JP5310529B2

JP5310529B2 - 板状部材の揺動装置

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Publication number: JP5310529B2
Application number: JP2009291361A
Authority: JP
Inventors: 貴志尾崎; 亮小玉
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2009-12-22
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2029-12-22
Also published as: JP2011131302A; US20120169702A1; WO2011078015A1; US9075234B2

Description

本願は、板状部材を揺動させる装置に関する。

特許文献１に開示されている装置では、姿勢を変えることができる板状部材を備えている可動単位の複数個が、行方向と列方向にマトリクス状に配列されている。マトリクス状に配列されている複数個の可動単位を備えているマトリクス型装置を活用するためには、個々の可動単位ごとに他の可動単位から独立して、板状部材の姿勢を切り換えるための駆動装置が必要とされる。特許文献１の装置では、行の数だけ独立して存在する行電極と、列の数だけ独立して存在する列電極を利用し、板状部材の姿勢を切り換える行の行電極を選択して＋５Ｖを印加し、他の行の行電極には０Ｖを印加する。また、その行において、板状部材を基板に接近させる列の列電極には−５Ｖを印加し、板状部材を基板から離反させる列の列電極には＋５Ｖを印加する。すると、行電極に＋５Ｖが印加されている行では、列電極に−５Ｖを印加した列の板状部材が基板に接近し、列電極に＋５Ｖを印加した列の板状部材が基板から離反する。その一方において、行電極に０Ｖが印加されている行では、列電極に−５Ｖを印加しても＋５Ｖを印加しても、板状部材は姿勢を変えない。この方式によると、任意の交点を選択して板状部材の姿勢を意図した姿勢に切り換えることができるとともに、その操作に伴って他の交点の板状部材の姿勢まで変化することがない。行電極に＋５Ｖを印加する行を順次に切り換えていくことで、マトリクス型装置の全可動単位に対して、個々の可動単位ごとに他の可動単位から独立して、板状部材の姿勢を切り換えることが可能となる。

特表２００８−５１５００２号公報

特許文献１のマトリクス型装置では、ある行に対する処理が終了すると、その行に対する新たな処理を禁止してから、次の行への処理を開始する必要がある。例えば、１行目、２行目、３行目の順で板状部材の姿勢を切り換えていく場合、１行目の行電極に＋５Ｖを印加して１行目の処理を完了すると、次に１行目の行電極の電圧を０Ｖに切り換え、その後に２行目の行電極に＋５Ｖを印加して２行目の処理を実行する。２行目の処理を開始するのに先立って１行目の行電極の電圧を０Ｖに切り換えておかないと、２行目の処理の際に加える列電極の電圧が１行目に影響してしまい、１行目と２行目を独立に制御することができなくなってしまう。従来の技術では、特定の行に対する処理を終了すると、その行に対するあらたな処理を禁止する状態に切り換えなければならず、その処理に時間を要し、次の行に対する処理開始時間が遅れる。また、あらたな処理を禁止する状態に切り換えてから次の行に対する処理を開始する順序を確実に守る必要があり、あらたな処理を禁止する状態に切り換えてから次の行に対する処理を開始するまでの間に時間マージンが必要となる。これもまた、次の行に対する処理開始時間を遅らせる。

本明細書では、特定の行に対する処理を終了したときに、その行に対するあらたな処理を禁止する状態に切り換えなくても、次の行に対する処理が可能となる技術を開示する。このために、本明細書では、処理を終了した可動単位では、あらたな処理を禁止する状態に切り換えなくても、処理を終了したこと自体によって、あらたな処理が禁止される可動単位を開示する。その性質を備えた可動単位が得られれば、あらたな処理を禁止する状態に切り換える必要がなくなる。その特性を備えた可動単位で１次元のアレイ型装置または２次元のマトリクス型装置を構成すると、あらたな処理を禁止する状態に切り換える必要がないことの利点が顕在化される。本明細書では、単位となる可動単位に有効な技術を開示し、その可動単位の複数個を利用するアレイ型装置とマトリクス型装置に有効な技術を開示する。

本明細書で開示する一つの技術は、新たな処理を禁止する状態に切り換える必要がない可動単位に関する。その装置は、駆動回路と複数個の可動単位を備えている。可動単位の各々は、基板と支持部と可動梁と板状部材と第１電極と第２電極を備えている。支持部は、基板に固定されているとともに基板から上方に伸びている。可動梁は、支持部と板状部材を接続しており、板状部材を揺動軸の周りに揺動可能に支持しているともに、板状部材を基板に平行な姿勢に復帰させる復帰トルクを発揮する。板状部材は、揺動軸を挟んで向かい合う第１端部と第２端部を有しているとともに、少なくとも一部が導電体で形成されている。第１電極は、第１端部と対向する位置の基板上に形成されている。第２電極は、第２端部と対向する位置の基板上に形成されている。各可動単位の第１電極が共通に駆動回路に接続されている。各可動単位の第２電極が共通に駆動回路に接続されている。各可動単位の板状部材が個別に駆動回路に接続されている。駆動回路は、複数個の可動単位のうちの一つの可動単位を選択し、選択した可動単位の板状部材に第１電圧を印加し、その他の可動単位の板状部材に第２電圧を印加し、複数個の可動単位の第１電極に共通に第３電圧と第４電圧のうちの一方の電圧を印加するとともに、複数個の可動単位の第２電極に共通に第３電圧と第４電圧のうちの他方の電圧を印加する。第３電圧と第１電圧との電圧差の方が、第４電圧と第１電圧との電圧差より大きい。第１〜第４電圧の制約については後記する。板状部材が基板に平行な姿勢にあるときの第１端部と第１電極の距離と第２端部と第２電極の距離をｄ０とする。また、板状部材が揺動して第１端部と第１電極の距離が接近したときの近接距離をｄ１とするとともに第２端部と第２電極の距離が離れたときの離反距離をｄ２とする。また、板状部材が反対向きに揺動して第２端部と第２電極の距離が接近したときの近接距離をｄ１とするとともに第１端部と第１電極の距離が離れたときの離反距離をｄ２とする。このときに、複数個の可動単位の中で、第１電圧ないし第４電圧が以下の（１）ないし（３）の関係を満たしている。
（１）第１端部と第１電極の距離と第２端部と第２電極の距離がｄ０であり、板状部材に第１電圧を印加し、第１電極と第２電極のうちの一方に第３電圧を印加するとともに、第１電極と第２電極のうちの他方に第４電圧を印加した可動単位では、第３電圧を印加された電極が板状部材に加えるトルクから第４電圧を印加された電極が板状部材に加えるトルクを引いた差分が前記復帰トルク以上である。
（２）板状部材に第２電圧を印加し、第１電極と第２電極のうちの一方に第３電圧を印加するとともに、第１電極と第２電極のうちの他方に第４電圧を印加した可動単位では、第１電極と第２電極が板状部材に加えるトルクの差が前記復帰トルクに満たない。
（３）第１端部と第１電極の距離がｄ１であり、第２端部と第２電極の距離がｄ２であり、板状部材に第１電圧を印加し、第１電極に第４電圧を印加するとともに、第２電極に第３電圧を印加した可動単位では、第１電極が板状部材に加えるトルクから第２電極が板状部材に加えるトルクを引いた差分が前記復帰トルク以上である。第２端部と第２電極の距離がｄ１であり、第１端部と第１電極の距離がｄ２であり、板状部材に第１電圧を印加し、第２電極に第４電圧を印加するとともに、第１電極に第３電圧を印加した可動単位では、第２電極が板状部材に加えるトルクから第１電極が板状部材に加えるトルクを引いた差分が前記復帰トルク以上である。

板状部材が第１電極に近づくように揺動すると、第１端部と第１電極の距離が近接距離ｄ１まで近づき、第２端部と第２電極の距離が離反距離ｄ２まで離反する。また、板状部材が第２電極に近づくように揺動すると、第２端部と第２電極の距離が近接距離ｄ１まで近づき、第１端部と第１電極の距離が離反距離ｄ２まで離反する。すなわち、板状部材はシーソー構造を有している。

（１）の関係について説明する。第１電極と板状部材との間に働く静電引力が板状部材を揺動軸の周りに揺動させるトルクとなり、第２電極と板状部材との間に働く静電引力が板状部材を揺動軸の周りに揺動させるトルクとなる。両者のトルクの方向が逆であることから、両者のトルクの差が板状部材を揺動させる有効なトルクとなる。板状部材の端部と電極との間に働く静電引力の大きさは、端部と電極との電圧差の２乗に比例し、端部と電極との距離の２乗に反比例する。板状部材が揺動していない状態では、第１端部と第１電極との間の距離と第２端部と第２電極との間の距離は共にｄ０となっている。すなわち、端部と電極との距離が離反してしまったとき（ｄ２になったとき）に比して、大きな静電引力が得られる状態になっている。前記（１）の関係は、大きな静電引力が得られる状態で一方の電極に第３電圧を加えて他方の電極に第４電圧を加えると、板状部材に加えられるトルク差が復帰トルクを上回り、板状部材が可動梁を変形させて揺動することを意味している。すなわち、端部と電極の間の距離がｄ０であって、離反距離ｄ２である場合よりも大きな静電引力が得られる状態であれば、第３電圧と第４電圧の電圧差が、可動梁の復帰トルクを上回る有効トルクを生み出すほどに大きいことを意味している。

（２）の関係について説明する。可動単位には、他の可動単位を選択して処理しても処理されず、その可動単位を選択して処理しない限りは処理されない性質が求められる。前記（１）の関係から、処理する可動単位の板状部材に第１電圧を印加すると、その可動単位に対する処理が可能となる。前記（２）の関係にあると、板状部材に第２電圧を印加しておく限り、第１電極と第２電極に印加する電圧と無関係に、第１電極と第２電極が板状部材に加えるトルクの差が可動梁の復帰トルクに満たないことから、板状部材は揺動せず、基板に平行な姿勢を維持する。すなわち、板状部材に第２電圧を印加しておく限り、他の可動単位の処理のために第１電極と第２電極に電圧を加えても、第２電圧が印加されている可動単位では板状部材が揺動しない。他の可動単位を選択して処理しても処理されず、その可動単位を選択して処理しない限りは処理されない性質が得られる。また可動単位には、処理済の可動単位を処理前の状態に復帰させられる性質が求められる。前記（２）の関係にあると、板状部材に第２電圧を印加すれば、第１電極と第２電極の電圧状態によらないで、板状部材を基板に平行な姿勢に復帰させることが可能となる。前記（１）の関係を利用して板状部材を揺動させるに先立って、板状部材を基板に平行な姿勢に復帰させることが可能となることから、端部と電極の間の距離がｄ０であって離反距離ｄ２である場合よりも大きな静電引力が得られる状態で、板状部材を揺動させる処理が可能となる。

（３）の関係について説明する。可動単位には、板状部材を揺動させたら、その板状部材を反対方向に揺動させる電圧を第１電極と第２電極に加えても、その揺動姿勢が反転しないことが好ましい。これが可能となれば、ある可動単位の揺動状態を切り換える処理をしてから他の可動単位の揺動状態を切り換える処理に移行する際に、処理済の可動単位に対して新たな処理を禁止する状態に切り換える必要がなくなるからである。第３電圧が第１電圧と第４電圧よりも大きい場合、前記（１）の関係から、板状部材に第１電圧を印加し、第１電極に第３電圧を印加し、第２電極に第４電圧を印加すると、板状部材は第１電極に接近してその距離がｄ１となり、板状部材は第２電極から離反してその距離がｄ２となる。ここで他の可動単位の処理のために第１電極に第３電圧を印加して第２電極に第４電圧を印加する場合、板状部材の揺動方向が反転することはない。それに対して、他の可動単位の処理のために第１電極に第４電圧を印加して第２電極に第３電圧を印加する場合に、板状部材の揺動方向が反転することがあれば、他の可動単位の揺動状態を切り換える前に処理済の可動単位に対して新たな処理を禁止する状態に切り換える必要が生じてしまう。板状部材と第１電極の距離がｄ１であり、板状部材と第２電極の距離がｄ２であれば、板状部材に第１電圧を印加し、第１電極に第４電圧を印加し、第２電極に第３電圧を印加しても、距離と電圧差の関係から、第１電極が板状部材に加えるトルクの方が、第２電極が板状部材に加えるトルクと可動梁の復帰トルク以上である関係が維持される。前記（３）の関係にあると、板状部材を揺動させたら、その板状部材を反対方向に揺動させる電圧を第１電極と第２電極に加えても、その揺動姿勢が反転しない性質が得られ、ある可動単位の揺動状態を切り換える処理をしてから他の可動単位の揺動状態を切り換えるまでの間に、処理済の可動単位に対して新たな処理を禁止する状態に切り換える必要がなくなる。

本願の装置では、（１）の関係により、板状部材に第１電圧を印加することによって第１電極と第２電極に印加する電圧によって板状部材を揺動可能な状態とし、（２）の関係により、板状部材に第２電圧を印加することによって第１電極と第２電極に印加する電圧によらないで板状部材を基板に平行な姿勢に戻すかあるいは基板に平行な姿勢に維持することができ、（３）の関係により、板状部材が揺動している可動単位の板状部材に第１電圧を印加し続けた状態で他の可動単位の処理のために第１電極と第２電極に板状部材の揺動方向を反転させる電圧を印加しても、板状部材の揺動方向が反転することがない。処理を終了した可動単位では、あらたな処理を禁止する状態に切り換えなくても、処理を終了したこと自体によって、あらたな処理が禁止される特性を得ることができる。

なお上記装置は、種々のアプリケーションを持つ。例えば、板状部材にミラーを形成することにより、光ビームの反射方向を変化させる光偏向装置を実現することができる。また板状部材と電極間の静電容量を変化させて記憶する記憶装置を実現することができる。また揺動する板状部材によって有接点スイッチを切り換えるリレー装置を実現することもできる。

上記の可動装置は、複数個の可動単位を組み合わせて用いるときに、その特性が有効に活用される。複数個の可動単位を備えている装置は、下記の構成を備えている。可動梁と板状部材と第１電極と第２電極で構成される可動単位の複数個が配置されており、各可動単位の第１電極が共通に駆動回路に接続されており、各可動単位の第２電極が共通に駆動回路に接続されており、各可動単位の板状部材が個別に駆動回路に接続されている。そして第３電圧と第１電圧との電圧差の方が、第４電圧と第１電圧との電圧差よりも大きい関係に調整されている。駆動回路は、板状部材が揺動している可動単位と、板状部材が揺動していない可動単位のうちの一つの可動単位を選択し、選択した可動単位の板状部材に第１電圧を印加し、その他の可動単位の板状部材に第２電圧を印加し、複数個の可動単位の第１電極に共通に第３電圧と第４電圧のうちの一方の電圧を印加するとともに、複数個の可動単位の第２電極に共通に第３電圧と第４電圧のうちの他方の電圧を印加する。すると、複数個の可動単位の中で、次の事象が生じる。
（ａ）板状部材が揺動していない可動単位のうちの一つであって板状部材に第１電圧が印加された可動単位では、第３電圧が印加された電極に接近する向きに板状部材が揺動し；
（ｂ）板状部材が揺動していない可動単位のうちのその他であって板状部材に第２電圧が印加された可動単位では、板状部材が揺動せず；
（ｃ）板状部材が揺動している可動単位であって板状部材に第１電圧が印加された可動単位では、板状部材が旧来の揺動姿勢を維持する。
駆動回路が、板状部材に第２電圧を印加した可動単位では、板状部材が基板に平行な姿勢に復帰する。

（ａ）の事象は、板状部材が揺動していない可動単位のうちから、処理対象の可動単位を選択して板状部材を揺動させる。具体的には、板状部材に第１電圧を印加し、第１電極に第３電圧と第４電圧のうちの一方の電圧を印加するとともに、第２電極に第３電圧と第４電圧のうちの他方の電圧を印加する。これにより、第３電圧が印加された電極に接近する向きに板状部材が揺動する。（ｂ）の事象は、板状部材が揺動していない可動単位であって、処理対象外の可動単位の板状部材を揺動させない。具体的には、処理対象外の可動単位の板状部材には第２電圧が印加される。この場合、第１電極に第３電圧と第４電圧のうちの一方の電圧を印加し、第２電極に他方の電圧を印加しても、板状部材に第２電圧が印加されている処理対象外の可動単位の板状部材は揺動しない。（ｃ）の事象は、板状部材が揺動済みの可動単位では揺動姿勢を保持して記憶する。具体的には、第１電圧が板状部材に印加されることで、揺動姿勢が維持される。例えば、板状部材に第１電圧を印加し、第１電極に第３電圧を印加し、第２電極に第４電圧を印加すると、板状部材は第１電極に接近する向きに揺動する。一旦揺動すると、板状部材に第１電圧を印加し続けている限り、その揺動方向が反転することはない。例えば他の可動単位の板状部材を揺動させるために、第１電極に第４電圧を印加し、第２電極に第３電圧を印加しても、第１電極に接近する向きに揺動した板状部材はその姿勢を維持する。さらに、駆動回路が板状部材に第２電圧を印加した可動単位では、板状部材が基板に平行な姿勢に復帰する。これによって、揺動した板状部材を揺動しない姿勢に復帰させることができる。

（ａ）および（ｂ）の事象を用いることによって、新たに選択された１つの可動単位の板状部材のみを揺動させ、まだ選択していない可動単位の板状部材を揺動させない動作を実現することができる。特定の可動単位を選択して板状部材を揺動させることができる。板状部材を揺動させると元に戻す処理をするまでは揺動した姿勢を維持する。本明細書ででは、板状部材を揺動させることを、処理する、書き込む、あるいは記憶させるということがある。（ｃ）の事象によって、他の可動単位の処理のためにすでに揺動している板状部材の揺動方向を反転させるための電圧を加えても、揺動済の板状部材が反転しないことから、他の可動単位を処理するに先立って、処理済みの可動単位に対する新たな処理を禁止する状態に切り換える必要がない。そして、板状部材に第２電圧を印加することにより、揺動済の板状部材を揺動前の姿勢に戻すことができる。以上によって、複数個の可動単位の第１電極に共通に電圧を印加し、複数個の可動単位の第２電極に共通に電圧を印加しながら、可動単位の一つずつに対して処理することが可能となり、他の可動単位を処理するに先立って処理済みの可動単位に対する新たな処理を禁止する状態に切り換える必要もない。複数個の可動単位で任意のパターンを形成することが可能となる。

本願の装置では、処理済の板状部材に印加する電圧を第１電圧から第２電圧へ切り換えてからでないと、新たな可動単位の板状部材に第１電圧を印加することができないという制約がない。これにより、複数個の可動単位を処理するのに要する時間を短縮することができ、駆動回路を簡単化することが可能となる。

本明細書で開示する技術は、可動単位の複数個が行方向と列方向にマトリクス状に配列されている場合に、特に有用である。この場合は、下記の構成とする。
（１）各々の可動単位が備える揺動軸は列方向に伸びている。
（２）列方向に並んだ可動単位の第１電極が共通に駆動回路に接続されている。
（３）列を異にする可動単位の第１電極が個別に駆動回路に接続されている。
（４）列方向に並んだ可動単位の第２電極が共通に駆動回路に接続されている。
（５）列を異にする可動単位の第２電極が個別に駆動回路に接続されている。
（６）行方向に並んだ可動単位の板状部材が共通に駆動回路に接続されている。
（７）行を異にする可動単位の板状電極が個別に駆動回路に接続されている。
また、駆動回路は、以下の動作を行う。
（Ａ）処理済の行とこれから処理する一つの行を選択し、選択された行に属する可動単位の板状部材に第１電圧を印加するとともに、それ以外の行に属する可動単位の板状部材に第２電圧を印加する。
（Ｂ）これから処理する一つの行のうち、第１電極に板状部材を接近させる列では第１電極に第３電圧を印加するとともに第２電極に第４電圧を印加し、第２電極に板状部材を接近させる列では第１電極に第４電圧を印加するとともに第２電極に第３電圧を印加する。
（Ｃ）所定時点で板状部材に印加されている電圧を第１電圧から第２電圧に切り換える。

上記によると、可動単位を行方向および列方向に配列することで、２次元のマトリクスが形成される。そして、一行ずつ板状部材の姿勢を切り換えることができる（書き込むことができる）。また、処理済みの行に第１電圧を印加し続けることで、書込み状態を記憶することができる。２次元のマトリクスに形成された可動単位で、任意のパターンを形成することができる。処理済の行に印加する電圧を第１電圧から第２電圧に切り換えてからでないと他の行に第１電圧を印加できないという制約がないことから、全部の可動単位に対する処理を完了するまでの時間が短縮化される。

上記において、第２電圧と第４電圧を接地電圧とすることができる。この場合、第２電圧を印加するとは、接地することを意味し、電圧を印加しないことを意味する。同様に、第４電圧を印加するとは、接地することを意味し、電圧を印加しないことを意味する。この場合、第１電圧が正電圧であれば第３電圧を負電圧とし、第１電圧が負電圧であれば第３電圧を正電圧とする。

本技術によれば、書込み時間を短縮することができ、駆動回路を簡単化することが可能となる。

本実施例の光偏向装置の上面図（その１）である。本実施例の光偏向装置の上面図（その２）である。本実施例の光偏向装置の断面図（その１）である。本実施例の光偏向装置の断面図（その２）である。本実施例の光偏向装置の断面図（その３）である。本実施例の光偏向装置の断面図（その４）である。本実施例の光偏向装置のタイミングチャートである。本実施例の光偏向装置の断面図（その５）である。本実施例の光偏向装置の断面図（その６）である。本実施例の光偏向装置の断面図（その７）である。本実施例１のマトリクス部の模式図（その１）である。本実施例１のマトリクス部の模式図（その２）である。本実施例１のマトリクス部の模式図（その３）である。本実施例１のマトリクス部の模式図（その４）である。本実施例１のマトリクス部の模式図（その５）である。本実施例２の光偏向装置のタイミングチャートである。本実施例２のマトリクス部の模式図（その１）である。本実施例２のマトリクス部の模式図（その２）である。本実施例２のマトリクス部の模式図（その３）である。本実施例２のマトリクス部の模式図（その４）である。

本発明に係る好ましい実施形態は、例えば、下記に列挙する特徴を備えた実施例によって具現化される。
（特徴１）駆動回路は、記憶していた揺動姿勢を１行ずつ水平状態へリセットした上で、新たな揺動姿勢を書き込む駆動方法（逐次リフレッシュ法）を行なう。
（特徴２）駆動回路は、マトリクス状に配列されている全ての可動単位について、記憶していた揺動姿勢を水平状態へリセットした上で、１行ずつ新たな揺動姿勢を書き込む駆動方法（一斉リフレッシュ法）を行なう。

図１および図２に、本実施例の光偏向装置１０の概略構成を示す。図１は、光偏向装置１０の上面図およびブロック図である。光偏向装置１０は、マトリクス部２０と、駆動回路３０を備えている。マトリクス部２０はＭＥＭＳ工程により作成され、駆動回路３０はＣＭＯＳ工程により作成される。このように、マトリクス部２０と駆動回路３０とを別工程で形成すことで、歩留まりが低下する事態などを防止することができる。よって、光偏向装置１０の作成コストを低減することが可能となる。

マトリクス部２０を説明する。例として、マトリクス部２０に、９個の可動単位Ｍ１１ないしＭ３３が、３行×３列のマトリクス形状に並んでいる場合を説明する。なお、マトリクス部２０に配列される可動単位は、３×３のマトリクス形状に限られず、Ｎ×Ｍ（Ｎ、Ｍは自然数）のマトリクス形状に拡張可能であることは言うまでもない。

第１列Ｃ１には、可動単位Ｍ１１、Ｍ２１、Ｍ３１が、同一平面上の列方向（ｙ方向）に３個配列されている。そして、一対の第１電極Ｔ１１および第２電極Ｔ１２が、可動単位Ｍ１１、Ｍ２１、Ｍ３１に共通に接続される。第１電極Ｔ１１および第２電極Ｔ１２は、ｙ方向（列方向）にレール状に平行に伸びた形状を有する。同様に、第２列Ｃ２には可動単位Ｍ１２、Ｍ２２、Ｍ３２が列方向に配列され、一対の第１電極Ｔ２１および第２電極Ｔ２２によって共通接続されている。また、第３列Ｃ３には可動単位Ｍ１３、Ｍ２３、Ｍ３３が列方向に配列され、一対の第１電極Ｔ３１および第２電極Ｔ３２によって共通接続されている。

第１行Ｒ１には、可動単位Ｍ１１、Ｍ１２、Ｍ１３が、行方向（ｘ方向）に３個配列されている。そして、第３電極Ｔ１３が、可動単位Ｍ１１、Ｍ１２、Ｍ１３に共通に接続される。同様に、第２行Ｒ２には可動単位Ｍ２１、Ｍ２２、Ｍ２３が行方向に配列され、第３電極Ｔ２３によって共通接続されている。また、第３行Ｒ３には可動単位Ｍ３１、Ｍ３２、Ｍ３３が行方向に配列され、第３電極Ｔ３３によって共通接続されている。

駆動回路３０を説明する。駆動回路３０は、ＣＰＵ３１、行ドライバ回路３２、列ドライバ回路３３を備える。ＣＰＵ３１は、行ドライバ回路３２および列ドライバ回路３３と通信可能に接続されている。行ドライバ回路３２には、第３電極Ｔ１３ないしＴ３３が接続される。第３電極Ｔ１３ないしＴ３３には、行ドライバ回路３２によって、バイアス電圧Ｖ１（−８．５（Ｖ））またはリセット電圧Ｖ２（０（Ｖ））が印加される。列ドライバ回路３３には、第１列Ｃ１の第１電極Ｔ１１および第２電極Ｔ１２、第２列Ｃ２の第１電極Ｔ２１および第２電極Ｔ２２、第３列Ｃ３の第１電極Ｔ３１および第２電極Ｔ３２が接続される。第１列Ｃ１に属する可動単位Ｍ１１、Ｍ２１、Ｍ３１では、後述するように、第１端部２４ａを第１電極Ｔ１１に近づくように揺動させる場合には、列ドライバ回路３３によって、第１電極Ｔ１１に近接電圧Ｖ３（３（Ｖ））が印加され、第２電極Ｔ１２に離反電圧Ｖ４（０（Ｖ））が印加される。一方、第２端部２４ｂを第２電極Ｔ１２に近づくように揺動させる場合には、列ドライバ回路３３によって、第２電極Ｔ１２に近接電圧Ｖ３（３（Ｖ））が印加され、第１電極Ｔ１１に離反電圧Ｖ４（０（Ｖ））が印加される。第２列Ｃ２と第３列Ｃ３についても同様であり、端部を接近させる側の電極に近接電圧Ｖ３（３（Ｖ））が印加され、端部が離反する側の電極には離反電圧Ｖ４（０（Ｖ））が印加される。なお、バイアス電圧Ｖ１が第１電圧に該当し、リセット電圧Ｖ２が第２電圧に該当し、近接電圧Ｖ３が第３電圧に該当し、離反電圧Ｖ４が第４電圧に該当する。

可動単位Ｍ１１ないしＭ３３の構成を説明する。なお、可動単位Ｍ１１ないしＭ３３は同一の構造である。よって例として、可動単位Ｍ１１の構成について、図２ないし図４を用いて説明する。図２は上面図である。図３はIII−III線断面図である。図４はIV−IV線断面図である。可動単位Ｍ１１は、基板２１、支持部２２ａおよび２２ｂ、可動梁２３ａおよび２３ｂ、板状部材２４、第１電極Ｔ１１、第２電極Ｔ１２、第３電極Ｔ１３を備えている。支持部２２ａおよび２２ｂは、基板２１に固定されているとともに基板２１から上方（ｚ方向）に伸びている。１対の可動梁２３ａおよび２３ｂは、１対の支持部２２ａおよび２２ｂの上端と板状部材２４とを接続している。１対の可動梁２３ａおよび２３ｂと板状部材２４は、基板２１から離反した高さに支持されている。１対の可動梁２３ａおよび２３ｂは剛性が低くされるため、捩れやすい可動梁とされている。

図２において、可動梁２３ａおよび２３ｂに沿って伸びる直線を、揺動軸Ａ１と定義する。揺動軸Ａ１は、ｙ方向（列方向）に伸びた形状とされる。板状部材２４は、揺動軸Ａ１を挟んで向かい合う第１端部２４ａと第２端部２４ｂを有している。また図４に示すように、第１電極Ｔ１１が、第１端部２４ａと対向する位置の基板２１上に、ｙ方向に伸びるように形成されている。そして板状部材２４の第１端部２４ａ側の下面には、第１電極Ｔ１１と対向して、第３電極Ｔ１３が形成されている。また、第２電極Ｔ１２が、第２端部２４ｂと対向する位置の基板２１上に、ｙ方向に伸びるように形成されている。そして板状部材２４の第２端部２４ｂ側の下面には、第２電極Ｔ１２と対向して、第３電極Ｔ１３が形成されている。

１対の可動梁２３ａおよび２３ｂは、板状部材２４を揺動軸Ａ１の周りに揺動可能に支持しているともに、板状部材２４を基板２１に平行な姿勢に復帰させる復帰力を発揮するものである。そして、第１端部２４ａまたは第２端部２４ｂにｚ軸方向の力を作用させると、可動部１０７は揺動軸Ａ１を中心として基板２１に対して揺動する。

図４ないし図６を用いて、板状部材２４の揺動姿勢を説明する。図４に示すように、板状部材２４が基板２１に平行な姿勢にあるときの第１端部２４ａと第１電極Ｔ１１の距離、および第２端部２４ｂと第２電極Ｔ１２の距離を、距離ｄ０と定義する。また、図５に示すように、第１端部２４ａが第１電極Ｔ１１に近づくように揺動した場合における、第１端部２４ａと第１電極Ｔ１１の距離を近接距離ｄ１と定義し、第２端部２４ｂと第２電極Ｔ１２の距離を離反距離ｄ２と定義する。そして、図５の姿勢を左側揺動姿勢と定義する。また、図６に示すように、第２端部２４ｂが第２電極Ｔ１２に近づくように揺動した場合における、第２端部２４ｂと第２電極Ｔ１２の距離を近接距離ｄ１と定義し、第１端部２４ａと第１電極Ｔ１１の距離を離反距離ｄ２と定義する。そして、図６の姿勢を右側揺動姿勢と定義する。

図５、図６に示すように、板状部材２４はシーソー構造を有して揺動する。そして、シーソー構造を有することにより、例えば第１端部２４ａが第１電極Ｔ１１に固着した場合には、逆側の第２端部２４ｂに静電引力を発生させることで、固着を解消することが可能とされる。

次に、光偏向装置１０の駆動方法について説明する。実施例１では、逐次リフレッシュの駆動方法が行なわれる場合を説明する。逐次リフレッシュは、記憶していた揺動姿勢を１行ずつ水平状態へリセットした上で、新たな揺動姿勢を書き込む駆動方法である。図７に、電圧ＶＴ１１ないしＶＴ３１、電圧ＶＴ１２ないしＶＴ３２、電圧ＶＴ１３ないしＶＴ３３のタイミングチャートを示す。電圧ＶＴ１１およびＶＴ１２は、第１列Ｃ１の一対の第１電極Ｔ１１および第２電極Ｔ１２に印加される電圧であり、３（Ｖ）または０（Ｖ）の何れかの値をとる電圧である。また、電圧ＶＴ２１およびＶＴ２２は、第２列Ｃ２の一対の第１電極Ｔ２１および第２電極Ｔ２２に印加される電圧であり、３（Ｖ）または０（Ｖ）の何れかの値をとる電圧である。また、電圧ＶＴ３１およびＶＴ３２は、第３列Ｃ３の一対の第１電極Ｔ３１および第２電極Ｔ３２に印加される電圧であり、３（Ｖ）または０（Ｖ）の何れかの値をとる電圧である。電圧ＶＴ１３ないしＶＴ３３は、第１行Ｒ１から第３行Ｒ３の第３電極Ｔ１３ないしＴ３３に印加される電圧であり、バイアス電圧Ｖ１（−８．５（Ｖ））またはリセット電圧Ｖ２（０（Ｖ））の値をとる電圧である。

逐次リフレッシュでは、駆動回路３０は、第１行Ｒ１ないし第３行Ｒ３を順番に１つずつ選択する。そして、選択した行に属する可動単位に対して、リセット動作、揺動動作、記憶動作の３つの動作を行なう。リセット動作は、板状部材２４を揺動していない平行状態へ戻す動作である。揺動動作は、平行状態の板状部材２４を、それぞれ所望の方向へ揺動させる動作である。このとき、選択していない行に属する可動単位の板状部材２４は、旧来の揺動姿勢が維持される。記憶動作は、次のリセット動作が行なわれるまで、板状部材２４の揺動姿勢を保つ動作である。

図７において、期間Ｐ１では第１行Ｒ１についてリセット動作および揺動動作が行なわれ、期間Ｐ２では第２行Ｒ２についてリセット動作および揺動動作が行なわれ、期間Ｐ３では第３行Ｒ３についてリセット動作および揺動動作が行なわれる。以下、期間Ｐ１での第１行Ｒ１のリセット動作および揺動動作について、図８ないし図１５を用いて詳細に説明する。なお、図１１ないし図１５は、マトリクス部２０における可動単位Ｍ１１ないしＭ３３の揺動姿勢を示す模式図である。

図１１に、時刻ｔ１におけるマトリクス部２０の揺動姿勢を示す。図１１の揺動姿勢は、第１行Ｒ１にリフレッシュを開始する前の状態である。図１１に示すように、全ての可動単位Ｍ１１ないしＭ３３について、右側揺動姿勢または左側揺動姿勢が維持されている。

時刻ｔ２（図７）において行なわれる、リセット動作を説明する。時刻ｔ２において、第３電極Ｔ１３に印加される電圧ＶＴ１３が、バイアス電圧Ｖ１（−８．５（Ｖ））からリセット電圧Ｖ２（０（Ｖ））に変更される。例として、可動単位Ｍ１１でのリセット動作を、図８を用いて説明する。このとき、第１端部２４ａの第３電極Ｔ１３と第１電極Ｔ１１との間の静電引力を静電引力Ｆ１１ａと定義し、第２端部２４ｂの第３電極Ｔ１３と第２電極Ｔ１２との間の静電引力を静電引力Ｆ１１ｂと定義する。すると、図８において板状部材２４を左回りに揺動させる合力Ｆ１１は、下式（１）で求められる。
Ｆ１１＝Ｆ１１ａ−Ｆ１１ｂ
＝（ｋ×（Ｖ２−Ｖ３）^２／ｄ１^２）−（ｋ×（Ｖ２−Ｖ４）^２／ｄ２^２）・・・式（１）
ここで係数ｋは、誘電率や電極面積などによって決まる係数である。そして、本願の可動単位Ｍ１１では、合力Ｆ１１によるトルクが可動梁２３ａおよび２３ｂの復帰トルクよりも小さくされるように、リセット電圧Ｖ２、近接電圧Ｖ３および離反電圧Ｖ４、近接距離ｄ１、離反距離ｄ２の関係が定められている。よって、可動梁２３ａおよび２３ｂの復帰トルクにより、板状部材２４が揺動していない状態へ戻り、平行状態で安定とされる。よって、図１２に示すように、可動単位Ｍ１１が水平状態へ戻る。なお、第１行Ｒ１に属する可動単位Ｍ１２およびＭ１３においても同様にして、リセット動作が行なわれる。よって、図１２に示すように、可動単位Ｍ１２およびＭ１３も水平状態へ戻る。

次に、時刻ｔ３および時刻ｔ４（図７）において行なわれる、揺動動作を説明する。例として、可動単位Ｍ１１を右側揺動姿勢に揺動する動作を、図９を用いて説明する。時刻ｔ３では、図９に示すように、板状部材２４は基板２１に平行な状態である。そして、第２電極Ｔ１２に近接電圧Ｖ３（＋３（Ｖ））を印加するとともに、第１電極Ｔ１１に離反電圧Ｖ４（０（Ｖ））を印加する。そして、時刻ｔ４において、第３電極Ｔ１３に印加される電圧が、リセット電圧Ｖ２（０（Ｖ））からバイアス電圧Ｖ１（−８．５（Ｖ））に変更される。このとき、第１端部２４ａの第３電極Ｔ１３と第１電極Ｔ１１との間の静電引力を静電引力Ｆ１２ａと定義し、第２端部２４ｂの第３電極Ｔ１３と第２電極Ｔ１２との間の静電引力を静電引力Ｆ１２ｂと定義する。すると、図９において板状部材２４を右回りに揺動させる合力Ｆ１２は、下式（２）で求められる。
Ｆ１２＝Ｆ１２ｂ−Ｆ１２ａ
＝（ｋ×（Ｖ１−Ｖ３）^２／ｄ０^２）−（ｋ×（Ｖ１−Ｖ４）^２／ｄ０^２）・・・式（２）
そして、本願の可動単位Ｍ１１では、合力Ｆ１２によるトルクが可動梁２３ａおよび２３ｂの復帰トルク以上となるように、バイアス電圧Ｖ１、近接電圧Ｖ３および離反電圧Ｖ４、距離ｄ０の関係が定められている。よって、第２端部２４ｂが第２電極Ｔ１２に近づくように、板状部材２４が図中右側へ揺動する。よって、図１３に示すように、可動単位Ｍ１１が図中右側へ揺動する。なお、第１行Ｒ１に属する可動単位Ｍ１２およびＭ１３においても同様にして、揺動動作が行なわれる。よって、図１３に示すように、可動単位Ｍ１２が図中右側へ揺動し、可動単位Ｍ１３が図中左側へ揺動する。

また、第１行Ｒ１の可動単位の揺動動作中における、第２行Ｒ２、第３行Ｒ３の可動単位の動作を説明する。時刻ｔ３（図７）において、第１電極Ｔ１１に印加される電圧が近接電圧Ｖ３から離反電圧Ｖ４へ入れ替えられるとともに、第２電極Ｔ１２に印加される電圧が離反電圧Ｖ４から近接電圧Ｖ３へ入れ替えられる。これにより、第１列Ｃ１に属する可動単位Ｍ１１、Ｍ２１、Ｍ３１に対して、共通に、右側揺動姿勢をとる旨の命令が伝達されることになる。しかし、後述するように、右側揺動姿勢をとる旨の命令はリフレッシュ済みの可動単位Ｍ１１のみに有効とされる。そして、リフレッシュされていない可動単位Ｍ２１およびＭ３１では、右側揺動姿勢をとる旨の命令が無視される。

リフレッシュされていない可動単位において、揺動姿勢の命令が無視される原理について説明する。例として、第２行Ｒ２に属する可動単位Ｍ２１での動作を、図１０を用いて説明する。可動単位Ｍ２１は、時刻ｔ３および時刻ｔ４において図中左側へ揺動した姿勢とされており、第３電極Ｔ２３によってバイアス電圧Ｖ１が板状部材２４に印加されている。

図１０において、第１端部２４ａについてみると、第１端部２４ａと第１電極Ｔ１１が近接距離ｄ１まで近づき、かつ、第３電極Ｔ２３にバイアス電圧Ｖ１（−８．５（Ｖ））が印加され、第１電極Ｔ１１に離反電圧Ｖ４（０（Ｖ））が印加されている。この場合の静電引力を近接時静電引力ＦＡと定義すると、近接時静電引力ＦＡは下式（３）で求められる。
ＦＡ＝ｋ×（Ｖ１−Ｖ４）^２／ｄ１^２・・・式（３）
一方、図１０において、第２端部２４ｂについてみると、第２端部２４ｂと第２電極Ｔ１２が離反距離ｄ２まで離れ、かつ、第３電極Ｔ２３にバイアス電圧Ｖ１が印加され、第２電極Ｔ１２に近接電圧Ｖ３（３（Ｖ））が印加されている。この場合の静電引力を離反時静電引力ＦＢと定義すると、離反時静電引力ＦＢは下式（４）で求められる。
ＦＢ＝ｋ×（Ｖ１−Ｖ３）^２／ｄ２^２・・・式（４）

そして、近接時静電引力ＦＡが板状部材２４に加えるトルクが、離反時静電引力ＦＢが板状部材２４に加えるトルクと可動梁２３ａおよび２３ｂの復帰トルク以上になれば、第３電極Ｔ２３にバイアス電圧Ｖ１を印加している限りは、その揺動姿勢を反転させるような近接電圧Ｖ３および離反電圧Ｖ４が第１電極Ｔ１１および第２電極Ｔ１２に入力されても、当該近接電圧Ｖ３および離反電圧Ｖ４を無視することができる。ここで、近接時静電引力ＦＡおよび離反時静電引力ＦＢが、可動梁２３ａおよび２３ｂの復帰トルクよりも十分に大きい場合には、可動梁２３ａおよび２３ｂの復帰トルクを無視することができる。よって、近接電圧Ｖ３および離反電圧Ｖ４を無視するための近接距離ｄ１、離反距離ｄ２、バイアス電圧Ｖ１、近接電圧Ｖ３、離反電圧Ｖ４の関係は、下式（５）により求められる。
ＦＡ＞ＦＢ
ｋ×（Ｖ１−Ｖ４）^２／ｄ１^２＞ｋ×（Ｖ１−Ｖ３）^２／ｄ２^２
ｄ２／ｄ１＞（Ｖ１−Ｖ３）／（Ｖ１−Ｖ４）・・・式（５）

ここで、近接距離ｄ１に対する離反距離ｄ２の比率（（離反距離ｄ２）／（近接距離ｄ１））を、距離比率ＤＲと定義する。また、バイアス電圧Ｖ１と離反電圧Ｖ４との電圧差に対する、バイアス電圧Ｖ１と近接電圧Ｖ３との電圧差の比率（（Ｖ１−Ｖ３）／（Ｖ１−Ｖ４））を、電圧比率ＶＲと定義する。式（５）より、近接時静電引力ＦＡと離反時静電引力ＦＢとの大小関係は、距離比率ＤＲと電圧比率ＶＲの大小関係で決定されることが分かる。

そして、本願の光偏向装置１０では、距離比率ＤＲが電圧比率ＶＲよりも大きくなるように、バイアス電圧Ｖ１、近接電圧Ｖ３、離反電圧Ｖ４、近接距離ｄ１、離反距離ｄ２の関係が定められている。すなわち静電引力において、電圧差よりも端部―電極間距離の方が支配的となるように、距離と電圧との関係が決められている。すると、板状部材２４の姿勢が一度決定してしまえば、第３電極Ｔ２３にバイアス電圧Ｖ１を印加している限り、第１電極Ｔ１１および第２電極Ｔ１２に姿勢を反転させるような電圧が印加されても、揺動姿勢が変化することがない。すなわち、第３電極Ｔ２３にバイアス電圧Ｖ１を印加した状態を維持することで、板状部材２４の姿勢を記憶することができる。

よって、図１３の例に示すように、第２行Ｒ２の可動単位Ｍ２１では、旧来の揺動姿勢が維持される。また、第２行Ｒ２の可動単位Ｍ２２およびＭ２３、第３行Ｒ３のＭ３１ないしＭ３３においても、同様にして、旧来の揺動姿勢が維持される。

時刻ｔ４以降（図７）の期間において行なわれる、記憶動作について説明する。例として、可動単位Ｍ１１での記憶動作を説明する。可動単位Ｍ１１の記憶動作は、第３電極Ｔ１３に印加される電圧がバイアス電圧Ｖ１（−８．５（Ｖ））に維持されることで行なわれる。これにより、可動単位Ｍ１１では、第１電極Ｔ１１および第２電極Ｔ１２に印加される電圧に係らず、右側揺動姿勢が維持される。なお、記憶動作は、上述した原理により行なわれるため、ここでは詳細な説明を省略する。これにより、期間Ｐ１における書き換えが完了する。

同様にして、期間Ｐ２（図７）において、第２行Ｒ２について書き換えが行なわれる。そして、図１４の例に示すように、第２行Ｒ２に属する可動単位のうち、可動単位Ｍ２２の揺動姿勢のみが左側揺動姿勢から右側揺動姿勢に変更される。また、期間Ｐ３において、第３行Ｒ３について書き換えが行なわれる。そして、図１５の例に示すように、第３行Ｒ３に属する可動単位のうち、可動単位Ｍ３１の揺動姿勢のみが右側揺動姿勢から左側揺動姿勢に変更される。これにより、可動単位Ｍ１１ないしＭ３３の各々を、ディスプレイデータに対応した姿勢に制御することで、１フレーム分のディスプレイフレームをセットすることができる。そして、所定の周波数でディスプレイフレームを書き換える動作が行なわれることで、プロジェクタ等の画像形成装置に搭載する光偏向装置が実現される。

実施例１に係る光偏向装置１０の効果を説明する。実施例１の光偏向装置１０では、電圧差よりも端部―電極間距離の方が支配的となるように、バイアス電圧Ｖ１、近接電圧Ｖ３、離反電圧Ｖ４、近接距離ｄ１、離反距離ｄ２の関係が定められている。これにより、第３電極にバイアス電圧Ｖ１を印加した状態を維持することで、板状部材２４の姿勢を記憶することができる。よって、複数行の第３電極に同時にバイアス電圧Ｖ１を印加した状態を許容することができる。すると、ある行の第３電極に印加する電圧をバイアス電圧Ｖ１からリセット電圧Ｖ２へ遷移してからでないと、他の行の第３電極にバイアス電圧Ｖ１を印加することができない、という事態が発生しない。これにより、複数行の第３電極の間でバイアス電圧Ｖ１を印加するタイミングを制御する必要がないため、制御を簡略化できる結果、行ドライバ回路３２などの駆動回路の規模を縮小することが可能となる。

また、マトリクス部２０の駆動速度は、第３電極に印加される電圧の昇降時間と、板状部材２４の揺動動作の応答時間で決まる。そして実施例１の光偏向装置１０では、複数行の第３電極に同時にバイアス電圧Ｖ１を印加した状態を許容することができる。すると、ある行の第３電極に印加される電圧をバイアス電圧Ｖ１からリセット電圧Ｖ２にしてから、他の第３電極に印加される電圧をリセット電圧Ｖ２からバイアス電圧Ｖ１にするまでの間に、時間マージンが不要となるため、第３電極に印加される電圧の昇降時間を短くすることができる。よって、マトリクス部２０の駆動速度を高めることが出来る。

実施例２を説明する。実施例２では、一斉リフレッシュの駆動方法が行なわれる場合を説明する。一斉リフレッシュは、マトリクス部２０の全ての可動単位について、記憶していた揺動姿勢を水平状態へリセットした上で、１行ずつ新たな揺動姿勢を書き込む駆動方法である。なお、マトリクス部２０や駆動回路３０の構造は実施例１と同様であるため、ここでは詳細な説明は省略する。

図１６に、電圧ＶＴ１１ないしＶＴ３１、電圧ＶＴ１２ないしＶＴ３２、電圧ＶＴ１３ないしＶＴ３３のタイミングチャートを示す。一斉リフレッシュでは、駆動回路３０は、第１行Ｒ１ないし第３行Ｒ３について一斉リセット動作を行なう。そして、駆動回路３０は、第１行Ｒ１ないし第３行Ｒ３を順番に１つずつ選択し、選択した行に属する可動単位に対して、揺動動作および記憶動作を行なう。図１６において、時刻ｔ１１ではリフレッシュが行なわれ、期間Ｐ１１では第１行Ｒ１について揺動動作が行なわれ、期間Ｐ１２では第２行Ｒ２について揺動動作が行なわれ、期間Ｐ１３では第３行Ｒ３について揺動動作が行なわれる。なお、図１７ないし図２０は、マトリクス部２０における可動単位Ｍ１１ないしＭ３３の揺動姿勢を示す模式図である。

時刻ｔ１１（図１６）において行なわれる、一斉リセット動作を説明する。時刻ｔ１１において、電圧ＶＴ１３ないしＶＴ３３が、バイアス電圧Ｖ１（−８．５（Ｖ））からリセット電圧Ｖ２（０（Ｖ））に変更される。よって、図１７に示すように、全ての可動単位Ｍ１１ないしＭ３３の姿勢が、水平状態にリセットされる。

次に、時刻ｔ１２および時刻ｔ１３において行なわれる、揺動動作を説明する。例として、可動単位Ｍ１１を左側揺動姿勢に揺動する動作を説明する。時刻ｔ１２では、第１電極Ｔ１１に近接電圧Ｖ３（＋３（Ｖ））が印加されるとともに、第２電極Ｔ１２に離反電圧Ｖ４（０（Ｖ））が印加される。そして、時刻ｔ１３において、第３電極Ｔ１３に印加される電圧が、リセット電圧Ｖ２（０（Ｖ））からバイアス電圧Ｖ１（−８．５（Ｖ））に変更される。よって、図１８に示すように、可動単位Ｍ１１が図中左側へ揺動する。なお、第１行Ｒ１に属する可動単位Ｍ１２およびＭ１３においても同様にして、可動単位Ｍ１２が図中左側へ揺動し、可動単位Ｍ１３が図中右側へ揺動する。これにより、期間Ｐ１１における第１行Ｒ１についての揺動動作が完了する。

また、期間Ｐ１１における、第２行Ｒ２の可動単位Ｍ２１および第３行Ｒ３の可動単位Ｍ３１の動作を説明する。期間Ｐ１１では、可動単位Ｍ２１およびＭ３１の板状部材２４にはリセット電圧Ｖ２が印加されている。また、可動単位Ｍ２１およびＭ３１の板状部材２４は基板２１に平行な姿勢とされており、第１端部２４ａと第１電極Ｔ１１の距離、および第２端部２４ｂと第２電極Ｔ１２の距離は、ともに距離ｄ０とされている。時刻ｔ１２において、第１電極Ｔ１１に近接電圧Ｖ３（＋３（Ｖ））が印加されるとともに、第２電極Ｔ１２に離反電圧Ｖ４（０（Ｖ））が印加される。よって、第１列Ｃ１に属する可動単位Ｍ１１、Ｍ２１、Ｍ３１に対して、共通に、左側揺動姿勢をとる旨の命令が伝達される。しかし、本願の可動単位Ｍ１１ないしＭ３３では、前述の通り、リセット電圧Ｖ２が板状部材２４に印加されているときに発生するトルクが、可動梁２３ａおよび２３ｂの復帰力よりも小さくされるように、リセット電圧Ｖ２、近接電圧Ｖ３および離反電圧Ｖ４、距離ｄ０の関係が定められている。よって、リセット電圧Ｖ２を板状部材２４に印加しておく限り、第１電極Ｔ１１と第２電極Ｔ１２に印加する電圧と無関係に、板状部材２４は揺動せず、基板２１に平行な姿勢を維持する。すなわち、可動単位Ｍ１１の処理のために第１電極Ｔ１１と第２電極Ｔ１２に電圧を加えても、リセット電圧Ｖ２が印加されている可動単位Ｍ２１およびＭ３１では板状部材２４が揺動しない。なお、可動単位Ｍ２２、Ｍ３２、Ｍ２３、Ｍ３３についても同様にして、板状部材２４が揺動しない。よって、図１８に示すように、第２行Ｒ２の可動単位Ｍ２１ないしＭ２３、および第３行Ｒ３の可動単位Ｍ３１ないしＭ３３の姿勢が、水平状態に維持される。

同様にして、期間Ｐ１２（図１６）において、第２行Ｒ２について揺動動作が行なわれる。そして、図１９の例に示すように、第２行Ｒ２に属する可動単位が左側揺動姿勢または右側揺動姿勢に設定される。また、期間Ｐ１３において、第３行Ｒ３について揺動動作が行なわれる。そして、図２０の例に示すように、第３行Ｒ３に属する可動単位が左側揺動姿勢または右側揺動姿勢に設定される。

実施例２の効果を説明する。実施例２における一斉リフレッシュの駆動方法においても、複数行の第３電極に同時にバイアス電圧Ｖ１を印加した状態を許容することができる。これにより、複数行の第３電極の間でバイアス電圧Ｖ１を印加するタイミングを制御する必要がないため、制御を簡略化できる結果、行ドライバ回路３２などの駆動回路の規模を縮小することが可能となる。またこれにより、ある行の第３電極に印加される電圧をバイアス電圧Ｖ１からリセット電圧Ｖ２にしてから、他の第３電極に印加される電圧をリセット電圧Ｖ２からバイアス電圧Ｖ１にするまでの間に、時間マージンが不要となるため、第３電極に印加される電圧の昇降時間を短くすることができる。

以上、本願の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

本願では、光偏向装置を例として説明したが、この形態に限られない。例えば、板状部材２４と第１電極Ｔ１１の間の静電容量や、板状部材２４と第２電極Ｔ１２との間の静電容量を検知することで、記憶状態を呼び出す記憶装置として機能させることが可能である。また、第３電極Ｔ１３の接続先を、第１電極Ｔ１１と第２電極Ｔ１２との間で物理的に切り替えるリレー装置として機能させることも可能である。

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０光偏向装置
２０マトリクス部
２４板状部材
２４ａ第１端部
２４ｂ第２端部
３０駆動回路
ｄ０距離
ｄ１近接距離
ｄ２離反距離
Ｖ１バイアス電圧
Ｖ２リセット電圧
Ｖ３近接電圧
Ｖ４離反電圧
Ｍ１１ないしＭ３３可動単位
Ｔ１１ないしＴ３１第１電極
Ｔ１２ないしＴ３２第２電極
Ｔ１３ないしＴ３３第３電極

Claims

駆動回路と複数個の可動単位を備えており、
可動単位の各々は、基板と支持部と可動梁と板状部材と第１電極と第２電極を備えており、
支持部は、基板に固定されているとともに基板から上方に伸びており、
可動梁は、支持部と板状部材を接続しており、板状部材を揺動軸の周りに揺動可能に支持しているともに、板状部材を基板に平行な姿勢に復帰させる復帰トルクを発揮し、
板状部材は、揺動軸を挟んで向かい合う第１端部と第２端部を有しているとともに、少なくとも一部が導電体で形成されており、
第１電極は、第１端部と対向する位置の基板上に形成されており、
第２電極は、第２端部と対向する位置の基板上に形成されており、
各可動単位の第１電極が共通に駆動回路に接続されており、
各可動単位の第２電極が共通に駆動回路に接続されており、
各可動単位の板状部材が個別に駆動回路に接続されており、
駆動回路は、複数個の可動単位のうちの一つの可動単位を選択し、選択した可動単位の板状部材に第１電圧を印加し、その他の可動単位の板状部材に第２電圧を印加し、複数個の可動単位の第１電極に共通に第３電圧と第４電圧のうちの一方の電圧を印加するとともに、複数個の可動単位の第２電極に共通に第３電圧と第４電圧のうちの他方の電圧を印加し、
第３電圧と第１電圧との電圧差の方が、第４電圧と第１電圧との電圧差より大きく、
板状部材が基板に平行な姿勢にあるときの第１端部と第１電極の距離と第２端部と第２電極の距離をｄ０とし、板状部材が揺動して第１端部と第１電極の距離が接近したときの近接距離をｄ１とするとともに第２端部と第２電極の距離が離れたときの離反距離をｄ２とし、板状部材が反対向きに揺動して第２端部と第２電極の距離が接近したときの近接距離をｄ１とするとともに第１端部と第１電極の距離が離れたときの離反距離をｄ２としたときに、第１電圧ないし第４電圧が以下の（１）ないし（３）の関係を満たしており、複数個の可動単位の中で、板状部材の揺動状態を制御可能な装置：
（１）第１端部と第１電極の距離と第２端部と第２電極の距離がｄ０であり、板状部材に第１電圧を印加し、第１電極と第２電極のうちの一方に第３電圧を印加するとともに、第１電極と第２電極のうちの他方に第４電圧を印加した可動単位では、第３電圧を印加された電極が板状部材に加えるトルクから第４電圧を印加された電極が板状部材に加えるトルクを引いた差分が前記復帰トルク以上であり、
（２）板状部材に第２電圧を印加し、第１電極と第２電極のうちの一方に第３電圧を印加するとともに、第１電極と第２電極のうちの他方に第４電圧を印加した可動単位では、第１電極と第２電極が板状部材に加えるトルクの差が前記復帰トルクに満たず、
（３）第１端部と第１電極の距離がｄ１であり、第２端部と第２電極の距離がｄ２であり、板状部材に第１電圧を印加し、第１電極に第４電圧を印加するとともに、第２電極に第３電圧を印加した可動単位では、第１電極が板状部材に加えるトルクから第２電極が板状部材に加えるトルクを引いた差分が前記復帰トルク以上であり、
第２端部と第２電極の距離がｄ１であり、第１端部と第１電極の距離がｄ２であり、板状部材に第１電圧を印加し、第２電極に第４電圧を印加するとともに、第１電極に第３電圧を印加した可動単位では、第２電極が板状部材に加えるトルクから第１電極が板状部材に加えるトルクを引いた差分が前記復帰トルク以上である。
請求項１に記載の駆動回路と複数個の可動単位を備えており、
駆動回路の動作に応じて、複数個の可動単位の中で、次の事象が生じて板状部材の揺動状態を制御可能な装置：
（ａ）板状部材が揺動していない可動単位のうちの一つであって板状部材に第１電圧が印加された可動単位では、第３電圧が印加された電極に接近する向きに板状部材が揺動し；
（ｂ）板状部材が揺動していない可動単位のうちのその他であって板状部材に第２電圧が印加された可動単位では、板状部材が揺動せず；
（ｃ）板状部材が揺動している可動単位であって板状部材に第１電圧が印加された可動単位では、板状部材が旧来の揺動姿勢を維持し；
（ｄ）板状部材が揺動している可動単位であって板状部材に第２電圧が印加された可動単位では、板状部材が基板に平行な姿勢に復帰する。
請求項１または２に記載の可動単位の複数個が列を形成し、その列の複数個が行を形成して、可動単位が行方向と列方向にマトリクス状に配列され、
各々の可動単位が備える前記揺動軸は列方向に伸びた形状とされ、
列方向に並んだ可動単位の第１電極が共通に駆動回路に接続されているとともに、列を異にする可動単位の第１電極が個別に駆動回路に接続されており、
列方向に並んだ可動単位の第２電極が共通に駆動回路に接続されているとともに、列を異にする可動単位の第２電極が個別に駆動回路に接続されており、
行方向に並んだ可動単位の板状部材が共通に駆動回路に接続されているとともに、行を異にする可動単位の板状電極が個別に駆動回路に接続されており、
前記駆動回路は、
（Ａ）処理済の行とこれから処理する一つの行を選択し、選択された行に属する可動単位の板状部材に第１電圧を印加するとともに、それ以外の行に属する可動単位の板状部材に第２電圧を印加し、
（Ｂ）これから処理する一つの行のうち、第１電極に板状部材を接近させる列では第１電極に第３電圧を印加するとともに第２電極に第４電圧を印加し、第２電極に板状部材を接近させる列では第１電極に第４電圧を印加するとともに第２電極に第３電圧を印加し、
（Ｃ）所定時点で板状部材に印加されている電圧を第１電圧から第２電圧に切り換える
ことを特徴とする板状部材の揺動状態を制御可能な装置。
第２電圧と第４電圧は接地電圧であり、第１電圧が正電圧であれば第３電圧が負電圧であり、第１電圧が負電圧であれば第３電圧が正電圧であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の装置。