專利名稱：：用于測(cè)量和表征干涉式調(diào)制器的方法用于測(cè)量和表征干涉式調(diào)制器的方法相關(guān)申請(qǐng)案的交叉參考本申請(qǐng)案主張2008年2月11日申請(qǐng)的第61/027，781號(hào)和2008年9月30日申請(qǐng)的第61/101，632號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案的優(yōu)先權(quán)，所述申請(qǐng)案中的每一者的揭示內(nèi)容的全文并入本文中。
背景技術(shù)：
：微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)包含微機(jī)械元件、激活器和電子元件?？墒褂贸练e、蝕刻和/或其它蝕刻掉襯底和/或已沉積材料層的部分或者添加層以形成電裝置和機(jī)電裝置的微機(jī)械加工工藝來(lái)產(chǎn)生微機(jī)械元件。一種類(lèi)型的MEMS裝置稱為干涉式調(diào)制器。如本文所使用，術(shù)語(yǔ)“干涉式調(diào)制器”或“干涉式光調(diào)制器”指的是一種使用光學(xué)干涉原理選擇性地吸收且/或反射光的裝置。在某些實(shí)施例中，干涉式調(diào)制器可包括一對(duì)導(dǎo)電板，其中之一或兩者可能整體或部分透明且/或具有反射性，且能夠在施加適當(dāng)電信號(hào)時(shí)進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在特定實(shí)施例中，一個(gè)板可包括沉積在襯底上的固定層，且另一個(gè)板可包括通過(guò)氣隙與固定層分離的金屬薄膜。如本文更詳細(xì)描述，一個(gè)板相對(duì)于另一個(gè)板的位置可改變?nèi)肷湓诟缮媸秸{(diào)制器上的光的光學(xué)干涉。這些裝置具有廣泛范圍的應(yīng)用，且在此項(xiàng)技術(shù)中利用且/或修改這些類(lèi)型的裝置的特性以使得其特征可被發(fā)掘用于改進(jìn)現(xiàn)有產(chǎn)品和創(chuàng)建尚未開(kāi)發(fā)的新產(chǎn)品將是有益的。
發(fā)明內(nèi)容在另一方面中，提供一種表征微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)裝置的行為的方法，所述方法包含向MEMS裝置施加驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)，其中所述MEMS裝置包含可移動(dòng)層；測(cè)量依據(jù)時(shí)間而變的經(jīng)過(guò)所述MEMS裝置的電流；將電流對(duì)一時(shí)間周期積分；以及基于所積分的電流確定所述MEMS裝置的操作特性。在另一方面中，提供一種表征微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)裝置的動(dòng)態(tài)行為的方法，所述方法包含向MEMS裝置施加驅(qū)動(dòng)電壓持續(xù)第一時(shí)間周期，所述MEMS裝置包含可移動(dòng)電極和固定電極；在第二時(shí)間周期內(nèi)測(cè)量依據(jù)時(shí)間而變的經(jīng)過(guò)所述MEMS裝置的電流，所述第二時(shí)間周期包含所述第一時(shí)間周期的至少一部分；以及基于電流的積分確定所述MEMS裝置的動(dòng)態(tài)行為。在另一方面中，提供一種確定微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)裝置的可移動(dòng)層上施加的阻尼力的方法，所述方法包含向MEMS裝置施加驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)，其中所述MEMS裝置包含可移動(dòng)層，且其中所述驅(qū)動(dòng)電壓致使所述可移動(dòng)層移動(dòng)；測(cè)量依據(jù)時(shí)間而變的經(jīng)過(guò)所述MEMS裝置的電流；將電流對(duì)一時(shí)間周期積分；以及基于所積分的電流確定可移動(dòng)層上施加的阻尼力。在另一方面中，提供一種裝置，其包含微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)裝置，其包含可移動(dòng)層；以及經(jīng)配置以進(jìn)行以下操作的電路向MEMS裝置施加驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)以引發(fā)所述可移動(dòng)層的移動(dòng)；測(cè)量依據(jù)時(shí)間而變的經(jīng)過(guò)所述MEMS裝置的電流；將電流對(duì)一時(shí)間周期積分；以及基于所積分的電流確定MEMS裝置的行為特性。在另一方面中，提供一種裝置，其包含用于引發(fā)MEMS裝置的可移動(dòng)層的移動(dòng)的裝置；用于測(cè)量經(jīng)過(guò)所述MEMS裝置的電流的裝置；用于將電流對(duì)一時(shí)間周期積分的裝置；以及用于基于所積分的電流表征MEMS裝置的行為的裝置。圖1是描繪干涉式調(diào)制器顯示器的一個(gè)實(shí)施例的一部分的等角視圖，其中第一干涉式調(diào)制器的可移動(dòng)反射層處于松弛位置，且第二干涉式調(diào)制器的可移動(dòng)反射層處于激活位置。圖2是說(shuō)明并入有3X3干涉式調(diào)制器顯示器的電子裝置的一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)框圖。圖3是圖1的干涉式調(diào)制器的一個(gè)示范性實(shí)施例的可移動(dòng)鏡位置與所施加電壓的圖。圖4是可用于驅(qū)動(dòng)干涉式調(diào)制器顯示器的一組行和列電壓的說(shuō)明。圖5A說(shuō)明圖2的3X3干涉式調(diào)制器顯示器中的顯示數(shù)據(jù)的一個(gè)示范性幀。圖5B說(shuō)明可用于寫(xiě)入圖5A的幀的行和列信號(hào)的一個(gè)示范性時(shí)序圖。圖6A和圖6B是說(shuō)明包括多個(gè)干涉式調(diào)制器的視覺(jué)顯示器裝置的實(shí)施例的系統(tǒng)框圖。圖7A是圖1的裝置的橫截面。圖7B是干涉式調(diào)制器的替代實(shí)施例的橫截面。圖7C是干涉式調(diào)制器的另一替代實(shí)施例的橫截面。圖7D是干涉式調(diào)制器的又一替代實(shí)施例的橫截面。圖7E是干涉式調(diào)制器的額外替代實(shí)施例的橫截面。圖8A是當(dāng)將恒定電流施加到干涉式調(diào)制器時(shí)依據(jù)時(shí)間而變的干涉式調(diào)制器上的電壓的曲線，其包含其中干涉式調(diào)制器被激活的轉(zhuǎn)變周期。圖8B是針對(duì)某一范圍的源電流的在圖8A的轉(zhuǎn)變周期期間的電壓與時(shí)間的曲線，其說(shuō)明依據(jù)源電流而變的響應(yīng)變化。圖8C是針對(duì)特定源電流的在圖8A的轉(zhuǎn)變周期期間的電壓與時(shí)間的曲線。圖9是圖8A的電壓的變化速率與電壓的曲線。圖10是包括與電阻器和干涉式調(diào)制器串聯(lián)的電壓源的電路的示意圖。圖IlA是干涉式調(diào)制器陣列的激活和松弛期間的電壓與電荷的曲線。圖IlB是較小數(shù)目的干涉式調(diào)制器的激活期間的電壓與時(shí)間的曲線。圖12A是干涉式調(diào)制器上的方形驅(qū)動(dòng)電壓和測(cè)得的電壓的曲線，其中驅(qū)動(dòng)波形跨越干涉式調(diào)制器的正滯后窗。圖12B是干涉式調(diào)制器上的方形驅(qū)動(dòng)電壓和測(cè)得的電壓的曲線，其中驅(qū)動(dòng)波形跨越干涉式調(diào)制器的正和負(fù)滯后窗兩者。圖12C是替代性驅(qū)動(dòng)電壓的曲線，其中所述電壓在三個(gè)不同電壓處保持大體上恒定持續(xù)數(shù)個(gè)時(shí)間周期。圖13A-13C是可用于表征干涉式調(diào)制器的電路的示意圖。圖14是說(shuō)明施加到干涉式調(diào)制器的驅(qū)動(dòng)階躍信號(hào)和作為響應(yīng)的測(cè)得的電流的曲線。圖15A是說(shuō)明施加到干涉式調(diào)制器的正弦驅(qū)動(dòng)信號(hào)、作為響應(yīng)的測(cè)得的電流以及測(cè)得的電流的傅里葉變換的曲線，其中干涉式調(diào)制器的響應(yīng)為高度線性的。圖15B是說(shuō)明施加到干涉式調(diào)制器的正弦驅(qū)動(dòng)信號(hào)、作為響應(yīng)的測(cè)得的電流以及測(cè)得的電流的傅里葉變換的曲線，其中干涉式調(diào)制器的響應(yīng)為高度非線性的。圖16是包括與電阻器和干涉式調(diào)制器串聯(lián)的電壓源的電路的示意表示，其中干涉式調(diào)制器經(jīng)建模為平行板電容器和彈簧。圖17A是依據(jù)時(shí)間而變的驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)的曲線。圖17B是當(dāng)施加圖17A的驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)依據(jù)時(shí)間而變的干涉式調(diào)制器的位置的曲線。圖17C是當(dāng)施加圖17A的驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)依據(jù)時(shí)間而變的干涉式調(diào)制器上的電荷的曲線。圖17D是當(dāng)施加圖17A的驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)依據(jù)時(shí)間而變的經(jīng)過(guò)干涉式調(diào)制器的電流的曲線。圖17E是當(dāng)施加圖17A的驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)依據(jù)時(shí)間而變的干涉式調(diào)制器上的電壓的曲線。圖18A是依據(jù)時(shí)間而變的驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)的曲線，其中所述驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)比圖17A的驅(qū)動(dòng)信號(hào)更快地增加到最大值。圖18B是當(dāng)施加圖18A的驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)依據(jù)時(shí)間而變的干涉式調(diào)制器上的電壓的曲線。圖18C是當(dāng)施加圖18A的驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)依據(jù)時(shí)間而變的干涉式調(diào)制器的位置的曲線。圖18D是當(dāng)施加圖18A的驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)依據(jù)時(shí)間而變的干涉式調(diào)制器上的電荷的曲線。圖18E是當(dāng)施加圖18A的驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)依據(jù)時(shí)間而變的經(jīng)過(guò)干涉式調(diào)制器的電流的曲線。圖18F是圖18E的電流信號(hào)的傅里葉變換的曲線。圖19A是當(dāng)施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)和干涉式調(diào)制器上的電壓的曲線，其中較大電阻器與干涉式調(diào)制器串聯(lián)。圖19B是當(dāng)施加圖19A的驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)依據(jù)時(shí)間而變的干涉式調(diào)制器的位置的曲線。圖19C是當(dāng)施加圖19A的驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)依據(jù)時(shí)間而變的干涉式調(diào)制器上的電荷的曲線。圖19D是當(dāng)施加圖19A的驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)依據(jù)時(shí)間而變的經(jīng)過(guò)干涉式調(diào)制器的電流的曲線。圖19E是圖19D的電流信號(hào)的傅里葉變換的曲線。圖20A是當(dāng)在具有不同大氣壓力的兩個(gè)環(huán)境中激活時(shí)依據(jù)時(shí)間而變的經(jīng)過(guò)干涉式調(diào)制器的測(cè)得的電流的曲線。圖20B是當(dāng)在具有不同大氣壓力的兩個(gè)環(huán)境中釋放時(shí)依據(jù)時(shí)間而變的經(jīng)過(guò)干涉式調(diào)制器的測(cè)得的電流的曲線。圖21是可用于驅(qū)動(dòng)并且表征干涉式調(diào)制器的電路的示意圖。圖22A是依據(jù)時(shí)間而變的驅(qū)動(dòng)電壓的曲線，其中驅(qū)動(dòng)電壓用已知隨機(jī)或偽隨機(jī)調(diào)制信號(hào)來(lái)調(diào)制。圖22B是當(dāng)施加圖21A的驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)經(jīng)過(guò)干涉式調(diào)制器的測(cè)得的電流的曲線。圖22C是當(dāng)施加圖21A的驅(qū)動(dòng)信號(hào)且引入加性噪聲時(shí)經(jīng)過(guò)干涉式調(diào)制器的測(cè)得的電流的曲線。圖22D是在使用與調(diào)制信號(hào)有關(guān)的信號(hào)來(lái)解調(diào)之后圖21B的電流的曲線。圖22E是在使用與調(diào)制信號(hào)有關(guān)的信號(hào)來(lái)解調(diào)之后圖21C的電流的曲線。具體實(shí)施例方式以下詳細(xì)描述是針對(duì)某些特定實(shí)施例。然而，本文的教示可以許多不同方式來(lái)應(yīng)用。在本描述內(nèi)容中參看了附圖，在附圖中相同部分始終用相同標(biāo)號(hào)表示。所述實(shí)施例可實(shí)施在經(jīng)配置以顯示不論運(yùn)動(dòng)(例如，視頻)還是固定(例如，靜止圖像)的且不論文字還是圖畫(huà)的圖像的任何裝置中。更明確地說(shuō)，預(yù)期所述實(shí)施例可實(shí)施在多種電子裝置中或與多種電子裝置相關(guān)聯(lián)，所述多種電子裝置例如為(但不限于)移動(dòng)電話、無(wú)線裝置、個(gè)人數(shù)據(jù)助理(PDA)、手持式或便攜式計(jì)算機(jī)、GPS接收器/導(dǎo)航儀、相機(jī)、MP3播放器、攝像機(jī)、游戲控制臺(tái)、手表、時(shí)鐘、計(jì)算器、電視監(jiān)視器、平板顯示器、計(jì)算機(jī)監(jiān)視器、汽車(chē)顯示器(例如，里程表顯示器等)、座艙控制器和/或顯示器、相機(jī)視圖的顯示器(例如，車(chē)輛中的后視相機(jī)的顯示器)、電子相片、電子廣告牌或指示牌、投影儀、建筑結(jié)構(gòu)、包裝和美學(xué)結(jié)構(gòu)(例如，一件珠寶上的圖像顯示器)。具有與本文中描述的裝置類(lèi)似的結(jié)構(gòu)的MEMS裝置也可用于例如電子切換裝置等非顯示器應(yīng)用中。干涉式調(diào)制器和類(lèi)似MEMS裝置的性質(zhì)的準(zhǔn)確表征促進(jìn)此類(lèi)裝置的質(zhì)量控制和適當(dāng)操作以及將來(lái)裝置的設(shè)計(jì)。明確地說(shuō)，裝置的電表征可在不需要光學(xué)測(cè)量設(shè)備的情況下實(shí)現(xiàn)此類(lèi)裝置的測(cè)量，從而減小測(cè)試設(shè)備的復(fù)雜性。在某些實(shí)施例中，此類(lèi)裝置的表征可使用特定測(cè)試電路進(jìn)行，而在其它實(shí)施例中，用于執(zhí)行表征的電路可集成到裝置的驅(qū)動(dòng)電路中。如此，驅(qū)動(dòng)電路可使用表征來(lái)在運(yùn)行中修改或調(diào)整預(yù)定驅(qū)動(dòng)方案。在某些實(shí)施例中，可在驅(qū)動(dòng)干涉式調(diào)制器的同時(shí)測(cè)量干涉式調(diào)制器上的電壓測(cè)量，以便通過(guò)識(shí)別轉(zhuǎn)變電壓而表征干涉式調(diào)制器。在其它實(shí)施例中，可在操作期間測(cè)量經(jīng)過(guò)干涉式調(diào)制器的電流以提供干涉式調(diào)制器的動(dòng)態(tài)行為的指示。在特定實(shí)施例中，這可通過(guò)將測(cè)得的電流積分或通過(guò)對(duì)測(cè)得的電流執(zhí)行頻率分析來(lái)進(jìn)行。此頻率分析可用于表征干涉式調(diào)制器的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)機(jī)械性質(zhì)，或提供關(guān)于干涉式調(diào)制器的滯后行為的信息。在其它實(shí)施例中，可通過(guò)使驅(qū)動(dòng)信號(hào)與相關(guān)信號(hào)相關(guān)來(lái)分析干涉式調(diào)制器的電容。在其它實(shí)施例中，可使用擴(kuò)展頻譜分析來(lái)使噪聲或干擾對(duì)表征過(guò)程的影響最小化。圖1中說(shuō)明包括干涉式MEMS顯示器元件的一個(gè)干涉式調(diào)制器顯示器實(shí)施例。在這些裝置中，像素處于明亮狀態(tài)或黑暗狀態(tài)。在明亮(“松弛”或“開(kāi)啟”)狀態(tài)下，顯示器元件將入射可見(jiàn)光的大部分反射到用戶。當(dāng)在黑暗(“激活”或“關(guān)閉”)狀態(tài)下時(shí)，顯示器元件將極少的入射可見(jiàn)光反射到用戶。依據(jù)實(shí)施例而定，可顛倒“接通”和“斷開(kāi)”狀態(tài)的7光反射性質(zhì)。MEMS像素可經(jīng)配置以主要在選定顏色下反射，從而除了黑色和白色以外還允許彩色顯示器。圖1是描繪視覺(jué)顯示器的一系列像素中的兩個(gè)相鄰像素的等角視圖，其中每一像素包括MEMS干涉式調(diào)制器。在一些實(shí)施例中，干涉式調(diào)制器顯示器包括這些干涉式調(diào)制器的行/列陣列。每一干涉式調(diào)制器包含一對(duì)反射層，其定位成彼此相距可變且可控制的距離以形成具有至少一個(gè)可變尺寸的諧振光學(xué)間隙。在一個(gè)實(shí)施例中，可在兩個(gè)位置之間移動(dòng)所述反射層之一。在第一位置(本文中稱為松弛位置)中，可移動(dòng)反射層定位成距固定的部分反射層相對(duì)較大的距離。在第二位置(本文中稱為激活位置)中，可移動(dòng)反射層定位成更緊密鄰近所述部分反射層。視可移動(dòng)反射層的位置而定，從所述兩個(gè)層反射的入射光相長(zhǎng)地或相消地進(jìn)行干涉，從而針對(duì)每一像素產(chǎn)生全反射狀態(tài)或非反射狀態(tài)。圖1中的像素陣列的所描繪部分包含兩個(gè)相鄰干涉式調(diào)制器12a和12b。在左側(cè)的干涉式調(diào)制器12a中，可移動(dòng)反射層14a經(jīng)說(shuō)明為處于距包含部分反射層的光學(xué)堆疊16a預(yù)定距離處的松弛位置中。在右側(cè)的干涉式調(diào)制器12b中，可移動(dòng)反射層14b經(jīng)說(shuō)明為處于鄰近于光學(xué)堆疊16b的激活位置中。如本文所參考的光學(xué)堆疊16a和16b(統(tǒng)稱為光學(xué)堆疊16)通常包括若干熔合層(fusedlayer)，所述熔合層可包含例如氧化銦錫(ITO)等電極層、例如鉻等部分反射層和透明電介質(zhì)。因此，光學(xué)堆疊16是導(dǎo)電的、部分透明的且部分反射的，且可(例如)通過(guò)將上述層中的一者或一者以上沉積到透明襯底20上來(lái)制造。部分反射層可由部分反射的多種材料(例如，各種金屬、半導(dǎo)體及電介質(zhì))形成。部分反射層可由一個(gè)或一個(gè)以上材料層形成，且所述層中的每一者可由單一材料或材料的組合形成。在一些實(shí)施例中，光學(xué)堆疊16的層經(jīng)圖案化成為多個(gè)平行條帶，且如下文中進(jìn)一步描述，可在顯示器裝置中形成行電極?？梢苿?dòng)反射層14a、14b可形成為沉積金屬層(一層或多層)的一系列平行條帶(與16a、16b的行電極正交)以形成列，所述列沉積在柱18和沉積于柱18之間的介入犧牲材料的頂部上。當(dāng)蝕刻去除犧牲材料時(shí)，可移動(dòng)反射層14a、14b通過(guò)所界定的間隙19而與光學(xué)堆疊16a、16b分離。例如鋁等高度導(dǎo)電且反射的材料可用于反射層14，且這些條帶可在顯示器裝置中形成列電極。注意，圖1可能不按比例繪制。在一些實(shí)施例中，柱18之間的間隔可為大約lO-lOOum，而間隙19可為大約<1000埃。在不施加電壓的情況下，間隙19保留在可移動(dòng)反射層14a與光學(xué)堆疊16a之間，其中可移動(dòng)反射層14a處于機(jī)械松弛狀態(tài)，如圖1中的像素12a所說(shuō)明。然而，當(dāng)將電位(電壓)差施加到選定的行和列時(shí)，形成在對(duì)應(yīng)像素處的行電極與列電極的交叉處的電容器變得帶電，且靜電力將所述電極拉在一起。如果電壓足夠高，那么可移動(dòng)反射層14變形且被迫抵靠光學(xué)堆疊16。光學(xué)堆疊16內(nèi)的電介質(zhì)層(在此圖中未說(shuō)明)可防止短路并控制層14與16之間的分離距離，如圖1中右側(cè)的激活像素12b所說(shuō)明。不管所施加的電位差的極性如何，表現(xiàn)均相同。圖2到圖5說(shuō)明在顯示器應(yīng)用中使用干涉式調(diào)制器陣列的一個(gè)示范性工藝和系統(tǒng)。圖2是說(shuō)明可并入有干涉式調(diào)制器的電子裝置的一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)框圖。所述電子裝置包含處理器21，其可為任何通用單芯片或多芯片微處理器(例如ARM、Pentium,8051、MIPS、PowerPC或ALPHA)，或任何專用微處理器(例如數(shù)字信號(hào)處理器、微控制器或可編程門(mén)陣列)。如此項(xiàng)技術(shù)中常規(guī)的做法，處理器21可經(jīng)配置以執(zhí)行一個(gè)或一個(gè)以上軟件模塊。除了執(zhí)行操作系統(tǒng)外，所述處理器可經(jīng)配置以執(zhí)行一個(gè)或一個(gè)以上軟件應(yīng)用程序，包含網(wǎng)絡(luò)瀏覽器、電話應(yīng)用程序、電子郵件程序或任何其它軟件應(yīng)用程序。在一個(gè)實(shí)施例中，處理器21還經(jīng)配置以與陣列驅(qū)動(dòng)器22通信。在一個(gè)實(shí)施例中，所述陣列驅(qū)動(dòng)器22包含將信號(hào)提供到顯示器陣列或面板30的行驅(qū)動(dòng)器電路24和列驅(qū)動(dòng)器電路26。在圖2中以線1-1展示圖1中說(shuō)明的陣列的橫截面。注意，盡管為了清晰起見(jiàn)，圖2說(shuō)明干涉式調(diào)制器的3X3陣列，但顯示器陣列30可含有非常大數(shù)目的干涉式調(diào)制器，且行中可具有與列中不同的數(shù)目的干涉式調(diào)制器(例如，每行300個(gè)像素X每列190個(gè)像素)。圖3是圖1的干涉式調(diào)制器的一個(gè)示范性實(shí)施例的可移動(dòng)鏡位置與所施加電壓的圖。對(duì)于MEMS干涉式調(diào)制器來(lái)說(shuō)，行/列激活協(xié)議可利用如圖3中說(shuō)明的這些裝置的滯后性質(zhì)。干涉式調(diào)制器可能需要(例如)10伏的電位差來(lái)促使可移動(dòng)層從松弛狀態(tài)變形為激活狀態(tài)。然而，當(dāng)電壓從所述值減小時(shí)，可移動(dòng)層在電壓降回10伏以下時(shí)維持其狀態(tài)。在圖3的示范性實(shí)施例中，可移動(dòng)層直到電壓降到2伏以下時(shí)才完全松弛。因此，在圖3中所說(shuō)明的實(shí)例中，存在約3到7V的電壓范圍，其中存在所施加電壓的窗，在所述窗內(nèi)，裝置穩(wěn)定于松弛狀態(tài)或激活狀態(tài)中。此窗在本文中稱為“滯后窗”或“穩(wěn)定窗”。對(duì)于具有圖3的滯后特性的顯示器陣列來(lái)說(shuō)，可設(shè)計(jì)行/列激活協(xié)議以使得在行選通期間，已選通行中待激活的像素暴露于約10伏的電壓差，且待松弛的像素暴露于接近零伏的電壓差。在選通之后，所述像素暴露于約5伏的穩(wěn)態(tài)電壓差或偏壓差，使得其維持在行選通使其所處的任何狀態(tài)中。在此實(shí)例中，每一像素在被寫(xiě)入之后經(jīng)歷3-7伏的“穩(wěn)定窗”內(nèi)的電位差。此特征使圖1中說(shuō)明的像素設(shè)計(jì)在相同的施加電壓條件下穩(wěn)定于激活或松弛預(yù)存在狀態(tài)中。由于干涉式調(diào)制器的每一像素(不論處于激活還是松弛狀態(tài))本質(zhì)上是由固定反射層和移動(dòng)反射層形成的電容器，所以可在滯后窗內(nèi)的電壓下保持此穩(wěn)定狀態(tài)而幾乎無(wú)功率消耗。本質(zhì)上，如果所施加的電壓是固定的，那么沒(méi)有電流流入像素中。如下文進(jìn)一步描述，在典型應(yīng)用中，可通過(guò)根據(jù)第一行中所需組的激活像素發(fā)送一組數(shù)據(jù)信號(hào)(每一者具有某一電壓電平)橫越所述組列電極來(lái)產(chǎn)生圖像的幀。接著將行脈沖施加到第一行電極，從而激活對(duì)應(yīng)于所述組數(shù)據(jù)信號(hào)的像素。接著改變所述組數(shù)據(jù)信號(hào)以對(duì)應(yīng)于第二行中所需組的激活像素。接著將脈沖施加到第二行電極，從而根據(jù)數(shù)據(jù)信號(hào)而激活第二行中的適當(dāng)像素。第一行像素不受第二行脈沖影響，且維持在其在第一行脈沖期間被設(shè)定的狀態(tài)中?？梢赃B續(xù)方式對(duì)整個(gè)系列的行重復(fù)此過(guò)程以產(chǎn)生幀。一般來(lái)說(shuō)，通過(guò)以每秒某一所需數(shù)目的幀的速度連續(xù)地重復(fù)此過(guò)程來(lái)用新的圖像數(shù)據(jù)刷新且/或更新所述幀?？墒褂糜糜隍?qū)動(dòng)像素陣列的行和列電極以產(chǎn)生圖像幀的廣泛多種協(xié)議。圖4和圖5說(shuō)明用于在圖2的3X3陣列上形成顯示幀的一個(gè)可能的激活協(xié)議。圖4說(shuō)明可用于使像素展示出圖3的滯后曲線的一組可能的列和行電壓電平。在圖4的實(shí)施例中，激活像素涉及將適當(dāng)列設(shè)定為-Vbias，且將適當(dāng)行設(shè)定為+Δν，其分別可對(duì)應(yīng)于-5伏和+5伏。松弛像素是通過(guò)將適當(dāng)列設(shè)定為+Vbias且將適當(dāng)行設(shè)定為相同的+ΔV從而在像素上產(chǎn)生零伏電位差來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在行電壓保持在零伏的那些行中，不管列處于+Vbias還是-Vbias，像素均穩(wěn)定于其最初所處的任何狀態(tài)中。同樣如圖4中所說(shuō)明，可使用具有與上述電壓的極性相反的極性的電壓，例如，激活像素可涉及將適當(dāng)列設(shè)定為+Vbias且將適當(dāng)行設(shè)定為_(kāi)Δν。在此實(shí)施例中，釋放像素是通過(guò)將適當(dāng)列設(shè)定為-Vbias且將適當(dāng)行設(shè)定為相同的_ΔV從而在像素上產(chǎn)生零伏電位差來(lái)實(shí)現(xiàn)的。圖5Β是展示施加到圖2的3X3陣列的一系列行和列信號(hào)的時(shí)序圖，所述系列的行和列信號(hào)將產(chǎn)生圖5Α中說(shuō)明的顯示器布置，其中被激活像素為非反射的。在對(duì)圖5Α中說(shuō)明的幀進(jìn)行寫(xiě)入之前，像素可處于任何狀態(tài)，且在本實(shí)例中所有行初始均處于0伏，且所有列均處于+5伏。在這些所施加的電壓的情況下，所有像素均穩(wěn)定于其現(xiàn)有的激活或松弛狀態(tài)中。在圖5Α的幀中，像素(1，1)、(1,2),(2,2),(3,2)和(3,3)被激活。為了實(shí)現(xiàn)此目的，在行1的“線時(shí)間(linetime)”期間，將列1和2設(shè)定為-5伏，且將列3設(shè)定為+5伏。因?yàn)樗邢袼鼐Ａ粼?-7伏的穩(wěn)定窗中，所以這并不改變?nèi)魏蜗袼氐臓顟B(tài)。接著用從0升到5伏且返回零的脈沖選通行1。這激活了(1，1)和(1，2)像素且松弛了(1，3)像素。陣列中的其它像素均不受影響。為了視需要設(shè)定行2，將列2設(shè)定為-5伏，且將列1和3設(shè)定為+5伏。施加到行2的相同選通接著將激活像素(2，2)且松弛像素(2，1)和(2，3)。同樣，陣列的其它像素均不受影響。通過(guò)將列2和3設(shè)定為-5伏且將列1設(shè)定為+5伏來(lái)類(lèi)似地設(shè)定行3。行3選通設(shè)定行3像素，如圖5A中所示。在對(duì)幀進(jìn)行寫(xiě)入之后，行電位為零，且列電位可維持在+5或-5伏，且接著顯示器穩(wěn)定于圖5A的布置中?？蓪⑾嗤绦蛴糜跀?shù)十或數(shù)百個(gè)行和列的陣列。用于執(zhí)行行和列激活的電壓的時(shí)序、序列和電平可在上文所概述的一般原理內(nèi)廣泛變化，且上文的實(shí)例僅為示范性的，且任何激活電壓方法均可與本文描述的系統(tǒng)和方法一起使用。圖6A和圖6B是說(shuō)明顯示器裝置40的實(shí)施例的系統(tǒng)框圖。顯示器裝置40可為(例如)蜂窩式電話或移動(dòng)電話。然而，顯示器裝置40的相同組件或其稍微變化形式也說(shuō)明例如電視和便攜式媒體播放器等各種類(lèi)型的顯示器裝置。顯示器裝置40包含外殼41、顯示器30、天線43、揚(yáng)聲器45、輸入裝置48和麥克風(fēng)46。外殼41通常由多種制造工藝中的任一者形成，所述工藝包含注射模制和真空成形。另外，外殼41可由多種材料中的任一者制成，所述材料包含(但不限于)塑料、金屬、玻璃、橡膠和陶瓷或其組合。在一個(gè)實(shí)施例中，外殼41包含可移除部分(未圖示)，所述可移除部分可與其它具有不同顏色或含有不同標(biāo)記、圖畫(huà)或符號(hào)的可移除部分互換。如本文中所描述，示范性顯示器裝置40的顯示器30可為包含雙穩(wěn)態(tài)顯示器(bi-stabledisplay)在內(nèi)的多種顯示器中的任一者。在其它實(shí)施例中，顯示器30包含例如如上所述的等離子體、EL、0LED、STNIXD或TFTIXD等平板顯示器，或例如CRT或其它電子管裝置等非平板顯示器。然而，出于描述本實(shí)施例的目的，如本文中所描述，顯示器30包含干涉式調(diào)制器顯示器。圖6B中示意說(shuō)明示范性顯示器裝置40的一個(gè)實(shí)施例的組件。所說(shuō)明的示范性顯示器裝置40包含外殼41且可包含至少部分封圍在所述外殼41中的額外組件。舉例來(lái)說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施例中，示范性顯示器裝置40包含網(wǎng)絡(luò)接口27，所述網(wǎng)絡(luò)接口27包含耦合到收發(fā)器47的天線43。收發(fā)器47連接到處理器21，處理器21連接到調(diào)節(jié)硬件52。調(diào)節(jié)硬件52可經(jīng)配置以調(diào)節(jié)信號(hào)(例如，對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波)。調(diào)節(jié)硬件52連接到揚(yáng)聲器45和麥克風(fēng)46。處理器21也連接到輸入裝置48和驅(qū)動(dòng)器控制器29。驅(qū)動(dòng)器控制器29耦合到幀緩沖器28且耦合到陣列驅(qū)動(dòng)器22，所述陣列驅(qū)動(dòng)器22又耦合到顯示器陣列30。根據(jù)特定示范性顯示器裝置40設(shè)計(jì)的要求，電源50將電力提供到所有組件。網(wǎng)絡(luò)接口27包含天線43和收發(fā)器47，使得示范性顯示器裝置40可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)與一個(gè)或一個(gè)以上裝置通信。在一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)接口27也可具有某些處理能力以減輕對(duì)處理器21的要求。天線43是用于發(fā)射和接收信號(hào)的任何天線。在一個(gè)實(shí)施例中，所述天線根據(jù)IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)(包含IEEE802.11(a)、(b)或(g))來(lái)發(fā)射和接收RF信號(hào)。在另一實(shí)施例中，所述天線根據(jù)藍(lán)牙(BLUETOOTH)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)發(fā)射和接收RF信號(hào)。在蜂窩式電話的情況下，所述天線經(jīng)設(shè)計(jì)以接收CDMA、GSM、AMPS、W-CDMA或其它用于在無(wú)線手機(jī)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)通信的已知信號(hào)。收發(fā)器47預(yù)處理從天線43接收到的信號(hào)，使得處理器21可接收所述信號(hào)并進(jìn)一步對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行處理。收發(fā)器47還處理從處理器21接收到的信號(hào)，使得可經(jīng)由天線43從示范性顯示器裝置40發(fā)射所述信號(hào)。在替代實(shí)施例中，收發(fā)器47可由接收器代替。在又一替代實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)接口27可由可存儲(chǔ)或產(chǎn)生待發(fā)送到處理器21的圖像數(shù)據(jù)的圖像源代替。舉例來(lái)說(shuō)，所述圖像源可為含有圖像數(shù)據(jù)的數(shù)字視頻光盤(pán)(DVD)或硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，或產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)的軟件模塊。處理器21大體上控制示范性顯示器裝置40的全部操作。處理器21接收例如來(lái)自網(wǎng)絡(luò)接口27或圖像源的壓縮圖像數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)，并將所述數(shù)據(jù)處理成原始圖像數(shù)據(jù)或處理成易被處理成原始圖像數(shù)據(jù)的格式。處理器21接著將已處理的數(shù)據(jù)發(fā)送到驅(qū)動(dòng)器控制器29或發(fā)送到幀緩沖器28以供存儲(chǔ)。原始數(shù)據(jù)通常是指識(shí)別圖像內(nèi)每一位置處的圖像特性的信息。舉例來(lái)說(shuō)，這些圖像特性可包含顏色、飽和度和灰度級(jí)。在一個(gè)實(shí)施例中，處理器21包含微控制器、CPU或邏輯單元以控制示范性顯示器裝置40的操作。調(diào)節(jié)硬件52大體上包含放大器和濾波器，以用于將信號(hào)發(fā)射到揚(yáng)聲器45，且用于從麥克風(fēng)46接收信號(hào)。調(diào)節(jié)硬件52可為示范性顯示器裝置40內(nèi)的離散組件，或可并入在處理器21或其它組件內(nèi)。驅(qū)動(dòng)器控制器29直接從處理器21或從幀緩沖器28取得由處理器21產(chǎn)生的原始圖像數(shù)據(jù)，并適當(dāng)?shù)刂匦赂袷交鲈紙D像數(shù)據(jù)以供高速發(fā)射到陣列驅(qū)動(dòng)器22。具體來(lái)說(shuō)，驅(qū)動(dòng)器控制器29將原始圖像數(shù)據(jù)重新格式化為具有類(lèi)似光柵的格式的數(shù)據(jù)流，使得其具有適于在顯示器陣列30上進(jìn)行掃描的時(shí)間次序。接著，驅(qū)動(dòng)器控制器29將已格式化的信息發(fā)送到陣列驅(qū)動(dòng)器22。盡管驅(qū)動(dòng)器控制器29(例如LCD控制器)通常作為獨(dú)立的集成電路(IC)而與系統(tǒng)處理器21相關(guān)聯(lián)，但可以許多方式實(shí)施這些控制器。其可作為硬件嵌入處理器21中，作為軟件嵌入處理器21中，或與陣列驅(qū)動(dòng)器22完全集成在硬件中。通常，陣列驅(qū)動(dòng)器22從驅(qū)動(dòng)器控制器29接收已格式化的信息且將視頻數(shù)據(jù)重新格式化為一組平行波形，所述波形以每秒多次的速度被施加到來(lái)自顯示器的x-y像素矩陣的數(shù)百且有時(shí)數(shù)千個(gè)引線。在一個(gè)實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器控制器29、陣列驅(qū)動(dòng)器22和顯示器陣列30適用于本文描述的任何類(lèi)型的顯示器。舉例來(lái)說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器控制器29是常規(guī)顯示器控制器或雙穩(wěn)態(tài)顯示器控制器(例如，干涉式調(diào)制器控制器)。在另一實(shí)施例中，陣列驅(qū)動(dòng)器22是常規(guī)驅(qū)動(dòng)器或雙穩(wěn)態(tài)顯示器驅(qū)動(dòng)器(例如，干涉式調(diào)制器顯示器)。在一個(gè)實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器控制器29與陣列驅(qū)動(dòng)器22集成。此實(shí)施例在例如蜂窩式電話、手表和其它小面積顯示器等高度集成系統(tǒng)中是普遍的。在又一實(shí)施例中，顯示器陣列30是典型的顯示器陣列或雙穩(wěn)態(tài)顯示器陣列(例如，包含干涉式調(diào)制器陣列的顯示器)。輸入裝置48允許用戶控制示范性顯示器裝置40的操作。在一個(gè)實(shí)施例中，輸入裝置48包含例如QWERTY鍵盤(pán)或電話小鍵盤(pán)等小鍵盤(pán)、按鈕、開(kāi)關(guān)、觸敏屏幕或壓敏或熱敏薄膜。在一個(gè)實(shí)施例中，麥克風(fēng)46是用于示范性顯示器裝置40的輸入裝置。當(dāng)使用麥克風(fēng)46將數(shù)據(jù)輸入到所述裝置時(shí)，用戶可提供語(yǔ)音命令以用于控制示范性顯示器裝置40的操作。電源50可包含此項(xiàng)技術(shù)中眾所周知的多種能量存儲(chǔ)裝置。舉例來(lái)說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施例中，電源50是例如鎳鎘電池或鋰離子電池等可再充電電池。在另一實(shí)施例中，電源50是可再生能源、電容器或太陽(yáng)能電池，包含塑料太陽(yáng)能電池和太陽(yáng)能電池涂料。在另一實(shí)施例中，電源50經(jīng)配置以從壁式插座接收功率。在某些實(shí)施方案中，如上文中所描述，控制可編程性駐存在驅(qū)動(dòng)器控制器中，所述驅(qū)動(dòng)器控制器可位于電子顯示器系統(tǒng)中的若干位置中。在某些情況下，控制可編程性駐存在陣列驅(qū)動(dòng)器22中。上述優(yōu)化可實(shí)施在任何數(shù)目的硬件和/或軟件組件中且可以各種配置來(lái)實(shí)施。根據(jù)上文陳述的原理而操作的干涉式調(diào)制器的結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)可廣泛變化。舉例來(lái)說(shuō)，圖7A-7E說(shuō)明可移動(dòng)反射層14及其支撐結(jié)構(gòu)的五個(gè)不同實(shí)施例。圖7A是圖1的實(shí)施例的橫截面，其中金屬材料條帶14沉積在正交延伸的支撐件18上。在圖7B中，每一干涉式調(diào)制器的可移動(dòng)反射層14為正方形或矩形形狀且在系鏈(tether)32上僅在隅角處附接到支撐件。在圖7C中，可移動(dòng)反射層14為正方形或矩形形狀且從可包括柔性金屬的可變形層34懸置下來(lái)。所述可變形層34圍繞可變形層34的周邊直接或間接地連接到襯底20。這些連接在本文中稱為支柱。圖7D中說(shuō)明的實(shí)施例具有支柱插塞42，可變形層34擱置在所述支柱插塞42上。如圖7A-7C所示，可移動(dòng)反射層14保持懸置在間隙上方，但可變形層34并不通過(guò)填充可變形層34與光學(xué)堆疊16之間的孔而形成所述支柱。而是，支柱由平面化材料形成，所述平面化材料用于形成支柱插塞42。圖7E中說(shuō)明的實(shí)施例是基于圖7D中展示的實(shí)施例，但也可適于與圖7A-7C中說(shuō)明的實(shí)施例以及未展示的額外實(shí)施例中的任一者一起發(fā)揮作用。在圖7E中所示的實(shí)施例中，已使用金屬或其它導(dǎo)電材料的額外層來(lái)形成總線結(jié)構(gòu)44。這允許信號(hào)沿著干涉式調(diào)制器的背面進(jìn)行路由，從而消除許多原本可能必須形成在襯底20上的電極。在例如圖7中所示的那些實(shí)施例等實(shí)施例中，干涉式調(diào)制器充當(dāng)直接觀看裝置，其中從透明襯底20的前側(cè)觀看圖像，所述側(cè)與上面布置有調(diào)制器的一側(cè)相對(duì)。在這些實(shí)施例中，反射層14以光學(xué)方式遮蔽在反射層的與襯底20相對(duì)的側(cè)上的干涉式調(diào)制器的若干部分，其包含可變形層34。這允許在不會(huì)不利地影響圖像質(zhì)量的情況下對(duì)遮蔽區(qū)域進(jìn)行配置和操作。舉例來(lái)說(shuō)，此遮蔽允許圖7E中的總線結(jié)構(gòu)44，其提供使調(diào)制器的光學(xué)性質(zhì)與調(diào)制器的機(jī)電性質(zhì)(例如，尋址或由所述尋址引起的移動(dòng))分離的能力。這種可分離的調(diào)制器結(jié)構(gòu)允許選擇用于調(diào)制器的機(jī)電方面和光學(xué)方面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料且使其彼此獨(dú)立地發(fā)揮作用。此外，圖7C-7E中所示的實(shí)施例具有源自反射層14的光學(xué)性質(zhì)與其機(jī)械性質(zhì)脫離的額外益處，所述益處由可變形層34執(zhí)行。這允許用于反射層14的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料在光學(xué)性質(zhì)方面得以優(yōu)化，且用于可變形層34的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料在所需的機(jī)械性質(zhì)方面得以優(yōu)化。如那些基于干涉式調(diào)制器技術(shù)的顯示器裝置等顯示器裝置可用一種或一種以上12光學(xué)、電子和/或機(jī)械技術(shù)來(lái)測(cè)量和表征。依據(jù)顯示器技術(shù)而定，這些測(cè)量可形成顯示器模塊的校準(zhǔn)的一部分(本文中參考的顯示器“模塊”包含顯示器面板、顯示器驅(qū)動(dòng)器和例如電纜線路等相關(guān)聯(lián)的組件)，且測(cè)量參數(shù)可存儲(chǔ)到顯示器模塊中的非易失性存儲(chǔ)器(例如，NVRAM)中以供將來(lái)使用。如上文參看圖3所論述，干涉式調(diào)制器基于施加到其的電位差而操作。圖3展示干涉式調(diào)制器依據(jù)施加在其電極之間的電位差的量值而處于松弛(或釋放)狀態(tài)或處于激活狀態(tài)。如圖所示，一個(gè)狀態(tài)到另一狀態(tài)的改變根據(jù)穩(wěn)定(或保持)窗的滯后特性而發(fā)生，其中當(dāng)所施加的電位差落在保持窗內(nèi)時(shí)裝置保持其當(dāng)前狀態(tài)。如本文所使用，“偏壓”指代落在保持窗內(nèi)的電位差。因此，如圖3所示，在一些實(shí)施例中，存在五個(gè)輸入電壓差范圍。所述五個(gè)電壓差范圍中的每一者具有反映其對(duì)干涉式調(diào)制器的狀態(tài)的影響的標(biāo)題。從圖3的左側(cè)開(kāi)始，五個(gè)電壓差范圍為1)負(fù)激活(“激活”)；2)負(fù)保持(“穩(wěn)定窗”)；3)釋放(“松弛”)；4)正保持(“穩(wěn)定窗”)；和5)正激活(“激活”)?；趯?duì)裝置的理論理解和過(guò)去的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這些輸入電壓差范圍之間的閾值的近似值可能是已知的，但為了更理想地操作干涉式調(diào)制器陣列，可更精確地測(cè)量閾值電壓。舉例來(lái)說(shuō)，如本文進(jìn)一步描述，閾值可在裝置間、批次間、隨溫度和/或隨著裝置老化而變化。因此，可針對(duì)每一所制造的裝置或裝置群組來(lái)測(cè)量閾值，但在整個(gè)操作包絡(luò)上這樣做可能較困難或不切實(shí)際，且可能不會(huì)提供干涉式調(diào)制器的操作性能的實(shí)時(shí)指示。一種測(cè)量閾值電壓的方法是在通過(guò)觀察干涉式調(diào)制器的光學(xué)特性來(lái)監(jiān)視干涉式調(diào)制器的狀態(tài)的同時(shí)施加各種電壓差的輸入。這可例如通過(guò)人類(lèi)觀察或通過(guò)使用光學(xué)測(cè)量裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外或作為替代，可通過(guò)電子響應(yīng)測(cè)量來(lái)監(jiān)視干涉式調(diào)制器的狀態(tài)。在一些實(shí)施例中，上文論述的顯示器陣列30的陣列驅(qū)動(dòng)器22可經(jīng)配置以測(cè)量顯示器元件的電響應(yīng)以便根據(jù)下文論述的方法確定顯示器元件的狀態(tài)和/或操作特性。通常，顯示器裝置的行為隨著顯示器裝置的使用年限、隨著顯示器的溫度變化、隨著正被顯示的圖像的內(nèi)容等而變化。顯示器裝置可具有相對(duì)于光學(xué)響應(yīng)或光學(xué)狀態(tài)變化的一個(gè)或一個(gè)以上電參數(shù)。如上文所論述，當(dāng)反射層與光學(xué)堆疊之間的靜電引力足夠大以克服用以將反射層保持在松弛狀態(tài)的機(jī)械回復(fù)力時(shí)，干涉式調(diào)制器被設(shè)定為激活狀態(tài)。因?yàn)樵谝恍?shí)施例中反射層、光學(xué)堆疊以及其間的間隙形成由電介質(zhì)分離的兩個(gè)導(dǎo)電板，所以所述結(jié)構(gòu)具有電容。并且，因?yàn)樗鼋Y(jié)構(gòu)的電容根據(jù)兩個(gè)板之間的距離而變化，所以所述結(jié)構(gòu)的電容根據(jù)干涉式調(diào)制器的狀態(tài)而變化。因此，可使用電容的指示來(lái)確定干涉式調(diào)制器的狀態(tài)。如下文將更詳細(xì)論述，可使用各種方法來(lái)通過(guò)確定干涉式調(diào)制器的各種性質(zhì)而表征干涉式調(diào)制器或類(lèi)似MEMS裝置。在某些實(shí)施例中，干涉式調(diào)制器對(duì)各種輸入的響應(yīng)可用于確定(例如)上文論述的類(lèi)型的閾值電壓或干涉式調(diào)制器的電容。在其它實(shí)施例中，可通過(guò)確定干涉式調(diào)制器的機(jī)械特性(例如，作用于可移動(dòng)電極上的機(jī)械回復(fù)力)而表征干涉式調(diào)制器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。在某些實(shí)施例中，此類(lèi)表征可在制造干涉式調(diào)制器之后進(jìn)行，作為質(zhì)量控制措施或作為制造過(guò)程的改善的一部分。在其它實(shí)施例中，可在干涉式調(diào)制器的正常操作期間進(jìn)行表征，以便確定某些特性是否已隨時(shí)間或響應(yīng)于操作條件的改變而改變。電壓測(cè)量在某些實(shí)施例中，可在裝置經(jīng)驅(qū)動(dòng)的同時(shí)測(cè)量MEMS裝置上的電壓，且依據(jù)某一其它參數(shù)而變的電壓的所記錄的數(shù)據(jù)經(jīng)分析以便確定對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)變電壓的電壓值。這可促進(jìn)干涉式調(diào)制器和其它MEMS裝置的性質(zhì)的快速且準(zhǔn)確表征而不使用光學(xué)測(cè)量?jī)x器來(lái)確定何時(shí)已發(fā)生激活。在某些實(shí)施例中，電流或阻抗中的一者可在測(cè)試程序期間保持大體上恒定以促進(jìn)數(shù)據(jù)的分析和轉(zhuǎn)變電壓的確定。在一個(gè)實(shí)施例中，可向干涉式調(diào)制器施加大體上恒定的電流，且干涉式調(diào)制器上的電壓經(jīng)分析以識(shí)別對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)變電壓的不連續(xù)性。在特定實(shí)施例中，干涉式調(diào)制器在向上、松弛或未激活狀態(tài)中開(kāi)始，例如如圖1中的調(diào)制器12a的狀態(tài)中所示。在干涉式調(diào)制器上施加恒定電流，從而隨著靜電電荷在電極上聚集而逐漸增加干涉式調(diào)制器上的電壓。一旦電極上已聚集足夠的電荷以將干涉式調(diào)制器上的電壓增加到轉(zhuǎn)變電壓，干涉式調(diào)制器就崩潰到向下或激活狀態(tài)，例如如圖1中的調(diào)制器12b的狀態(tài)中所示。在某些實(shí)施例中，此大體上恒定的電流可包括小于士20%的變化，但在某些實(shí)施例中，可容許較大電流變化，且較小電流變化可增加此測(cè)試過(guò)程期間進(jìn)行的測(cè)量或計(jì)算的準(zhǔn)確性。圖8A說(shuō)明依據(jù)時(shí)間t而變的在此過(guò)程期間的電壓V。此電壓測(cè)量可通過(guò)例如示波器(例如，能夠記錄依據(jù)時(shí)間而變的電壓值的數(shù)字示波器)執(zhí)行。可看出，V的曲線100包括三個(gè)不同區(qū)轉(zhuǎn)變前區(qū)102，其中V小于激活電壓Va;轉(zhuǎn)變區(qū)104，其具有持續(xù)時(shí)間At；以及轉(zhuǎn)變后區(qū)106，其中電壓V大于激活電壓Va。在激活干涉式調(diào)制器之前，電極上的電荷聚集致使可移動(dòng)電極朝另一電極移動(dòng)。在轉(zhuǎn)變后區(qū)106內(nèi)，干涉式調(diào)制器大體上如固定板電容器那樣工作，因?yàn)楦缮媸秸{(diào)制器充當(dāng)板之間具有電介質(zhì)層的平行板電容器。干涉式調(diào)制器的電容因此可在轉(zhuǎn)變前區(qū)102中依據(jù)電壓而變化，從而考慮到此區(qū)中電壓與時(shí)間的曲線的稍許彎曲。具體地說(shuō)，轉(zhuǎn)變前區(qū)(V<Va)中的調(diào)制器的電容C由以下等式給出，其中Ctl對(duì)應(yīng)于處于非移位(松弛)狀態(tài)的平行板電容器的零電壓電容，所述板之間具有氣隙和電介質(zhì)層C=C0+C1V+C2V2+C3V3.··，(1)如果我們假設(shè)轉(zhuǎn)變前區(qū)102中的電容隨V緩慢改變，那么我們可將電容的變化近似為AC=Cc^C1AVq(2)在此結(jié)構(gòu)中，C1對(duì)應(yīng)于其中所施加電壓與轉(zhuǎn)變電壓相差甚遠(yuǎn)(例如，遠(yuǎn)低于激活電壓，或遠(yuǎn)高于釋放電壓)的區(qū)中的電容變化的偏差常數(shù)。C1通常非常小。iCV^CCl且源電流由Itl給出時(shí)，更完整的偏差給出Δν(IcZCtlU-(CVCci)(Io/CQ^t2。(3)轉(zhuǎn)變區(qū)104內(nèi)的行為將依據(jù)調(diào)制器的特性以及源電流Ici的值而改變。圖8B描繪針對(duì)范圍在1μA與0.ImA之間的多個(gè)不同源電流Itl的依據(jù)時(shí)間而變的多個(gè)模擬電壓測(cè)量。圖8C描繪針對(duì)在1μA與0.ImA之間的特定源電流108b的模擬電壓。相對(duì)于圖8C，可看出，當(dāng)電壓初始在區(qū)107中增加時(shí)，其斜率指示干涉式調(diào)制器的釋放狀態(tài)電容。轉(zhuǎn)變區(qū)104b接著以初始峰值開(kāi)始，此時(shí)干涉式調(diào)制器開(kāi)始激活。當(dāng)干涉式調(diào)制器激活時(shí)，轉(zhuǎn)變區(qū)104b內(nèi)測(cè)得的電壓減小。在干涉式調(diào)制器激活之后，干涉式調(diào)制器接著再次充當(dāng)處于向下?tīng)顟B(tài)的線性電容器，且電壓在具有指示處于向下?tīng)顟B(tài)的干涉式調(diào)制器的電容的斜率的區(qū)109中增加。相對(duì)于圖8B，可看出，對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)變周期的開(kāi)始的初始峰值的高度隨電流增加而增加，因?yàn)榕c干涉式調(diào)制器的激活相比電荷在干涉式調(diào)制器上快速累積。在所描繪的最高源電流處，模擬電壓測(cè)量的峰值電壓108a比干涉式調(diào)制器的激活電壓Va幾乎高3伏，且調(diào)制器在測(cè)得的電壓可返回到低于干涉式調(diào)制器的激活電壓的電壓之前激活。當(dāng)所施加的電流減小時(shí)，相對(duì)于激活速率的電荷累積速率減小到模擬電壓測(cè)量的初始峰值108c接近激活電壓Va的點(diǎn)?？苫诟缮媸秸{(diào)制器的特性以及用于測(cè)試目的的所需響應(yīng)來(lái)選擇源電流Itlt5舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于具有IpF的負(fù)載電容的理想的干涉式調(diào)制器，在忽略電感或電阻效應(yīng)的情況下，1μA的恒定源電流將在IOms內(nèi)將裝置充電到IOV范圍，且10μA將在Ims內(nèi)將裝置充電到IOV范圍。因此，對(duì)于其內(nèi)轉(zhuǎn)變電壓預(yù)期被識(shí)別的預(yù)期電壓范圍和所需時(shí)間周期，可選擇適當(dāng)?shù)脑措娏髦?。如相?duì)于圖8Β所描述，源電流還可經(jīng)選擇以使得轉(zhuǎn)變電壓開(kāi)始時(shí)的第一峰值將對(duì)應(yīng)于干涉式調(diào)制器的激活電壓。另外，在轉(zhuǎn)變周期期間測(cè)得的電壓可用于提供電容的變化的值的指示。因?yàn)樵措娏?、轉(zhuǎn)變時(shí)間和轉(zhuǎn)變電壓中的每一者是已知的或可從測(cè)得的電壓確定，所以轉(zhuǎn)變區(qū)中的電壓曲線的形狀可提供激活期間的電容變化的量的指示，且可與電容變化的預(yù)測(cè)值進(jìn)行比較。表征方法的此實(shí)施例使得能夠在不需要(但可允許)光學(xué)測(cè)量?jī)x器來(lái)確定干涉式調(diào)制器的狀態(tài)的情況下識(shí)別轉(zhuǎn)變電壓，且可使用相對(duì)簡(jiǎn)單的測(cè)試設(shè)備來(lái)進(jìn)行。測(cè)試過(guò)程可在相對(duì)于干涉式調(diào)制器的激活時(shí)間來(lái)說(shuō)大體上較長(zhǎng)的時(shí)間周期內(nèi)進(jìn)行，且不需要(但可允許)識(shí)別例如電流等測(cè)得的參數(shù)的短期不連續(xù)性。在類(lèi)似的實(shí)施例中，此表征方法可用于測(cè)試并聯(lián)連接的干涉式調(diào)制器的陣列的激活電壓。通過(guò)施加經(jīng)過(guò)干涉式調(diào)制器的陣列的恒定電流，不需要控制電荷在哪里流動(dòng)，因?yàn)橐坏└缮媸秸{(diào)制器的激活開(kāi)始，一個(gè)干涉式調(diào)制器的激活將驅(qū)動(dòng)其它干涉式調(diào)制器在電荷被汲取到正在激活的調(diào)制器時(shí)遠(yuǎn)離同時(shí)激活。這將減少未激活的調(diào)制器上的電荷且可致使未激活的調(diào)制器的可移動(dòng)層稍許移動(dòng)遠(yuǎn)離固定電極。然而，總體上，干涉式調(diào)制器的陣列上的電壓將隨著陣列中的調(diào)制器依次激活而保持大體上恒定，直到所有調(diào)制器已激活為止。干涉式調(diào)制器的陣列的激活電壓因此可以與上文描述的方式類(lèi)似的方式通過(guò)依據(jù)時(shí)間而變的陣列上的電壓的分析來(lái)確定。還可執(zhí)行所記錄的數(shù)據(jù)的額外分析。舉例來(lái)說(shuō)，在記錄依據(jù)時(shí)間而變的電壓值之后，可產(chǎn)生依據(jù)電壓而變的dv/dt的分析且利用所述分析來(lái)識(shí)別Va的值。如圖9中可看出，曲線110含有轉(zhuǎn)變前區(qū)112、轉(zhuǎn)變區(qū)114和轉(zhuǎn)變后區(qū)116。轉(zhuǎn)變區(qū)114內(nèi)的不連續(xù)性可用于識(shí)別激活電壓Va。在另一實(shí)施例中，可在測(cè)量調(diào)制器上的電壓時(shí)使用受控的阻抗來(lái)驅(qū)動(dòng)干涉式調(diào)制器。圖10示意描繪電路130，其包含電壓源132、電阻器134和充當(dāng)可變電容器的干涉式調(diào)制器136。在特定實(shí)施例中，電路130中足夠大的電阻器134的使用將保持電壓驅(qū)動(dòng)路徑和干涉式調(diào)制器中的阻抗大體上恒定，而不管干涉式調(diào)制器的狀態(tài)如何。在一個(gè)實(shí)施例中，圖10所示的干涉式調(diào)制器136可以是并聯(lián)布置的干涉式調(diào)制器的陣列。圖IlA是依據(jù)電荷而變的此干涉式調(diào)制器陣列上的電壓的曲線140。當(dāng)經(jīng)由電壓源132提供足以將干涉式調(diào)制器驅(qū)動(dòng)到崩潰狀態(tài)的電壓時(shí)，干涉式調(diào)制器上的電壓隨電荷聚集而增加，如在曲線的區(qū)段142中可看出。一旦達(dá)到激活電壓，陣列中的干涉式調(diào)制器中的一者或一者以上就將開(kāi)始激活。如上文所論述，干涉式調(diào)制器的較大陣列(例如，大于100個(gè)干涉式調(diào)制器元件)上的電壓在此激活周期144期間將保持大體上恒定，因?yàn)楦缮媸秸{(diào)制器上的總電荷不斷增加且正在激活的干涉式調(diào)制器從其它不在激活的干涉式調(diào)制器拉取電荷。一旦調(diào)制器的陣列已全部激活，電壓就繼續(xù)增加，如在曲線的區(qū)段146中可看出ο當(dāng)移除電壓且干涉式調(diào)制器上的電荷減少時(shí)，干涉式調(diào)制器上的電壓減小直到達(dá)到釋放電壓為止，如在區(qū)148中可看出。隨著調(diào)制器依次釋放，電壓隨著電荷減少而保持大體上恒定，如在區(qū)150中可看出。一旦調(diào)制器的陣列已全部釋放，電荷就繼續(xù)耗散。在陣列內(nèi)存在相對(duì)較少的干涉式調(diào)制器的實(shí)施例(例如，具有十個(gè)或更少干涉式調(diào)制器或者僅單一干涉式調(diào)制器的陣列)中，在激活期間干涉式調(diào)制器上的電壓可能不會(huì)保持大體上恒定，而是可改為在激活期間稍許減小，且隨后在激活之后繼續(xù)增加。圖IlB中展示依據(jù)時(shí)間而變的干涉式調(diào)制器上的電壓的曲線160。從圖中可看出，電壓的增加初始較急劇，因?yàn)槲醇せ畹母缮媸秸{(diào)制器的電容低于激活的干涉式調(diào)制器的電容。在其期間電壓稍微減小的激活周期之后，電壓繼續(xù)增加。在激活之后，所述增加不如當(dāng)未激活干涉式調(diào)制器時(shí)那么急劇，因?yàn)殡娙菰诩せ顮顟B(tài)中比在未激活狀態(tài)中高。圖12A和12B是并行驅(qū)動(dòng)的干涉式調(diào)制器的較大陣列上依據(jù)時(shí)間而變的電壓的曲線，其中較大電阻器與陣列串聯(lián)放置。在某些實(shí)施例中，此電阻器可具有1ΜΩ的電阻，但可使用具有更高或更低電阻的電阻器，且可使用多個(gè)電阻器來(lái)提供所需水平的電阻。在圖12A中，方形驅(qū)動(dòng)波形172a跨越干涉式調(diào)制器的正和負(fù)滯后窗兩者，且測(cè)得的電壓響應(yīng)展示為信號(hào)174a。在圖12B中，驅(qū)動(dòng)波形172b僅跨越干涉式調(diào)制器的正滯后窗，且測(cè)得的電壓響應(yīng)展示為信號(hào)174b。在所述兩種情況下，隨時(shí)間大體上恒定的電壓的周期(例如，圖的區(qū)段176)指示轉(zhuǎn)變電壓，如上文所論述。圖12C說(shuō)明可在此實(shí)施例中使用的替代驅(qū)動(dòng)信號(hào)178。信號(hào)178在高電壓179a(其可大于干涉式調(diào)制器的正激活電壓)、偏壓179b(其可在干涉式調(diào)制器的正釋放電壓與干涉式調(diào)制器的負(fù)釋放電壓之間)與低電壓179c(其可低于干涉式調(diào)制器的負(fù)激活電壓)之間交替。在此實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電壓將跨越干涉式調(diào)制器的正滯后窗和負(fù)滯后窗兩者，且可促進(jìn)釋放電壓的識(shí)別，因?yàn)榕c圖12A的驅(qū)動(dòng)信號(hào)172a相反，電壓保持在偏壓持續(xù)延長(zhǎng)的時(shí)間周期。在某些實(shí)施例中，偏壓可大體上為零，但可使用任何適宜的偏壓。電流測(cè)量在另一實(shí)施例中，可測(cè)量并分析經(jīng)過(guò)干涉式調(diào)制器的電流以便表征干涉式調(diào)制器的動(dòng)態(tài)行為。當(dāng)干涉式調(diào)制器的可移動(dòng)薄膜或?qū)釉谑┘舆m宜的刺激后移動(dòng)時(shí)，干涉式調(diào)制器的電容根據(jù)可移動(dòng)薄膜相對(duì)于其它導(dǎo)電薄膜(其可為固定的導(dǎo)電薄膜)的位置而改變。電容的改變將導(dǎo)致當(dāng)在干涉式調(diào)制器上施加非零電壓時(shí)產(chǎn)生經(jīng)過(guò)適當(dāng)選擇的電路的電流。依據(jù)時(shí)間而變的電流可經(jīng)監(jiān)視并用于確定例如依據(jù)時(shí)間而變的可移動(dòng)薄膜的位置等信息。在某些實(shí)施例中，可使用跨阻抗放大器通過(guò)將輸入電流轉(zhuǎn)換為與輸入電流成比例的電壓輸出而測(cè)量電流?？山又涗涬妷盒盘?hào)，且因?yàn)榛诳缱杩狗糯笃鞯脑O(shè)計(jì)而已知輸入電流與電壓輸出之間的關(guān)系的，所以可容易確定依據(jù)時(shí)間而變的電流。圖13A、13B和13C說(shuō)明可在此表征過(guò)程中利用的各種電路設(shè)計(jì)。圖13A示意說(shuō)明電路180，其包括干涉式調(diào)制器182、電阻器184a、184b、184c以及放大器186。在特定實(shí)施例中，電阻器184a和184b可包括1Ω電阻器，電阻器184c可包括260Ω電阻器，且放大器186可包括模擬裝置AD8041放大器，但也可利用其它適宜的值或組件，且其可取決于干涉式調(diào)制器182的預(yù)期特性。電路180充當(dāng)具有增益的非反相運(yùn)算放大器。來(lái)自干涉式調(diào)制器182的輸出被施加到運(yùn)算放大器186的非反相輸入。此電路的增益由分壓器反饋網(wǎng)絡(luò)制定，且由Vout=Vin(184B+184C)/184B給出，其中184B和184C分別是電阻器184b和184c的電阻。圖13B示意說(shuō)明替代性電路190，其包括干涉式調(diào)制器192、電阻器194a、194b、194c、194d、194e、194f、放大器196a和196b以及電容器198a和198b。在特定實(shí)施例中，電阻器194a和194b可包括27kΩ電阻器，電阻器194c可包括260kΩ電阻器，電阻器194d可包括200kΩ電阻器，電阻器194e可包括IkQ電阻器，電阻器194f可包括15kΩ電阻器，放大器196a和196b可包括模擬裝置AD8041放大器，電容器198a可包括8.2pF電容器，且電容器198b可包括IOOpF電容器，但也可利用其它適宜的值或組件。電路190是二級(jí)放大器電路，其中干涉式調(diào)制器連接到放大器196a，其形成積分器電路的第一級(jí)。放大器電路的第二級(jí)(其包含放大器196b)允許電壓偏移量調(diào)整以便設(shè)定精確的零電壓點(diǎn)，因?yàn)榧?jí)2的輸出(展示為Vout)即使當(dāng)未在干涉式調(diào)制器192上施加電壓時(shí)也將為非零。圖13C示意說(shuō)明另一替代性電路200，其包括干涉式調(diào)制器202、電阻器204a-2041、放大器206、電容器208、信號(hào)產(chǎn)生器210和信號(hào)分析模塊212(例如，示波器或其它信號(hào)分析電路和/或邏輯)。在特定實(shí)施例中，電阻器204a和204f可包括51Ω電阻器，電阻器204b和204c可包括680Ω電阻器，電阻器204d和2041可包括8.2Ω電阻器，電阻器204e可包括1Ω電阻器，電阻器204f可包括51Ω電阻器，電阻器204g和204i可包括510Ω電阻器，電阻器204h可包括62Ω電阻器，電阻器204j可包括68Ω電阻器，且電阻器204k可包括620Ω電阻器。在此實(shí)施例中，電容器208可包括IyF電容器，且放大器206可包括模擬裝置AD811放大器。也可利用其它適宜的值和組件。電路200充當(dāng)二級(jí)電路。第一級(jí)214向干涉式調(diào)制器202施加信號(hào)，其可包括從信號(hào)產(chǎn)生器210施加的信號(hào)或與圖13C所示的Vdc成比例的信號(hào)。第二級(jí)216包括具有增益的非反相運(yùn)算放大器，其用于測(cè)量經(jīng)過(guò)干涉式調(diào)制器202的電流。通過(guò)施加依據(jù)時(shí)間而變的由V(t)界定的已知電壓脈沖，可利用任何適宜的測(cè)量設(shè)備測(cè)量經(jīng)過(guò)干涉式調(diào)制器202的依據(jù)時(shí)間而變的電流I(t)，所述測(cè)量設(shè)備可利用相對(duì)于圖13A-13C描述的電路中的一者。干涉式調(diào)制器上依據(jù)時(shí)間而變的電荷Q(t)可通過(guò)將依據(jù)時(shí)間而變的電流進(jìn)行積分來(lái)確定，從而得到以下關(guān)系Q(t)=/I(t)dt(4)在許多實(shí)施例中，干涉式調(diào)制器在阻尼條件下操作，其中位于兩個(gè)層之間的空氣將對(duì)干涉式調(diào)制器的運(yùn)動(dòng)具有阻尼效應(yīng)。然而，在其它實(shí)施例中，干涉式調(diào)制器可大體上在真空中操作，使得阻尼效應(yīng)可忽略。當(dāng)干涉式調(diào)制器上的電壓增加時(shí)，初始電流取決于干涉式調(diào)制器的初始狀態(tài)。隨后，在干涉式調(diào)制器的狀態(tài)改變期間，電流響應(yīng)于干涉式調(diào)制器裝置的狀態(tài)改變而改變。圖14是說(shuō)明驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)222和如示波器上測(cè)得的針對(duì)干涉式調(diào)制器的測(cè)得的電流響應(yīng)224的曲線220。為了更好地說(shuō)明信號(hào)的形狀，測(cè)得的電流響應(yīng)224的垂直比例尺相對(duì)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)222垂直延伸，使得每一垂直增量表示驅(qū)動(dòng)信號(hào)222的每分區(qū)2V，同時(shí)每一垂直增量表示電流響應(yīng)224的每分區(qū)0.5V。每一水平增量表示針對(duì)兩個(gè)信號(hào)的0.Ims0驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)222包括階躍函數(shù)電壓變化。驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)222的初始應(yīng)用致使測(cè)得的電流響應(yīng)224中的快速且較強(qiáng)尖峰。干涉式調(diào)制器的激活在測(cè)得的電流響應(yīng)224中的第一下降226處發(fā)生。如下文進(jìn)一步描述，在干涉式調(diào)制器開(kāi)始移動(dòng)之前將所述時(shí)間周期的電流積分因此給出干涉式調(diào)制器的初始狀態(tài)的量度。此外，在干涉式調(diào)制器正在移動(dòng)的時(shí)間期間將電流積分給出干涉式調(diào)制器的動(dòng)態(tài)機(jī)械響應(yīng)的量度。同樣，將整個(gè)時(shí)間周期的電流積分給出干涉式調(diào)制器的最終狀態(tài)的量度。更一般來(lái)說(shuō)，給定Q(t)與I(t)之間的以上關(guān)系，干涉式調(diào)制器的依據(jù)時(shí)間而變的電容由下式給出謂。⑶因此，通過(guò)除以依據(jù)時(shí)間而變的電壓，可確定依據(jù)時(shí)間而變的電容。這可用于使用以下關(guān)系來(lái)計(jì)算依據(jù)時(shí)間而變的薄膜的位置X(t)，其中ε。是自由空間的電容率，A是干涉式調(diào)制器的面積，且de界定為d/k，其中d是電介質(zhì)層的高度且k是電介質(zhì)層的介電常數(shù)咖,令㈱，⑷最后，關(guān)于干涉式調(diào)制器對(duì)所施加信號(hào)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)的以上信息可用于確定阻尼力，其由以下等式(7)給出，其中可移動(dòng)層相對(duì)于電介質(zhì)層或光學(xué)堆疊的上表面的位置由g(t)給出，其中g(shù)(t)通過(guò)考慮上覆于固定電極的電介質(zhì)層的厚度d而與相對(duì)于固定電極的位置x(t)相關(guān)，使得x(t)=g(t)+d。另外，V。ffsrt是偏移電壓(如果存在的話)，K是可移動(dòng)薄膜的彈簧常數(shù)，g。ff是當(dāng)施加偏移電壓時(shí)電介質(zhì)層與可移動(dòng)層之間的距離，且m是可移動(dòng)薄膜的質(zhì)量_A￡o{v(t)-VoffJ{‘(AUmdlg^(1Λf^-~T{g{t)+def~K[igoff(7)因此，僅利用測(cè)得的電流I(t)和已知驅(qū)動(dòng)信號(hào)V(t)以及干涉式調(diào)制器的某些其它已知或可容易確定的物理參數(shù)，可準(zhǔn)確地確定干涉式調(diào)制器的動(dòng)態(tài)特性。舉例來(lái)說(shuō)，可利用依據(jù)時(shí)間而變的位置來(lái)確定(例如)干涉式調(diào)制器的激活時(shí)間。可以此方式確定廣泛多種其它參數(shù)。頻率分析在其它實(shí)施例中，可對(duì)當(dāng)由輸入電壓驅(qū)動(dòng)干涉式調(diào)制器時(shí)產(chǎn)生的測(cè)得的電流執(zhí)行頻率分析。在某些實(shí)施例中，可利用與圖13B和13C的那些布置類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)電路布置來(lái)驅(qū)動(dòng)干涉式調(diào)制器并測(cè)量所得電流，但可利用廣泛多種適宜的電路。測(cè)得的電流的分析可在一些實(shí)施例中使得能夠確定MEMS裝置的轉(zhuǎn)變電壓，且在其它實(shí)施例中使得能夠確定作用于MEMS裝置內(nèi)的可移動(dòng)層上的回復(fù)力。理想的固定電容器將產(chǎn)生對(duì)正弦輸入的線性響應(yīng)。當(dāng)在實(shí)際固定電容器上施加(例如)正弦電壓時(shí)，通過(guò)電荷移位產(chǎn)生的所得電流將為大體上正弦信號(hào)。這可例如通過(guò)執(zhí)行快速傅里葉變換(FFT)以將當(dāng)前信號(hào)轉(zhuǎn)換到頻域來(lái)校驗(yàn)。如果響應(yīng)中存在顯著諧波失真，那么固定電容器以稍許非線性方式工作。如果響應(yīng)大部分處于驅(qū)動(dòng)頻率而在其它頻率處具有很少能量，那么固定電容器以主導(dǎo)線性方式操作。對(duì)于由具有在滯后窗內(nèi)或附近的范圍的正弦電壓驅(qū)動(dòng)的干涉式調(diào)制器，驅(qū)動(dòng)電壓可由于可移動(dòng)薄膜隨電壓變化的移動(dòng)而產(chǎn)生非線性響應(yīng)。當(dāng)所施加電壓范圍顯著高于或低于干涉式調(diào)制器的滯后窗時(shí)，干涉式調(diào)制器的響應(yīng)可大體上為線性的。圖15A是說(shuō)明連接到適當(dāng)?shù)臏y(cè)試電路的示波器的輸出的曲線230，其展示驅(qū)動(dòng)正弦電壓232和測(cè)得的電流響應(yīng)234。在曲線圖上方說(shuō)明由示波器執(zhí)行的測(cè)得的電流響應(yīng)的FFT236?？煽闯?，F(xiàn)FT226包含驅(qū)動(dòng)頻率處的大峰值238a和驅(qū)動(dòng)頻率的第三諧波處的相對(duì)小的峰值238b。因?yàn)轵?qū)動(dòng)頻率的諧波處的頻率響應(yīng)與大峰值238a相比相對(duì)較小或大體上不存在，所以干涉式調(diào)制器的響應(yīng)大體上為線性的并具有很少失真，且可確定驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓范圍在干涉式調(diào)制器的滯后范圍之外。圖15B是說(shuō)明當(dāng)使用另一驅(qū)動(dòng)正弦電壓242驅(qū)動(dòng)相對(duì)于圖15A使用的相同測(cè)試電路時(shí)示波器輸出的輸出的曲線240，其說(shuō)明測(cè)得的電流響應(yīng)244?？煽闯觯c具有平滑正弦形狀的圖15A的電流響應(yīng)234相反，圖15B的電流響應(yīng)244展示顯著失真。此失真在測(cè)得的電流響應(yīng)244的所計(jì)算的FFT246中較明顯，所計(jì)算的FFT246不僅含有驅(qū)動(dòng)頻率處的預(yù)期峰值248a，而且含有驅(qū)動(dòng)頻率的諧波中的每一者處的若干大體上較大峰值248b、248c、248d、248e、248f、248g、248h。此非線性響應(yīng)指示驅(qū)動(dòng)電壓的范圍的至少一部分在干涉式調(diào)制器的滯后窗內(nèi)。第二和更高諧波峰值的高度提供干涉式調(diào)制器的電流響應(yīng)的非線性的可計(jì)量的測(cè)量。在某些實(shí)施例中，干涉式調(diào)制器的滯后窗可通過(guò)施加處于不同電壓電平的一系列正弦驅(qū)動(dòng)電壓并執(zhí)行測(cè)得的電流的FFT來(lái)近似。在某些實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電壓的某些諧波處的諧波失真可經(jīng)確定并與閾值電平進(jìn)行比較。將諧波失真與閾值電平進(jìn)行比較可用于確定驅(qū)動(dòng)電流的電壓范圍是否在干涉式調(diào)制器的滯后窗內(nèi)。在其它實(shí)施例中，可利用測(cè)得的電流的頻率分析來(lái)確定干涉式調(diào)制器的自然諧振頻率。這又可用于確定干涉式調(diào)制器的可移動(dòng)層的回復(fù)力。作為對(duì)理解其動(dòng)態(tài)行為的一階近似，干涉式調(diào)制器可經(jīng)建模為附接到電容器的頂板的彈簧。圖16示意說(shuō)明此模型250，其中在電阻器254和干涉式調(diào)制器256上施加電壓源252，干涉式調(diào)制器256的可移動(dòng)薄膜由具有彈簧常數(shù)Ks的彈簧258支撐。從電容器的底板到頂板的距離界定為X，設(shè)定頂板與底板之間的所述最小間隙的電介質(zhì)層(未圖示)的厚度界定為d，且從頂板到底板的最大距離界定為D。當(dāng)施加電壓V時(shí)依據(jù)頂板的位置而變的力F(X)由以下等式給出19權(quán)利要求一種表征微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)裝置的行為的方法，所述方法包括向所述MEMS裝置施加驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)，其中所述MEMS裝置包括可移動(dòng)層；測(cè)量依據(jù)時(shí)間而變的經(jīng)過(guò)所述MEMS裝置的電流；將所述電流對(duì)一時(shí)間周期積分；以及基于所述所積分的電流確定所述MEMS裝置的操作特性。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將經(jīng)過(guò)所述MEMS裝置的所述電流積分提供依據(jù)時(shí)間而變?cè)谒鯩EMS裝置上聚集的電荷的量度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述MEMS裝置包括干涉式調(diào)制器裝置，所述方法額外包括通過(guò)將所述干涉式調(diào)制器上聚集的電荷除以所述驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)而確定所述干涉式調(diào)制器裝置的依據(jù)時(shí)間而變的電容的量度。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述MEMS裝置包括一起形成電容器的可移動(dòng)層和固定層，所述方法額外包括至少部分基于依據(jù)時(shí)間而變的所述電容的量度確定所述可移動(dòng)層相對(duì)于所述固定層的位置的量度。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其額外包括至少部分基于所述可移動(dòng)層的所述位置的所述量度確定作用于所述可移動(dòng)層上的阻尼力的量度。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其額外包括至少部分基于依據(jù)時(shí)間而變的所述可移動(dòng)層的所述位置的所述量度確定所述MEMS裝置的響應(yīng)時(shí)間的量度。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述MEMS裝置包括干涉式調(diào)制器。8.—種表征微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)裝置的動(dòng)態(tài)行為的方法，所述方法包括向MEMS裝置施加驅(qū)動(dòng)電壓持續(xù)第一時(shí)間周期，所述MEMS裝置包括可移動(dòng)電極和固定電極；在第二時(shí)間周期內(nèi)測(cè)量依據(jù)時(shí)間而變的經(jīng)過(guò)所述MEMS裝置的電流，所述第二時(shí)間周期包括所述第一時(shí)間周期的至少一部分；以及基于所述電流的積分確定所述MEMS裝置的所述動(dòng)態(tài)行為。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，確定所述MEMS裝置的所述動(dòng)態(tài)行為包括確定依據(jù)時(shí)間而變?cè)谒鯩EMS裝置上聚集的電荷。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中確定所述MEMS裝置的所述動(dòng)態(tài)行為包括確定所述MEMS裝置的依據(jù)時(shí)間而變的可移動(dòng)電極的位置。11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中確定所述MEMS裝置的所述動(dòng)態(tài)行為包括確定作用于所述MEMS裝置的可移動(dòng)層上的阻尼力。12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中確定所述MEMS裝置的所述動(dòng)態(tài)行為包括確定所述MEMS裝置的激活時(shí)間。13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其額外包括使用所述測(cè)得的電流確定所述第二時(shí)間周期。14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中使用所述測(cè)得的電流確定所述第二時(shí)間周期包括確定所述可移動(dòng)層的移動(dòng)的開(kāi)始。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述第二時(shí)間周期從所述第一時(shí)間周期的開(kāi)始延伸到所述可移動(dòng)層的所述移動(dòng)的所述開(kāi)始，且其中提供所述MEMS裝置的所述動(dòng)態(tài)行為的指示包括確定所述MEMS裝置的初始狀態(tài)。16.一種確定微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)裝置的可移動(dòng)層上施加的阻尼力的方法，所述方法包括向所述MEMS裝置施加驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)，其中所述MEMS裝置包括可移動(dòng)層，且其中所述驅(qū)動(dòng)電壓致使所述可移動(dòng)層移動(dòng)；測(cè)量依據(jù)時(shí)間而變的經(jīng)過(guò)所述MEMS裝置的電流；將所述電流對(duì)一時(shí)間周期積分；以及基于所述所積分的電流確定所述可移動(dòng)層上施加的所述阻尼力。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中確定依據(jù)時(shí)間而變施加在所述可移動(dòng)層上的所述阻尼力包括確定依據(jù)時(shí)間而變的在所述MEMS裝置上聚集的電荷。18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中確定所述阻尼力包括確定依據(jù)時(shí)間而變的所述可移動(dòng)層的位置。19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述MEMS裝置包括干涉式調(diào)制器。20.一種裝置，其包括微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)裝置，其包括可移動(dòng)層；以及經(jīng)配置以進(jìn)行以下操作的電路向所述MEMS裝置施加驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)以弓丨發(fā)所述可移動(dòng)層的移動(dòng)；測(cè)量依據(jù)時(shí)間而變的經(jīng)過(guò)所述MEMS裝置的電流；將所述電流對(duì)一時(shí)間周期積分；以及基于所述所積分的電流確定所述MEMS裝置的行為特性。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的MEMS裝置，其中所述電路進(jìn)一步經(jīng)配置以確定所述可移動(dòng)層的位置。22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的MEMS裝置，其中所述電路進(jìn)一步經(jīng)配置以確定作用于所述可移動(dòng)層上的阻尼力。23.一種裝置，其包括用于引發(fā)MEMS裝置的可移動(dòng)層的移動(dòng)的裝置；用于測(cè)量經(jīng)過(guò)所述MEMS裝置的電流的裝置；用于將所述電流對(duì)一時(shí)間周期積分的裝置；以及用于基于所述所積分的電流表征所述MEMS裝置的行為的裝置。24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其中所述用于引發(fā)移動(dòng)的裝置包括經(jīng)配置以向所述MEMS裝置的所述可移動(dòng)層施加驅(qū)動(dòng)電壓的電路。25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其中所述用于表征所述MEMS裝置的所述行為的裝置包括經(jīng)配置以確定所述可移動(dòng)層的位置的電路。26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其中所述用于表征所述MEMS裝置的所述行為的裝置包括經(jīng)配置以確定作用于所述可移動(dòng)層上的阻尼力的電路。全文摘要本發(fā)明描述用以表征干涉式調(diào)制器或類(lèi)似裝置的各種方法。干涉式調(diào)制器上測(cè)得的電壓可用于表征所述干涉式調(diào)制器的轉(zhuǎn)變電壓?？赏ㄟ^(guò)測(cè)得的電流的積分來(lái)分析測(cè)得的電流以提供所述干涉式調(diào)制器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)的指示。可使用頻率分析來(lái)提供所述干涉式調(diào)制器的滯后窗或所述干涉式調(diào)制器的機(jī)械性質(zhì)的指示。可通過(guò)信號(hào)相關(guān)來(lái)確定電容，且可使用擴(kuò)展頻譜分析來(lái)使噪聲或干擾對(duì)各種干涉式調(diào)制器參數(shù)的測(cè)量的影響最小化。文檔編號(hào)B81C99/00GK101945818SQ200980104857公開(kāi)日2011年1月12日申請(qǐng)日期2009年2月6日優(yōu)先權(quán)日2008年2月11日發(fā)明者卡斯拉·哈澤尼,阿洛科·戈維爾,馬克·米尼亞爾申請(qǐng)人:高通Mems科技公司