモリを備えた駆動回路により制
御されるスイッチング素子と同様に制御することができ
る。さらに、本発明を採用することにより駆動回路に２
つのメモリおよびこれらのメモリにデータを転送するた
めのスイッチ、駆動線が不要となる。したがって、駆動
手段となる回路を極めて簡素化でき、コンパクトにまと
めることができる。さらに、駆動手段をアレイ状などに
並べたデバイスにおいては、その駆動手段に対しメモリ
間でデータを転送する制御を行うための接続回線（走査
線あるいはデータ線）を設ける必要もない。したがっ
て、面順次方式に対応でき、さらに小型化および低コス
ト化が可能な静電アクチュエータを提供できる。

【００２８】書込み用の電圧としては２レベルの駆動電
圧とほぼ等しい電圧を採用し、書込み工程では、上下の
電極に各々の異なる電圧を供給することにより可動電極
を駆動電圧により動かすことができる。また、保持用の
電圧としては２レベルの駆動電圧より高いまたは低い電
圧を採用し、書込み工程の後の保持工程では上電極およ
び下電極に同一のレベルの保持用の電圧を供給すること
により可動電極を動かさずにその状態をラッチできる。

【００２９】本発明の静電アクチュエータと、この静電
アクチュエータにより駆動されるスイッチング部とを組
み合わせることにより、データを転送可能な２つのメモ
リ機能を備えたコンパクトなスイッチング素子を低コス
トで提供することができる。また、スイッチング部が第
１または第２の位置で光を変調するスイッチング素子と
することが可能であり、その１つは、本願出願人が出願
しているエバネセント光を用いた光スイッチング素子で
ある。すなわち、入力された光を全反射して伝達可能な
全反射面を備えた導光部をさらに有し、スイッチング部
は、第１の位置で全反射面から漏出したエバネセント光
を抽出するスイッチング素子に本発明を適用できる。

【００３０】さらに、複数のこれらのスイッチング素子
をアレイ状に配置することにより画像表示ができるスイ
ッチングデバイス（画像表示デバイス）を提供すること
が可能であり、各々の画素を構成するスイッチング素子
に２つのメモリ機能を設けることが極めて簡単になる。
そして、２つのメモリ機能を内蔵するためにサンプルホ
ールドとなる容量あるいはＳＲＡＭを１セットだけ駆動
手段の内部に設けるだけでよいので、駆動手段となる回
路構成が簡略化され、コンパクトになり、また、半導体
装置を低コストで提供できる。このため、歩留まりも向
上し、製品コストを下げることができる。そして、画素
毎に２つのメモリ機能を備えたコンパクトな画像表示デ
バイスを提供できる。

【００３１】この画像表示デバイスにおいては、アレイ
状に並んだスイッチング素子の静電アクチュエータに対
し同一タイミングで書込み用の電圧および保持用の電圧
を供給することも可能であり、表示用のデータを供給し
た後に１クロックで全画面の表示を切り替えることが可
能となる。したがって、色毎の光が順番に照射される面
順次表示方式において、色毎の画面の切り替えを瞬時に
行うことが可能となり、光の利用効率を向上でき、明る
い画像を表示することができる。

【００３２】また、ライン状に並んだスイッチング素子
の静電アクチュエータに対し同一タイミングで書込み用
の電圧および保持用の電圧を供給することも可能とな
る。このような画像表示デバイスは、上記と同様に面順
次表示方式に適用できると共に、さらに、データを供給
するタイミングとは別に走査線毎に画素をセットまたは
リセットするタイミングを設定することが可能である。
したがって、セットまたはリセットするタイミングで画
素の表示時間を規定したり、従来の画像表示デバイスで
は実現できないようなフレキシブルに画素の状態を制御
できる。

【００３３】そして、これらの画像表示デバイスと、こ
の画像表示デバイスに対し投射用の光を入出力する手段
とを有するプロジェクタなどの本発明の係る画像表示装
置を提供することが可能であり、上述したように画像表
示デバイスをコンパクトで低コスト化でき、さらに面順
次表示方式に高速対応するようにできる。したがって、
低コストでコンパクトであり、さらに明るい画像を表示
可能な画像あるいは映像表示装置を提供できる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図５に、本発明の実施の形態に係
る光スイッチングユニットを模式的に示してある。本例
のスイッチングユニット５５は、先に図２を参照しなが
ら説明したものと同様にエバネセント光を採用したユニ
ットであり、導光部１と、スイッチングデバイス５０を
備えている。スイッチングデバイス５０は、スイッチン
グ素子１０が２次元にアレイ状に配置された画像表示デ
バイスであり、各々のスイッチング素子１０は、スイッ
チング部である光学素子３と、これを駆動するアクチュ
エータ機構６とが半導体基板２０の上に積層された構成
である。

【００３５】半導体基板２０には、各々のアクチュエー
タ機構６を駆動する回路２１が形成されており、以下で
はアクチュエータ機構６および駆動回路２１を含めてア
クチュエータ６０と呼ぶことにする。本例のアクチュエ
ータ機構６は図２を参照しながら説明したように、可動
電極（中間電極）９と、この上下に位置する上電極７お
よび下電極８を備えている。したがって、本例のアクチ
ュエータ６０は、駆動回路２１によって可動電極９に供
給される駆動電圧で発生する静電力により可動電極９お
よびこれに連結された光学素子３を駆動する静電駆動タ
イプのアクチュエータである。

【００３６】本例の光スイッチング素子１０の詳細な構
成および光をオンオフする機構については先に図２に基
づき詳述したので以下では省略する。本例の画像表示デ
バイス５０は、駆動回路２１に加え、上電極７および下
電極８に供給する電圧を制御する保持回路６５を備えて
おり、個々の光学素子３を駆動するアクチュエータ６０
を構成する回路の１つとなっている。保持回路６５は、
上電極７および下電極８に２種類の電圧（電圧ペア）を
供給する。１つ電圧は書込み電圧であり、駆動回路２１
から可動電極９に供給される駆動電圧Ｖｄによって可動
電極９が動くように上電極７および下電極８に異なる値
の適当な電圧を供給する。図２に基づき説明したのと同
じ動きを光学素子３が行うには、駆動電圧Ｖｄが低電位
Ｖｇと高電位Ｖｈに変動するとして、書込み電圧Ｖｉｎ
としては上電極７に低電位Ｖｇを供給し、下電極８には
高電位Ｖｈを供給する。

【００３７】この書込み電圧Ｖｉｎに加え、保持回路６
５から各々の電極に対し保持電圧Ｖｈｏｌｄが供給され
る。本例において、保持電圧Ｖｈｏｌｄは、書込み電圧
Ｖｉｎの高電位Ｖｈより十分に高い高電位Ｖｈｈであ
り、この高電位Ｖｈｈが上電極７および下電極８に対し
供給される。保持電圧Ｖｈｏｌｄに対し、可動電極９に
供給された駆動電圧Ｖｄは高くても高電位Ｖｈである。
したがって、これよりも高い電位Ｖｈｈを上電極７およ
び下電極８に供給すると、駆動電圧Ｖｄの如何に関わら
ず可動電極９との間に吸引力となる静電力が発生する。
したがって、可動電極９は駆動電圧Ｖｄに関わらず動か
ない。

【００３８】同様に、保持電圧Ｖｈｏｌｄとして書込み
電圧Ｖｉｎの低電位Ｖｇよりも十分に低い電位を上電極
７および下電極８に供給するようにしてもよい。駆動電
圧Ｖｄが最も低い場合でも、上電極７および下電極８と
の間に吸引力となる静電力が働く。したがって、この場
合も、可動電極９は駆動電圧Ｖｄの如何に関わらず動か
ない。

【００３９】一方、保持電圧Ｖｈｏｌｄに変わり、書込
み電圧Ｖｉｎを上電極７および下電極８に供給すると、
可動電極９は駆動電圧Ｖｄの高低にしたがって動く。し
たがって、保持回路６５から書込み電圧Ｖｉｎと保持電
圧Ｖｈｏｌｄとを交互に上電極７および下電極８に供給
することにより、可動電極９を駆動電圧Ｖｄにしたがっ
て動かしたり、駆動電圧Ｖｄの如何に関わらず、動いた
位置で保持したりすることができる。

【００４０】図６に示したタイミングチャートを参照し
ながらさらに詳しく説明する。このチャートでは、簡単
のために書込み電圧Ｖｉｎおよび駆動電圧Ｖｄの低電位
ＶｇをＧで示し、高電位Ｖｈを+で示してある。さら
に、保持電圧Ｖｈｏｌｄの高電位Ｖｈｈを++で示してあ
る。また、視覚的にわかりやすいように、アクチュエー
タ機構６の上電極７、可動電極９および下電極８に供給
されている電圧と動きを模式的に各タイミングで示して
ある。

【００４１】時刻ｔ１では上電極７および下電極８に保
持回路６５から書込み電圧Ｖｉｎが供給されており、可
動電極９は駆動回路２１から供給される駆動電圧Ｖｄに
よって動く。時刻ｔ１では、駆動電圧Ｖｄが高電位Ｖｈ
なので可動電極９は上電極７に動く。したがって、光学
素子３のプリズム４は上方（第１の位置）に動き、エバ
ネセント光を抽出すると共に出射方向に反射する。した
がって画素は白表示（オン）になる。

【００４２】時刻ｔ２に保持回路６５から上電極７およ
び下電極８に保持電圧Ｖｈｏｌｄが供給される。可動電
極９は高電圧Ｖｈが供給されているが、上電極７にはさ
らに高い保持電圧Ｖｈｈが供給されるので、可動電極９
と上電極７との間には吸引力が働き可動電極９は動かな
い。ただし、上電極７の電位が書込み電圧から保持電圧
に移行するときに可動電極９と同電位となるタイミング
がある。しかしながら、書込み電圧Ｖｉｎから保持電圧
Ｖｈｏｌｄへの移行を、可動電極９およびこれに付随し
て動く光学素子３を含めた機械的な応答速度よりも十分
に早く行うことにより可動電極９が動くような事態は発
生しない。

【００４３】次に時刻ｔ３に駆動電圧Ｖｄが高電位Ｖｈ
から低電位Ｖｇに切り替わる。すなわち、このタイミン
グで次の画素表示するデータが駆動回路２１に書き込ま
れ、駆動回路２１から可動電極９に供給される。しかし
ながら、可動電極９が位置している上電極７は保持電圧
Ｖｈｏｌｄが供給され高電位Ｖｈｈになっている。この
ため、可動電極９が低電位Ｖｇになっても吸引力が生ず
ることに変わりはなく、可動電極９は動かない。

【００４４】さらに、時刻ｔ４に保持回路６５から上電
極７および下電極８に書込み電圧Ｖｉｎが供給される
と、上電極７は低電位Ｖｇに、また、下電極８は高電位
Ｖｈになる。したがって、可動電極９と上電極７との間
には斥力が働き，可動電極９は下電極８の方に動く。こ
のため、光学素子３およびプリズム４も可動電極９と共
に下方（第２の位置）に移動する。したがって、プリズ
ム４は光ガイド１から離れエバネセント光は抽出できな
い状態となる。このため、画素は黒色（オフ）になる。

【００４５】時刻ｔ５に、保持回路６５から上電極７お
よび下電極８に保持電圧Ｖｈｏｌｄが供給されると、上
電極７および下電極８が高電位Ｖｈｈになる。このタイ
ミングでは、可動電極９は低電位Ｖｇであるので安定し
ており、保持電圧Ｖｈｏｌｄが供給されても吸引力が作
用するので下電極８から動かない。

【００４６】時刻ｔ６に、駆動回路２１が次のデータを
ラッチし、駆動電圧Ｖｄが高電位Ｖｈに変わる。しかし
ながら、下電極８には保持電圧Ｖｈｏｌｄとして高電位
Ｖｈｈが供給されているので、可動電極９が高電位Ｖｈ
になっても吸引力が働く。したがって、可動電極９は動
かない。

【００４７】さらにタイミングが進んで時刻ｔ７にな
り、保持回路６５から上電極７および下電極８に書込み
電圧Ｖｉｎが供給されると、下電極８が高電位Ｖｈとな
る。このため、可動電極９との間に斥力が働き可動電極
９は駆動電圧Ｖｄにしたがって上電極７の方向に動く。
そして、光スイッチング素子１０はオンになる。

【００４８】このように、本例のアクチュエータ６０に
おいては保持回路６５から書込み電圧Ｖｉｎに加え、保
持電圧Ｖｈｏｌｄを上電極７および下電極８に供給する
ことが可能である。そして、保持電圧Ｖｈｏｌｄを供給
している間は、駆動回路２１から可動電極９に供給され
る駆動電圧Ｖｄの如何に関わらず可動電極９の位置をホ
ールドすることができる。すなわち、保持電圧Ｖｈｏｌ
ｄを供給している間は可動電極９の状態を記憶すること
が可能となる。このため、保持電圧Ｖｈｏｌｄが供給さ
れている間に次のデータを駆動回路２１に供給すること
ができ、駆動電圧Ｖｄを可動電圧９にも供給することが
できる。すなわち、本例のアクチュエータ６０において
は、駆動回路２１を第１のメモリとして使用し、アクチ
ュエータ機構６を第２のメモリとして使用することが可
能であり、第１のメモリから第２のメモリへのデータの
移行を書込み電圧Ｖｉｎを供給することで行うことがで
きる。

【００４９】図５においては、上電極７および下電極８
に対し画素単位で保持電圧Ｖｈｏｌｄおよび書込み電圧
Ｖｉｎを供給するイメージで図示しているが、光スイッ
チング素子１０が２次元にアレイ状に配置されている画
像表示デバイス５５においてはライン（走査線）単位あ
るいは画面全体で上電極７および下電極８の電圧を制御
することが可能であり、個々のアクチュエータ６０ある
いはスイッチング素子１０の面積に保持回路６５を作り
込まなくてよい。また、保持電圧Ｖｈｏｌｄおよび書込
み電圧Ｖｉｎは、駆動回路２１にラッチされたデータを
画素レベルに反映されるタイミングを制御するので、走
査線単位あるいは画面単位で制御することが望ましい。

【００５０】図７に、本例のアクチュエータ６０を備え
たスイッチング素子１０を２次元にアレイ状に配置し画
像表示デバイス５０を構成したときの駆動回路２１と、
上電極７および下電極８に電圧を供給する構成の一例を
示してある。本図は先に示した図３に対応するものであ
るが，本例においては、上電極７および下電極８にバイ
アス電圧を供給する電圧供給線４７および４８を駆動回
路２１が横方向に並んだ走査線毎に分離し、保持回路６
５から出力できるようにしている。したがって、本例の
デバイス５０では、上電極７および下電極８の電圧を走
査線毎に制御することが可能である。すなわち、走査線
毎に上電極７および下電極８に書込み電圧Ｖｉｎと保持
電圧Ｖｈｏｌｄを供給することが可能であり、走査線毎
にスイッチング素子１０、すなわち、画素の状態を１ク
ロックでリセットあるいはセットすることができる。も
ちろん、画面全体の画素の状態を１クロックでリセット
あるいはセットすることができる。

【００５１】このように走査線毎あるいは画面毎に１ク
ロックで画素の状態をセットあるいはリセットできる画
像表示デバイス５０を用いることによりいくつかの非常
に有益な効果が得られる。たとえば、図１に示したプロ
ジェクタ８０では、回転色フィルタ８２により複数の色
（通常は赤色、緑色および青色）が順番に画像表示ユニ
ット５５に入力され、各色毎の画像に変調された光８５
が出射される。このため、カラー画像を表示する制御回
路８４から画像表示ユニット５５に対して、カラー画像
を表示するためのデータφｄと、このデータφｄを各画
素にラッチするためのアドレス（走査）信号φａが駆動
回路２１に供給され、ラッチしたデータで各画素を表示
するための面順次信号φｓが保持回路６５に供給され
る。さらに、色回転フィルタ８２の駆動モータ８３には
モータ制御信号が供給されるが、このモータ制御信号と
面順次信号φｓを同期することにより、各色の画像を各
色の光が照射されるのほとんど同期して出力でき、照射
時間のロスをほとんどゼロにすることができる。

【００５２】すなわち、面順次信号φｓがオフのときに
保持回路６５から保持電圧Ｖｈｏｌｄを出力し、これに
より画像が固定されている間に、パルス状のアドレス信
号φａがアドレス線４４を介して列方向に順番に供給さ
れ、それに対応するデータ信号φｄがデータ線４１によ
り供給される。この結果、１フレーム（画面）分のアド
レス線が走査されると、１フレームのデータが各駆動回
路２１にラッチされ、それに対応した駆動電圧がアクチ
ュエータ機構６に供給される。しかしながら、上述した
ように保持電圧Ｖｈｏｌｄの間はアクチュエータ機構６
は動かない。この際、１フレームを複数のフィールドに
分けて順番に表示する方式が採用されるのであれば、１
フィールド分のデータが記憶される。

【００５３】次に、面順次信号φｓがオンになると、保
持回路６５から書込み電圧Ｖｉｎを出力する。これによ
り、各画素のアクチュエータ機構６はそれぞれの駆動回
路２１から供給されている駆動電圧によって動き、次の
画像が表れる。すなわち、次の画面表示に１クロックで
切り替わる。したがって、この画面表示が切り替わるタ
イミングにあわせて色の異なる光を画像表示ユニット５
５に照射あるいは供給することにより、色の異なる画像
を表示することができる。さらに、その色の光が供給さ
れ、その色の画像が表示されている間に、上記と同様に
次の色の画像データがアドレス信号φａにしたがって走
査線の順番に駆動回路２１にラッチされる。そして、次
の面順次信号φｓにより、画面を構成するすべての駆動
回路２１のデータにしたがって次の色の光が照射される
タイミングと同期して画像表示が切り替わる。

【００５４】このように、本例の画像表示ユニット５５
では、１クロックで画像を切り替えることができるの
で、色の異なる光を照射するときに、光源をオフにして
それぞれの画像を書き込む時間を確保する必要がない。
さらに、光変調素子として応答速度が液晶より１桁程度
あるいはそれ以上短いＥＳＤ１０を採用しているので、
ほとんど連続して、シャッターなどによって光を遮断す
ることなく、色の異なる光をシーケンシャルに照射する
ことができる。このため、各色の光を順番に照射する面
順次駆動方式において、シャッターなどの余分な機構が
不要となり、さらに、時間的な分解能の非常に高い画像
表示装置を提供することができる。このため、面順次方
式で多諧調のマルチカラー画像を表現することができる
画像表示装置を提供できる。面順次方式を採用すること
により、上述したように、１つの画素を１つの光スイッ
チング素子でマルチカラー表現可能となるので、コンパ
クトで解像度の高い画像表示装置を提供することが可能
である。加えて、このような面順次方式を実現するにあ
たって、各画素を構成するスイッチング素子あるいは駆
動回路に、先に図４（ａ）を参照しながら説明したよう
なメモリを１つだけ用意して操作するだけでよい。この
ため、本例の画像表示装置においては、非常にコンパク
トで多諧調の画像も表現できる画像表示装置を提供でき
る。

【００５５】また、ほとんど連続して各色の光を照射す
ることができるので、光の利用効率が高く、明るい画像
を表示することができる画像表示装置を提供できる。そ
して、表示中にインタレースあるいはノンインタレース
で画面が書き換えられることがないので、フリッカーな
どの発生がなく、非常に品質の高い画像を表示すること
が可能となる。

【００５６】さらに、上電極および下電極に対し走査線
単位で保持電圧Ｖｈｏｌｄおよび書込み電圧Ｖｉｎを供
給することにより、さらにフレキシブルな画素制御がで
きる。たとえば、１つの色の画像を多数のフレームで構
成する場合、そのフレームを切り替えるタイミングをラ
イン単位で制御することができ、線順次方式と呼ぶこと
ができる画像制御が行える。さらに、そのような制御を
行うために駆動回路にセットあるいはリセット信号を供
給する走査線を設けたり、駆動回路内のセットあるいは
リセットのための回路要素を加える必要がない。したが
って、非常に簡易な構成で、コンパクトで低コストなデ
バイスでありながら、画素のデータの読み込みおよび書
込み、さらには表示のタイミングを自由に制御すること
ができる画像表示デバイスを本発明により提供すること
ができる。

【００５７】また、走査線毎にアドレス信号φａと同期
して書込み電圧Ｖｉｎと保持電圧Ｖｈｏｌｄを供給する
制御を行うことも可能である。このような制御を行うこ
とによりアクチュエータ自体が保持用のメモリとして機
能するので、画素の状態を維持するための保持容量ある
いはメモリは一切不要となる。したがって、駆動回路２
１をさらに簡略化することができる。

【００５８】なお、本例では、光変調を行うスイッチン
グ用の素子としてＥＳＤを用いた例を説明しているが、
静電アクチュエータにより駆動される光学素子あるいは
それを用いたデバイスであれば、本発明を適用すること
ができる。また、本発明は、上下の電極内で可動電極が
駆動される静電アクチュエータを備えたデバイスであれ
ば適用することが可能であり、光変調デバイスに限ら
ず、マイクロバルブなどの他の用途のスイッチングデバ
イスに対しても本発明を適用し、簡易でコンパクトな構
成でスイッチングのタイミングを自由に制御することが
できるデバイスを提供することができる。

【００５９】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、上電極および下電極の間で可動電極が動くタイプの
静電アクチュエータにおいて、上電極および下電極に対
し、可動電極が動くことができる書込み電圧に加え、可
動電極が固定される保持電圧を供給できるようにしてい
る。したがって、保持電圧を供給することにより、静電
アクチュエータのアクチュエータ機構、すなわち、電極
により構成される駆動機構自体を１つのメモリとして使
用することが可能となり、駆動回路の側に用意するメモ
リを少なくとも１組は削減することが可能となる。

【００６０】半導体基板の上にマイクロアクチュエータ
が積層された構成のマイクロデバイスにおいて、マイク
ロアクチュエータの集積度を上げることは重要な課題で
あり、それと共に半導体基板内の駆動回路が占める面積
は削減される。このため、半導体基板側の集積度もさら
に向上する必要が生じ、製造コストがあがると共に歩留
まりが低下する。特に、半導体基板にマクロアクチュエ
ータ、さらにはスイッチングとなる光学素子の層が積層
された構成のデバイスにおいては、各レイアウト層の歩
留まりによって基板となる側が無駄になってしまい、光
学素子層およびアクチュエータ層の歩留まりによって高
価な高集積度の半導体基板のロスが左右される。したが
って、半導体基板の集積度が上げられるとしても、それ
によってコストが大幅に増加すると、製品コストに与え
る影響は非常に大きい。

【００６１】これに対し、本発明を適用することによ
り、半導体基板側のコストアップなしに、メモリとして
の機能を追加することが可能である。このため、半導体
基板の歩留まりを向上できるだけではなく、アクチュエ
ータ層あるいは光学素子層の歩留まりにともなるロスに
よる影響を最小限に留めることが可能となり、低コスト
で、画素毎にメモリを１つあるいは複数備えた高機能な
スイッチングデバイスを提供することができる。そし
て、本発明に係る光スイッチングデバイス（画像表示デ
バイス）を用いることにより、低コストでコンパクトで
ありながら、明るい高解像度の画像を表示することがで
きる画像表示装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像表示装置としてプロジェクタの例を示して
ある。

【図２】エバネセント光スイッチング素子の概要を示す
図である。

【図３】駆動回路をアレイ状に配置した画像表示デバイ
スの構成を示す図である。

【図４】図３に示した駆動回路の例を示す回路図であ
る。

【図５】本発明にかかる静電アクチュエータを備えたエ
バネセント光スイッチング素子の概要を示す図である。

【図６】図５に示すスイッチング素子の動きを示すタイ
ミングチャートである。

【図７】本発明に静電アクチュエータを備えたスイッチ
ング素子をアレイ状に配置した画像表示デバイスの構成
を示す図である。

【符号の説明】

１ 導光板 ２ 照明光 ３ 光学素子部 ４ マイクロプリズム ５ V型のサポート構造 ６ アクチュエータ機構 ７ 上電極 ８ 下電極 ９ 可動電極 １０ 光スイッチング素子 ２０ 半導体基板 ２１ 駆動回路（駆動ユニット） ２２ サンプルホールド ２３ スイッチング素子 ４１ データ線 ４２ アドレス線 ４５ アドレス線ドライバ回路 ４６ データ線ドライバ回路 ４７ 上電極への電圧供給線 ４８ 下電極への電圧供給線 ５０ 光スイッチングデバイス（画像表示デバイス） ５５ 画像表示ユニット ６０ 静電アクチュエータ ６５ 保持回路

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の位置、およびこの第１の位置から
   離れた第２の位置に移動可能なスイッチング部を電極間
   に働く静電力により駆動する静電アクチュエータであっ
   て、 前記スイッチング部を駆動する可動電極と、 この可動電極を前記第１の位置の方向に駆動するように
   配置された上電極と、 前記可動電極を第２の位置の方向に駆動するように配置
   された下電極と、 前記可動電極に２レベルの駆動電圧を供給する駆動手段
   と、 前記上電極および下電極に対し、前記駆動電圧により可
   動電極がいずれか一方の側に移動する書込み用の電圧、
   および前記駆動電圧により可動電極がいずれか一方の側
   から移動しない保持用の電圧を供給する保持手段とを有
   する静電アクチュエータ。
2. 【請求項２】 請求項１において前記書込み用の電圧は
   前記２レベルの駆動電圧であり、前記保持手段は前記上
   電極および下電極に異なるレベルの前記書込み用の電圧
   を供給し、 前記保持用の電圧は前記２レベルの駆動電圧より高いま
   たは低い電圧であり、前記保持手段は前記上電極および
   下電極に同一のレベルの前記保持用の電圧を供給する静
   電アクチュエータ。
3. 【請求項３】 請求項１において、前記駆動手段は、前
   記保持手段が前記保持用の電圧を供給している間に、前
   記スイッチング部の次の状態を規定する前記駆動電圧を
   供給する静電アクチュエータ。
4. 【請求項４】 請求項３において、前記駆動手段は、前
   記駆動電圧を保持するメモリを有する静電アクチュエー
   タ。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載の静
   電アクチュエータと、この静電アクチュエータにより駆
   動される前記スイッチング部とを有するスイッチング素
   子。
6. 【請求項６】 請求項５において、前記スイッチング部
   は前記第１または第２の位置で光を変調することができ
   るスイッチング素子。
7. 【請求項７】 請求項６において、導入された光を全反
   射して伝達可能な全反射面を備えた導光部をさらに有
   し、 前記スイッチング部は、前記第１の位置で前記全反射面
   から漏出したエバネセント光を抽出するスイッチング素
   子。
8. 【請求項８】 請求項５に記載の複数のスイッチング素
   子がアレイ状に配置されているスイッチングデバイス。
9. 【請求項９】 請求項６または７に記載の複数のスイッ
   チング素子がアレイ状に配置されている画像表示デバイ
   ス。
10. 【請求項１０】 請求項９において、前記保持手段はラ
    イン状に並んだ前記スイッチング素子の前記静電アクチ
    ュエータに対し同一タイミングで前記書込み用の電圧お
    よび保持用の電圧を供給する画像表示デバイス。
11. 【請求項１１】 請求項９において、前記保持手段はア
    レイ状に並んだ前記スイッチング素子の前記静電アクチ
    ュエータに対し同一タイミングで前記書込み用の電圧お
    よび保持用の電圧を供給する画像表示デバイス。
12. 【請求項１２】 請求項９ないし１１のいずれかに記載
    の画像表示デバイスと、この画像表示デバイスに対し投
    射用の光を入出力する手段とを有する画像表示装置。
13. 【請求項１３】 第１の位置、およびこの第１の位置か
    ら離れた第２の位置に移動可能なスイッチング部を電極
    間に働く静電力により駆動する静電アクチュエータの制
    御方法であって、 当該静電アクチュエータは、前記スイッチング部を駆動
    する可動電極と、この可動電極を前記第１の位置の方向
    に駆動するように配置された上電極と、前記可動電極を
    第２の位置の方向に駆動するように配置された下電極と
    を有し、 前記可動電極に２レベルの駆動電圧を供給する駆動工程
    と、 前記上電極および下電極に対し、前記駆動電圧により可
    動電極がいずれか一方の側に移動する書込み用の電圧を
    供給する書込み工程と、 前記上電極および下電極に対し、前記駆動電圧により可
    動電極がいずれか一方の側から移動しない保持用の電圧
    を供給する保持工程とを有する静電アクチュエータの制
    御方法。
14. 【請求項１４】 請求項１３において前記書込み用の電
    圧は前記２レベルの駆動電圧であり、前記書込み工程で
    は前記上電極および下電極に異なるレベルの前記書込み
    用の電圧を供給し、 前記保持用の電圧は前記２レベルの駆動電圧より高いま
    たは低い電圧であり、前記保持工程では前記上電極およ
    び下電極に同一のレベルの前記保持用の電圧を供給する
    静電アクチュエータの制御方法。
15. 【請求項１５】 請求項１３において、前記保持工程、
    前記駆動工程および前記書込み工程をそれぞれ重複させ
    ながら繰り返す静電アクチュエータの制御方法。
16. 【請求項１６】 第１の位置、およびこの第１の位置か
    ら離れた第２の位置に移動可能なスイッチング部を電極
    間に働く静電力により駆動するスイッチング素子の制御
    方法であって、 当該スイッチング素子は、前記スイッチング部を駆動す
    る可動電極と、この可動電極を前記第１の位置の方向に
    駆動するように配置された上電極と、前記可動電極を第
    ２の位置の方向に駆動するように配置された下電極とを
    有し、 前記可動電極に２レベルの駆動電圧を供給する駆動工程
    と、 前記上電極および下電極に対し、前記駆動電圧により可
    動電極がいずれか一方の側に移動する書込み用の電圧を
    供給する書込み工程と、 前記上電極および下電極に対し、前記駆動電圧により可
    動電極がいずれか一方の側から移動しない保持用の電圧
    を供給する保持工程とを有するスイッチング素子の制御
    方法。
17. 【請求項１７】 請求項１６において前記書込み用の電
    圧は前記２レベルの駆動電圧であり、前記書込み工程で
    は前記上電極および下電極に異なるレベルの前記書込み
    用の電圧を供給し、 前記保持用の電圧は前記２レベルの駆動電圧より高いま
    たは低い電圧であり、前記保持工程では前記上電極およ
    び下電極に同一のレベルの前記保持用の電圧を供給する
    スイッチング素子の制御方法。
18. 【請求項１８】 請求項１６において、前記保持工程、
    前記駆動工程および前記書込み工程をそれぞれ重複させ
    ながら繰り返すスイッチング素子の制御方法。
19. 【請求項１９】 光を変調可能な第１の位置、およびこ
    の第１の位置から離れた第２の位置に移動可能な複数の
    スイッチング部がアレイ状に配置され、各々のスイッチ
    ング部を電極間に働く静電力により駆動する画像表示デ
    バイスの制御方法であって、 各々の前記スイッチング部を駆動する可動電極と、この
    可動電極を前記第１の位置の方向に駆動するように配置
    された上電極と、前記可動電極を第２の位置の方向に駆
    動するように配置された下電極とを有し、 前記可動電極に２レベルの駆動電圧を供給する駆動工程
    と、 前記上電極および下電極に対し、前記駆動電圧により可
    動電極がいずれか一方の側に移動する書込み用の電圧を
    供給する書込み工程と、 前記上電極および下電極に対し、前記駆動電圧により可
    動電極がいずれか一方の側から移動しない保持用の電圧
    を供給する保持工程とを有する画像表示デバイスの制御
    方法。
20. 【請求項２０】 請求項１９において前記書込み用の電
    圧は前記２レベルの駆動電圧であり、前記書込み工程で
    は前記上電極および下電極に異なるレベルの前記書込み
    用の電圧を供給し、 前記保持用の電圧は前記２レベルの駆動電圧より高いま
    たは低い電圧であり、前記保持工程では前記上電極およ
    び下電極に同一のレベルの前記保持用の電圧を供給する
    画像表示デバイスの制御方法。
21. 【請求項２１】 請求項１９において、前記保持工程、
    前記駆動工程および前記書込み工程をそれぞれ重複させ
    ながら繰り返す画像表示デバイスの制御方法。
22. 【請求項２２】 請求項１９において、前記書込み工程
    および保持工程ではライン状に並んだ前記スイッチング
    部の前記上電極および下電極に対し同一タイミングで前
    記書込み用の電圧および保持用の電圧を供給する画像表
    示デバイスの制御方法。
23. 【請求項２３】 請求項１９において、前記書込み工程
    および保持工程ではアレイ状に並んだ前記スイッチング
    部の前記上電極および下電極に対し同一タイミングで前
    記書込み用の電圧および保持用の電圧を供給する画像表
    示デバイスの制御方法。