JP2002236265A - マイクロエレクトロメカニカルシステム（ｍｅｍｓ）デバイスを動作するドライバおよび方法 - Google Patents

マイクロエレクトロメカニカルシステム（ｍｅｍｓ）デバイスを動作するドライバおよび方法

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JP2002236265A JP2001365798A JP2001365798A JP2002236265A JP 2002236265 A JP2002236265 A JP 2002236265A JP 2001365798 A JP2001365798 A JP 2001365798A JP 2001365798 A JP2001365798 A JP 2001365798A JP 2002236265 A JP2002236265 A JP 2002236265A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 マイクロエレクトロメカニカルシステム（Ｍ
ＥＭＳ）デバイスを動作するドライバおよび方法 【解決手段】 マイクロエレクトロメカニカルシステム
（ＭＥＭＳ）デバイスと共に用いるドライバ、これを動
作する方法、およびこのドライバおよび方法を採用する
ＭＥＭＳデバイスが開示される。一つの実施例において
は、ドライバは、ＭＥＭＳデバイスの光学要素の角度を
変えるためのアクチュエーション電圧を供給するアクチ
ュエーションサブシステムを備える。ドライバは、さら
に、アクチュエーションサブシステムに結合され、光学
要素とアクチュエーションサブシステムとの間にバイア
ス電圧を加え、これによってアクチュエーション電圧を
低減するためのバイアスサブシステムを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には、マイ
クロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）デバイ
ス、より詳細には、ＭＥＭＳデバイスを動作するドライ
バおよび方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】静電的にアクチュエート（作動）される
マイクロエレクトロメカニカルシステム（micro-electr
omechanical system、MEMS）デバイスが様々な用途に向
けて提唱されている。ＭＥＭＳデバイスの一つの約束さ
れた用途は、光スイッチングおよびステアリング（方
路）デバイスへの適用である。このようなデバイスにお
いては、可動微細加工鏡が入力光信号を所望の出力に向
けるためのスイッチング要素として用いられる。微細加
工鏡の移動は静電アクチュエーション（作動）によって
達成される。
【０００３】典型的なＭＥＭＳデバイスにおいては、個
々の鏡はねじり要素、例えば、ばねを介して可動支持構
造（つまり、ジンバル）に固定される。ジンバルはこれ
もねじり要素を介してフレームに結合される。典型的に
は、鏡の両端に配置された２つのねじり要素によって鏡
がジンバルに結合され、これによって鏡の回転軸が定義
される。同様にして、ジンバルの両端に配置された２つ
のねじり要素によってジンバルがフレームに結合され、
これによってジンバルの回転軸が定義される。
【０００４】典型的な状況においては、電極が鏡とジン
バルの下に配置される。電極は、鏡あるいはジンバルを
それらの軸を中心としていずれかの方向に回転させるよ
うに構成される。鏡あるいはジンバルは、鏡とジンバル
の間の静電力の影響下で回転し、ねじり要素の復原力に
よって平衡状態に均衡を保たれる。回転量（角度）は、
電極に加えられる電圧の量に依存する。従来のやり方で
は、最大約９度までの回転量（角度）が達成可能である
が、従来の設計では約１５０ボルト以上の電圧が必要と
なる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】今日、鏡およびジンバ
ル構造を回転するためにより低いアクチュエーション電
圧を用いる要請が存在する。より低いアクチュエーショ
ン電圧を用いることで、カスタム高電圧プロセスの代わ
りに、オプションとして、通常の静電ドライバを用いる
可能性が開かれる。上述の従来のスイッチング要素と関
連する短所の一つは、これがより低い電圧では十分に動
作しないことである。前述のように、ねじり要素は、約
１５０ボルトより高い最大アクチュエーション電圧およ
び約３００Ｈｚのジンバル共振周波数に対して設計され
ている。
【０００６】ねじり要素のスチフネスを低減すること
で、ＭＥＭＳデバイスを大幅に低減された電圧にて鏡方
向あるいはジンバル方向に回転できることが発見され
た。ただし、電圧を約７５ボルトに低減するために、ね
じり要素のスチフネスを低減するやり方は、電子ドライ
バの能力の点でからは、共振周波数が約１５０Ｈｚに落
ち、スイッチング速度が大幅に低減することとなるた
め、魅力的なオプションとはいえない。加えて、ねじり
要素が過剰に長く弱くなり、製造の際の故障の潜在的な
原因となったり、動作の際の垂直（下向き）方向への大
きな振れの原因となったりする。
【０００７】従って、当分野においては、従来の技術の
これら欠陥を克服することができるＭＥＭＳデバイス、
および関連するドライバに対する必要性が存在する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】従来の技術の上述の欠陥
を解決するために、本発明は、マイクロエレクトロメカ
ニカルシステム（ＭＥＭＳ）デバイスと共に用いるドラ
イバ、これを動作する方法、およびこのドライバおよび
方法を採用するＭＥＭＳデバイスを提供する。一つの実
施例においては、ドライバは、ＭＥＭＳデバイスの光学
要素の角度を変えるためのアクチュエーション電圧を供
給するためのアクチュエーションサブシステムを備え
る。ドライバは、さらに、アクチュエーションサブシス
テムに結合され、光学要素とアクチュエーションサブシ
ステムとの間にバイアス電圧を加え、これによってアク
チュエーション電圧を低減するためのバイアスサブシス
テムを備える。
【０００９】こうして、一面においては、本発明は、従
来のデバイスより大幅に低いアクチュエーション電圧に
て動作することができる。さらに、より低い電圧での動
作のために、ＭＥＭＳデバイスをより低い電力消費にて
動作することが可能となり、信頼性も向上する。さら
に、本発明は、大幅に低いアクチュエーション電圧での
動作を、回転角度および回転速度の実質的な低下を伴う
ことなく達成する。
【００１０】上の説明は単に本発明の好ましい実施例お
よび代替実施例の概要を後に行なわれる本発明の詳細な
説明の理解を助けるために示したものに過ぎない。本発
明のクレームの主題を構成する本発明の追加の特徴が後
に説明されるものである。当業者においては、開示され
た概念および特定の実施例を基礎として、本発明の同一
の目的を容易に達成するために、他の構造を設計した
り、修正を加えて他の構造にしたりできるものであり、
これら同等の構造も、本発明の精神および範囲から広義
の意味において逸脱するものではない。
【００１１】以下に、本発明の一層の理解が得られるよ
うに、本発明を付属の図面を用いて詳細に説明するが、
その前に、オプトエレクトロニクス産業の標準的な慣行
においては、様々な要素は実寸には描かれないことを強
調しておきたい。事実、様々な要素の寸法は、説明を明
快にするために、任意に拡大あるいは縮小される。
【００１２】
【発明の実施の形態】最初に図１の説明を行なうが、図
１は本発明の原理に従って構成されたマイクロエレクト
ロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）デバイス１００の一
つの実施例の断面図を示す。ＭＥＭＳデバイス１００
は、光学要素１１０、例えば、鏡、および基板１２０上
に形成された光反射光学層１１５を備える。ＭＥＭＳデ
バイス１１０は、さらに、マウンティング基板１３０を
備え、光学要素１１０はこの上に回転可能に搭載され
る。図１に示すように、マウンティング基板１３０は、
これに隣接して配置される複数の（第一と第二の）電極
１３５、１４０を備える。典型的な状況においては、第
一と第二の電極１３５、１４０は、光学要素１１０の表
面と電気的に接続される。ただし、代替の実施例におい
ては、第一と第二の電極１３５、１４０は、光学要素１
１０に結合された物体と電気的に接続される。
【００１３】ＭＥＭＳデバイス１００は、さらに、光学
要素１１０に結合されるドライバ１５０を備える。ドラ
イバ１５０はアクチュエーションサブシステム１６０お
よびバイアスサブシステム１７０を備える。アクチュエ
ーションサブシステム１６０は光学要素１１０の角度を
変えるためのアクチュエーション電圧を供給する。例え
ば、第二の電極１４０をグラウンド（電位）に維持しな
がら負のアクチュエーション電圧を第一の電極１３５に
加えた場合、光学要素１１０は左に傾斜する。当業者に
おいては理解できるように、第一の電極１３５をグラウ
ンド（電位）に維持しながら負のアクチュエーション電
圧を第二の電極１４０に加えた場合は、光学要素１１０
は右に傾斜する。第一および第二の電極１３５、１４０
の一方をグラウンド（電位）に維持することは、これら
の間に電圧差が存在する限り、必ずしも必要でないこと
にも注意する。図１に示すように、光学デバイス１００
は、支点１４５を備え、光学要素１１０は支点１４５を
中心に傾斜（回転）する。
【００１４】バイアスサブシステム１７０は、アクチュ
エーションサブシステム１６０に結合され、バイアス電
圧、例えば、同相モードＤＣバイアス電圧を光学要素１
１０とアクチュエーションサブシステム１６０の間に加
える。バイアス電圧を光学要素１１０とアクチュエーシ
ョンサブシステム１６０の間に加えることで、光学要素
１１０をある与えられた度数（角度）だけ回転するため
に必要とされるアクチュエーション電圧を大幅に低減で
きることが発見された。本発明の一つの実施例において
は、このバイアス電圧は、光学要素１１０を支持するば
ね１４７の静電ばね軟化（electrostatic spring softe
ning）をもたらし、これによってアクチュエーション電
圧を約７５％以上低減する。バイアス電圧を変えること
もできるが、バイアス電圧は、ＭＥＭＳデバイス１００
の臨界電圧（つまり、光学デバイス１１０がスナップダ
ウンするまでに第一あるいは第二の電極１３５、１４０
に加えることができる最大電圧）の約１３０％以下であ
ることを必要とされる。バイアス電圧は任意の安定なＤ
Ｃ電源を用いて加えることができる。
【００１５】図１に示す実施例においては、バイアス電
圧は光学要素１１０の表面に正の電位として加えられ
る。代替として、図２に示すＭＥＭＳデバイス２００の
場合のように、バイアスサブシステム１７０は、負の電
位のバイアス電圧をアクチュエーションシステム１６０
に加えるように構成することもできる。図１と図２の２
つの実施例の正味効果は同一であり、光学要素１１０を
傾斜させるために必要とされる作動電圧スイング（diff
erential voltage swing）が低減される。
【００１６】上では、本発明の概念が１つの軸（例え
ば、鏡軸）の沿って傾斜に対して説明されたが、ただ
し、当業者においては容易に理解できるように、本発明
の概念は２−軸傾斜（two-axis tilting）、主として鏡
とジンバルの両方向にも同様に適用できるものである。
例えば、図３に示す４クワドラント電極（four quadran
telectrode）３００のように、ＭＥＭＳデバイスを鏡と
ジンバルの両方向に回転させるための電極設計を用いる
こともできる。ジンバル電極によって作られる角度を鏡
電極によって作られる角度よりも大きくすることもでき
る。こうすることで、ジンバル方向に発生する回転慣性
の増加を補償することができる。クワドラント電極につ
いて開示されたが、他の電極設計、例えば、鏡・アンド
・ジンバル（mirror-and-gimbal）設計も本発明の広義
の範囲内に入るものである。
【００１７】次に、図４の説明を引き続いて図１との関
連で行なうが、図４は本発明の原理に従って、バイアス
電圧を光学要素１１０とアクチュエーションサブシステ
ム１６０との間に加えることによって達成される幾つか
の選ばれた長所を図解するグラフ４００を示す。グラフ
４００は、鏡の傾斜角度と、第一および第二の電極１３
５、１４０に加えられるアクチュエーション電圧（例え
ば、印加作動電圧）との関係を、３つの異なる状況に対
して示す。より具体的には、３つの異なる状況として、
従来の設計（nominal）、ねじりスチフネス低減設計（r
educed torsional stiffness design）（k-reduced
）、およびバイアス電圧設計（vias voltage design）
（biased）が示される。図４に示すバイアス電圧設計に
おいては、約７５ボルトのバイアス電圧が加えられる。
ただし、バイアス電圧の値は、要求されるアクチュエー
ション電圧および光学要素１１０の要求される傾斜の量
によって、これより高くしたり、低くしたりすることも
できることに注意する。
【００１８】グラフ４００から分かるように、（この例
においては約６度に選択される）ある与えられた傾斜の
角度を達成するために、従来の設計では、アクチュエー
ション電圧として約１５０ボルトが要求されるのに対し
て、ねじりスチフネス低減設計およびバイアス電圧設計
の両方では約６５ボルトで済む。このように、ねじりス
チフネス低減設計およびバイアス電圧設計の両方におい
て、加えるアクチュエーション電圧を大幅に低減するこ
とができる。ただし、ねじりスチフネス低減設計（k-re
duced ）では、共振周波数も低減し、スイッチング速度
が大幅に低減することに注意する。
【００１９】次に、図５の説明を引き続いて図１との関
連で行なうが、図５は、本発明の原理によって達成され
るアクチュエーション電圧（臨界電圧）と最大安定レン
ジ（maximum stable range）の関係を加えられるバイア
ス電圧の関数として表すグラフラ５００を示す。幾つか
の状況においては、バイアス電圧設計を用いた場合、正
のフィードバックのために、従来のより高いアクチュエ
ーション電圧を用いることで達成される傾斜の量が、こ
れは望ましくないことではあるが低減する。図５に示す
例においては、バイアス電圧は、ＭＥＭＳデバイス１０
０の元の（original）のアクチュエーション電圧に対し
て正規化されている。ここで用いられる”元のアクチュ
エーション電圧（original actuation voltage）”なる
用語は、バイアスサブシステム１７０を用いない場合
に、光学要素１１０を所定の角度だけ傾斜するために要
求されるアクチュエーション電圧を意味する。図５のグ
ラフ５００から、例えば、デバイスの元のアクチュエー
ション電圧の約６０％のバイアス電圧を加えた場合、ア
クチュエーション電圧は元のアクチュエーション電圧の
約４５％に低減することがわかる。一例として、元のア
クチュエーション電圧が典型的に１５０ボルトである場
合は、約９０ボルトのバイアス電圧が光学要素１１０と
アクチュエーションサブシステム１６０の間に加えら
れ、結果として、アクチュエーション電圧は約６５ボル
トに低減することとなる。
【００２０】図５に示すグラフ５００から、デバイスの
元のアクチュエーション電圧の約６０％のバイアス電圧
を加えた場合、正規化傾斜可能レンジ（normalized til
table range）が、より高い元のアクチュエーション電
圧によって通常達成される傾斜可能レンジの約９０％に
低減することもわかる。こうして、元のアクチュエーシ
ョン電圧が約１５０ボルトで、元の傾斜可能レンジが約
１０度である説明の例においては、約９０ボルトの印加
バイアス電圧を用いることで、アクチュエーション電圧
は約６５ボルトに低減することができるが、ただし、達
成可能な傾斜可能レンジも約９度に低減することとな
る。
【００２１】この傾斜可能レンジの損失は２つの異なる
方法を用いて補償することができる。傾斜可能レンジの
損失は、第一および第二の電極１３５、１４０と光学要
素１１０の間の総間隔を増加することで補償すること
も、あるいは第一および第二の電極１３５、１４０のサ
イズを低減することで補償することもできる。以下の式
からわかるように、間隔が増加するとアクチュエーショ
ン電圧は増加する。
【００２２】
【数１】 ここで、ＶＡＣＴはアクチュエーション電圧を表し、ω
は共振周波数を表し、ｇは第一および第二の電極１３
５、１４０と光学要素１１０との間の間隔を表し、Ｒは
第一および第二の電極１３５、１４０の半径を表す。た
だし、同一の傾斜可能レンジ（同一の最大傾斜角度）を
維持するためには、まだバイアス電圧を増加することで
アクチュエーション電圧を低減する余地が残される。
【００２３】図６は、本発明の原理によって達成される
正規化されたアクチュエーション電圧と（電極と光学要
素の間の）間隔の関係を印加バイアス電圧の関数として
表すグラフ６００を示す。グラフ６００と、９０ボルト
のバイアス電圧を用いる上述の例の説明から、同一の傾
斜可能レンジを維持するには、間隔を約１１０％だけ増
加すればよいことがわかる。これとは対照的に、同一の
傾斜可能レンジを維持するために電極のサイズを低減す
るやり方を選択する場合は、上述の式から分かるよう
に、電圧ペナリティはより厳しくなる。こうして、グラ
フ７００に示されるような同一の傾斜可能レンジを維持
するために第一および第二の電極１３５、１４０のサイ
ズが低減するやり方では、同一のバイアス電圧が用いら
れた場合アクチュエーション電圧の低減は幾分小さくな
る。上述の例を再び用いると、９０ボルトのバイアス電
圧を用いて同一の傾斜可能レンジを維持するためには、
電極のサイズを約５％だけ低減することが必要となる。
【００２４】上に説明の発明は、集積化の可能性に制約
があるカスタム高電圧プロセス（custom high-voltage
processes）以外の電子ドライバに対する他のオプショ
ンに対する道を開く。例えば、１００ボルト以下のアク
チュエーション電圧でも、デジタル論理をある程度は電
子プロセス内に集積化することができるが、６５ボルト
以下のアクチュエーション電圧では、さらに大きな程度
の集積化が可能となる。これは、潜在的に、よりコンパ
クトな、集積化された、より安価で、より信頼性の高い
電子デバイスの実現を助ける。さらに、本発明の原理に
よるバイアスサブシステムを用いることで、電力消費の
削減、および、従って、電力散逸要件の低減を図ること
ができる。さらに、アクチュエーション電圧が低減され
るために、マイクロメカニカルコンポーネントの陽極酸
化、およびコネクタの絶縁破壊に対する長期安定性を達
成することができる。さらに、非常に重要なことに、バ
イアスサブシステムを備えることで、アクチュエーショ
ン電圧を一定として場合、ＭＥＭＳデバイスの達成可能
なスイッチング速度を増加することが可能となる。その
上、上述の実質的に全ての長所は、従来の技術によるデ
バイスによって達成される共振周波数および傾斜可能レ
ンジに大きな影響を与えることなく、達成することがで
きる。
【００２５】以上、本発明を詳細に説明したが、当業者
においては、本発明の精神および範囲から最も広義の意
味において逸脱することなく、様々な変更（物）、置換
（物）、および代替（物）を考えられるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理に従って構成されたマイクロエレ
クトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）デバイスの一つ
の実施例の断面図である。
【図２】図１のＭＥＭＳデバイスのもう一つの実施例の
断面図である。
【図３】本発明の原理によるＭＥＭＳデバイスを鏡およ
びジンバル両方向に傾斜するために用いることができる
４クワドラント電極の一つの実施例の正面図である。
【図４】本発明の原理に従ってバイアス電圧を光学要素
とアクチュエーションサブシステムの間に加えることが
達成される選択された長所を図解するグラフを示す図で
ある。
【図５】本発明の原理によるアクチュエーション電圧
（臨界電圧）と最大安定（傾斜）レンジの関係を印加バ
イアス電圧の関数として表すグラフを示す図である。
【図６】本発明の原理に従って許容可能傾斜レンジを維
持するために間隔が増加される実施例を表すグラフを示
す図である。
【図７】本発明の原理に従って許容可能傾斜レンジを維
持するために電極のサイズが低減される実施例を表すグ
ラフを示す図である。
【符号の説明】
１００ マイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥ
ＭＳ）デバイス １１０ 光学要素 １１５ 光反射光学層 １２０ 基板 １３０ マウンティング基板 １３５、１４０ 第一と第二の電極 １５０ ドライバ １６０ アクチュエーションサブシステム １７０ バイアスサブシステム １４５ 支点 １４７ ばね
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 301030605 アギア システムズ ガーディアン コー ポレーション Ａｇｅｒｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｇｕａｒｄ ｉａｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ アメリカ合衆国．32819−8698 フロリダ, オーランド，サウス ジョン ヤング パ ークウェイ 9333 (72)発明者 エドワード チャン アメリカ合衆国 07974 ニュージャーシ ィ，ニュープロヴィデンス，セントラル アヴェニュー 885 (72)発明者 アーマン ガスパーヤン アメリカ合衆国 07974 ニュージャーシ ィ，ニュープロヴィデンス，ゲイルズ ド ライヴ 67，アパートメント ナンバー４ Ｆターム(参考） 2H041 AA12 AB14 AC06 AZ05

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 マイクロエレクトロメカニカルシステム
    （ＭＥＭＳ）デバイスに用いるためのドライバであっ
    て、 前記ＭＥＭＳデバイスの光学要素の角度を変えるための
    アクチュエーション電圧を供給するように構成されたア
    クチュエーションサブシステム；および前記アクチュエ
    ーションサブシステムに結合され、前記光学要素と前記
    アクチュエーションサブシステムとの間にバイアス電圧
    を加え、これによって前記アクチュエーション電圧が低
    減されるように構成されたバイアスサブシステムを備え
    ることを特徴とするドライバ。
  2. 【請求項２】 前記バイアス電圧が同相モードＤＣバイ
    アス電圧から成ることを特徴とする請求項１記載のドラ
    イバ。
  3. 【請求項３】 前記バイアス電圧が前記アクチュエーシ
    ョン電圧を約７５％以上低減することを特徴とする請求
    項１記載のドライバ。
  4. 【請求項４】 前記アクチュエーションサブシステムが
    前記光学要素の表面と電気的に接触する複数の電極を備
    えることを特徴とする請求項１記載のドライバ。
  5. 【請求項５】 前記アクチュエーションサブシステムが
    前記光学要素に結合された物体と電気的に接触する複数
    の電極を備えることを特徴とする請求項１記載のドライ
    バ。
  6. 【請求項６】 前記ＭＥＭＳデバイスが支点を備え、前
    記アクチュエーションサブシステムが、前記光学要素が
    前記支点のまわりを回転するように前記アクチュエーシ
    ョン電圧を加えるように構成されることを特徴とする請
    求項１記載のドライバ。
  7. 【請求項７】 前記ＭＥＭＳデバイスがばねを備え、前
    記バイアス電圧が前記ばねの静電ばね軟化（エレクトロ
    スタティックスプリングソフトニング）をもたらし、こ
    れによって前記アクチュエーション電圧が低減されるこ
    とを特徴とする請求項１記載のドライバ。
  8. 【請求項８】 前記バイアス電圧が前記ＭＥＭＳデバイ
    スの臨界電圧の約１３０％以下とされることを特徴とす
    る請求項１記載のドライバ。
  9. 【請求項９】 マイクロエレクトロメカニカルシステム
    （ＭＥＭＳ）デバイスを動作する方法であって、 前記ＭＥＭＳデバイスの光学要素の角度を変えるための
    アクチュエーション電圧を供給するステップ；および前
    記光学要素と前記アクチュエーションサブシステムとの
    間にバイアス電圧を加え、これによって前記アクチュエ
    ーション電圧が低減されるようにするステップを含むこ
    とを特徴とする方法。
  10. 【請求項１０】 前記バイアス電圧を加えるステップ
    が、同相モードＤＣバイアス電圧を加えることから成る
    ことを特徴とする請求項９記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記バイアス電圧を加えるステップに
    よって、前記アクチュエーション電圧が約７５％以上低
    減されることを特徴とする請求項９記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記アクチュエーション電圧を供給す
    るステップが、前記アクチュエーション電圧を前記光学
    要素の表面と電気的に接触する複数の電極に供給するこ
    とから成ることを特徴とする請求項９記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記アクチュエーション電圧を供給す
    るステップが、前記アクチュエーション電圧を前記光学
    要素に結合された物体と電気的に接触する複数の電極に
    供給することから成ることを特徴とする請求項９記載の
    方法。
  14. 【請求項１４】 前記アクチュエーション電圧を供給す
    るステップによって、前記光学要素が前記ＭＥＭＳデバ
    イスの支点のまわりを回転されることを特徴とする請求
    項９記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記ＭＥＭＳデバイスがばねを備え、
    前記バイアス電圧が前記ばねの静電ばね軟化（エレクト
    ロスタティックスプリングソフトニング）をもたらし、
    これによって前記アクチュエーション電圧が低減される
    ことを特徴とする請求項９記載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記バイアス電圧が前記ＭＥＭＳデバ
    イスの臨界電圧の約１３０％以下とされることを特徴と
    する請求項９記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記バイアス電圧を加えるステップ
    が、正の電位のバイアス電圧を前記光学要素の表面に加
    えることから成ることを特徴とする請求項９記載の方
    法。
  18. 【請求項１８】 前記バイアス電圧を加えるステップ
    が、負の電位のバイアス電圧をアクチュエーションシス
    テムに加えることから成ることを特徴とする請求項９記
    載の方法。
  19. 【請求項１９】 さらに、傾斜可能レンジの低減を補償
    するために、前記光学要素と電極の間の間隔を増加する
    過程を含むことを特徴とする請求項９記載の方法。
  20. 【請求項２０】 さらに、前記傾斜可能レンジの低減を
    補償するために、前記電極のサイズを低減する過程を含
    むことを特徴とする請求項１９記載の方法。
  21. 【請求項２１】 マイクロエレクトロメカニカルシステ
    ム（ＭＥＭＳ）デバイスであって、 基板上に配置された光反射光学層を持つ光学要素；およ
    び前記光学要素が回転可能に搭載されるマウンティング
    基板を備え、このマウンティング基板に隣接して複数の
    電極が配置され；このＭＥＭＳデバイスがさらに前記光
    学要素に結合されるドライバを備え、このドライバが：
    前記光学要素の角度を変えるためのアクチュエーション
    電圧を供給するアクチュエーションサブシステム、およ
    び前記アクチュエーションサブシステムに結合され、前
    記光学要素と前記アクチュエーションサブシステムとの
    間にバイアス電圧を加え、これによって前記アクチュエ
    ーション電圧を低減するように構成されたバイアスサブ
    システムを備えることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
  22. 【請求項２２】 前記バイアス電圧が同相モードＤＣバ
    イアス電圧から成ることを特徴とする請求項２１記載の
    ＭＥＭＳデバイス。
  23. 【請求項２３】 前記バイアス電圧が前記アクチュエー
    ション電圧を約７５％以上低減することを特徴とする請
    求項２１記載のＭＥＭＳデバイス。
  24. 【請求項２４】 前記複数の電極が前記光学要素の表面
    と電気的に接触することを特徴とする請求項２１記載の
    ＭＥＭＳデバイス。
  25. 【請求項２５】 前記複数の電極が前記光学要素に結合
    された物体と電気的に接触することを特徴とする請求項
    ２１記載のＭＥＭＳデバイス。
  26. 【請求項２６】 前記複数の電極が４クワドラント電極
    構造を持つことを特徴とする請求項２１記載のＭＥＭＳ
    デバイス。
  27. 【請求項２７】 前記複数の電極が鏡・アンド・ジンバ
    ル電極構造を持つことを特徴とする請求項２１記載のＭ
    ＥＭＳデバイス。
  28. 【請求項２８】 前記マウンティング基板が支点を備
    え、前記アクチュエーションサブシステムが前記アクチ
    ュエーション電圧を前記光学要素が前記支点のまわりを
    回転するように加えることを特徴とする請求項２１記載
    のＭＥＭＳデバイス。
  29. 【請求項２９】 前記ＭＥＭＳデバイスがばねを備え、
    前記バイアス電圧が前記ばねの静電ばね軟化（エレクト
    ロスタティックスプリングソフトニング）をもたらし、
    これによって前記アクチュエーション電圧が低減される
    ことを特徴とする請求項２１記載のＭＥＭＳデバイス。
  30. 【請求項３０】 前記複数の電極と前記マウンティング
    基板との間の間隔が、達成される回転量を増減するため
    に増減されることを特徴とする請求項２１記載のＭＥＭ
    Ｓデバイス。
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