JP4715407B2 - マイクロアクチュエータ装置及び光スイッチシステム - Google Patents

Description

本発明は、マイクロアクチュエータ装置及びこれを用いた光スイッチシステムに関するものである。

マイクロマシニング技術の進展に伴い、種々の分野においてマイクロアクチュエータの重要性が高まっている。マイクロアクチュエータが用いられている分野の一例として、例えば、光通信などに利用され光路を切り替える光スイッチを挙げることができる。このような光スイッチの一例として、例えば、下記特許文献１に開示された光スイッチを挙げることができる。

マイクロアクチュエータは、固定部と、被駆動体（光スイッチの場合は、ミラー）が搭載され固定部に対して移動可能とされた可動部とを有し、可動部を所定の位置で保持し得るように構成される。例えば、下記特許文献１に開示された光スイッチにおいて採用されているミラーを移動させるマイクロアクチュエータでは、静電力によって、可動部が固定部に当接する位置（ミラーが入射光をそのまま通過させる位置）に保持されるようになっている。また、このマイクロアクチュエータでは、バネ力によって、可動部が固定部から離れた位置（ミラーが入射光を反射させる位置）に復帰して保持されるようになっている。そして、特許文献１に開示されているマイクロアクチュエータ装置は、このようなマイクロアクチュエータと、これを制御する制御部とから構成されている。このマイクロアクチュエータ装置では、前記制御部は、ミラーが入射光をそのまま通過させる状態（非反射状態）を継続させる場合には、可動部を固定部に当接する位置に継続して保持し続けるように、マイクロアクチュエータを制御している。
特開２００３−１５９６９８号公報

しかしながら、前記従来のマイクロアクチュエータ装置では、ミラーを長時間非反射状態とし続けると、可動部が固定部に貼り付いて離れなくなってしまうことで作動不良になったり、可動部が固定部から離れ難くなってしまうことで動作遅延が生じたりし易かった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、可動部が固定部から離れ易くなって作動不良や動作遅延を招き難いマイクロアクチュエータ装置、及び、これを用いた光スイッチシステムを提供することを目的とする。

また、本発明は、可動部が固定部から離れ易くなって作動不良や動作遅延を招き難く、しかも、消費電力を低減することができるマイクロアクチュエータ装置、及び、これを用いた光スイッチシステムを提供することを目的とする。

本発明者は、研究の結果、マイクロアクチュエータにおいて、可動部が固定部に当接し続ける時間を短縮することで、可動部が固定部に貼り付いて離れなくなったり離れ難くなる事態を、生じ難くすることができることを、見出した。

前記課題を解決するため、本発明の第１の態様によるマイクロアクチュエータ装置は、マイクロアクチュエータと、該マイクロアクチュエータの動作を制御する制御部とを備えたマイクロアクチュエータ装置であって、前記マイクロアクチュエータは、固定部と、前記固定部から離れた第１の位置と前記固定部に当接する第２の位置との間を前記固定部に対して移動し得るように設けられた可動部と、を有し、前記制御部は、前記可動部が前記第２の位置に所定時間以上継続して位置しないように、前記可動部が、前記第２の位置から、前記第１の位置と第２の位置との間の第３の位置であって前記固定部から離れた第３の位置に位置した後に、前記第２の位置に戻る動作を行うように、前記マイクロアクチュエータを制御するものである。

本発明の第２の態様によるマイクロアクチュエータ装置は、前記第１の態様において、前記固定部は第１の電極部を有し、前記可動部は、前記第１の位置に復帰しようとする復帰力が生ずるように、設けられ、前記可動部は、前記第１の電極部との間の電圧により前記第１の電極部との間に静電力を生じ得る第２の電極部を有し、前記制御部は、前記可動部を前記第２の位置に保持するときに、前記第１及び第２の電極部の間に静電力が生ずるように電圧を印加するものである。なお、前記復帰力は、バネ力に限定されるものではなく、例えば、駆動力発生部として圧電素子を採用した場合において、当該圧電素子に対する印加電圧をゼロにしたときに元の位置に復帰しようとする力でもよい。

本発明の第３の態様によるマイクロアクチュエータ装置は、前記第２の態様において、前記マイクロアクチュエータは、前記制御部からの制御信号に応じて前記可動部に静電力以外の駆動力を前記第１の位置から前記第２の位置へ向かう方向に与え得るように構成され、前記第３の位置は、前記復帰力と前記駆動力とが釣り合う位置であるものである。

本発明の第４の態様によるマイクロアクチュエータ装置は、前記第３の態様において、前記駆動力がローレンツ力であるものである。

本発明の第５の態様によるマイクロアクチュエータ装置は、前記第１乃至第４のいずれかの態様において、前記マイクロアクチュエータを複数備え、それらが２次元状に配置されたものである。

本発明の第６の態様によるマイクロアクチュエータ装置は、前記第５の態様において、前記制御部は、複数のスイッチング素子を含む回路を有し、前記回路は、前記複数のマイクロアクチュエータの各行ごとの行選択信号及び前記複数のマイクロアクチュエータの各列ごとの列選択信号に応答して、選択された行及び列のマイクロアクチュエータに制御信号を供給するものである。

本発明の第７の態様による光スイッチシステムは、前記第１乃至第４のいずれかの態様によるマイクロアクチュエータ装置と、前記可動部に設けられたミラーと、を備えたものである。

本発明の第８の態様による光スイッチシステムは、前記第７の態様において、前記可動部が前記第１の位置に位置しているときに、前記ミラーが反射状態及び非反射状態のうちの一方の状態となり、前記可動部が前記第２の位置及び第３の位置に位置しているときに、前記ミラーが反射状態及び非反射状態のうちの他方の状態となるものである。

本発明の第９の態様による光スイッチシステムは、前記第７又は第８の態様において、前記マイクロアクチュエータ及び前記ミラーの組を複数備え、当該組が２次元状に配置されたものである。

本発明の第１０の態様による光スイッチシステムは、前記第９の態様において、前記制御部は、複数のスイッチング素子を含む回路を有し、前記回路は、前記複数のマイクロアクチュエータの各行ごとの行選択信号及び前記複数のマイクロアクチュエータの各列ごとの列選択信号に応答して、選択された行及び列のマイクロアクチュエータに制御信号を供給するものである。

なお、前記第１乃至第１０の態様において、前記可動部は薄膜で構成してもよい。

本発明によれば、可動部が固定部から離れ易くなって作動不良や動作遅延を招き難いマイクロアクチュエータ装置、及び、これを用いた光スイッチシステムを提供することができる。

また、本発明によれば、可動部が固定部から離れ易くなって作動不良や動作遅延を招き難く、しかも、消費電力を低減することができるマイクロアクチュエータ装置、及び、これを用いた光スイッチシステムを提供することができる。

以下、本発明によるマイクロアクチュエータ装置及び光スイッチシステムについて、図面を参照して説明する。

［第１の実施の形態］

図１は、本発明の第１の実施の形態による光スイッチアレー１を備えた光スイッチシステムを示す概略構成図である。説明の便宜上、図１に示すように、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を定義する（後述する図についても同様である。）。光スイッチアレー１の基板１２１の面がＸＹ平面と平行となっている。また、Ｚ軸方向のうち矢印の向きを＋Ｚ方向又は＋Ｚ側、その反対の向きを−Ｚ方向又は−Ｚ側と呼び、Ｘ軸方向及びＹ軸方向についても同様とする。なお、Ｚ軸方向の＋側を上側、Ｚ軸方向の−側を下側という場合がある。

本実施の形態による光スイッチシステムは、図１に示すように、光スイッチアレー１と、ｍ本の光入力用光ファイバ２と、ｍ本の光出力用光ファイバ３と、ｎ本の光出力用光ファイバ４と、光スイッチアレー１に対して後述するように磁界を発生する磁界発生部としての磁石５と、光路切替状態指令信号に応答して、当該光路切替状態指令信号が示す光路切換状態を実現するための制御信号を光スイッチアレー１に供給する外部制御部としての外部制御回路６と、を備えている。図１に示す例では、ｍ＝３、ｎ＝３となっているが、ｍ及びｎはそれぞれ任意の数でよい。

本実施の形態では、磁石５は、図１に示すように、Ｘ軸方向の−側がＮ極に＋側がＳ極に着磁された板状の永久磁石であり、光スイッチアレー１の下側に配置され、光スイッチアレー１に対して磁力線５ａで示す磁界を発生している。すなわち、磁石５は、光スイッチアレー１に対して、Ｘ軸方向に沿ってその＋側へ向かう略均一な磁界を発生している。もっとも、磁界発生部として、磁石５に代えて、例えば、他の形状を有する永久磁石や、電磁石などを用いてもよい。

光スイッチアレー１は、図１に示すように、基板１２１と、基板１２１上に配置されたｍ×ｎ個のミラー１２とを備えている。ｍ本の光入力用光ファイバ２は、基板１２１に対するＹ軸方向の一方の側からＹ軸方向に入射光を導くように、ＸＹ平面と平行な面内に配置されている。ｍ本の光出力用光ファイバ３は、ｍ本の光入力用光ファイバ２とそれぞれ対向するように基板１２１に対する他方の側に配置され、光スイッチアレー１のいずれのミラー１２によっても反射されずにＹ軸方向に進行する光が入射するように、ＸＹ平面と平行な面内に配置されている。ｎ本の光出力用光ファイバ４は、光スイッチアレー１のいずれかのミラー１２により反射されてＸ軸方向に進行する光が入射するように、ＸＹ平面と平行な面内に配置されている。ｍ×ｎ個のミラー１２は、ｍ本の光入力用光ファイバ２の出射光路とｎ本の光出力用光ファイバ４の入射光路との交差点に対してそれぞれ、後述するマイクロアクチュエータ１１１により進出及び退出可能にＺ軸方向に移動し得るように、２次元マトリクス状に基板１２１上に配置されている。なお、本例では、ミラー１２の向きは、その法線がＸＹ平面と平行な面内においてＸ軸と４５゜をなすように設定されている。もっとも、その角度は適宜変更することも可能であり、ミラー１２の角度を変更する場合には、その角度に応じて光出力用光ファイバ４の向きを設定すればよい。

この光スイッチシステムの光路切替原理自体は、従来の２次元光スイッチの光路切替原理と同様である。

図２は、図１中の光スイッチアレー１を模式的に示す概略平面図である。光スイッチアレー１は、図２に示すように、基板１２１（図２では図示せず）と、該基板１２１上に２次元状に配置されたｍ×ｎ個のマイクロアクチュエータ１１１と、各マイクロアクチュエータ１１１の可動部に搭載されたミラー１２とを備えている。

図１及び図２並びに後述する図では、説明を簡単にするため、９個の光スイッチを３行３列に配置しているが、光スイッチの数は何ら限定されるものではない。光スイッチアレー１のうちのミラー１２以外の部分が、マイクロアクチュエータアレーを構成している。

次に、図１中の光スイッチアレー１の単位素子としての１つの光スイッチの構造について、図３乃至図１０を参照して説明する。図３は、本発明の第１の実施の形態による光スイッチシステムで用いられている光スイッチアレー１を構成する単位素子としての１つの光スイッチ（すなわち、１つのマイクロアクチュエータ１１１及びこれにより駆動される１つのミラー１２）を模式的に示す概略平面図である。図３では、可動部及び脚部の表面に全体に渡って形成された保護膜としてのＳｉＮ膜１４４は省略して示し、本来実線で書くべき凸条部１４９，１５０のラインを破線で示し、Ａｌ膜１４２，１４３にそれぞれ異なるハッチングを付している。図４は、図３中のＸ１１−Ｘ１２線に沿った概略断面図である。図面には示していないが、図３中のＸ１９−Ｘ２０線に沿った概略断面図は図４と同様となる。図５は、図３中のＸ１３−Ｘ１４線に沿った概略断面図である。図面には示していないが、図３中のＸ１７−Ｘ１８線に沿った概略断面図は図５と同様となる。図６は、図３中のＸ１５−Ｘ１６線に沿った概略断面図である。図７は、図３中のＹ１１−Ｙ１２線に沿った概略断面図である。図８は、図３中のＹ１３−Ｙ１４線に沿った概略断面図である。図９は、図３中のＹ１５−Ｙ１６線に沿った概略断面図である。図１０は、図３中のＹ１７−Ｙ１８線に沿った概略断面図である。なお、図４乃至図１０では、梁構成部１３２，１３４がＺ軸方向に湾曲していないものとして示しているが、梁構成部１３２，１３４は、実際には、可動部が力を受けていない状態において、当該梁構成部１３２，１３４を構成する膜の応力によって＋Ｚ方向に湾曲している。

本実施の形態では、マイクロアクチュエータ１１１は片持ち梁構造を有している。もっとも、本発明では、マイクロアクチュエータは、例えば、前記特許文献１と同様に、フレクチュア部による両持ち構造を有していてもよい。

本実施の形態で用いられているマイクロアクチュエータ１１１は、シリコン基板やガラス基板等の基板１２１と、脚部１２２，１２３と、Ｚ軸方向から見た平面視で主としてＸ軸方向に並行して延びた２本の帯板状の梁部１２４，１２５と、梁部１２４，１２５の先端（自由端、＋Ｘ方向の端部）に設けられそれらの間を機械的に接続する平面視で長方形状の接続部１２６と、梁部１２４を構成する梁構成部１３３及び梁部１２５を構成する梁構成部１３５の固定端側同士を補強のために機械的に接続する接続部１２７と、固定電極（第１の電極部）１２８と、を備えている。

梁部１２４の固定端（−Ｘ方向の端部）は、基板１２１上のシリコン酸化膜等の絶縁膜１２９上に形成されたＡｌ膜からなる配線パターン１３０，１３１（図３では省略）をそれぞれ介して基板１２１から立ち上がる立ち上がり部を持つ２つの個別脚部１２２ａ，１２２ｂからなる脚部１２２を介して、基板１２１に機械的に接続されている。同様に、梁部１２５の固定端（−Ｘ方向の端部）は、基板１２１上の絶縁膜１２９上に形成されたＡｌ膜からなる２つの配線パターン（図示せず）をそれぞれ介して基板１２１から立ち上がる立ち上がり部を持つ２つの個別脚部１２３ａ，１２３ｂからなる脚部１２３を介して、基板１２１に機械的に接続されている。前述したように、梁部１２４，１２５の自由端間が接続部１２６で機械的に接続され、梁構成部１３２，１３４の固定端側同士が接続部１２７で機械的に接続されている。したがって、本実施の形態では、梁部１２４，１２５及び接続部１２６，１２７が、全体として、片持ち梁構造を持つ可動部を構成している。本実施の形態では、基板１２１、固定電極１２８及び絶縁膜１２９が、固定部を構成している。

梁部１２４は、前記可動部の固定端と自由端との間に機械的にＸ軸方向に直列に接続された２つの梁構成部１３２，１３３を有している。梁構成部１３２は、Ｚ軸方向から見た平面視でＸ軸方向に延びた帯板状に構成されている。梁構成部１３３は、帯板状に構成され、図３に示すように、Ｚ軸方向から見た平面視で、主としてＸ軸方向に延びているものの、−Ｘ側の位置でＹ軸方向に折れ曲がったような形状を有している。固定端側（−Ｘ側）の梁構成部１３２はＺ軸方向に撓み得る板ばね部となっているのに対し、自由端側（＋Ｘ側）の梁構成部１３３はＺ軸方向（基板１２１側及びその反対側）の撓み及びその他の方向の撓みに対して実質的に剛性を有する剛性部となっている。

梁構成部１３２は、下側のＳｉＮ膜１４１と中間のＡｌ膜１４２，１４３と上側の保護膜としてのＳｉＮ膜１４４とが積層された３層（ただし、Ａｌ膜１４２，１４３間の隙間では２層）の薄膜で、板ばねとして作用するように構成されている。Ａｌ膜１４２とＡｌ膜１４３とは、同一階層に形成されているが、図３に示すように、若干Ｙ軸方向に隙間をあけて形成され、互いに電気的に分離されている。これは、Ａｌ膜１４２を静電力用の可動電極への配線として用い、Ａｌ膜１４３をローレンツ力用の電流経路を形成するための配線として用いるためである。静電力用の配線ではほとんど電流を流さない一方、ローレンツ力用の配線では比較的大きい電流を流すため、ローレンツ力用の配線の電気抵抗を低減するべく、Ａｌ膜１４２は幅が狭く形成され、Ａｌ膜１４３は幅が広く形成されている。

梁構成部１３３は、梁構成部１３２からそのまま連続して延びた下側のＳｉＮ膜１４１と中間のＡｌ膜１４２，１４３と上側の保護膜としてのＳｉＮ膜１４４とが積層された３層（ただし、Ａｌ膜１４２，１４３間の隙間では２層）の薄膜で、構成されている。しかし、後述する凸条部１４９，１５０を形成することによって、梁構成部１３３に前述した剛性を持たせている。

図４では、梁構成部１３２がＺ軸方向に湾曲していないものとして示しているが、梁構成部１３２は、実際には、駆動信号が供給されていない状態において、膜１４１〜１４４の応力によって、上方（基板１２１と反対側、＋Ｚ方向）に湾曲している。このような湾曲状態は、膜１４１，１４２，１４４の成膜条件を適宜設定することにより、実現することができる。一方、梁構成部１３３は、駆動信号の供給の有無に拘わらずＺ軸方向に実質的に湾曲しておらず、前述した剛性を持つことにより、膜１４１〜１４４の応力により湾曲することがなく常に平板状の状態を維持する。このように、梁構成部１３２と梁構成部１３３とは、梁部１２４が力を受けない状態で、異なる湾曲・非湾曲状態を持っている。

本実施の形態では、脚部１２２は、梁構成部１３２を構成するＳｉＮ膜１４１，１４４及びＡｌ膜１４２，１４３がそのまま連続して延びることによって構成され、２つの個別脚部１２２ａ，１２２ｂを有している。脚部１２２が２つの個別脚部１２２ａ，１２２ｂを有しているのは、静電力用の配線とローレンツ力用の配線とを分離して、Ａｌ膜１４２とＡｌ膜１４３とを基板１２１上の別々の配線パターン１３０，１３１にそれぞれ電気的に接続させるためである。Ａｌ膜１４２は、個別脚部１２２ａにおいてＳｉＮ膜１４１に形成された開口を介して配線パターン１３０に電気的に接続されている。Ａｌ膜１４３は、個別脚部１２２ｂにおいてＳｉＮ膜１４１に形成された開口を介して配線パターン１３１に電気的に接続されている。なお、脚部１２２の上部には、脚部１２２の強度を補強するために、凸条部１５１がＺ方向から見た平面視で個別脚部１２２ａ，１２２ｂを一括して囲むように口の字状に形成されている。

梁部１２５及び脚部１２３は、前述した梁部１２４及び脚部１２２とそれぞれ全く同一の構造を有している。梁部１２５を構成する梁構成部１３４，１３５は、梁部１２４を構成する梁構成部１３２，１３３に相当している。脚部１２３を構成する個別脚部１２３ａ，１２３ｂは、脚部１２２を構成する個別脚部１２２ａ，１２２ｂにそれぞれ相当している。また、脚部１２３の上部には、前述した凸条部１５１に相当する凸条部１５２が形成されている。

接続部１２７は、梁構成部１３３，１３５からそのまま連続して延びたＳｉＮ膜１４１，１４４の２層膜で構成されている。接続部１２７には、梁構成部１３３，１３５からのＡｌ膜１４２は延びておらず、接続部１２７においては、何ら電気的な接続は行われていない。

本実施の形態では、梁構成部１３３，１３５及び接続部１２６，１２７に一括して剛性を付与するべく、図３中の破線で示すように、平面視でこれらの一括した領域の外周側において周回するように凸条部１４９が形成され、前記一括した領域の内周側に周回するように凸条部１５０が形成されている。この凸条部１４９，１５０によって、梁構成部１３３，１３５が補強されて剛性を有している。梁構成部１３３，１３５は、駆動信号の供給の有無に拘わらずＺ軸方向に実質的に湾曲しておらず、前述した剛性を持つことにより、膜１４１〜１４４の応力により湾曲することがなく常に平板状の状態を維持する。

接続部１２６は、梁構成部１３３，１３５を構成するＳｉＮ膜１４１，１４４及びＡｌ膜１４２，１４３がそのまま連続して延びることによって構成されている。接続部１２６には、被駆動体としてのＡｕ、Ｎｉ又はその他の金属からなるミラー１２が設けられている。

接続部１２６におけるＡｌ膜１４２の部分が、静電力用の可動電極（第２の電極部）として兼用されている。この可動電極に対向する基板１２１上の領域には、Ａｌ膜からなる静電力用の固定電極１２８が形成されている。図面には示していないが、固定電極１２８を構成するＡｌ膜は配線パターンとしても延びており、前記配線パターン１３０と共に利用することによって、固定電極１２８と可動電極として兼用された接続部１２６におけるＡｌ膜１４２との間に電圧（静電力用電圧）を、印加できるようになっている。

一方、前述した説明からわかるように、Ａｌ膜１４３によって、脚部１２２の個別脚部１２２ｂ下の配線パターン１３１から、梁構成部１３２→梁構成部１３３→接続部１２６→梁構成部１３５→梁構成部１３４を経て、脚部１２３の個別脚部１２３ｂ下の配線パターン（図示せず）へ至る、電流経路が構成されている。この電流経路のうち、接続部１２６におけるＹ軸方向に沿った電流経路が、Ｘ軸方向の磁界内に置かれたときに、Ｚ軸方向へ向かうローレンツ力を発生させる部分となっている。したがって、前述した図１中の永久磁石５を用いてＸ軸方向の磁界内に置き、前記電流経路へ電流（ローレンツ力用電流）を流すと、接続部１２６におけるＡｌ膜１４３にローレンツ力（駆動力）がＺ方向へ作用する。なお、このローレンツ力の向きが＋Ｚ方向であるか−Ｚ方向であるかは、ローレンツ力用電流の向きによって定まる。

以上の説明からわかるように、本実施の形態では、梁部１２４，１２５及び接続部１２６，１２７が構成する可動部が、基板１２１、固定電極１２８及び絶縁膜１２９からなる固定部に対して、上下に（Ｚ軸方向に）移動し得るようになっている。すなわち、本実施の形態では、前記可動部は、板ばねを構成する梁構成部１３２，１３４のバネ力（復帰力）により復帰しようとする上側位置（後述する図１１（ａ）に示す位置）と、可動部が固定部に当接する下側位置（後述する図１１（ｃ）との間を、移動し得るようになっている。前記上側位置では、可動部の可動電極（接続部１２６におけるＡｌ膜１４２）と固定部の固定電極１２８との間隔が広がって、両者の間に生じ得る静電力は低下又は消失する。前記下側位置では、可動部の可動電極（接続部１２６におけるＡｌ膜１４２）と固定部の固定電極１２８との間隔が狭まって、両者の間に生じ得る静電力は増大する。

本実施の形態では、前記電極間電圧（静電力用電圧）及びローレンツ力用電流を制御することで、ミラー１２が後述する図１１（ａ）に示す上側位置に保持された状態、ミラー１２が後述する図１１（ｃ）に示す下側位置に保持された状態、及び、ミラー１２が後述する図１１（ｂ）に示す下側中間位置に保持された状態にすることができる。本実施の形態では、後述するように、外部制御回路６と光スイッチアレー１に搭載された後述する図１４に示す回路とからなる制御部によって、このような制御が行われるようになっている。

図１１は、１つの光スイッチの可動部及びこれに設けられたミラー１２が保持される各位置を模式的に示す概略側面図である。図１１において、各部の構造は大幅に簡略化して示している。また、図１１において、Ｋは、ミラー１２の進出位置に対する光路の断面を示している。

図１１（ａ）は、前記静電力及び前記ローレンツ力が印加されていない状態を示している。梁構成部１３２，１３４がそれらを構成する膜の応力（バネ力）によって＋Ｚ方向に湾曲した状態に復帰し、可動部が固定部から離れてミラー１２が上側位置に保持される。これにより、ミラー１２が光路Ｋに進出して当該光路に入射した光を反射させ、反射状態となる。

図１１（ａ）に示す状態において、所定の大きさのローレンツ力用電流を流して、前記ローレンツ力を下向きに所定の大きさで印加すると、可動部及びミラー１２が下方へ移動していき、図１１（ｂ）に示すように、可動部が固定部と当接せずに固定部からスペースを残して離れた位置（下側中間位置）で、梁構成部１３２，１３４のバネ力と前記ローレンツ力とが釣り合い静止し、可動部及びミラー１２がこの下側中間位置に保持される。前記スペースは、可動部の可動電極と固定部の固定電極１２８との間に十分な静電力が発生できる距離に設定されている。この状態では、ミラー１２が光路Ｋから退出して、光路Ｋに入射した光がミラー１２で反射されずにそのまま通過し、非反射状態となる。

図１１（ｂ）に示す状態において、可動部の可動電極と固定部の固定電極１２８との間に所定の電圧を印加して十分な静電力を印加すると、その静電力によって、可動部及びミラー１２が更に下方へ移動していき、図１１（ｃ）に示すように、可動部が固定部に当接がする下側位置で静止する。その後、ローレンツ力用電流をゼロにして、前記ローレンツ力の印加を停止する。ローレンツ力の印加が停止されても、前記静電力が印加されているので、前記静電力によって、可動部及びミラー１２が図１１（ｃ）に示す下側位置に保持され続ける。図１１（ｃ）に示す状態においても、前記図１１（ｂ）に示す状態と同様に、ミラー１２が光路Ｋから退出しており、非反射状態となっている。

図１１（ｃ）に示す状態において、前記ローレンツ力及び前記静電力の印加を停止すると、図（ａ）に示す状態に戻る。一方、図１１（ｃ）に示す状態において、前記ローレンツ力を印加するとともに前記静電力の印加を停止すると、図１１（ｂ）に示す状態となる。

１つの光スイッチに着目すると、本実施の形態では、前記可動部が図１１（ｃ）に示す下側位置に所定時間以上継続して位置しないように、図１１（ｃ）に示す下側位置から、図１１（ｂ）に示す下側中間位置に位置した後に、図１１（ｃ）に示す下側位置に戻る動作（「当接継続中止動作」と呼ぶ。）を行うように、当該光スイッチのマイクロアクチュエータが制御される。この制御を実現するためには、例えば、非反射状態を長時間に渡って維持し続ける間は、前記可動部が図１１（ｂ）に示す下側中間位置及び図１１（ｃ）に示す下側位置に交互に位置するように、当該光スイッチのマイクロアクチュエータを制御すればよい。

次に、１つの光スイッチに着目して、このような本実施の形態による制御方法の具体例とこれによる光スイッチの動作について、図１２を参照して説明する。図１２は、１つの光スイッチのローレンツ力用電流と、当該光スイッチの固定電極１２８と可動電極との間の静電力用電圧と、当該光スイッチのミラー１２の位置（したがって、可動部の位置）との、時間変化による関係を示す、本実施の形態のタイミングチャートである。

図１２は、反射状態から非反射状態に切り替え、その非反射状態を長時間に渡って維持し続け、その後に反射状態に切り替える例を示している。

最初に、ローレンツ力用電流がゼロであるとともに静電力用電圧がゼロであり、梁構成部１３２，１３４のバネ力により、ミラー１２が図１１（ａ）に示す上側位置に保持されていたとする。この状態は、反射状態である。

その後、時刻Ｔ１において、非反射状態に切り替えるべく制御を開始する。すなわち、時刻Ｔ１において、ローレンツ力用電流を＋Ｉとする。ここで、＋Ｉは、ローレンツ力用電流経路に、下向きでかつ図１１（ｂ）に示す下側中間位置の状態で梁構成部１３２，１３４のバネ力と釣り合う大きさのローレンツ力を発生させる電流である。ミラー１２は、このローレンツ力により徐々に下降し、非反射状態に切り替わり、時刻Ｔ２で図１１（ｂ）に示す下側中間位置で停止してその位置に保持される。

その後、時刻Ｔ３において、静電力用電圧をＶとする。ここで、Ｖは、ミラー１２が図１１（ｂ）に示す下側中間位置に位置しているときに図１１（ｃ）に示す下側位置まで引き寄せるのに十分な静電力を発生させる電圧である。これにより、ミラー１２は、更に下降していき、時刻Ｔ４において、可動部が固定部に当接する図１１（ｃ）に示す下側位置で停止してその位置に保持される。その後、時刻Ｔ５でローレンツ力用電流はゼロにされるが、前記静電力によって、ミラー１２は図１１（ｃ）に示す下側位置に保持され続ける。

次に、時刻Ｔ６でローレンツ力用電流を＋Ｉにした後に、時刻Ｔ７で静電力用電圧をゼロにする。その結果、ミラー１２は、時刻Ｔ７から上昇していき、時刻Ｔ８で図１１（ｂ）に示す下側中間位置で停止してその位置に保持される。

その後、時刻Ｔ９で静電力用電圧をＶとする。その結果、ミラー１２は、下降していき、時刻Ｔ１０において、図１１（ｃ）に示す下側位置に戻ってその位置に保持される。その後、時刻Ｔ１１でローレンツ力用電流はゼロにされるが、前記静電力によって、ミラー１２は図１１（ｃ）に示す下側位置に保持され続ける。

図１２中の時刻Ｔ１２〜Ｔ１７は、前述した時刻Ｔ６〜Ｔ１１にそれぞれ相当しているので、ここでは、その説明は省略する。

その後、時刻Ｔ１８において、ミラー１２の位置を反射状態に切り替えるべく制御を開始する。すなわち、時刻Ｔ１８において、静電力用電圧をゼロにする。その結果、ミラー１２は、梁構成部３２，３４のバネ力により上昇していき、時刻Ｔ１９で図１１（ａ）に示す上側位置に戻り、当該バネ力により上側位置に保持され続ける。

ここで、図１２に示す本実施の形態による制御方法と比較される比較例による制御方法とこれによる光スイッチの動作について、図１３を参照して説明する。図１３は、１つの光スイッチのローレンツ力用電流と、当該光スイッチの固定電極１２８と可動電極との間の静電力用電圧と、当該光スイッチのミラー１２の位置（したがって、可動部の位置）との、時間変化による関係を示す、比較例のタイミングチャートである。

図１３に示す比較例が図１２に示す本実施の形態と異なる所は、以下に説明する点のみである。

すなわち、図１２に示す本実施の形態では、期間Ｔ６−Ｔ１１及び期間Ｔ１２−Ｔ１７でローレンツ力用電流が＋Ｉとされるとともに期間Ｔ７−Ｔ９及び期間Ｔ１３−Ｔ１５で静電力用電圧がゼロとされているので、期間Ｔ７−Ｔ１０及び期間Ｔ１３−Ｔ１６でそれぞれ、ミラー１２及び可動部が当接継続中止動作（図１１（ｃ）に示す下側位置から、図１１（ｂ）に示す下側中間位置に位置した後に、図１１（ｃ）に示す下側位置に戻る動作）を行う。その結果、非反射状態が期間Ｔ２−Ｔ１９と長時間に渡るにも拘わらず、前記当接継続中止動作によって、ミラー１２及び可動部が図１１（ｃ）に示す下側位置に位置する継続期間が、それぞれ比較的短い期間Ｔ４−Ｔ７，Ｔ１０−Ｔ１３，Ｔ１６−Ｔ１８に抑えられる。

これに対し、図１３に示す比較例では、期間Ｔ６−Ｔ１１及び期間Ｔ１２−Ｔ１７でローレンツ力用電流がゼロのままとされるとともに期間Ｔ７−Ｔ９及び期間Ｔ１３−Ｔ１５で静電力用電圧がＶのままとされているので、ミラー１２及び可動部が図１１（ｃ）に示す下側位置に位置する継続期間が、非反射状態の期間の大部分の長時間に渡る期間Ｔ４−Ｔ１８となってしまう。

このように、図１２に示す本実施の形態では、図１３に示す比較例に比べて、ミラー１２及び可動部が図１１（ｃ）に示す下側位置に位置する継続期間を短くすることができるので、可動部が固定部に貼り付き難くなり、図１１（ｃ）に示す位置から図１１（ａ）に示す位置に戻る際に、可動部が固定部から離れ易くなって作動不良や動作遅延を招き難くなる。

ところで、可動部と固定部との貼り付きを防止するだけであるなら、図１２において、静電力用電圧を常時ゼロにするとともにローレンツ力用電流を期間Ｔ１−Ｔ１８中＋Ｉにして、期間Ｔ２−Ｔ１８においてミラー１２及び可動部の位置を図１１（ｂ）に示す下側中間位置に維持するだけでもよい。しかし、このように長時間に渡る期間Ｔ１−Ｔ１８においてローレンツ力用電流を＋Ｉに維持すると、消費電力が増大してしまう。これに対し、本実施の形態では、非反射状態を維持する期間は、図１１（ｂ）に示す下側中間位置と図１１（ｃ）に示す下側位置を交互に繰り返すので、図１１（ｂ）に示す下側中間位置は必要最小限の時間に留めることができることから、消費電力を大幅に低減することができる。

図１４は、本実施の形態による光スイッチシステムの光スイッチアレー１を示す電気回路図である。図３乃至図１１に示す単一の光スイッチは、電気回路的には、１個のコンデンサ（固定電極１２８と可動電極とがなすコンデンサに相当）と、１個のコイル（ローレンツ力用電流路（接続部１２６におけるＡｌ膜１４３）に相当）と見なせる。図１４では、ｍ行ｎ列目の光スイッチのコンデンサ及びコイルをそれぞれＣｍｎ及びＬｍｎと表記している。例えば、図１４中の左上の（１行１列目の）光スイッチのコンデンサ及びコイルをそれぞれＣ１１，Ｌ１１と表記している。図１４では、説明を簡単にするため、既に説明したように、９個の光スイッチを３行３列に配置している。もっとも、光スイッチの数は何ら限定されるものではなく、例えば１００行１００列の光スイッチを有する場合も、原理は同一である。

制御線の本数を減らすために、図１４に示す回路では、コンデンサＣｍｎ及びコイルＬｍｎに対してそれぞれ、列選択スイッチＭｍｎｂ，Ｍｍｎｄと行選択スイッチＭｍｎａ，Ｍｍｎｃが設けられている。コンデンサＣｍｎの一端が行選択スイッチＭｍｎａの一端に接続され、行選択スイッチＭｍｎａの他端が列選択スイッチＭｍｎｂの一端に接続され、列選択スイッチＭｍｎｂの他端は電圧制御スイッチＭＣ１の一端及び電圧制御スイッチＭＣ２の一端に接続されている。コンデンサＣｍｎの他端はグランドに接続されている。電圧制御スイッチＭＣ１の他端はクランプ電圧ＶＣに接続され、電圧制御スイッチＭＣ２の他端はグランドに接続されている。

また、コイルＬｍｎの一端が行選択スイッチＭｍｎｃの一端に接続され、行選択スイッチＭｍｎｃの他端が列選択スイッチＭｍｎｄの一端に接続され、列選択スイッチＭｍｎｄの他端は電流制御スイッチＭＣ３の一端に接続されている。コイルＬｍｎの他端はグランドに接続されている。電流制御スイッチＭＣ３の他端は前記電流＋Ｉを供給する電流源Ｉ１の一端に接続され、電流源Ｉ１の他端はグランドに接続されている。

スイッチング素子としての列選択スイッチＭｍｎｂ，Ｍｍｎｄ、行選択スイッチＭｍｎａ，Ｍｍｎｃ、電圧制御スイッチＭＣ１，ＭＣ２及び電流制御スイッチＭＣ３は、例えば、基板１００としてシリコン基板を用いた場合、基板１００に形成したＮ型ＭＯＳトランジスタで構成することができる。

１行目の行選択スイッチＭ１１ａ，Ｍ１１ｃ，Ｍ１２ａ，Ｍ１２ｃ，Ｍ１３ａ，Ｍ１３ｃのゲートは、端子Ｖ１に接続されている。同様に、２行目の行選択スイッチのゲートは端子Ｖ２に、３行目の行選択スイッチのゲートは端子Ｖ３にそれぞれ接続されている。

１列目の列選択スイッチＭ１１ｂ，Ｍ１１ｄ，Ｍ２１ｂ，Ｍ２１ｄ，Ｍ３１ｂ，Ｍ３１ｄのゲートは、端子Ｈ１に接続されている。同様に、２列目の列選択スイッチのゲートは端子Ｈ２に、３行目の列選択スイッチのゲートは端子Ｈ３にそれぞれ接続されている。

次に、各端子Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３に印加する電圧のタイミングチャートの一例を、図１５及び図１６に示す。

図１５における時刻ｔ１以前及び図１６における時刻ｔ１１以前は、全ての光スイッチのコンデンサＣｍｎをクランプ電圧ＶＣにバイアスする電圧リフレッシュ期間である。したがって、この期間では、端子Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３は全てハイレベルとされて、全ての列選択スイッチＭｍｎｂ，Ｍｍｎｄ及び行選択スイッチＭｍｎａ，Ｍｍｎｃが導通状態になっている。また、この期間では、端子Ｃ１がハイレベルで端子Ｃ２がローレベルとされ、電圧制御スイッチＭＣ１が導通状態で電圧制御スイッチＭＣ２が不導通状態になっている。さらに、端子Ｃ３はローレベルとされ、電流制御スイッチＭＣ３が不導通状態となっている。電圧リフレッシュ期間では、ミラー１２は、図１１（ａ）に示す上側位置及び図１１（ｃ）に示す下側位置のいずれかに保持されている。図１５の例では、時刻ｔ１以前の電圧リフレッシュ期間では、１行１列目の光スイッチのミラーが図１１（ｃ）に示す下側位置に保持されている。同様に、図１６の例では、時刻ｔ１１以前の電圧リフレッシュ期間では、１行１列目の光スイッチのミラーが図１１（ｃ）に示す下側位置に保持されている。

なお、ミラー１２が図１１（ａ）に示す上側位置に位置しているときに静電力用電圧をＶにした際に生ずる静電力は、梁構成部１３２，１３４のバネ力より小さいものとなっているので、ミラー１２が図１１（ａ）に示す上側位置に位置しているときに、電圧リフレッシュ期間となっても、ミラー１２が図１１（ｃ）に示す位置に変更されるようなことはない。

ところで、本実施の形態では、端子Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３に印加する信号（電圧）は、図１中の外部制御回路６から制御信号として供給される。外部制御回路６は、例えば、光路切換状態指令信号に基づいて、現在の位置状態から変更すべき光スイッチを調べて、当該変更すべき光スイッチの１つずつについて、状態変更期間を１つずつ順次設定していく。

現在の位置状態から変更すべき光スイッチがない場合には、前記電圧リフレッシュ期間や当接継続中止期間を設定する。ミラー１２が非反射状態である光スイッチであって前記当接継続中止動作を行わなければ図１１（ｃ）に示す位置に所定時間以上継続して位置してしまうことになるような光スイッチの１つずつについて、当接継続中止期間を１つずつ適当なタイミングで設定する。当接継続中止期間は、対応する光スイッチについて前述した当接継続中止動作を行うための期間である。

また、状態変更期間を複数設定する場合（つまり、現在の位置状態から変更すべき光スイッチの数が２つ以上の場合）には、各状態変更期間の間に電圧リフレッシュ期間及び／又は当接継続中止期間を設定してもよいし、設定しなくてもよい。例えば、現在の位置状態から変更すべき光スイッチの数が３つある場合には、状態変更期間→電圧リフレッシュ期間→状態変更期間→電圧リフレッシュ期間→状態変更期間の後、当接継続中止期間と電圧リフレッシュ期間を交互に設定してもよいし、連続して状態変更期間を設定した後、当接継続中止期間と電圧リフレッシュ期間を交互に設定してもよい。

そして、設定した各状態変更期間においては、対応する光スイッチについて、指令された光路切換状態に応じて前述した図１２中の期間Ｔ１−Ｔ５付近に相当するような制御や期間Ｔ１８−Ｔ１９付近に相当するような制御が実現されるように、端子Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３に印加する信号を供給する。また、設定した各当接継続中止期間においては、対応する光スイッチについて、図１２中の期間Ｔ６−Ｔ１１付近又は期間Ｔ１２−Ｔ１７付近に相当するような制御が実現されるように、端子Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３に印加する信号を供給する。

なお、外部制御回路６を光スイッチアレー１に搭載してもよいことは、言うまでもない。

図１５は、外部制御回路６により、電圧リフレッシュ期間→１行１列目の光スイッチについての状態変更期間→電圧リフレッシュ期間が、設定された例である。

図１５の例では、時刻ｔ１以前の電圧リフレッシュ期間では、１行１列目のミラー１２が図１１（ｃ）に示す下側位置に保持されている。時刻ｔ１で、１行１列目の光スイッチについての状態変更期間が開始され、端子Ｖ２，Ｖ３，Ｈ２，Ｈ３がローレベルにされてコンデンサＣ１１以外のコンデンサが切り離される。次に、時刻ｔ３で端子Ｃ２がハイレベルにされ、Ｃ１１に充電されていた電荷が放電され、静電力用電圧がゼロにされる。この時刻ｔ３は図１２中の時刻Ｔ１８に対応している。これによって、静電力が無くなり、ミラー１２は、図１１（ａ）に示す上側位置に移動して保持される。次に、時刻ｔ４で端子Ｃ２がローレベルにされ、更に時刻ｔ５で端子Ｃ１がハイレベルにされる。その後、時刻ｔ６で、当該状態変更期間を終了し、電圧リフレッシュ期間とされる。

図１６は、外部制御回路６により、電圧リフレッシュ期間→１行１列目の光スイッチについての当接継続中止期間→電圧リフレッシュ期間が、設定された例である。

図１６の例では、時刻ｔ１１以前の電圧リフレッシュ期間では、１行１列目の光スイッチのミラー１２が図１１（ｃ）に示す下側位置に保持されている。時刻ｔ１１で、１行１列目の光スイッチについての当接継続中止期間が開始され、端子Ｖ２，Ｖ３，Ｈ２，Ｈ３がローレベルにされてコンデンサＣ１１以外のコンデンサ、及び、コイルＬ１１以外のコイルが切り離される。次に、時刻ｔ１２で、端子Ｃ３がハイレベルにされて、コイルＬ１１のみに電流＋Ｉが流れる。次に、時刻ｔ１４で端子Ｃ２がハイレベルにされ、Ｃ１１に充電されていた電荷が放電され、静電力用電圧がゼロにされる。この時刻ｔ１４は図１２中の時刻Ｔ７又は時刻Ｔ１３に対応している。また、このとき、Ｃ３はハイレベルになっているので、コイルＬ１１には電流＋Ｉが流れている。これによって、静電力が無くなるが、コイルＬ１１に電流が流れているのでローレンツ力は働き、１行１列目の光スイッチのミラー１２は、図１１（ｂ）に示す下側中間位置に移動して保持される。

次に、時刻ｔ１５で端子Ｃ２がローレベルにされた後に、時刻ｔ１６で端子Ｃ１がハイレベルにされる。この時刻ｔ１６は図１２中の時刻Ｔ９又は時刻Ｔ１５に対応している。これにより、再びコンデンサＣ１１に静電力用電圧が印加されるので、１行１列目の光スイッチのミラー１２は、図１１（ｃ）に示す下側位置に移動する。その後、時刻ｔ１７で、端子Ｃ３がローレベルとされ、コイルＬ１１への電流はゼロになるが、静電力用電圧がコンデンサＣ１１に印加されているので、１行１列目の光スイッチのミラー１２は、図１１（ｃ）に示す下側位置に保持され続ける。最後に、時刻ｔ１８で、全ての状態はｔ１以前と同じになり、当該当接継続中止期間を終了し、電圧リフレッシュ期間とされる。

図１５中の時刻ｔ１から時刻ｔ６までの期間や図１６中の時刻ｔ１１から時刻ｔ１８までの期間では、１行１列目以外の光スイッチのミラー１２の図１１（ｃ）に示す下側位置の保持は、各コンデンサに残っている電荷によって発生する電圧によっている。よって各コンデンサはＭＯＳスイッチが非導通状態で電荷のリークが小さくなるように作製することが、好ましい。

なお、本実施の形態では、クランプ電圧ＶＣは、直流電圧としたが、交流電圧としてもよい。

本実施の形態によれば、前述したように、前記当接継続中止動作が行われるので、ミラー１２及び可動部が図１１（ｃ）に示す下側位置に位置する継続期間を短くすることができる。よって、可動部が固定部に貼り付き難くなり、図１１（ｃ）に示す位置から図１１（ａ）に示す位置に戻る際に、可動部が固定部から離れ易くなって作動不良や動作遅延を招き難くなる。また、本実施の形態によれば、前述したように、非反射状態を維持する期間は、図１１（ｂ）に示す下側中間位置と図１１（ｃ）に示す下側位置を交互に繰り返すので、図１１（ｂ）に示す下側中間位置は必要最小限の時間に留めることができることから、消費電力を大幅に低減することができる。

以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。

例えば、前述した各実施の形態は、複数の光スイッチを２次元状に配置した光スイッチアレーを用いた光スイッチシステムの例であったが、本発明は１つの光スイッチのみを用いた光スイッチシステムであってもよい。この場合、光スイッチのマイクロアクチュエータの動作を制御する制御部は、図１２に示すような動作を行うように制御するように構成すればよい。このとき、当該制御部には、図１４に示すような列選択スイッチＭｍｎｂ，Ｍｍｎｄと行選択スイッチＭｍｎａ，Ｍｍｎｃを用いた回路は不要である。

また、前記実施の形態は本発明によるマイクロアクチュエータ装置を光スイッチシステムに適用した例であったが、その用途に限定されるものではない。

さらに、前記実施の形態では、駆動力として静電力及びローレンツ力が用いられていたが、本発明は、これに限定されるものではなく、種々の駆動力を用いることができる。例えば、ローレンツ力で駆動する代わりに、バイマテリアルをヒータで熱駆動してもよい。

本発明の第１の実施の形態による光学システムを模式的に示す概略構成図である。 図１中の光スイッチアレーを模式的に示す概略平面図である。 図１中の光スイッチアレーの単位素子としての１つの光スイッチを模式的に示す概略平面図である。 図３中のＸ１１−Ｘ１２線に沿った概略断面図である。 図３中のＸ１３−Ｘ１４線に沿った概略断面図である。 図３中のＸ１５−Ｘ１６線に沿った概略断面図である。 図３中のＹ１１−Ｙ１２線に沿った概略断面図である。 図３中のＹ１３−Ｙ１４線に沿った概略断面図である。 図３中のＹ１５−Ｙ１６線に沿った概略断面図である。 図３中のＹ１７−Ｙ１８線に沿った概略断面図である。 １つの光スイッチの可動部及びこれに設けられたミラーが保持される各位置を模式的に示す概略側面図である。 図１中の光スイッチアレーを構成する１つの光スイッチの、ローレンツ力用電流と静電力用電圧とミラーの位置との時間変化による関係を示す、第１の実施の形態のタイミングチャートである。 図１中の光スイッチアレーを構成する１つの光スイッチの、ローレンツ力用電流と静電力用電圧とミラーの位置との時間変化による関係を示す、比較例のタイミングチャートである。 図１中の光スイッチアレーを示す電気回路図である。 図１４中の各端子に供給する信号を示すタイミングチャートである。 図１４中の各端子に供給する信号を示す他のタイミングチャートである。

符号の説明

１ 光スイッチアレー
２ 光入力用光ファイバ
３，４ 光出力用光ファイバ
５ 磁石
６ 外部制御回路
１２ ミラー
１１１ マイクロアクチュエータ
１２１ 基板
１２８ 固定電極

Claims (10)

1. マイクロアクチュエータと、該マイクロアクチュエータの動作を制御する制御部とを備えたマイクロアクチュエータ装置であって、
   前記マイクロアクチュエータは、固定部と、前記固定部から離れた第１の位置と前記固定部に当接する第２の位置との間を前記固定部に対して移動し得るように設けられた可動部と、を有し、
   前記制御部は、前記可動部が前記第２の位置に所定時間以上継続して位置しないように、前記可動部が、前記第２の位置から、前記第１の位置と第２の位置との間の第３の位置であって前記固定部から離れた第３の位置に位置した後に、前記第２の位置に戻る動作を行うように、前記マイクロアクチュエータを制御することを特徴とするマイクロアクチュエータ装置。
2. 前記固定部は第１の電極部を有し、
   前記可動部は、前記第１の位置に復帰しようとする復帰力が生ずるように、設けられ、
   前記可動部は、前記第１の電極部との間の電圧により前記第１の電極部との間に静電力を生じ得る第２の電極部を有し、
   前記制御部は、前記可動部を前記第２の位置に保持するときに、前記第１及び第２の電極部の間に静電力が生ずるように電圧を印加することを特徴とする請求項１記載のマイクロアクチュエータ装置。
3. 前記マイクロアクチュエータは、前記制御部からの制御信号に応じて前記可動部に静電力以外の駆動力を前記第１の位置から前記第２の位置へ向かう方向に与え得るように構成され、
   前記第３の位置は、前記復帰力と前記駆動力とが釣り合う位置であることを特徴とする請求項２記載のマイクロアクチュエータ装置。
4. 前記駆動力がローレンツ力であることを特徴とする請求項３記載のマイクロアクチュエータ装置。
5. 前記マイクロアクチュエータを複数備え、それらが２次元状に配置されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のマイクロアクチュエータ装置。
6. 前記制御部は、複数のスイッチング素子を含む回路を有し、
   前記回路は、前記複数のマイクロアクチュエータの各行ごとの行選択信号及び前記複数のマイクロアクチュエータの各列ごとの列選択信号に応答して、選択された行及び列のマイクロアクチュエータに制御信号を供給することを特徴とする請求項５記載のマイクロアクチュエータ装置。
7. 請求項１乃至４のいずれかに記載のマイクロアクチュエータ装置と、前記可動部に設けられたミラーと、を備えたことを特徴とする光スイッチシステム。
8. 前記可動部が前記第１の位置に位置しているときに、前記ミラーが反射状態及び非反射状態のうちの一方の状態となり、
   前記可動部が前記第２の位置及び第３の位置に位置しているときに、前記ミラーが反射状態及び非反射状態のうちの他方の状態となることを特徴とする請求項７記載の光スイッチシステム。
9. 前記マイクロアクチュエータ及び前記ミラーの組を複数備え、当該組が２次元状に配置されたことを特徴とする請求項７又は８記載の光スイッチシステム。
10. 前記制御部は、複数のスイッチング素子を含む回路を有し、
    前記回路は、前記複数のマイクロアクチュエータの各行ごとの行選択信号及び前記複数のマイクロアクチュエータの各列ごとの列選択信号に応答して、選択された行及び列のマイクロアクチュエータに制御信号を供給することを特徴とする請求項９記載の光スイッチシステム。

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