(57)【要約】【課題】マイクロメカニカルスイッチを用いながらも、スティッキングの発生を防止し、動作不良になり難くする。【解決手段】スイッチ装置は、指令信号に従って、指令信号が閉指令を示す場合に信号線２ａ，２ｂ間を導通状態にするとともに、指令信号が開指令を示す場合に信号線２ａ，２ｂ間を非導通状態にする。スイッチ装置は、信号線２ａ，２ｂ間にそれぞれ接続されて互いに並列接続されたマイクロメカニカルスイッチ１ａ，１ｂと、スイッチ１ａ，１ｂにそれぞれ制御信号Ｓａ，Ｓｂを与えて、スイッチ１ａ，１ｂを制御する制御部３とを、備える。制御部３は、指令信号が閉指令を示す期間において、スイッチ１ａ，１ｂのうちの少なくとも１つが導通状態となるとともに各スイッチ１ａ，１ｂが所定時間以上継続して導通状態とならないように、スイッチ１ａ，１ｂを制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の導電部位を有し、指令信号に従って、前記指令信号が閉指令を示す場合に前記第１及び第２の導電部位間を導通状態にするとともに前記指令信号が開指令を示す場合に前記第１及び第２の導電部位間を非導通状態にするスイッチ装置であって、
前記第１及び第２の導電部位間にそれぞれ接続されて互いに並列接続され各々が個別の制御信号に基づいて動作する複数のマイクロメカニカルスイッチと、
前記指令信号に従って、前記各マイクロメカニカルスイッチに前記制御信号を与えて前記複数のマイクロメカニカルスイッチを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記指令信号が前記閉指令を示す期間において、前記複数のマイクロメカニカルスイッチのうちの少なくとも１つが導通状態となるとともに前記各マイクロメカニカルスイッチが所定時間以上継続して導通状態とならないように、前記複数のマイクロメカニカルスイッチを制御することを特徴とするスイッチ装置。
【請求項２】
前記各マイクロメカニカルスイッチは、２つのスイッチ出力部と、固定部に対して移動可能に設けられた可動部とを有し、前記制御信号に基づいて、前記可動部の所定部位が前記固定部の所定部位に対して接触し又は離れることで前記２つのスイッチ出力部間が導通状態又は非導通状態となる、ことを特徴とする請求項１記載のスイッチ装置。
【請求項３】
前記可動部が薄膜で構成されたことを特徴とする請求項２記載のスイッチ装置。
【請求項４】
第１及び第２の導電部位を有し、指令信号に従って、前記指令信号が閉指令を示す場合に前記第１及び第２の導電部位間を導通状態にするとともに前記指令信号が開指令を示す場合に前記第１及び第２の導電部位間を非導通状態にするスイッチ装置であって、
前記第１及び第２の導電部位間にそれぞれ接続されて互いに並列接続され各々が個別の制御信号に基づいて動作する複数のマイクロメカニカルスイッチと、
前記指令信号に従って、前記各マイクロメカニカルスイッチに前記制御信号を与えて前記複数のマイクロメカニカルスイッチを制御する制御部と、
を備えたスイッチ装置を駆動するスイッチ装置の駆動方法であって、
前記指令信号が前記閉指令を示す期間において、前記複数のマイクロメカニカルスイッチのうちの少なくとも１つが導通状態となるとともに前記各マイクロメカニカルスイッチが所定時間以上継続して導通状態とならないように、前記複数のマイクロメカニカルスイッチを制御することを特徴とするスイッチ装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばミリ波回路やマイクロ波回路等の高周波回路などで使用されるスイッチ装置に関し、特に、マイクロメカニカルスイッチ（マイクロマシンスイッチ、ＭＥＭＳスイッチ、微細電気機械スイッチなどと呼ばれる場合もある。）を用いたスイッチ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロマシニング技術の進展に伴い、ミリ波回路やマイクロ 波回路などの高周波回路で信号のスイッチングに使用されるスイッチ素子として、制御信号に基づいて動作するマイクロメカニカルスイッチが提案されている（例えば、下記特許文献１，２）。マイクロメカニカルスイッチは、一般的に、２つのスイッチ出力部（例えば、２つの信号線や、２つの出力端子など）と、固定部に対して移動可能に設けられた可動部とを有し、制御信号に基づいて、前記可動部の所定部位が前記固定部の所定部位に対して接触し又は離れることで前記２つの出力部間が導通状態又は非導通状態となる。マイクロメカニカルスイッチは、半導体スイッチなどの他の素子に比べて低損失、低コスト、低消費電力等の特徴を有している。
【０００３】
従来は、このようなマイクロメカニカルスイッチを用いて２つの導電部位間をオンオフする場合、単に、それらの導電部位間に単一のマイクロメカニカルスイッチのみを接続していた。この場合、指令信号に従って、前記指令信号が閉指令を示す場合に前記２つの導電部位間を導通状態にするとともに前記指令信号が開指令を示す場合に前記２つの導電部位間を非導通状態にするに際して、前記指令信号をそのまま前記制御信号として用いていた。したがって、マイクロメカニカルスイッチの導通・非導通状態と前記２つの導電部位間の導通・非導通状態とは完全に一致し、前記指令信号が閉指令を示す期間は継続して前記マイクロメカニカルスイッチを導通状態にするとともに、前記指令信号が開指令を示す期間は継続して前記マイクロメカニカルスイッチを非導通状態にしていた。
【特許文献１】特開平９−１７３００号公報
【特許文献２】特開平９−２１３１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した従来技術のように、単一のマイクロメカニカルスイッチのみで２つの導電部位間をオンオフする場合、前記２つの導電部位間を長時間継続して導通状態に維持するためには、当該マイクロメカニカルスイッチの可動部を長時間継続して固定部に接触させ続けることになる。
【０００５】
ところが、マイクロメカニカルスイッチの可動部は微小であるため、可動部を長時間継続して固定部に接触させ続けると、可動部が固定部に接触したまま離れなくなるいわゆるスティッキングあるいは固着と呼ばれる現象が発生する。この現象が発生すると、前記制御信号を非導通状態を示す信号にして可動部を固定部から離して前記２つの導電部位間を非導通状態にしようとしても、可動部が固定部から離れずに、前記２つの導電部位間が導通状態のままとなり、動作不良となってしまう。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、マイクロメカニカルスイッチを用いながらも、スティッキングの発生を防止することができ、動作不良になり難いスイッチ装置及びその駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明の第１の態様によるスイッチ装置は、第１及び第２の導電部位を有し、指令信号に従って、前記指令信号が閉指令を示す場合に前記第１及び第２の導電部位間を導通状態にするとともに前記指令信号が開指令を示す場合に前記第１及び第２の導電部位間を非導通状態にするスイッチ装置であって、前記第１及び第２の導電部位間にそれぞれ接続されて互いに並列接続され各々が個別の制御信号に基づいて動作する複数のマイクロメカニカルスイッチと、前記指令信号に従って、前記各マイクロメカニカルスイッチに前記制御信号を与えて前記複数のマイクロメカニカルスイッチを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記指令信号が前記閉指令を示す期間において、前記複数のマイクロメカニカルスイッチのうちの少なくとも１つが導通状態となるとともに前記各マイクロメカニカルスイッチが所定時間以上継続して導通状態とならないように、前記複数のマイクロメカニカルスイッチを制御するものである。
【０００８】
本発明の第２の態様によるスイッチ装置は、前記第１の態様において、前記各マイクロメカニカルスイッチは、２つのスイッチ出力部と、固定部に対して移動可能に設けられた可動部とを有し、前記制御信号に基づいて、前記可動部の所定部位が前記固定部の所定部位に対して接触し又は離れることで前記２つのスイッチ出力部間が導通状態又は非導通状態となるものである。
【０００９】
本発明の第３の態様によるスイッチ装置は、前記第２の態様において、前記可動部が薄膜で構成されたものである。
【００１０】
本発明の第４の態様によるスイッチ装置の駆動方法は、第１及び第２の導電部位を有し、指令信号に従って、前記指令信号が閉指令を示す場合に前記第１及び第２の導電部位間を導通状態にするとともに前記指令信号が開指令を示す場合に前記第１及び第２の導電部位間を非導通状態にするスイッチ装置であって、前記第１及び第２の導電部位間にそれぞれ接続されて互いに並列接続され各々が個別の制御信号に基づいて動作する複数のマイクロメカニカルスイッチと、前記指令信号に従って、前記各マイクロメカニカルスイッチに前記制御信号を与えて前記複数のマイクロメカニカルスイッチを制御する制御部と、を備えたスイッチ装置を駆動するスイッチ装置の駆動方法であって、前記指令信号が前記閉指令を示す期間において、前記複数のマイクロメカニカルスイッチのうちの少なくとも１つが導通状態となるとともに前記各マイクロメカニカルスイッチが所定時間以上継続して導通状態とならないように、前記複数のマイクロメカニカルスイッチを制御するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、マイクロメカニカルスイッチを用いながらも、スティッキングの発生を防止することができ、動作不良になり難いスイッチ装置及びその駆動方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明によるスイッチ装置及びその駆動方法について、図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施の形態によるスイッチ装置を示す回路図である。図２は、図１中の第１及び第２のマイクロメカニカルスイッチ１ａ，１ｂを模式的に示す概略平面図である。図２において、本来は隠れ線となるべき線も実線で示している。図３は、図２中のＡ−Ａ’線に沿った概略断面図である。図４は、図２中のＢ−Ｂ’線に沿った概略断面図である。図５は、図２中のＣ−Ｃ’線に沿った概略断面図である。
【００１４】
本実施の形態によるスイッチ装置は、第１の導電部位としての第１信号線２ａと、第２の導電部位としての第２の信号線２ｂとを有し、指令信号に従って、前記指令信号が閉指令を示す場合に第１及び第２の信号線２ａ，２ｂ間を導通状態にするとともに、前記指令信号が開指令を示す場合に第１及び第２の信号線２ａ，２ｂ間を非導通状態にするものである。
【００１５】
本実施の形態では、図１及び図２に示すように、第１の信号線２ａは分岐点Ｐ１で２つの分岐部２ａ１，２ａ２に分岐し、第２の信号線２ｂは分岐点Ｐ２で２つの分岐部２ｂ１，２ｂ２に分岐している。
【００１６】
また、本実施の形態によるスイッチ装置は、図１に示すように、第１及び第２の信号線２ａ，２ｂ間にそれぞれ接続されて互いに並列接続された第１及び第２のマイクロメカニカルスイッチ１ａ，１ｂと、制御部３とを備えている。第１及び第２のマイクロメカニカルスイッチ１ａ，１ｂは、個別の第１及び第２の制御信号Ｓａ，Ｓｂに基づいてそれぞれ動作する。制御部３は、前記指令信号に従って、第１及び第２のマイクロメカニカルスイッチ１ａ，１ｂに第１及び第２の制御信号Ｓａ，Ｓｂをそれぞれ与えて、第１及び第２のマイクロメカニカルスイッチ１ａ，１ｂを制御する。制御部３の具体的な構成については、後述する。
【００１７】
本実施の形態では、第１の信号線２ａの一方の分岐部２ａ１及び第２の信号線２ｂの一方の分岐部２ｂ１が、第１のマイクロメカニカルスイッチ１ａの２つのスイッチ出力部となっている。分岐部２ａ１の先端部と分岐部２ｂ１の先端部との間には、ギャップ２０ａがあけられている。同様に、第１の信号線２ａの他方の分岐部２ａ２及び第２の信号線２ｂの他方の分岐部２ｂ２が、第２のマイクロメカニカルスイッチ１ｂの２つのスイッチ出力部となっている。分岐部２ａ２の先端部と分岐部２ｂ２の先端部との間には、ギャップ２０ｂがあけられている。
【００１８】
本実施の形態では、第１及び第２のマイクロメカニカルスイッチ１ａ，１ｂはそれぞれ、前記特許文献１に開示されたマイクロメカニカルスイッチと同様に構成されている。
【００１９】
すなわち、第１のマイクロメカニカルスイッチ１ａは、２つのスイッチ出力部をなす分岐部２ａ１，２ｂ１の他に、シリコン基板等の基板１１と、アンカー構造１２ａと、片持ち梁アーム１３ａと、上部電極１４ａと、下部電極１５ａと、接触部１６ａとを有している。同様に、第２のマイクロメカニカルスイッチ１ｂは、前記基板１１、及び、２つのスイッチ出力部をなす分岐部２ａ２，２ｂ２の他に、アンカー構造１２ｂと、片持ち梁アーム１３ｂと、上部電極１４ｂと、下部電極１５ｂと、接触部１６ｂとを有している。本実施の形態では、第２のマイクロメカニカルスイッチ１ｂは、第１のマイクロメカニカルスイッチ１ａと同じ構造を有しているので、以下の説明では、第２のマイクロメカニカルスイッチ１ｂの説明は省略する。
【００２０】
分岐部２ａ１，２ａ２を有する第１の信号線２ａ、分岐部２ｂ１，２ｂ２を有する第２の信号線２ｂ、及び下部電極１５ａ，１５ｂは、金又はアルミニウム等の膜で構成され、基板１１上に形成されている。
【００２１】
片持ち梁アーム１３ａは、窒化シリコン又は酸化シリコン等の薄膜で構成され、一端部がアンカー構造１２ａにより基板１１に固定され、下部電極１５ａの上方及び第１の信号線２ａの分岐部２ａ１，２ｂ１の先端部の上方に延在している。
【００２２】
上部電極１４ａは、金又はアルミニウム等の薄膜で構成され、片持ち梁アーム１３ａの上面に形成されている。上部電極１４ａは、アンカー構造１２ａの上から始まって片持ち梁アーム１３ａの上面に沿って延び、下部電極１５ａの上方の位置で終端している。片持ち梁アーム１３ａ及び上部電極１４ａは、下部電極１５ａの上方で幅広くなっている。上部電極１４ａ及び下部電極１５ａによって、駆動力としての静電力を生ずるキャパシタ構造が形成されている。なお、図面には示していないが、上部電極１４ａは、アンカー構造１２ａにおいて、上部電極１４ａに電圧を印加するための配線（図示せず）に接続されている。
【００２３】
接触部１６ａは、金又はアルミニウム等の薄膜で構成され、片持ち梁アーム１３ａにおけるアンカー構造１２ａから離れた端部の下面に形成されている。接触部１６ａは、第１の信号線２ａの分岐部２ａ１の先端部及び第２の信号線２ｂの分岐部２ｂ１の先端部並びにそれらの間のギャップ２０ａの上方に位置するように、配置されている。
【００２４】
本実施の形態では、基板１１、下部電極１５ａ及び分岐部２ａ１，２ｂ１等が固定部を構成し、片持ち梁アーム１３ａ、上部電極１４ａ及び接触部１６ａが、固定部に対して移動し得るように設けられた可動部を構成している。
【００２５】
この第１のマイクロメカニカルスイッチ１ａでは、下部電極１５ａを接地電位とし、上部電極１４ａも接地電位とすると、下部電極１５ａと上部電極１４ａとの間には駆動力としての静電力が作用せず、片持ち梁アーム１３ａは自身のバネ力によって図３乃至図５に示す初期位置に位置し、接触部１６ａが分岐部２ａ１，２ｂ１の先端部から離れ、分岐部２ａ１，２ｂ間は接触部１６ａによっては電気的に短絡されない。その結果、第１のマイクロメカニカルスイッチ１ａは、非導通状態となる。
【００２６】
一方、下部電極１５ａを接地電位とし、上部電極１４ａに電圧を印加すると、下部電極１５ａと上部電極１４ａとの間に静電力が作用し、片持ち梁アーム１３ａが基板１１側の方向へ移動し、接触部１６ａが分岐部２ａ１，２ｂ１の先端部に接触し、分岐部２ａ１，２ｂ１間が接触部１６ａによって電気的に短絡される。その結果、第１のマイクロメカニカルスイッチ１ａは、導通状態となる。
【００２７】
この状態から、上部電極１４ａを接地電位にすると、片持ち梁アーム１３ａが自身のバネ力によって図３乃至図５に示す初期位置に戻り、第１のマイクロメカニカルスイッチ１ａは非導通状態となる。
【００２８】
以上の説明からわかるように、本実施の形態では、上部電極１４ａの電位が第１のマイクロメカニカルスイッチ１ａの制御信号Ｓａであり、上部電極１４ａを接地電位にする信号が第１のマイクロメカニカルスイッチ１ａを非導通状態にする信号（以下、「オフ信号」と呼ぶ。）となり、上部電極１４ａに電圧を印加する信号が第１のマイクロメカニカルスイッチ１ａを導通状態にする信号（以下、「オン信号」と呼ぶ。）となる。第２のマイクロメカニカルスイッチ１ｂの制御信号Ｓｂについても、同様に、第２のマイクロメカニカルスイッチ１ｂを非導通状態にする信号を「オフ信号」と呼び、第２のマイクロメカニカルスイッチ１ｂを導通状態にする信号を「オン信号」と呼ぶ。
【００２９】
再び図１を参照すると、制御部３は、前記指令信号が前記閉指令（第１及び第２の信号線２ａ，２ｂ間を導通状態にする指令）を示す期間（後述する図６（ａ）に示す場合は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間）においては、第１及び第２のマイクロメカニカルスイッチ１ａ，１ｂのうちの少なくとも１つが導通状態となるとともに、第１及び第２のマイクロメカニカルスイッチ１ａ，１ｂの各々が所定時間以上継続して導通状態とならないように、第１及び第２のマイクロメカニカルスイッチ１ａ，１ｂに制御信号Ｓａ，Ｓｂをそれぞれ与えて、第１及び第２のマイクロメカニカルスイッチ１ａ，１ｂを制御する。また、本実施の形態では、制御部３は、前記指令信号が開指令（第１及び第２の信号線２ａ，２ｂ間を非導通状態にする指令）を示す期間においては、第１及び第２のマイクロメカニカルスイッチ１ａ，１ｂのいずれもが非導通状態となるように、第１及び第２のマイクロメカニカルスイッチ１ａ，１ｂに制御信号Ｓａ，Ｓｂとしてそれぞれオフ信号を与えて、第１及び第２のマイクロメカニカルスイッチ１ａ，１ｂを制御する。
【００３０】
本実施の形態では、制御部３は、具体的には、図１に示すように、クロック発生回路３１と、ノットゲート３２と、ディレイ回路３３，３４と、アンドゲート３５，３６とから構成されている。
【００３１】
クロック発生回路３１は、ほぼ５０％のデューティで所定周期のクロック信号（図６（ｂ）参照）を発生する。ノットゲート３２は、クロック発生回路３１からのクロック信号の反転信号（クロック反転信号）を生成する。ディレイ回路３３には、クロック発生回路３１からのクロック信号が入力される。ディレイ回路３４には、ノットゲート２１からのクロック反転信号が入力される。
【００３２】
ディレイ回路３３，３４はそれぞれ、それに対する入力信号の立ち上がりで立ち上がるとともに前記入力信号の立ち下がりから一定のディレイ時間δ後に立ち下がる出力信号を出力する。このようなディレイ回路３３，３４は、例えば、シュミットトリガ素子等を用いることで構成することができる。
【００３３】
アンドゲート３５には、ディレイ回路３３の出力信号及び前記指令信号が入力され、両信号のアンド信号がアンドゲート３５から出力される。アンドゲート３５の出力信号が、第１のマイクロメカニカルスイッチ１ａの制御信号Ｓａとして、第１のマイクロメカニカルスイッチ１ａに入力される。なお、本実施の形態では、アンドゲート３５の論理については、ディレイ回路３３の出力信号はハイが「１」でローが「０」であり、前記指令信号は閉指令が「１」で開指令が「０」であり、アンドゲート３５の出力は「１」が制御信号Ｓａのオン信号で「０」が制御信号Ｓａのオフ信号であるものとしている。
【００３４】
アンドゲート３６には、ディレイ回路３４の出力信号及び前記指令信号が入力され、両信号のアンド信号がアンドゲート３６から出力される。アンドゲート３６の出力信号が、第２のマイクロメカニカルスイッチ１ｂの制御信号Ｓｂとして、第２のマイクロメカニカルスイッチ１ｂに入力される。なお、本実施の形態ではアンドゲート３６の論理については、ディレイ回路３４の出力信号はハイが「１」でローが「０」であり、前記指令信号は閉指令が「１」で開指令が「０」であり、アンドゲート３６の出力は「１」が制御信号Ｓｂのオン信号で「０」が制御信号Ｓｂのオフ信号であるものとしている。
【００３５】
なお、本発明では、制御部３の構成は、図１に示す構成に限定されるものではない。例えば、制御部３において、必要に応じて、アンドゲート３５と第１のマイクロメカニカルスイッチ１ａとの間、及び、アンドゲート３６と第２のマイクロメカニカルスイッチ１ｂとの間にそれぞれ増幅器を設けることによって、制御信号Ｓａ，Ｓｂのレベルを調整するようにしてもよい。また、本実施の形態は、制御信号Ｓａ，Ｓｂとして直流電圧を印加しているが、いわゆる交流駆動を行うようにしてもよい。この場合、例えば、アンドゲート３５と第１のマイクロメカニカルスイッチ１ａとの間、及び、アンドゲート３６と第２のマイクロメカニカルスイッチ１ｂとの間に交流駆動回路を設ければよい。
【００３６】
なお、制御部３は、第１及び第２のメカニカルスイッチ１ａ，１ｂを搭載している基板１１に搭載してもよいし、基板１１の外部に設けてもよい。
【００３７】
図６は、前記指令信号及びクロック信号に対する制御信号Ｓａと制御信号Ｓｂとの間の関係の一例を示すタイミングチャートである。図６（ａ）は前記指令信号、図６（ｂ）はクロック発生回路３１からのクロック信号、図６（ｃ）は第１のマイクロメカニカルスイッチ１ａの制御信号Ｓａ、図６（ｄ）は第２のマイクロメカニカルスイッチ１ｂの制御信号Ｓｂをそれぞれ示している。図６（ｂ）において、Ｔはクロック発生回路３１からのクロック信号がハイになる期間の長さを示している。
【００３８】
本実施の形態では、図６に示すように、制御信号Ｓａ，Ｓｂはそれぞれ、前記指令信号が閉指令を示す期間が所定期間（Ｔ＋δ）より長い場合は、前記指令信号が閉指令を示す期間内において、オン信号とオフ信号とを繰り返す。そして、基本的に制御信号Ｓａと制御信号Ｓｂとはオン信号とオフ信号とが逆になるが、前記ディレイ時間δだけ制御信号Ｓａ，Ｓｂが両方ともオン信号となる。また、前記指令信号が開指令を示す期間においては、制御信号Ｓａ，Ｓｂは両方ともオフ信号となる。なお、制御信号Ｓａ，Ｓｂの前述したようなオン信号とオフ信号との繰り返し周期（ひいては、所定期間（Ｔ＋δ））は、第１及び第２のマイクロメカニカルスイッチ１ａ，１ｂの最大動作速度を超えない範囲で、なるべく短く設定することが好ましい。
【００３９】
したがって、前記指令信号が閉指令を示す期間においては、第１及び第２のマイクロメカニカルスイッチ１ａ，１ｂの少なくとも一方が導通状態となり両スイッチ１ａ，１ｂが同時に非導通状態になることがないため、第１及び第２の信号線２ａ，２ｂ間が継続して導通状態となる。一方、前記指令信号が開指令を示す期間においては、第１及び第２のマイクロメカニカルスイッチ１ａ，１ｂが両方とも非導通状態となるため、第１及び第２の信号線２ａ，２ｂ間が継続して非導通状態となる。
【００４０】
本実施の形態によれば、前記指令信号が閉指令を示す期間が所定期間（Ｔ＋δ）より長い場合には、制御信号Ｓａ，Ｓｂがそれぞれ前述したようにオン信号とオフ信号とを繰り返すので、前記指令信号が閉指令を示す期間が所定期間（Ｔ＋δ）より長い場合においても、各マイクロメカニカルスイッチ１ａ，１ｂが継続して導通状態となる期間が所定期間（Ｔ＋δ）より長くなることはない。
【００４１】
したがって、本実施の形態によれば、第１及び第２のマイクロメカニカルスイッチ１ａ，１ｂの接触部１６ａ，１６ｂが分岐部２ａ１，２ｂ１，２ａ２，２ｂ２にそれぞれ接触したまま離れなくなるスティッキングが発生することがなくなる。よって、本実施の形態によれば、前記指令信号が開指令を示す期間において、第１及び第２の信号線２ａ，２ｂ間が導通状態のままとなってしまうようなことがなくなり、動作不良になり難い。
【００４２】
ここで、前記実施の形態と比較される比較例について、図７乃至図９を参照して説明する。図７は、この比較例によるスイッチ装置を示す回路図である。図８は、図７に示すスイッチ装置を示す概略平面図であり、図２に対応している。図７及び図８において、図１乃至図５中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
【００４３】
この比較例は前述した従来技術に相当している。この比較例によるスイッチ装置も、前記実施の形態と同じく、指令信号に従って、前記指令信号が閉指令を示す場合に第１及び第２の信号線２ａ，２ｂ間を導通状態にするとともに、前記指令信号が開指令を示す場合に第１及び第２の信号線２ａ，２ｂ間を非導通状態にするものである。
【００４４】
この比較例が前記実施の形態と異なる所は、第２のマイクロメカニカルスイッチ１ｂ及び制御部３が除去され、単に第１のマイクロメカニカルスイッチ１ａのみで構成されている点と、第１及び第２の信号線２ａ，２ｂが分岐されずに、接触部１６ａは、第１の信号線２ａの先端部及び第２の信号線２ｂの先端部並びにそれらの間のギャップ２０ａ’の上方に位置している点である。したがって、第１及び第２の信号線２ａ，２ｂ間にマイクロメカニカルスイッチ１ａが接続されている。
【００４５】
この比較例では、図７に示すように、指令信号が、そのまま第１のマイクロメカニカルスイッチ１ａの制御信号Ｓａが供給される。図９は、この比較例における指令信号としての制御信号Ｓａの一例を示すタイミングチャートである。
【００４６】
この比較例では、第１及び第２の信号線２ａ，２ｂ間に単一のマイクロメカニカルスイッチ１ａが接続されているのみであるので、第１及び第２の信号線２ａ，２ｂ間を導通状態にする期間においては、常に制御信号Ｓａをオン信号にしてマイクロメカニカルスイッチ１ａを導通状態にする必要がある。
【００４７】
したがって、この比較例では、第１及び第２の信号線２ａ，２ｂ間を長時間継続して導通状態に維持すると、マイクロメカニカルスイッチ１ａの接触部１６ａを長時間継続して信号線２ａ，２ｂに接触させ続けることになる。よって、この比較例では、マイクロメカニカルスイッチ１ａの接触部１６ａが信号線２ａ，２ｂに接触したまま離れなくなるスティッキングが発生してしまう。よって、この比較例では、前記指令信号が開指令を示す期間において、第１及び第２の信号線２ａ，２ｂ間が導通状態のままとなってしまい、動作不良になってしまう。
【００４８】
これに対し、前記実施の形態では、前述したように、第１及び第２の信号線２ａ，２ｂ間を長時間継続して導通状態に維持しても、第１及び第２のマイクロメカニカルスイッチ１ａ，１ｂが継続して導通状態となる期間が所定期間（Ｔ＋δ）より長くなることはないので、スティッキングが防止され、動作不良になり難いのである。
【００４９】
以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。
【００５０】
例えば、第１及び第２のマイクロメカニカルスイッチ１ａ，１ｂの構成は前述した構成に限定されるものではなく、また、両スイッチ１ａ，１ｂの構成は必ずしも同一である必要はなく異なっていてもよい。
【００５１】
前記マイクロメカニカルスイッチ１ａ，１ｂでは、駆動力として静電力を用いる構成が採用されていたが、他の種々の駆動力を用いる構成を採用してもよい。例えば、圧電素子を用いて可動部を駆動したり、磁気力やローレンツ力により可動部を駆動したり、熱アクチュエータを用いて可動部を駆動したりするように構成してもよい。
【００５２】
また、前記マイクロメカニカルスイッチ１ａ，１ｂでは、可動部として片持ち梁が採用されていたが、可動部として、例えば、両持ち梁や、トーションヒンジにより支持された板状部材などを採用してもよい。
【００５３】
さらに、前記マイクロメカニカルスイッチ１ａは、固定部に設けられた２つの固定接点（分岐部２ａ１の先端部と、分岐部２ｂ１の先端部）と、可動部に設けられた互いに電気的に短絡された２つの接点（接触部１６ａにおける分岐部２ａ１の先端部との対向部分と、接触部１６ａにおける分岐部２ｂ１の先端部との対向部分）とが、それぞれ接離するタイプのスイッチであり、前記マイクロメカニカルスイッチ１ｂも同様であった。しかしながら、マイクロメカニカルスイッチ１ａ，１ｂとして、例えば、固定部に設けた１つのみの固定接点と、可動部に設けられた１つのみの可動接点とが、接離するタイプのスイッチを用いてもよい。このようなタイプのマイクロメカニカルスイッチの一例として、前記特許文献２に開示されているようなマイクロメカニカルスイッチを挙げることができる。
【００５４】
さらにまた、前記実施の形態は互いに並列接続された２つのマイクロメカニカルスイッチ１ａ，１ｂを用いた例であるが、本発明では、互いに並列接続された３つ以上のマイクロメカニカルスイッチを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施の形態によるスイッチ装置を示す回路図である。
【図２】図１中の第１及び第２のマイクロメカニカルスイッチを模式的に示す概略平面図である。
【図３】図２中のＡ−Ａ’線に沿った概略断面図である。
【図４】図２中のＢ−Ｂ’線に沿った概略断面図である。
【図５】図２中のＣ−Ｃ’線に沿った概略断面図である。
【図６】図１に示すスイッチ装置における指令信号及びクロック信号に対する各制御信号の関係の一例を示すタイミングチャートである。
【図７】比較例によるスイッチ装置を示す回路図である。
【図８】図７に示すスイッチ装置を示す概略平面図である。
【図９】図７に示すスイッチ装置における指令信号としての制御信号の一例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００５６】
１ａ，１ｂ  マイクロメカニカルスイッチ
２ａ，２ｂ  信号線
２ａ１，２ｂ１，２ａ２，２ｂ２  分岐部
３  制御部
【図１】
2007335372.tif 000003
【図２】
2007335372.tif 000004
【図３】
2007335372.tif 000005
【図４】
2007335372.tif 000006
【図５】
2007335372.tif 000007
【図６】
2007335372.tif 000008
【図７】
2007335372.tif 000009
【図８】
2007335372.tif 000010
【図９】
2007335372.tif 000011