JP5345860B2 - ミラー制御装置、ミラー装置、ミラーアレイ及びミラー制御方法 - Google Patents
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また、本発明は、回動可能に支持されたミラーに対して離間して配置された電極に駆動電圧を印加することにより、前記ミラーの回動角を制御するミラー制御装置において、前記ミラーに交流のバイアス電圧を印加するミラー電圧印加手段と、予め設定された前記バイアス電圧の値を記憶する記憶手段と、前記記憶手段から前記バイアス電圧の値を取得し、前記ミラーの回動軸に対して対称に配置された少なくとも1対の電極のうちの一方の電極に駆動電圧を印加したときに前記一方の電極と前記ミラーとの間に生じる電位差の絶対値を第1の絶対値、前記1対の電極のうちの他方の電極に駆動電圧を印加したときに前記他方の電極と前記ミラーとの間に生じる電位差の絶対値を第2の絶対値、前記バイアス電圧の絶対値を第3の絶対値としたとき、前記第1の絶対値と前記第3の絶対値との差と、前記第2の絶対値と前記第3の絶対値との差が常に同一且つ逆極性になるように、前記ミラーの所望の回動角に応じて駆動電圧を電極毎に決定する駆動電圧演算手段と、この駆動電圧演算手段が決定した駆動電圧を前記1対の電極に印加する駆動電圧印加手段とを備え、前記一方の電極に印加する駆動電圧の振幅と前記他方の電極に印加する駆動電圧の振幅とが同一であることを特徴とするものである。
また、本発明のミラー制御装置の1構成例において、前記バイアス電圧の振幅は、前記1対の電極のうちの一方のみに印加した際に前記ミラーの回動角度が最大角度の略1/2となる値である。
また、本発明のミラー制御装置の1構成例において、前記バイアス電圧の振幅は、前記ミラーを最大角度に回動させるために必要な電極とミラーとの電位差の略1/2の値である。
また、本発明のミラー制御装置の1構成例において、前記バイアス電圧は、前記ミラーの回動軸が複数存在する場合、回動軸ごとに個別に設定される。
また、本発明は、ミラー装置を、ミラーが2次元的に並ぶように複数配置したミラーアレイにおいて、1つの前記ミラー電圧印加手段を各ミラー装置で共有し、各ミラーに共通のミラー電圧を供給することを特徴とするものである。
また、本発明は、回動可能に支持されたミラーに対して離間して配置された電極に駆動電圧を印加することにより、前記ミラーの回動角を制御するミラー制御方法において、前記ミラーに交流のバイアス電圧を印加するミラー電圧印加ステップと、記憶手段から予め設定された前記バイアス電圧の値を取得し、前記ミラーの回動軸に対して対称に配置された少なくとも1対の電極のうちの一方の電極に駆動電圧を印加したときに前記一方の電極と前記ミラーとの間に生じる電位差の絶対値を第1の絶対値、前記1対の電極のうちの他方の電極に駆動電圧を印加したときに前記他方の電極と前記ミラーとの間に生じる電位差の絶対値を第2の絶対値、前記バイアス電圧の絶対値を第3の絶対値としたとき、前記第1の絶対値と前記第3の絶対値との差と、前記第2の絶対値と前記第3の絶対値との差が常に同一且つ逆極性になるように、前記ミラーの所望の回動角に応じて駆動電圧を電極毎に決定する駆動電圧演算ステップと、この駆動電圧演算ステップで決定した駆動電圧を前記1対の電極に印加する駆動電圧印加ステップとを備え、前記一方の電極に印加する駆動電圧の振幅と前記他方の電極に印加する駆動電圧の振幅とが同一であることを特徴とするものである。
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装置の構成を示す分解斜視図、図2は図1のミラー装置の断面図である。ミラー装置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。
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。
本実施の形態では、回動軸x,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る。つまり、電極340aと340cは、回動軸xに対して対称に配置され、電極340bと340dは、回動軸yに対して対称に配置されている。
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。
ミラー装置は、図1、図2に示したミラー230および電極340a〜340dを含む機構部と、ミラー制御装置とからなる。ミラー制御装置は、ミラー230に電圧を印加するミラー電圧印加部400と、電極340a〜340dに駆動電圧を印加する駆動電圧印加部401と、予め設定されたバイアス電圧の値を記憶する第1の記憶手段となるバイアス電圧記録部402とから構成される。
駆動電圧印加部401は、引き出し線341a〜341dを介して電極340a〜340dに駆動電圧を印加する。
Va=V0+V1 ・・・(1)
Vc=V0−V1 ・・・(2)
計算した振幅Vaの値が0より小さいときはVa=0とし、計算した振幅Vcの値が0より小さいときはVc=0とする。V1はミラー230の回動軸x廻りの回動角θxに1対1に対応する電圧の振幅である。
Vb=V0+V2 ・・・(3)
Vd=V0−V2 ・・・(4)
計算した振幅Vbの値が0より小さいときはVb=0とし、計算した振幅Vdの値が0より小さいときはVd=0とする。V2はミラー230の回動軸y廻りの回動角θyに1対1に対応する電圧の振幅である。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。第1の実施の形態では、ミラー230に接地電位を印加していたが、本実施の形態では、ミラー230にバイアス電圧を印加する。本実施の形態においても、ミラー装置全体の構成は第1の実施の形態と同様であるので、図1、図2の符号を用いて説明する。図8は本実施の形態のミラー装置の電気的な接続関係を示すブロック図である。本実施の形態のミラー制御装置は、ミラー電圧印加部400aと、駆動電圧印加部401aと、バイアス電圧記録部402とから構成される。
駆動電圧印加部401aは、ミラー230の回動角を0度にする場合、全ての電極340a〜340dに接地電位(0V)を印加する。このとき、ミラー230と各電極340a〜340dとの電位差は第1の実施の形態と同様に等しくなり、全ての電極340a〜340dで同じ静電引力がミラー230にかかるため、ミラー230の傾きは0度から変化しない。
Va=+V1 ・・・(5)
Vc=−V1 ・・・(6)
Vm=−V0 ・・・(7)
Va=−V1 ・・・(8)
Vc=+V1 ・・・(9)
Vm=+V0 ・・・(10)
Vb=+V2 ・・・(11)
Vd=−V2 ・・・(12)
Vm=−V0 ・・・(13)
Vb=−V2 ・・・(14)
Vd=+V2 ・・・(15)
Vm=+V0 ・・・(16)
Claims (9)
- 回動可能に支持されたミラーに対して離間して配置された電極に駆動電圧を印加することにより、前記ミラーの回動角を制御するミラー制御装置において、
前記ミラーに一定電圧を印加するミラー電圧印加手段と、
予め設定された交流のバイアス電圧の値を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段から前記バイアス電圧の値を取得し、前記ミラーの回動軸に対して対称に配置された少なくとも1対の電極のうちの一方の電極に駆動電圧を印加したときに前記一方の電極と前記ミラーとの間に生じる電位差の絶対値を第1の絶対値、前記1対の電極のうちの他方の電極に駆動電圧を印加したときに前記他方の電極と前記ミラーとの間に生じる電位差の絶対値を第2の絶対値、前記一方の電極に前記バイアス電圧を印加したときに前記一方の電極と前記ミラーとの間に生じる電位差の絶対値を第3の絶対値、前記他方の電極に前記バイアス電圧を印加したときに前記他方の電極と前記ミラーとの間に生じる電位差の絶対値を第4の絶対値としたとき、前記第1の絶対値と前記第3の絶対値との差と、前記第2の絶対値と前記第4の絶対値との差が常に同一且つ逆極性になるように、前記ミラーの所望の回動角に応じて駆動電圧を電極毎に決定する駆動電圧演算手段と、
この駆動電圧演算手段が決定した駆動電圧を前記1対の電極に印加する駆動電圧印加手段とを備え、
前記1対の電極の間で前記バイアス電圧および前記駆動電圧の極性が常に逆になることを特徴とするミラー制御装置。 - 回動可能に支持されたミラーに対して離間して配置された電極に駆動電圧を印加することにより、前記ミラーの回動角を制御するミラー制御装置において、
前記ミラーに交流のバイアス電圧を印加するミラー電圧印加手段と、
予め設定された前記バイアス電圧の値を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段から前記バイアス電圧の値を取得し、前記ミラーの回動軸に対して対称に配置された少なくとも1対の電極のうちの一方の電極に駆動電圧を印加したときに前記一方の電極と前記ミラーとの間に生じる電位差の絶対値を第1の絶対値、前記1対の電極のうちの他方の電極に駆動電圧を印加したときに前記他方の電極と前記ミラーとの間に生じる電位差の絶対値を第2の絶対値、前記バイアス電圧の絶対値を第3の絶対値としたとき、前記第1の絶対値と前記第3の絶対値との差と、前記第2の絶対値と前記第3の絶対値との差が常に同一且つ逆極性になるように、前記ミラーの所望の回動角に応じて駆動電圧を電極毎に決定する駆動電圧演算手段と、
この駆動電圧演算手段が決定した駆動電圧を前記1対の電極に印加する駆動電圧印加手段とを備え、
前記一方の電極に印加する駆動電圧の振幅と前記他方の電極に印加する駆動電圧の振幅とが同一であることを特徴とするミラー制御装置。 - 請求項1記載のミラー制御装置において、
前記バイアス電圧の振幅は、前記1対の電極のうちの一方のみに印加した際に前記ミラーの回動角度が最大角度の略1/2となる値であることを特徴とするミラー制御装置。 - 請求項2記載のミラー制御装置において、
前記バイアス電圧の振幅は、前記ミラーを最大角度に回動させるために必要な電極とミラーとの電位差の略1/2の値であることを特徴とするミラー制御装置。 - 請求項1または2記載のミラー制御装置において、
前記バイアス電圧は、前記ミラーの回動軸が複数存在する場合、回動軸ごとに個別に設定されることを特徴とするミラー制御装置。 - 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、
請求項1乃至5のいずれか1項に記載のミラー制御装置とを備えることを特徴とするミラー装置。 - 請求項6記載のミラー装置を、ミラーが2次元的に並ぶように複数配置したミラーアレイにおいて、
1つの前記ミラー電圧印加手段を各ミラー装置で共有し、各ミラーに共通のミラー電圧を供給することを特徴とするミラーアレイ。 - 回動可能に支持されたミラーに対して離間して配置された電極に駆動電圧を印加することにより、前記ミラーの回動角を制御するミラー制御方法において、
前記ミラーに一定電圧を印加するミラー電圧印加ステップと、
記憶手段から予め設定された交流のバイアス電圧の値を取得し、前記ミラーの回動軸に対して対称に配置された少なくとも1対の電極のうちの一方の電極に駆動電圧を印加したときに前記一方の電極と前記ミラーとの間に生じる電位差の絶対値を第1の絶対値、前記1対の電極のうちの他方の電極に駆動電圧を印加したときに前記他方の電極と前記ミラーとの間に生じる電位差の絶対値を第2の絶対値、前記一方の電極に前記バイアス電圧を印加したときに前記一方の電極と前記ミラーとの間に生じる電位差の絶対値を第3の絶対値、前記他方の電極に前記バイアス電圧を印加したときに前記他方の電極と前記ミラーとの間に生じる電位差の絶対値を第4の絶対値としたとき、前記第1の絶対値と前記第3の絶対値との差と、前記第2の絶対値と前記第4の絶対値との差が常に同一且つ逆極性になるように、前記ミラーの所望の回動角に応じて駆動電圧を電極毎に決定する駆動電圧演算ステップと、
この駆動電圧演算ステップで決定した駆動電圧を前記1対の電極に印加する駆動電圧印加ステップとを備え、
前記1対の電極の間で前記バイアス電圧および前記駆動電圧の極性が常に逆になることを特徴とするミラー制御方法。 - 回動可能に支持されたミラーに対して離間して配置された電極に駆動電圧を印加することにより、前記ミラーの回動角を制御するミラー制御方法において、
前記ミラーに交流のバイアス電圧を印加するミラー電圧印加ステップと、
記憶手段から予め設定された前記バイアス電圧の値を取得し、前記ミラーの回動軸に対して対称に配置された少なくとも1対の電極のうちの一方の電極に駆動電圧を印加したときに前記一方の電極と前記ミラーとの間に生じる電位差の絶対値を第1の絶対値、前記1対の電極のうちの他方の電極に駆動電圧を印加したときに前記他方の電極と前記ミラーとの間に生じる電位差の絶対値を第2の絶対値、前記バイアス電圧の絶対値を第3の絶対値としたとき、前記第1の絶対値と前記第3の絶対値との差と、前記第2の絶対値と前記第3の絶対値との差が常に同一且つ逆極性になるように、前記ミラーの所望の回動角に応じて駆動電圧を電極毎に決定する駆動電圧演算ステップと、
この駆動電圧演算ステップで決定した駆動電圧を前記1対の電極に印加する駆動電圧印加ステップとを備え、
前記一方の電極に印加する駆動電圧の振幅と前記他方の電極に印加する駆動電圧の振幅とが同一であることを特徴とするミラー制御方法。
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JP2009003265A JP5345860B2 (ja) | 2009-01-09 | 2009-01-09 | ミラー制御装置、ミラー装置、ミラーアレイ及びミラー制御方法 |
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