JPH09189871A - デジタルマイクロミラーリセット方法 - Google Patents
デジタルマイクロミラーリセット方法Info
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- H04N5/7416—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal
- H04N5/7458—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal the modulator being an array of deformable mirrors, e.g. digital micromirror device [DMD]
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 デジタルマイクロミラーデバイスのミラー要
素をリセットするための方法を得る。 【解決手段】 ミラー要素と、それが着地する表面とに
対してバイアス電圧が供給され、番地電圧のスイッチン
グの間に除去される。バイアスが除去される直前に、ミ
ラーの共鳴周波数に合致する周波数で複数のパルスを含
むリセット電圧がバイアス電圧へ加えられる。この結
果、リセット電圧の振幅は、振動エネルギーの蓄積を許
容する合計印加電圧となるものの、リセット信号の最後
までミラーを付着から解放するには不十分なものであ
る。言い替えれば、リセット電圧の振幅はバイアス電圧
のそれと比べて小さい。
素をリセットするための方法を得る。 【解決手段】 ミラー要素と、それが着地する表面とに
対してバイアス電圧が供給され、番地電圧のスイッチン
グの間に除去される。バイアスが除去される直前に、ミ
ラーの共鳴周波数に合致する周波数で複数のパルスを含
むリセット電圧がバイアス電圧へ加えられる。この結
果、リセット電圧の振幅は、振動エネルギーの蓄積を許
容する合計印加電圧となるものの、リセット信号の最後
までミラーを付着から解放するには不十分なものであ
る。言い替えれば、リセット電圧の振幅はバイアス電圧
のそれと比べて小さい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はデジタルマイクロミ
ラーデバイスに関するものであり、更に詳細にはそのよ
うなデバイスのミラー要素をリセットするための方法に
関する。
ラーデバイスに関するものであり、更に詳細にはそのよ
うなデバイスのミラー要素をリセットするための方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】電気−機械技術分野での最近の進展は、
各種メカニカルデバイスの超小型化にある。そのような
デバイスの代表的なものは、小型のギア、レバー、およ
びバルブである。これら”マイクロメカニカル”デバイ
スは、しばしば電気的な制御回路とともに、集積回路技
術を使用して作製される。一般的な用途としては加速度
計、圧力センサー、およびアクチュエーターが含まれ
る。別の１つの例として、マイクロメカニカル反射性ミ
ラー要素から空間光変調器が構成される。
各種メカニカルデバイスの超小型化にある。そのような
デバイスの代表的なものは、小型のギア、レバー、およ
びバルブである。これら”マイクロメカニカル”デバイ
スは、しばしば電気的な制御回路とともに、集積回路技
術を使用して作製される。一般的な用途としては加速度
計、圧力センサー、およびアクチュエーターが含まれ
る。別の１つの例として、マイクロメカニカル反射性ミ
ラー要素から空間光変調器が構成される。
【０００３】マイクロメカニカルデバイスの１つの型は
デジタル・マイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）であっ
て、それは変形可能なミラーデバイスと呼ばれることも
ある。ＤＭＤは数百または数千個の傾くことのできる小
さいミラーを含むアレイを有する。ＤＭＤへ入射する光
は、結像面へ向かって各ミラーによって選択的に反射さ
れて像を形成するか、もしくはその方向から反れて反射
される。ミラーの傾斜を許容するために、各ミラーは１
個または複数個の捩りヒンジへ取り付けられている。ミ
ラーは下層の制御回路の上方へ空隙によって隔てられて
いる。この制御回路は、番地電極を介して、各ミラーの
選択的な傾斜を引き起こす静電的な力を供給する。
デジタル・マイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）であっ
て、それは変形可能なミラーデバイスと呼ばれることも
ある。ＤＭＤは数百または数千個の傾くことのできる小
さいミラーを含むアレイを有する。ＤＭＤへ入射する光
は、結像面へ向かって各ミラーによって選択的に反射さ
れて像を形成するか、もしくはその方向から反れて反射
される。ミラーの傾斜を許容するために、各ミラーは１
個または複数個の捩りヒンジへ取り付けられている。ミ
ラーは下層の制御回路の上方へ空隙によって隔てられて
いる。この制御回路は、番地電極を介して、各ミラーの
選択的な傾斜を引き起こす静電的な力を供給する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＤＭＤの最適な動作の
ためには、各ミラーは必要な時にそれの未傾斜（平衡）
位置へ迅速に復帰できる必要がある。着地（ランディン
グ）表面での与えられた付着力に対して、ミラーを着地
状態から解放するヒンジの復帰力を定義することが可能
である。しかし、その他のシステム上の条件、例えばＤ
ＭＤを比較的低電圧で動作させたいという要求などのた
めに、番地信号を除去したらすべてのミラーが自動的に
リセットされるようなところまでヒンジの剛性を高める
ことは実際的でない。
ためには、各ミラーは必要な時にそれの未傾斜（平衡）
位置へ迅速に復帰できる必要がある。着地（ランディン
グ）表面での与えられた付着力に対して、ミラーを着地
状態から解放するヒンジの復帰力を定義することが可能
である。しかし、その他のシステム上の条件、例えばＤ
ＭＤを比較的低電圧で動作させたいという要求などのた
めに、番地信号を除去したらすべてのミラーが自動的に
リセットされるようなところまでヒンジの剛性を高める
ことは実際的でない。
【０００５】このように、不必要に大きなヒンジ剛性を
持たせることなしに、ミラーのリセットを助けるため
に、特別なリセット電圧を伴ったバイアス信号が番地電
極に対して供給されるようになった。テキサスインスツ
ルメンツ社に譲渡された”空間光変調器およびその方法
（Ｓｐａｔｉａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒａ
ｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ）”と題する米国特許第５，０９
６，２７９号はリセットパルス信号の使用について述べ
ている。過去には、単一のパルス信号と多重パルス信号
の両方が試みられた。いずれも完全に満足できる結果を
もたらすことはできなかった。
持たせることなしに、ミラーのリセットを助けるため
に、特別なリセット電圧を伴ったバイアス信号が番地電
極に対して供給されるようになった。テキサスインスツ
ルメンツ社に譲渡された”空間光変調器およびその方法
（Ｓｐａｔｉａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒａ
ｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ）”と題する米国特許第５，０９
６，２７９号はリセットパルス信号の使用について述べ
ている。過去には、単一のパルス信号と多重パルス信号
の両方が試みられた。いずれも完全に満足できる結果を
もたらすことはできなかった。
【０００６】効率的なＤＭＤ画素リセット信号であるた
めには２つの基準をクリアしなければならない。付着力
を克服するのに十分効率的な波形でなければならない。
そして瞬き（ｔｗｉｎｋｌｉｎｇ）のような視覚効果を
免れるものであるべきである。
めには２つの基準をクリアしなければならない。付着力
を克服するのに十分効率的な波形でなければならない。
そして瞬き（ｔｗｉｎｋｌｉｎｇ）のような視覚効果を
免れるものであるべきである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の１つの態様は、
マイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）のミラーをリセット
する方法である。更に一般的には、本発明は任意のマイ
クロメカニカルデバイスの可動要素をリセットする方法
であり、そこにおいて前記可動要素はスイッチ可能な番
地電圧手段によって着地表面に引き付けられるようにな
っている。正または負のバイアス電圧が前記可動要素と
着地表面とに供給される。このバイアス電圧は番地電圧
のスイッチング中に取り除かれる。しかし、バイアス電
圧が除去される前に、リセット信号が前記バイアス電圧
に加えられる。このリセット信号は前記バイアス電圧と
比べて小さい振幅を有する複数パルスを含んでおり、ま
たその周波数は可動要素の共鳴周波数と本質的に同じに
なっている。このリセット信号は、前記バイアスの方向
と同じ極性を有し、他のパルスよりも大きい振幅を有す
る最終インパルスを含んでいても、含んでいなくてもよ
い。
マイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）のミラーをリセット
する方法である。更に一般的には、本発明は任意のマイ
クロメカニカルデバイスの可動要素をリセットする方法
であり、そこにおいて前記可動要素はスイッチ可能な番
地電圧手段によって着地表面に引き付けられるようにな
っている。正または負のバイアス電圧が前記可動要素と
着地表面とに供給される。このバイアス電圧は番地電圧
のスイッチング中に取り除かれる。しかし、バイアス電
圧が除去される前に、リセット信号が前記バイアス電圧
に加えられる。このリセット信号は前記バイアス電圧と
比べて小さい振幅を有する複数パルスを含んでおり、ま
たその周波数は可動要素の共鳴周波数と本質的に同じに
なっている。このリセット信号は、前記バイアスの方向
と同じ極性を有し、他のパルスよりも大きい振幅を有す
る最終インパルスを含んでいても、含んでいなくてもよ
い。
【０００８】本発明の特長は、未付着ミラーに関して、
単一パルスリセット法よりも単位電圧当たりの効率が高
いということである。従って、リセット電圧は高い必要
はない。同時に、本リセット信号は他のパルスリセット
法において発生する好ましくない”瞬き効果”を回避す
ることができる。
単一パルスリセット法よりも単位電圧当たりの効率が高
いということである。従って、リセット電圧は高い必要
はない。同時に、本リセット信号は他のパルスリセット
法において発生する好ましくない”瞬き効果”を回避す
ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】一例として、以下の説明は、しば
しば”変形可能なミラーデバイス”と呼ばれる、特別な
型のマイクロメカニカルデバイス、”デジタルマイクロ
ミラーデバイス”（ＤＭＤ）に関して行う。従来の技術
の項で述べたように、ＤＭＤは、各々制御回路基板の上
方に支えられた小さなヒンジ止めされたミラーを含んで
いる。本発明は、ミラーが傾いた後に、ミラーをそれら
の平衡位置へ復帰させるためのリセットパルスを供給す
る進歩した方法を指向している。しかし、この同じ概念
は、静電的な引力に応答して移動する可動要素を有する
任意のマイクロメカニカルデバイスに対して適用できよ
う。
しば”変形可能なミラーデバイス”と呼ばれる、特別な
型のマイクロメカニカルデバイス、”デジタルマイクロ
ミラーデバイス”（ＤＭＤ）に関して行う。従来の技術
の項で述べたように、ＤＭＤは、各々制御回路基板の上
方に支えられた小さなヒンジ止めされたミラーを含んで
いる。本発明は、ミラーが傾いた後に、ミラーをそれら
の平衡位置へ復帰させるためのリセットパルスを供給す
る進歩した方法を指向している。しかし、この同じ概念
は、静電的な引力に応答して移動する可動要素を有する
任意のマイクロメカニカルデバイスに対して適用できよ
う。
【００１０】ＤＭＤの１つの用途として像の形成があ
る。そこにおいて、ＤＭＤは結像面の方向へ選択的に光
を反射させるように働く偏向可能なミラーのアレイを含
んでいる。ＤＭＤによって形成される像はディスプレイ
システムやノンインパクトプリント用として利用でき
る。光学的ステアリング、光学的スイッチング、および
加速度計のような像形成を含まないＤＭＤのその他の用
途も可能である。それらの用途のうち、いくつかの応用
においては、”ミラー”は必ずしも反射性のものでなく
てよい。更に、いくつかの応用においては、ＤＭＤはデ
ジタルモードではなく、アナログモードで動かされる。
一般に、ここでは、”ＤＭＤ”という用語は、少なくと
も１つのヒンジ止めされた偏向可能な要素を基板から空
隙で隔てられて有し、前記要素が前記基板に相対的に移
動するようになった任意の型のマイクロメカニカルデバ
イスを含むものとして用いられている。
る。そこにおいて、ＤＭＤは結像面の方向へ選択的に光
を反射させるように働く偏向可能なミラーのアレイを含
んでいる。ＤＭＤによって形成される像はディスプレイ
システムやノンインパクトプリント用として利用でき
る。光学的ステアリング、光学的スイッチング、および
加速度計のような像形成を含まないＤＭＤのその他の用
途も可能である。それらの用途のうち、いくつかの応用
においては、”ミラー”は必ずしも反射性のものでなく
てよい。更に、いくつかの応用においては、ＤＭＤはデ
ジタルモードではなく、アナログモードで動かされる。
一般に、ここでは、”ＤＭＤ”という用語は、少なくと
も１つのヒンジ止めされた偏向可能な要素を基板から空
隙で隔てられて有し、前記要素が前記基板に相対的に移
動するようになった任意の型のマイクロメカニカルデバ
イスを含むものとして用いられている。
【００１１】図１はＤＭＤの単一のミラー要素１０の展
開された鳥瞰図である。図１で、ミラー１１は未偏向位
置にあるが、矢印で示されたように、それの捩りヒンジ
１２のおかげで２つの方向のいずれかへ偏向できるよう
になっている。上で説明したように、いろんなＤＭＤの
用途において、このようなミラー要素１０を単独で、あ
るいはアレイ状で用いることになろう。
開された鳥瞰図である。図１で、ミラー１１は未偏向位
置にあるが、矢印で示されたように、それの捩りヒンジ
１２のおかげで２つの方向のいずれかへ偏向できるよう
になっている。上で説明したように、いろんなＤＭＤの
用途において、このようなミラー要素１０を単独で、あ
るいはアレイ状で用いることになろう。
【００１２】図１のミラー要素１０は、”ヒンジが隠れ
た”ミラー要素として知られている。その他の型のミラ
ー要素１０には、図２に関して以下で述べるような”捩
り梁”型のものが含まれ、そこにおいては、ミラーは、
ヒンジの取り付けられているヨーク上の代わりに、直接
ヒンジに取り付けられている。”空間光変調器およびそ
の方法（Ｓｐａｔｉａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｍｏｄｕｌａｔ
ｏｒ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ）”と題する米国特許第
４，６６２，７４６号、”空間光変調器（Ｓｐａｔｉａ
ｌ Ｌｉｇｈｔ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）”と題する米国
特許第４，９５６，６１０号、”空間光変調器およびそ
の方法（Ｓｐａｔｉａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｍｏｄｕｌａｔ
ｏｒ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ）”と題する米国特許第
５，０６１，０４９号、”多重レベルの変形可能なミラ
ーデバイス（Ｍｕｌｔｉ−ｌｅｖｅｌＤｅｆｏｒｍａｂ
ｌｅ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）”と題する米国特
許第５，０８３，８５７号、および”進歩した多重レベ
ルデジタルマイクロミラーデバイス（Ｉｍｐｒｏｖｅｄ
ＭｕｌｔｉＬｅｖｅｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏ
ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）”と題する米国特許出願
第０８／１７１，３０３号には各種の型のＤＭＤが述べ
られている。これらの特許はすべてテキサスインスツル
メンツ社に譲渡されており、ここに参考のために引用す
る。
た”ミラー要素として知られている。その他の型のミラ
ー要素１０には、図２に関して以下で述べるような”捩
り梁”型のものが含まれ、そこにおいては、ミラーは、
ヒンジの取り付けられているヨーク上の代わりに、直接
ヒンジに取り付けられている。”空間光変調器およびそ
の方法（Ｓｐａｔｉａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｍｏｄｕｌａｔ
ｏｒ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ）”と題する米国特許第
４，６６２，７４６号、”空間光変調器（Ｓｐａｔｉａ
ｌ Ｌｉｇｈｔ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）”と題する米国
特許第４，９５６，６１０号、”空間光変調器およびそ
の方法（Ｓｐａｔｉａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｍｏｄｕｌａｔ
ｏｒ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ）”と題する米国特許第
５，０６１，０４９号、”多重レベルの変形可能なミラ
ーデバイス（Ｍｕｌｔｉ−ｌｅｖｅｌＤｅｆｏｒｍａｂ
ｌｅ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）”と題する米国特
許第５，０８３，８５７号、および”進歩した多重レベ
ルデジタルマイクロミラーデバイス（Ｉｍｐｒｏｖｅｄ
ＭｕｌｔｉＬｅｖｅｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏ
ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）”と題する米国特許出願
第０８／１７１，３０３号には各種の型のＤＭＤが述べ
られている。これらの特許はすべてテキサスインスツル
メンツ社に譲渡されており、ここに参考のために引用す
る。
【００１３】その他のヒンジが隠れたＤＭＤ設計でそう
であるように、ミラー要素１０のヒンジ１２は、基板上
に形成されたヒンジ支柱１３によって支えられている。
番地電極１４は、ヒンジ１２およびヒンジ支柱１３と同
じレベルにある番地電極支柱１５によって支えられてい
る。
であるように、ミラー要素１０のヒンジ１２は、基板上
に形成されたヒンジ支柱１３によって支えられている。
番地電極１４は、ヒンジ１２およびヒンジ支柱１３と同
じレベルにある番地電極支柱１５によって支えられてい
る。
【００１４】ミラー支柱１６はヨーク１７上に作製され
る。ヨーク１７は２つのヒンジ１２の各々の一端に取り
付けられる。各ヒンジ１２の他端はヒンジ支柱１３へ取
り付けられる。ヒンジ支柱１３および電極支柱１５はヒ
ンジ１２、番地電極１４、およびヨーク１７を、制御バ
ス１８ａを有する基板の上方に支えている。ミラー１１
が傾斜した時に、ミラー１１の先端部は着地位置１９に
接触する。番地電極１４はメモリセル（図示されていな
い）に対して適切な電気的接続を有しており、それはＣ
ＭＯＳ製造技術を使用して基板１８内に形成されるのが
一般的である。
る。ヨーク１７は２つのヒンジ１２の各々の一端に取り
付けられる。各ヒンジ１２の他端はヒンジ支柱１３へ取
り付けられる。ヒンジ支柱１３および電極支柱１５はヒ
ンジ１２、番地電極１４、およびヨーク１７を、制御バ
ス１８ａを有する基板の上方に支えている。ミラー１１
が傾斜した時に、ミラー１１の先端部は着地位置１９に
接触する。番地電極１４はメモリセル（図示されていな
い）に対して適切な電気的接続を有しており、それはＣ
ＭＯＳ製造技術を使用して基板１８内に形成されるのが
一般的である。
【００１５】図２は”捩り梁”型ＤＭＤのミラー要素２
０を示す。ヒンジ２２は隠れておらず、ミラー２１の反
対側から突き出している。ヒンジ２２はヒンジ支柱２３
へ取り付けられている。番地電極２６は、傾斜するミラ
ー２１に対して引力を及ぼし、ミラー２１は着地パッド
２７に接する。ミラー要素２０はメモリセルおよび制御
回路の基板２８の上方に作製される。
０を示す。ヒンジ２２は隠れておらず、ミラー２１の反
対側から突き出している。ヒンジ２２はヒンジ支柱２３
へ取り付けられている。番地電極２６は、傾斜するミラ
ー２１に対して引力を及ぼし、ミラー２１は着地パッド
２７に接する。ミラー要素２０はメモリセルおよび制御
回路の基板２８の上方に作製される。
【００１６】図１および図２の設計に対しては各種の変
更が可能である。例えば、ヨーク１７（またはミラー２
１）はノッチを設けて、ヒンジ１２（または２２）をそ
の中にセットすることができる。ヒンジ１２（または２
２）は、図１のようにヨーク１７（またはミラー２１）
の側面か、あるいは図２のように隅に取り付けることが
できる。更に、ヒンジの取付は、対向する隅または側面
に行う必要はない。ヒンジは非対称な傾斜を許容するよ
うに取り付けても構わない。
更が可能である。例えば、ヨーク１７（またはミラー２
１）はノッチを設けて、ヒンジ１２（または２２）をそ
の中にセットすることができる。ヒンジ１２（または２
２）は、図１のようにヨーク１７（またはミラー２１）
の側面か、あるいは図２のように隅に取り付けることが
できる。更に、ヒンジの取付は、対向する隅または側面
に行う必要はない。ヒンジは非対称な傾斜を許容するよ
うに取り付けても構わない。
【００１７】画像表示応用として動作する時に、そして
例えば、ミラー要素のアレイを使用する場合には、光源
がＤＭＤの表面を照らす。光をほぼミラー要素２０アレ
イの寸法に整形し、この光をそれらへ向けるためにレン
ズ系を使用することもできる。基板２８のメモリセル中
のデータに基づく電圧が番地電極２６に供給される。ミ
ラー２１とそれらの番地電極２６との間の静電的な引力
が、番地電極２６へ選択的に電圧を印加することで作り
出される。この静電的な力は各ミラー２１を約＋１０度
（オン）または約−１０度（オフ）のいずれかへ傾斜さ
せ、それによってＤＭＤの表面へ入射する光を変調す
る。”オン”のミラー２１から反射した光は表示光学系
を経て結像面へ向かう。”オフ”ミラー２１からの光は
結像面から外れて反射される。結果のパターンが像を形
成する。各画像フレーム中のミラー２１が”オン”であ
る比率がグレースケールを決定する。カラーホイール
（ｃｏｌｏｒ ｗｈｅｅｌ）または３−ＤＭＤ配置の手
段によって色を追加することができる。
例えば、ミラー要素のアレイを使用する場合には、光源
がＤＭＤの表面を照らす。光をほぼミラー要素２０アレ
イの寸法に整形し、この光をそれらへ向けるためにレン
ズ系を使用することもできる。基板２８のメモリセル中
のデータに基づく電圧が番地電極２６に供給される。ミ
ラー２１とそれらの番地電極２６との間の静電的な引力
が、番地電極２６へ選択的に電圧を印加することで作り
出される。この静電的な力は各ミラー２１を約＋１０度
（オン）または約−１０度（オフ）のいずれかへ傾斜さ
せ、それによってＤＭＤの表面へ入射する光を変調す
る。”オン”のミラー２１から反射した光は表示光学系
を経て結像面へ向かう。”オフ”ミラー２１からの光は
結像面から外れて反射される。結果のパターンが像を形
成する。各画像フレーム中のミラー２１が”オン”であ
る比率がグレースケールを決定する。カラーホイール
（ｃｏｌｏｒ ｗｈｅｅｌ）または３−ＤＭＤ配置の手
段によって色を追加することができる。
【００１８】等価的にミラー２１とそれの番地電極２６
とがコンデンサを構成する。ミラー２１とそれの番地電
極２６との間に適切な電圧が印加された時、生ずる静電
的な力（引力または斥力）がミラー２１を吸引番地電極
２６の方向へ傾斜させるか、あるいは排斥番地電極２６
から遠ざけるように傾斜させることになる。ミラー２１
はそれの端部が着地パッド２７の接するまで傾斜する。
一旦、番地電極２６とミラー２１との間の静電力が取り
除かれると、ヒンジ２２に蓄えられたエネルギーはミラ
ー２１を未偏向位置へ戻そうとする復帰力を提供する。
ミラー２１をそれの未偏向位置へ復帰させるのを助ける
ために、ミラー２１または番地電極２６に対して適当な
電圧を供給してもよい。
とがコンデンサを構成する。ミラー２１とそれの番地電
極２６との間に適切な電圧が印加された時、生ずる静電
的な力（引力または斥力）がミラー２１を吸引番地電極
２６の方向へ傾斜させるか、あるいは排斥番地電極２６
から遠ざけるように傾斜させることになる。ミラー２１
はそれの端部が着地パッド２７の接するまで傾斜する。
一旦、番地電極２６とミラー２１との間の静電力が取り
除かれると、ヒンジ２２に蓄えられたエネルギーはミラ
ー２１を未偏向位置へ戻そうとする復帰力を提供する。
ミラー２１をそれの未偏向位置へ復帰させるのを助ける
ために、ミラー２１または番地電極２６に対して適当な
電圧を供給してもよい。
【００１９】図３はミラー要素１０（または２０）の一
部分の模式的断面図と、それの動作電圧を示している。
それの下層のメモリセルの状態に依存して、各ミラー１
１（または２１）はバイアス電圧と番地電圧の組み合わ
せによって番地電極１４（または２６）の一方または他
方へ引き寄せられる。ミラーはそれの先端部が着地位置
１９（または２７）へ接するまで回転する。着地位置は
バイアス電圧によってミラーと同じ電位に保たれてい
る。相補的な番地電圧、φa および
部分の模式的断面図と、それの動作電圧を示している。
それの下層のメモリセルの状態に依存して、各ミラー１
１（または２１）はバイアス電圧と番地電圧の組み合わ
せによって番地電極１４（または２６）の一方または他
方へ引き寄せられる。ミラーはそれの先端部が着地位置
１９（または２７）へ接するまで回転する。着地位置は
バイアス電圧によってミラーと同じ電位に保たれてい
る。相補的な番地電圧、φa および
【外１】 は前後にスイッチされて、データが表示される間（ビッ
ト期間）は保持される。典型的な傾斜角度は＋または−
の１０度である。他の型のＤＭＤでは、ミラーが着地位
置へ接触するのではなく、ヨーク１７が基板上の着地位
置へ接触する。ここに述べられる本発明は、本発明に従
うリセットパルスを供給する目的のためにヨークがミラ
ーと等価であるような型のＤＭＤに適用される。
ト期間）は保持される。典型的な傾斜角度は＋または−
の１０度である。他の型のＤＭＤでは、ミラーが着地位
置へ接触するのではなく、ヨーク１７が基板上の着地位
置へ接触する。ここに述べられる本発明は、本発明に従
うリセットパルスを供給する目的のためにヨークがミラ
ーと等価であるような型のＤＭＤに適用される。
【００２０】図４は番地電圧とバイアス電圧との関係を
示す。番地電圧、φa および
示す。番地電圧、φa および
【外２】 は相補的であり、ビット期間の間はオンまたはオフに留
まる。典型的な番地電圧は０ボルトと５ボルトである。
番地電圧のスイッチ毎に、バイアス電圧ＶB はターンオ
フされ、次にオンされる。これはミラーがそれの平坦な
状態（リセット）へ戻り、次にそれの新しい状態へ傾斜
することを許容するように設計されている。図４で、こ
のバイアス電圧は正である。典型的なバイアス電圧は１
２ボルトであり、典型的なバイアスオフ時間は３−５マ
イクロ秒である。従来の技術の項で述べたように、ＶR
の場所で特別な振幅の電圧バイアスに加えられてミラー
のリセットを助けることがしばしば行われる。この特別
な電圧はここでは”リセット信号”と呼ぶが、バイアス
がターンオフされる直前に加えられる。本発明は最適な
リセット信号を提供する方法を指向している。”リセッ
ト位置”は平坦でもよいし、あるいは他の番地電極のほ
うへ偏向していてもよい。本発明は、一方向のみへ傾斜
できるミラーや他のマイクロメカニカル要素をリセット
するためにも利用できる。
まる。典型的な番地電圧は０ボルトと５ボルトである。
番地電圧のスイッチ毎に、バイアス電圧ＶB はターンオ
フされ、次にオンされる。これはミラーがそれの平坦な
状態（リセット）へ戻り、次にそれの新しい状態へ傾斜
することを許容するように設計されている。図４で、こ
のバイアス電圧は正である。典型的なバイアス電圧は１
２ボルトであり、典型的なバイアスオフ時間は３−５マ
イクロ秒である。従来の技術の項で述べたように、ＶR
の場所で特別な振幅の電圧バイアスに加えられてミラー
のリセットを助けることがしばしば行われる。この特別
な電圧はここでは”リセット信号”と呼ぶが、バイアス
がターンオフされる直前に加えられる。本発明は最適な
リセット信号を提供する方法を指向している。”リセッ
ト位置”は平坦でもよいし、あるいは他の番地電極のほ
うへ偏向していてもよい。本発明は、一方向のみへ傾斜
できるミラーや他のマイクロメカニカル要素をリセット
するためにも利用できる。
【００２１】
【実施例】本発明の１つの態様は、従来のリセット信号
で、特に多重パルスを使用する場合、最後のパルスの前
に解放されるミラー（またはヨーク）が着地表面へ再付
着できるという認識である。この再付着は”瞬き”効果
として認知される。十分高い電圧の単一パルスリセット
信号は瞬きを回避できるが、単一パルスの利用は非効率
的で、共鳴パルスの場合よりも高い電圧が必要とされ
る。
で、特に多重パルスを使用する場合、最後のパルスの前
に解放されるミラー（またはヨーク）が着地表面へ再付
着できるという認識である。この再付着は”瞬き”効果
として認知される。十分高い電圧の単一パルスリセット
信号は瞬きを回避できるが、単一パルスの利用は非効率
的で、共鳴パルスの場合よりも高い電圧が必要とされ
る。
【００２２】図５は、負のバイアス電圧へ供給された場
合の、本発明に従うリセット信号を示す。この実施例で
は、リセット信号は２つの共鳴パルスを含んでいる。リ
セット信号の間はバイアスは保持される。リセットパル
スの振幅はバイアス電圧に比べて小さく、バイアスのレ
ベルに近い。それらの極性はバイアスと同じで、その電
圧の振幅合計が増大するようになっている。図５で、Ｖ
R1はＶB よりも低く、ＶR2はＶB と同じである。ＶR2を
ＶB よりも低くすることも可能である。
合の、本発明に従うリセット信号を示す。この実施例で
は、リセット信号は２つの共鳴パルスを含んでいる。リ
セット信号の間はバイアスは保持される。リセットパル
スの振幅はバイアス電圧に比べて小さく、バイアスのレ
ベルに近い。それらの極性はバイアスと同じで、その電
圧の振幅合計が増大するようになっている。図５で、Ｖ
R1はＶB よりも低く、ＶR2はＶB と同じである。ＶR2を
ＶB よりも低くすることも可能である。
【００２３】典型的なパルス長は約２分の１マイクロ秒
である。共鳴周波数はミラー要素の構造によって決定さ
れ、実験的に決定することができる。現在、テキサスイ
ンスツルメンツ社で製造されているようなＤＭＤデバイ
スに関する典型的な共鳴周波数は２−５ＭＨｚのオーダ
ーである。
である。共鳴周波数はミラー要素の構造によって決定さ
れ、実験的に決定することができる。現在、テキサスイ
ンスツルメンツ社で製造されているようなＤＭＤデバイ
スに関する典型的な共鳴周波数は２−５ＭＨｚのオーダ
ーである。
【００２４】図６は別のリセット信号を示し、それはバ
イアス電圧が正であることを除いて図５のそれと同じで
ある。リセットパルスは正方向の極性を有し、それはバ
イアスと同じである。図５と同じように、結果の合計電
圧の振幅は増大する。
イアス電圧が正であることを除いて図５のそれと同じで
ある。リセットパルスは正方向の極性を有し、それはバ
イアスと同じである。図５と同じように、結果の合計電
圧の振幅は増大する。
【００２５】図７は本発明に従う別のリセット信号を示
す。図７で、このバイアスは負で、振幅は−１２ボルト
である。リセット信号は、単一インパルスと組み合わせ
られた共鳴励起パルスを含んでいる。これらの励起パル
スはバイアス電圧付近の電圧にあって、前記インパルス
は先行するパルスよりも大きい振幅を有する。このイン
パルスは励起パルスと同期して供給される。バイアス電
圧はパルス間に供給され、インパルスによって解放され
る。パルスの極性は、平均の電圧がバイアスと同じにな
るようなものである。インパルスの極性はバイアスのそ
れと同じであり、その結果、バイアスよりも大きい電圧
振幅が得られる。
す。図７で、このバイアスは負で、振幅は−１２ボルト
である。リセット信号は、単一インパルスと組み合わせ
られた共鳴励起パルスを含んでいる。これらの励起パル
スはバイアス電圧付近の電圧にあって、前記インパルス
は先行するパルスよりも大きい振幅を有する。このイン
パルスは励起パルスと同期して供給される。バイアス電
圧はパルス間に供給され、インパルスによって解放され
る。パルスの極性は、平均の電圧がバイアスと同じにな
るようなものである。インパルスの極性はバイアスのそ
れと同じであり、その結果、バイアスよりも大きい電圧
振幅が得られる。
【００２６】例として、図７は、最後のインパルスの前
に５個のパルスを有するリセット信号を示している。１
２ボルトのバイアス差に対して、各パルスはバイアスよ
りも約２．５ボルト大きいか小さい振幅を有する。イン
パルスは約−１２ボルトの振幅を有し、その結果、約−
２４ボルトの合計電圧が得られる。
に５個のパルスを有するリセット信号を示している。１
２ボルトのバイアス差に対して、各パルスはバイアスよ
りも約２．５ボルト大きいか小さい振幅を有する。イン
パルスは約−１２ボルトの振幅を有し、その結果、約−
２４ボルトの合計電圧が得られる。
【００２７】図８は、図７のリセット信号中の計算され
た着地先端部分離力を示す。この計算は、ミラーの着地
先端部が最後のインパルスの後も付着していることを仮
定しており、それによって計算が容易になっている。通
常の動作時には、着地先端部はインパルスによって解放
されるべきで、その場合、計算の残りの部分は無効にな
る。バイアスに相対的なパルスの振幅と、パルスの数
は、最後のインパルスまでミラー先端部に正味負の力が
保持されるようなものに選ばれる。パルスからの力はミ
ラーを着地表面から解放するのには不十分であり、従っ
て、リセット信号が完了するまでミラーは傾斜したまま
に留まる。パルスから生ずる共鳴振動はエネルギーの蓄
積を許容し、そのエネルギーは最後のインパルスによっ
て解放される。この共鳴エネルギーは任意の付着ミラー
が着地表面から解放されるのを促進する。一般に、与え
られた振幅のパルス数が多くなればそれだけエネルギー
が増大する。
た着地先端部分離力を示す。この計算は、ミラーの着地
先端部が最後のインパルスの後も付着していることを仮
定しており、それによって計算が容易になっている。通
常の動作時には、着地先端部はインパルスによって解放
されるべきで、その場合、計算の残りの部分は無効にな
る。バイアスに相対的なパルスの振幅と、パルスの数
は、最後のインパルスまでミラー先端部に正味負の力が
保持されるようなものに選ばれる。パルスからの力はミ
ラーを着地表面から解放するのには不十分であり、従っ
て、リセット信号が完了するまでミラーは傾斜したまま
に留まる。パルスから生ずる共鳴振動はエネルギーの蓄
積を許容し、そのエネルギーは最後のインパルスによっ
て解放される。この共鳴エネルギーは任意の付着ミラー
が着地表面から解放されるのを促進する。一般に、与え
られた振幅のパルス数が多くなればそれだけエネルギー
が増大する。
【００２８】図９は別のリセット信号を示しているが、
これはリセット信号の最後にインパルスを含まないとい
う点で図５のそれと類似している。しかし、リセット信
号のパルスはバイアスの上下を変動し、従って、リセッ
ト信号中の平均電圧はバイアスレベルに保持される。
これはリセット信号の最後にインパルスを含まないとい
う点で図５のそれと類似している。しかし、リセット信
号のパルスはバイアスの上下を変動し、従って、リセッ
ト信号中の平均電圧はバイアスレベルに保持される。
【００２９】図１０は正のバイアスに供給されたリセッ
ト信号を示している。それ以外はこのリセット信号は図
７のそれと類似している。
ト信号を示している。それ以外はこのリセット信号は図
７のそれと類似している。
【００３０】上述のリセット方式のすべてにおいて、リ
セット信号は２つ以上の共鳴パルスを含んでおり、それ
らは最後のインパルスを伴って、あるいは伴わずに、バ
イアスに加えられている。これらのパルスの振幅はバイ
アスレベル付近にある。バイアスは、もしあれば最後の
インパルスまで印加される。もしあれば、最後のインパ
ルスはバイアスと同じ方向にある。従って、もしバイア
スが正であれば、インパルスの結果、正の電圧が増大す
ることになり、もしバイアスが負であれば、インパルス
の結果、負の電圧が増大することになる。これらのパル
スは、正味の力をバイアスによって与えられる力付近に
保ちながら、ミラーを振動モードに保つ。結果として、
任意の付着ミラーはリセット信号の最後まで解放される
ようにならず、従って再付着する機会を得ることはな
い。
セット信号は２つ以上の共鳴パルスを含んでおり、それ
らは最後のインパルスを伴って、あるいは伴わずに、バ
イアスに加えられている。これらのパルスの振幅はバイ
アスレベル付近にある。バイアスは、もしあれば最後の
インパルスまで印加される。もしあれば、最後のインパ
ルスはバイアスと同じ方向にある。従って、もしバイア
スが正であれば、インパルスの結果、正の電圧が増大す
ることになり、もしバイアスが負であれば、インパルス
の結果、負の電圧が増大することになる。これらのパル
スは、正味の力をバイアスによって与えられる力付近に
保ちながら、ミラーを振動モードに保つ。結果として、
任意の付着ミラーはリセット信号の最後まで解放される
ようにならず、従って再付着する機会を得ることはな
い。
【００３１】実験結果によれば、特定のＤＭＤデバイス
が特定のリセットパターンを以て最適な動作をすること
が示された。例えば、図１のような”ヒンジが隠れた”
デバイスに関して、図５の２パルスパターンが良好な結
果を与える。図２のような”捩り梁”デバイスに関して
は、３パルスパターンが良好な結果を与える。両者の場
合、そのパターンは瞬きの低減とともに、効率によって
評価された。
が特定のリセットパターンを以て最適な動作をすること
が示された。例えば、図１のような”ヒンジが隠れた”
デバイスに関して、図５の２パルスパターンが良好な結
果を与える。図２のような”捩り梁”デバイスに関して
は、３パルスパターンが良好な結果を与える。両者の場
合、そのパターンは瞬きの低減とともに、効率によって
評価された。
【００３２】本発明は特定の実施例に関して説明してき
たが、この説明は限定的な意味として解釈されるべきも
のではない。開示された実施例の各種修正が、別の実施
例とともに当業者には明かになろう。従って、特許請求
の範囲は、本発明の真のスコープ内に含まれるすべての
修正を包含すると解釈されるべきである。
たが、この説明は限定的な意味として解釈されるべきも
のではない。開示された実施例の各種修正が、別の実施
例とともに当業者には明かになろう。従って、特許請求
の範囲は、本発明の真のスコープ内に含まれるすべての
修正を包含すると解釈されるべきである。
【００３３】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 （１）マイクロメカニカルデバイスの可動要素をリセッ
トする方法であって、前記可動要素が番地電圧によって
着地表面の方向へ引き寄せられるようになっており、前
記可動要素が既知の共鳴周波数を有しており、次の工
程、前記可動要素と前記着地表面とに対してバイアス電
圧を供給すること、前記番地電圧をスイッチングするこ
と、前記バイアス電圧の振幅よりも小さい振幅を有し、
前記可動要素の共鳴周波数と本質的に同じ周波数を有す
る複数のパルスを有するリセット電圧を前記番地電圧に
対して加えること、および前記可動要素がリセットされ
るまで前記バイアス電圧を除去すること、を含む方法。
る。 （１）マイクロメカニカルデバイスの可動要素をリセッ
トする方法であって、前記可動要素が番地電圧によって
着地表面の方向へ引き寄せられるようになっており、前
記可動要素が既知の共鳴周波数を有しており、次の工
程、前記可動要素と前記着地表面とに対してバイアス電
圧を供給すること、前記番地電圧をスイッチングするこ
と、前記バイアス電圧の振幅よりも小さい振幅を有し、
前記可動要素の共鳴周波数と本質的に同じ周波数を有す
る複数のパルスを有するリセット電圧を前記番地電圧に
対して加えること、および前記可動要素がリセットされ
るまで前記バイアス電圧を除去すること、を含む方法。
【００３４】（２）第１項記載の方法であって、前記加
える工程が更に、前記リセット電圧をパルス化して、前
記パルスの振幅よりも大きい振幅を有するインパルスを
最後に含めることを含んでいる方法。
える工程が更に、前記リセット電圧をパルス化して、前
記パルスの振幅よりも大きい振幅を有するインパルスを
最後に含めることを含んでいる方法。
【００３５】（３）第２項記載の方法であって、前記最
後のインパルスが前記バイアス電圧と同じ極性を有して
いる方法。
後のインパルスが前記バイアス電圧と同じ極性を有して
いる方法。
【００３６】（４）第１項記載の方法であって、前記パ
ルスが前記バイアス電圧と同じ極性を有している方法。
ルスが前記バイアス電圧と同じ極性を有している方法。
【００３７】（５）第１項記載の方法であって、前記パ
ルスが、前記リセット信号中の平均電圧が前記バイアス
電圧と本質的に同じになるような極性を有している方
法。
ルスが、前記リセット信号中の平均電圧が前記バイアス
電圧と本質的に同じになるような極性を有している方
法。
【００３８】（６）第１項記載の方法であって、前記パ
ルスが、前記リセット信号中の平均電圧が前記バイアス
電圧の振幅よりも小さくなるような極性を有している方
法。
ルスが、前記リセット信号中の平均電圧が前記バイアス
電圧の振幅よりも小さくなるような極性を有している方
法。
【００３９】（７）第１項記載の方法であって、前記マ
イクロメカニカルデバイスがデジタルミラーデバイスで
ある方法。
イクロメカニカルデバイスがデジタルミラーデバイスで
ある方法。
【００４０】（８）第７項記載の方法であって、前記リ
セット電圧が２個の前記パルスを有している方法。
セット電圧が２個の前記パルスを有している方法。
【００４１】（９）第７項記載の方法であって、前記リ
セット電圧が３個の前記パルスを有している方法。
セット電圧が３個の前記パルスを有している方法。
【００４２】（１０）デジタルマイクロミラーデバイス
のミラー要素をリセットする方法であって、前記ミラー
要素が前記ミラー要素下の番地電圧手段によって着地表
面の方向へ傾けられるようになっており、前記ミラー要
素が既知の共鳴周波数を有しており、次の工程、前記ミ
ラー要素と前記着地表面とに対してバイアス電圧を供給
すること、前記番地電圧をスイッチングすること、前記
バイアス電圧の振幅よりも小さい振幅を有し、前記ミラ
ー要素の共鳴周波数と本質的に同じ周波数を有する複数
のパルスを有するリセット電圧を前記番地電圧に対して
加えること、および前記可動要素がリセットされるまで
前記バイアス電圧を除去すること、を含む方法。
のミラー要素をリセットする方法であって、前記ミラー
要素が前記ミラー要素下の番地電圧手段によって着地表
面の方向へ傾けられるようになっており、前記ミラー要
素が既知の共鳴周波数を有しており、次の工程、前記ミ
ラー要素と前記着地表面とに対してバイアス電圧を供給
すること、前記番地電圧をスイッチングすること、前記
バイアス電圧の振幅よりも小さい振幅を有し、前記ミラ
ー要素の共鳴周波数と本質的に同じ周波数を有する複数
のパルスを有するリセット電圧を前記番地電圧に対して
加えること、および前記可動要素がリセットされるまで
前記バイアス電圧を除去すること、を含む方法。
【００４３】（１１）第１０項記載の方法であって、前
記ＤＭＤがヒンジが隠れた型のＤＭＤであって、前記着
地表面と接触する前記ミラー要素の下にヨークを有し、
前記バイアス電圧が前記ヨークに与えられるようになっ
た方法。
記ＤＭＤがヒンジが隠れた型のＤＭＤであって、前記着
地表面と接触する前記ミラー要素の下にヨークを有し、
前記バイアス電圧が前記ヨークに与えられるようになっ
た方法。
【００４４】（１２）第１０項記載の方法であって、前
記加える工程が更に、前記リセット電圧をパルス化する
ことを含み、前記パルスよりも大きい振幅を持つインパ
ルスを最後に含めることを含んでいる方法。
記加える工程が更に、前記リセット電圧をパルス化する
ことを含み、前記パルスよりも大きい振幅を持つインパ
ルスを最後に含めることを含んでいる方法。
【００４５】（１３）第１２項記載の方法であって、前
記最後のインパルスが前記バイアス電圧と同じ極性を有
している方法。
記最後のインパルスが前記バイアス電圧と同じ極性を有
している方法。
【００４６】（１４）第１０項記載の方法であって、前
記パルスが前記バイアス電圧と同じ極性を有している方
法。
記パルスが前記バイアス電圧と同じ極性を有している方
法。
【００４７】（１５）第１０項記載の方法であって、前
記パルスが、前記リセット信号中の平均電圧が前記バイ
アス電圧と本質的に同じになるような極性を有している
方法。
記パルスが、前記リセット信号中の平均電圧が前記バイ
アス電圧と本質的に同じになるような極性を有している
方法。
【００４８】（１６）第１０項記載の方法であって、前
記パルスが、前記リセット信号中の平均電圧が前記バイ
アス電圧の振幅よりも小さくなるような極性を有してい
る方法。
記パルスが、前記リセット信号中の平均電圧が前記バイ
アス電圧の振幅よりも小さくなるような極性を有してい
る方法。
【００４９】（１７）第１０項記載の方法であって、前
記パルスの数と振幅が、前記リセット信号の始まりにお
いて前記可動要素をリセットするには不十分な力を生ず
るようなものである方法。
記パルスの数と振幅が、前記リセット信号の始まりにお
いて前記可動要素をリセットするには不十分な力を生ず
るようなものである方法。
【００５０】（１８）第１０項記載の方法であって、前
記パルスの最後のパルスの直後に前記バイアス電圧が除
去されるようになった方法。
記パルスの最後のパルスの直後に前記バイアス電圧が除
去されるようになった方法。
【００５１】（１９）第１０項記載の方法であって、前
記マイクロメカニカルデバイスがデジタルミラーデバイ
スである方法。
記マイクロメカニカルデバイスがデジタルミラーデバイ
スである方法。
【００５２】（２０）デジタルマイクロメカニカルデバ
イス（ＤＭＤ）１０、２０のミラー要素のミラー１１、
２１をリセットする方法。ミラー要素と、それらが着地
する表面とに対してバイアス電圧が供給されるが、番地
電圧のスイッチングの間に除去される。（図４）。バイ
アスが除去される直前に、ミラーの共鳴周波数に合致す
る周波数で複数のパルスを含むリセット電圧がバイアス
電圧へ加えられる。この結果、リセット電圧の振幅は、
振動エネルギーの蓄積を許容する合計印加電圧とはなる
ものの、リセット信号の最後までミラーを付着から解放
するには不十分なものである。言い替えれば、リセット
電圧の振幅はバイアス電圧のそれと比べて小さい。（図
５−図１０）。
イス（ＤＭＤ）１０、２０のミラー要素のミラー１１、
２１をリセットする方法。ミラー要素と、それらが着地
する表面とに対してバイアス電圧が供給されるが、番地
電圧のスイッチングの間に除去される。（図４）。バイ
アスが除去される直前に、ミラーの共鳴周波数に合致す
る周波数で複数のパルスを含むリセット電圧がバイアス
電圧へ加えられる。この結果、リセット電圧の振幅は、
振動エネルギーの蓄積を許容する合計印加電圧とはなる
ものの、リセット信号の最後までミラーを付着から解放
するには不十分なものである。言い替えれば、リセット
電圧の振幅はバイアス電圧のそれと比べて小さい。（図
５−図１０）。
【図１】デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）のヒンジが
隠れた型のミラー要素の展開された鳥瞰図。
隠れた型のミラー要素の展開された鳥瞰図。
【図２】ＤＭＤの捩り梁型のミラー要素の鳥瞰図。
【図３】図１または図２のミラー要素の一部分の模式的
断面図。
断面図。
【図４】図３の番地電圧およびバイアス電圧と、リセッ
ト信号の時間図。
ト信号の時間図。
【図５】負のバイアスと一緒に用いられた、本発明に従
うリセット信号。
うリセット信号。
【図６】正のバイアスと一緒に用いられた、本発明に従
うリセット信号。
うリセット信号。
【図７】負のバイアスと一緒に用いられ、インパルスを
含む、本発明に従う別のリセット信号。
含む、本発明に従う別のリセット信号。
【図８】図７のリセット信号中の着地先端部分離力。
【図９】本発明に従う、別の付加的なリセット信号。
【図１０】本発明に従う、別の付加的なリセット信号。
１０ ミラー要素 １１ ミラー １２ 捩りヒンジ １３ ヒンジ支柱 １４ 番地電極 １５ 番地電極支柱 １７ ヨーク １８ 基板 １９ 着地位置 ２０ ミラー要素 ２１ ミラー ２２ ヒンジ ２３ ヒンジ支柱 ２６ 番地電極 ２７ 着地パッド ２８ 基板
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年１月２７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正内容】
【図６】
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正内容】
【図７】
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正内容】
【図８】
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正内容】
【図９】
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１０】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダグラス エイ．ウェッブ アメリカ合衆国アリゾナ州フェニックス, イースト タキシディ ウェイ 2025
Claims (1)
- 【請求項１】 マイクロメカニカルデバイスの可動要素
をリセットする方法であって、前記可動要素が番地電圧
によって着地表面の方向へ引き寄せられるようになって
おり、前記可動要素が既知の共鳴周波数を有しており、
次の工程、 前記可動要素と前記着地表面とに対してバイアス電圧を
供給すること、 前記番地電圧をスイッチングすること、 前記バイアス電圧の振幅よりも小さい振幅を有し、前記
可動要素の共鳴周波数と本質的に同じ周波数を有する複
数のパルスを有するリセット電圧を前記番地電圧に対し
て加えること、および前記可動要素がリセットされるま
で前記バイアス電圧を除去すること、を含む方法。
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002236265A (ja) * | 2000-12-01 | 2002-08-23 | Lucent Technol Inc | 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 |
| JP2003075735A (ja) * | 2001-09-05 | 2003-03-12 | Sony Corp | 薄膜光学装置 |
| JP2008046453A (ja) * | 2006-08-18 | 2008-02-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ミラー制御装置およびミラー制御方法 |
| KR100855807B1 (ko) * | 2006-08-30 | 2008-09-01 | 삼성전기주식회사 | 회절형 광변조기의 반사부 위치 리셋 장치 |
| JP2009169286A (ja) * | 2008-01-18 | 2009-07-30 | Casio Comput Co Ltd | 投影装置、投影制御方法及びプログラム |
| US8094357B2 (en) | 2006-07-27 | 2012-01-10 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Mirror control device |
| CN102955249A (zh) * | 2011-08-16 | 2013-03-06 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于微镜的控制装置、用于控制微镜的方法和图像投影系统 |
| WO2017104566A1 (ja) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | 日本精機株式会社 | 表示装置 |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6351054B1 (en) * | 1997-10-09 | 2002-02-26 | Honeywell International Inc. | Compounded AC driving signal for increased reliability and lifetime in touch-mode electrostatic actuators |
| WO2000077543A1 (en) * | 1999-06-11 | 2000-12-21 | University Of Hawaii | Reconfigurable quasi-optical unit cells |
| US6859299B1 (en) | 1999-06-11 | 2005-02-22 | Jung-Chih Chiao | MEMS optical components |
| US6850353B1 (en) | 1999-06-11 | 2005-02-01 | University Of Hawaii | MEMS optical components |
| US6140737A (en) * | 1999-10-08 | 2000-10-31 | Lucent Technologies Inc. | Apparatus and method for charge neutral micro-machine control |
| US6466358B2 (en) * | 1999-12-30 | 2002-10-15 | Texas Instruments Incorporated | Analog pulse width modulation cell for digital micromechanical device |
| WO2001074529A2 (en) | 2000-03-30 | 2001-10-11 | Electro Scientific Industries, Inc. | Laser system and method for single pass micromachining of multilayer workpieces |
| SE0100336L (sv) * | 2001-02-05 | 2002-08-06 | Micronic Laser Systems Ab | Adresseringsmetod och apparat som använder densamma tekniskt område |
| US6600591B2 (en) * | 2001-06-12 | 2003-07-29 | Network Photonics, Inc. | Micromirror array having adjustable mirror angles |
| JP3750574B2 (ja) * | 2001-08-16 | 2006-03-01 | 株式会社デンソー | 薄膜電磁石およびこれを用いたスイッチング素子 |
| EP1454178A2 (en) * | 2001-12-03 | 2004-09-08 | Flixel Ltd. | Display devices |
| US7635332B2 (en) * | 2003-02-14 | 2009-12-22 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | System and method of operating microfabricated ultrasonic transducers for harmonic imaging |
| US7618373B2 (en) | 2003-02-14 | 2009-11-17 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Microfabricated ultrasonic transducer array for 3-D imaging and method of operating the same |
| US7780597B2 (en) * | 2003-02-14 | 2010-08-24 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Method and apparatus for improving the performance of capacitive acoustic transducers using bias polarity control and multiple firings |
| US7087023B2 (en) * | 2003-02-14 | 2006-08-08 | Sensant Corporation | Microfabricated ultrasonic transducers with bias polarity beam profile control and method of operating the same |
| US6985278B2 (en) * | 2003-05-20 | 2006-01-10 | Texas Instruments Incorporated | Damped control of a micromechanical device |
| US6987601B2 (en) * | 2003-05-20 | 2006-01-17 | Texas Instruments Incorporated | Damped control of a micromechanical device |
| US6891657B2 (en) * | 2003-05-20 | 2005-05-10 | Texas Instruments Incorporated | Damped control of a micromechanical device |
| US7336290B2 (en) * | 2004-01-07 | 2008-02-26 | Texas Instruments Incorporated | Method and apparatus for increasing a perceived resolution of a display |
| US20060193028A1 (en) * | 2005-02-28 | 2006-08-31 | Satyadev Patel | Method of repairing micromirrors in spatial light modulators |
| US7375873B2 (en) * | 2005-02-28 | 2008-05-20 | Texas Instruments Incorporated | Method of repairing micromirrors in spatial light modulators |
| US20080273234A1 (en) * | 2007-05-01 | 2008-11-06 | Texas Instruments Incorporated | System and method for integrated, analog mode mirror devices |
| US8395877B2 (en) * | 2009-02-12 | 2013-03-12 | International Business Machines Corporation | High-speed electrostatic actuation of MEMS-based devices |
| WO2017069780A1 (en) * | 2015-10-23 | 2017-04-27 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Microelectromechanical device with multiple hinges |
| CN210465970U (zh) | 2019-05-29 | 2020-05-05 | 中强光电股份有限公司 | 微型投影机 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5096279A (en) * | 1984-08-31 | 1992-03-17 | Texas Instruments Incorporated | Spatial light modulator and method |
| US5202785A (en) * | 1991-12-20 | 1993-04-13 | Texas Instruments Incorporated | Method and device for steering light |
| US5583688A (en) * | 1993-12-21 | 1996-12-10 | Texas Instruments Incorporated | Multi-level digital micromirror device |
-
1996
- 1996-09-11 US US08/712,042 patent/US5768007A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-09-11 JP JP24075796A patent/JP3926871B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2006
- 2006-12-08 JP JP2006331764A patent/JP2007065698A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002236265A (ja) * | 2000-12-01 | 2002-08-23 | Lucent Technol Inc | 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 |
| JP2003075735A (ja) * | 2001-09-05 | 2003-03-12 | Sony Corp | 薄膜光学装置 |
| US8094357B2 (en) | 2006-07-27 | 2012-01-10 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Mirror control device |
| JP2008046453A (ja) * | 2006-08-18 | 2008-02-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ミラー制御装置およびミラー制御方法 |
| KR100855807B1 (ko) * | 2006-08-30 | 2008-09-01 | 삼성전기주식회사 | 회절형 광변조기의 반사부 위치 리셋 장치 |
| JP2009169286A (ja) * | 2008-01-18 | 2009-07-30 | Casio Comput Co Ltd | 投影装置、投影制御方法及びプログラム |
| CN102955249A (zh) * | 2011-08-16 | 2013-03-06 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于微镜的控制装置、用于控制微镜的方法和图像投影系统 |
| WO2017104566A1 (ja) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | 日本精機株式会社 | 表示装置 |
| JPWO2017104566A1 (ja) * | 2015-12-18 | 2018-11-08 | 日本精機株式会社 | 表示装置 |
| US10725285B2 (en) | 2015-12-18 | 2020-07-28 | Nippon Seiki Co., Ltd. | Display device |
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| Publication number | Publication date |
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