线性部署的致动器的制造方法
【专利说明】线性部署的致动器
[0001 ] 分案申请的相关信息
[0002]本案是分案申请。该分案的母案是申请日为2011年11月4日、申请号为201180061453.X、发明名称为“线性部署的致动器”的发明专利申请案。
技术领域
[0003]本发明大体上涉及致动器且更特定来说，涉及(例如)适合于用于小型相机或其它装置的具有运动控制的MEMS致动器及制造所述MEMS致动器的方法。
【背景技术】
[0004]用于小型相机及其它装置中的致动器是众所周知的。此类致动器通常包括音圈，其用于移动透镜，以聚焦、变焦或光学图像稳定。
[0005]小型相机用于多种不同电子装置中。例如，小型相机通常使用于蜂窝式电话、膝上型计算机及监视装置中。小型相机可具有许多其它应用。
[0006]常常需要减小小型相机的大小。随着电子装置的大小持续减小，小型相机(其为此类电子装置的部分)的大小通常也必须减小。
[0007]此外，需要增强此类小型相机的抗冲击性。随着小型相机的大小减小，经常必须在其构造中使用更小更专用的组件。因为此类消费者产品通常遭受实质性违规操作，例如野蛮处置及坠落，所以必须保护小型相机的组件免受与此违规操作相关联的冲击。
[0008]因此，需要能够经受冲击及违规操作的用于小型相机及其它装置中的大小减小的致使动器装置以及制造所述大小减小的致动器装置的可靠且成本有效的方法。
【发明内容】
[0009]根据本发明，提供适合于用于多种应用中的线性致动器及制造所述线性致动器的方法。
[0010]在一个实施例中，致动器包含实质上平面致动器装置，所述致动器装置由导电材料形成且包含:外框架;固定框架，其附接到所述外框架;可移动框架，其平行于所述固定框架而安置;运动控制挠曲，其将所述可移动框架耦合到所述外框架以用于相对于所述外框架及所述固定框架的共面、直线移动;及致动器，其并入有多个相互较叉的齿，所述致动器的固定部分附接到所述固定框架且所述致动器的移动部分附接到所述可移动框架，其中所述可移动框架固定在与所述固定框架共面、平行且与所述固定框架间隔开所选择的距离的部署位置处以用于相对于所述固定框架的实质上直线、垂直移动。
[0011 ]在另一实施例中，用于制造致动器的方法包含:形成导电材料的实质上平面致动器装置且所述致动器装置包含:外框架;固定框架，其附接到所述外框架;可移动框架，其平行于所述固定框架而安置;运动控制挠曲，其用于将可移动框架耦合到所述外框架以用于相对于所述外框架的所述固定框架的共面、直线移动及致动器，其并入有多个相互交叉的齿，所述致动器的固定部分附接到所述固定框架且所述致动器的移动部分附接到所述可移动框架;接着，将所述可移动框架移动到部署位置，所述部署位置与所述固定框架共面、平行且与所述固定框架间隔开所选择的距离;及将所述可移动框架固定在所述部署位置处以用于相对于所述固定框架的实质上直线、垂直运动。
[0012]本发明的范围由权利要求书界定，权利要求书以引用的方式并入本文中。将通过考虑对一个或一个以上实施例的以下详细描述而向所属领域的技术人员提供对实施例的更完全的理解，以及实现其额外优点。将对附图作出参考，将首先简单地对附图进行描述。
【附图说明】
[0013]图1说明根据一实施例的具有致动器装置的电子装置。
[0014]图2说明根据一实施例的具有透镜镜筒的小型相机。
[0015]图3A说明根据一实施例的具有安置于其内的致动器模块的透镜镜筒。
[0016]图3B以分解图说明根据一实施例的透镜镜筒及致动器模块。
[0017]图4说明根据一实施例的具有安置于其内的致动器装置的致动器模块。
[0018]图5A说明根据一实施例的致动器装置的俯视图。
[0019]图5B说明根据一实施例的致动器装置的俯视图。
[0020]图6A说明根据一实施例的致动器装置的一部分。
[0021]图6B说明根据一实施例的致动器装置的一部分。
[0022]图6C说明根据一实施例的平台的一部分。
[0023]图6D说明根据一实施例的经定位以安装到致动器装置的可移动透镜的仰视图。
[0024]图6E说明根据一实施例的安装到致动器装置的可移动透镜的侧视图。
[0025]图7说明根据一实施例的致动器装置的部分。
[0026]图8说明根据一实施例的处于部署配置的致动器装置的仰视图。
[0027]图9A说明根据一实施例的未被施加任何电压的处于部署配置的致动器装置的一部分。
[0028]图9B说明根据一实施例的被施加较小电压的处于部署配置的致动器装置的一部分。
[0029]图9C说明根据一实施例的被施加最大电压的处于部署配置的致动器装置的一部分。
[0030]图10说明根据一实施例的横向缓冲器组合件。
[0031 ]图11说明根据一实施例的铰链挠曲及运动控制扭转挠曲。
[0032]图12说明根据一实施例的内部运动控制铰链。
[0033]图13说明根据一实施例的悬臂挠曲。
[0034]图14说明根据一实施例的蜿蜒接触挠曲及部署扭转挠曲。
[0035]图15说明根据一实施例的部署停止件的俯视图。
[0036]图16说明根据一实施例的部署停止件的仰视图。
[0037]图17A说明根据一实施例的皮片阻尼器。
[0038]图17B说明根据一实施例的在没有施加冲击的情况下安置于上部模块盖与下部模块盖之间的可移动框架。
[0039]图17C说明根据一实施例的在施加冲击的情况下安置于上部模块盖与下部模块盖之间的可移动框架。
[0040]图17D说明根据一实施例的另一致动器装置的部分俯视图。
[0041]图17E说明根据一实施例的致动器装置的的放大俯视图。
[0042]图17F说明根据一实施例的致动器装置的外部铰链挠曲、横向缓冲器组合件、单一缓冲器皮片，及联锁缓冲器皮片特征。
[0043]图17G及17H说明根据一实施例的外部铰链挠曲。
[0044]图171及17J说明根据一实施例的横向缓冲器组合件。
[0045]图17K及17L说明根据一实施例的单一缓冲器皮片及联锁缓冲器皮片的横截面图。
[0046]图17M说明根据一实施例的横向缓冲器组合件、单一缓冲器皮片及联锁缓冲器皮片的俯视图。
[0047]图17N说明根据一实施例的单一缓冲器皮片及联锁缓冲器皮片的横截面图。
[0048]图18说明根据一实施例的球承窝缓冲器。
[0049]图19说明根据一实施例的球承窝缓冲器及两个框架铰链。
[0050]图20说明根据一实施例的致动器装置。
[0051]图21A说明根据一实施例的处于未部署状态中的致动器装置。
[0052]图21B说明根据一实施例的处于部署状态中的致动器装置。
[0053]图22A说明根据一实施例的处于未部署状态中的致动器装置的部署停止件。
[0054]图22B说明根据一实施例的处于部署状态中的部署停止件。
[0055]图23说明根据一实施例的致动器装置。
[0056]图24说明根据一实施例的致动器。
[0057]图25A到25C说明根据一实施例的用于部署致动器装置的方法。
[0058]图26说明根据一实施例的用于部署致动器装置的方法。
[0059]图27说明根据一实施例的用于部署致动器装置的方法。
[0060]图28说明根据一实施例的用于将致动器装置锁定在部署位置中的过中心闩。
[0061]图29说明根据一实施例的在用于部署致动器装置的方法中有用的球及承窝。
[0062]图30说明根据一实施例的在用于部署致动器装置的方法中有用的另一球及承窝。
[0063]图31说明根据一实施例的在用于部署致动器装置及用于将所述致动器装置锁定在部署位置中的方法中有用的凸片及柱。
[0064]图32说明根据一实施例的在用于部署致动器装置及用于将所述致动器装置锁定在部署位置中的方法中有用的凸片及柱。
[0065]图33说明根据一实施例的用于部署致动器装置的方法。
[0066]图34说明根据一实施例的用于部署致动器装置的方法。
[0067]图35说明根据一实施例的用于部署致动器装置的方法。
[0068]图36说明根据一实施例的用于部署致动器装置的方法。
[0069]图37说明根据一实施例的用于部署致动器装置的方法。
[0070]图38说明根据一实施例的用于部署致动器装置的方法。
[0071]图39说明根据一实施例的用于部署致动器装置的方法。
[0072]图40说明根据一实施例的用于部署致动器装置的方法。
[0073]图41说明根据一实施例的用于部署致动器装置的方法。
[0074]图42说明根据一实施例的用于部署致动器装置的方法。
[0075]图43A及43B说明根据一实施例的用于部署致动器装置的方法。
[0076]图44说明根据一实施例的用于部署致动器装置及用于将其固定在部署位置中的方法。
[0077]图45说明根据一实施例的用于部署致动器装置及用于将其固定在部署位置中的方法。
[0078]图46说明根据一实施例的用于部署致动器装置及用于将其固定在部署位置中的方法。
[0079]图47说明根据一实施例的用于部署致动器装置及用于将其固定在部署位置中的方法。
[0080]图48说明根据一实施例的用于部署致动器装置及用于将其固定在部署位置中的方法。
[0081]图49A到49F说明根据一实施例的用于在致动器装置的两个区段之间制造空隙的方法。
[0082]图50说明根据一实施例的联锁皮片阻尼器。
[0083]图51说明根据一实施例的联锁皮片阻尼器的特征。
[0084]图52A到52B说明根据一实施例的联锁皮片阻尼器的其它特征。
[0085]图53A到53B说明根据一实施例的联锁皮片阻尼器的其它特征。
[0086]通过参考以下详细描述而最佳地理解本发明的实施例及其优点。应了解，相同参考数字用于指示在一个或一个以上图式中说明的相同元件。
【具体实施方式】
[0087]根据各种实施例揭示适合于使用于多种不同电子装置中的致动器装置。所述致动器装置可经调适以使用于相机中，例如小型相机。所述致动器装置可用于手动或自动聚焦所述小型相机。所述致动器装置可用于使所述小型相机变焦，或为所述小型相机提供光学图像稳定。所述致动器装置可用于对准所述相机内的光学器件。所述致动器装置可用于电子装置或任何其它装置中的任何其它所要的应用。
[0088]根据一个或一个以上实施例，所述致动器装置可包含一个或一个以上MEMS致动器。可使用单片构造形成所述致动器装置。可使用非单片构造形成所述致动器装置。
[0089]可使用当代制造技术形成所述致动器装置，例如蚀刻及微机械加工。预期各种其它制造技术。
[0090]所述致动器装置可由硅形成(例如，单晶硅及/或多晶硅)。所述致动器装置可由其它半导体形成，例如硅、锗、金刚石及砷化镓。形成所述致动器装置的材料可经掺杂以获得其所要导电率。所述致动器装置可由金属形成，例如钨、钛、锗、铝或镍。可使用此类材料的任何所要组合。
[0091 ]根据各种实施例揭示对致动器装置及/或由所述致动器装置移动的项目的运动控制。所述运动控制可用于促进项目的所要移动，同时减轻所述项目的非所要的移动。例如，所述运动控制可用于促进透镜沿着所述透镜的光轴的移动，同时抑制所述透镜的其它移动。因此，所述运动控制可用于促进所述透镜以单一所要平移自由度移动，同时抑制所述透镜在所有其它平移自由度上的移动，且同时抑制所述透镜在所有旋转自由度上的移动。在另一实例中，所述运动控制可促进所述透镜在所有三个平移自由度上的移动，同时抑制所述透镜在所有旋转自由度上的移动。
[0092]因此，可提供单独使用及用于电子装置中的增强的小型相机。所述小型相机适合于用于广泛多种不同电子装置中。例如，所述小型相机适合于用于例如蜂窝式电话、膝上型计算机、电视机、手持型装置及监视装置等电子装置中。
[0093]根据各种实施例，提供更小大小及增强的抗冲击性。增强的制造技术可用于提供这些优点及其它优点。此类制造技术可额外地增强小型相机的整体质量及可靠性，同时也实质上减小其成本。
[0094]图1说明根据实施例的具有致动器装置400的电子装置100。如本文中所论述，致动器装置400可具有一个或一个以上致动器550。在一个实施例中，致动器550可为MEMS致动器，例如静电梳状驱动致动器。在一个实施例中，致动器550可为旋转梳状驱动致动器。
[0095]电子装置100可具有一个或一个以上致动器550，以移动其任何所要的组件。例如，电子装置100可具有例如小型相机101等光学装置，小型相机101具有用于移动光学元件(例如一个或一个以上可移动透镜301)(展示于图2中)的致动器550，所述光学元件经调适以提供聚焦、变焦及/或图像稳定。电子装置100可具有任何所要数目的致动器550，以执行任何所要的功能。
[0096]电子装置100可为蜂窝式电话、膝上型计算机、监视装置或任何其它所要的装置。小型相机101可建置在电子装置100中、可附接到电子装置100或可相对于电子装置100分离(例如，远程)。
[0097]图2说明根据一实施例的具有一透镜镜筒200的小型相机101。透镜镜筒200可含有一个或一个以上光学元件，例如可移动透镜301，所述一个或一个以上光学元件可由致动器装置400(展示于图1中)移动。透镜镜筒200可具有可为固定的一个或一个以上光学元件。例如，透镜镜筒200可含有一个或一个以上透镜、孔口(可变的或固定的)、快门、镜(其可为平坦的、非平坦的、被供电的或未被供电的)、棱镜、空间光调制器、衍射光栅、激光器、LED及/或检测器。这些项目中的任一者可为固定的或可由致动器装置400移动。
[0098]致动器装置400可移动非光学装置，例如为了扫描而提供的样本。所述样本可为生物样本或非生物样本。生物样本的实例包含生物体、组织、细胞及蛋白质。非生物样本的实例包含固体、液体及气体。致动器装置400可用于操纵结构、光、声或任何其它所要事物。
[0099]所述光学元件可部分或完全包含于透镜镜筒200内。透镜镜筒200可具有任何所要的形状，例如，透镜镜筒200可实质上为圆形、三角形、矩形、正方形、五边形、六边形、八边形或任何其它形状或横截面配置。透镜镜筒200可永久或可移除地附接到小型相机101。可由小型相机101的外壳的部分界定透镜镜筒200。透镜镜筒