形成目标影像的较高分辨率影像的装置和方法与流程

【技术领域】

本公开涉及一种影像捕获设备。更具体地，本公开涉及一种可形成较高分辨率影像的影像捕获设备及方法。

背景技术：

对于现代社会中的许多人来说，诸如照相机之类的影像捕获设备是不可或缺的工具。如今，更需要能够以高分辨率或超高分辨率拍照的照相机。但是，用户拍摄的好照片的标记取决于相机中影像传感器的分辨率。对于具有固定尺寸的影像传感器，其分辨率越高，像素越小。但是，在生产影像传感器时，像素尺寸/像素间距(pixelpitch)存在工程上的限制。例如，当产生像素间距为12微米且分辨率为640x480(或具有300,000像素)的影像传感器时，该影像传感器的有效区域的面积将为7.68cmx5.76cm。因此，对于具有相同尺寸的影像传感器，640x480的分辨率已达到上限。基于现有技术，无法提高影像传感器的分辨率。

因此，本申请人已经公开了一种影像捕获设备，其以几何方式增加具有当前分辨率的影像传感器的分辨率，并且提供了一种具有一体且紧凑的设计的影像捕获设备及其制造方法。另外，影像捕获设备还可以配备有自动聚焦装置，用于从目标影像获得聚焦影像。

因此，本申请人已经公开了一种影像捕获设备及取得高分辨率影像的方法，以改善上述现有技术的问题，并且提供了一种具有整合且小巧的设计的影像捕获设备，其适合于全方向减振、自动对焦、和高分辨率应用。

技术实现要素：

本案的目的之一在于提供一种用于形成具有分别多个像素区域的一影像目标的一较高分辨率影像的影像捕获设备，包括：一影像传感器，具有对应于该分别多个像素区域的多个感测像素；一平面内运动驱动器，耦接至该影像传感器，且配置成导致该影像传感器多次取得关于该影像目标的多个原始影像；以及一控制器，配置成将该多个原始影像合成为该较高分辨率影像，其中：该影像传感器具有一传感器表面；该平面内运动驱动器沿平行于该传感器表面的第一方向渐进地移动该影像传感器，每次以等于该多个感测像素的像素间距的1/n的距离，以分别撷取该多个原始影像用于形成该较高分辨率影像；以及n为大于1的正整数。

本案的另一目的在于提供一种用于撷取多个原始影像以形成一影像目标的一较高分辨率影像的影像捕获设备，包括：一影像传感器，具有多个感测像素、且配置成获取该多个原始影像，其中该多个感测像素具有一像素间距；以及一平面内运动驱动器，耦接至该影像传感器，且配置成：导致该影像传感器渐进地移动，每次以等于该像素间距的1/n的一距离移动，以撷取该多个原始影像，其中n为大于1的正整数。

本案的又一目的在于提供一种撷取多个原始影像以形成一影像目标的一较高分辨率影像的方法，该方法包括：提供一影像传感器，其具有多个感测像素，该多个感测像素具有一像素间距；导致该影像传感器撷取该影像目标的该多个原始影像的一第一个原始影像；以及藉由依序渐进地移动该影像传感器，分别撷取该多个原始影像的其他原始影像，每次以等于该像素间距的1/n的一距离移动，其中n为大于1的正整数。

【附图说明】

本发明的上述目的及优点在参阅以下详细说明及附随图式之后对那些所属技术领域中的技术人员将变得更立即地显而易见。

[图1]是显示根据本发明的一个实施例的光感测装置的示意性分解图。

[图2]是显示根据本发明的一个实施例的平面内运动驱动器的示意图。

[图3]是显示根据本发明的一个实施例的平面内运动致动器的示意图。

[图4]是根据本发明的实施例的微机电致动器的俯视图。

[图5]是图4的沿虚线a-a的截面图。

[图6a和图6b]显示了本发明的组装状态。

[图7]是图4的局部放大图。

[图8]是根据本发明的另一个实施例的微机电致动器的俯视图。

[图9a]是显示根据本发明的一个实施例的出平面运动驱动器的示意图。

[图9b]是显示根据本发明的一个实施例的图9a所示的出平面运动驱动器的截面的示意图。

[图10]显示了本发明的单轴致动器的实施例的示意性俯视图。

[图11]为图10的直线致动器中沿a-a’方向的剖面示意图。

[图12a]为第一面积与第二投影面积的关系范例。

[图12b]为第一面积与第二投影面积的另一关系范例。

[图12c]为第二空腔的位置范例。

[图13a]为承载物的重心在没有t柱及支点弹簧下对准直线致动器的重心的范例。

[图13b]为承载物的重心在没有t柱及支点弹簧下未对准直线致动器的重心的范例。

[图13c]为本发明含有t柱及支点弹簧的实施例。

[图14a及14b]为支点弹簧的另外两个实施例的俯视示意图。

[图15a]为排列在致动器晶圆上的芯片的示意图。

[图15b]为图15a中沿b-b’方向的剖面示意图。

[图15c]为涂布在致动器晶圆上以在切割晶圆时固定可动结构的保护材料的示意图。

[图16]是显示根据本发明的一个实施例的组装有pcb的单轴驱动器模块的示意性分解图。

[图17a和图17b]是各自显示了根据本发明的一个实施例的组装有基部板的单轴驱动器模块的组装的示意图。

[图18a]是根据本发明另一实施例的影像捕获设备的俯视图。

[图18b]是图18a所示的影像捕获设备的侧视图。

[图19]是根据本发明另一实施例的影像捕获设备的俯视图。

[图20]是显示根据本发明的另一实施例的弹簧感测驱动单元的示意图。

[图21]是图20所示的弹簧感测驱动单元的透视图。

[图22]是显示根据本发明的实施例的在弹簧感测驱动单元和影像传感器之间的电连接的示意图。

【具体实施方式】

本案所提出的发明将可由以下的实施例说明而得到充分了解，使得所属技术领域中的技术人员可以据以完成，然而本案的实施并非可由下列实施例而被限制其实施型态，所属技术领域中的技术人员仍可依据除既公开的实施例的精神推演出其他实施例，该等实施例皆当属于本发明的范围。

具有平面内和出平面运动的装置

图1是显示根据本发明的一个实施例的光感测装置的示意性分解图。如图1所示，影像感测装置7000包含平面内运动驱动器7030和出平面运动驱动器7040。平面内运动驱动器7030提供了能够使功能组件7020在其所在的参考平面内渐进地移动的功能。出平面运动驱动器7040提供了能够藉由至少一个出平面单轴驱动器7045在垂直于功能组件7020所在的参考平面的方向上移动功能组件7020的功能。功能组件7020可以是配置用于感测功能的传感器、配置用于扫描功能的反射镜、或配置用于滤光功能的附加滤光片。在功能组件7020是被配置为感测光或影像的传感器的情况下，该传感器可以是例如在相机中使用的cmos传感器或影像传感器。在功能组件7020被应用于影像感测装置7000并且藉由两个或三个单轴运动驱动器7045移动的情况下，功能组件7020所在的平面可以被倾斜。在功能组件7020由四个单轴运动驱动器7045移动的情况下，功能组件7020所在的平面可以另外垂直地移动、俯仰和/或滚转。需要引线框7032以通过第一组导线(未显示)容纳并电连接至平面内运动致动器7031。影像感测装置7000可以进一步包含应用组件7010，该应用组件7010是用于允许具有预定范围内的波长的光通过的滤光片或透镜。功能组件7020是取决于用于应用组件7010所需的应用功能来选择。

图2是显示根据本发明的一个实施例的平面内运动驱动器的示意图。图3是显示根据本发明的一个实施例的平面内运动致动器的示意图。如图2和图3所示，平面内运动驱动器7030包含：第一电路板7033，其具有包含中央空腔7035的第一底部基部1521和设置在其上的第一电路板框7037；引线框7032，其设置在中央空腔7035内部；以及平面内运动致动器7031，其具有可移动内框1571和固定外框1572。可移动内框1571和固定外框1752两者的表面均分配在参考平面160中，其中可移动内框1571在参考平面160中沿彼此垂直的两个方向x1和y1中的至少一个方向、并且平行于第一底部基部7034的第一底部表面1521移动。平面内运动致动器7031设置在引线框7032的内部，且功能组件7020设置在平面内运动致动器7031上。如果将平面内运动驱动器7030组装在本发明的一实施方式的光感测装置7000中，则第一电路板7033的结构与出平面运动驱动器7040的结构协同及配合。

如图1-3所示，四组连接组件1573安装在可移动内框1571的周围、以及位于可移动内框1571和固定外框1572之间。四组连接组件1573中的每一个都可以是一组软性电连接装置(softelectricallinkage，sel)其将可移动内框1571机械连接到固定外框1572、并将可移动内框1571上的打线垫1574直接或间接电连接到固定外框1572上的打线垫1575。在根据本发明的另一实施例中，四组连接组件1773中的每一个都可以被整合到软性电路板中，该软性电路板将可移动内框1571机械地连接到固定外框1572、并且电连接及热连接打线垫。可移动内框1571上的焊点1574直接或间接连接到固定外框1572上的打线垫1575。在这种情况下，除了导电的目的之外，软性电路板还可以将从功能组件7020产生的热通过软性电路板和电路(未显示)传递和消散到设置在基部板851上的散热器(heatsink)、和设置在功能组件7020和基部板851之间的导线连接(未显示)，以防止功能组件7020在操作期间过热。

另外，如图1-3所示，引线框7032具有四个软性弹簧(flexiblehinge)1552，每个软性弹簧1552分别位于四个角落其中之一，并且藉由诸如焊接的过程将被固定到安排在第一电路板7033的底部基部7034的中央空腔7035中的四个角落上分别的四个缺口7036上。四个软性弹簧1552中的每一个都提供了使引线框7032垂直于功能组件7020所在的平面移动的可行性，使得引线框7032在由四个单轴运动驱动器7045中的至少一个致动时，其可脱离于第一电路板7033的第一底部表面1521而移动。功能组件7020固定在平面内运动驱动器7030的可移动内框1571上。功能组件7020的信号装置的信号i/o垫(未显示)与可移动内框1571上的打线垫1574布线并电连接。藉由在其间打线第一组导线(未显示)使平面内运动致动器7031的固定外框1572上的打线垫1575布线并电连接至引线框7032上的打线垫1553。藉由在其间打线第二组线而使引线框7032上的打线垫1553布线并电连接到第一电路板7033上的打线垫(未显示)。固定外框1572上的打线垫1575、可移动内框1571上的打线垫1574、引线框7032上的打线垫1553和第一电路板7033上的打线垫(未显示)依需要而设计。不同打线垫之间的导线连接(未显示)，诸如在功能组件7020与可移动内框1571之间、以及在固定外框1572与引线框155之间的导线连接，是为了控制需求而提供的信号和偏压。可以借助适当设计的治具或工具藉由打线过程完成导线连接。

平面内运动驱动器，其包含具有内建的单轴致动器的平面内运动致动器(类型1)

请同时参阅图4与图5。其中图4是本发明的实施例俯视图；图3是本发明图4中a-a的剖面图。其中可见一基板1，其上形成有一第二框体6围绕着第一框体4。第一框体4作为动件并通过弹性件3连接至固定部2，固定部可以是一锚体，再连接至基板1。于图4中清楚可见本发明是采用中心固定部(锚体)结构，而各弹性件3则是连接到第一框体4的四个角落内，因此当有弹性组件3受到压缩力时，其回复力会施力在第一框体4的角落内，进而达到将第一框体4撑开以维持第一空体4的边的原状，通常是笔直状。本发明还包括微机电致动器组5，具有一第一梳指5a固定于锚体2上，即间接地固定于基板1上，微机电致动器组5还包括一第一相对梳指5a’固定于第一框体4，亦即第一梳指5a与第一相对梳指5a’之间是成对设置，且两者的梳指正对着对方的指缝，当产生静电力时，两者相吸使得各自的梳指交错。以下方的微机电致动器组5而言，当通电产生静电力时，第一梳指5a与第一相对梳指5a’相吸即使得第一框体4向上移动。且由于静电力通过转动中心ra，故而第一框体4不会旋转。同理，当上方的微机电致动器组通电产生静电力时，即使得第一框体4向下移动；而当左方的微机电致动器组通电产生静电力时，即使得第一框体4向右移动；而当右方的微机电致动器组通电产生静电力时，即使得第一框体4向左移动。又，微机电致动器组5还包括一感应梳指5b，位于第一相对梳指5a’的对面，用以在第一框体4移动时感应第一相对梳指5a’与感应梳指5b自身之间的电容值，进而再被换算成两者的距离，进而确认第一框体4所移动的距离。此外，第一框体4通常作为一载台，上面会固定一电子组件(图中未揭示)，故为了电连接，第一框体4上还设置了多个打线垫40，同理，在基板1上也具有多个打线垫10、而第二框体6亦具有打线垫60。各打线垫的用途将在图6a与6b说明。再者，为了将第一框体4与第二框体6电连接，但又要使第一框体4可以自由自在地在第二框体6内运动，两者之间以一软性电连接组件7电连接。软性电连接组件7是与第一框体4、第二框体6一起成形，通常主要以硅构成，中间夹有一导电用的金属层，俯视观之则大致上呈左右来回曲折状，但厚度大致上则与第一框体4相同，通过较大的厚度已达到z轴方向免疫的效果。另外，请参见图4第一框体4、第二框体6与基板1的左下角处。本发明为了避免第一框体4与第二框体6两者因为意外晃动、过多的位移距离等不确定状况的相撞而导致损坏，故在第一框体4设置间隔块41，通常是一凸出物以免第一框体4与第二框体6过于接近而使软性电连接组件7受到过度挤压，通过间隔块41可以让第一框体4与第二框体6之间保留空隙。且为了吸收冲击力，在第二框体6上对应于间隔块41的位置更设置一缓冲垫62，是通过在第二框体6上缓冲空间61而形成，缓冲空间61是一贯通孔，使得缓冲垫62得以成形，故而当间隔块41撞击到缓冲垫62时，缓冲垫62位置的材料可以朝向缓冲空间61做适度的变形以吸收冲击力。

请参阅图5，是本发明图4中a-a的剖面图。其中基板1具有贯穿空腔，其位置可位于微机电致动器组的下方、或是位于第一框体4与软性电连接组件7两者的下方、或是这两个位置的下方均具有贯穿空腔。为了便于说明，位于微机电致动器组下方的称为第一空腔11、位于第一框体4与软性电连接组件7两者下方的称为第二空腔12。再者，为了达到能够排除蚀刻废弃物、残渣的功效，以第一空腔11而言，其朝上、即朝向第一框体4方向的投影面积至少部份地涵盖到微机电致动器组5，且此投影面积的各边可以与致动器组5的全部梳指所占面积的各边重合、或者空腔投影区域的周长略大于或小于全部梳指所占区域的周长。同理，第二空腔12朝上、即朝向第一框体4方向的投影面积至少部份地涵盖到软性电连接组件7与第一框体4，且此投影面积的各边可以与第一框体4的某一边的全部软性电连接组件7所占面积的各边重合、或者空腔投影区域的周长略大于或小于全部软性电连接组件7所占区域的周长。一如前述，由于各梳指本身尺寸小型化、梳指之间的指缝宽度很小，且当第一梳指与第一相对梳指交错时，则更显指缝部位的空间狭窄，因未被对面的梳指所占去了一大部分的空间。而由于第一空腔11的存在，故而蚀刻梳指之后的废弃物、残渣就会掉入第一空腔11内，进而被排出，或至少停留在空腔内而远离梳指，使得废弃物、残渣停留在指缝之间或梳指与基板之间的概率大大的缩小，故使得生产良率得以大大的提升。同理，由于软性电连接组件7必须做到相当的柔软，亦即非常容易被拉伸、被挤压，且其弹性回复力极低以免影响第一框体4的运动，因此软性电连接组件7的结构也是会极其的细小，所以其来回曲折状的结构之间所具有的间隙也十分狭小，若有蚀刻后的残渣、废弃物残留必定会导致其柔软度大幅的下降，故藉由本发明第二空腔12的设置，软性电连接组件蚀刻后的废弃物、残渣就会掉入第二空腔12内，进而被排出，或至少停留在空腔内而远离软性电连接组件，使得废弃物、残渣停留在曲折结构内或软性电连接组件与基板之间的概率大大的缩小，故使得生产良率得以大大的提升。此外，在基板1、第一框体4、以及第二框体6上分别具有打线垫10、打线垫40、打线垫60，各打线垫的用途将在图6a与6b说明。

请参阅图6a与图6b。其中，图6a为本发明组装状态示意图；而图6b为本发明的组装状态示意图。微机电致动器组5(请参考图4)的第一梳指5a均通过锚体2固定于基板1上。为了避免在组装电子组件8，以及在打线70时第一框体4的晃动而导致组装失败、甚至是结构破损，故而利用一支撑体100做为治具，支撑体100的支撑凸起100”穿过第二空腔12以支撑第一框体4，而基板1即直接放置在支撑面100’上。如此即可确保组装电子组件8以及打线70时整体结构的稳定，通过打线70将打线垫80与第一框体4的打线垫40相互电连接，如此即可将电子组件8的信号传出、或是将外部的指令传入电子组件8。此外，打线垫40与打线垫60之间的电子传输则是通过软性电连接原件7来达成电连接，而打线垫60再通过打线制程电连接至打线垫10，尔后再由打线垫10与外界电连接。为了图面的简洁，在图6a与6b就不绘制图5的第一空腔11了。

请参阅图7，为本发明图4实施例的局部放大图。其中是以图4整个装置的左半边的微机电致动器组5及其外围环境为主。微机电致动器组5的第一梳指5a固定于锚体2上，而第一相对梳指5a’固定于第一框体4，并对应于第一梳指5a。至于感应梳指5b则位于第一相对梳指5a’的对面。以上各梳指的功效于此不再赘述。由于本实施例的第一框体4可以上下左右移动，因此就有可能发生第一相对梳指5a’与第一梳指5a、感应梳指5b相撞导致毁损，为了避免此现象发生，本发明在各微机电致动器组5的附近设置了一限制锚体2’以及一限制绞链31，并且在第一框体4与第一相对梳指5a’之间设置了一解耦绞链32，解耦绞链32则通过解耦点30与限制绞链31固定。以图7的局部放大图为例，第一相对梳指5a’仅被允许左右移动，即平行于x轴的正反方向移动，即顺着梳指指向做正反方向的移动，并且第一相对梳指5a’必须免疫于平行于y轴方向的移动，亦即在第一相对梳指5a’的排列方向上不会移动，同理，以图4整体装置的右半边的微机电致动器组5也是如此，即控制第一框体4左右移动的致动器组5必需在上下方向，即y轴方向上免疫，而控制第一框体4上下移动者即图4上下两个致动器组5必需在x轴方向上免疫。由此可见，限制绞链31必须在第一相对梳指5a’的排列方向上免疫，但由于第一相对梳指5a’要能顺着梳指指向平移，以图7左边的微机电致动器组5而言就是左右移动，即x轴方向移动，故而限制绞链31必须要能顺着梳指指向产生弹性变形，因此，限制锚体2’必须尽可能地远离解耦点30，而以图7的第一相对梳指5a’的上下两个解耦点30而言，两者的中点即设置限制锚体2’的位置，而三者则大致上位于平行于梳指排列方向(y轴向)的同一直在线，故而限制绞链31在梳指指向方向(x轴向)的长度极短导致在平行于梳指排列方向(y轴向)上刚性极高，因此当第一框体4向上或向下移动时，限制绞链31可以拉住解耦点30不动，而在第一框体4的带动下仅有解耦绞链32弯曲。但又由于上下两个解耦点30在y轴方向上距离限制锚体2’有相当的距离，因此在x方向上具有相当的弹性，故当第一相对梳指5a’顺着梳指方向移动时，限制绞链31可以被解耦点30拉着弯曲。同理，以解耦绞链32而言，由于需在平行于梳指排列方向上弯曲，因此解耦绞链32在平行于梳指指向须有较长的特征长度，以加大弹性，相对的，解耦绞链32在平行于梳指指向上又不能弯曲，因此其在平行于梳指排列方向上的特征长度则必需甚短，意即解耦绞链32在第一框体4上的连接处与解耦点30必需大致上在同一条平行于梳指指向的直线上。故而当第一相对梳指5a’被向右拉扯时，解耦绞链32可以被其向右拉扯而不变形，使得拉力的传输不会有延迟、或是拉力因绞链变形而被吸收的状况发生。

请继续参阅图7。为了适当增加限制绞链31在平行于梳指指向的弯曲能力，即柔性，限制绞链31更具折叠结构，但折叠后材料仍以平行于梳指排列的方向与限制锚体2’及解耦点30固定。同理，为了适当增加解耦绞链32在平行于梳指排列方向的弯曲能力，即柔性，解耦绞链32更具折叠结构，但折叠后材料仍以平行以梳指指向的方向与解耦点30及第一框体4固定。

请参阅图8，为本发明另一实施例俯视图。其中具有多个微机电致动器组5，各具有多个梳指结构。首先以x方向而言，连接于锚体2的有第一梳指501、第二梳指502、第三梳指503、以及第四梳指504，且在第一梳指501与第二梳指502之间是正x向感应梳指5b+x，而在第三梳指503与第四梳指504之间是负x向感应梳指5b-x，各梳指均通过锚体2固定于一基板上(请参考图5)。在图8中可以看出第一梳指501、第二梳指502、第三梳指503、以及第四梳指504的静电力方向均不通过转动中心ra(转动轴心)，但由于第一二梳指(501、502)成对称设置，而第三四梳指(503、504)亦然，因此第一二梳指(501、502)各自的静电力的合力通过转动中心ra，且第三四梳指(503、504)亦然。因此，当欲使第一框体4向x轴的正向方向移动时，第一二梳指(501、502)同时产生静电力吸引第一相对梳指5a’，同时正x向感应梳指5b+x与第一相对梳指5a’之间产生感应电容，由此回推第一框体4的移动距离。同理，当欲使第一框体4向x轴的负向方向移动时，第三四梳指(503、504)同时产生静电力吸引第一相对梳指5a’，同时负x向感应梳指5b-x与第一相对梳指5a’之间产生感应电容，由此回推第一框体4的移动距离。

请继续参阅图8，承上，以y方向而言，连接于锚体2的有第五梳指505、第六梳指506、第七梳指507、以及第八梳指508，且在第七梳指507与第八梳指508之间是正y向感应梳指5b+y，而在第五梳指505与第六梳指506之间是负y向感应梳指5b-y，各梳指均通过锚体2固定于一基板上(请参考图5)。在图8中可以看出第五梳指505、第六梳指506、第七梳指507、以及第八梳指508的静电力方向均不通过转动中心ra(转动轴心)，但由于第五六梳指(505、506)成对称设置，而第七八梳指(507、508)亦然，因此第五六梳指(505、506)各自的静电力的合力通过转动中心ra，且第七八梳指(507、508)亦然。因此，当欲使第一框体4向y轴的正向方向移动时，第七八梳指(507、508)同时产生静电力吸引第一相对梳指5a’，同时正y向感应梳指5b+y与第一相对梳指5a’之间产生感应电容，由此回推第一框体4的移动距离。同理，当欲使第一框体4向y轴的负向方向移动时，第五六梳指(505、506)同时产生静电力吸引第一相对梳指5a’，同时负y向感应梳指5b-y与第一相对梳指5a’之间产生感应电容，由此回推第一框体4的移动距离。此外，由于感应梳指与致动梳指均是感应电容的应用，因此其实可以通过软件将感应梳指与致动梳指的功效予以相互替换，以增加使用的灵活性。

请继续参阅图8。由于第一至第八梳指(501-508)各自的静电力均不通过转动中心ra，因此若要让第一框体4旋转，原则上仅需其中一梳指产生静电力即可让第一框体4旋转，例如若以第一、第三、第五、第七梳指(501、503、505、507)而言，其中之一产生静电力时即可让第一框体4顺时针旋转。当然，为了施力的平均，通常以对角线方向的梳指施力较为妥当，即第一、第三梳指(501、503)，或第五、第七梳指(505、507)产生静电力，若为了更快速、增加驱动力，则可以令第一、第三、第五、第七梳指(501、503、505、507)均产生静电力以达上述之功效。同理，若以第二、第四、第六、第八梳指(502、504、506、508)而言，其中之一产生静电力时即可让第一框体4逆时针旋转。当然，为了施力的平均，通常以对角线方向的梳指施力较为妥当，即第二、第四梳指(502、504)，或第六、第八梳指(506、508)产生静电力，若为了更快速、增加驱动力，则可以令第二、第四、第六、第八梳指(502、504、506、508)均产生静电力以达上述之功效。此外，图8的实施例的各微机电致动器组5的下方均可具有如图4、图5所公开的空腔，以利蚀刻后的残渣、废弃物得以排出，空腔的具体与各梳指、各软性电连接组件的关系一如图5及其说明所述，于此不再赘述。

请继续参阅图8。本实施例还可以令第一框体4在xy平面上进行斜向的移动，例如以向右上方向的移动而言，可以藉由第一梳指501与第八梳指508成对产生的吸力来达成，或是藉由第二梳指502与第七梳指507成对产生的吸力来达成，当然亦可同时藉由此二对、即四个梳指同时产生静电力的吸力来达成。同理，朝左下方向的移动而言则藉由第三、第四、第五、及第六梳指来达成斜向移动之目的。至于朝左上方向与右下方向的移动也是以此类推，于此不再赘述。

综上所述，本发明藉由图8所示的实施例可以达到在平面上具有多个移动自由度的微机电致动装置，即xy平面上的平移(即包含x轴方向的平移、y轴方向的平移、以及斜向平移)，以及z轴方向的转动，藉由锚定在中央而朝向各侧成对设置的微机电致动器梳指，虽然个别的静电力方向均不通过转动中心，但只要同侧的两个梳指以相同的力量同时作用，即可使承载结构(第一框体、内框、移动框体)产生平移运动，若仅令单一梳指产生静电力，则由于其静电力方向不通过转动中心，因此静电力会与转动中心之间形成一力臂，进而产生偏转力矩。而且通过在基板上设置空腔，使得制造致动器时所产生的废弃物、残渣可以更容易的自致动器的梳指的指缝内排出，也更容易的从梳指与基板之间排出，或至少令废弃物、残渣远离致动器的梳指以免影响致动器的运作，从而使致动器梳指可以做得更小、更密集，以致令电—机转换效率能有所提升，进而使得静电力的驱动力大幅增加，且良率得以上升。此外，更利用了打线用治具，在打线期间对本发明致动器中的活动部份从下方予以支撑，以提升打线的良率、可靠度、信赖度。由此可见，本发明对于本技术领域具有卓越的贡献。

出平面运动驱动器

图9a是显示根据本发明的一个实施例的出平面运动驱动器的示意图，并且图9b是显示出平面运动的截面a-a的示意图。如图9a所示，出平面运动驱动器7040包含：基部板851及四个单轴驱动器7045，该基部板851具有基部板表面852和设置在该基部板表面852的周围上的基部板框853。四个单轴驱动器7045的每一个具有沿平行于基部板表面852的法线方向的方向移动的单轴致动器854和致动端855。致动端855，取决于其形状，可为如图10所示的t柱1100。因此，致动端855可在彼此平行的方向上单独地或协同地移动。还参照图1、2、9a和9b，第一电路板7033的第一底部表面1521附着到出平面运动驱动器7040的基部板框851，并且引线框7032的第二底部表面1551是直接或间接地附着至、并由其支撑的四个单轴驱动器7045的四个致动端855。四个单轴驱动器7045的每一个还可以包含如图10所示的支点弹簧700。四个单轴驱动器7045可以独立地控制致动端855的运动位移，并且因此引线框7032的第二底部表面1551可以沿着垂直于功能组件7020所在平面的方向移动、和/或在俯仰或滚转的方向旋转。可选地，根据本发明的另一实施例，作为平台的具有上表面7042的附加板7041还设置在四个致动端855上，以支撑引线框7032的第二底部表面1551。引线框7032的第二底部表面1551可以藉由施加胶层或黏结剂而黏附到附加板7041的上表面7042，使得引线框7032的第二底部表面1551是藉由四个致动端855通过附加板7041而移动。

图17a和图17b是各自显示根据本发明的一个实施例的组装有基部板的单轴驱动器的示意图。如图17a和17b所示，四个单轴致动器6002是从藉由半导体制程生产的基板切下的。四个单轴致动器6002的每一个被组装以形成如图17a和17b所示的单轴驱动器6001。然后藉由将四个单轴驱动器6001上的接触垫6006焊接到基部板表面上的6003金属垫或是焊接到基部板6003的基部板表面6005上的金属垫6007，使单轴驱动器6001向上翻转90度并固定在底部板6003的底部板表面6005上。四个单轴驱动器6001的每一个通过固定在基部板表面6003上的两个夹具6004而被夹持，以增强四个单轴驱动器7045中的每一个的固定强度。如图9a所示，基部板表面852上的金属垫(未显示)(其金属垫类似于图17a和17b中所示的金属垫6007)，以及如图9a所示的四个单轴驱动器7045上的接触垫(未显示)(这些接触垫类似于如图17a和17b所示的接触垫6006)是依需要设计的。基部板表面852上的金属垫6007与四个单轴驱动器6001上的接触垫6006之间、或基部板6003的基部板表面6005上的金属垫6007与四个单轴驱动器6001上的接触垫6006之间的连接，还提供用于控制需求的信号和偏压。

单轴致动器(或称线性致动器)

请参阅图10-11，其中图10为本发明的致动器的实施例的俯视示意图，也就是直线致动器10000，且直线致动器10000为一种单轴直线运动致动器。图11为图10的直线致动器中沿a-a’方向的剖面示意图。直线致动器10000包括具有空腔200及电子组件110的基板100。基板100具有前表面120及后表面130，且空腔200通过前表面120及后表面130以z-方向延伸，如图10所示。直线致动器10000还包括形成于基板100上的第一固定电极结构300，使第一固定电极结构300固定在基板100上。直线致动器10000还包括通过弹性组件400连接到该基板100的可动电极结构500，其可以是弹性悬挂装置。第一固定电极结构300与可动电极结构500形成电容器。在图10的实施例中，第一固定电极结构300与可动电极结构500皆是梳子结构。因此，第一固定电极结构300具有第一多个梳指320，且可动电极结构500具有第二多个梳指520。第一多个梳指320及第二多个梳指520中的每个梳指彼此平行。当没有电压施加在第一固定电极结构300与可动电极结构500之间，第一固定电极结构300的第一多个梳指320与可动电极结构500的第二多个梳指520不会交叉。电容器是通过第一多个梳指320与第二多个梳指520而形成。第一多个梳指320与第二多个梳指520设置在空腔200上方，以确保制程时的残留物会通过空腔200而完全移除。因此，空腔200的大小必须够大以完全移除残留物，侧边微大于10微米的方形是够大的。从另一方面来看，如果从空腔200的后表面130向上看并可看到任何梳指，则空腔200够大。在本发明中，空腔200的水平投影面积定义为第一面积210，而第一固定电极结构300与可动电极结构500至少其中之一在基板100上的水平投影面积定义为第二投影面积350。图12a显示第二投影面积350在基板上的范例，其中第二投影面积350是第一固定电极结构300与可动电极结构500的投影面积。第二投影面积可以是只有第一固定电极结构300或可动电极结构500的投影面积。第一面积210与第二投影面积350部分重叠。“部分重叠”指的是第一面积210与第二投影面积350以一定的百分比重叠，可以是第二投影面积350的至少1％，使空腔200有足够的大小以完全移除残留物，如图12b所示，其中第二投影面积350是可动电极结构500的投影面积。在没有空腔200的情况下，第一多个梳指320与第二多个梳指520必须稀疏地排列以移除残留物。但是当第一多个梳指320与第二多个梳指520排列稀疏，机械能量转换效率是低的。换句话说，施加在第一固定电极结构300与可动电极结构500之间的电压必须是高的。因此，空腔200可移除残留的制程污染物，并提高机械能量转换效率。

设置于基板100上的电子组件110指的是基板100上的所有运动控制电子组件及电路的总称。直线致动器10000还包括由可动电极结构500与第二固定电极结构610在基板100上形成的至少一位置感测电容器600。至少一位置感测电容器600不是设置在基板100的空腔200上方，就是设置在基板100的第二空腔上方。若空腔200也可移除至少一位置感测电容器600的残留的制程污染物，则不需要第二空腔。举例来说，图10所示的实施例中，空腔200是够大来移除两个位置感测电容器600的残留的制程污染物，且没有第二空腔。当需要时，第二空腔会设置在基板100中以特定地移除至少一位置感测电容器600的残留的制程污染物。例如，图12c所示的实施例中，位置感测电容器600的第二固定电极结构610具有水平投影面积650，第二空腔具有水平投影面积260，且位置感测电容器600设置于基板的第二空腔的上方。至少一位置感测电容器600用于侦测可动电极结构500的位移。

图10所示的实施例中，弹性组件400(或弹性悬挂装置)称为主弹簧。主弹簧具有第一端、第一中心点450与一第二端，且第一端与第二端固定在基板100上。第一端与第二端皆通过第一锚801固定在基板100上。可动电极结构500具有与第一中心点450连接的龙骨510。直线致动器10000还包括与第一中心点450连接的支点弹簧700，且t柱1100与支点弹簧700连接。采用t柱1100是为了容易地将所支承的承载物保持在其上。在其他应用中，此单轴直线运动致动器是被设计为翻转90度以驱动乘载物沿出平面方向运动。支点弹簧700的目的是解决当剪切力被施加在支点弹簧700与t柱1100之间的连接点时，承载物从t柱1100上脱离的问题。请见图13a-13c，图13a为承载物5000的重心在没有t柱及支点弹簧下对准直线致动器的重心的范例，相比之下，图13b为承载物5000的重心在没有t柱及支点弹簧下未对准直线致动器的重心的范例。在图13b中，应力会集中在圆圈区，也因此会产生扭力。图13b为本发明含有支点弹簧700及t柱1100的实施例，可避免图13b中引起的问题。支点弹簧700在x方向上具有低刚度，但在y方向及z方向上具有高刚度。也就是说，y方向的刚度ky远大于x方向的刚度kx，即ky>>kx，且z方向的刚度kz亦远大于x方向的刚度kx，即kz>>kx。y方向的高刚度对于避免y方向位移的减小是必要的。所属技术领域人员可以将支点弹簧设计成多种形式以符合需求。图14a及14b显示除了图10或图13c所示的支点弹簧700外，支点弹簧的另外两个实施例的俯视示意图。对于没有支点弹簧700的情况，施加到承载物的外部x方向的力可在承载物与t柱1100之间的连接面产生剪切力及力矩。大的剪切力及/或力矩会造成承载物从t柱1100的表面上脱离。对于有支点弹簧700的情况，施加到承载物的外部x方向的力会导致t柱1100的变形，以减小承载物与t柱1100之间的连接面产生剪切力及力矩。在某些情况下，如果剪切力可以忽略，则可以省略支点弹簧700。

直线致动器10000还包括至少一对限制弹簧900，其中至少一对限制弹簧900中的每一限制弹簧具有第三端及第四端，第三端连接至龙骨510或第二多个梳指520的最外侧梳指，且第四端藉由第二锚802固定在基板100上。在图10所示的实施例中，有两对限制弹簧900。通过模拟可以看出，当向t柱1100施加0.05n的y方向的力时，y方向的运动达到500微米，且主弹簧的变形仍未达到断裂强度。换句话说，本发明可用于在出平面方向上提供大于500微米的大运动行程。当y方向与x方向的力皆为0.5n时，限制弹簧900有效的限制可动电极结构500的离轴运动。同时，支点弹簧700可有效的变形以防止承载物从t柱1100的表面上脱离。当承载物的质量为5毫克时，0.5n的力等于1,020g(g表示一个重力)。因此，本发明的直线致动器可以克服冲击的稳定性问题。

直线致动器10000还包括支撑臂1200，第一固定电极结构300从支撑臂1200延伸出，其中支撑臂1200具有第五端及第六端，且第五端及第六端皆藉由第三锚803固定在基板100上。

致动器晶圆在此阶段具有带有可动结构的多个芯片。如何保护这些在芯片中的可动结构直到芯片因致动器晶圆被切割而分离是一个非常重要的问题。图15a-15c显示如何在切割晶圆时保护直线致动器10000的可动结构的保护材料的示意图。如图15a所示，在晶圆切割程序前，基板中在t柱1100的位置有第三空腔20500。第三空腔20500会为t柱1100的运动行程而保留。如图15b所示，致动器晶圆20000附着在载体晶圆30000上。如图15c所示，如光阻剂或蜡的保护材料20100会涂覆在致动器晶圆20000上，以在切割晶圆时固定可动结构。在晶圆切割后，载体晶圆30000会从致动器晶圆20000上分离，且会移除保护材料20100以得到芯片，每一个芯片皆包括一个直线致动器10000。晶圆的分离及保护材料20100的移除皆可藉由施加化学试剂而轻易实现。

单轴驱动器模块

显示根据本发明的一个实施例的组装有pcb的单轴驱动器的示意性分解图。如图16所示，单轴驱动器6001包含单轴致动器6002，其上具有金属电路布线(未显示)的刚性印刷电路板(pcb)6003和至少一定数量的金属垫6006、以及与单轴致动器6002相邻的控制芯片6008。控制芯片6008可以是专用集成电路(asic)芯片，并且可以与单轴致动器6002一起在半导体制造过程中经遗由微影蚀刻过程制造单轴致动器6002的时候在基板6009上形成。控制芯片6008电连接至单轴致动器6002以控制单轴致动器6002的致动端的致动。单轴致动器6002对准于并安装在刚性pcb6003上。如果控制芯片6008与单轴致动器6002的制造分开来生产，控制芯片6008放置在单轴致动器6002附近并安装在pcb6003上。打线过程被应用以电连接单轴致动器6002、控制芯片6008和pcb6009。导线打线过程可以是焊接过程，并且例如是焊锡膏过程。类似于图17a和图17b所示的那些夹具6004的两个夹具(未显示)可以随选地固定在基板表面6005上以夹持第一轴致动器6002的两端，并增强单轴致动器6002的固定强度。

图17a和图17b是各自显示单轴驱动器模块6000的组装的示意图。单轴驱动器模块6000包含一个单轴致动器6002和基部板6003。单轴致动器6002具有一平面表面6101及一侧面表面6102。如果单轴驱动器模块6000被用于根据本申请的一个实施例的具有一个出平面运动的装置，则如图17a和图17b所示，单轴驱动器6001焊接至出单轴驱动器模块6000的基部板6003的基部板表面6005，并且单轴驱动器模块6000是可供出售的单元装置。如果根据本申请的一个实施例，如果单轴驱动器模块6000或单轴驱动器6001用于具有多个出平面运动且具有或不具有平面内运动的装置，则图16、17a和图17b所示的单轴驱动器模块6000或单轴驱动器6001被焊接到如图1所示的出平面运动驱动器7040的基1j42板851的基部板表面852上。如果单轴驱动器模块6000为单一出售的装置的情况下，单轴驱动器模块6000的pcb6009上的接触垫6006焊接到基部板6003上的金属垫6007。导线打线过程被应用以电连接单轴致动器6002、控制芯片6008和基部板6003。导线打线过程可以是例如焊接过程、焊锡膏过程或其组合。固定在基部板表面6005上的两个夹具6004用于夹持单轴驱动器6001并增强单轴驱动器6001的固定强度。

用于获得具有更高分辨率的目标影像的影像捕获设备

如所示图2和图3所示，当诸如配置成用于感测原始影像的影像传感器的功能组件7020设置在平面内运动驱动器7030上时，形成了用于获得具有更高分辨率的目标影像的影像捕获设备。影像传感器具有分别与影像目标的多个像素区域相对应的多个感测像素。为了易于理解下面的描述，假设感测像素的像素间距为12微米，并且照相机中的影像传感器的分辨率假定为640×480。在不使用根据本发明的影像捕获设备的情形时，使用现有技术的相机拍摄的目标影像仅具有640x480的分辨率，其与相机中的影像传感器的分辨率相同。然而，使用根据本发明的影像捕获设备之后，所拍摄的目标可以具有大于影像传感器的640×480的分辨率或者是其的倍数。细节将在下面描述。

另外，如果将诸如滤光片之类的应用组件7010应用于功能组件7020(即影像传感器)的前面，则滤光片7010允许具有预定范围内的波长的光通过，并且影像传感器7020可以撷取具有相同波长范围的原始影像。取决于滤光片7010允许通过的波长，波长可以选择在可见光或红外光范围内。因此，影像传感器7020可以撷取可见光影像或热影像。

影像捕获设备还可包含出平面运动驱动器7040，该出平面运动驱动器7040设置在平面内运动驱动器7030下方，以在必要时进行自动对焦。例如，当滤光片7010仅允许可见光通过时，可能需要自动对焦功能。另外，出平面运动驱动器7040也可以应用于防振功能。此外，如图1及图2所示，在平面内运动驱动器7030的下方配置有出平面运动驱动器的情况下，引线框7032的四个弹簧(或称为四个连杆)1552全为软性，使得出平面运动致动器7045可以在垂直于基部板表面852的方向上移动影像传感器7020。然而，在没有出平面运动驱动器设置在平面内运动驱动器7030下方的情况下，四个弹簧(连杆)可以是刚性的平面内运动驱动器可以具有至少两种不同的设计。平面内运动驱动器的类型1具有内置的单轴致动器，适用于以客户为导向的产品；而类型2的统一化的单轴致动器则是模块化的，适用于在不同的影像捕获设备中具有各种尺寸的功能组件。

类型1：使用平面内运动驱动器的影像捕获设备，该平面内运动驱动器包含平面内运动致动器，该平面内运动致动器具有至少一个内建单轴致动器，用于以客户为导向的设计

根据本发明的用于获得更高分辨率的影像的影像捕获设备利用具有至少一个如图4和7-8所示的单轴致动器5(或称为微机电致动器单元5)的平面内运动驱动器7031。至少一个单轴致动器5内建在平面内运动驱动器7031中。

再次，请参考图3和图4，平面内运动驱动器7031或称为微机电致动器包括基板1、第一框架4和第二框架6。下面的描述基于第一框架4是可移动内框、以及第二框架6是固定外框的情况。因此，以下将固定的第一梳指5a称为第一组固定梳指5a，并将可移动的第一相对梳指5a’称为第一组可移动梳指。可移动内框4和固定外框6形成在基板1上，并且固定外框6围绕可移动内框4。如图3-4和7-8所示，平面内运动驱动器7031还包含第一致动器5(虽然在图4和7-8中总共示出四个致动器5)。第一致动器5包括连接到可移动内框4的第一组可移动梳指5a'和连接到基板1的固定部分2的第一组固定梳形指5。平面内运动驱动器7031的致动与前文所述相同。

在仅存在一个单轴致动器5(即，称为第一单轴致动器5)的情况下，如图4和7-8所示，其包含第一梳指单元5a和第一相对梳指单元5a'，被设置在平面内运动驱动器7031中，第一单轴致动器5可以使影像传感器7020将被设置在可移动内框4上的影像传感器在与影像传感器7020的表面平行的第一方向(例如x方向)上移动一定距离。为了拍摄分辨率高于640x480的影像，影像传感器7020被定位在其原始位置(即，在笛卡儿坐标系中的坐标(0,0))，而没有被平面内运动驱动器7031中的单轴致动器5致动，并且当感测并拍摄第一原始影像之后，影像传感器7020由单轴致动器5沿第一方向(例如，沿x方向)以像素间距1/n(其中n＝2)的距离移动。在这种情况下，该距离为6微米，并且藉由影像传感器7020感测并取得第二原始影像。第一原始影像和第二原始影像两者之间的因此有6微米的影像偏移，如此可以合成为分辨率为1280x480的高分辨率影像，该分辨率是640x480的两倍。如果n是3，则总共拍摄3张原始影像，并且可以合成为分辨率为1920x480的高分辨率影像，该分辨率是640x480分辨率的三倍。控制器，配置用于将多个拍摄的原始影像合成为在本发明中需要更高分辨率的影像。

在两个单轴致动器5(即，第一单轴致动器和第二单轴致动器)被设置在平面内运动驱动器7031中的情况下，第一和第二单轴致动器5两者的致动方向彼此垂直并且都平行于影像传感器7020的表面，第一单轴致动器5可以使设置在引线框7032上的影像传感器7020在第一方向(例如，沿x方向)上移动一定距离，而第二单轴致动器5可以使设置在可移动内框4上的影像传感器7020沿第二方向(例如，沿y方向)移动一定距离。为了拍摄分辨率高于640x480的影像，影像传感器7020首先被定位在其原始位置(即，在笛卡儿坐标系中的坐标(0,0)处)，而无需由任何单轴致动器7020致动，在感测并拍摄第一张原始影像之后，影像传感器7020由第一单轴致动器5沿第一方向(例如，沿正x方向)移动，其距离为像素间距的1/2(此时n＝2)。在这种情况下，其移动距离为6微米，并感应及拍摄第二张原始影像。第一原始影像和第二原始影像之间在x方向上具有6微米的偏移。然后，影像传感器7020通过第二单轴致动器5在第二方向(例如，在正y方向)上以6微米的距离移动，并感测及拍摄第三原始影像。第二原始影像和第三原始影像之间在y方向上具有6微米的偏移。最后，第一单轴致动器5被释放，并且影像传感器7020藉由弹性弹簧(在图7和图8中未显示)的回缩力而使影像传感器7020往第一方向的相反方向上(即沿负x方向)移动6微米的距离，并拍摄第四张原始影像。第三和第四原始影像两者在x方向上具有6微米的偏移，并且第四和第一原始影像之间在y方向上也具有6微米的偏移。可以将第一原始影像，第二原始影像，第三原始影像和第四原始影像合成分辨率为1280x960的高分辨率影像，这是640x480分辨率的4倍。如果n为3，则总共拍摄9张原始影像并可以合成为分辨率为1920x1440的超高分辨率影像，该分辨率是640x480分辨率的9倍。如果n为12，则影像传感器每次移动的距离为1微米，并且所拍摄目标影像的分辨率将是640x480分辨率的144倍。因此，n可以是大于1的整数。优选地，n是整数，并且是像素间距的数学上的除数(或因子)。因此，影像传感器7020的每个移位，亦即影像传感器7020由单轴致动器5每次移动的距离，也是影像传感器7020的感测像素的间距的1/n，是以微米级或甚至是次微米级为单位。

为了先进且精确地控制影像传感器7020的运动，平面内运动驱动器7031可以具有在第一单轴致动器5对面的第三单轴致动器5，以使影像传感器7020以x方向且相反于第一单轴致动器的致动方向移动，以及可以具有在第二单轴致动器5对面的第四单轴致动器5，以使影像传感器7020以y方向且相反于第二单轴致动器的致动方向移动。

类型2：使用平面内运动驱动器的影像捕获设备，该平面内运动驱动器包含至少一个用于模块化设计的弹簧感测驱动单元(hinge-sensing-drivingunit)/另一型单轴致动器

平面内运动驱动器可以具有与如上所述的面向客户的设计(类型1)不同的模块化设计(类型2)。

图18a是根据本发明的另一个实施例的影像捕获设备8000的俯视图。图18b是图18a所示的影像捕获设备的侧视图。如图18a和图18b所示，影像捕获设备包含影像传感器8002和平面内运动驱动器8004。平面内运动驱动器8004包含框架形状的第二电路板8003，第二电路板8003具有第二中央空腔8005以容纳影像传感器8002。至少一个第一弹簧感测驱动单元8001a，该第一弹簧感测驱动单元8001a被配置为使影像传感器8002在第二中央空腔内沿第一方向(即沿x方向)移动。第一弹簧感测驱动单元8001a设置在第二电路板8003和影像传感器8002之间。例如，第一弹簧感测驱动单元8001a的一边固定在第二电路板8003的表面的一侧上，且另一边连接到影像传感器8002的一个侧面。第二电路板具有设置在第二电路板表面上的第二金属布线和多个第二金属垫。第一弹簧感测驱动单元8001a具有与单轴致动器6001相似的结构。尽管在第一影像感测驱动单元8001a和单轴致动器6001a这两个术语中以不同的方式命名。为了便于理解，在上下文中，根据本发明的另一实施方式，第一弹簧感测驱动单元8001a可以由单轴致动器6001代替。

在仅存在一个弹簧感测驱动单元(亦即第一弹簧感测驱动单元8001a)的情况下，第一弹簧感测驱动单元8001a可以使影像传感器8002以一定距离以平行于影像传感器表面的第一方向(例如，x方向)移动。为了拍摄分辨率高于640x480的影像，影像传感器8002定位在其原始位置(即在笛卡儿坐标系中的坐标(0,0)处)而无需藉由平面内运动驱动器8004中的弹簧感测驱动单元8001a的致动，并且影像传感器8002感测并拍摄第一原始影像。之后，影像传感器8002由第一弹簧感测驱动单元8001a沿第一方向(例如，沿x方向)以像素间距的1/n(其中n＝2)的距离移动，在这种情况下，该距离为6微米，并且影像传感器8002感测并拍摄第二原始影像8002。因此第一原始影像和第二原始影像之间的偏差距离为6微米，可以合成为分辨率为1280x480的高分辨率影像，该分辨率是640x480的两倍。如果n是3，总共拍摄的3张原始影像可合成具有更高分辨率为1920x480的高分辨率影像，其为640x480的三倍。在本发明中需要配置为将多个拍摄的原始影像合成为高分辨率影像的控制器。

在使用和安排两个弹簧感测驱动单元(即第一弹簧感测驱动单元8001a和第二弹簧感测驱动单元8001b)的情况下，使得两个弹簧感测驱动单元8001a和8001b的两个的致动方向彼此垂直并且都平行于影像传感器8002的表面，第一弹簧感测驱动单元8001a可以使影像传感器8002在第一方向(例如，在y方向)上移动一定距离，并且第二弹簧感测驱动单元8001b可以使影像传感器8002在第二方向(例如，在y方向)上移动一定距离。为了拍摄分辨率高于640x480的影像，影像传感器7020首先被定位在其原始位置(即，在笛卡儿坐标系中的坐标为(0,0)处)而无需通过弹簧感测驱动单元8001a和8001b，并且感测并拍摄第一原始影像。之后，影像传感器8002由第一弹簧感测驱动单元8001a沿第一方向(例如，沿正x方向)以像素间距的1/2(其中n＝2)的距离移动。在这种情况下，该距离是6微米，并且感测并拍摄第二原始影像。第一原始影像和第二原始影像之间在x方向上的偏差距离为6微米。然后，影像传感器8002由第二弹簧感测驱动单元8001b沿第二方向(例如，沿正y方向)移动6微米的距离，并且感测并拍摄第三原始影像。第二原始影像和第三原始影像之间在y方向上具有6微米的偏移。最后，释放第一弹簧感测驱动单元8001a，并通过与第一弹簧感测驱动单元8001a相对的弹性弹簧(未显示)使影像传感器8002在相反的第一方向上移动(例如，负x方向)(距离为6微米)，并拍摄第四张原始影像。第三和第四原始影像之间在y方向上具有6微米的偏移，并且第四和第一原始影像之间在x方向上也具有6微米的偏移。可以将第一，第二，第三和第四原始影像合成为分辨率为1280x960的高分辨率影像，该分辨率是640x480的4倍。如果n为3，则总共有9张原始影像合成为分辨率为1920x1440的高分辨率影像，该分辨率是640x480分辨率的9倍。如果n为12，则影像传感器每次移动的距离为1微米，并且分辨率将是640x480的144倍。因此，n可以是大于1的整数。优选地，n是整数，并且是感测像素的像素间距的数学除数(或因子)。因此，影像传感器8002的每个位移，即影像传感器8002被第一或第二弹簧感测驱动单元8001a或8001b移动的每个距离，也是影像传感器7020的感测像素的像素间距的1/n，其为以微米级至次微米级为单位。

为了先进且精确地控制影像传感器8002的运动，平面内运动驱动器7031可以具有在第一弹簧感测驱动单元8001a对面的第三弹簧感测驱动单元8001c，以使影像传感器8002以x方向且相反于第一弹簧感测驱动单元8001a的致动方向移动，以及可以具有在第二弹簧检测驱动单元8001b对面的第四弹簧检测驱动单元8001d，以使影像传感器8002以y方向且相反于第二弹簧检测驱动单元8001b的致动方向移动。

如果影像传感器具有正方形形状，但是其边长相当长，以至于一个弹簧检测驱动单元不足以涵盖边长的总长度，则可以设置两个或多个弹簧检测驱动单元于影像传感器的每一侧。图19是根据本发明的另一实施例的影像捕获设备的俯视图。如图19所示，总共有八个弹簧检测驱动单元8001a-8001h，其中每两个弹簧检测驱动单元设置在正方形影像传感器8002的每一侧。类似地，如果影像传感器为具有两个短边的矩形形状以及两个较长的长边，可以在长边上设置比短边上更多的弹簧检测驱动单元。

图20是显示根据本发明的另一实施方式的弹簧感测驱动单元的示意图。图21是图20所示的弹簧感测驱动单元的透视图。参照图20和21，弹簧感测驱动单元8001具有与单轴致动器6001不同的结构，其中弹簧感测驱动单元8001还包含至少一对弹性组件(即第一弹性组件61300和第二弹性组件61400)(图20和21中显示了三对弹性组件)连接致动端61200和基板100。第一弹性组件61300和第二弹性组件61400分别设置在支点弹簧61700第一侧和第二侧上。至少一对弹性组件的第一弹性组件61300和第二弹性组件61400中的每一个都包含导线(未显示)，其中导线的一端连接至致动端61200的垫61500，且导线的对面端连接到基板100的垫锚61600的垫。因此，基板100、第一弹性组件61300、第二弹性组件61400和致动端61200电连接。在该实施例中，致动端61200是t柱，该t柱藉由支点弹簧61700和具有第一侧和第二侧的主弹簧400连接到基板100。在另一个实施例中，弹簧感测驱动单元8001不具有主弹簧。

弹簧感测驱动单元8001的第一弹性组件61300和第二弹性组件61400可以是软弹簧，其不提供主要的刚性支撑。弹簧感测驱动单元8001的第一弹性组件61300和第二弹性组件61400也可以是提供刚性支撑的材料。第一弹性组件61300和第二弹性组件61400的刚度低于主弹簧400的刚度。因此，第一弹性组件61300和第二弹性组件61400可用于产生弹簧感测驱动单元8001的参数特性，诸如第一弹性组件61300和第二弹性组件61400的导电性或导热性，或与振动响应有关的刚度。例如，第一弹性组件61300和第二弹性组件61400将例如来自影像传感器8002的热量从与影像传感器8002的接触的致动端61200传导至基板100。

图22是显示根据本发明的实施例的在弹簧感测驱动单元和影像传感器之间的电连接的示意图。如图22所示，影像传感器8002上的垫和弹簧感测驱动单元8001的致动端61200上的各个垫61500藉由导线9004打线，用于建立影像传感器8002与弹簧感测驱动单元8001之间的电连接。

因此，本发明还提供一种用于制造影像捕获设备的方法，该方法藉由以适当的治具组装应用组件、功能组件、平面内运动驱动器和出平面运动驱动器的简单方式来形成具有平面内运动且具有或不具有出平面运动的具有影像目标的高分辨率影像的影像捕获设备。平面内运动驱动器提供第一组三个自由度的移动，出平面运动提供与第一组三个自由度不同的第二组三个自由度的移动。

尽管已经根据当前被认为是最实际和优选的实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明并不限于所公开的实施例。相反地，其意旨是涵盖包括在所附申请专利范围的精神和范围内的各种修改和类似配置，这些修改和类似被置应与最广泛的解释相一致，以涵盖所有此等的修改和类似结构。

【符号说明】

基板

10打线垫

11第一空腔

12第二空腔

100支撑体

100’支撑面

100”支撑凸起

锚体

2’限制锚体

弹性组件

30解耦点

31限制绞链

32解耦绞链

动件、第一框体

40打线垫

41间隔块

微机电致动器组

5a第一梳指

5a’第一相对梳指

5b感应梳指

5b+x正x向感应梳指

5b-x负x向感应梳指

5b+y正y向感应梳指

5b-y负y向感应梳指

50打线垫

501第一梳指

502第二梳指

503第三梳指

504第四梳指

505第五梳指

506第六梳指

507第七梳指

508第八梳指

第二框体

60打线垫

61缓冲空间

62缓冲垫

软性电连接组件

700打线

电子组件

80打线垫

ra转动中心

100基板

110电子组件

120前表面

130后表面

200空腔

210第一面积

260水平投影面积

300第一固定电极结构

320第一多个梳指

350第二投影面积

400弹性组件

450第一中心点

500可动电极结构

510龙骨

520第二多个梳指

600位置感测电容器

610第二固定电极结构

650水平投影面积

700支点弹簧

801第一锚

802第二锚

803第三锚

900限制弹簧

1100t柱

1200支撑臂

5000承载物

10000直线致动器

20000致动器晶圆

20100保护材料

20500第三空腔

30000载体晶圆

160参考平面

851基部板

852基部板表面

853基部板框

854单轴致动器

855致动端

1521第一底部表面

1551第二底部表面

1552软性弹簧

1553、1574、1575打线垫

1571可移动内框

1572固定外框

1573连接组件

6000单轴驱动器模块

6001单轴驱动器

6002单轴致动器

6003基部板

6004夹具

6005基部板表面

6006接触垫

6007金属垫

6008控制芯片

6009pcb

6101平面表面

6102侧面表面

7000影像感测装置

7010应用组件

7020功能组件

7030平面内运动驱动器

7031平面内运动致动器

7032引线框

7033第一电路板

7034第一底部基部

7035中央空腔

7036缺口

7037第一电路板框

7040出平面运动驱动器

7041附加板

7045出平面单轴驱动器

8000影像捕获设备

8001、8001a-8001h弹簧感测驱动单元

8002影像传感器

8003第二电路板

8004平面内运动驱动器

8005第二中央空腔

61200致动端

61300第一弹性组件

61400第二弹性组件

61500垫

61600垫锚

61700支点弹簧

x、y、x1、y1方向