(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定基板と、
前記固定基板に対向していて、前記固定基板との間隔を変えることができる可動電極を備える可動梁と、
前記可動電極に対向して前記固定基板に形成された少なくとも一つの固定基板側駆動電極と、
前記可動電極に対向するとともに前記固定基板側駆動電極から離間して前記固定基板に形成された固定基板側容量電極と、
前記可動電極と前記固定基板側駆動電極との間に形成された誘電体膜と、
前記固定基板側駆動電極に印加される電圧の高さと、前記可動電極に印加される電圧の高さと、が周期的に切り替わり、前記固定基板側容量電極に印加される電圧の高さと、前記可動電極に印加される電圧の高さと、が常に一致するように構成された回路部と、
を備える可変容量装置。
【請求項２】
前記回路部は、前記可動電極と前記固定基板側容量電極との間に接続されるＲＦカット抵抗を備える、請求項１に記載の可変容量装置。
【請求項３】
前記ＲＦカット抵抗は、前記可動電極と前記固定基板側容量電極との間に形成されるＲＦ容量のインピーダンスよりも、大きいインピーダンスを有する、請求項２に記載の可変容量装置。
【請求項４】
第１のＲＦ信号端子と、第２のＲＦ信号端子とをさらに備え、
前記回路部は、前記可動電極と第１のＲＦ信号端子との間に接続される第１のＤＣカット容量と、前記固定基板側容量電極と第２のＲＦ信号端子との間に接続される第２のＤＣカット容量と、を備える、請求項１〜３のいずれかに記載の可変容量装置。
【請求項５】
前記第１のＤＣカット容量および前記第２のＤＣカット容量は、前記可動電極と前記固定基板側容量電極との間に形成されるＲＦ容量よりも、大きい容量値を有する、請求項４に記載の可変容量装置。
【請求項６】
前記固定基板側駆動電極に印加される電圧の高さと、前記可動電極に印加される電圧の高さとが、グラウンドと所定の電圧の高さとに周期的に切り替わる、請求項１〜５のいずれかに記載の可変容量装置。
【請求項７】
前記可動電極に接続される第１のＲＦ信号端子と、前記固定基板側容量電極に接続される第２のＲＦ信号端子とを、更に備え、
前記回路部は、
前記可動電極と第１のＲＦ信号端子との間に接続される第１のＤＣカット容量と、
前記可動電極に直流の駆動電圧を印加する可動電極用の駆動電圧印加端子と、を備え、
前記可動電極用の駆動電圧印加端子と、前記可動電極との間に接続される第１のコイルを備える、請求項１に記載の可変容量装置。
【請求項８】
前記回路部は、
前記可動電極用の駆動電圧印加端子と前記固定基板側容量電極との間に接続される第２のコイルを備える、請求項７に記載の可変容量装置。
【請求項９】
前記回路部は、
前記可動電極と前記固定基板側容量電極との間に接続される第３のコイルを備える、請求項７に記載の可変容量装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、静電力により駆動する静電駆動型アクチュエータを利用してＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）容量を変えることができる可変容量装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）を用いた静電駆動型アクチュエータが可変容量装置に利用されることがある（例えば特許文献１参照。）。【０００３】
図１は、可変容量装置を構成する従来の静電駆動型アクチュエータ１０１の構成例を説明する図である。
図１に示すように、静電駆動型アクチュエータ１０１は、半導体基板１０２と、弾性部材１０３と、下部駆動電極１０４Ａと、上部駆動電極１０４Ｂと、下部容量電極１０５Ａと、上部容量電極１０５Ｂと、絶縁膜１０６とを備えている。弾性部材１０３は絶縁性材料からなる可動部であり、半導体基板１０２に一端が固定されている。下部駆動電極１０４Ａと下部容量電極１０５Ａとは、互いに隣接して半導体基板１０２上に形成されている。絶縁膜１０６は、下部駆動電極１０４Ａと下部容量電極１０５Ａとを覆うように形成されている。上部駆動電極１０４Ｂは、下部駆動電極１０４Ａに対向するように弾性部材１０３に形成されている。上部容量電極１０５Ｂは、下部容量電極１０５Ａに対向するように弾性部材１０３に形成されている。【０００４】
この静電駆動型アクチュエータ１０１は、下部駆動電極１０４Ａと上部駆動電極１０４Ｂとの間に駆動電圧（ＤＣ電圧）が印加されることで駆動する。具体的には、下部駆動電極１０４Ａと上部駆動電極１０４Ｂとの間に印加される駆動電圧により、下部駆動電極１０４Ａと上部駆動電極１０４Ｂとの間に駆動容量が形成される。弾性部材１０３は、駆動容量における静電引力によって半導体基板１０２に引き寄せられ、上部容量電極１０５Ｂが絶縁膜１０６に接触する。これにより、上部容量電極１０５Ｂと下部容量電極１０５Ａとの間に、第１の容量が形成される。また、静電駆動型アクチュエータ１０１が駆動されていない状態では、上部容量電極１０５Ｂと絶縁膜１０６との間にギャップ空間が形成される。そのため、上部容量電極１０５Ｂと下部容量電極１０５Ａとの間には、第１の容量よりも容量値が小さい第２の容量が形成される。このように、静電駆動型アクチュエータ１０１は、可変容量素子として機能する。【０００５】
このような静電駆動型アクチュエータでは、スティッキング現象と呼ばれる現象が発生することがある。詳細には、静電駆動型アクチュエータが駆動されることにより、上部容量電極が絶縁膜に接触する際に、上部駆動電極も絶縁膜に接触する。このとき、上部駆動電極と下部駆動電極との電位差により、絶縁膜に電荷が注入され、その電荷が絶縁膜にトラップされて絶縁膜がチャージアップ（帯電）することがある。そして、駆動電圧の印加を止めても、絶縁膜のチャージアップにより、絶縁膜に上部駆動電極が引き寄せられる。このような要因で、弾性部材が半導体基板に引き寄せられた状態から動かなくなる現象がスティッキング現象であり、スティッキング現象が発生すると、静電駆動型アクチュエータの制御ができなくなり問題となる。【０００６】
そこで、上記静電駆動型アクチュエータ１０１では、駆動する際に、上部駆動電極１０４Ｂに駆動電圧が印加されるとともに下部駆動電極１０４Ａをグラウンドに接続する状態と、下部駆動電極１０４Ａに駆動電圧が印加されるとともに上部駆動電極１０４Ｂをグラウンドに接続する状態と、が切り替えられる（以下、このような駆動方法をバイポーラ駆動と称する。）。このバイポーラ駆動によって、絶縁膜１０６のチャージアップを解消し、スティッキング現象の発生を防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２８００５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、上述の静電駆動型アクチュエータ１０１において、可動部である弾性部材に形成される上部駆動電極と上部容量電極とを単一の可動部側電極として構成する場合を考える。この場合、下部容量電極と可動部側電極との間に駆動電圧が印加されると、弾性部材の変位を制御することが難しくなるため、可動部側電極をグラウンドに接続した構成とすることが妥当である。そのような構成では、下部駆動電極に印加される駆動電圧の極性を正負で切り替えることにより、バイポーラ駆動を利用してスティッキング現象の発生を防ぐことが可能になる。【０００９】
しかしながら、下部駆動電極に印加される駆動電圧の極性を正負で切り替えるためには、正負の両極性の駆動電圧を発生することができる駆動回路が必要になる。そのような駆動回路は、単一の極性の駆動電圧のみを発生する駆動回路に比べて、回路構造が複雑で高コストである。このため、可変容量装置全体が高コスト化してしまう。【００１０】
そこで、本発明の目的は、バイポーラ駆動によりスティッキング現象の発生を防ぐことができ、回路部を安価で簡易に構成することが可能な可変容量装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明の可変容量装置は、固定基板と、可動梁と、固定基板側駆動電極と、固定基板側容量電極と、誘電体膜と、回路部と、を備えている。可動梁は、固定基板に対向していて、固定基板との間隔を変えることができる可動電極を備える。少なくとも一つの固定基板側駆動電極は、可動電極に対向して固定基板に形成されている。固定基板側容量電極は、可動電極に対向するとともに固定基板側駆動電極から離間して固定基板に形成されている。誘電体膜は、可動電極と固定基板側駆動電極との間に形成されている。回路部は、固定基板側駆動電極に印加される電圧の高さと、可動電極に印加される電圧の高さとが周期的に切り替わるとともに、固定基板側容量電極に印加される電圧の高さと可動電極に印加される電圧の高さとが常に一致するように構成されている。
この構成では、固定基板側駆動電極に印加される電圧の高さと可動電極に印加される電圧の高さが周期的に切り替わるようにバイポーラ駆動させることにより、誘電体膜に作用する電界の方向を周期的に反転させることができる。このため、誘電体膜がチャージアップ（帯電）することがなくなり、スティッキング現象の発生を防ぐことができる。また、固定基板側容量電極に印加される電圧の高さが可動電極に印加される電圧の高さと一致するようにすることにより、固定基板側容量電極と可動電極との間に電位差が生じることを防ぐことができ、固定基板側容量電極と可動電極との間に生じる電位差によって可動梁の変位量が影響を受けることを防ぐことができる。固定基板側駆動電極に印加される電圧の高さと、可動電極に印加される電圧の高さとが、異なる高さの電圧に周期的に切り替わることにより、正負の両極性のＤＣ電圧を発生させるような高度な構成ではなく、回路部を安価で簡易な構成とすることが可能になる。【００１２】
上述の可変容量装置において、回路部は、可動電極と固定基板側容量電極との間に接続されるＲＦカット抵抗を備えると好適である。ＲＦカット抵抗は、可動電極と固定基板側容量電極との間に形成されるＲＦ容量のインピーダンスよりも、大きいインピーダンスを有すると好ましい。特には、可動電極と固定基板側容量電極との間に形成されるＲＦ容量のインピーダンスの１０倍以上に大きいインピーダンスを有すると好ましい。
この構成では、ＲＦカット抵抗を介して可動電極と固定基板側容量電極とが接続されるので、可動電極に印加される電圧の高さと固定基板側容量電極に印加される電圧の高さとが常に一致するため、可動電極と固定基板側容量電極との間に電位差が生じることを防ぐことができる。このことにより、可動電極と固定基板側容量電極との間の電位差が、可動梁の変位量に影響を及ぼすことを防ことができる。また、可動電極や固定基板側容量電極に接続される回路部に、ＲＦ信号が漏れることを防ぐことができる。【００１３】
上述の可変容量装置において、第１のＲＦ信号端子と、第２のＲＦ信号端子とをさらに備え、回路部は、可動電極と第１のＲＦ信号端子との間に接続される第１のＤＣカット容量と、固定基板側容量電極と第２のＲＦ信号端子との間に接続される第２のＤＣカット容量と、を備えると好適である。第１のＤＣカット容量および第２のＤＣカット容量は、可動電極と固定基板側容量電極との間に形成されるＲＦ容量よりも、大きい容量値を有すると好ましい。特には、２０倍以上に大きい容量値を有すると好ましい。【００１４】
この構成では、ＤＣカット容量を介して可動電極や固定基板側容量電極がＲＦ信号端子に接続されるので、ＲＦ信号端子に接続される外部回路にＤＣ成分が影響を及ぼすことを防ぐことができる。【００１５】
上述の可変容量装置において、固定基板側駆動電極に印加される電圧の高さと、前記可動電極に印加される電圧の高さとが、グラウンドと所定の電圧の高さとに周期的に切り替わると好適である。
この構成では、グラウンドと所定の電圧の高さを利用することで、回路構成を極めて簡易なものにすることができる。【００１６】
上述の可変容量装置において、可動電極に接続する第１のＲＦ信号端子と、固定基板側容量電極に接続する第２のＲＦ信号端子とを、更に備え、回路部は、可動電極と第１のＲＦ信号端子との間に接続される第１のＤＣカット容量と、可動電極に直流の駆動電圧を印加する可動電極用の駆動電圧印加端子と、を備え、可動電極用の駆動電圧印加端子と、可動電極との間に接続される第１のコイルを備えてもよい。【００１７】
この構成では、直流の駆動電圧の切り替え時に可動電極に印加される電圧の復帰の時定数が改善される。これにより、駆動電圧が切り替えられた際に発生する可動電極と固定基板側駆動電極との間の電位差が、瞬時に復帰する。【００１８】
上述の可変容量装置において、回路部は、可動電極用の駆動電圧印加端子と固定基板側容量電極との間に接続される第２のコイルを備えてもよい。【００１９】
この構成でも、直流の駆動電圧の切り替え時の電圧復帰の時定数が改善される。これにより、駆動電圧が切り替えられた際に発生する可動電極と固定基板側駆動電極との間の電位差が、より瞬時に復帰する。【００２０】
上述の可変容量装置において、回路部は、可動電極と固定基板側容量電極との間に接続される第３のコイルを備えてもよい。【００２１】
この構成では、可動電極と固定基板側容量電極とで形成される可変容量と、第３のコイルと、によって並列共振回路が形成される。これにより、共振周波数を可変する共振回路を構成するコイルと、ＤＣカット用のコイルとを兼用でき、当該可変容量素子を備える共振回路を、小型に形成できる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によれば、固定基板側駆動電極に印加される電圧の高さと可動電極に印加される電圧の高さが周期的に切り替わるようにバイポーラ駆動させることにより、誘電体膜に作用する電界の方向を周期的に反転させることができる。このため、誘電体膜がチャージアップ（帯電）することがなくなり、スティッキング現象の発生を防ぐことができる。また、固定基板側容量電極に印加される電圧の高さが可動電極に印加される電圧の高さと一致するようにすることにより、固定基板側容量電極と可動電極との間に電位差が生じることを防ぐことができ、固定基板側容量電極と可動電極との間に生じる電位差によって可動梁の変位量が影響を受けることを防ぐことができる。固定基板側駆動電極に印加される電圧の高さと、可動電極に印加される電圧の高さとが、異なる高さの電圧に周期的に切り替わることにより、正負の両極性のＤＣ電圧を発生させるような高度な構成ではなく、回路部を安価で簡易な構成とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来の静電駆動型アクチュエータの構成例を説明する図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る可変容量装置を構成する静電駆動型アクチュエータの構成例を説明する図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る可変容量装置の回路図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る可変容量装置において、ＲＦ容量が最大である時について説明する図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る可変容量装置において、ＲＦ容量が最小である時について説明する図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る可変容量装置の回路図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る可変容量装置の回路図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る可変容量装置の回路図である。
【図９】可変容量装置の各点におけるスイッチング動作時の電圧波形を示す図である。
【図１０】可変容量装置の耐大電力特性を示す図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態に係る可変容量装置の回路図である。
【図１２】本発明の第６の実施形態に係る可変容量装置の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施形態に係る可変容量装置の構成例について図を参照して説明する。なお、いくつかの図には、静電駆動型アクチュエータの可動梁の厚さ方向をＺ軸方向、可動梁の主軸方向をＸ軸方向、可動梁の幅方向をＹ軸方向とする直交座標形のＸ−Ｙ−Ｚ軸を付している。
【００２５】
《第１の実施形態》
まず、本発明の第１の実施形態に係る可変容量装置１について説明する。本実施形態に係る可変容量装置１は、静電駆動型アクチュエータ１１を備える。図２に、本実施形態に係る可変容量装置１を構成する静電駆動型アクチュエータ１１の構成を示す。図２（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る可変容量装置１を構成する静電駆動型アクチュエータ１１の断面図（Ｘ−Ｚ面断面図）である。
【００２６】
図２（Ａ）に示すように、静電駆動型アクチュエータ１１は、筐体２と、可動梁３と、駆動電極５Ａ，５Ｂと、ＲＦ容量電極６と、駆動電極７Ａ〜７Ｃと、同電位電極８Ａ〜８Ｃ，９Ａ〜９Ｃと、外部接続電極１０と、絶縁膜１２Ａ，１２Ｂとを備えている。
【００２７】
筐体２は、固定基板２Ａと、固定基板２Ｂと、枠体２Ｃとを備えていて、内部に気密封止された空間を有する。筐体２の内部の気密封止された空間は、減圧雰囲気（約１０００Ｐａ）とされている。固定基板２Ａと固定基板２Ｂとは、それぞれ、ガラスやサファイアなどからなる絶縁性基板であり、平面視した際の形状が矩形である。固定基板２Ａと固定基板２Ｂとは、シリコンからなる基板であってもよい。枠体２Ｃは、Ｃｕなどの金属からなり、平面視した際の形状が矩形環状である。固定基板２Ａと固定基板２Ｂと枠体２Ｃとは、枠体２Ｃを間に挟んで互いに接合されていて、これにより筐体２が構成されている。固定基板２Ａは第１固定基板であり、固定基板２Ｂは第２固定基板である。
【００２８】
可動梁３は、Ｃｕなどの金属からなり、筐体２の内部に収容されている。可動梁３は、可動部３Ａとアンカー部３Ｂとを備えている。可動部３Ａは、アンカー部３Ｂによって一端が支持されている。アンカー部３Ｂは、固定基板２Ｂと固定基板２Ａとに接合された柱状の部位である。可動部３Ａは、詳細な動作は後述するが、非駆動時には固定基板２Ａと固定基板２Ｂとの両方に間隔を隔てて対向し、駆動時には固定基板２Ａ側または固定基板２Ｂ側に変位する。
図２（Ｂ）は、静電駆動型アクチュエータ１１を構成する可動部３Ａの斜視図である。図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示すように、可動部３Ａは、容量形成部３Ａ１，３Ａ２，３Ａ３を備えている。容量形成部３Ａ１，３Ａ２，３Ａ３はそれぞれ厚く（約１０μｍ）形成されていて、可動端側（Ｘ軸正方向側）から固定端側（Ｘ軸負方向側）にかけて順に配列され、薄い（約３μｍ）部分を介して互いに連結されている。容量形成部３Ａ１には、固定基板２Ａと対向する側の面に突起部１３Ａが設けられている。容量形成部３Ａ２には、固定基板２Ａと対向する側の面に突起部１３Ｂが設けられている。容量形成部３Ａ３には、固定基板２Ａと対向する側の面に突起部１３Ｃが設けられている。なお、可動部３Ａは、可動部側駆動容量電極と可動部側ＲＦ容量電極とが一体に形成された可動電極である。
【００２９】
駆動電極５Ａ，５Ｂと、ＲＦ容量電極６と、同電位電極８Ａ〜８Ｃとは、固定基板２Ａにおける可動梁３と対向する側の面に形成されている。また、絶縁膜１２Ａは、駆動電極５Ａ，５Ｂと、ＲＦ容量電極６と、同電位電極８Ａ〜８Ｃとを覆うように、固定基板２Ａにおける可動梁３と対向する側の面に形成されている。
【００３０】
駆動電極５Ａ，５Ｂは、後述する駆動端子ＤＣ−１２，ＤＣ−２２にそれぞれ接続される電極であり、固定基板側駆動電極である。駆動電極５Ａは、容量形成部３Ａ１に対向する位置に設けられている。駆動電極５Ｂは、容量形成部３Ａ３に対向する位置に設けられている。ＲＦ容量電極６は、後述するＲＦ信号出力端子ＲＦ−ＯＵＴに接続される電極であり、固定基板側容量電極である。ＲＦ容量電極６は、容量形成部３Ａ２に対向する位置に設けられている。同電位電極８Ａ〜８Ｃは、可動梁３と同電位である電極である。同電位電極８Ａは、容量形成部３Ａ１の突起部１３Ａに対向する位置に設けられている。同電位電極８Ｂは、容量形成部３Ａ２の突起部１３Ｂに対向する位置に設けられている。同電位電極８Ｃは、容量形成部３Ａ３の突起部１３Ｃに対向する位置に設けられている。
【００３１】
なお、駆動電極５Ａ，５ＢやＲＦ容量電極６は、低抵抗であることが望ましい。そのため、駆動電極５Ａ，５Ｂと、ＲＦ容量電極６と、同電位電極８Ａ〜８Ｃとは、Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ，Ｗなどの比抵抗の小さい金属を主成分とする金属からなる。また、駆動電極５Ａ，５Ｂと、ＲＦ容量電極６と、同電位電極８Ａ〜８Ｃとは、０．５〜２．０μｍの厚さで形成されている。
【００３２】
可動部３Ａに設けられた突起部１３Ａ〜１３Ｃは、可動部３Ａが固定基板２Ａ側に変位した場合に絶縁膜１２Ａに接触する。このとき、絶縁膜１２Ａにおける駆動電極５Ａ，５ＢやＲＦ容量電極６の上に形成されている領域は、可動部３Ａと接触しないことになる。このことにより、絶縁膜１２Ａにおける駆動電極５Ａ，５ＢやＲＦ容量電極６の上に形成されている領域がチャージアップ（帯電）することが抑制されることになる。また、絶縁膜１２Ａにおける突起部１３Ａ〜１３Ｃに接触する領域は、絶縁膜１２Ａにおける同電位電極８Ａ〜８Ｃの上に形成されている領域であり、突起部１３Ａ〜１３Ｃと同電位電極８Ａ〜８Ｃとの間に位置することになり、突起部１３Ａ〜１３Ｃおよび同電位電極８Ａ〜８Ｃと同電位となる。このことにより、絶縁膜１２Ａにおける同電位電極８Ａ〜８Ｃの上に形成されている領域がチャージアップすることも抑制されることになる。
【００３３】
駆動電極７Ａ〜７Ｃと、同電位電極９Ａ〜９Ｃとは、固定基板２Ｂにおける可動梁３と対向する側の面に形成されている。また、絶縁膜１２Ｂは、駆動電極７Ａ〜７Ｃと、同電位電極９Ａ〜９Ｃとを覆うように、固定基板２Ｂにおける可動梁３と対向する側の面に形成されている。
【００３４】
駆動電極７Ａ〜７Ｃは、後述する駆動端子ＤＣ−１１，ＤＣ−２１にそれぞれ接続される電極であり、固定基板側駆動電極である。駆動電極７Ａは、容量形成部３Ａ１に対向する位置に設けられている。駆動電極７Ｂは、容量形成部３Ａ２に対向する位置に設けられている。駆動電極７Ｃは、容量形成部３Ａ３に対向する位置に設けられている。ここでは、駆動電極７Ａ〜７Ｃは、５０〜５００ｎｍの厚さで形成されている。
【００３５】
同電位電極９Ａ〜９Ｃは、可動梁３と同電位である電極である。同電位電極９Ａは、容量形成部３Ａ１のＸ軸正方向側の端部に対向するように設けられている。同電位電極９Ｂは、容量形成部３Ａ１のＸ軸負方向側の端部と容量形成部３Ａ２のＸ軸正方向側の端部、容量形成部３Ａ２のＸ軸負方向側の端部と容量形成部３Ａ３のＸ軸正方向側の端部とのそれぞれに対向するように設けられている。同電位電極９Ｃは、容量形成部３Ａ３のＸ軸負方向側の端部に対向するように設けられている。ここでは、同電位電極９Ａ〜９Ｃは、駆動電極７Ａ〜７Ｃよりも厚く、１００〜１０００ｎｍの厚さで形成されている。このため、絶縁膜１２Ｂは、同電位電極９Ａ〜９Ｃの上に形成されている領域が周囲よりも突出している。したがって、可動部３Ａが固定基板２Ｂ側に変位した場合には、絶縁膜１２Ｂにおける同電位電極９Ａ〜９Ｃの上に形成されている領域のみが可動部３Ａに接触し、絶縁膜１２Ｂにおける駆動電極７Ａ〜７Ｃの上に形成されている領域は、可動部３Ａと接触しないことになる。このことにより、絶縁膜１２Ｂにおける駆動電極７Ａ〜７Ｃの上に形成されている領域がチャージアップすることも抑制されることになる。また、絶縁膜１２Ｂにおける同電位電極９Ａ〜９Ｃの上に形成されている領域は、可動部３Ａと同電位電極９Ａ〜９Ｃとの間に位置することになり、可動部３Ａおよび同電位電極９Ａ〜９Ｃと同電位となる。このことにより、絶縁膜１２Ｂにおける同電位電極９Ａ〜９Ｃの上に形成されている領域がチャージアップすることも抑制されることになる。
【００３６】
外部接続電極１０は、固定基板２Ａの下面に形成されていて、静電駆動型アクチュエータ１１の実装に用いられる。各外部接続電極１０は固定基板２Ａに設けられた貫通電極を介して、筐体２内部の各電極および可動梁３に接続されている。
【００３７】
絶縁膜１２Ａと絶縁膜１２Ｂとは、ＳｉＮまたはＳｉＯ２などからなり、本実施形態の誘電体膜に相当する。絶縁膜１２Ａは、駆動電極５Ａ，５Ｂと、ＲＦ容量電極６と、同電位電極８Ａ〜８Ｃが、可動部３Ａに直接接触して短絡することを防ぐとともに、それらの電極を保護するために設けられている。絶縁膜１２Ｂは、駆動電極７Ａ〜７Ｃと同電位電極９Ａ〜９Ｃが、可動部３Ａに直接接触して短絡することを防ぐとともに、それらの電極を保護するために設けられている。
【００３８】
ここで、静電駆動型アクチュエータ１１の等価回路を含む可変容量装置１の回路構成について説明する。
図３は、本発明の第１の実施形態に係る可変容量装置１の回路図である。本発明の第１の実施形態に係る可変容量装置１は、静電駆動型アクチュエータ１１を駆動する回路部を備える。
【００３９】
可動部３Ａは、ＤＣカット容量Ｃ１を介して、ＲＦ信号入力端子ＲＦ−ＩＮに接続されている。ＲＦ信号入力端子ＲＦ−ＩＮは、第１のＲＦ信号端子である。ＲＦ容量電極６は、ＤＣカット容量Ｃ２を介して、ＲＦ信号出力端子ＲＦ−ＯＵＴに接続されている。ＲＦ信号出力端子ＲＦ−ＯＵＴは、第２のＲＦ信号端子である。また、駆動電極７Ａ〜７Ｃは、ＲＦカット抵抗Ｒ１を介してスイッチＳＷ１に接続されている。駆動電極５Ａ，５Ｂは、ＲＦカット抵抗Ｒ２を介してスイッチＳＷ２に接続されている。可動部３ＡとＤＣカット容量Ｃ１との接続点は、ＲＦカット抵抗Ｒ３を介してスイッチＳＷ３に接続されている。ＲＦ容量電極６とＤＣカット容量Ｃ２との接続点は、ＲＦカット抵抗Ｒ４を介してスイッチＳＷ３に接続されている。スイッチＳＷ１は、第１の駆動端子ＤＣ−１１、または、第２の駆動端子ＤＣ−２１に、選択的に接続される。スイッチＳＷ２は、第１の駆動端子ＤＣ−１２、または、第２の駆動端子ＤＣ−２２に、選択的に接続される。スイッチＳＷ３は、第１の駆動端子ＤＣ−１３、または、第２の駆動端子ＤＣ−２３に、選択的に接続される。なお、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３は、それぞれ第１の駆動端子ＤＣ−１１、ＤＣ−１２、ＤＣ−１３、または、グラウンド（ＤＣ０Ｖ）に、選択的に接続されるように構成されていてもよい。
【００４０】
ＤＣカット容量Ｃ１は、例えば１００ｐＦの容量値であり、ＲＦ信号入力端子ＲＦ−ＩＮにＤＣ成分が漏れることを防ぐために設けられている。ＤＣカット容量Ｃ２は、例えば１００ｐＦの容量値であり、ＲＦ信号出力端子ＲＦ−ＯＵＴにＤＣ成分が漏れることを防ぐために設けられている。ＲＦカット抵抗Ｒ１は、例えば２００ｋΩの抵抗値であり、スイッチＳＷ１を介して駆動端子ＤＣ−１１，ＤＣ−２１にＲＦ信号が漏れることを防ぐために設けられている。ＲＦカット抵抗Ｒ２は、例えば２００ｋΩの抵抗値であり、スイッチＳＷ２を介して駆動端子ＤＣ−１２，ＤＣ−２２にＲＦ信号が漏れることを防ぐために設けられている。ＲＦカット抵抗Ｒ３，Ｒ４は、例えばそれぞれ２００ｋΩの抵抗値であり、スイッチＳＷ３を介して駆動端子ＤＣ−１３，ＤＣ−２３にＲＦ信号が漏れることを防ぐために設けられている。
【００４１】
この回路構成における基本動作を説明すると、可動部３Ａは、固定基板２Ａ側に変位した状態、または、固定基板２Ｂ側に変位した状態に制御される。
可動部３Ａが固定基板２Ａ側に変位した状態にするためには、可動部３Ａと駆動電極５Ａ，５Ｂとの間に電位差が生じるように駆動電圧が印加され、可動部３Ａと駆動電極７Ａ〜７Ｃとが同電位となるように、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３がスイッチングされる。すると、可動部３Ａと駆動電極５Ａ，５Ｂとの間に駆動容量が形成され、この駆動容量による静電引力によって、可動部３Ａが固定基板２Ａ側に変位する。このため、可動部３ＡとＲＦ容量電極６との間の距離が最も近くなり、可動部３ＡとＲＦ容量電極６との間に形成されるＲＦ容量が最大となる。
【００４２】
また、可動部３Ａが固定基板２Ｂ側に変位した状態にするためには、可動部３Ａと駆動電極７Ａ〜７Ｃとの間に電位差が生じるように駆動電圧が印加され、可動部３Ａと駆動電極５Ａ，５Ｂとが同電位となるように、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３がスイッチングされる。すると、可動部３Ａと駆動電極７Ａ〜７Ｃとの間に駆動容量が形成され、この駆動容量による静電引力によって、可動部３Ａが固定基板２Ｂ側に変位する。このため、可動部３ＡとＲＦ容量電極６との間の距離が最も遠くなり、可動部３ＡとＲＦ容量電極６との間に形成されるＲＦ容量が最小となる。
【００４３】
次に、可変容量装置１を駆動する際の、具体的なスイッチング動作について説明する。可変容量装置１は、可動部３Ａが固定基板２Ａ側に変位した状態と、可動部３Ａが固定基板２Ｂ側に変位した状態とのそれぞれで、可動部３Ａの変位した状態を維持しながら、第１のスイッチング動作と第２のスイッチング動作とを切り替えるようにバイポーラ駆動される。
図４は、本発明の第１の実施形態に係る可変容量装置１において、ＲＦ容量が最大である時について説明する図である。図４（Ａ）は、可動部３Ａが固定基板２Ａ側に変位した状態での筐体２の内部空間を示す部分拡大断面図である。図４（Ｂ）は、可動部３Ａが固定基板２Ａ側に変位した状態での第１のスイッチング動作を説明する回路図である。図４（Ｃ）は、可動部３Ａが固定基板２Ａ側に変位した状態での第２のスイッチング動作を説明する回路図である。なお、バイポーラ駆動についての理解の容易化のために、ここでは、第１の駆動端子ＤＣ−１１，ＤＣ−１２，ＤＣ−１３にＤＣ０Ｖを印加し、第２の駆動端子ＤＣ−２１，ＤＣ−２２，ＤＣ−２３にＤＣ３０Ｖを印加したものとして回路を示している。
【００４４】
可変容量装置１は、可動部３Ａが固定基板２Ａ側に変位した状態にするために、第１のスイッチング動作を行う。具体的には、可変容量装置１は、第１のスイッチング動作で、スイッチＳＷ１が第１の駆動端子ＤＣ−１１（ＤＣ０Ｖ）に接続され、スイッチＳＷ３が第１の駆動端子ＤＣ−１３（ＤＣ０Ｖ）に接続され、スイッチＳＷ２が第２の駆動端子ＤＣ−２２（ＤＣ３０Ｖ）に接続される。このため、駆動電極７Ａ〜７Ｃと可動部３Ａとの間には電位差が生じず、駆動電極５Ａ，５Ｂと可動部３Ａとの間にＤＣ３０Ｖの電位差が生じる。したがって、可動部３Ａと駆動電極５Ａ，５Ｂとの間に駆動容量が形成され、この駆動容量による静電引力によって可動部３Ａが固定基板２Ａ側に変位する。これにより、可動部３ＡとＲＦ容量電極６との間の距離が最も近くなり、可動部３ＡとＲＦ容量電極６との間に形成されるＲＦ容量が最大となる。
【００４５】
可変容量装置１においては、上記のように第１のスイッチング動作を行った後に、第２のスイッチング動作を行う。具体的には、可変容量装置１は、可動部３Ａが固定基板２Ａ側に変位した状態での第２のスイッチング動作で、スイッチＳＷ１が第２の駆動端子ＤＣ−２１（ＤＣ３０Ｖ）に接続され、スイッチＳＷ３が第２の駆動端子ＤＣ−２３（ＤＣ３０Ｖ）に接続され、スイッチＳＷ２が第１の駆動端子ＤＣ−１２（ＤＣ０Ｖ）に接続される。このため、駆動電極７Ａ〜７Ｃと可動部３Ａとの間には電位差が生じず、駆動電極５Ａ，５Ｂと可動部３Ａとの間にＤＣ３０Ｖの電位差が生じる。したがって、可動部３Ａと駆動電極５Ａ，５Ｂとの間に駆動容量が形成され、この駆動容量による静電引力によって可動部３Ａが固定基板２Ａ側に変位した状態が維持される。この時にも、可動部３ＡとＲＦ容量電極６との間の距離が最も近く、可動部３ＡとＲＦ容量電極６との間に形成されるＲＦ容量が最大のままである。
【００４６】
このように、第２のスイッチング動作を行った後に、さらに第１のスイッチング動作を行うなど、可動部３Ａが固定基板２Ａ側に変位した状態で、第１のスイッチング動作と第２のスイッチング動作とを一定周期で切り替えることにより、可動部３Ａが固定基板２Ａ側に変位した状態を維持しながら、絶縁膜１２Ａに作用する電界の方向を一定周期で反転させることができる。これにより、絶縁膜１２Ａに電荷がトラップされることがないため、絶縁膜１２Ａがチャージアップ（帯電）することがなくなり、スティッキング現象の発生をより確実に防ぐことができる。
【００４７】
図５は、本発明の第１の実施形態に係る可変容量装置１において、ＲＦ容量が最小である時について説明する図である。図５（Ａ）は、可動部３Ａが固定基板２Ｂ側に変位した状態での筐体２の内部空間を示す部分拡大断面図である。図５（Ｂ）は、可動部３Ａが固定基板２Ｂ側に変位した状態での第１のスイッチング動作を説明する回路図である。図５（Ｃ）は、可動部３Ａが固定基板２Ｂ側に変位した状態での第２のスイッチング動作を説明する回路図である。ここでも、第１の駆動端子ＤＣ−１１，ＤＣ−１２，ＤＣ−１３にＤＣ０Ｖを印加し、第２の駆動端子ＤＣ−２１，ＤＣ−２２，ＤＣ−２３にＤＣ３０Ｖを印加したものとして回路を示している。
【００４８】
可変容量装置１は、可動部３Ａが固定基板２Ｂ側に変位した状態にするために、第１のスイッチング動作を行う。具体的には、可変容量装置１は、第１のスイッチング動作で、スイッチＳＷ２が第２の駆動端子ＤＣ−２２（ＤＣ３０Ｖ）に接続され、スイッチＳＷ３が第２の駆動端子ＤＣ−２３（ＤＣ３０Ｖ）に接続され、スイッチＳＷ１が第１の駆動端子ＤＣ−１１（ＤＣ０Ｖ）に接続される。このため、駆動電極５Ａ，５Ｂと可動部３Ａとの間には電位差が生じず、駆動電極７Ａ〜７Ｃと可動部３Ａとの間にＤＣ３０Ｖの電位差が生じる。したがって、可動部３Ａと駆動電極７Ａ〜７Ｃとの間に駆動容量が形成され、この駆動容量による静電引力によって可動部３Ａが固定基板２Ｂ側に変位する。これにより、可動部３ＡとＲＦ容量電極６との間の距離が最も遠くなり、可動部３ＡとＲＦ容量電極６との間に形成されるＲＦ容量が最小となる。
【００４９】
可変容量装置１においては、上記のように第１のスイッチング動作を行った後に、第２のスイッチング動作を行う。具体的には、可変容量装置１は、可動部３Ａが固定基板２Ｂ側に変位した状態での第２のスイッチング動作で、スイッチＳＷ２が第１の駆動端子ＤＣ−１２（ＤＣ０Ｖ）に接続され、スイッチＳＷ３が第１の駆動端子ＤＣ−１３（ＤＣ０Ｖ）に接続され、スイッチＳＷ１が第２の駆動端子ＤＣ−２１（ＤＣ３０Ｖ）に接続される。このため、駆動電極５Ａ，５Ｂと可動部３Ａとの間には電位差が生じず、駆動電極７Ａ〜７Ｃと可動部３Ａとの間にＤＣ３０Ｖの電位差が生じる。したがって、可動部３Ａと駆動電極７Ａ〜７Ｃとの間に駆動容量が形成され、この駆動容量による静電引力によって可動部３Ａが固定基板２Ｂ側に変位した状態が維持される。この時にも、可動部３ＡとＲＦ容量電極６との間の距離が最も遠く、可動部３ＡとＲＦ容量電極６との間に形成されるＲＦ容量が最小のままである。
【００５０】
このように、第２のスイッチング動作を行った後に、さらに第１のスイッチング動作を行うなど、可動部３Ａが固定基板２Ｂ側に変位した状態で、第１のスイッチング動作と第２のスイッチング動作とを一定周期で切り替えることにより、可動部３Ａが固定基板２Ｂ側に変位した状態を維持しながら、絶縁膜１２Ｂに作用する電界の方向を一定周期で反転させることができる。これにより、絶縁膜１２Ｂに電荷がトラップされることがないため、絶縁膜１２Ｂがチャージアップ（帯電）することがなくなり、スティッキング現象の発生をより確実に防ぐことができる。
【００５１】
このように、本実施形態の可変容量装置１は、駆動状態において、可動部３Ａと、駆動電極５Ａ，５Ｂと、駆動電極７Ａ〜７Ｃに印加される駆動電圧を一定とするのではなく、異なる高さの駆動電圧に交互に切り替えるようにバイポーラ駆動を行うことにより、スティッキング現象の発生を防ぐことができる。そのため、正負の両極性のＤＣ電圧を発生させるような高度な駆動回路が不要であり、安価で簡易な駆動回路を利用して、可変容量装置１の全体としての製品コストを低くすることができる。
【００５２】
第１のスイッチング動作と第２のスイッチング動作とを一定周期で切り替えることにより、可動部３Ａに印加される駆動電圧はＤＣ３０ＶとＤＣ０Ｖとに交互に切り替わることになるが、可動部３ＡとＲＦ容量電極６とをＲＦカット抵抗Ｒ３，Ｒ４を介して互いに接続することにより、ＲＦ容量電極６に印加される電圧の高さと、可動部３Ａに印加される電圧の高さとが常に一致するため、可動部３ＡとＲＦ容量電極６との間に電位差が生じることを防ぐことができる。このことにより、可動部３ＡとＲＦ容量電極６との間の電位差が、可動部３Ａの変位量に影響を及ぼすことを防ぐことができる。なお、駆動端子ＤＣ−１，ＤＣ−２に漏れるＲＦ信号を少なくするために、ＲＦカット抵抗Ｒ３，Ｒ４のインピーダンスは、可動部３ＡとＲＦ容量電極６との間に形成されるＲＦ容量のインピーダンスよりも大きい方が好ましい。特には、可動部３ＡとＲＦ容量電極６との間に形成されるＲＦ容量のインピーダンスの１０倍以上のインピーダンスをＲＦカット抵抗Ｒ３，Ｒ４が有すると好適である。
【００５３】
また、ＤＣ成分は、ＲＦ信号入力端子ＲＦ−ＩＮやＲＦ信号出力端子ＲＦ−ＯＵＴに接続される外部回路に影響を及ぼす可能性があるが、ここでは、可動部３ＡやＲＦ容量電極６がＤＣカット容量Ｃ１，Ｃ２を介してＲＦ信号入力端子ＲＦ−ＩＮまたはＲＦ信号出力端子ＲＦ−ＯＵＴに接続されることにより、ＤＣカット容量Ｃ１，Ｃ２によってＤＣ成分が除去されるため、ＲＦ信号入力端子ＲＦ−ＩＮやＲＦ信号出力端子ＲＦ−ＯＵＴに接続される外部回路に影響が及ぶことを防いでいる。なお、ＤＣカット容量Ｃ１，Ｃ２を設けることにより、可変容量装置１のＲＦ容量が影響を受けるが、可動部３ＡとＲＦ容量電極６との間に形成されるＲＦ容量よりもＤＣカット容量Ｃ１，Ｃ２の容量値を大きくすることで、その影響を抑制することができる。好ましく、可動部３ＡとＲＦ容量電極６との間に形成されるＲＦ容量の最大値よりもＤＣカット容量Ｃ１，Ｃ２の容量値を２０倍以上大きくすると、ＤＣカット容量Ｃ１，Ｃ２を設けることによる影響を無視できるほど小さくすることができる。
【００５４】
また、副次的には、可動部３ＡとＲＦ容量電極６とをＲＦカット抵抗Ｒ３，Ｒ４を介して互いに接続することにより、静電気放電（ＥＳＤ）による電荷がＲＦ容量電極６や可動部３Ａに印加されても、ＲＦカット抵抗Ｒ３，Ｒ４を介して電荷が速やかに移動することになり、可変容量装置１のＥＳＤ破壊を防いで高いＥＳＤ耐性を実現することができる。
【００５５】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態に係る可変容量装置２１について説明する。なお、本発明の第１の実施形態で示した部材と同様の部材については、同じ参照番号を付与して説明する。
【００５６】
前述の第１の実施形態に係る可変容量装置１では、駆動電極５Ａ，５Ｂと可動部３Ａとの間に形成される駆動容量によって可動部３Ａの固定基板２Ａ側への変位を実現し、駆動電極７Ａ〜７Ｃと可動部３Ａとの間に形成される駆動容量によって可動部３Ａの固定基板２Ｂ側への変位を実現したが、本実施形態に係る可変容量装置２１では、駆動電極５Ａ，５Ｂと可動部３Ａとの間に形成される駆動容量によって可動部３Ａの固定基板２Ａ側への変位を実現し、可動部３Ａが有する弾性力によって可動部３Ａが固定基板２Ａと固定基板２Ｂとの両方に間隔を隔てて対向する状態への変位を実現する。言い換えれば、本実施形態に係る可変容量装置２１では、第１の実施形態に係る可変容量装置１から、駆動電極７Ａ〜７Ｃ、同電位電極９Ａ〜９Ｃ、絶縁膜１２Ｂ、ＲＦカット抵抗Ｒ１、スイッチＳＷ１などを除去した構成である。
【００５７】
図６は、本発明の第２の実施形態に係る可変容量装置２１において、駆動時および非駆動時について説明する図である。ここでも、第１の駆動端子ＤＣ−１２，ＤＣ−１３にＤＣ０Ｖを印加し、第２の駆動端子ＤＣ−２２，ＤＣ−２３にＤＣ３０Ｖを印加したものとして回路を示している。図６（Ａ）は、本実施形態の可変容量装置２１の非駆動時のスイッチング状態を説明する回路図である。
可変容量装置２１は、非駆動時には、スイッチＳＷ２，ＳＷ３のいずれも第１の駆動端子ＤＣ−１２，ＤＣ−１３（ＤＣ０Ｖ）に接続され、可動部３Ａが有する弾性力により、可動部３Ａは固定基板２Ａと固定基板２Ｂとの両方に間隔を隔てて対向する。したがって、可動部３ＡとＲＦ容量電極６との間の距離が最も遠くなり、可動部３ＡとＲＦ容量電極６との間に形成されるＲＦ容量が最小となる。
【００５８】
図６（Ｂ）は、本実施形態の可変容量装置２１の駆動時の第１のスイッチング動作を説明する回路図である。
可変容量装置２１は、駆動時に可動部３Ａが固定基板２Ａ側に変位した状態にするために、第１のスイッチング動作を行う。具体的には、可変容量装置２１は、第１のスイッチング動作で、スイッチＳＷ２が第１の駆動端子ＤＣ−１２（ＤＣ０Ｖ）に接続され、スイッチＳＷ３が第２の駆動端子ＤＣ−２３（ＤＣ３０Ｖ）に接続される。このため、駆動電極５Ａ，５Ｂと可動部３Ａとの間にＤＣ３０Ｖの電位差が生じる。したがって、可動部３Ａと駆動電極５Ａ，５Ｂとの間に駆動容量が形成され、この駆動容量による静電引力によって可動部３Ａが固定基板２Ａ側に変位する。これにより、可動部３ＡとＲＦ容量電極６との間の距離が最も近くなり、可動部３ＡとＲＦ容量電極６との間に形成されるＲＦ容量が最大となる。
【００５９】
図６（Ｃ）は、本実施形態の可変容量装置２１の駆動時の第２のスイッチング動作を説明する回路図である。
可変容量装置２１においては、上記のように第１のスイッチング動作を行った後に、第２のスイッチング動作を行う。具体的には、可変容量装置２１は、可動部３Ａが固定基板２Ａ側に変位した状態での第２のスイッチング動作で、スイッチＳＷ２が第２の駆動端子ＤＣ−２２（ＤＣ３０Ｖ）に接続され、スイッチＳＷ３が第１の駆動端子ＤＣ−１３（ＤＣ０Ｖ）に接続される。このため、駆動電極５Ａ，５Ｂと可動部３Ａとの間にＤＣ３０Ｖの電位差が生じる。したがって、可動部３Ａと駆動電極５Ａ，５Ｂとの間に駆動容量が形成され、この駆動容量による静電引力によって可動部３Ａが固定基板２Ａ側に変位した状態が維持される。この時にも、可動部３ＡとＲＦ容量電極６との間の距離が最も近く、可動部３ＡとＲＦ容量電極６との間に形成されるＲＦ容量が最大のままである。
【００６０】
このように、第２のスイッチング動作を行った後に、さらに第１のスイッチング動作を行うなど、可動部３Ａが固定基板２Ａ側に変位した状態で、第１のスイッチング動作と第２のスイッチング動作とを一定周期で切り替えることにより、可動部３Ａが固定基板２Ａ側に変位した状態を維持しながら、絶縁膜１２Ａに作用する電界の方向を一定周期で反転させることができる。これにより、絶縁膜１２Ａに電荷がトラップされることがないため、絶縁膜１２Ａがチャージアップ（帯電）することがなくなり、スティッキング現象の発生をより確実に防ぐことができる。
【００６１】
《第３の実施形態》
次に、本発明の第３の実施形態に係る可変容量装置３１について説明する。なお、本発明の第１の実施形態で示した部材と同様の部材については、同じ参照番号を付与して説明する。
【００６２】
図７は、本発明の第３の実施形態に係る可変容量装置３１の回路図である。本実施形態の可変容量装置３１は、ＲＦカット抵抗Ｒ３の位置が、前述の第１の実施形態と相違する。具体的には、可動部３ＡとＤＣカット容量Ｃ１との接続点は、ＲＦカット抵抗Ｒ４を介して、ＲＦ容量電極６とＤＣカット容量Ｃ２との接続点に接続されている。そして、可動部３ＡとＤＣカット容量Ｃ１との接続点は、ＲＦカット抵抗Ｒ３を介してスイッチＳＷ３に接続されている。スイッチＳＷ３は、第１の駆動端子ＤＣ−１３、または、第２の駆動端子ＤＣ−２３を選択して接続される。
【００６３】
このような回路構成であっても、第１の実施形態と同様のバイポーラ駆動を行うことにより、スティッキング現象の発生を防ぐことができる。
【００６４】
《第４の実施形態》
次に、本発明の第４の実施形態に係る可変容量装置４１について説明する。図８は、本発明の第４の実施形態に係る可変容量装置４１の回路図である。本実施形態の可変容量装置４１は、第１の実施形態で示した可変容量装置１に対して、ＲＦカット抵抗Ｒ３を省略し、スイッチＳＷ３と可動部３Ａとの間に、コイルＬ１を挿入ものであり、他の構成は可変容量装置１と同じである。したがって、異なる箇所のみを具体的に説明する。
【００６５】
より具体的には、コイルＬ１は、可動部３ＡとＤＣカット容量Ｃ１との接続点と、スイッチＳＷ３との間に接続されている。この際、コイルＬ１は、可動部３ＡとＲＦカット抵抗Ｒ４との接続点よりもスイッチＳＷ３側に接続される。コイルＬ１のインダクタンスは、例えば可変容量装置で実現する容量値に基づくインピーダンスの約１０倍以上にするとよい。これにより、コイルＬ１は、ＲＦカット素子として十分に機能する。例えば、上述の各実施形態の回路構成例にあわせれば、２０ｎＨ〜３０ｎＨ程度以上であればよい。コイルＬ１は、本発明の第１のコイルに相当する。
【００６６】
このような構成とすることで、次に示す更なる作用効果を得ることができる。図９は、可変容量装置の各点におけるスイッチング動作時の電圧波形を示す図である。Ｖ１は、スイッチＳＷ１から印加される電圧を示す。Ｖ２は、スイッチＳＷ２から印加される電圧を示す。Ｖ３は、スイッチＳＷ３から印加される電圧を示す。ΔＶは可動部３Ａと駆動電極５Ａ，５Ｂとの電位差を示す。なお、ΔＶのグラフにおいて、実線が本実施形態の構成の場合（コイルＬ１を用いた場合）を示し、点線が第１の実施形態の構造の場合（ＲＦカット抵抗Ｒ３を用いた場合）を示す。
【００６７】
上述のように、スイッチング動作により印加電圧を切り替える場合、スイッチＳＷ３から印加される電圧Ｖ３は、スイッチＳＷ３とＲＦ信号出力端子ＲＦ−ＩＮとの間に接続される回路素子によって決定される時定数に応じて電圧が遷移する。
【００６８】
第１の実施形態の構成では、スイッチＳＷ３とＲＦ信号出力端子ＲＦ−ＩＮとの間に、ＲＦカット抵抗Ｒ３と、ＤＣカット容量Ｃ１が直列接続される。ＲＦカット抵抗Ｒ３は、上述のようにＲＦカットの機能を持たせるために、所定の抵抗値以上であることが好ましい。また、ＤＣカット容量Ｃ１も、可変容量装置で実現する容量値に影響を与えないために、所定の容量値以上であることが好ましい。したがって、時定数は大きくなってしまう。このため、ΔＶの特性図の点線に示すように、スイッチングのタイミングにおいて、３０Ｖから０Ｖに低下し、再度３０Ｖまで復帰するのに、ある程度の時間が掛かってしまう。例えば、上述の回路構成例であれば、ｍｓｅｃ．オーダーで復帰する。
【００６９】
本実施形態の構成では、ＲＦカット抵抗Ｒ３がコイルＬ１に置き換えられ、コイルＬ１のインピーダンスが所定値以上に設定されている。したがって、上述のＶ３の時定数を小さくすることができる。これにより、図９に示すように、瞬時にΔＶが復帰する。例えば、上述の回路構成例であれば、１ｎｓｅｃ．程度で復帰する。
【００７０】
このように、本実施形態の構成を用いれば、スイッチング時の電位差ΔＶの復帰速度を高速にすることができる。すなわち、電位差ΔＶが、例えば０Ｖであったりするような、低い時間が短くなる。
【００７１】
図１０は、可変容量装置の耐大電力特性を示す図である。図１０において、横軸は０Ｖの継続する時間、縦軸は耐大電力特性を示す。
【００７２】
駆動電極５Ａ，５Ｂと可動部３Ａとの間に静電引力、すなわち直流の電位差を連続して与えられない場合、印加されるＲＦ信号の電圧が高くなっていくと、ＲＦ容量電極６と可動部３Ａとの間隔が広がるセルフアクチュエーションが生じ、容量値が変化してしまう。耐大電力特性とは、所定の直流電位差が与えられない時間に応じたセルフアクチュエーションが生じない最大のＲＦ電圧を示す特性である。
【００７３】
図１０に示すように、０Ｖ時間、すなわち所定の直流電位差が与えられない時間が短いほど、最大のＲＦ電圧は高くなる。
【００７４】
本実施形態の構成では、第３の実施形態の構成よりも、所定の直流電位差が与えられない時間を短くすることができる。これにより、本実施形態の構成では、耐大電力特性を向上させることができる。すなわち、より高いＲＦ電圧まで利用できる可変容量装置を実現することができる。
【００７５】
《第５の実施形態》
次に、本発明の第５の実施形態に係る可変容量装置５１について説明する。図１１は、本発明の第５の実施形態に係る可変容量装置５１の回路図である。本実施形態の可変容量装置５１は、第４の実施形態で示した可変容量装置４１に対して、ＲＦカット抵抗Ｒ４を削除し、新たにコイルＬ２を追加したものであり、他の構成は可変容量装置４１と同じである。したがって、異なる箇所のみを具体的に説明する。
【００７６】
より具体的には、コイルＬ２は、ＲＦ容量電極６とＤＣカット容量Ｃ２との接続点と、スイッチＳＷ３との間に接続されている。この際、コイルＬ２は、一方端がスイッチＳＷ３に接続し、他方端がＲＦ容量電極６とＤＣカット容量Ｃ２との接続点に接続するように、配置されている。コイルＬ２のインダクタンスも、コイルＬ１と同様に決定される。コイルＬ２は、本発明の第２のコイルに相当する。
【００７７】
このような構成であっても、第４の実施形態の可変容量装置４１と同様に、耐大電力特性の良好な可変容量装置を実現することができる。
【００７８】
《第６の実施形態》
次に、本発明の第６の実施形態に係る可変容量装置６１について説明する。図１２は、本発明の第６の実施形態に係る可変容量装置６１の回路図である。本実施形態の可変容量装置６１は、第４の実施形態で示した可変容量装置４１に対して、ＲＦカット抵抗Ｒ４をコイルＬ３に置き換えたものであり、他の構成は可変容量装置４１と同じである。
【００７９】
コイルＬ３のインダクタンスも、コイルＬ１と同様に決定される。コイルＬ３は、本発明の第３のコイルに相当する。
【００８０】
このような構成であっても、第４の実施形態の可変容量装置４１と同様に、耐大電力特性の良好な可変容量装置を実現することができる。
【００８１】
さらに、本実施形態の構成では、ＲＦ容量電極６および可動部３Ａによる容量可変部と
コイルＬ３とで、並列ＬＣ共振回路を実現することができる。
【００８２】
これにより、コイルＬ３は、ＲＦカット用のコイルの機能と、並列ＬＣ共振回路の構成要素とを兼用することができる。これにより、当該可変容量装置を含む可変特性の共振回路を小型に実現することができる。
【００８３】
以上の各実施形態で説明したように本発明は実施できるが、同電位電極や突出部は必ずしも設けなくても良く、その場合であっても、バイポーラ駆動によりスティッキング現象の発生を抑制することができる。
【００８４】
また、各ＲＦカット抵抗Ｒ１〜Ｒ４、コイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３、ＤＣカット容量Ｃ１，Ｃ２は、チップ部品として構成しても良く、固定基板２Ａや固定基板２Ｂに設けられる配線や電極によって構成しても良い。また、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３のスイッチングは、外部からの制御信号によって行うようにしても良く、可変容量装置１にスイッチ制御用ＩＣを搭載しても良い。
【００８５】
本発明は、以上に説明した各実施形態の記載に制限されるものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図されるものである。
【符号の説明】
【００８６】
１，２１，３１，４１，５１，６１…可変容量装置
１１…静電駆動型アクチュエータ
２…筐体
２Ａ，２Ｂ…固定基板
２Ｃ…枠体
３…可動梁
３Ａ…可動部
３Ａ１，３Ａ２，３Ａ３…容量形成部
３Ｂ…アンカー部
５Ａ，５Ｂ…駆動電極
６…ＲＦ容量電極
７Ａ〜７Ｃ…駆動電極
８Ａ〜８Ｃ，９Ａ〜９Ｃ…同電位電極
１０…外部接続電極
１２Ａ，１２Ｂ…絶縁膜
１３Ａ〜１３Ｃ…突起部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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