(57)【要約】【課題】静電型アクチュエータのスイッチング時間を短縮する。【解決手段】基板２０上に設けられた第１の電極２１と、第１の電極２１の上方に配置されかつ上下に可動な第２の電極２３と、第１の電極２１及び第２の電極間に設けられた絶縁膜２２とを有する静電型アクチュエータ１６の駆動方法であって、電源電圧を昇圧して静電型アクチュエータ１６の駆動電圧を生成するステップと、静電型アクチュエータ１６をアップ状態に設定する場合に、第１及び第２の電極２１，２３にそれぞれ駆動電圧を印加するステップとを含む。【選択図】      図３
2011165519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に設けられた第１の電極と、前記第１の電極の上方に配置されかつ上下に可動な第２の電極と、前記第１及び第２の電極間に設けられた絶縁膜とを有する静電型アクチュエータの駆動方法であって、
電源電圧を昇圧して前記静電型アクチュエータの駆動電圧を生成するステップと、
前記静電型アクチュエータをアップ状態に設定する場合に、前記第１及び第２の電極にそれぞれ駆動電圧を印加するステップと、
を具備することを特徴とする静電型アクチュエータの駆動方法。
【請求項２】
前記静電型アクチュエータをダウン状態に設定する場合に、前記第１及び第２の電極にそれぞれ駆動電圧及び接地電圧、又は接地電圧及び駆動電圧を印加するステップをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の静電型アクチュエータの駆動方法。
【請求項３】
基板上に設けられた第１の電極と、前記第１の電極の上方に配置されかつ上下に可動な第２の電極と、前記第１及び第２の電極間に設けられた絶縁膜とを有する静電型アクチュエータと、
電源電圧を昇圧して前記静電型アクチュエータの駆動電圧を生成する昇圧回路と、
前記第１及び第２の電極に電圧を印加して前記静電型アクチュエータの動作を制御し、前記静電型アクチュエータをアップ状態に設定する場合に、前記第１及び第２の電極にそれぞれ駆動電圧を印加するスイッチユニットと、
を具備することを特徴とする静電型アクチュエータ装置。
【請求項４】
前記スイッチユニットは、前記静電型アクチュエータをダウン状態に設定する場合に、前記第１及び第２の電極にそれぞれ駆動電圧及び接地電圧、又は接地電圧及び駆動電圧を印加することを特徴とする請求項３に記載の静電型アクチュエータ装置。
【請求項５】
前記スイッチユニットは、前記第１の電極に駆動電圧を印加する第１のスイッチと、前記第２の電極に駆動電圧を印加する第２のスイッチと、前記第１の電極を放電する第３のスイッチと、前記第２の電極を放電する第４のスイッチとを含むことを特徴とする請求項３又は４に記載の静電型アクチュエータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電型アクチュエータの駆動方法、及び静電型アクチュエータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳ（Micro-Electro-Mechanical Systems）技術を用いた高周波（ＲＦ：Radio Frequency）−ＭＥＭＳ可変容量やＲＦ−ＭＥＭＳスイッチが開発されており、これらＭＥＭＳ可変容量やＭＥＭＳスイッチには静電型アクチュエータが使用されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
静電型アクチュエータの駆動電圧は、半導体装置内に設けられた昇圧回路により生成される。静電型アクチュエータを駆動させるには、例えば１０Ｖ以上の高い電圧が必要である。この高電圧を昇圧回路で生成するには時間がかかり、この結果、ＭＥＭＳのスイッチング速度が遅くなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−７０６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、スイッチング時間を短縮することが可能な静電型アクチュエータの駆動方法、及び静電型アクチュエータ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る静電型アクチュエータの駆動方法は、基板上に設けられた第１の電極と、前記第１の電極の上方に配置されかつ上下に可動な第２の電極と、前記第１及び第２の電極間に設けられた絶縁膜とを有する静電型アクチュエータの駆動方法であって、電源電圧を昇圧して前記静電型アクチュエータの駆動電圧を生成するステップと、前記静電型アクチュエータをアップ状態に設定する場合に、前記第１及び第２の電極にそれぞれ駆動電圧を印加するステップとを具備する。
【０００７】
本発明の一態様に係る静電型アクチュエータ装置は、基板上に設けられた第１の電極と、前記第１の電極の上方に配置されかつ上下に可動な第２の電極と、前記第１及び第２の電極間に設けられた絶縁膜とを有する静電型アクチュエータと、電源電圧を昇圧して前記静電型アクチュエータの駆動電圧を生成する昇圧回路と、前記第１及び第２の電極に電圧を印加して前記静電型アクチュエータの動作を制御し、前記静電型アクチュエータをアップ状態に設定する場合に、前記第１及び第２の電極にそれぞれ駆動電圧を印加するスイッチユニットとを具備する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、スイッチング時間を短縮することが可能な静電型アクチュエータの駆動方法、及び静電型アクチュエータ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る静電型アクチュエータ装置１０の構成を示すブロック図。
【図２】静電型アクチュエータを用いた可変容量デバイス２６の構成例を示す断面図。
【図３】スイッチユニット１５の構成を示す回路図。
【図４】スイッチユニット１５の具体的な構成例を示す回路図。
【図５】静電型アクチュエータ１６をアップ状態からダウン状態に遷移する際のシミュレーション波形。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有する要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係る静電型アクチュエータ装置１０の構成を示すブロック図である。静電型アクチュエータ装置１０は、ｎ（ｎは１以上の整数）個の静電型アクチュエータ１６−１〜１６−ｎと、静電型アクチュエータ１６を駆動する駆動回路１１と、駆動回路１１の動作を制御する制御回路１７とを備えている。駆動回路１１は、発振器（ＯＳＣ）１２、昇圧回路１３、リミッタ（ＬＩＭ）１４、及びｎ個（静電型アクチュエータ１６と同じ数）のスイッチユニット１５−１〜１５−ｎを備えている。駆動回路１１と静電型アクチュエータ１６とは、例えば同一基板上に形成される。
【００１２】
昇圧回路１３は、電源電圧Ｖｄｄを昇圧して、電源電圧Ｖｄｄより高い電圧Ｖｐｐを生成する。昇圧回路１３は、例えばチャージポンプにより構成される。このチャージポンプは、発振器１２から供給されるクロックＣＬＫを用いてポンプ動作を実行する。
【００１３】
昇圧回路１３には、リミッタ１４が接続されている。リミッタ１４は、昇圧回路１３の出力が所定電圧より高くなるのを防ぐ。これにより、昇圧回路１３は、安定した電圧を出力することができる。
【００１４】
各スイッチユニット１５は、静電型アクチュエータ１６に駆動電圧を供給することで、静電型アクチュエータ１６の動作を制御する。また、スイッチユニット１５は、制御回路１７から供給される制御信号に基づいて、静電型アクチュエータ１６の制御を実行する。
【００１５】
静電型アクチュエータ１６は、例えば絶縁性の基板２０上に設けられた第１の電極２１と、第１の電極２１上に設けられた絶縁膜２２と、絶縁膜２２の上方に設けられかつ上下に移動可能である第２の電極２３とを備えている。第２の電極２３は、弾性体（例えばバネ）２４を介して固定部２５に接続されている。絶縁性の基板２０は、ガラス基板や、シリコン基板上に形成された絶縁層等からなる。なお、絶縁膜２２は、第１の電極２１と第２の電極２３とが電気的に接触するのを防ぐ役割を果たせばよく、従って、絶縁膜２２は、第１の電極２１と第２の電極２３との間に設けられていればよい。例えば、絶縁膜２２は、第２の電極２３の下のみに設けられていてもよいし、第１の電極２１上及び第２の電極２３の下の両方に設けられていてもよい。
【００１６】
静電型アクチュエータは、例えば図２のような可変容量デバイス２６の一部を構成していてもよい。第１の静電型アクチュエータ１６Ａは、第１の電極２１Ａ、絶縁膜２２Ａ、第２の電極２３Ａ、バネ２４Ａ、及び固定部２５Ａから構成されている。第２の静電型アクチュエータ１６Ｂは、第１の電極２１Ｂ、絶縁膜２２Ｂ、第２の電極２３Ｂ、バネ２４Ｂ、及び固定部２５Ｂから構成されている。可変容量１６Ｃは、基板２０上に設けられた第１の電極２１Ｃと、第１の電極２１Ｃ上に設けられた絶縁膜２２Ｃと、絶縁膜２２Ｃの上方に設けられかつ上下に移動可能である第２の電極２３Ｃとを備えている。
【００１７】
第２の電極２３Ｃは、その両側がそれぞれ絶縁層を介して第２の電極２３Ａ及び２３Ｂに固定されており、第２の電極２３Ａ及び第２の電極２３Ｂの動きに合わせて上下に移動することができる。よって、第１の電極２１Ｃ、絶縁膜２２Ｃ、及び第２の電極２３Ｃは、可変容量として機能する。なお、静電型アクチュエータは、可変容量デバイス以外のデバイスにも適用することが可能であり、例えばスイッチにも適用できる。
【００１８】
図３は、スイッチユニット１５の構成を示す回路図である。１個のスイッチユニット１５は、これに接続される１個の静電型アクチュエータ１６にのみ駆動電圧を供給する役割をもつ。昇圧回路１３は、複数個の静電型アクチュエータ１６−１〜１６−ｎに対して１個のみ設けられる。以下に、スイッチユニット１５−１の構成について説明するが、他のスイッチユニット１５−２〜１５−ｎについてもスイッチユニット１５−１と同じ構成である。スイッチユニット１５−１は、４個のスイッチ３０−１〜３３−１を備えている。
【００１９】
スイッチ３０−１及び３１−１は、昇圧回路１３の出力電圧Ｖｐｐを静電型アクチュエータ１６−１に供給する役割を担う。スイッチ３０−１の一端は、昇圧回路１３の出力に接続され、スイッチ３０−１の他端は、ノードＮＴ１に接続されている。スイッチ３１−１の一端は、昇圧回路１３の出力に接続され、スイッチ３１−１の他端は、ノードＮＢ１に接続されている。
【００２０】
スイッチ３２−１及び３３−１は、放電用のスイッチであり、静電型アクチュエータ１６−１に接地電圧Ｖｓｓ（＝０Ｖ）を供給する役割を担う。スイッチ３２−１の一端は、ノードＮＴ１に接続され、スイッチ３２−１の他端は、接地されている。スイッチ３３−１の一端は、ノードＮＢ１に接続され、スイッチ３３−１の他端は、接地されている。
【００２１】
ノードＮＢ１は、静電型アクチュエータ１６−１の第１の電極２１−１に接続されている。ノードＮＴ１は、静電型アクチュエータ１６−１の第２の電極２３−１に接続されている。これにより、スイッチユニット１５−１は、第１の電極２１−１及び第２の電極２３−１の各々に電圧Ｖｐｐ又は接地電圧Ｖｓｓを供給することができる。そして、静電型アクチュエータ１６−１は、スイッチユニット１５−１から第１の電極２１−１及び第２の電極２３−１に供給される電圧により、アップ状態及びダウン状態のいずれか一方に設定される。
【００２２】
図４は、スイッチユニット１５の具体的な構成例を示す回路図である。スイッチ３０及び３１にそれぞれ含まれるスイッチ素子３０Ａ及び３１Ａとしては、高耐圧用のＭＯＳＦＥＴ（Metal Semiconductor Field Effect Transistor）が用いられ、例えばＮチャネルＭＯＳＦＥＴ（ＮＭＯＳＦＥＴ）が用いられる。スイッチ３２及び３３としては、例えばＮＭＯＳＦＥＴが用いられる。
【００２３】
ＮＭＯＳＦＥＴ３０Ａのドレインは、昇圧回路１３の出力に接続され、ＮＭＯＳＦＥＴ３０Ａのソースは、ノードＮＴに接続されている。ＮＭＯＳＦＥＴ３０Ａのゲート電圧は、ローカルブースタ３０Ｂによって制御される。
【００２４】
ＮＭＯＳＦＥＴ３１Ａのドレインは、昇圧回路１３の出力に接続され、ＮＭＯＳＦＥＴ３１Ａのソースは、ノードＮＢに接続されている。ＮＭＯＳＦＥＴ３１Ａのゲート電圧は、ローカルブースタ３１Ｂによって制御される。
【００２５】
ローカルブースタ３０Ｂ及び３１Ｂはそれぞれ、ＮＭＯＳＦＥＴ３０Ａ及び３１Ｂをオンさせる場合、電圧Ｖｐｐより高いゲート電圧をＮＭＯＳＦＥＴ３０Ａ及び３１Ｂのゲートに印加する。また、ローカルブースタ３０Ｂ及び３１Ｂはそれぞれ、ＮＭＯＳＦＥＴ３０Ａ及び３１Ｂをオフさせる場合、０Ｖのゲート電圧をＮＭＯＳＦＥＴ３０Ａ及び３１Ｂのゲートに印加する。このため、ローカルブースタ３０Ｂ及び３１Ｂの各々は、電圧Ｖｐｐを昇圧する昇圧回路と、ＮＭＯＳＦＥＴのゲートを０Ｖまで放電する放電回路とを備えている。ローカルブースタ３０Ｂ及び３１Ｂはそれぞれ、制御回路１７から供給される制御信号に基づいて、ＮＭＯＳＦＥＴ３０Ａ及び３１Ａのオン／オフを制御する。
【００２６】
スイッチ３２及び３３の各々は、例えばＮＭＯＳＦＥＴから構成される。ＮＭＯＳＦＥＴ３２のドレインは、ノードＮＴに接続され、ＮＭＯＳＦＥＴ３２のソースは、接地されている。ＮＭＯＳＦＥＴ３２のゲートには制御回路１７から制御信号ＳＴが供給され、ＮＭＯＳＦＥＴ３２は、制御信号ＳＴに基づいてオン／オフする。
【００２７】
ＮＭＯＳＦＥＴ３３のドレインは、ノードＮＢに接続され、ＮＭＯＳＦＥＴ３３のソースは、接地されている。ＮＭＯＳＦＥＴ３３のゲートには制御回路１７から制御信号ＳＢが供給され、ＮＭＯＳＦＥＴ３３は、制御信号ＳＢに基づいてオン／オフする。
【００２８】
（動作）
次に、このように構成された静電型アクチュエータ装置１０の動作について説明する。図３に示すように、各静電型アクチュエータ１６の第１の電極２１及び第２の電極２３には、スイッチユニット１５によって、電圧Ｖｐｐ若しくは０Ｖが供給できるようになっている。電圧Ｖｐｐは、昇圧回路１３により生成される。電圧Ｖｐｐは、静電型アクチュエータ１６の駆動電圧（プルイン電圧）以上に設定される。
【００２９】
静電型アクチュエータ１６は、アップ状態とダウン状態とを取り得る。アップ状態とは、絶縁膜２２と第２の電極２３とが離れた状態である。ダウン状態とは、絶縁膜２２と第２の電極２３とが接触した状態である。
【００３０】
静電型アクチュエータ１６をダウン状態にするには、第１の電極２１及び第２の電極２３間に駆動電圧（プルイン電圧）以上の電圧を印加すればよい。よって、スイッチユニット１５は、第１の電極２１／第２の電極２３にそれぞれ、Ｖｐｐ／０Ｖ、若しくは０Ｖ／Ｖｐｐを印加する。この場合は、スイッチ３０がオフ、スイッチ３１がオン、スイッチ３２がオン、スイッチ３３がオフされる。これにより、第１の電極２１／第２の電極２３にそれぞれ、０Ｖ／Ｖｐｐが印加される。或いは、スイッチ３０がオン、スイッチ３１がオフ、スイッチ３２がオフ、スイッチ３３がオンされる。これにより、第１の電極２１／第２の電極２３にそれぞれ、Ｖｐｐ／０Ｖが印加される。このスイッチ３０〜３３の制御は、制御回路１７がスイッチユニット１５に制御信号を供給することで実現される。
【００３１】
一方、静電型アクチュエータ１６をアップ状態にするには、第１の電極２１及び第２の電極２３間にプルイン電圧未満の電圧を印加すればよい。一般的には、消費電力を低減する等の観点から、静電型アクチュエータ１６をアップ状態にするには、第１の電極２１及び第２の電極２３にそれぞれ０Ｖを印加する。ここで、本実施形態では、静電型アクチュエータ１６のアップ状態は、第１の電極２１及び第２の電極２３にそれぞれ電圧Ｖｐｐを印加することによって実現する。以下に、その理由を説明する。
【００３２】
従来のように０Ｖを用いて静電型アクチュエータ１６をアップ状態に設定すると、アップ状態からダウン状態に遷移させる際、片方の電極に電圧Ｖｐｐを印加する必要がある。第１の電極２１若しくは第２の電極２３に電圧Ｖｐｐが印加されると、静電型アクチュエータ１６はダウン状態になるが、その際、静電型アクチュエータ１６の容量値も上昇する。これは、電圧Ｖｐｐの供給先の容量値が増えることを意味する。特に、全ての静電型アクチュエータ１６をアップ状態からダウン状態に遷移させる場合は、電圧Ｖｐｐの供給先の容量値が非常に大きくなる。このため、昇圧電位Ｖｐｐの生成及び供給に時間がかかり、静電型アクチュエータ１６のスイッチング時間が長くなってしまう。
【００３３】
これに対し本実施形態のように、電圧Ｖｐｐを用いて静電型アクチュエータ１６をアップ状態に設定すると、アップ状態からダウン状態に遷移させる際、第１の電極２１若しくは第２の電極２３の電圧を０Ｖに放電させることにより、第１の電極２１／第２の電極２３を０Ｖ／Ｖｐｐ若しくはＶｐｐ／０Ｖのバイアス状態に設定できる。第１の電極２１及び第２の電極２３の放電は、スイッチ３２及び３３により行われる。この放電動作にかかる時間は、昇圧電圧Ｖｐｐを供給する場合に比べて非常に短い。このため、第１の電極２１及び第２の電極２３に０Ｖを印加する従来の方法よりも、電圧Ｖｐｐを用いた方が早くダウン状態のバイアス状態を実現できる。よって、静電型アクチュエータ１６のスイッチング時間を短縮できる。
【００３４】
実際の動作としては、静電型アクチュエータ１６をアップ状態に設定するには、スイッチ３０がオン、スイッチ３１がオン、スイッチ３２がオフ、スイッチ３３がオフされる。これにより、第１の電極２１及び第２の電極２３にそれぞれ、電圧Ｖｐｐが印加される。
【００３５】
図５は、静電型アクチュエータ１６をアップ状態からダウン状態に遷移する際のシミュレーション波形である。図５（ａ）は、第１の電極２１と第２の電極２３とに０Ｖを印加してアップ状態を実現した場合の波形（比較例）であり、図５（ｂ）は、第１の電極２１と第２の電極２３とに電圧Ｖｐｐを印加してアップ状態を実現した場合の波形（本実施形態）である。図５の横軸は時間（μｓ）、縦軸は電圧（Ｖ）を示している。また、図５において、Ｖｃｐは昇圧回路１３が生成する電圧Ｖｐｐをスイッチユニット１５の入力端子（例えばスイッチ３０の一端）で測定した電圧、Ｖｂｏｔは静電型アクチュエータ１６の第１の電極２１の電圧、Ｖｔｏｐは静電型アクチュエータ１６の第２の電極２３の電圧である。
【００３６】
図５（ａ）は比較例のバイアス方法であり、第１の電極２１及び第２の電極２３にそれぞれ０Ｖを印加、すなわち、Ｖｂｏｔ及びＶｔｏｐを０Ｖに設定して、静電型アクチュエータ１６のアップ状態が実現される。その後、第１の電極２１／第２の電極２３にそれぞれＶｐｐ／０Ｖを印加、すなわち、Ｖｂｏｔ／ＶｔｏｐをそれぞれＶｐｐ／０Ｖに設定して、静電型アクチュエータ１６のダウン状態が実現される。この場合、図５（ａ）に示すように、スイッチ３０〜３３により電圧を切り替えてからダウン状態のバイアス状態を実現するまでの時間ｔ１は、おおよそ４０μｓかかっている。
【００３７】
図５（ａ）では、第１の電極２１を電圧Ｖｐｐにした際、電圧Ｖｃｐが大きく落ち込んでいる。これは、静電型アクチュエータ１６に繋がるスイッチがオンして、第１の電極２１に大量の電荷が転送されるためである。昇圧回路１３は、電圧Ｖｃｐが落ち込んだのを検知して元の電圧に戻そうとするが、応答が遅いため、瞬間的には電圧Ｖｃｐが大きく落ち込む。この落ち込む電圧の大きさは、Ｖｃｐのノードの容量と、供給先のＶｂｏｔのノードの容量とに応じて決まる。また、図５（ａ）では、第１の電極２１を電圧Ｖｐｐにした際、電圧Ｖｔｏｐが瞬間的に小さく上昇している。これは、電圧Ｖｂｏｔが上昇した際、第１の電極２１と第２の電極２３との容量結合に起因するものである。第２の電極２３は、放電トランジスタ３２を介して接地されるが、トランジスタの抵抗成分の存在により、瞬間的に電圧Ｖｔｏｐが小さく上昇する。
【００３８】
図５（ｂ）は本実施形態のバイアス方法であり、第１の電極２１及び第２の電極２３にそれぞれ電圧Ｖｐｐを印加、すなわち、Ｖｂｏｔ及びＶｔｏｐをそれぞれ電圧Ｖｐｐに設定して、静電型アクチュエータ１６のアップ状態が実現される。その後、第２の電極２３のみを０Ｖまで放電、すなわち、Ｖｔｏｐのみを０Ｖに設定して、静電型アクチュエータ１６のダウン状態が実現される。この場合、図５（ｂ）に示すように、時間ｔ１は、おおよそ１５μｓしかかかっていない。このように、本実施形態では、静電型アクチュエータ１６のスイッチング時間を短縮できる。
【００３９】
図５（ｂ）では、第２の電極２３を０Ｖにした際、電圧Ｖｃｐはほとんど落ち込んでいない。これは、静電型アクチュエータ１６がアップ状態からダウン状態に遷移する際、昇圧回路１３の供給先の容量が減るためである。このように、本実施形態は、比較例に比べて、電圧Ｖｃｐの変動が小さい。また、図５（ｂ）において、電圧Ｖｂｏｔが小さく落ち込むのは、第１の電極２１と第２の電極２３との容量結合に起因するものである。
【００４０】
（効果）
以上詳述したように本実施形態では、静電型アクチュエータ装置１０は、静電型アクチュエータ１６と、静電型アクチュエータ１６の駆動電圧（プルイン電圧）以上の電圧Ｖｐｐを生成する昇圧回路１３と、静電型アクチュエータ１６及び昇圧回路１３間に接続されかつ静電型アクチュエータ１６の動作を制御するスイッチユニット１５とを備えている。そして、静電型アクチュエータ１６をダウン状態に設定する場合、スイッチユニット１５は、静電型アクチュエータ１６の第１の電極２１／第２の電極２３にそれぞれ、０Ｖ／Ｖｐｐ、若しくはＶｐｐ／０Ｖを印加する。一方、静電型アクチュエータ１６をアップ状態に設定する場合、スイッチユニット１５は、静電型アクチュエータ１６の第１の電極２１及び第２の電極２３にそれぞれ、電圧Ｖｐｐを印加するようにしている。
【００４１】
従って本実施形態によれば、静電型アクチュエータ１６をアップ状態からダウン状態に遷移させる場合、第１の電極２１及び第２の電極２３のうち一方の電極を０Ｖに放電させればよい。これにより、静電型アクチュエータ１６のスイッチング時間を短縮することができる。
【００４２】
また、昇圧回路１３の負荷容量の観点で言えば、第１の電極２１と第２の電極２３とが離れると、静電型アクチュエータ１６の容量値が減少するため、昇圧回路１３の負荷容量が減少する。これにより、昇圧電位Ｖｐｐの生成及び供給にかかる時間を短縮できる。なお、本実施形態では、ダウン状態からアップ状態に遷移させる場合には、ダウン状態時に０Ｖが印加されていた電極に電圧Ｖｐｐを供給する必要がある。しかしこの場合、第１の電極２１及び第２の電極２３間の電位差がプルアウト電圧以下になると両電極が離れる。すなわち、電圧Ｖｐｐの供給が完了する前に静電型アクチュエータ１６の変位が始まる。よって、静電型アクチュエータ１６のダウン状態からアップ状態への遷移時間は、従来の方法によるアップ状態からダウン状態への遷移時間よりも短くなる。この結果、本実施形態のバイアス方法を採用することで、静電型アクチュエータ１６のスイッチング時間を総合的に短縮することが可能となる。
【００４３】
また、本実施形態の図３に示した回路構成では、ダウン状態のバイアス状態としてＶｐｐ／０Ｖ若しくは０Ｖ／Ｖｐｐの２通りの方法が実現できる。これは、正の高電圧のみで（すなわち、負の電圧を使用せずに）電極間の電界の方向を反転できることを意味する。この機能を利用して、第１の電極２１及び第２の電極２３間の電界の方向を例えば所定時間ごとに変えることでチャージングを抑制することができる。チャージングとは、静電型アクチュエータ１６が駆動を繰り返すことで、絶縁膜２２に電荷が蓄えられ、この電荷に起因して第２の電極２３が絶縁膜２２から離れにくくなる現象である。この結果、チャージングに起因するスティクション不良を低減することができる。
【００４４】
なお、アップ状態を電圧Ｖｐｐで保持する場合、昇圧電圧の供給先にリーク電流があると消費電力が増大することになる。しかし、ＭＥＭＳである静電型アクチュエータ１６の場合はリーク電流が無視できるほど小さいため、消費電力が増えるのを抑制できる。
【００４５】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で、構成要素を変形して具体化することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、１つの実施形態に開示される複数の構成要素の適宜な組み合わせ、若しくは異なる実施形態に開示される構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を構成することができる。例えば、実施形態に開示される全構成要素から幾つかの構成要素が削除されても、発明が解決しようとする課題が解決でき、発明の効果が得られる場合には、これらの構成要素が削除された実施形態が発明として抽出されうる。
【符号の説明】
【００４６】
１０…静電型アクチュエータ装置、１１…駆動回路、１２…発振器、１３…昇圧回路、１４…リミッタ、１５…スイッチユニット、１６，１６Ａ，１６Ｂ…静電型アクチュエータ、１６Ｃ…可変容量、１７…制御回路、２０…基板、２１…第１の電極、２２…絶縁膜、２３…第２の電極、２４…弾性体、２５…固定部、２６…可変容量デバイス、３０〜３３…スイッチ、３０Ａ，３１Ａ…ＭＯＳＦＥＴ、３０Ｂ，３１Ｂ…ローカルブースタ。
【図１】
2011165519.tif 000003
【図２】
2011165519.tif 000004
【図３】
2011165519.tif 000005
【図４】
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【図５】
2011165519.tif 000007