JP2007535290A - ２段階の可動性を実現する電子機械駆動体 - Google Patents

Abstract

【課題】 ２段階の可動性を実現する電子機械駆動体。
【解決手段】 物体および複数の駆動体を備える電子機械システムであって、駆動体は物体に対して２段階の可動性を実現するべく協調的に動作するよう構成されている電子機械システムを開示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、広くは電子機械システムに関し、特に電子機械駆動体アレイに関する。

フォトリソグラフィー技術の進歩により、非常に微細な構成要素を有する電子機械システム（例えばマイクロマシン技術デバイス、ＭＥＭＳ）を製造できるようになった。マイクロメーター単位の寸法を持つ構成要素も珍しくない。また、サイズが小さいにも関わらず形状はよく制御されている。このため、さまざまな分野でＭＥＭＳを利用できるようになった。例を挙げると、圧力センサを車両のタイヤに集積化することによってタイヤ圧をリアルタイムで監視できるようにしたり、微小投薬システムを移植可能なハイテク薬剤カプセルとして使用することが検討されていたり、銃が跳ね上がる時や風力要因の軌道を自動的に調整するべく微小慣性センサが高性能発射体に用いられたり、微小デジタル推進力装置をマイクロ衛星の位置制御に利用できないか検討されている。

また、微小機械構造や能動素子が、「ハイテク」センサや「ハイテク」アクチュエータにおいて包括的に機能を集積化すべく、電子素子（例えば信号処理回路）、センサ（温度センサ、ｐＨセンサなど）、光学機器、流体素子（例えば、流路、マイクロポンプ、マイクロバルブ）および高性能化学分析システム（例えば、電気泳動分析）と共に集積化される。

さらに、技術革新の結果、１次元の線形並進運動が可能な可動性微小機構が実現されるまでに至った。

実施形態の例に基づき本発明を説明するが、これらの実施形態は本発明を限定するものではない。例に挙げる実施形態は添付の図面に図示する。図中で同様の参照番号を用いている場合は同様の構成要素を指すものとする。以下に図面を簡単に説明する。

本発明の実施形態に係る、２段階の可動性を持ち、微小駆動体アレイを備えるマイクロマシン技術（ＭＥＭＳ）を示す上面図である。

一実施形態に係る、図１に示した複数の微小駆動体のうちの１つを部分的に示す拡大図である。

図１に示したＭＥＭＳの断面図である。

本発明の一実施形態に係る、２段階の可動性を持ち、微小駆動体アレイを備えるＭＥＭＳを示す上面図である。

本発明の一実施形態に係る、２段階の可動性を持ち、微小駆動体アレイを備えるＭＥＭＳを示す斜視図である。

一実施形態に係る、図５に示した複数の微小駆動体の連携アクティブ化を詳細に説明するための図である。 一実施形態に係る、図５に示した複数の微小駆動体の連携アクティブ化を詳細に説明するための図である。

一実施形態に係る、図１から図５に示したＭＥＭＳのいずれかを組み込んだ素子を有するシステムの例を示す。

本発明の実施形態は、２段階の可動性を実現する電子機械駆動体アレイおよびそのような電子機械駆動体アレイを組み込んだシステムを提供するが、本発明の実施形態はこれらに限定されない。

当業者間で技術内容を伝える場合一般的に用いられる用語に基づき、本発明の実施形態をさまざまな観点から説明する。しかし、説明内容の一部のみを用いても本発明の実施が可能なことは当業者には明らかである。例として挙げる実施形態を分かりやすく説明するべく、具体的な数字、材料および構成を記載している。しかし、このような具体的且つ詳細な記載がなくとも本発明を実施できることは当業者には明らかである。また、公知の特徴に関する説明は、本発明の実施形態の説明が不明瞭になるのを避けるべく、省略または簡略化する。

本明細書では「一実施形態」という記載を繰り返し用いている。この記載は同じ実施形態を指す場合もそうでない場合もあることに注意されたい。また、特に明記していない限り、「備える」、「有する」、「含む」といった用語は同義語として解釈されたい。

以下では、本発明をマイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）に応用した実施形態を説明するが、本発明はＭＥＭＳに限定されず、これ以外の単位、例えばナノスケール単位で実施するとしてもよい。

図１は、本発明の一実施形態に係る、２段階の可動性を持ち、駆動体アレイを備えるＭＥＭＳを示す上面図である。同図に示すように、本実施形態によれば、ＭＥＭＳ１０２は、微小物体４１４および微小駆動体４０２ａ〜４０２ｄを有する駆動体アレイを備え、微小物体４１４と微小駆動体４０２ａ〜４０２ｄは互いに接合されている。以下でより詳細に説明するが、微小駆動体４０２ａ〜４０２ｄはそれぞれ選択的に残りの微小駆動体と連携して、微小物体４１４に対して２段階の可動性を実現する。具体的に言うと、本実施形態においては、第１可動性としてＸ／−Ｘ方向に沿った可動性、第２可動性としてＹ／−Ｙ方向に沿った可動性を実現する。微小駆動体４０２ａ〜４０２ｄを、例えば微小駆動体４０２ｂ−４０２ｃ、微小駆動体４０２ａと４０２ｄ、微小駆動体４０２ａと４０２ｃまたは微小駆動体４０２ａと４０２ｄというようにさまざまに組み合わせ、それぞれの対を補完的にアクティブ化することによって、２段階の可動性、例えばＸとＹ／−Ｙ、−ＸとＹ／−Ｙ、ＹとＸ／−Ｘ、ならびに−ＹとＸ／−Ｘを実現する。

可動性の方向は、分かりやすいようにＸ／−Ｘ方向およびＹ／−Ｙ方向と記載している。しかし、このような記載は本発明を限定するものと解釈されるべきではない。ＭＥＭＳ１０２をどういう観点から説明するのかによって、可動性の方向はＺ方向またはそれ以外の方向であるとしてもよい。同様に、図面を上面図、側面図などと説明しているが、これも説明を分かりやすくする目的で使用されているにすぎない。本発明の実施形態を別の観点から説明していれば、各図は別の名称で記載するとしてもよい。このように、図面の名称も本発明を限定するものと解釈されるべきではない。

図１に示すように、本実施形態によれば、ＭＥＭＳ１０２はさらに、微小物体４１４がその上に配設された台４１６を備える。微小物体４１４は台４１６と一体化した状態で形成されるとしてもよいし、台４１６に取り付けるとしてもよい。本実施形態に係るＭＥＭＳ１０２はさらに、台４１６（および微小物体４１４）が取り付けられたコンプライアンス特性を有するサスペンションビーム４１２ａおよび４１２ｂを備える。本実施形態によれば、サスペンションビーム４１２ａおよび４１２ｂの形状は、屈曲され且つ略縦長である。また、微小駆動体４０２ｃおよび４０２ｄはサスペンションビーム４１２ａおよび４１２ｂの一端に接合され、微小駆動体４０２ｃおよび４０２ｄがサスペンションビーム４１２ａおよび４１２ｂの他端に接合されている。

微小駆動体４０２ｂおよび４０２ｃは、補完的にアクティブ化されると、連携してサスペンションビーム４１２ａおよび４１２ｂ、従って微小物体４１４を、Ｘ方向に沿って所定距離動かすように構成されている。一方微小駆動体４０２ａおよび４０２ｄは、補完的にアクティブ化されると、逆向きに連携してサスペンションビーム４１２ａおよび４１２ｂ、従って微小物体４１４を、−Ｘ方向に沿って所定距離動かすように構成されている。

また、微小駆動体４０２ａおよび４０２ｃは、補完的にアクティブ化されると、サスペンションビーム４１２ａおよび４１２ｂを圧縮し、微小物体４１４を、Ｙ方向に沿って所定距離動かすように構成されている。一方、微小駆動体４０２ｂおよび４０２ｄは、補完的にアクティブ化されると、サスペンションビーム４１２ａおよび４１２ｂを伸長し、微小物体４１４を、−Ｙ方向に沿って所定距離動かすように構成されている。

本実施形態によれば、微小物体４１４は、Ｘ／−Ｘ方向もしくはＹ／−Ｙ方向のいずれにもまったく動かされていない場合、基板４１０のほぼ中央に位置するようにＭＥＭＳ１０２は構成されている。説明の便宜上、この位置を「初期」位置と呼ぶとする。ほかの実施形態では、中央以外の位置が「初期」位置であってもよい。

さまざまな実施形態において、移動距離は、稼動する微小駆動体のアクティブ化強度の関数である。このため、異なる強度で連携している２つの微小駆動体を補完的にアクティブ化することによって、２方向の動きを実現することができる。さまざまな実施形態において、微小駆動体４０２ａ〜４０２ｄはそれぞれ別々に、同一もしくは異なる強度でアクティブ化されるとしてもよい。所望の強度差は、その差が所望の強度差に一致する異なる強度で、一対の微小駆動体をアクティブ化することによって実現するとしてもよい。例えば、２つの微小駆動体のうち１つは強度差に等しい強度でアクティブ化し、もう一方の微小駆動体の「アクティブ化」は強度をゼロとして行う。このように、本明細書ならびに請求項では、「補完的なアクティブ化」に、微小駆動体の一方を強度ゼロで「アクティブ化」する「アクティブ化」の「ゼロ」形態も含まれることとする。

さまざまな実施形態において、ＭＥＭＳ１０２はさらに、微小駆動体４０２ａ〜４０２ｄが接合された複数のばね４１３ａ〜４１３ｄを備えるとしてもよい。ばね４１３ａ〜４１３ｄは、基板４１０に取り付けられているとしてもよい。本実施形態によれば、ばね４１３ａ〜４１３ｄもまた、略縦長の形状をしており、微小駆動体４０２ａ〜４０２ｄと略平行に配設されている。

さまざまな実施形態において、微小駆動体４０２ａ〜４０２ｄはそれぞれ、少なくとも２つの部分から構成され、そのうち少なくとも一方は他方に向かって線状に移動できるように構成されている。さまざまな実施形態において、他方にあたる部分がばね４１３ａ〜４１３ｄのうち対応するばねを介して基板４１０に固定されている。さらに、さまざまな実施形態において、可動部分の固定部分に向けた線状移動は、静電力によって、つまり微小駆動体に電圧が印加された場合に生じる。移動量は微小駆動体に印加された電圧強度の関数である。

基板４１０の形成材料にはさまざまな基板材料を用いることができる。例を挙げると、これらに限定されないが、シリコンやシリコン・オン・インシュレータなどがある。台４１６の形成材料にもさまざまな材料を用いることができる。例を挙げると、これらに限定されないが、セラミック材料やシリコンのような半導体材料がある。

微小物体４１４は、少なくとも２段階の可動性が望まれるものであれば、どのような微小物体であってもよい。例を挙げると、これらに限定されないが、マイクロレンズやマイクロミラーなどが考えられる。

先述したが、微小物体４１４は、サスペンションビーム４１２ａおよび４１２ｂに取り付けられている。サスペンションビーム４１２ａおよび４１２ｂは、例えば、１以上の金属もしくはコンプライアンス特性を持つ合金の層を１以上有するとしてもよい。このような金属の例は、これらに限定されないが、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、シリコン（Ｓｉ）などである。ここで、サスペンションビーム４１２ａおよび４１２ｂが圧縮されると微小物体４１４が＋Ｙ方向に沿って所定距離動かされ、伸長（延伸）されると微小物体４１４が−Ｙ方向に沿って所定距離動かされる。ばね４１３ａ〜４１３ｄも同様に、１以上の金属もしくはコンプライアンス特性を持つ合金の層を１以上有するとしてもよい。ばね４１３ａ〜４１３ｄも、これらに限定されないが、上述した金属から形成されるとしてもよい。

図２は、さまざまな実施形態に係る微小駆動体を示す拡大図である。図２に示す実施形態によれば、微小駆動体４０２ａ〜４０２ｄはそれぞれくし型駆動体であり、２つの部分４０４ａおよび４０４ｂを有する。部分４０４ａおよび４０４ｂはそれぞれ、複数の指部分４０６を含む。２つの部分４０４ａおよび４０４ｂのうち一方は、基板４１０に（ばね４１３ａ〜４１３ｄのうち対応するばねを介して）実質的に「取り付けられ」、他方はサスペンションビーム４１２ａおよび４１２ｂの一端に接合されている。さまざまな実施形態において、くし型駆動体４０２ａ〜４０２ｄはそれぞれ、静電力に基づいて動作する。つまり、くし型駆動体４０２ａ〜４０２ｄを動かす場合、くし型駆動体を構成する２つの部分４０４ａ〜４０４ｂの指部分４０６に対して補完的に電圧が印加され、サスペンションビーム４１２ａおよび４１２ｂの一端に接続された部分４０４ａ／４０４ｂが線状に動いて、実質的に「取り付けられた」部分４０４ｂ／４０４ａに近づくか、部分４０４ｂ／４０４ａから離れていく。このため、ばね４１３ａ〜４１３ｂに接合された部分４０４ａ／４０４ｂはくし型駆動体４０２ａ〜４０２ｄの「固定」部分と呼び、サスペンションビーム４１２ａおよび４１２ｂの一端に接合された部分４０４ａ／４０４ｂはくし型駆動体４０２ａ〜４０２ｄの可動部分と呼ぶとしてもよい。

移動の方向がどちらであっても移動量は、「固定」部分４０４ｂ／４０４ａに対する可動部分４０４ａ／４０４ｂのずれの量によってほぼ決まり、このずれの量は部分４０４ａおよび４０４ｂに対して印加された電圧の大きさによって決まる。つまり、微小駆動体４０２ａ〜４０２ｄを構成する部分４０４ａおよび４０４ｂに対して印加された電圧を制御することによって、微小駆動体４０２ａ〜４０２ｄが移動する距離と、結果として、微小物体４１４が移動する距離を制御するとしてもよい。さまざまな実施形態において、微小駆動体４０２ａ〜４０２ｄを構成する部分４０４ａおよび４０４ｂに対して印加される電圧の大きさは可変であり、それぞれに印加される電圧は互いに異なるとしてもよい。つまり、Ｘ／−Ｘ方向またはＹ／−Ｙ方向に沿った移動量は可変であってもよい。また、同時に発生する、Ｘ／−Ｘ方向のうち一方向に沿った動きとＹ／−Ｙ方向のうち一方向に沿った動きは、微小駆動体４０２ａ〜４０２ｄのうち適切な一対に対して一度行われる補完的アクティブ化によって実現するとしてもよい。

図３は、さまざまな実施形態に係るＭＥＭＳ１０２の断面図である。図３に示したような実施形態によると、ＭＥＭＳ１０２はさらに、台４１６の下方に電極部４２２を備えるとしてもよい。電極部４２２は、アクティブ化されると静電力によって台４１６を誘引するように構成される。このため、台４１６（および微小物体４１４）が所望の（例えば動作する）位置まで移動された後、台４１６および微小物体４１０を保持または係止するための保持部または係止部として機能する。このような動作は、アセンブリ後に行われるとしてもよいし、ＭＥＭＳ１０２を含む素子（例えば光電子モジュール）のアセンブリがほぼ完了した後で行ってもよい。「アセンブリがほぼ完了」とは、それ以上アセンブリ作業を行っても、微小物体の箇所／位置に対するその作業の影響は、所望の品質または信頼性について、関係がない、または重要でないとみなされる時点を指す。したがって、（本発明の実施形態の目的に関して）「アセンブリがほぼ完了」という記載が意味するところは、応用環境によって異なる。非常に高い品質または信頼性が要求される場合は、すべてのアセンブリが完全に完了した後を指すこともある。

さまざまな実施形態において、電極部４２２に加えて、もしくは電極部４２２に代えて、基板の１以上の領域に電圧を印加することによって台４１６を誘引するとしてもよい。このような構成とすることによって、台４１６（および微小物体４１４）を所望の（例えば動作する）位置／箇所まで移動した後、台４１６および微小物体４１０を保持または係止するための所望の保持機能または係止機能を達成するとしてもよい。

別の実施形態によれば、このような保持機能または係止機能は上記以外の物理力を用いて実現するとしてもよい。例を挙げると、これらに限定されないが、電磁力、圧電バイモルフ、熱バイモルフなどがある。

このような保持部または係止部は特に、例えばマイクロレンズを利用する場合（つまり、微小物体４１４がマイクロレンズの場合）に有用である。この場合、マイクロレンズを所望の動作位置（例えば光源および光ファイバに従って決められた場所）まで移動させた後、マイクロレンズを保持または係止する。上述したが、このような動作はアセンブリ後に行うとしてもよいし、ＭＥＭＳ１０２を含む光電子モジュールのアセンブリがほぼ完了した後に行うとしてもよい。また、このような保持状態または係止状態はしばらくしてから解除され、構成要素の位置合わせを再度行うべくマイクロレンズを可動状態に戻してもよい。再度位置合わせが行われれば、マイクロレンズは再び係止されるとしてもよい。このような係止解除および再位置合わせは、動作要件が変更された場合、または（何らかの理由によって）構成要素の位置がずれた場合に行われる必要が出てくるとしてもよい。係止解除、再位置合わせおよび再係止の一連の処理は、必要であれば何度でも繰り返すとしてもよい。上述したようなマイクロレンズ分野での応用、具体的には光電子モジュールのアセンブリ後に位置合わせおよび係止を行うことができるような構成は、発明者が本発明と同じで同時に出願された同時係属中の出願（名称「可動レンズビーム操作器」、出願日：２００４年４月２７日、参照番号：ＥＵ９８４７９７８３３ＵＳ）の主題である。ここで、微小物体の位置合わせ、係止、係止解除、再位置合わせおよび再係止を行う一連の処理過程の有用性は、マイクロレンズの分野に限定されるものではない。このような処理過程は、構成要素間での相対的な再位置合わせが必要な微小物体であれば、さまざまなものに応用するとしてもよい。

図４は、本発明の別の実施形態に係る、２段階の可動性を持ち、駆動体アレイを備えるＭＥＭＳを示す。ＭＥＭＳ１０２´は図１に示したＭＥＭＳ１０２とほぼ同じであるが、駆動体４０２ａおよび４０２ｃがそれぞれ２つの互いに分離した部分に分割され、互いに離れた状態で配設されている（駆動体部分４０２ａａおよび４０２ａｂ、ならびに駆動体部分４０２ｃａおよび４０２ｃｂ）。微小駆動体部分４０２ａａおよび４０２ａｂはそれぞれ、サスペンションビーム４１２ａおよび４１２ｂの一方の端部に接合され、微小駆動体部分４０２ｃａおよび４０２ｃｂはそれぞれ、サスペンションビーム４１２ａおよび４１２ｂの反対側の端部に接合されている。

微小駆動体部分４０２ｃａおよび４０２ｃｂはそれぞれ、微小駆動体４０２ｂと補完的にアクティブ化され、連携してサスペンションビーム４１２ａおよび４１２ｂを、従って微小物体４１４を、Ｘ方向（および任意で、ほぼ同時にＹ／−Ｙ方向のうちのいずれか）に沿って所定距離動かすように構成されている。一方、微小駆動体部分４０２ａａおよび４０２ａｂはそれぞれ、微小駆動体４０２ｄと補完的にアクティブ化され、連携してサスペンションビーム４１２ａおよび４１２ｂを、従って微小物体４１４を、−Ｘ方向（および任意で、ほぼ同時にＹ／−Ｙ方向のうちのいずれか）に沿って所定距離動かすように構成されている。このような構成は上述した通りである。

さらに、微小駆動体部分４０２ａａおよび４０２ａｂならびに４０２ｃａおよび４０２ｃｂは、補完的にアクティブ化され、連携してそれぞれサスペンションビーム４１２ａおよび４１２ｂを圧縮し、Ｙ方向（および任意で、ほぼ同時にＸ／−Ｘ方向のうちのいずれか）に沿って微小物体４１４を所定距離動かすように構成されている。一方、微小駆動体４０２ｂおよび４０２ｄは、補完的にアクティブ化され、サスペンションビーム４１２ａおよび４１２ｂを伸長し、−Ｙ方向（および任意で、ほぼ同時にＸ／−Ｘ方向のうちのいずれか）に沿って微小物体４１４を所定距離動かすように構成されている。このような構成も上述した通りである。

図５、図６Ａおよび図６Ｂは、本発明の別の実施形態に係る、２段階の可動性を持ち、駆動体アレイを備えるＭＥＭＳを示す。ＭＥＭＳ１０２´´は基本的に、図１に示すＭＥＭＳ１０２および図４に示すＭＥＭＳ１０２´´とほぼ同じであるが、台４１６が３つ（４１６ａ〜４１６ｃ）に分割されている。マイクロレンズはメイン台４１６ａに配設されている。メイン台４１６ａは、可動アーム４１８ａ〜４１８ｄを介して、残り２つのステージ４１６ｂおよび４１６ｃに接合されている。可動アーム４１８ａ〜４１８ｄはそれぞれ、微小駆動体対４０２ａ＊〜４０２ｄ＊（＊はａまたはｂ）に接合されている。微小駆動体対４０２ａ＊〜４０２ｄ＊はそれぞれ、「左」微小駆動体４０２ａａ、４０２ｂａ、４０２ｃａ、４０２ｄａ、および「右」微小駆動体４０２ａｂ、４０２ｂｂ、４０２ｃｂおよび４０２ｄｂを有する。微小駆動体対４０２ａ＊〜４０２ｄ＊は、図１から図４に示したほぼ線状の動きとは違って、反時計回り方向もしくは時計回り方向の（図６Ａおよび図６Ｂを参照のこと）動きを可能とするように、組み合わされて、選択的にアクティブ化されるように構成されている。「上面図」「側面図」などについて上記で説明したが、これと同様に、微小駆動体を「左」および「右」と呼ぶのもＭＥＭＳ１０２´´の説明を簡単にするためのものであり、本発明の実施形態を限定するものと解釈されるべきではない。

微小駆動体４０２ａ＊〜４０２ｄ＊は、微小駆動体４０２ａｂおよび４０２ｃｂが反時計回り方向の動きを可能とするべく（ほぼ等しい強度で）アクティブ化され、微小駆動体４０２ｂｂおよび４０２ｄｂが時計回り方向の動きを可能とするべく（ほぼ等しい強度で）アクティブ化され、アーム４１８ａ〜４１８ｄ、従って微小物体４１４を、連携してＸ方向に沿って（図６Ａ）所定距離動かすように、構成されている。同様に、微小駆動体４０２ａａおよび４０２ｃａが時計回り方向の動きを可能とするべく（ほぼ等しい強度で）アクティブ化され、微小駆動体４０２ｂａおよび４０２ｄａが反時計回り方向の動きを可能とするべく（ほぼ等しい強度で）アクティブ化され、アーム４１８ａ〜４１８ｄ、従って微小物体４１４を、−Ｘ方向に沿って連携して所定距離動かす。さらに、既述の実施形態と同様に、微小駆動体４０２ａｂおよび４０２ｃｂ、微小駆動体４０２ｂｂおよび４０２ｄｂ、微小駆動体４０２ａａおよび４０２ｃａ、および／または、微小駆動体４０２ｂａおよび４０２ｄａは、ほぼ同時にＹ／−Ｙ方向のいずれかに沿った動きを可能とすべく、任意で異なる強度でアクティブ化されるとしてもよい。

同様に、微小駆動体４０２ａｂ、４０２ｂａ、４０２ｃｂおよび４０２ｄａがすべて、Ｙ方向に沿って（図６Ｂ参照のこと）連携してアーム４１８ａ〜４１８ｄ、従って微小物体４１４を反時計回り方向に所定距離動かすべく、（ほぼ等しい強度で）アクティブ化されるとしてもよい。また、微小駆動体４０２ａａ、４０２ｂｂ、４０２ｃａおよび４０２ｄｂがすべて、−Ｙ方向に沿って（図６Ｂ参照のこと）連携してアーム４１８ａ〜４１８ｄ、従って微小物体４１４を時計回り方向に所定距離動かすべく、（ほぼ等しい強度で）アクティブ化されるとしてもよい。さらに、既述の実施形態と同様に、微小駆動体４０２ａｂおよび４０２ｃｂ、微小駆動体４０２ｂｂおよび４０２ｄｂ、微小駆動体４０２ａａおよび４０２ｃａ、および／または、微小駆動体４０２ｂａおよび４０２ｄａは、ほぼ同時にＸ／−Ｘ方向のいずれかに沿った動きを可能とすべく、任意で異なる強度でアクティブ化されるとしてもよい。

図７は、一実施形態に係る通信システムの例を示す。同図に示す通り、システム５００は、互いに接合されたデータルーティングサブシステム５０２およびネットワーク用インターフェースモジュール５０４を備える。ネットワーク用インターフェースモジュール５０４により、通信システム５００がネットワークに光学的に接合される。このネットワークは、ローカル・エリア・ネットワーク、ワイド・エリア・ネットワーク、電話ネットワークなどであってもよい。このようなネットワークは私有ネットワークおよび／または公共ネットワークであってもよい。本実施形態に係るネットワークインターフェースモジュール５０４は、具体的には、図１から図５に示したＭＥＭＳ１０２、１０２´および１０２´´のいずれかが組み込まれた素子（例えば光電子送信器モジュール）を有するとしてもよい。本明細書においては、ネットワークインターフェースモジュール５０４を通信インターフェースモジュールと呼ぶとしてもよい。

図７に示すように、本実施形態によれば、データルーティングサブシステム５０２は互いに接合されたプロセッサ５１２およびメモリ５１４を有する。メモリ５１４は複数のデータルーティングルールを格納しており、このデータルーティングルールに従って、ネットワークインターフェースモジュール５０４を介して受信したデータのルーティングをプロセッサ５１２が行う。データルーティングルールの格納は、どのデータ構築方法を用いて行ってもよい。データ構築方法の例を挙げると、これらに限定されないが、テーブルやリンクリストなどがある。データの送受信は、どの通信プロトコルを用いて行ってもよい。通信プロトコルの例を挙げると、これらに限定されないが、ＴＣＰ／ＩＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ／Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）がある。

さまざまな実施形態において、プロセッサ５１２が行うタスクには、ＭＥＭＳ１０２が供える駆動体の制御や、微小物体４１４が所望の動作位置まで移動させられた後に微小物体４１４を保持または係止するように構成要素を制御することなどがあるとしてもよい。また、プロセッサ５１２によって、微小物体４１４の「係止解除」が行われ、位置合わせおよび係止プロセスが繰り返されるとしてもよい。再位置合わせ／係止のプロセスは、必要なだけ何度でも繰り返してよい。

別の実施形態によれば、実際の制御を行うのは別の１以上のコントローラ（不図示）であるとしてもよい。つまり、プロセッサ５１２はそのようなほかのコントローラを用いて所望の制御を行う。従って、請求項においては、プロセッサをコントローラと呼んでもよいし、その逆もまた可能である。つまり本明細書および本願請求項においては、プロセッサとコントローラという用語は互換可能であると考えられたい。

またさらに、さまざまな実施形態においては、データルーティングシステム５０２は、システム５００の性能を測定すべく、１以上のセンサ（不図示）をも有するとしてもよい。このようなセンサもまた、プロセッサ５１２（もしくはそのエージェントである「下流」コントローラ）に接合されており、性能を計測するために集められたデータのみに基づいて、もしくはそれ以外の動作データもしくは構成データも一緒に考慮して、（定期的にもしくはリアルタイムで）制御を行う。センサはシステム５００内ならどこに配設してもよい。ネットワーク用インターフェースモジュール５０４（例えばＭＥＭＳ１０２）でもよいが、これに限定されない。

ＭＥＭＳ１０２をネットワーク用インターフェースモジュール５０４と一体化させた点を除くと、構成要素５０２および５０４は公知技術の代表例である。

さまざまな実施形態において、システム５００は、ルーター、スイッチ、ゲートウェイ、サーバなどであってよい。

以上において、さまざまな実施形態に係る、微小物体に対して２段階の可動性を実現するべく駆動体アレイが備えられたＭＥＭＳ、およびそのようなＭＥＭＳを組み込んだシステムを説明した。具体的な実施形態を説明したが、本発明の範囲を超えることなく、上述の具体的な実施形態に代わるものとして、さまざまな変形例および／または類似例を実施できることは、当業者に明らかである。本出願は、上記で説明した実施形態の変形例はすべて含むものとする。このため、本発明は請求項およびそれに類するものによってのみ限定されるものと解釈されたい。

Claims (30)

1. 電子機械システムであって、
   コンプライアンス特性を有する第１サスペンションビームと、
   前記第１サスペンションビームに接合された物体と、
   前記第１サスペンションビームの第１端部および第２端部に接合された第１駆動体および第２駆動体であって、前記第１サスペンションビームを移動、圧縮または延伸するべく補完的にアクティブ化され、前記物体に対して第１可動性および第２可動性を実現する第１駆動体および第２駆動体と
   を備える電子機械システム。
2. 前記第１駆動体および前記第２駆動体は、第１方向に沿って前記物体を所定距離動かすべく、前記第１サスペンションビームを前記第１方向に沿って所定距離動かすように、補完的にアクティブ化される
   請求項１に記載の電子機械システム。
3. 前記第１駆動体および前記第２駆動体は、前記第１方向に沿った前記物体の移動とほぼ同時に、前記第１方向と直交する第２方向に沿って前記物体を所定距離動かすべく、前記第１サスペンションビームを所定量圧縮または伸長するように、補完的にアクティブ化される
   請求項２に記載の電子機械システム。
4. 前記電子機械システムはコンプライアンス特性を有する第２サスペンションビームをさらに備え、
   前記物体はさらに前記第２サスペンションビームに接合されており、
   前記第１駆動体および前記第２駆動体はさらに、前記第２サスペンションビームの第３端部および第４端部に接合され、前記第１サスペンションビームの前記移動、前記圧縮または前記伸長と合わせて、前記第２サスペンションビームを移動、圧縮または伸長するように、補完的にアクティブ化される
   請求項１に記載の電子機械システム。
5. 前記電子機械システムはさらに前記第１サスペンションビームの前記第１端部に接合された第３駆動体を備え、当該第３駆動体は、前記第１駆動体および前記第２駆動体の補完的なアクティブ化を補完するべく、前記第１サスペンションビームを移動、圧縮または伸長するように前記第２駆動体と補完的にアクティブ化される
   請求項１に記載の電子機械システム。
6. 前記第１駆動体および前記第２駆動体は、１以上の第１補完的アクティブ化方法に基づいて、前記第１可動性および前記第２可動性を実現し、
   前記電子機械システムはさらに、前記第１サスペンションビームの前記第１端部および前記第２端部に接合された第３駆動体および第４駆動体を備え、当該第３駆動体および当該第４駆動体は、１以上の第２補完的アクティブ化方法に基づいて、前記第１可動性および前記第２可動性を実現するべく、前記第１サスペンションビームを移動、圧縮または伸長するように互いに補完的にアクティブ化される
   請求項１に記載の電子機械システム。
7. 前記第１駆動体および前記第２駆動体のうち少なくとも一方は、互いに分離された状態で配設された２つの部分を有する
   請求項１に記載の電子機械システム。
8. 前記電子機械システムはさらに前記第１サスペンションビームに接続された台を備え、前記物体は前記台の上に配設されている
   請求項１に記載の電子機械システム。
9. 前記電子機械システムはさらに、
   基板と、
   前記基板上に配設され、それぞれ前記第１駆動体および前記第２駆動体に接合された第１ばねおよび第２ばねと
   を備え、
   前記基板は、前記第１駆動体および前記第２駆動体が前記物体を動かせないように、前記台を誘引して保持するようにアクティブ化される領域を１以上有する
   請求項８に記載の電子機械システム。
10. 前記電子機械システムはさらに、前記第１駆動体および前記第２駆動体が前記物体を動かせないように、前記台を誘引して保持するようにアクティブ化される構成要素を１以上備える
    請求項８に記載の電子機械システム。
11. 電子機械システムであって、
    第１可動アーム、第２可動アーム、第３可動アームおよび第４可動アームと、
    前記第１可動アーム、前記第２可動アーム、前記第３可動アームおよび前記第４可動アームに接続された物体と、
    前記第１可動アーム、前記第２可動アーム、前記第３可動アームおよび前記第４可動アームにそれぞれ対応するように接合された第１駆動体、第２駆動体、第３駆動体および第４駆動体であって、前記物体に対して第１可動性および第２可動性を実現するべく、連携して前記第１可動アーム、前記第２可動アーム、前記第３可動アームおよび前記第４可動アームを動かすように、補完的にアクティブ化される第１駆動体、第２駆動体、第３駆動体および第４駆動体と
    を備える電子機械システム。
12. 前記物体を第１方向に沿って所定距離動かすべく、前記第１駆動体および前記第２駆動体が反時計回り方向または時計回り方向に動くように補完的にアクティブ化され、且つ前記第３駆動体および前記第４駆動体が前記第１駆動体および前記第２駆動体とは逆方向に動くように補完的にアクティブ化される
    請求項１１に記載の電子機械システム。
13. 前記第１駆動体、前記第２駆動体、前記第３駆動体および前記第４駆動体はさらに、前記第１方向に沿った前記物体の移動とほぼ同時に、前記第１方向に直交する第２方向に沿って前記物体を所定距離動かすべく補完的にアクティブ化される
    請求項１２に記載の電子機械システム。
14. 前記第１駆動体、前記第２駆動体、前記第３駆動体および前記第４駆動体はさらに、第１方向に沿って前記物体を所定距離動かすべく、反時計回り方向または時計回り方向に動くように補完的にアクティブ化される
    請求項１１に記載の電子機械システム。
15. 前記第１駆動体、前記第２駆動体、前記第３駆動体および前記第４駆動体はさらに、前記第１方向に沿った前記物体の移動とほぼ同時に、前記第１方向に直交する第２方向に沿って前記物体を所定距離動かすべく補完的にアクティブ化される
    請求項１４に記載の電子機械システム。
16. 前記電子機械システムは、前記第１可動アーム、前記第２可動アーム、前記第３可動アームおよび前記第４可動アームに接合された台をさらに備え、前記物体は前記台の上に配設されている
    請求項１１に記載の電子機械システム。
17. 前記電子機械システムはさらに、前記第１駆動体、前記第２駆動体、前記第３駆動体および前記第４駆動体が前記物体を動かせないように、前記台を誘引して保持するようにアクティブ化される領域を１以上含む基板を備える
    請求項１６に記載の電子機械システム。
18. 前記電子機械システムはさらに、前記第１駆動体、前記第２駆動体、前記第３駆動体および前記第４駆動体が前記物体を動かせないように、前記台を誘引して保持するようにアクティブ化される構成要素を１以上備える
    請求項１６に記載の電子機械システム。
19. 第１駆動体をアクティブ化することと、
    物体に対して第１可動性および第２可動性を実現するべく、略縦長の形状を持つ第１部材を移動、圧縮または伸長するように、前記第１駆動体のアクティブ化に対して補完的に、前記第１駆動体とは異なる第２駆動体をアクティブ化することと
    を含む方法。
20. 前記第１駆動体および前記第２駆動体の補完的アクティブ化は、主に前記第１可動性および前記第２可動性のいずれかを実現するために行われ、
    前記方法は、前記物体に対して前記第１可動性および前記第２可動性のうち前記第１駆動体および前記第２駆動体とは異なる可動性を主に実現するべく、前記第１部材を移動、圧縮または伸長するように、前記第１駆動体および前記第２駆動体の補完的アクティブ化と連携して、第３駆動体および第４駆動体を補完的にアクティブ化することをさらに含み、前記第１駆動体、前記第２駆動体、前記第３駆動体および前記第４駆動体は異なる駆動体である
    請求項１９に記載の方法。
21. 前記第１駆動体および前記第２駆動体の補完的アクティブ化は、前記第１可動性および前記第２可動性のいずれかを実現するべく、前記第１部材を移動するように行われ、
    前記方法は、前記第１部材の移動に合わせて略縦長の形状を持つ第２部材を動かすべく、前記第１駆動体および前記第２駆動体の補完的アクティブ化と連携して第３駆動体および第４駆動体を補完的にアクティブ化することをさらに含み、前記第１駆動体、前記第２駆動体、前記第３駆動体および前記第４駆動体は異なる駆動体である
    請求項１９に記載の方法。
22. 前記方法は、前記物体が配設された台を前記第１駆動体および前記第２駆動体が動かせないようにして、前記物体を係止することをさらに含む
    請求項１９に記載の方法。
23. 前記方法は、前記台を動かせるようにして、前記第１駆動体および前記第２駆動体が前記物体を再び動かせるようにすることをさらに含む
    請求項２２に記載の方法。
24. 前記方法は、前記物体の移動および前記物体の係止を繰り返すことをさらに含む
    請求項２３に記載の方法。
25. システムであって、
    複数のデータルーティングルールを格納したメモリ、および少なくともある程度は前記データルーティングルールに基づいてデータをルーティングする、前記メモリに接合されたプロセッサを有するデータルーティングサブシステムと、
    前記データルーティングサブシステムのデータを光学的に送信する、前記データルーティングサブシステムに接合されたネットワーク用インターフェースモジュールであって、電子機械サブシステムを有するネットワーク用インターフェースモジュールと
    を備え、
    前記電子機械サブシステムは、
    略縦長の形状を持つ複数の部材と、
    前記複数の部材と接合された物体と、
    前記複数の部材に接合された複数の駆動体であって、前記物体に対して第１可動性および第２可動性を実現するべく、前記複数の部材を移動、圧縮または伸長するように、組み合わせを選択して選択的にアクティブ化される複数の駆動体と
    を有する
    システム。
26. 前記電子機械システムが有する前記複数の部材は、コンプライアンス特性を有する第１サスペンションビームおよびコンプライアンス特性を有する第２サスペンションビームを含み、
    前記電子機械システムが有する前記複数の駆動体は、前記第１サスペンションビームおよび前記第２サスペンションビームの第１端部に接合された第１駆動体および第２駆動体、ならびに前記第１サスペンションビームおよび前記第２サスペンションビームの第２端部に接合された第３駆動体および第４駆動体を含む
    請求項２５に記載のシステム。
27. 前記電子機械システムが有する前記複数の部材は、第１可動アーム、第２可動アーム、第３可動アームおよび第４可動アームを含み、
    前記電子機械システムが有する前記複数の駆動体は、前記第１可動アーム、前記第２可動アーム、前記第３可動アームおよび前記第４可動アームにそれぞれ対応するように接合された第１駆動体、第２駆動体、第３駆動体および第４駆動体を含む
    請求項２５に記載のシステム。
28. 前記複数の駆動体はそれぞれ、残りの駆動体のアクティブ化強度とは異なる強度でアクティブ化される
    請求項２５に記載のシステム。
29. 前記電子機械システムは、
    前記物体が接続された台と、
    基板であって、前記複数の駆動体によって前記物体が動かせないようにするべく、前記台を誘引して保持するようにアクティブ化される、当該基板上に設けられた構成要素または領域を含む基板と
    をさらに有する
    請求項２５に記載のシステム。
30. 前記システムは、当該システムを１以上の側面から監視するためのセンサを１以上さらに備え、監視結果は単独でまたはほかの入力と共に、前記電子機械システムが有する前記複数の駆動体の選択的且つ補完的なアクティブ化を決定する上で用いられる
    請求項２９に記載のシステム。

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