JP4773300B2 - Mirror control method - Google Patents

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Description

本発明は、通信用の光スイッチ等に使用されるミラー制御方法に関するものである。 The present invention relates are used in the optical switch and the like for communication Rumi error control method.

インターネット通信網などにおける基盤となる光ネットワークの分野では、多チャンネル化、波長分割多重（ＷＤＭ）化および低コスト化を実現する技術として、光ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術が脚光を浴びており、この技術を用いて光スイッチが開発されている（例えば、特許文献１参照）。このＭＥＭＳ型の光スイッチの構成部品として最も特徴的なものがミラーアレイであり、ミラーアレイは複数のミラー制御装置を２次元的にマトリクス状に配設したものである。図１は本発明の第１の実施の形態に係るミラー制御装置の構成を示す分解斜視図、図２は図１のミラー制御装置の断面図であるが、従来のミラー制御装置においても機械的な構成は同様であるので、図１、図２を用いて従来のミラー制御装置を説明する。   In the field of optical networks, which are the foundation of Internet communication networks, optical MEMS (Micro Electro Mechanical System) technology is in the spotlight as a technology that realizes multi-channel, wavelength division multiplexing (WDM), and cost reduction. An optical switch has been developed using this technique (see, for example, Patent Document 1). The most characteristic component of the MEMS type optical switch is a mirror array. The mirror array is a two-dimensional arrangement of a plurality of mirror control devices. FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of a mirror control device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of the mirror control device of FIG. Since the configuration is the same, a conventional mirror control device will be described with reference to FIGS.

ミラー制御装置１００は、ミラーが形成されたミラー基板（上部基板）２００と、電極が形成された電極基板（下部基板）３００とが平行に配設された構造を有する。
ミラー基板２００は、平面視略円形の開口を有する板状の枠部２１０と、平面視略円形の開口を有し、一対のトーションバネ２１１ａ，２１１ｂにより枠部２１０の開口内に配設された可動枠２２０と、一対のトーションバネ２２１ａ，２２１ｂにより可動枠２２０の開口内に配設された平面視略円形のミラー２３０とを有する。枠部２１０、トーションバネ２１１ａ，２１１ｂ，２２１ａ，２２１ｂ、可動枠２２０およびミラー２３０は、例えば単結晶シリコンで一体形成されている。ミラー２３０の表面には例えば３層のＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ層が形成されている。また、枠部２１０の上面には、可動枠２２０およびミラー２３０を取り囲むような枠状部材２４０が形成されている。 The mirror control device 100 has a structure in which a mirror substrate (upper substrate) 200 on which a mirror is formed and an electrode substrate (lower substrate) 300 on which an electrode is formed are arranged in parallel.
The mirror substrate 200 has a plate-like frame portion 210 having a substantially circular opening in a plan view and a substantially circular opening in a plan view, and is disposed in the opening of the frame portion 210 by a pair of torsion springs 211a and 211b. The movable frame 220 includes a mirror 230 having a substantially circular shape in a plan view and disposed in the opening of the movable frame 220 by a pair of torsion springs 221a and 221b. The frame part 210, the torsion springs 211a, 211b, 221a, 221b, the movable frame 220, and the mirror 230 are integrally formed of, for example, single crystal silicon. For example, three Ti / Pt / Au layers are formed on the surface of the mirror 230. A frame-shaped member 240 is formed on the upper surface of the frame portion 210 so as to surround the movable frame 220 and the mirror 230.

一対のトーションバネ２１１ａ，２１１ｂは、枠部２１０と可動枠２２０とを連結している。可動枠２２０は、一対のトーションバネ２１１ａ，２１１ｂを通る図１の可動枠回動軸ｘを軸として回動することができる。
同様に、一対のトーションバネ２２１ａ，２２１ｂは、可動枠２２０とミラー２３０とを連結している。ミラー２３０は、一対のトーションバネ２２１ａ，２２１ｂを通る図１のミラー回動軸ｙを軸として回動することができる。可動枠回動軸ｘとミラー回動軸ｙとは、互いに直交している。結果として、ミラー２３０は、直交する２軸で回動する。 The pair of torsion springs 211 a and 211 b connect the frame part 210 and the movable frame 220. The movable frame 220 can rotate about the movable frame rotation axis x of FIG. 1 passing through the pair of torsion springs 211a and 211b.
Similarly, the pair of torsion springs 221 a and 221 b couple the movable frame 220 and the mirror 230. The mirror 230 can rotate about the mirror rotation axis y of FIG. 1 passing through the pair of torsion springs 221a and 221b. The movable frame rotation axis x and the mirror rotation axis y are orthogonal to each other. As a result, the mirror 230 rotates about two orthogonal axes.

電極基板３００は、板状の基部３１０と、基部３１０の表面（上面）から突出し、対向するミラー基板２００のミラー２３０と対向する位置に形成された段丘状の突出部３２０を有する。基部３１０と突出部３２０は例えば単結晶シリコンからなる。突出部３２０は、基部３１０の上面に形成された角錐台の形状を有する第２テラス３２２と、この第２テラス３２２の上面に形成された角錐台の形状を有する第１テラス３２１と、この第１テラス３２１の上面に形成された柱状の形状を有するピボット３３０とから構成される。このピボット３３０は、第１テラス３２１のほぼ中央に位置するように形成される。これにより、ピボット３３０は、ミラー２３０の中心に対向する位置に配設される。   The electrode substrate 300 includes a plate-like base portion 310 and a terrace-like protrusion portion 320 that protrudes from the surface (upper surface) of the base portion 310 and is formed at a position facing the mirror 230 of the opposing mirror substrate 200. The base 310 and the protrusion 320 are made of, for example, single crystal silicon. The protrusion 320 includes a second terrace 322 having a truncated pyramid shape formed on the upper surface of the base 310, a first terrace 321 having a truncated pyramid shape formed on the upper surface of the second terrace 322, and the first terrace 321. It is composed of a pivot 330 having a columnar shape formed on the upper surface of one terrace 321. The pivot 330 is formed so as to be positioned approximately at the center of the first terrace 321. Accordingly, the pivot 330 is disposed at a position facing the center of the mirror 230.

突出部３２０の四隅とこの四隅に続く基部３１０の上面には、対向するミラー基板２００のミラー２３０と同心の円内に４つの電極３４０ａ〜３４０ｄが形成されている。また、基部３１０の上面には、突出部３２０を挟むように並設された一対の凸部３６０ａ，３６０ｂが形成されている。さらに、基部３１０の上面の突出部３２０と凸部３６０ａおよび凸部３６０ｂとの間の箇所には、それぞれ配線３７０が形成されており、この配線３７０には、引き出し線３４１ａ〜３４１ｄを介して電極３４０ａ〜３４０ｄが接続されている。   Four electrodes 340a to 340d are formed in a circle concentric with the mirror 230 of the mirror substrate 200 facing each other at the four corners of the protrusion 320 and the upper surface of the base 310 following the four corners. In addition, a pair of convex portions 360 a and 360 b arranged side by side so as to sandwich the protruding portion 320 is formed on the upper surface of the base portion 310. Furthermore, wirings 370 are respectively formed at locations between the protrusions 320 on the upper surface of the base 310 and the protrusions 360a and 360b. The wirings 370 are connected to electrodes via lead lines 341a to 341d. 340a to 340d are connected.

以上のようなミラー基板２００と電極基板３００とは、ミラー２３０とこのミラー２３０に対応する電極３４０ａ〜３４０ｄとが対向配置されるように、枠部２１０の下面と凸部３６０ａ，３６０ｂの上面とを接合することにより、図２に示すようなミラー制御装置１００を構成する。
このようなミラー制御装置１００においては、ミラー２３０を接地し、電極３４０ａ〜３４０ｄに正の電圧を与えて、しかも電極３４０ａ〜３４０ｄ間に非対称な電位差を生じさせることにより、ミラー２３０を静電引力で吸引し、ミラー２３０を任意の方向へ回動させることができる。 The mirror substrate 200 and the electrode substrate 300 as described above are arranged such that the lower surface of the frame portion 210 and the upper surfaces of the convex portions 360a and 360b are disposed so that the mirror 230 and the electrodes 340a to 340d corresponding to the mirror 230 are disposed to face each other. 2 is configured to constitute a mirror control device 100 as shown in FIG.
In such a mirror control device 100, the mirror 230 is grounded, a positive voltage is applied to the electrodes 340a to 340d, and an asymmetrical potential difference is generated between the electrodes 340a to 340d, whereby the mirror 230 is electrostatically attracted. And the mirror 230 can be rotated in an arbitrary direction.

特開２００３−５７５７５号公報JP 2003-57575 A

図１、図２に示したミラー制御装置１００では、駆動時にミラー２３０の傾斜角に応じた大きな駆動電圧を電極３４０ａ〜３４０ｄに印加する必要がある。ミラー２３０と電極３４０ａ〜３４０ｄ間の距離、ミラー２３０を支持するトーションバネの復元力、電極３４０ａ〜３４０ｄの面積などによって、駆動電圧と静電引力との関係あるいは駆動電圧とミラー２３０の傾斜角との関係が決定されるが、電極３４０ａ〜３４０ｄに印加する駆動電圧としては例えば数十Ｖから数百Ｖ程度の高い電圧が必要である。したがって、高電圧を発生できる電源が必要になるという問題点があった。   In the mirror control device 100 shown in FIG. 1 and FIG. 2, it is necessary to apply a large drive voltage corresponding to the tilt angle of the mirror 230 to the electrodes 340a to 340d during driving. Depending on the distance between the mirror 230 and the electrodes 340a to 340d, the restoring force of the torsion spring that supports the mirror 230, the area of the electrodes 340a to 340d, the relationship between the driving voltage and the electrostatic attractive force, or the inclination angle of the driving voltage and the mirror 230 However, as the drive voltage applied to the electrodes 340a to 340d, a high voltage of about several tens of volts to several hundreds of volts is necessary. Therefore, there is a problem that a power source capable of generating a high voltage is required.

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ミラーの駆動電圧の低電圧化を実現することができるミラー制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a luminal error control method can achieve lower the driving voltage of the mirror.

本発明は、回動可能に支持されたミラーとこのミラーから離間して配置された複数の電極とを備えたミラー制御装置に対して、前記電極に駆動電圧を印加することより前記ミラーの動きを制御するミラー制御方法であって、前記ミラーに非零のバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加ステップと、前記ミラーの駆動に関わる対となる前記電極のうち、一方の電極に前記バイアス電圧と同期した同極性の駆動電圧を印加し、他方の電極に前記バイアス電圧と同期した反対極性の駆動電圧を印加する駆動電圧印加ステップとを備え、前記バイアス電圧及び前記駆動電圧は交流電圧であることを特徴とするものである。
交流電圧の直流成分は零であることが好ましい。交流電圧の例としては矩形波電圧がある。 The present invention is directed to a mirror control device including a mirror that is rotatably supported and a plurality of electrodes that are spaced apart from the mirror, by applying a driving voltage to the electrodes, a mirror control method for controlling a bias voltage applying step of applying a bias voltage of the non-zero on the mirror, one of the electrodes to be paired involved in driving of the mirror, the bias voltage and synchronization to one electrode A drive voltage applying step of applying a drive voltage of the same polarity and applying a drive voltage of opposite polarity synchronized with the bias voltage to the other electrode , wherein the bias voltage and the drive voltage are alternating voltages It is a feature .
The DC component of the AC voltage is preferably zero. An example of the AC voltage is a rectangular wave voltage.

本発明によれば、ミラーに非零のバイアス電圧を印加することにより、駆動電圧の低電圧化を実現することができるので、バイアス電圧印加手段と駆動電圧印加手段に従来よりも低電圧出力の電源を使用することができる。また、複数の電極のうち少なくとも１つにバイアス電圧と反対極性の駆動電圧を印加することにより、ミラーを駆動する力を高めることができる。   According to the present invention, since the drive voltage can be lowered by applying a non-zero bias voltage to the mirror, the bias voltage application means and the drive voltage application means have a lower voltage output than the conventional one. A power supply can be used. Further, by applying a drive voltage having a polarity opposite to the bias voltage to at least one of the plurality of electrodes, the force for driving the mirror can be increased.

また、ミラーの駆動に関わる対となる電極のうち、一方の電極にバイアス電圧と同極性の駆動電圧を印加し、他方の電極にバイアス電圧と反対極性の駆動電圧を印加することにより、ミラーを駆動する力を高めることができる。   In addition, among the pair of electrodes involved in driving the mirror, by applying a driving voltage having the same polarity as the bias voltage to one electrode and applying a driving voltage having the opposite polarity to the bias voltage to the other electrode, The driving force can be increased.

また、バイアス電圧及び駆動電圧として交流電圧を印加する際に、直流成分が零の交流電圧とすることで、ミラーに振動が生じることを低減できる。また、本発明では、バイアス電圧及び駆動電圧を直流成分が零の交流電圧とすることで、電極とミラーとの間に存在する例えば絶縁層等の浮遊容量に溜まる電荷を零に近づけることができるので、この浮遊容量に溜まる電荷を要因とするミラーのドリフトの発生を抑制することができる。   Further, when an AC voltage is applied as a bias voltage and a drive voltage, the occurrence of vibrations in the mirror can be reduced by setting the AC voltage to have a DC component of zero. Further, in the present invention, by setting the bias voltage and the drive voltage to an alternating voltage having a direct current component of zero, the charge accumulated in the stray capacitance such as an insulating layer existing between the electrode and the mirror can be brought close to zero. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of mirror drift caused by the charge accumulated in the stray capacitance.

［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係るミラー制御装置の構成を示す分解斜視図、図２は図１のミラー制御装置の断面図である。前述のとおり、枠部２１０、トーションバネ２１１ａ，２１１ｂ，２２１ａ，２２１ｂ、可動枠２２０およびミラー２３０は導電性の材料（本実施の形態では単結晶シリコン）で一体形成されており、ミラー２３０はミラー基板２００に対して回動可能に支持されている。一方、単結晶シリコン等からなる基部３１０の表面には酸化シリコン等からなる絶縁層３１１が形成されており、この絶縁層３１１の上に電極３４０ａ〜３４０ｄ、引き出し線３４１ａ〜３４１ｄ、配線３７０が形成されている。 [First Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of a mirror control device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the mirror control device of FIG. As described above, the frame portion 210, the torsion springs 211a, 211b, 221a, 221b, the movable frame 220, and the mirror 230 are integrally formed of a conductive material (in this embodiment, single crystal silicon), and the mirror 230 is a mirror. The substrate 200 is supported so as to be rotatable. On the other hand, an insulating layer 311 made of silicon oxide or the like is formed on the surface of the base 310 made of single crystal silicon or the like, and electrodes 340a to 340d, lead lines 341a to 341d, and wirings 370 are formed on the insulating layer 311. Has been.

本実施の形態と従来のミラー制御装置との大きな相違点は、従来のミラー制御装置ではミラー２３０を接地しているのに対して、本実施の形態ではミラー２３０に非零の電圧を印加する点である。このミラー２３０に印加する電圧は、ミラー２３０の傾斜角に依存しない電圧（バイアス電圧）である。以下、本実施の形態と従来のミラー制御装置との相違点についてより詳細に説明する。   The major difference between this embodiment and the conventional mirror control device is that the mirror 230 is grounded in the conventional mirror control device, whereas a non-zero voltage is applied to the mirror 230 in this embodiment. Is a point. The voltage applied to the mirror 230 is a voltage (bias voltage) that does not depend on the tilt angle of the mirror 230. Hereinafter, differences between the present embodiment and a conventional mirror control device will be described in more detail.

図３は本実施の形態のミラー制御装置の電気的な接続関係を示すブロック図である。本実施の形態では、バイアス電圧印加手段４００からミラー２３０に対してバイアス電圧を印加し、電極３４０ａ〜３４０ｄのうち少なくとも１つに対して駆動電圧印加手段４０１から駆動電圧を印加する。駆動電圧印加手段４０１は、予めミラー２３０の傾斜角と駆動電圧値との関係が設定されたテーブルを内部に備えており、ミラー２３０の所望の傾斜角に対応する駆動電圧値をテーブルから取得して、電極３４０ａ〜３４０ｄに駆動電圧を印加する。ミラー２３０には、枠部２１０とトーションバネ２１１ａ，２１１ｂと可動枠２２０とトーションバネ２２１ａ，２２１ｂとを介してバイアス電圧が印加される。また、電極３４０ａ〜３４０ｄには、引き出し線３４１ａ〜３４１ｄを介して駆動電圧が印加される。   FIG. 3 is a block diagram showing an electrical connection relationship of the mirror control device of the present embodiment. In the present embodiment, a bias voltage is applied from the bias voltage applying unit 400 to the mirror 230, and the driving voltage is applied from the driving voltage applying unit 401 to at least one of the electrodes 340a to 340d. The drive voltage application unit 401 has a table in which the relationship between the tilt angle of the mirror 230 and the drive voltage value is set in advance, and acquires the drive voltage value corresponding to the desired tilt angle of the mirror 230 from the table. Then, a drive voltage is applied to the electrodes 340a to 340d. A bias voltage is applied to the mirror 230 via the frame portion 210, the torsion springs 211a and 211b, the movable frame 220, and the torsion springs 221a and 221b. A driving voltage is applied to the electrodes 340a to 340d through the lead lines 341a to 341d.

例えばミラー２３０にバイアス電圧として−Ｖｍを印加し、電極３４０ｂに駆動電圧として−Ｖｘを印加し、電極３４０ｄに駆動電圧として＋Ｖｘを印加したとする。これにより、ミラー２３０は図４に示すように電極３４０ｄ側に引き寄せられるように回動する。このときの電圧印加は、従来のミラー制御装置においてミラー２３０に０Ｖ、電極３４０ｂに駆動電圧（Ｖｍ−Ｖｘ）、電極３４０ｄに駆動電圧（Ｖｍ＋Ｖｘ）を印加したのと同等である。したがって、電圧値に着目すると、従来のミラー制御装置では最大でＶｍ＋Ｖｘの電圧が必要なのに対して、本実施の形態ではＶｍあるいはＶｘのどちらかの電圧が最大電圧となるので、従来のミラー制御装置に比べて駆動電圧の低電圧化が可能になる。   For example, it is assumed that −Vm is applied as a bias voltage to the mirror 230, −Vx is applied as a drive voltage to the electrode 340b, and + Vx is applied as a drive voltage to the electrode 340d. As a result, the mirror 230 rotates so as to be drawn toward the electrode 340d as shown in FIG. The voltage application at this time is equivalent to 0 V applied to the mirror 230, the drive voltage (Vm−Vx) applied to the electrode 340b, and the drive voltage (Vm + Vx) applied to the electrode 340d in the conventional mirror control device. Therefore, focusing on the voltage value, the conventional mirror control device requires a maximum voltage of Vm + Vx, whereas in the present embodiment, either the voltage Vm or Vx is the maximum voltage. The drive voltage can be lowered compared to the above.

以上のように、本実施の形態では、駆動電圧の低電圧化を実現することができるので、バイアス電圧印加手段４００と駆動電圧印加手段４０１に従来よりも低電圧出力の電源を使用することができる。   As described above, in this embodiment, since the drive voltage can be reduced, it is possible to use a power supply with a lower voltage output than the conventional one for the bias voltage application unit 400 and the drive voltage application unit 401. it can.

なお、本実施の形態のように、ミラー２３０に非零のバイアス電圧を印加する場合には、電極３４０ａ〜３４０ｄのうち少なくとも１つにバイアス電圧と反対極性の駆動電圧を印加することが望ましい。その理由は、電極３４０ａ〜３４０ｄのうち少なくとも１つにバイアス電圧と反対極性の駆動電圧を印加すれば、電極３４０ａ〜３４０ｄにバイアス電圧と同極性の駆動電圧を印加する場合に比べて電極３４０ａ〜３４０ｄ間の電位差を大きくすることができ、ミラー２３０を駆動する力を高めることができるからである。   Note that when a non-zero bias voltage is applied to the mirror 230 as in the present embodiment, it is desirable to apply a drive voltage having a polarity opposite to the bias voltage to at least one of the electrodes 340a to 340d. The reason is that if a driving voltage having the opposite polarity to the bias voltage is applied to at least one of the electrodes 340a to 340d, the electrodes 340a to 340a to 340a to 340d are compared to the case where the driving voltage having the same polarity as the bias voltage is applied. This is because the potential difference between 340d can be increased and the force for driving the mirror 230 can be increased.

また、同様の理由により、ミラー２３０の駆動に関わる対の電極（本実施の形態の例では電極３４０ｂと３４０ｄ）に駆動電圧を印加する場合には、対の電極のうち一方の電極にバイアス電圧と同極性の駆動電圧を印加して、他方の電極にバイアス電圧と反対極性の駆動電圧を印加すればよい。これにより、ミラー２３０は、バイアス電圧と反対極性の駆動電圧を印加した方の電極に引き寄せられるように回動するが、このときの駆動力を高めることができる。   For the same reason, when a drive voltage is applied to the pair of electrodes related to driving of the mirror 230 (the electrodes 340b and 340d in the example of the present embodiment), a bias voltage is applied to one of the pair of electrodes. And a drive voltage having the opposite polarity to the bias voltage may be applied to the other electrode. Thereby, the mirror 230 rotates so as to be attracted to the electrode to which the drive voltage having the opposite polarity to the bias voltage is applied, but the driving force at this time can be increased.

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図５は本発明の第２の実施の形態に係るミラー制御装置の構成を示す分解斜視図である。第１の実施の形態では、可動枠回動軸ｘ及びミラー回動軸ｙと電極３４０ａ〜３４０ｄの分割線とが４５度で交差するように配置されていた。これに対して、本実施の形態のミラー制御装置１００ａでは、トーションバネ２１１ｃ，２１１ｄを通る可動枠回動軸ｘ及びトーションバネ２２１ｃ，２２１ｄを通るミラー回動軸ｙと、電極３４０ａ〜３４０ｄの分割線とが平行になるように配置されている。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is an exploded perspective view showing the configuration of the mirror control device according to the second embodiment of the present invention. In the first embodiment, the movable frame rotation axis x and the mirror rotation axis y are arranged so that the dividing lines of the electrodes 340a to 340d intersect at 45 degrees. On the other hand, in the mirror control device 100a of the present embodiment, the movable frame rotation axis x passing through the torsion springs 211c and 211d, the mirror rotation axis y passing through the torsion springs 221c and 221d, and the division of the electrodes 340a to 340d. It is arranged so that the line is parallel.

本実施の形態においても、ミラー制御装置の電気的な接続関係は図３に示したとおりであり、バイアス電圧印加手段４００はミラー２３０に対してバイアス電圧として−Ｖｍを印加する。ミラー２３０を可動枠回動軸ｘ周りに回動させるのに必要な駆動電圧をＶｘ、ミラー２３０をミラー回動軸ｙ周りに回動させるのに必要な駆動電圧をＶｙとすると（Ｖｘ，Ｖｙは任意の値）、駆動電圧印加手段４０１は、電極３４０ａに駆動電圧（Ｖｘ＋Ｖｙ）を印加し、電極３４０ｂに駆動電圧（Ｖｘ−Ｖｙ）を印加し、電極３４０ｃに駆動電圧（−Ｖｘ−Ｖｙ）を印加し、電極３４０ｄに駆動電圧（−Ｖｘ＋Ｖｙ）を印加する。これにより、ミラー２３０は、電極３４０ａ〜３４０ｄ間の電位差に応じた方向に回動する。   Also in the present embodiment, the electrical connection relationship of the mirror control device is as shown in FIG. 3, and the bias voltage application unit 400 applies −Vm to the mirror 230 as a bias voltage. If the drive voltage necessary to rotate the mirror 230 about the movable frame rotation axis x is Vx, and the drive voltage necessary to rotate the mirror 230 about the mirror rotation axis y is Vy (Vx, Vy). Drive voltage application means 401 applies a drive voltage (Vx + Vy) to electrode 340a, a drive voltage (Vx−Vy) to electrode 340b, and a drive voltage (−Vx−Vy) to electrode 340c. And a drive voltage (−Vx + Vy) is applied to the electrode 340d. Thereby, the mirror 230 rotates in the direction according to the potential difference between the electrodes 340a to 340d.

このときの電圧印加は、従来のミラー制御装置においてミラー２３０に０Ｖ、電極３４０ａに駆動電圧（Ｖｍ＋Ｖｘ＋Ｖｙ）、電極３４０ｂに駆動電圧（Ｖｍ＋Ｖｘ−Ｖｙ）、電極３４０ｃに駆動電圧（Ｖｍ−Ｖｘ−Ｖｙ）、電極３４０ｄに駆動電圧（Ｖｍ−Ｖｘ＋Ｖｙ）を印加したのと同等である。したがって、従来のミラー制御装置では最大でＶｍ＋Ｖｘ＋Ｖｙの電圧が必要なのに対して、本実施の形態ではＶｍあるいはＶｘ＋Ｖｙのどちらか大きい方の電圧が最大電圧となるので、従来のミラー制御装置に比べて駆動電圧の低電圧化が可能になる。こうして、本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。   The voltage application at this time is 0 V for the mirror 230, the drive voltage (Vm + Vx + Vy) for the electrode 340a, the drive voltage (Vm + Vx-Vy) for the electrode 340b, and the drive voltage (Vm-Vx-Vy) for the electrode 340c in the conventional mirror control device. This is equivalent to applying a drive voltage (Vm−Vx + Vy) to the electrode 340d. Therefore, while the conventional mirror control device requires a voltage of Vm + Vx + Vy at the maximum, in this embodiment, the larger voltage of Vm or Vx + Vy is the maximum voltage, so that it is driven as compared with the conventional mirror control device. The voltage can be lowered. Thus, also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

［第３の実施の形態］
第１、第２の実施の形態では、バイアス電圧と駆動電圧を直流としているが、これらを周期電圧（交流電圧）としてもよい。例えば第１の実施の形態において、ミラー２３０に図６（Ａ）のような周期的なバイアス電圧を印加し、電極３４０ｂにバイアス電圧と同期した図６（Ｂ）のような周期的な駆動電圧を印加し、電極３４０ｄにバイアス電圧と同期した図６（Ｃ）のような周期的な駆動電圧を印加すれば、ミラー２３０は電極３４０ｂ側に引き寄せられるように回動する。 [Third Embodiment]
In the first and second embodiments, the bias voltage and the drive voltage are DC, but they may be periodic voltages (AC voltages). For example, in the first embodiment, a periodic bias voltage as shown in FIG. 6A is applied to the mirror 230, and a periodic drive voltage as shown in FIG. 6B synchronized with the bias voltage is applied to the electrode 340b. When a periodic drive voltage as shown in FIG. 6C synchronized with the bias voltage is applied to the electrode 340d, the mirror 230 rotates so as to be drawn toward the electrode 340b.

このとき、バイアス電圧及び駆動電圧は、直流成分が零の交流電圧とすることが好ましい。バイアス電圧及び駆動電圧の直流成分が零でない場合には、ミラー２３０がバイアス電圧及び駆動電圧の周波数に応じて振動する可能性がある。特に駆動電圧の周波数がミラー共振周波数より小さい場合には顕著である。しかし、駆動電圧の直流成分を零にすることにより、このようなミラー２３０の振動を低減することができる。矩形波電圧の場合では直流成分を零にすることにより、原理的にはミラー共振周波数に依らずどのような周波数でもミラー２３０の振動を抑えることができる。   At this time, it is preferable that the bias voltage and the drive voltage are AC voltages having zero DC component. When the DC component of the bias voltage and the drive voltage is not zero, the mirror 230 may vibrate according to the frequency of the bias voltage and the drive voltage. This is particularly noticeable when the frequency of the drive voltage is smaller than the mirror resonance frequency. However, such a vibration of the mirror 230 can be reduced by reducing the DC component of the drive voltage to zero. In the case of a rectangular wave voltage, the vibration of the mirror 230 can be suppressed at any frequency regardless of the mirror resonance frequency in principle by setting the DC component to zero.

また、第１の実施の形態と同様に、ミラー２３０の駆動に関わる対の電極に駆動電圧を印加する場合には、対の電極のうち一方の電極にバイアス電圧と同期した同極性の駆動電圧を印加して、他方の電極にバイアス電圧と同期した反対極性の駆動電圧を印加することで、第１の実施の形態と同様にミラー２３０を駆動する力を高めることができる。図６の例では、電極３４０ｂにバイアス電圧と反対極性の駆動電圧を印加し、電極３４０ｄにバイアス電圧と同極性の駆動電圧を印加している。   Similarly to the first embodiment, when a drive voltage is applied to a pair of electrodes related to driving of the mirror 230, a drive voltage having the same polarity synchronized with the bias voltage is applied to one of the pair of electrodes. Is applied, and a driving voltage having the opposite polarity synchronized with the bias voltage is applied to the other electrode, so that the driving force of the mirror 230 can be increased as in the first embodiment. In the example of FIG. 6, a drive voltage having the opposite polarity to the bias voltage is applied to the electrode 340b, and a drive voltage having the same polarity as the bias voltage is applied to the electrode 340d.

なお、ミラー２３０及び電極３４０ａ〜３４０ｄに与える交流電圧は、駆動力を大きくできるという点で矩形波が好ましいが、矩形波以外の例えば正弦波などでもよい。   The AC voltage applied to the mirror 230 and the electrodes 340a to 340d is preferably a rectangular wave from the viewpoint that the driving force can be increased, but may be a sine wave or the like other than the rectangular wave.

本発明は、ミラー制御装置、および複数のミラー制御装置を２次元的に配置したミラーアレイに適用することができる。   The present invention can be applied to a mirror control device and a mirror array in which a plurality of mirror control devices are two-dimensionally arranged.

本発明の第１の実施の形態に係るミラー制御装置の構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the mirror control apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図１のミラー制御装置の断面図である。It is sectional drawing of the mirror control apparatus of FIG. 本発明の第１の実施の形態のミラー制御装置の電気的な接続関係を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electrical connection relation of the mirror control apparatus of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態においてミラーが回動する様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a mode that a mirror rotates in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態に係るミラー制御装置の構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the mirror control apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施の形態においてミラーに印加するバイアス電圧及び電極に印加する駆動電圧の波形図である。FIG. 10 is a waveform diagram of a bias voltage applied to a mirror and a drive voltage applied to an electrode in the third embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

１００，１００ａ…ミラー制御装置、２００…ミラー基板、２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃ，２１１ｄ，２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃ，２２１ｄ…トーションバネ、２２０…可動枠、２３０…ミラー、３００…電極基板、３４０ａ〜３４０ｄ…電極、４００…バイアス電圧印加手段、４０１…駆動電圧印加手段。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100,100a ... Mirror control apparatus, 200 ... Mirror board | substrate, 211a, 211b, 211c, 211d, 221a, 221b, 221c, 221d ... Torsion spring, 220 ... Movable frame, 230 ... Mirror, 300 ... Electrode board, 340a-340d ... Electrodes, 400... Bias voltage applying means, 401.

Claims (3)

回動可能に支持されたミラーとこのミラーから離間して配置された複数の電極とを備えたミラー制御装置に対して、前記電極に駆動電圧を印加することにより前記ミラーの動きを制御するミラー制御方法であって、
前記ミラーに非零のバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加ステップと、
前記ミラーの駆動に関わる対となる前記電極のうち、一方の電極に前記バイアス電圧と同期した同極性の駆動電圧を印加し、他方の電極に前記バイアス電圧と同期した反対極性の駆動電圧を印加する駆動電圧印加ステップとを備え、
前記バイアス電圧及び前記駆動電圧は交流電圧であることを特徴とするミラー制御方法。 A mirror that controls the movement of the mirror by applying a driving voltage to the electrode with respect to a mirror control device that includes a mirror that is rotatably supported and a plurality of electrodes that are spaced apart from the mirror. A control method,
A bias voltage application step of applying a non-zero bias voltage to the mirror;
Of the pair of electrodes involved in driving the mirror, one electrode is applied with the same polarity driving voltage synchronized with the bias voltage, and the other electrode is applied with the opposite polarity driving voltage synchronized with the bias voltage. And a driving voltage applying step
The mirror control method, wherein the bias voltage and the drive voltage are alternating voltages . 請求項１記載のミラー制御方法において、
前記交流電圧の直流成分が零であることを特徴とするミラー制御方法。 The mirror control method according to claim 1,
A mirror control method, wherein a DC component of the AC voltage is zero . 請求項１又は２記載のミラー制御方法において、
前記バイアス電圧及び駆動電圧は、矩形波電圧であることを特徴とするミラー制御方法。 In the mirror control method according to claim 1 or 2,
The mirror control method, wherein the bias voltage and the drive voltage are rectangular wave voltages .
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