线性部署的致动器的制造方法
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 200可部分或完全安置于小型相机101 内。
[0100]图3A说明根据一实施例的安置于透镜镜筒200内的致动器模块300。致动器模块300可含有致动器装置400。致动器装置400可完全包含于透镜镜筒200内、部分包含于透镜镜筒200内或完全在透镜镜筒200外部。致动器装置400可经调适以移动包含于透镜镜筒200内的光学元件、不包含于透镜镜筒200内的光学元件及/或任何其它所要的项目。
[0101]图3B以分解图说明根据一实施例的透镜镜筒200及致动器模块300。可移动透镜301为光学元件的实例，其可附接到致动器装置400且可借此移动。致动器装置400可安置于上部模块盖401与下部模块盖402的中间。
[0102]可提供额外光学元件，例如固定(例如，静止)透镜302。所述额外光学元件可例如促进聚焦、变焦及/或光学图像稳定。可提供任何所要数目及/或类型的可移动(例如，经由致动器装置400)及固定的光学元件。
[0103]图4说明根据一实施例的致动器模块300。致动器模块300可部分或完全安置于小型相机101内。致动器装置400可部分或完全安置于致动器模块300内。例如，致动器装置400可实质上夹在上部模块盖401与下部模块盖402之间。
[0104]致动器模块300可具有任何所要形状。例如，致动器模块300可实质上为圆形、三角形、正方形、矩形、五边形、六边形、八边形或任何其它形状或横截面配置。
[0105]在一个实施例中，透镜镜筒200可实质上为圆形横截面配置，且致动器模块300可实质上为圆形横截面配置。实质上圆形的透镜镜筒200及实质上圆形的致动器模块300的使用可促进大小上的有利缩减。可例如促进所述大小上的缩减，这是因为圆形透镜通常是优选的。实质上圆形的透镜镜筒200及具有圆形透镜的实质上圆形的致动器模块300的使用趋向于导致缩减浪费的体积，且因此趋向于促进大小上的缩减。
[0106]如本文中所论述，一个或一个以上光学元件(例如可移动透镜301)可安置于形成于致动器模块300中的开口 405中(例如，孔)。举例来说，致动器550的致动可实现所述光学元件沿着其光轴410的移动。因此，致动器550的致动可移动一个或一个以上透镜，以实现例如聚焦或变焦。
[0107]致动器模块300可具有形成于其内的切口403，以促进致动器模块300的组装及其内含有的致动器装置400的对准。切口 403及/或部分安置于切口 403内的电接触件404可用于促进致动器模块300相对于透镜镜筒200的对准。
[0108]图5A说明根据一实施例的致动器装置400的俯视图，致动器装置400具有电接触件404、开口405、内部铰链挠曲501、运动学安装挠曲502、可移动框架505、外部框架506、蜿蜒接触挠曲508、部署扭转挠曲509、部署停止件510、皮片阻尼器511、球承窝缓冲器513、悬臂挠曲514、运动控制扭转挠曲515、外部铰链挠曲516、固定框架517、平台520、透镜衬垫521、枢转轴525、致动器550、空间551及块552。
[0109]块552(图5A)经展示以表示一些图中的致动器550的齿560(见图5B及7)。所属领域的技术人员将了解，梳状驱动器通常包含许多的非常小的齿560，其在此比例的图上较以图形展示。例如，致动器550在其每一侧上可具有介于1个与10，000个之间的齿，且在其的每一侧上可具有约2，000个齿。因此，在一个实施例中，块552可不表示齿560的实际配置，然而代替齿560而展示，以更好地说明如本文中所论述的致动器550的操作。
[0110]根据一实施例，致动器装置400可实质上为六边形的。所述六边形容易促进致动器装置400在实质上圆形的透镜镜筒200内的放置。所述六边形也促进有效使用晶片的基板面。预期其它形状。
[0111]致动器装置400可具有多个致动器550。图5A中仅详细地说明一个致动器550。针对未详细说明的两个额外致动器550而在图5A中展示空间551。因此，在一个实施例中，致动器装置400可具有绕开口 405以一实质上径向对称的图案安置的三个致动器550，使得致动器550彼此间隔开约120°。致动器装置400可具有以任何所要图案安置的任何所要数目的致动器550。作为进一步实例，致动器装置400可具有彼此间隔开约180°的两个致动器550，或可具有彼此间隔开约90°的四个致动器550。
[0112]如本文中所论述，致动器550可包含一个或一个以上MEMS致动器、音圈致动器，或任何其它所要类型或类型的组合的致动器。例如，在一个实施例中，每一致动器550可为垂直旋转梳状驱动器。
[0113]致动器550可彼此协作，以沿着光轴410(图3B)移动平台520，光轴在图5A中垂直于致动器装置400的平面。致动器550可彼此协作而以维持平台520相对于光轴410实质上垂直的方式及以实质上减轻平台520旋转的方式移动平台520。
[0114]通过在邻近的齿560之间(由块552表示)施加电压差而完成对致动器550的致动。此致动实现致动器550的旋转，以促进本文中描述的平台520的移动。
[0115]在各种实施例中，平台520可经调适而实质上为一环(例如，如图5A中所展示)。预期其它形状。平台520可具有任何所要的形状。
[0116]在部署之前，致动器装置400可为实质上平面结构。例如，致动器装置400可实质上由单一、单件材料形成，例如硅。可由单一裸片形成致动器装置400。裸片可例如约横跨4毫米到5毫米，且例如约150微米厚。
[0117]致动器装置400可由MEMS技术形成，例如铣削或蚀刻。多个致动器装置400可形成于单一晶片上。致动器装置400的整体形状或占用面积可经调适以增强单一晶片上多个致动器装置400的形成。
[0118]在操作之前，根据一实施例，每一致动器550的固定框架517可经部署以相对于彼此而偏移由块552表示的邻近齿560对。部署可导致致动器装置400的实质上非平面整体配置。当部署时，每一致动器550可具有其从外部框架506的平面延伸的一部分(例如，固定框架517)。固定框架517可从外部框架506的平面以相对于其的角度延伸。因此，当部署时，固定框架517可相对于外部框架506而实质上在平面外。
[0119]—旦部署，固定框架517可经固定或锁定到一定位置，使得(当未致动致动器550时)固定框架517并不相对于外部框架506进一步移动，及相对于外部框架506及相对于可移动框架505有角度地偏移或旋转。固定框架517可机械地固定到适当位置，粘合地结合到适当位置，或机械固定及粘合地结合的任何所要组合。
[0120]对致动器550的致动可致使可移动框架505朝向部署的固定框架517旋转，以实现平台520的所要移动。运动控制扭转挠曲515及外部铰链挠曲516协作以促进如本文中所论述的可移动框架505的运动控制的旋转。可移动框架505绕枢转轴525旋转。
[0121]图5B说明根据一实施例的致动器装置400的俯视图，其具有展示于致动器550中的齿560来代替代表其的块552。为清晰起见，在图5B中所展示的齿560可考虑在数目上减小，且在大小上夸大。
[0122]图6A说明根据一实施例的致动器550中的一者的俯视图，其具有内部铰链挠曲501、球承窝缓冲器513、可移动框架505、外部铰链挠曲516、运动控制扭转挠曲515、悬臂挠曲514、固定框架517、枢转轴525、蜿蜒接触挠曲508、伪运动学安装及电接触件404，及平台520。图6A进一步说明一横向缓冲器组合件1001，其在本文中进一步描述。
[0123]内部铰链挠曲501与悬臂挠曲514协作，以传递自可移动框架505到平台520的所要运动。因此，致动器550的致动导致可移动框架505的旋转，这继而导致如本文中所论述的平台520的平移。
[0124]可移动框架505可以类似于门在其铰链上转动的方式在外部铰链挠曲516上转动。在将剪切力施加到致动器装置400后，致动器550的两个外部铰链挠曲516中的一者可即刻处于拉伸中，而外部铰链挠曲516可处于压缩中。两个运动控制扭转挠曲515在此类情况中趋向于减轻外部铰链挠曲516的非所要的屈曲。
[0125]每一致动器可实质上安置于提供相对较高横向刚性及相对较软旋转刚性的运动控制机构中。在一个实施例中，所述运动控制机构可具有一个或一个以上(例如，两个)外部铰链挠曲516，且可具有一个或一个以上(例如，两个)运动控制扭转挠曲515。因此，可移动框架505的移动可实质上由其所要的旋转而约束。
[0126]在一个实施例中，用于致动器550的所述运动控制机构可包含外部框架506、可移动框架505、运动控制扭转挠曲515、外部铰链挠曲516、内部铰链挠曲501、所述悬臂挠曲514及平台520。在一个实施例中，所述运动控制机构可包含趋向于将平台520的移动限制于所要的平移移动的所有结构。
[0127]根据一实施例，每一致动器550可实质上包含于所述运动控制机构中，以实质上限制致动器装置400上的基板面的竞争。因为每一致动器550及其相关联的运动控制机构实质上占据致动器装置400的相同表面积，所以其并不竞争基板面。因此，随着致动器550在大小上增加，其相关联的运动控制机构也可在大小上增加。在某些实施例中，期望增加一致动器550的大小，以借此增加由其提供的力。在某些实施例中，也期望增加所述运动控制机构的大小，以维持其合意地限制平台520的移动的能力。可移动框架550可被视为所述运动控制机构的一部分。
[0128]图6B说明根据一实施例的致动器550，为清晰起见，用阴影展示固定框架517。阴影固定框架517可部署到致动器装置400的平面外的位置，且可固定于此部署的位置中。
[0129]可移动框架505可支撑致动器550的移动部分，例如一些齿560(见图7)。固定框架517可支撑致动器550的固定部分，例如其它齿560(见图7)。对致动器550施加电压可致使可移动框架505绕外部铰链挠曲516旋转朝向固定框架517。所述电压的移除或缩减可准许由内部铰链挠曲514、外部铰链挠曲516及运动控制扭转挠曲515施加的弹簧力将可移动框架505旋转远离固定框架517。可移动框架505与固定框架517之间可提供足够间隙以适应此所要的移动。
[0130]图6C说明根据一实施例的具有径向变化571的平台520的一部分。在一个实施例中，径向变化571可形成于平台520中，以准许平台520扩展。径向变化571可在平台520中有角度地弯曲。因此，光学元件(例如可移动透镜301)可插入于平台520的开口405中，开口405可经扩展以容纳可移动透镜301，且开口 405可夹住可移动透镜301。开口 405可随着平台520的径向变化571变形而扩展(例如，趋向于伸直)，以便增加开口 405的圆周。
[0131]图6D说明可移动透镜的透视图，其经定位以安装到致动器装置400，且图6E说明根据一实施例的附接到致动器装置400的可移动透镜301的一侧视图。在一个实施例中，可移动透镜301可粘合地结合到平台550，例如通过将可移动透镜301的支架522粘合地结合到透镜衬垫521。例如，环氧树脂523可用于将可移动透镜301粘合地结合到平台520。可移动透镜301可由透镜衬垫521支撑。
[0132]图7说明根据一实施例的致动器550的一部分，其展示在致动器550的齿560上叠加的块552 ο如本文中所论述，块552代表齿560。
[0133]图8说明根据一实施例的处于部署配置的致动器装置400的仰视透视图。在所述部署配置中，未致动的可移动框架505相对于外部框架506而实质上在平面内，且经部署固定框架517相对于外部框架506及可移动框架505而实质上在平面外。
[0134]可经由电接触件404而将电压施加到每一致动器550。例如，三个接触件404的两者可用于将电压从透镜镜筒200施加到致动器装置400。可不使用或可使用第三接触件404以冗余地从透镜镜筒200将一个极性的电压施加到致动器装置400。
[0135]可将实质上相同的电压施加到三个致动器550，以导致其移动框架505的实质上相同的移动。将实质上相同的电压施加到三个致动器550可导致平台520相对于外部框架506的平移，使得平台520保持实质上平行于外部框架506。因此，随着一光学元件(例如可移动透镜301)(例如)沿着其光轴410(图3Β)移动，所述光学元件可维持所要对准。
[0136]可将实质上不同的电压施加到三个致动器550，以导致其移动框架505的实质上不同的移动。通过使用三个接触件404及一共同回线(common return)，可将实质上不同的电压可施加到三个致动器550。因此，每一接触件404可将单独控制的电压施加到三个致动器550的专用者。
[0137]将实质上不同的电压施加到三个致动器550可导致平台520相对于外部框架506的平移，使得平台实质上相对于外部框架506倾斜。因此，当施加实质上不同的电压时，平台520并不一定保持实质上平行于所述外部框架。将不同电压施加到三个致动器550可用于例如将平台520与外部框架506对准。将不同电压施加到三个致动器550可用于促进例如光学图像稳定或透镜对准。
[0138]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400的一部分。在没有任何电压施加到致动器装置400的情况下，可移动框架505相对于外部框架506而实质上在平面内，且经部署固定框架517相对于外部框架506及可移动框架505而实质上在平面外。
[0139]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400的一部分。在施加较小电压的情况下，可移动框架505已朝向经部署固定框架517旋转，且处于一部分致动的位置中。
[0140]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400的一部分。如可见，可移动框架505已进一步朝向经部署固定框架517旋转，且处于完全致动的位置中。
[0141]图10说明根据一实施例的横向缓冲器组合件1001的俯视图。横向缓冲器组合件1001可具有第一缓冲器部件1002及第二缓冲器部件1003。第一缓冲器部件1002可形成于固定框架517上，且第二缓冲器部件可形成于可移动框架505上。第一缓冲器部件1002及第二缓冲器部件1003可经协作以在冲击或较大加速度期间抑制可移动框架505相对于固定框架517(且因而也相对于外部框架506)的非所要的横向运动。第一缓冲器部件1002与第二缓冲器部件1003之间的空隙“D”可为约2微米至3微米宽，以限制此非所要的横向运动。
[0142]图11说明根据一实施例的运动控制扭转挠曲515及外部铰链挠曲516的透视图。运动控制扭转挠曲515及外部铰链挠曲516可比致动器装置400的其它部分更薄，以提供运动控制扭转挠曲515及外部铰链挠曲516的所要刚性。... 例如，在一个实施例中，外部铰链挠曲516、内部铰链挠曲501及运动控制扭转挠曲515可具有约100微米的宽度及约2微米到3微米的厚度。
[0143]运动控制扭转挠曲515可位于枢转轴525上。在一个实施例中，枢转轴525为连接两个外部铰链挠曲516的中心的线。在一个实施例中，枢转轴525为可移动框架506绕其旋转的绞合线或轴。
[0144]图12说明根据一实施例的内部铰链挠曲501的透视图。内部铰链挠曲501可比致动器装置400的其它部分更薄，以提供内部铰链挠曲501的所要刚性。例如，在一个实施例中，内部铰链挠曲501可为约500微米长，60微米宽，及2微米到3微米厚。
[0145]图13说明根据一实施例的悬臂挠曲514的透视图，其具有内部铰链挠曲501、第一变薄区段1301、较厚区段1302及第二变薄区段1303。悬臂挠曲514可用于将可移动框架505的移动传递到平台520。悬臂挠曲514可用于促进将可移动框架505的旋转转换为平台520的平移。
[0146]内部铰链挠曲501可在平台520平移时弯曲以准许可移动框架505旋转。随着可移动框架505将移动传递到平台520，第一变薄区段1301及第二变薄区段1303可弯曲以允许可移动框架505与平台520之间的距离上的变化。
[0147]悬臂挠曲514可在靠近其末端处更薄，且可在靠近其中心处更厚。此配置可决定悬臂挠曲514的所要比率的刚性。例如，可需要具有相比较低的刚性以在可移动框架505将移动传递到平台520时径向地补偿可移动框架505与平台520之间的距离上的变化。
[0148]图14说明根据一实施例的蜿蜒接触挠曲508及部署扭转挠曲509的透视图。蜿蜒接触挠曲508可促进电接触件404与所述部署固定框架之间的电接触。所述部署扭转挠曲509可在部署期间促进部署固定框架517相对于外部框架506的旋转。
[0149]图15说明根据一实施例的一部署停止件510的透视俯视图，所述图展示当部署时，部署停止件510并不接触顶部侧上的外部框架506。环氧树脂1501可施加于部署停止件510及外部框架506的顶表面上，以相对于外部框架506将部署停止件510固定到适当位置中。因此，环氧树脂1501可相对于外部框架506而将部署固定框架517固定到适当位置中。经部署固定框架517的各个部分可用作部署停止件517。例如，当部署经部署固定框架时，经部署固定框架517的邻接外部框架506的其它部分可用作部署停止件510。
[0150]图16说明根据一实施例的部署停止件510的透视仰视图，所述图展示当部署时，部署停止件510接触底部侧上的外部框架506。环氧树脂1501可施加到部署停止件510及外部框架506的底表面，以将部署停止件510相对于外部框架506固定到适当位置中。在需要时，环氧树脂1501可施加到部署停止件510及外部框架506的顶表面及底表面两者。
[0151]图17A说明根据一实施例的皮片阻尼器511的透视图。皮片阻尼器511位于在致动器550的既定操作(例如，致动)期间的所要的相对运动相对低的地方及在冲击期间潜在的非所要的相对运动相对高的地方。例如，皮片阻尼器511可形成于枢转轴525上。
[0152]阻尼材料1701可跨外部框架506与可移动框架505之间形成的空隙1702而延伸。阻尼材料1701可具有较高阻尼系数。例如，在一个实施例中，阻尼材料1701可具有介于0.7与
0.9之间的一阻尼系数。例如，阻尼材料1701可具有约0.8的阻尼系数。在一个实施例中，阻尼材料1701可为环氧树脂。
[0153]阻尼材料1701可容易地准许可移动框架505相对于外部框架506的所要运动。阻尼材料1701可抑制归因于冲击而造成的可移动框架505相对于外部框架506的非所要的运动。因此，在对致动器550的致动期间，阻尼材料1701可准许可移动框架505相对于外部框架506的旋转，且在冲击期间，阻尼材料1701可抑制可移动框架505相对于外部框架506的横向运动及/或平面外的运动。
[0154]皮片阻尼器511可具有从可移动框架505延伸的皮片1706，且可具有从外部框架506延伸的皮片1707。可于皮片1706与皮片1707之间形成空隙1702。
[0155]延伸部分1708可从皮片1706延伸，且/或延伸部分1709可从皮片1707延伸。延伸部分1708及延伸部分1709可延伸空隙1702的长度，使得可使用比没有延伸部分1708及/或延伸部分1709时可能使用的阻尼的材料更多的阻尼材料1701。
[0156]沟槽1719可形成于皮片1706及/或1707中，且不同于皮片1706及1707的材料的沟槽材料1720可沉积于沟槽1719中。例如，皮片1706及1707可由单晶硅形成，且沟槽材料1720可由多晶硅形成。对于皮片1706及1707及对于沟槽材料1720可使用任何所要的材料组合，以便实现皮片1706及1707的所要刚性。
[0157]图17B说明在没有施加到其的冲击的情况下安置于上部模块盖401与下部模块盖402之间的可移动框架505。在缺乏冲击时，可移动框架505保持于其未致动的位置中，且外部铰链挠曲516不弯曲。
[0158]图17C说明在可移动框架505已经由冲击而移动到抵靠下部模块盖402的位置后的可移动框架505，所述冲击例如可起因于电子装置100掉落。可由下部模块外壳402限制或减冲可移动框架505的移动，且借此可限制外部铰链挠曲516非所要的双重弯曲。以类似方式，上部模块外壳401可限制可移动框架505的移动，及外部铰链挠曲516的双重弯曲。因此，可减轻外部铰链挠曲516内非所要的压力。
[0159]图17D到图17H说明外部铰链挠曲1752的替代实施例。如这些图中所说明，在一些实施例中，外部铰链挠曲1752可为X形的，以增加对可移动框架505在横向方向上的运动控制。外部铰链挠曲516、1752可大体上趋向于弯曲，例如绕其中央部分弯曲，以促进可移动框架505相对于外部框架506的移动。预期其它形状。例如，外部铰链挠曲1752可成形为H、1、M、N、V、W、Y形，或可具有任何其它所要形状。每一外部铰链挠曲1752可包含与外部框架506及可移动框架505互连的任何所要数目的结构。结构可互连或可不互连。结构可相对于彼此而实质上为相同的，或可相对于彼此而实质上为不同的。每一外部铰链挠曲1752可相对于每一其它铰链挠曲1752为实质上相同的，或可相对于其它铰链挠曲1752为实质上不同的。
[0160]可通过如本文中所论述的蚀刻而形成外部铰链挠曲516、1752及任何其它结构。所述外部铰链挠曲及任何其它结构可包含单晶硅、多晶硅或其任何组合。
[0161]图17D到图17F及171到17N展示横向缓冲器组合件1754的替代实施例，上文结合图10论述缓冲器组合件1754的另一实施例。图17D到F及171到17N的横向缓冲器组合件1754相对于图10的横向缓冲器组合件1001大体上具有更多圆形曲线。
[0162]图17D到17F及171到17N说明对于约束组件(例如，可移动组件505)在土 Z方向上的垂直移动以及其横向移动(即，在±X及/或±￥方向上)两者有用的联锁缓冲器皮片特征1756的实例实施例。如图17K、17L及17N的横截面图中可见，联锁皮片特征1756的结构及其形成方法类似于下文结合图49到图53详细论述的联锁皮片特征5000的结构及其形成方法。
[0163]如图17F中所说明，联锁皮片特征1756包含形成一对皮片1756A及1756B，所述对皮片1756A及1756B分别从可移动组件505及固定组件506延伸且在形成于另一相对组件上的对应肩部1762上延伸。可移动组件505上的皮片1756A限制可移动组件505在-Z方向上的运动，且固定组件506上的皮片1756B限制可移动组件505在+Z方向上的运动。另外，如图17K、17L及17N中所说明，两个组件505及506之间的空隙1760(其可如下文结合图49A到图49F所论述般形成)可限制可移动组件505在±X及/或土Y方向上的运动。
[0164]如图17M中所说明，皮片1756A及1756B的相应前末端可界定其相对末端处的隅角，且所述隅角中的一者或一者以上可并入有椭圆嵌条1766。
[0165]如图17D到17L及17K到17N中所说明，可提供单一缓冲器皮片1758，以用于约束致动器装置1750中的组件(例如，可移动组件505)的横向移动。例如，缓冲器皮片1758(其在一些实施例中可包含多晶硅)可从固定组件(例如，组件506)且朝向可移动组件505延伸但不在其上延伸，以限制可移动组件505在横向(S卩，在±X及/或±￥方向上)的运动。如图17K、17L及17N中所说明，可使固定组件506与可移动组件505之间的空隙1764比缓冲器皮片1758与可移动组件505之间的空隙1768相对更大，使得缓冲器皮片1758并不干涉可移动组件505的正常旋转运动，但确实发挥作用以防止其非所要的横向运动。
[0166]图18说明根据一实施例的球承窝缓冲器513。球承窝缓冲器513可具有实质上圆柱球518，球518可滑动地安置于实质上互补的圆柱形承窝519。窝缓冲器513准许平台520相对于外部框架506的所要移动，且限制其它移动。
[0167]图19说明根据一实施例的球承窝513及两个框架铰链526的透视图。框架铰链526可为在另外实质上刚硬的外部框架506中的铰链挠曲。框架铰链526准许外部框架506在平面外变形，同时维持平面内所要的刚度。
[0168]图20为根据一实施例的致动器装置400的俯视平面图，其中沿着线21-21取得横截面图21-21。图21A为如沿着线21-21见到的图20的致动器装置400的部分横截面图，其展示处于未部署状态中的致动器装置400，且图21B为如沿着线21-21见到的图20的致动器装置400的部分横截面图，其展示处于部署状态中的致动器装置400。
[0169]如图20到21B中见到，且如上文更详细论述，当初始形成时致动器装置400可为实质上平面，且可包括凹口 504、电接触件或凸片404(其具有对准孔口 310)、外框架506、固定框架517(其耦合到外框架506以用于相对于外框架506的旋转移动)、可移动框架505(其耦合到外框架506以用于相对于外框架506的旋转移动)及致动器，其在一个实施例中可包含并入有多个相互交叉齿560的静电、旋转作用的致动器550，所述致动器的固定部分附接到固定框架517且所述致动器的移动部分附接到可移动框架505。
[0170]在一个实施例中，致动器装置400可包含导电材料(例如，半导体(例如，多晶娃或单晶硅))，且可使用光刻技术(例如蚀刻或微机械加工)来形成。所述蚀刻可包括深反应性离子蚀刻(DRIE)。所述微机械加工可包含离子铣削、激光烧蚀、化学机械抛光(CMP)、微电子放电成形及/或微锻造中的一者或一者以上。
[0171]参考图21A，可见，与致动器装置400的其它组件一样，致动器550的相互交叉齿560初始地彼此共面安置。因此，将电压差施加到齿560无法导致可移动框架505相对于固定框架517的任何平面外旋转移动，且因此无法导致平台520在Z方向上的任何对应移动。因此，为实现后一种类型的移动，可首先将致动器装置400部署成实现此类型的致动的配置。
[0172]如图21B中所说明，在一个实施例中，可通过相对于外框架506(即，围绕旋转轴2102且在由箭头2104指示的方向上)旋转固定框架517，使得致动器齿560的固定部分相对于致动器齿560的移动部分以所选择的角度安置，且接着相对于外框架506以所述所选择的角度固定固定框架517的角位置来实现此部署。当如此部署时，将电压差施加到致动器550的相互交叉的齿560将导致可移动框架505朝固定框架517的旋转移动，且因此导致平台520在Z方向上的移动。
[0173]可以多种方式实现固定框架517相对于外框架506到部署位置的旋转及其角位置相对于外框架506的固定。如上文结合图14到16所论述，在一个实施例中，可提供部署停止件510来用以下方式限制固定框架517的平面外旋转移动且将其固定在部署位置处(S卩，在所选择的角度处)。
[0174]图22A及22B为沿着通过图15中的部署停止件510的线22-22取得的部分横截面图，其分别说明安置在未部署状态及安置在部署状态中的部署停止件510。如图22A中所说明，部署停止件510附接到固定框架517且具有与外框架506的侧壁2210平行且间隔相对而安置的侧壁2208。在部署期间，固定框架517相对于外框架506通过所选择的角度Θ旋转直到部署停止件510的相对侧壁2208的下端2202与外框架506的相对侧壁2210邻接安置。
[0175]可以许多方式实现固定框架517相对于外框架506的旋转，所述方式包括(例如)通过按压固定框架517的上表面或通过用力拉固定框架517的下表面(例如，使用真空)，直到致动器齿560的固定部分相对于致动器齿560的移动部分以所选择的角度Θ安置为止。
[0176]此外或替代地，如图22B中所说明，可使用一个或一个以上模具或定位器2204及/或2206来实现或辅助固定框架517相对于外框架506的旋转。例如，在一个实施例中，当固定框架517已被旋转到部署位置时(S卩，使得致动器齿560的固定部分相对于致动器齿的移动部分以所选择的角度Θ安置)，定位器2206具有带有对应于外框架506的下表面2214的上表面2212的外缘2211及带有对应于固定框架517的下表面2218的上表面2216的中央凹口2215。将致动器装置400放置在定位器2206上且接着如上文向下按压或拉动固定框架517直到固定框架517的下表面2218接触定位器2206的中央凹口 2215的上表面2216为止。
[0177]在另一实施例中，当固定框架517已旋转到相对于外框架506的部署位置时(S卩，使得致动器齿506的固定部分相对于致动器齿的移动部分以所选择的角度Θ安置)，可使用两个定位器，例如，上文的第一定位器2206及第二定位器2204，所述第二定位器具有带有对应于外框架506的上表面2224的下表面2222的外缘2221及具有带有对应于固定框架517的上表面2228的下表面2226的中央凸出部2225。如图22B中所说明，在此实施例中，致动器装置400放置在第一定位器2206与第二定位器2204之间，且接着促使第一定位器2206及第二定位器2204彼此靠近直到致动器齿560的固定部分相对于致动器齿560的移动部分以所选择的角度Θ安置为止。
[0178]在一些实施例中，定位器2204及2206中的一者、另一者或两者可并入有小开口(未说明)，所述小开口(未说明)经合适地定位以通过(例如)下文更详细描述的方法中的一者或一者以上使得固定框架517能够固定在部署位置中。此外，可以外缘2211及2221及中央凹口 2215及中 央凸出部2225的许多相关联集合来制造模具2204及2206，使得可同时部署许多致动器装置400且接着将其固定在部署位置中。
[0179]如所属领域的技术人员将理解，存在将固定框架517旋转到相对于外框架506的所选择的角位置的其它方法，且因此锻造方法应被认为仅为示范性的且不是限制性的。
[0180]如图15、16及22B中所说明，固定框架517相对于外框架506的角位置可以若干不同方式固定在部署状态或角位置中(即，以所选择的角度Θ固定)。例如，在一个实施例中，部署停止件510的相对侧壁的下端2202可以粘合剂结合到外框架506的相对侧壁。
[0181]在另一实施例中，可(例如)使用激光器或电子束焊机以焊件将部署停止件510的相对侧壁2208的下端2202焊接到外框架506的相对侧壁2210。在另一实施例中，可以粘合剂的嵌条1501将部署停止件510的相对侧壁2208结合到外框架506的相对侧壁2210。
[0182]在另一实施例中，作为对粘合剂组成的嵌条1501的代替或除粘合剂组成的嵌条1501之外，可使用粘合剂将并入有所选择的角度Θ的楔子1502结合在部署停止件510的相对侧壁与外框架506的相对侧壁之间。
[0183]如所属领域的技术人员将理解，存在可将固定框架517固定在部署位置中的其它方式，且因此，锻造应被认为仅为示范性的且不是限制性的。
[0184]图23为致动器装置2300的另一实施例的俯视平面图，与上文的致动器装置400不同，所述致动器装置2300可操作以在所述装置的平面内移动元件2302(例如，透镜、载物台或类似物)，即，在X、Y方向上直线移动且围绕Z方向(ΘΖ)旋转移动。
[0185]如图23中可见，实质上平面致动器装置2300包括在上文论述的致动器装置400中发现的许多相同特征，以及其它不同特征(考虑到其致动性质的差异)。致动器装置2300包含外框架506、附接到外框架506的多个固定框架517、与固定框架517平行安置的多个可移动框架505、分别将可移动框架505耦合到固定框架517以用于垂直于固定框架517的相应共面、直线移动的多个运动控制挠曲2036及多个致动器550，所述致动器各自并入有多个相互交叉齿560，所述致动器的固定部分附接到固定框架517且所述致动器的移动部分附接到可移动框架505。
[0186]图23中说明的实例致动器装置2300包括三个致动器550，所述三个致动器550关于所述装置的中央轴对称而径向布置，所述三个致动器550各自包括三个梳状驱动器或若干组相互交叉的齿560。然而，应理解，致动器550的数目及布置以及其齿560的数目及布置可与所说明的特定实例致动器装置2300不同。
[0187]在图23中可注意到，致动器装置2300的致动器550的相互交叉齿560在与(例如)图5Α的致动器装置400的致动器550的齿560延伸的方向垂直的方向上延伸。
[0188]此外，如图24的致动器550的放大部分俯视平面图中所说明，应理解，图23的致动器550的相互交叉齿560展示为处于部署位置中(S卩，彼此散开)以用于相对于彼此的实质上直线移动。然而，如图25Α中所说明，可看到致动器550的相互交叉齿560初始经安置以使得相关联的固定框架517及可移动框架505间隔开约齿560的长度。因此，将电压差施加到齿560无法导致可移动框架505相对于固定框架517的任何平面内直线移动，且因此耦合到前者的元件2302的任何对应Χ、Υ或ΘΖ移动。因此，为实现后一种类型的移动，需要将致动器装置2300部署成实现此类型的致动的配置。
[0189]如图25Β中说明，在一个实施例中，可通过在箭头2500的方向上将相关联的可移动框架505移动到与相关联的固定框架517共面、平行且与其间隔开所选择的距离的部署位置，且接着将可移动框架505固定在所述部署位置中以用于垂直于相关联的固定框架517的实质上共面、直线移动，而实现此部署。如图25C中所说明，当如此部署时，将合适电压差施加到致动器550的相互交叉齿560及从致动器550的相互交叉的齿560移除合适的电压差将导致弹性支撑的可移动框架505朝向及远离固定框架517的实质上直线、垂直移动(如双头箭头2502所指示)，且因此导致耦合到可移动框架505的元件2302的对应X、Y及/或ΘΖ移动。
[0190]存在用于将可移动框架505且因此将致动器550的齿560的相关联的移动部分移动到部署位置以及用于将其锁定或固定在所述部署位置中的若干不同方法及设备。
[0191]在图26中的致动器2300的放大部分俯视平面图中说明一种此方法及设备的实例实施例。在图26的实施例中，所述部署方法包括在外框架506上形成共面过中心闩2602及支点2604。闩2602以弹簧2606耦合到外框架506。共面部署杠杆2608以部署挠曲2310耦合到可移动框架505。部署杠杆2608具有安置在所述杠杆的上端处的表面2612(其配置为用于闩2608的凸轮致动及与闩2608的闩锁啮合的倾斜平面)及所述杠杆的下端处的槽口(其与支点2604啮合以用于所述杠杆围绕支点2604的旋转移动)。
[0192]在实例部署中，在箭头2614的方向上将加速脉冲施加到致动器装置2300，同时保持外框架506固定。这致使部署杠杆2608围绕支点2604旋转且朝向外框架506旋转。部署杠杆2608围绕支点2604的旋转致使部署挠曲2310推动可移动框架505从固定框架517直线地且垂直地向上移动且移动到部署位置，其中部署杠杆2608的上端处的凸轮表面2612致动闩2602且由闩2602啮合以将可移动框架505固定在部署位置中，如(例如)图25B中所说明。
[0193]图27说明与图26的实施例类似的用于部署及闩锁致动器装置2300的方法及设备的另一实施例。在此实施例中，所述方法进一步包括形成通过邻近部署杠杆2608的上端的弹簧2704附接到部署挠曲2310的拉环2702，且接着直接使用(例如)插入到拉环2702中的小针或另一 MEMS装置来使用拉环2702使部署杠杆2608围绕支点2604旋转。
[0194]图28为图26及27的实施例的过中心闩2602及部署杠杆2608的放大部分平面图，其展示安置在其原始或预部署位置2801、中间位置2802及最终或闩锁位置2803中的杠杆2608，在中间位置2802中，杠杆2608的上端处的凸轮表面2612已啮合闩2602且迫使其围绕弹簧2606向上旋转，在所述最终或闩锁位置2803中，闩2602已通过弹簧2602返回到其原始位置且啮合在部署杠杆2608的上端，从而将部署杠杆2608，且因此将可移动框架505及相关联的移动致动器齿560闩锁在部署位置中。
[0195]在一个实施例中，可将粘合剂施加到闩2602的接合处及部署杠杆2608的上端以防止其由于(例如)冲击或振动而彼此脱离。
[0196]图29说明另一致动器装置2300部署方法及设备，其包括在外框架506中形成承窝2902，所述承窝包括其内表面上的多个径向凸出部2904。互补球2906同心地形成在承窝2902内。球2906通过承窝2902的侧壁中的狭槽耦合到运动控制挠曲2306且包括在配置上分别与承窝2902上的径向凸出部2904互补的多个压痕2908。可在致动器装置2300的部署期间使用球2906及承窝2902来减少将可移动框架505(在图29中看不到)移动到部署位置所需的力，且使得可移动框架505实质上直线地且在实质上垂直于固定框架517的方向上移动。
[0197]特定来说，在预部署配置中，球2906与承窝2902界定所述两个特征之间的均匀空隙(gap)2910。然而，在移动框架505的部署期间，扭矩(由箭头指示)可被施加到耦合到移动框架505的运动控制挠曲2306且致使运动控制挠曲2306及移动框架505不合意地旋转。然而，如图29中所说明，当球2906开始在承窝2902中旋转时，承窝2902的凸出部2904立即啮合球2906的压痕2908且锁定以防止运动控制挠曲2306及移动框架505的任何进一步运动。因此，将可移动框架505移动到部署位置所需的力得以减小，且在部署期间，可移动框架505实质上直线地且在与固定框架517实质上垂直的方向上移动。
[0198]图30说明在致动器装置2300的部署中有用的另一球承窝方法及设备。在图30的实施例中，矩形承窝3002形成在外框架506中，且互补矩形球3004同心地形成在承窝3002内。球3004通过球簧3006连接到外框架506且通过运动控制挠曲2306连接到可移动框架505(在图30中看不到)。如在上文结合图29论述的实施例中，可在将可移动框架505移动到部署位置时使用球3004及承窝3002，使得可移动框架505实质上直线地且在实质上垂直于固定框架517的方向上移动。
[0199]特定来说，在移动框架505的部署期间，扭矩(由箭头指示)可被施加到耦合到移动框架505的运动控制挠曲2306且致使运动控制挠曲2306及移动框架505不合意地旋转。然而，如图30中所说明，当矩形球3004开始在矩形承窝3002中旋转时，球3004由承窝3002的顶部及底部边界锁定而不能进一步旋转，从而防止运动控制挠曲2306及移动框架505的任何进一步旋转。因此，可移动框架505实质上直线地且在垂直于固定框架517的方向上移动。
[0200]在图31及32中说明用于部署致动器装置2300的方法及设备的另一实施例。在图31中，所述方法包括在外框架506上形成弹性悬臂3102，悬臂3102具有安置在其上的直立柱3104，例如，塑料柱。也形成通过部署挠曲2310耦合到可移动框架505的衬垫3106。衬垫3106具有延伸穿过其的大小上对应于柱3104的圆周外围的开口 3108，及安置在柱3104的上表面下方的下表面。
[0201]如图32中所说明，可通过(例如)可移动斜面塑料制动件3202将向下力施加到悬臂3102，使得柱3104的上表面被按压在衬垫3106的下表面下方。接着，使用(例如)斜面制动件3202朝向柱3104推动衬垫3106，使得衬垫3106致使部署挠曲2310将可移动框架505推动到部署位置，且衬垫3104中的开口 3108在柱3104上居中。接着，(例如)使用斜面制动件3202释放悬臂3102上的向下力，使得柱3104向上滑动到衬垫3106中的开口 3108中且将可移动框架505固定在部署位置中。如在上文结合图26到28论述的闩锁实施例中，在一些实施例中可需要使用(例如)粘合剂将柱3104固定在衬垫3106的开口 3108中。
[0202]在图33中说明用于使用制动件部署致动器装置2300的方法及设备的另一实施例。图33的方法包括形成通过部署挠曲2310耦合到可移动框架505的啮合衬垫3302。所述方法进一步包括提供彼此相对间隔而安置的一对可移动制动件3304，例如软塑料制动件。每一制动件3304具有斜坡3306，斜坡3306相对于另一制动件的斜坡双边对称而安置。啮合衬垫3302安置在制动件3304的两个斜坡3306之间，且接着推动所述制动件朝向彼此，使得啮合衬垫3302的上边缘3308及下边缘3310分别啮合斜坡3306中的对应一者且致使啮合衬垫3302横向移动且因此致使部署挠曲2310将可移动框架505推动到部署位置。
[0203]在图34中示意性地说明用于部署致动器装置2300的方法及设备的另一实施例。在图34的实施例中，所述方法包括形成通过部署挠曲2310耦合到可移动框架505的部署衬垫3402。可移动框架505通过运动控制挠曲2306耦合到静止固定框架517及/或外框架506。所述方法进一步包括提供静止定位器3404。定位器3404具有从其直立的斜面柱3406。朝向定位器3404向下推动致动器装置2300(由箭头3108指示)，使得部署衬垫3402的边缘3410接触柱3406的斜面表面3412且致使部署挠曲2310横向移动且进而将可移动框架505推动到部署位置。
[0204]在图35中示意性地说明用于使用制动件部署致动器装置2300的方法及设备的另一实施例。在图35的实施例中，所述方法包括形成通过部署挠曲2310耦合到可移动框架505的部署载物台3502，载物台3502具有相对的上表面3504及下表面3506。所述方法进一步包括提供彼此相对间隔而安置的一对制动件3508。每一制动件3508具有弹性倾斜运动转换器3510，弹性倾斜运动转换器3510相对于另一制动件的运动转换器双边对称而安置。部署载物台3502的下表面3506放置在制动件3508的较下者的运动转换器3510的上端上，且将制动件3508的较上者的运动转换器3510的下端推动成与部署载物台3502的上表面3504接触，使得部署载物台3502横向移动，从而致使部署挠曲2310将可移动框架505推动到部署位置。
[0205]在图36中示意性地说明用于使用制动件部署致动器装置2300的方法及设备的另一实施例。在图36的实施例中，所述方法包括形成通过部署挠曲2310耦合到可移动框架505的部署载物台3602，载物台3602具有横向表面3604。所述方法进一步包括提供顶部制动件3606及底部制动件3608。底部制动件3608具有从其直立的柱3610。柱3610具有安置在上端处的斜面表面3612及横向表面3614。致动器装置2300放置在底部制动件3608的上表面上，使得部署载物台3602的横向表面3604与柱3610的横向表面3614相对地安置。接着，向下推动顶部制动件3606(由箭头3616指示)且与柱3610的斜面表面3612接触，使得底部制动件3608横向移动，从而致使柱3610的横向表面3614与部署载物台3602的相对横向表面3604接触且横向推动部署端载物台3602，从而致使部署挠曲2310将可移动框架505推动到部署位置。
[0206]在图37中示意性地说明用于使用MEMS装置部署致动器装置2300的方法及设备的另一实施例。在图37的实施例中，所述方法包括形成通过部署挠曲2310耦合到可移动框架505的部署衬垫3702，衬垫3702具有横向表面3704。所述方法进一步包括提供具有带有安置于其上的直立部署栓钉3708的横向可移动载物台3706的MESM装置。部署栓钉3708具有与部署衬垫3702的横向表面3704相对地安置的横向表面3710 JEMS装置经致动以使得载物台3706及栓钉3708横向移动(由箭头3712指示)，且致使部署栓钉3708的横向表面3710接触部署衬垫3702的相对横向表面3704，且横向推动部署衬垫3702，从而致使部署挠曲2310将可移动框架505推动到部署位置。
[0207]在图38中示意性地说明用于使用热膨胀部署致动器装置2300的方法及设备的另一实施例。在图38的实施例中，所述方法包括形成通过部署挠曲2310耦合到可移动框架505的部署衬垫3802，衬垫3802具有横向表面3804。所述方法进一步包括提供具有正热膨胀系数及安置于其上的直立部署栓钉3808的定位器3806。部署栓钉3808具有与 部署衬垫3802的横向表面3804相对地安置的横向表面3810。定位器3806经加热以使得定位器3806及部署栓钉3808横向膨胀(由箭头3812指示)，从而致使部署栓钉3808的横向表面3810与部署衬垫3802的相对横向表面3804接触且横向推动所述部署衬垫(由箭头3814指示)，从而致使部署挠曲2310将可移动框架505推动到部署位置。
[0208]在图39中示意性地说明用于使用热膨胀部署致动器装置2300的方法及设备的另一实施例。在图39的实施例中，所述方法包括形成通过部署挠曲2310耦合到可移动框架的部署衬垫3902，衬垫3902具有横向表面3904。所述方法进一步包括在致动器装置2300中形成固定框架3906，固定框架3906具有正热膨胀系数或包括具有正热膨胀系数的组件3907，及与部署衬垫3902的横向表面3904相对地安置的横向表面3908。框架3906在(例如)组件3907的热固化期间经加热以使得框架3906横向膨胀，从而致使框架3906的横向表面3908接触部署衬垫3902的相对横向表面3904且横向推动部署衬垫3902，从而致使部署挠曲2310将可移动框架505推动到部署位置。
[0209]在图40中示意性地说明用于使用真空部署致动器装置2300的方法及设备的另一实施例。在图40的实施例中，所述方法包括形成通过部署挠曲2310耦合到可移动框架505的部署衬垫4002，衬垫4002具有横向表面4004。所述方法进一步包括提供定位器4006，定位器4006具有与部署衬垫4002的横向表面4004相对地安置的横向表面4008及穿过其横向延伸的孔4010。将真空(由箭头4012指示)施加到定位器4006中的孔4010，使得真空4012相对于部署衬垫4002的横向表面4004横向拉动定位器4006的横向表面4008，从而致使部署衬垫4002横向移动(由箭头4014指示)且致使部署挠曲2310将可移动框架505推动到部署位置。
[0210]在图41中示意性地说明用于使用磁场部署致动器装置2300的方法及设备的另一实施例。在图41的实施例中，所述方法包括形成通过部署挠曲2310耦合到可移动框架505的部署衬垫4102，衬垫4102具有安置于其上的磁体4104。所述方法进一步包括在部署衬垫4102的磁体4104上移动磁场(由箭头4106指示)，使得部署衬垫4102在由箭头4106指示的方向上横向移动，从而致使部署挠曲2310将可移动框架505推动到部署位置。
[0211]在图42中示意性地说明用于使用静电力部署致动器装置2300的方法及设备的另一实施例。在图42的实施例中，所述方法包括形成通过部署挠曲2310耦合到可移动框架505的部署载物台4202。所述方法进一步包括提供与部署载物台4204邻近而安置且与载物台4204间隔开的静止载物台4204。将电压差4206施加到部署及静止载物台4202及4204，使得部署载物台4202相对于静止载物台4204在由箭头4208指示的方向上横向移动且致使部署挠曲2310将可移动框架505推动到部署位置。
[0212]除上文描述的用于使用机械、热膨胀、真空、磁性及静电力部署致动器装置2300的若干方法及设备之外，存在用于使用毛细作用力部署致动器装置2300的额外方法。
[0213]图43A及43B示意性地说明由液体粘合剂展现的毛细作用力可如何用于实现或辅助致动器装置2300的部署且将可移动框架505固定在部署位置中。在图43A中，亲水移动板4302通过弹簧4306安置在亲水静止板4304上方，弹簧4306可包含部署挠曲2310或运动控制挠曲2306。如果将具有合适物理性质的液体(例如，水或液体粘合剂4308)安置在两个板4302与4304之间，其将使所述两个板的相对表面湿润以形成弯月面(由箭头4310指示)，且进而在粘合剂4308与环境之间产生压力差，所述压力差用于在箭头4312的方向上拉动移动板4302朝向静止板4304平移且抵抗弹簧4306的偏移。粘合剂4308的固化有效地固定两个板4302及4304的最终相对位置。
[0214]在图43B中说明类似布置，区别仅在于移动板4302通过其边缘处的铰链4314旋转地耦合到静止板4304。因此，在图43B的实施例中，粘合剂4308与环境之间的压力差用于在箭头4312的方向上围绕铰链4314且朝向静止板4304旋转地拉动移动板4302。
[0215]如所属领域的技术人员将理解，可利用在上文图43A及43B的平移及旋转实施例中起作用的相同毛细作用力来在使用之前部署致动器装置2300。
[0216]在图44的部分俯视平面图中说明用于使用毛细作用力部署致动器装置2300的方法及设备的实例实施例。在图44的实施例中，所述方法包括:形成移动板4402，移动板4402具有通过附接弹簧4404耦合到外框架506的上部分、耦合到运动控制挠曲2306的下端(其在其上端处耦合到可移动框架505)、邻近于外框架506的侧壁4407且与外框架506的侧壁4407间隔开而安置的侧壁4406、一对臂4410(其朝向移动板4402及外框架506的邻近侧壁4406与4407之间的空隙4412延伸且界定空隙4412)及一对对齐锁4414(其安置在空隙4412中)。
[0217]所述方法进一步包含在外框架506的邻近侧壁4407中形成一对平行狭槽4416及一对平行对齐键4418。每一狭槽4416经配置以接纳移动板4402的臂4408中的相应一者且每一对齐键4418经配置以啮合在其对齐锁4414中的相应一者中。所述方法进一步包括形成蜿蜒贮存器4420，所述蜿蜒贮存器4420用于外框架506中的液体粘合剂且与移动板4402及外框架506的邻近侧壁4406与4407之间的空隙4412连通而安置。
[0218]为实现部署，将合适液体粘合剂安置在空隙4412中，使得所述粘合剂依靠毛细作用进入外板506中的蜿蜒贮存器4420中且其在移动板4402及外框架506的邻近侧壁4406与4407之间形成毛细作用力，所述毛细作用力朝向外框架506的邻近侧壁4407横向拖动移动板4402的邻近侧壁4406，从而致使移动板4402及外框架506的相应臂4408、狭槽4416、对齐锁4414及键4418移动成彼此啮合，从而致使运动控制挠曲2306将可移动框架505推动到部署位置。
[0219]在部署期间，贮存器4420用于在移动板4402移动时存储多余粘合剂，且互补对齐特征4408、4416、4414及4418的啮合用于将移动板4402的移动限于实质上横向平移移动。
[0220]在一些实施例中，可固化所述液体粘合剂或可允许所述液体粘合剂自动固化以将可移动框架505及相关联的移动齿560(在图44中看不到)固定在部署位置，S卩，用于垂直于固定框架517的实质上共面、直线移动。
[0221]在图45的部分俯视平面图中说明用于使用毛细作用力部署致动器装置2300的方法及设备的另一实例实施例。在图45的实施例中，所述方法包括形成移动板4502，移动板4502通过部署挠曲2310耦合到运动控制挠曲2306且具有邻近外框架506的侧壁4506而安置的侧壁4504。移动板4502及外框架506的邻近侧壁4504及4506经形成以分别含有互补锯齿形图案4508及4510，互补锯齿形图案4508及4510界定移动板4502及外框架506的邻近侧壁4504与4506之间的锯齿形空隙4512。
[0222]为实现部署，将液体粘合剂安置在锯齿形空隙4512中，使得所述液体粘合剂在移动板4502及外框架506的邻近侧壁4504与4506之间产生毛细作用力，所述毛细作用力朝向外板506横向拖动移动板4502及部署挠曲2310，从而致使运动控制挠曲2306将可移动框架505推动到部署位置。在此实施例中，锯齿形空隙4512的长度、形状及宽度经配置以增大移动板4502在部署期间横向移动的距离，同时维持足够的部署力，且避免像在上文图44的实施例中那样需要贮存器来存储多余粘合剂。
[0223]如上文论述，在一些实施例中，可固化所述液体粘合剂或允许所述液体粘合剂自动固化以将可移动框架505及相关联的移动齿560(在图45中看不到)固定在部署位置中。
[0224]在图46的部分俯视平面图中说明用于使用毛细作用力部署致动器装置2300的方法及设备的另一实例实施例。在图46的实施例中，所述方法包括形成多个移动板4602，多个移动板4602分别在附接到外框架506的对应多个静止板4604之间交错且界定移动板4602的相应外侧壁与静止板4604的相应内侧壁之间的对应多个空隙4606。移动板4402的倒数第二最内者4408经形成以包括L形臂4610，L形臂4610在静止板4604的最内者4612上成拱形且向下且邻近移动板4602的最内者4614的内侧壁的上端而延伸。
[0225]如图46所说明，移动板4602的最外者4616以附接弹簧4620耦合到静止板4604的最外者4618。静止板4604的最外者4618及最内者4612中间的移动板4602的邻近者分别以多个附接弹簧4622彼此耦合。移动板4602的最内者4614以部署挠曲2310耦合到运动控制挠曲2306ο
[0226]为实现部署，将液体粘合剂安置在空隙4606中，使得所述液体粘合剂在移动板4602及静止板4604的邻近侧壁之间产生毛细作用力，所述毛细作用力横向拖动板4602及部署挠曲2310，从而致使运动控制挠曲2306将可移动框架505推动到部署位置。
[0227]在一个实施例中，可按顺序将所述液体粘合剂安置在空隙4606中，从空隙4606的最外者开始且向内进行。这使得每一个随后的空隙4606越来越小，使得所选择的部署距离更大，同时维持部署所需的力相对恒定。
[0228]如上文，在一些实施例中，可固化所述液体粘合剂或允许所述液体粘合剂自动固化以将可用框架505及相关联的移动齿560(在图46中看不到)固定在部署位置中。
[0229]在图47中示意性的说明用于使用毛细作用力部署致动器装置2300的方法及设备的另一实例实施例。在图47的实施例中，运动控制挠曲2306的外端通过多个附接弹簧4704耦合到外框架506，多个附接弹簧4707彼此耦合且在连接点4706处耦合到运动控制挠曲2306。运动控制挠曲2306的内端耦合到移动框架505。
[0230]在图47的实施例中，所述方法包括形成移动板4702，移动板4702通过其下端处的铰链4710旋转地附接到静止板4708(例如，外框架505)且界定移动板4702及静止板4708的邻近侧壁之间的角空隙4712。所述方法进一步包括形成连接梁4714，连接梁4714将移动板4702耦合到连接点4706。
[0231 ]为实现部署，将液体粘合剂安置在角空隙4712中，使得所述液体粘合剂在移动板4702及静止板4708的邻近侧壁之间产生毛细作用力，所述毛细作用力围绕铰链4710且朝向静止板4708横向地旋转移动板4702及连接梁4714(由箭头4716指示)，从而致使运动控制挠曲2306将可移动框架505推动到部署位置。
[0232]如上文，在一些实施例中，可固化所述液体粘合剂或允许所述液体粘合剂自动固化以将可移动框架505及相关联的移动齿560(在图47中看不到)锁定在部署位置中。
[0233]在图48中示意性地说明用于使用毛细作用力部署致动器装置2300的方法及设备的另一实例实施例。如图47及48的比较中可见，后一个实施例实质上与前一个实施例类似，其中差别如下:运动控制挠曲2306的外端直接耦合到外框架506，消除连接梁4714，且移动板4702替代地通过部署挠曲2310直接耦合到可移动框架505。
[0234]在图48的实施例中，如在图47的实施例中，通过将液体粘合剂安置在角空隙4712中使得所述液体粘合剂在移动板4702及静止板4708的邻近侧壁之间产生毛细作用力(所述毛细作用力围绕铰链4710且朝向静止板4708横向旋转移动板4702及部署挠曲2310，从而致使可移动框架505移动到部署位置)来实现部署。
[0235]如上文，在一些实施例中，可固化所述液体粘合剂或可允许所述液体粘合剂自动固化来将可移动框架505及相关联的移动齿560(图48看不到)锁定在部署位置中。
[0236]如上文结合图14论述，在一些实施例中，蜿蜒接触挠曲508可用于在致动器装置400的固定或静止区段(例如，外框架506或固定框架517)与可移动区段(例如，可移动框架505或平台520)之间或替代地在通过(例如)导电性较差的多晶硅铰链彼此电隔离的两个区段之间提供导电路径。在此方面，蜿蜒接触挠曲508可为由导电材料(例如，单晶硅)制造且/或以导电材料(例如，金)镀敷中的一者或一者以上。
[0237]如上文结合图18及19论述，在一些实施例中，球承窝缓冲器513的球518可通过互补承窝519中的狭槽连接到外框架506，且承窝519可形成在平台520中。在这些实施例中，球承窝缓冲器513在冲击事件期间用于实质上限制平台520相对于外框架506的运动且因此实质上减轻作用于运动控制挠曲515的冲击负载。
[0238]如图19中所说明，为确保球518在平台520的所有致动位置处保持同心地安置在互补承窝519内，在一些实施例中，可需要向外框架506提供两个部分1902，所述两个部分1902分别安置在球承窝缓冲器513的球518连接到其的第三、中央部分1904的相对侧上，使得可部署三个部分1902及1904且因此可部署球518，即，相对于外框架506的剩余部分向下移位且接着固定在所述平面外位置处。
[0239]为实现此折叠，在一些实施例中，可向外框架506提供一对折叠框架铰链526，所述对折叠框架铰链526分别形成在每一折叠框架部分1902的相对端处。如图19中所说明，远端相对的折叠框架铰链526分别将折叠部分1902的外端耦合到外框架506，且近端相对的铰链526分别将折叠部分1902的内端耦合到中央部分1904。在此布置中，当将部署力向下施加在中央部分1904上时，折叠部分1902围绕其外端向下旋转，然而，中央部分1904(包括球518)以实质上直线运动向下移动。为实现折叠框架部分1902及中央框架部分1904在其相应向下部署位置中的固定，可将粘合剂的嵌条1501安置在折叠框架铰链526中的一者或两者中，如上文结合固定框架517在部署位置中的固定而描述。
[0240]如上文结合图10论述，在一些实施例中，横向缓冲器组合件1001可包含形成在固定框架517上的第一缓冲器部件1002及形成在可移动框架505上的双边对称的第二缓冲器部件1003，第一缓冲器部件1002及第二缓冲器部件1003彼此协作以限制可移动框架505相对于固定框架517且还因此相对于外框架506在冲击或大加速期间的非所要横向运动。在图17D到17J中说明横向缓冲器组合件1754的替代实施例，后者主要在缓冲器部件的末端的形状方面与前者不同，所述形状在一些实施例中可各自为半圆柱形的，即，可各 自包含全半径。
[0241 ]在这些实施例中的任一者中，可需要使第一缓冲器部件1002与第二缓冲器部件1003之间的空隙“D”非常窄(例如，约2到3微米)以限制此非所要的横向或平面内运动。如所属领域的技术人员将理解，即使使用光刻技术(例如，DRIE)，在衬底上直接制造两个邻近部件之间的此窄间隔也可为困难的。然而，如图49A到49F中所说明，在一个实施例中，可使用下文描述的“间接”光刻技术来使空隙D至少这样窄。
[0242 ]图49A到49F说明光刻工艺的实例实施例中的可用于制造空隙D的连续步骤。如图49A中所说明，在衬底4912(例如，硅衬底)的上表面4910中(例如)通过DRIE形成具有侧壁4904及4906及底端4908的沟槽4902。
[0243]如图49B中所说明，在衬底4912的至少上表面4910上(例如)通过化学气相沉积(CVD)技术形成氧化物层4914(例如，二氧化硅)，使得所述氧化物在沟槽4902的对应侧壁4904及4906上形成衬里4916及4918，且在沟槽4902的底端4908上形成衬里4920。所述氧化物壁及底端衬里4916、4918及4920可具有(例如)约2到3微米的厚度。
[0244]如图49C中说明，接着在衬底4912的上表面4910及沟槽4902中的氧化物衬里4916、4918及4920上的氧化物层4914的至少上表面4924上(例如)使用CVD技术沉积多晶硅(多晶娃(polysilicon))层。
[0245]如图49D中说明，在邻近沟槽4902的侧壁4904且在安置在其上的氧化物的对应衬里4916上方的区域中(例如)通过遮蔽及蚀刻技术从衬底4912的上表面4910上的氧化物层4914的上表面4924移除多晶硅层4922的一部分。
[0246]如图49E中说明，接着，(例如)使用化学机械平坦化(CMP)技术移除衬底4912的下部部分(包括沟槽4902的底端4908)，使得沟槽4902的底端4908处的氧化物衬里4920通过衬底4912的下表面4924而暴露。
[0247]如图49F中所说明，接着，使用(例如)遮蔽及蚀刻技术移除沟槽4902的对应侧壁4904上的氧化物衬里4916、暴露在沟槽4902的底端4908处的氧化物衬里4920的至少一部分，及邻近沟槽4902的侧壁4904的衬底4912的上表面4910上的氧化物层4914，从而产生具有等于从沟槽的对应侧壁4904移除的氧化物衬里4916的宽度(S卩，约2到3微米)的空隙4926 ο
[0248]如图50到53中说明，在一个实施例中，前述光刻方法可有利地用于形成联锁皮片特征5000，联锁皮片特征5000与上文结合图17D到17Ν论述的联锁缓冲器皮片特征1756类似且用于控制可移动组件5002(例如可移动框架505)相对于固定组件5004(例如，固定框架517)的平面外Z偏转，可移动组件5002以铰链或挠曲(在图50到53中看不到)可旋转地耦合到固定组件5004。联锁皮片特征5000用于实质上防止可移动组件5002围绕铰链线5006在土Z方向上的过度运动，从而保护铰接元件(看不到)免于过度平面外偏转或Z偏转。由联锁皮片特征5000提供的约束具有相对低的刚性以便防止高接触减速且因此防止作用于铰接元件(看不到)的力，但允许可移动组件5002在致动器装置400的操作(S卩，致动)期间围绕铰链线5006的既定旋转。
[0249]在图50到53的实例实施例中，如在上文结合图49A到49F描述的方法中，用于形成联锁皮片特征5000的实例方法以(例如)使用DRIE在可移动组件5002与固定组件5004之间形成沟槽5008开始，可移动组件5002及固定组件5004可由半导体(例如，单晶硅)组成。图52A及52B分别为联锁皮片特征5000的放大部分俯视平面图及仰视平面图。如可在52B的仰视平面图中最佳地显现，沟槽5008描述两个组件5002及5004之间的交替、弯曲路径，所述交替、弯曲路径可关于延伸穿过其中心的Z轴径向对称。如在以上方法中，接着，将氧化物(例如，Si02)的衬里5010沉积在沟槽5008的壁及两个组件5002及5004的至少上表面上，如图53A及53B中说明，接着在氧化物衬里5010上沉积(例如)多晶硅层5012。
[0250]如在图52A的俯视平面图中说明，接着，(例如)使用各向同性及各向异性蚀刻技术从沟槽5008的壁的所选择区域及两个组件5002及5004的上表面蚀刻掉氧化物衬里5010及多晶硅层5012，以界定两个反向的、矩形多晶硅皮片5014A及5014B，多晶硅皮片5014A及5014B分别安置在固定组件5004及可移动组件5002上且分别悬垂于相对的组件之上。特定来说，可(例如)通过各向同性蚀刻技术部分地或完全地移除从下伏在两个多晶硅皮片5014A及5014B之下的区域中的氧化物衬里，使得两个皮片5016A及5016B分别安置在对应硅肩状物5016A及5016B上且与对应硅肩状物5016A及5016B间隔开，对应硅肩状物5016A及5016B分别安置在相对可移动组件5002及固定组件5004上。因此，安置在两个皮片5016A及5016B与分别对应的肩状物5016A及5016B之间的氧化物衬里5010被移除。
[0251]图53A及53B分别为如沿着图51中取得的区段53A-53A及53B-53B的对应线看到的穿过皮片5014A及5014B的放大部分横截面图，其分别展示联锁皮片特征5000约束可移动组件5002在+Z及-Z方向上的运动的操作。如图53A中所说明，皮片5014A通过在移动部件5002在+Z方向上移动时与移动部件5002上的下伏肩状物5016A上的线5018A进行约束接触而起作用。如图53B中说明，皮片5014B通过在移动部分5002在-Z方向上移动时与固定组件5002上的下伏肩状物5016B上的线5018B进行约束接触来起作用。
[0252]图17D到17F说明联锁缓冲器皮片特征1756的替代实施例，其用于约束组件(例如，可移动组件505)在土Z方向上的垂直运动以及其横向运动，8卩，在土X及/或土 Y方向上，如上文论述。
[0253]如图17F中所说明，此联锁皮片特征包括一对皮片1756A及1756B的构造，所述对皮片1756A及1756B分别从可移动组件505及固定组件506延伸且在形成在另一相对组件上的对应肩状物1762上延伸，如上文论述。
[0254]如图17M中说明，皮片1756A及1756B的相应前端可界定其相对端上的隅角，且所述隅角中的一者或一者以上可并入有椭圆嵌条1766，如上文论述。
[0255]如图17D到17L及图17K到17N中所说明，可提供用于约束致动器装置1750中的组件(例如，可移动组件505)的横向移动的单一缓冲器皮片1758。例如，缓冲器皮片1758(其在一些实施例中可包含多晶硅)可从固定组件(例如，组件506)朝向可移动组件505延伸但不在可移动组件505上方延伸，以限制可移动组件505在横向上(S卩，在±X及/或±￥方向上)的运动，如上文论述。如图17K、17L及17N中所说明，可使固定组件505与可移动组件506之间的空隙1764相对大于缓冲器皮片1758与可移动组件505之间的空隙1768，使得缓冲器皮片1758不干扰可移动组件505的正常旋转运动，但确实用以防止可移动组件505的非所要横向运动，如上文论述。
[0256]尽管将本文中所揭示的致动器描述为MEMS致动器，但此描述仅是通过实例的方式，且不通过限制的方式。各种实施例可包含非MEMS致动器、非MEMS致动器的组件及/或非MEMS致动器的特征。
[0257]因此，可提供适合于用于广泛多种不同电子装置中的致动器。也可提供对所述致动器及/或由所述致动器移动的项目的运动控制。因而，可提供用于电子装置中的增强的小型相机。
[0258]根据各种实施例，提供用于小型相机的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。因此，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。
[0259]在适用的情况下，本文中阐明的各种组件可组合为复合组件及/或分离成子组件。在适用的情况下，本文中描述的各种步骤的排序可改变，组合为复合步骤及/或分离成子步骤，以提供本文中描述的特征。
[0260]本文中描述的实施例说明本发明，但不限制本发明。还应理解，根据本发明的原理，许多修改及变化是可能的。
【主权项】
1.一种实质上平面致动器装置，其包含: 外框架； 固定框架，其附接到所述外框架且具有从其延伸出的第一多个齿； 可移动框架，其平行于所述固定框架而安置且具有从其延伸出的第二多个齿； 通过挠曲耦合到所述可移动框架的元件，其用于相对于所述固定框架和所述外框架进行共面、直线移动以及围绕所述元件的中央轴进行共面、旋转移动； 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使所述可移动框架相对于所述外框架及所述固定框架进行共面、直线移动； 其中所述可移动框架机械地及/或粘合地固定在部署位置，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定的距离以用于朝向及远离所述固定框架的实质上直线移动；以及 其中所述第一多个齿中的至少一者在所述第二多个齿中的第一者和第二者之间延伸，以使得所述第一多个齿和所述第二多个齿至少部分地相互交叉。2.根据权利要求1所述的实质上平面致动器装置，其进一步包含与过中心闩啮合的部署杠杆，所述过中心闩将所述可移动框架闩锁在所述部署位置中。3.根据权利要求2所述的实质上平面致动器装置，其进一步包含: 通过部署挠曲耦合到所述可移动框架的衬垫，所述衬垫具有从其穿过的开口；及安置在从所述外框架延伸出的弹性悬臂上的直立柱，所述柱延伸进入所述衬垫的所述开口中且将所述可移动框架闩锁在所述部署位置中。4.根据权利要求1所述的实质上平面致动器装置，其中所述致动器装置由导电材料形成。5.根据权利要求1所述的实质上平面致动器装置，其中所述第二多个齿中的所述第一者和所述第二者经配置以被移动，从而使得所述第一多个齿中的所述至少一者响应于施加到所述第一多个齿和所述第二多个齿的电压差而进一步在所述第二多个齿中的所述第一者和所述第二者之间延伸。6.根据权利要求1所述的实质上平面致动器装置，其中所述第二多个齿中的所述第一者在所述第一多个齿中的所述至少一者和所述第一多个齿中的额外第一者之间延伸，且其中所述第二多个齿中的所述第二者在所述第一多个齿中的所述至少一者和所述第一多个齿中的额外第二者之间延伸。7.—种电子装置，其包含至少部分地包围根据权利要求1所述的实质上平面致动器装置的外壳。8.根据权利要求7所述的电子装置，其中所述电子装置包含相机。9.根据权利要求8所述的电子装置，其中所述电子装置包含蜂窝式电话、个人数字助理(PDA)、计算机或包含相机的监视系统。10.一种用于制造致动器的方法，所述方法包含: 形成实质上平面致动器装置，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且具有从其延伸出的第一多个齿， 可移动框架，其平行于所述固定框架而安置且具有从其延伸出的第二多个齿， 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使所述可移动框架相对于所述外框架及所述固定框架进行共面、直线移动，且 其中所述第一多个齿中的至少一者在所述第二多个齿中的第一者和第二者之间充分延伸，以使得所述第一多个齿和所述第二多个齿相互交叉； 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定的距离，以使得所述第一多个齿中的所述至少一者在所述第二多个齿中的所述第一者和所述第二者之间仅部分地延伸，从而使得所述第一多个齿和所述第二多个齿至少部分地相互交叉；以及 机械地及/或粘合地将所述可移动框架固定在所述部署位置中以用于朝向及远离所述固定框架的实质上直线移动。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述移动包含: 在所述外框架上形成过中心闩和支点;及 形成通过部署挠曲耦合到所述可移动框架的部署杠杆。12.根据权利要求11所述的方法，其进一步包含使用附接到所述部署挠曲的拉环围绕所述支点旋转所述部署杠杆。13.根据权利要求10所述的方法，其中所述移动包含在外框架中形成承窝，所述承窝包括位于其内表面上的多个凸出部。14.根据权利要求10所述的方法，其中所述移动包含: 在所述外框架中形成矩形承窝； 形成矩形球，所述矩形球同心地安置在所述承窝内，所述球通过球簧连接到所述外框架且通过所述运动控制挠曲连接到所述可移动框架；以及 当移动所述可移动框架到所述部署位置时使用所述球和所述承窝，以使得所述可移动框架实质上直线地且在实质上垂直于所述固定框架的方向上移动。15.根据权利要求10所述的方法，其中所述移动包含: 在所述外框架上形成弹性悬臂;及， 将向下的力施加到所述悬臂上并释放所述向下的力。16.根据权利要求10所述的方法，其中所述移动包含: 提供彼此相对间隔而安置的一对制动件，每一制动件具有相对于另一制动件的斜坡双边对称而安置的斜坡； 在所述制动件之间安置啮合衬垫;及 推动所述制动件朝向彼此，以使得所述啮合衬垫的边缘分别啮合所述斜坡中对应的一者。17.根据权利要求10所述的方法，其中所述移动包含形成通过部署挠曲耦合到所述可移动框架的部署衬垫。18.根据权利要求10所述的方法，其中所述移动包含形成通过部署挠曲耦合到所述可移动框架的部署载物台。19.根据权利要求10所述的方法，进一步包含通过挠曲将元件耦合到所述可移动框架以用于相对于所述固定框架和所述外框架进行共面、直线移动以及围绕所述元件的中央轴进行共面、旋转移动。20.根据权利要求19所述的方法，其中所述元件包含透镜。
【专利摘要】本申请涉及线性部署的致动器。本发明涉及一种用于制造致动器的方法，所述方法包括：形成导电材料的实质上平面致动器装置，所述装置并入有外框架、附接到所述外框架的固定框架、平行于所述固定框架而安置的可移动框架、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、直线移动的运动控制挠曲及并入有多个相互交叉的齿的致动器，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；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、垂直移动。
【IPC分类】G03B3/10, G02B7/08
【公开号】CN105487194
【申请号】CN201610024046
【发明人】罗曼·C·古铁雷斯
【申请人】数位光学Mems有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2011年11月4日
【公告号】CN103282816A, CN103282816B, US8803256, US9166463, US20120119614, US20150028698, US20160043665, WO2012067856A1
【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 200可部分或完全安置于小型相机101 内。
[0100]图3A说明根据一实施例的安置于透镜镜筒200内的致动器模块300。致动器模块300可含有致动器装置400。致动器装置400可完全包含于透镜镜筒200内、部分包含于透镜镜筒200内或完全在透镜镜筒200外部。致动器装置400可经调适以移动包含于透镜镜筒200内的光学元件、不包含于透镜镜筒200内的光学元件及/或任何其它所要的项目。
[0101]图3B以分解图说明根据一实施例的透镜镜筒200及致动器模块300。可移动透镜301为光学元件的实例，其可附接到致动器装置400且可借此移动。致动器装置400可安置于上部模块盖401与下部模块盖402的中间。
[0102]可提供额外光学元件，例如固定(例如，静止)透镜302。所述额外光学元件可例如促进聚焦、变焦及/或光学图像稳定。可提供任何所要数目及/或类型的可移动(例如，经由致动器装置400)及固定的光学元件。
[0103]图4说明根据一实施例的致动器模块300。致动器模块300可部分或完全安置于小型相机101内。致动器装置400可部分或完全安置于致动器模块300内。例如，致动器装置400可实质上夹在上部模块盖401与下部模块盖402之间。
[0104]致动器模块300可具有任何所要形状。例如，致动器模块300可实质上为圆形、三角形、正方形、矩形、五边形、六边形、八边形或任何其它形状或横截面配置。
[0105]在一个实施例中，透镜镜筒200可实质上为圆形横截面配置，且致动器模块300可实质上为圆形横截面配置。实质上圆形的透镜镜筒200及实质上圆形的致动器模块300的使用可促进大小上的有利缩减。可例如促进所述大小上的缩减，这是因为圆形透镜通常是优选的。实质上圆形的透镜镜筒200及具有圆形透镜的实质上圆形的致动器模块300的使用趋向于导致缩减浪费的体积，且因此趋向于促进大小上的缩减。
[0106]如本文中所论述，一个或一个以上光学元件(例如可移动透镜301)可安置于形成于致动器模块300中的开口 405中(例如，孔)。举例来说，致动器550的致动可实现所述光学元件沿着其光轴410的移动。因此，致动器550的致动可移动一个或一个以上透镜，以实现例如聚焦或变焦。
[0107]致动器模块300可具有形成于其内的切口403，以促进致动器模块300的组装及其内含有的致动器装置400的对准。切口 403及/或部分安置于切口 403内的电接触件404可用于促进致动器模块300相对于透镜镜筒200的对准。
[0108]图5A说明根据一实施例的致动器装置400的俯视图，致动器装置400具有电接触件404、开口405、内部铰链挠曲501、运动学安装挠曲502、可移动框架505、外部框架506、蜿蜒接触挠曲508、部署扭转挠曲509、部署停止件510、皮片阻尼器511、球承窝缓冲器513、悬臂挠曲514、运动控制扭转挠曲515、外部铰链挠曲516、固定框架517、平台520、透镜衬垫521、枢转轴525、致动器550、空间551及块552。
[0109]块552(图5A)经展示以表示一些图中的致动器550的齿560(见图5B及7)。所属领域的技术人员将了解，梳状驱动器通常包含许多的非常小的齿560，其在此比例的图上较以图形展示。例如，致动器550在其每一侧上可具有介于1个与10，000个之间的齿，且在其的每一侧上可具有约2，000个齿。因此，在一个实施例中，块552可不表示齿560的实际配置，然而代替齿560而展示，以更好地说明如本文中所论述的致动器550的操作。
[0110]根据一实施例，致动器装置400可实质上为六边形的。所述六边形容易促进致动器装置400在实质上圆形的透镜镜筒200内的放置。所述六边形也促进有效使用晶片的基板面。预期其它形状。
[0111]致动器装置400可具有多个致动器550。图5A中仅详细地说明一个致动器550。针对未详细说明的两个额外致动器550而在图5A中展示空间551。因此，在一个实施例中，致动器装置400可具有绕开口 405以一实质上径向对称的图案安置的三个致动器550，使得致动器550彼此间隔开约120°。致动器装置400可具有以任何所要图案安置的任何所要数目的致动器550。作为进一步实例，致动器装置400可具有彼此间隔开约180°的两个致动器550，或可具有彼此间隔开约90°的四个致动器550。
[0112]如本文中所论述，致动器550可包含一个或一个以上MEMS致动器、音圈致动器，或任何其它所要类型或类型的组合的致动器。例如，在一个实施例中，每一致动器550可为垂直旋转梳状驱动器。
[0113]致动器550可彼此协作，以沿着光轴410(图3B)移动平台520，光轴在图5A中垂直于致动器装置400的平面。致动器550可彼此协作而以维持平台520相对于光轴410实质上垂直的方式及以实质上减轻平台520旋转的方式移动平台520。
[0114]通过在邻近的齿560之间(由块552表示)施加电压差而完成对致动器550的致动。此致动实现致动器550的旋转，以促进本文中描述的平台520的移动。
[0115]在各种实施例中，平台520可经调适而实质上为一环(例如，如图5A中所展示)。预期其它形状。平台520可具有任何所要的形状。
[0116]在部署之前，致动器装置400可为实质上平面结构。例如，致动器装置400可实质上由单一、单件材料形成，例如硅。可由单一裸片形成致动器装置400。裸片可例如约横跨4毫米到5毫米，且例如约150微米厚。
[0117]致动器装置400可由MEMS技术形成，例如铣削或蚀刻。多个致动器装置400可形成于单一晶片上。致动器装置400的整体形状或占用面积可经调适以增强单一晶片上多个致动器装置400的形成。
[0118]在操作之前，根据一实施例，每一致动器550的固定框架517可经部署以相对于彼此而偏移由块552表示的邻近齿560对。部署可导致致动器装置400的实质上非平面整体配置。当部署时，每一致动器550可具有其从外部框架506的平面延伸的一部分(例如，固定框架517)。固定框架517可从外部框架506的平面以相对于其的角度延伸。因此，当部署时，固定框架517可相对于外部框架506而实质上在平面外。
[0119]—旦部署，固定框架517可经固定或锁定到一定位置，使得(当未致动致动器550时)固定框架517并不相对于外部框架506进一步移动，及相对于外部框架506及相对于可移动框架505有角度地偏移或旋转。固定框架517可机械地固定到适当位置，粘合地结合到适当位置，或机械固定及粘合地结合的任何所要组合。
[0120]对致动器550的致动可致使可移动框架505朝向部署的固定框架517旋转，以实现平台520的所要移动。运动控制扭转挠曲515及外部铰链挠曲516协作以促进如本文中所论述的可移动框架505的运动控制的旋转。可移动框架505绕枢转轴525旋转。
[0121]图5B说明根据一实施例的致动器装置400的俯视图，其具有展示于致动器550中的齿560来代替代表其的块552。为清晰起见，在图5B中所展示的齿560可考虑在数目上减小，且在大小上夸大。
[0122]图6A说明根据一实施例的致动器550中的一者的俯视图，其具有内部铰链挠曲501、球承窝缓冲器513、可移动框架505、外部铰链挠曲516、运动控制扭转挠曲515、悬臂挠曲514、固定框架517、枢转轴525、蜿蜒接触挠曲508、伪运动学安装及电接触件404，及平台520。图6A进一步说明一横向缓冲器组合件1001，其在本文中进一步描述。
[0123]内部铰链挠曲501与悬臂挠曲514协作，以传递自可移动框架505到平台520的所要运动。因此，致动器550的致动导致可移动框架505的旋转，这继而导致如本文中所论述的平台520的平移。
[0124]可移动框架505可以类似于门在其铰链上转动的方式在外部铰链挠曲516上转动。在将剪切力施加到致动器装置400后，致动器550的两个外部铰链挠曲516中的一者可即刻处于拉伸中，而外部铰链挠曲516可处于压缩中。两个运动控制扭转挠曲515在此类情况中趋向于减轻外部铰链挠曲516的非所要的屈曲。
[0125]每一致动器可实质上安置于提供相对较高横向刚性及相对较软旋转刚性的运动控制机构中。在一个实施例中，所述运动控制机构可具有一个或一个以上(例如，两个)外部铰链挠曲516，且可具有一个或一个以上(例如，两个)运动控制扭转挠曲515。因此，可移动框架505的移动可实质上由其所要的旋转而约束。
[0126]在一个实施例中，用于致动器550的所述运动控制机构可包含外部框架506、可移动框架505、运动控制扭转挠曲515、外部铰链挠曲516、内部铰链挠曲501、所述悬臂挠曲514及平台520。在一个实施例中，所述运动控制机构可包含趋向于将平台520的移动限制于所要的平移移动的所有结构。
[0127]根据一实施例，每一致动器550可实质上包含于所述运动控制机构中，以实质上限制致动器装置400上的基板面的竞争。因为每一致动器550及其相关联的运动控制机构实质上占据致动器装置400的相同表面积，所以其并不竞争基板面。因此，随着致动器550在大小上增加，其相关联的运动控制机构也可在大小上增加。在某些实施例中，期望增加一致动器550的大小，以借此增加由其提供的力。在某些实施例中，也期望增加所述运动控制机构的大小，以维持其合意地限制平台520的移动的能力。可移动框架550可被视为所述运动控制机构的一部分。
[0128]图6B说明根据一实施例的致动器550，为清晰起见，用阴影展示固定框架517。阴影固定框架517可部署到致动器装置400的平面外的位置，且可固定于此部署的位置中。
[0129]可移动框架505可支撑致动器550的移动部分，例如一些齿560(见图7)。固定框架517可支撑致动器550的固定部分，例如其它齿560(见图7)。对致动器550施加电压可致使可移动框架505绕外部铰链挠曲516旋转朝向固定框架517。所述电压的移除或缩减可准许由内部铰链挠曲514、外部铰链挠曲516及运动控制扭转挠曲515施加的弹簧力将可移动框架505旋转远离固定框架517。可移动框架505与固定框架517之间可提供足够间隙以适应此所要的移动。
[0130]图6C说明根据一实施例的具有径向变化571的平台520的一部分。在一个实施例中，径向变化571可形成于平台520中，以准许平台520扩展。径向变化571可在平台520中有角度地弯曲。因此，光学元件(例如可移动透镜301)可插入于平台520的开口405中，开口405可经扩展以容纳可移动透镜301，且开口 405可夹住可移动透镜301。开口 405可随着平台520的径向变化571变形而扩展(例如，趋向于伸直)，以便增加开口 405的圆周。
[0131]图6D说明可移动透镜的透视图，其经定位以安装到致动器装置400，且图6E说明根据一实施例的附接到致动器装置400的可移动透镜301的一侧视图。在一个实施例中，可移动透镜301可粘合地结合到平台550，例如通过将可移动透镜301的支架522粘合地结合到透镜衬垫521。例如，环氧树脂523可用于将可移动透镜301粘合地结合到平台520。可移动透镜301可由透镜衬垫521支撑。
[0132]图7说明根据一实施例的致动器550的一部分，其展示在致动器550的齿560上叠加的块552 ο如本文中所论述，块552代表齿560。
[0133]图8说明根据一实施例的处于部署配置的致动器装置400的仰视透视图。在所述部署配置中，未致动的可移动框架505相对于外部框架506而实质上在平面内，且经部署固定框架517相对于外部框架506及可移动框架505而实质上在平面外。
[0134]可经由电接触件404而将电压施加到每一致动器550。例如，三个接触件404的两者可用于将电压从透镜镜筒200施加到致动器装置400。可不使用或可使用第三接触件404以冗余地从透镜镜筒200将一个极性的电压施加到致动器装置400。
[0135]可将实质上相同的电压施加到三个致动器550，以导致其移动框架505的实质上相同的移动。将实质上相同的电压施加到三个致动器550可导致平台520相对于外部框架506的平移，使得平台520保持实质上平行于外部框架506。因此，随着一光学元件(例如可移动透镜301)(例如)沿着其光轴410(图3Β)移动，所述光学元件可维持所要对准。
[0136]可将实质上不同的电压施加到三个致动器550，以导致其移动框架505的实质上不同的移动。通过使用三个接触件404及一共同回线(common return)，可将实质上不同的电压可施加到三个致动器550。因此，每一接触件404可将单独控制的电压施加到三个致动器550的专用者。
[0137]将实质上不同的电压施加到三个致动器550可导致平台520相对于外部框架506的平移，使得平台实质上相对于外部框架506倾斜。因此，当施加实质上不同的电压时，平台520并不一定保持实质上平行于所述外部框架。将不同电压施加到三个致动器550可用于例如将平台520与外部框架506对准。将不同电压施加到三个致动器550可用于促进例如光学图像稳定或透镜对准。
[0138]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400的一部分。在没有任何电压施加到致动器装置400的情况下，可移动框架505相对于外部框架506而实质上在平面内，且经部署固定框架517相对于外部框架506及可移动框架505而实质上在平面外。
[0139]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400的一部分。在施加较小电压的情况下，可移动框架505已朝向经部署固定框架517旋转，且处于一部分致动的位置中。
[0140]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400的一部分。如可见，可移动框架505已进一步朝向经部署固定框架517旋转，且处于完全致动的位置中。
[0141]图10说明根据一实施例的横向缓冲器组合件1001的俯视图。横向缓冲器组合件1001可具有第一缓冲器部件1002及第二缓冲器部件1003。第一缓冲器部件1002可形成于固定框架517上，且第二缓冲器部件可形成于可移动框架505上。第一缓冲器部件1002及第二缓冲器部件1003可经协作以在冲击或较大加速度期间抑制可移动框架505相对于固定框架517(且因而也相对于外部框架506)的非所要的横向运动。第一缓冲器部件1002与第二缓冲器部件1003之间的空隙“D”可为约2微米至3微米宽，以限制此非所要的横向运动。
[0142]图11说明根据一实施例的运动控制扭转挠曲515及外部铰链挠曲516的透视图。运动控制扭转挠曲515及外部铰链挠曲516可比致动器装置400的其它部分更薄，以提供运动控制扭转挠曲515及外部铰链挠曲516的所要刚性。... 例如，在一个实施例中，外部铰链挠曲516、内部铰链挠曲501及运动控制扭转挠曲515可具有约100微米的宽度及约2微米到3微米的厚度。
[0143]运动控制扭转挠曲515可位于枢转轴525上。在一个实施例中，枢转轴525为连接两个外部铰链挠曲516的中心的线。在一个实施例中，枢转轴525为可移动框架506绕其旋转的绞合线或轴。
[0144]图12说明根据一实施例的内部铰链挠曲501的透视图。内部铰链挠曲501可比致动器装置400的其它部分更薄，以提供内部铰链挠曲501的所要刚性。例如，在一个实施例中，内部铰链挠曲501可为约500微米长，60微米宽，及2微米到3微米厚。
[0145]图13说明根据一实施例的悬臂挠曲514的透视图，其具有内部铰链挠曲501、第一变薄区段1301、较厚区段1302及第二变薄区段1303。悬臂挠曲514可用于将可移动框架505的移动传递到平台520。悬臂挠曲514可用于促进将可移动框架505的旋转转换为平台520的平移。
[0146]内部铰链挠曲501可在平台520平移时弯曲以准许可移动框架505旋转。随着可移动框架505将移动传递到平台520，第一变薄区段1301及第二变薄区段1303可弯曲以允许可移动框架505与平台520之间的距离上的变化。
[0147]悬臂挠曲514可在靠近其末端处更薄，且可在靠近其中心处更厚。此配置可决定悬臂挠曲514的所要比率的刚性。例如，可需要具有相比较低的刚性以在可移动框架505将移动传递到平台520时径向地补偿可移动框架505与平台520之间的距离上的变化。
[0148]图14说明根据一实施例的蜿蜒接触挠曲508及部署扭转挠曲509的透视图。蜿蜒接触挠曲508可促进电接触件404与所述部署固定框架之间的电接触。所述部署扭转挠曲509可在部署期间促进部署固定框架517相对于外部框架506的旋转。
[0149]图15说明根据一实施例的一部署停止件510的透视俯视图，所述图展示当部署时，部署停止件510并不接触顶部侧上的外部框架506。环氧树脂1501可施加于部署停止件510及外部框架506的顶表面上，以相对于外部框架506将部署停止件510固定到适当位置中。因此，环氧树脂1501可相对于外部框架506而将部署固定框架517固定到适当位置中。经部署固定框架517的各个部分可用作部署停止件517。例如，当部署经部署固定框架时，经部署固定框架517的邻接外部框架506的其它部分可用作部署停止件510。
[0150]图16说明根据一实施例的部署停止件510的透视仰视图，所述图展示当部署时，部署停止件510接触底部侧上的外部框架506。环氧树脂1501可施加到部署停止件510及外部框架506的底表面，以将部署停止件510相对于外部框架506固定到适当位置中。在需要时，环氧树脂1501可施加到部署停止件510及外部框架506的顶表面及底表面两者。
[0151]图17A说明根据一实施例的皮片阻尼器511的透视图。皮片阻尼器511位于在致动器550的既定操作(例如，致动)期间的所要的相对运动相对低的地方及在冲击期间潜在的非所要的相对运动相对高的地方。例如，皮片阻尼器511可形成于枢转轴525上。
[0152]阻尼材料1701可跨外部框架506与可移动框架505之间形成的空隙1702而延伸。阻尼材料1701可具有较高阻尼系数。例如，在一个实施例中，阻尼材料1701可具有介于0.7与
0.9之间的一阻尼系数。例如，阻尼材料1701可具有约0.8的阻尼系数。在一个实施例中，阻尼材料1701可为环氧树脂。
[0153]阻尼材料1701可容易地准许可移动框架505相对于外部框架506的所要运动。阻尼材料1701可抑制归因于冲击而造成的可移动框架505相对于外部框架506的非所要的运动。因此，在对致动器550的致动期间，阻尼材料1701可准许可移动框架505相对于外部框架506的旋转，且在冲击期间，阻尼材料1701可抑制可移动框架505相对于外部框架506的横向运动及/或平面外的运动。
[0154]皮片阻尼器511可具有从可移动框架505延伸的皮片1706，且可具有从外部框架506延伸的皮片1707。可于皮片1706与皮片1707之间形成空隙1702。
[0155]延伸部分1708可从皮片1706延伸，且/或延伸部分1709可从皮片1707延伸。延伸部分1708及延伸部分1709可延伸空隙1702的长度，使得可使用比没有延伸部分1708及/或延伸部分1709时可能使用的阻尼的材料更多的阻尼材料1701。
[0156]沟槽1719可形成于皮片1706及/或1707中，且不同于皮片1706及1707的材料的沟槽材料1720可沉积于沟槽1719中。例如，皮片1706及1707可由单晶硅形成，且沟槽材料1720可由多晶硅形成。对于皮片1706及1707及对于沟槽材料1720可使用任何所要的材料组合，以便实现皮片1706及1707的所要刚性。
[0157]图17B说明在没有施加到其的冲击的情况下安置于上部模块盖401与下部模块盖402之间的可移动框架505。在缺乏冲击时，可移动框架505保持于其未致动的位置中，且外部铰链挠曲516不弯曲。
[0158]图17C说明在可移动框架505已经由冲击而移动到抵靠下部模块盖402的位置后的可移动框架505，所述冲击例如可起因于电子装置100掉落。可由下部模块外壳402限制或减冲可移动框架505的移动，且借此可限制外部铰链挠曲516非所要的双重弯曲。以类似方式，上部模块外壳401可限制可移动框架505的移动，及外部铰链挠曲516的双重弯曲。因此，可减轻外部铰链挠曲516内非所要的压力。
[0159]图17D到图17H说明外部铰链挠曲1752的替代实施例。如这些图中所说明，在一些实施例中，外部铰链挠曲1752可为X形的，以增加对可移动框架505在横向方向上的运动控制。外部铰链挠曲516、1752可大体上趋向于弯曲，例如绕其中央部分弯曲，以促进可移动框架505相对于外部框架506的移动。预期其它形状。例如，外部铰链挠曲1752可成形为H、1、M、N、V、W、Y形，或可具有任何其它所要形状。每一外部铰链挠曲1752可包含与外部框架506及可移动框架505互连的任何所要数目的结构。结构可互连或可不互连。结构可相对于彼此而实质上为相同的，或可相对于彼此而实质上为不同的。每一外部铰链挠曲1752可相对于每一其它铰链挠曲1752为实质上相同的，或可相对于其它铰链挠曲1752为实质上不同的。
[0160]可通过如本文中所论述的蚀刻而形成外部铰链挠曲516、1752及任何其它结构。所述外部铰链挠曲及任何其它结构可包含单晶硅、多晶硅或其任何组合。
[0161]图17D到图17F及171到17N展示横向缓冲器组合件1754的替代实施例，上文结合图10论述缓冲器组合件1754的另一实施例。图17D到F及171到17N的横向缓冲器组合件1754相对于图10的横向缓冲器组合件1001大体上具有更多圆形曲线。
[0162]图17D到17F及171到17N说明对于约束组件(例如，可移动组件505)在土 Z方向上的垂直移动以及其横向移动(即，在±X及/或±￥方向上)两者有用的联锁缓冲器皮片特征1756的实例实施例。如图17K、17L及17N的横截面图中可见，联锁皮片特征1756的结构及其形成方法类似于下文结合图49到图53详细论述的联锁皮片特征5000的结构及其形成方法。
[0163]如图17F中所说明，联锁皮片特征1756包含形成一对皮片1756A及1756B，所述对皮片1756A及1756B分别从可移动组件505及固定组件506延伸且在形成于另一相对组件上的对应肩部1762上延伸。可移动组件505上的皮片1756A限制可移动组件505在-Z方向上的运动，且固定组件506上的皮片1756B限制可移动组件505在+Z方向上的运动。另外，如图17K、17L及17N中所说明，两个组件505及506之间的空隙1760(其可如下文结合图49A到图49F所论述般形成)可限制可移动组件505在±X及/或土Y方向上的运动。
[0164]如图17M中所说明，皮片1756A及1756B的相应前末端可界定其相对末端处的隅角，且所述隅角中的一者或一者以上可并入有椭圆嵌条1766。
[0165]如图17D到17L及17K到17N中所说明，可提供单一缓冲器皮片1758，以用于约束致动器装置1750中的组件(例如，可移动组件505)的横向移动。例如，缓冲器皮片1758(其在一些实施例中可包含多晶硅)可从固定组件(例如，组件506)且朝向可移动组件505延伸但不在其上延伸，以限制可移动组件505在横向(S卩，在±X及/或±￥方向上)的运动。如图17K、17L及17N中所说明，可使固定组件506与可移动组件505之间的空隙1764比缓冲器皮片1758与可移动组件505之间的空隙1768相对更大，使得缓冲器皮片1758并不干涉可移动组件505的正常旋转运动，但确实发挥作用以防止其非所要的横向运动。
[0166]图18说明根据一实施例的球承窝缓冲器513。球承窝缓冲器513可具有实质上圆柱球518，球518可滑动地安置于实质上互补的圆柱形承窝519。窝缓冲器513准许平台520相对于外部框架506的所要移动，且限制其它移动。
[0167]图19说明根据一实施例的球承窝513及两个框架铰链526的透视图。框架铰链526可为在另外实质上刚硬的外部框架506中的铰链挠曲。框架铰链526准许外部框架506在平面外变形，同时维持平面内所要的刚度。
[0168]图20为根据一实施例的致动器装置400的俯视平面图，其中沿着线21-21取得横截面图21-21。图21A为如沿着线21-21见到的图20的致动器装置400的部分横截面图，其展示处于未部署状态中的致动器装置400，且图21B为如沿着线21-21见到的图20的致动器装置400的部分横截面图，其展示处于部署状态中的致动器装置400。
[0169]如图20到21B中见到，且如上文更详细论述，当初始形成时致动器装置400可为实质上平面，且可包括凹口 504、电接触件或凸片404(其具有对准孔口 310)、外框架506、固定框架517(其耦合到外框架506以用于相对于外框架506的旋转移动)、可移动框架505(其耦合到外框架506以用于相对于外框架506的旋转移动)及致动器，其在一个实施例中可包含并入有多个相互交叉齿560的静电、旋转作用的致动器550，所述致动器的固定部分附接到固定框架517且所述致动器的移动部分附接到可移动框架505。
[0170]在一个实施例中，致动器装置400可包含导电材料(例如，半导体(例如，多晶娃或单晶硅))，且可使用光刻技术(例如蚀刻或微机械加工)来形成。所述蚀刻可包括深反应性离子蚀刻(DRIE)。所述微机械加工可包含离子铣削、激光烧蚀、化学机械抛光(CMP)、微电子放电成形及/或微锻造中的一者或一者以上。
[0171]参考图21A，可见，与致动器装置400的其它组件一样，致动器550的相互交叉齿560初始地彼此共面安置。因此，将电压差施加到齿560无法导致可移动框架505相对于固定框架517的任何平面外旋转移动，且因此无法导致平台520在Z方向上的任何对应移动。因此，为实现后一种类型的移动，可首先将致动器装置400部署成实现此类型的致动的配置。
[0172]如图21B中所说明，在一个实施例中，可通过相对于外框架506(即，围绕旋转轴2102且在由箭头2104指示的方向上)旋转固定框架517，使得致动器齿560的固定部分相对于致动器齿560的移动部分以所选择的角度安置，且接着相对于外框架506以所述所选择的角度固定固定框架517的角位置来实现此部署。当如此部署时，将电压差施加到致动器550的相互交叉的齿560将导致可移动框架505朝固定框架517的旋转移动，且因此导致平台520在Z方向上的移动。
[0173]可以多种方式实现固定框架517相对于外框架506到部署位置的旋转及其角位置相对于外框架506的固定。如上文结合图14到16所论述，在一个实施例中，可提供部署停止件510来用以下方式限制固定框架517的平面外旋转移动且将其固定在部署位置处(S卩，在所选择的角度处)。
[0174]图22A及22B为沿着通过图15中的部署停止件510的线22-22取得的部分横截面图，其分别说明安置在未部署状态及安置在部署状态中的部署停止件510。如图22A中所说明，部署停止件510附接到固定框架517且具有与外框架506的侧壁2210平行且间隔相对而安置的侧壁2208。在部署期间，固定框架517相对于外框架506通过所选择的角度Θ旋转直到部署停止件510的相对侧壁2208的下端2202与外框架506的相对侧壁2210邻接安置。
[0175]可以许多方式实现固定框架517相对于外框架506的旋转，所述方式包括(例如)通过按压固定框架517的上表面或通过用力拉固定框架517的下表面(例如，使用真空)，直到致动器齿560的固定部分相对于致动器齿560的移动部分以所选择的角度Θ安置为止。
[0176]此外或替代地，如图22B中所说明，可使用一个或一个以上模具或定位器2204及/或2206来实现或辅助固定框架517相对于外框架506的旋转。例如，在一个实施例中，当固定框架517已被旋转到部署位置时(S卩，使得致动器齿560的固定部分相对于致动器齿的移动部分以所选择的角度Θ安置)，定位器2206具有带有对应于外框架506的下表面2214的上表面2212的外缘2211及带有对应于固定框架517的下表面2218的上表面2216的中央凹口2215。将致动器装置400放置在定位器2206上且接着如上文向下按压或拉动固定框架517直到固定框架517的下表面2218接触定位器2206的中央凹口 2215的上表面2216为止。
[0177]在另一实施例中，当固定框架517已旋转到相对于外框架506的部署位置时(S卩，使得致动器齿506的固定部分相对于致动器齿的移动部分以所选择的角度Θ安置)，可使用两个定位器，例如，上文的第一定位器2206及第二定位器2204，所述第二定位器具有带有对应于外框架506的上表面2224的下表面2222的外缘2221及具有带有对应于固定框架517的上表面2228的下表面2226的中央凸出部2225。如图22B中所说明，在此实施例中，致动器装置400放置在第一定位器2206与第二定位器2204之间，且接着促使第一定位器2206及第二定位器2204彼此靠近直到致动器齿560的固定部分相对于致动器齿560的移动部分以所选择的角度Θ安置为止。
[0178]在一些实施例中，定位器2204及2206中的一者、另一者或两者可并入有小开口(未说明)，所述小开口(未说明)经合适地定位以通过(例如)下文更详细描述的方法中的一者或一者以上使得固定框架517能够固定在部署位置中。此外，可以外缘2211及2221及中央凹口 2215及中 央凸出部2225的许多相关联集合来制造模具2204及2206，使得可同时部署许多致动器装置400且接着将其固定在部署位置中。
[0179]如所属领域的技术人员将理解，存在将固定框架517旋转到相对于外框架506的所选择的角位置的其它方法，且因此锻造方法应被认为仅为示范性的且不是限制性的。
[0180]如图15、16及22B中所说明，固定框架517相对于外框架506的角位置可以若干不同方式固定在部署状态或角位置中(即，以所选择的角度Θ固定)。例如，在一个实施例中，部署停止件510的相对侧壁的下端2202可以粘合剂结合到外框架506的相对侧壁。
[0181]在另一实施例中，可(例如)使用激光器或电子束焊机以焊件将部署停止件510的相对侧壁2208的下端2202焊接到外框架506的相对侧壁2210。在另一实施例中，可以粘合剂的嵌条1501将部署停止件510的相对侧壁2208结合到外框架506的相对侧壁2210。
[0182]在另一实施例中，作为对粘合剂组成的嵌条1501的代替或除粘合剂组成的嵌条1501之外，可使用粘合剂将并入有所选择的角度Θ的楔子1502结合在部署停止件510的相对侧壁与外框架506的相对侧壁之间。
[0183]如所属领域的技术人员将理解，存在可将固定框架517固定在部署位置中的其它方式，且因此，锻造应被认为仅为示范性的且不是限制性的。
[0184]图23为致动器装置2300的另一实施例的俯视平面图，与上文的致动器装置400不同，所述致动器装置2300可操作以在所述装置的平面内移动元件2302(例如，透镜、载物台或类似物)，即，在X、Y方向上直线移动且围绕Z方向(ΘΖ)旋转移动。
[0185]如图23中可见，实质上平面致动器装置2300包括在上文论述的致动器装置400中发现的许多相同特征，以及其它不同特征(考虑到其致动性质的差异)。致动器装置2300包含外框架506、附接到外框架506的多个固定框架517、与固定框架517平行安置的多个可移动框架505、分别将可移动框架505耦合到固定框架517以用于垂直于固定框架517的相应共面、直线移动的多个运动控制挠曲2036及多个致动器550，所述致动器各自并入有多个相互交叉齿560，所述致动器的固定部分附接到固定框架517且所述致动器的移动部分附接到可移动框架505。
[0186]图23中说明的实例致动器装置2300包括三个致动器550，所述三个致动器550关于所述装置的中央轴对称而径向布置，所述三个致动器550各自包括三个梳状驱动器或若干组相互交叉的齿560。然而，应理解，致动器550的数目及布置以及其齿560的数目及布置可与所说明的特定实例致动器装置2300不同。
[0187]在图23中可注意到，致动器装置2300的致动器550的相互交叉齿560在与(例如)图5Α的致动器装置400的致动器550的齿560延伸的方向垂直的方向上延伸。
[0188]此外，如图24的致动器550的放大部分俯视平面图中所说明，应理解，图23的致动器550的相互交叉齿560展示为处于部署位置中(S卩，彼此散开)以用于相对于彼此的实质上直线移动。然而，如图25Α中所说明，可看到致动器550的相互交叉齿560初始经安置以使得相关联的固定框架517及可移动框架505间隔开约齿560的长度。因此，将电压差施加到齿560无法导致可移动框架505相对于固定框架517的任何平面内直线移动，且因此耦合到前者的元件2302的任何对应Χ、Υ或ΘΖ移动。因此，为实现后一种类型的移动，需要将致动器装置2300部署成实现此类型的致动的配置。
[0189]如图25Β中说明，在一个实施例中，可通过在箭头2500的方向上将相关联的可移动框架505移动到与相关联的固定框架517共面、平行且与其间隔开所选择的距离的部署位置，且接着将可移动框架505固定在所述部署位置中以用于垂直于相关联的固定框架517的实质上共面、直线移动，而实现此部署。如图25C中所说明，当如此部署时，将合适电压差施加到致动器550的相互交叉齿560及从致动器550的相互交叉的齿560移除合适的电压差将导致弹性支撑的可移动框架505朝向及远离固定框架517的实质上直线、垂直移动(如双头箭头2502所指示)，且因此导致耦合到可移动框架505的元件2302的对应X、Y及/或ΘΖ移动。
[0190]存在用于将可移动框架505且因此将致动器550的齿560的相关联的移动部分移动到部署位置以及用于将其锁定或固定在所述部署位置中的若干不同方法及设备。
[0191]在图26中的致动器2300的放大部分俯视平面图中说明一种此方法及设备的实例实施例。在图26的实施例中，所述部署方法包括在外框架506上形成共面过中心闩2602及支点2604。闩2602以弹簧2606耦合到外框架506。共面部署杠杆2608以部署挠曲2310耦合到可移动框架505。部署杠杆2608具有安置在所述杠杆的上端处的表面2612(其配置为用于闩2608的凸轮致动及与闩2608的闩锁啮合的倾斜平面)及所述杠杆的下端处的槽口(其与支点2604啮合以用于所述杠杆围绕支点2604的旋转移动)。
[0192]在实例部署中，在箭头2614的方向上将加速脉冲施加到致动器装置2300，同时保持外框架506固定。这致使部署杠杆2608围绕支点2604旋转且朝向外框架506旋转。部署杠杆2608围绕支点2604的旋转致使部署挠曲2310推动可移动框架505从固定框架517直线地且垂直地向上移动且移动到部署位置，其中部署杠杆2608的上端处的凸轮表面2612致动闩2602且由闩2602啮合以将可移动框架505固定在部署位置中，如(例如)图25B中所说明。
[0193]图27说明与图26的实施例类似的用于部署及闩锁致动器装置2300的方法及设备的另一实施例。在此实施例中，所述方法进一步包括形成通过邻近部署杠杆2608的上端的弹簧2704附接到部署挠曲2310的拉环2702，且接着直接使用(例如)插入到拉环2702中的小针或另一 MEMS装置来使用拉环2702使部署杠杆2608围绕支点2604旋转。
[0194]图28为图26及27的实施例的过中心闩2602及部署杠杆2608的放大部分平面图，其展示安置在其原始或预部署位置2801、中间位置2802及最终或闩锁位置2803中的杠杆2608，在中间位置2802中，杠杆2608的上端处的凸轮表面2612已啮合闩2602且迫使其围绕弹簧2606向上旋转，在所述最终或闩锁位置2803中，闩2602已通过弹簧2602返回到其原始位置且啮合在部署杠杆2608的上端，从而将部署杠杆2608，且因此将可移动框架505及相关联的移动致动器齿560闩锁在部署位置中。
[0195]在一个实施例中，可将粘合剂施加到闩2602的接合处及部署杠杆2608的上端以防止其由于(例如)冲击或振动而彼此脱离。
[0196]图29说明另一致动器装置2300部署方法及设备，其包括在外框架506中形成承窝2902，所述承窝包括其内表面上的多个径向凸出部2904。互补球2906同心地形成在承窝2902内。球2906通过承窝2902的侧壁中的狭槽耦合到运动控制挠曲2306且包括在配置上分别与承窝2902上的径向凸出部2904互补的多个压痕2908。可在致动器装置2300的部署期间使用球2906及承窝2902来减少将可移动框架505(在图29中看不到)移动到部署位置所需的力，且使得可移动框架505实质上直线地且在实质上垂直于固定框架517的方向上移动。
[0197]特定来说，在预部署配置中，球2906与承窝2902界定所述两个特征之间的均匀空隙(gap)2910。然而，在移动框架505的部署期间，扭矩(由箭头指示)可被施加到耦合到移动框架505的运动控制挠曲2306且致使运动控制挠曲2306及移动框架505不合意地旋转。然而，如图29中所说明，当球2906开始在承窝2902中旋转时，承窝2902的凸出部2904立即啮合球2906的压痕2908且锁定以防止运动控制挠曲2306及移动框架505的任何进一步运动。因此，将可移动框架505移动到部署位置所需的力得以减小，且在部署期间，可移动框架505实质上直线地且在与固定框架517实质上垂直的方向上移动。
[0198]图30说明在致动器装置2300的部署中有用的另一球承窝方法及设备。在图30的实施例中，矩形承窝3002形成在外框架506中，且互补矩形球3004同心地形成在承窝3002内。球3004通过球簧3006连接到外框架506且通过运动控制挠曲2306连接到可移动框架505(在图30中看不到)。如在上文结合图29论述的实施例中，可在将可移动框架505移动到部署位置时使用球3004及承窝3002，使得可移动框架505实质上直线地且在实质上垂直于固定框架517的方向上移动。
[0199]特定来说，在移动框架505的部署期间，扭矩(由箭头指示)可被施加到耦合到移动框架505的运动控制挠曲2306且致使运动控制挠曲2306及移动框架505不合意地旋转。然而，如图30中所说明，当矩形球3004开始在矩形承窝3002中旋转时，球3004由承窝3002的顶部及底部边界锁定而不能进一步旋转，从而防止运动控制挠曲2306及移动框架505的任何进一步旋转。因此，可移动框架505实质上直线地且在垂直于固定框架517的方向上移动。
[0200]在图31及32中说明用于部署致动器装置2300的方法及设备的另一实施例。在图31中，所述方法包括在外框架506上形成弹性悬臂3102，悬臂3102具有安置在其上的直立柱3104，例如，塑料柱。也形成通过部署挠曲2310耦合到可移动框架505的衬垫3106。衬垫3106具有延伸穿过其的大小上对应于柱3104的圆周外围的开口 3108，及安置在柱3104的上表面下方的下表面。
[0201]如图32中所说明，可通过(例如)可移动斜面塑料制动件3202将向下力施加到悬臂3102，使得柱3104的上表面被按压在衬垫3106的下表面下方。接着，使用(例如)斜面制动件3202朝向柱3104推动衬垫3106，使得衬垫3106致使部署挠曲2310将可移动框架505推动到部署位置，且衬垫3104中的开口 3108在柱3104上居中。接着，(例如)使用斜面制动件3202释放悬臂3102上的向下力，使得柱3104向上滑动到衬垫3106中的开口 3108中且将可移动框架505固定在部署位置中。如在上文结合图26到28论述的闩锁实施例中，在一些实施例中可需要使用(例如)粘合剂将柱3104固定在衬垫3106的开口 3108中。
[0202]在图33中说明用于使用制动件部署致动器装置2300的方法及设备的另一实施例。图33的方法包括形成通过部署挠曲2310耦合到可移动框架505的啮合衬垫3302。所述方法进一步包括提供彼此相对间隔而安置的一对可移动制动件3304，例如软塑料制动件。每一制动件3304具有斜坡3306，斜坡3306相对于另一制动件的斜坡双边对称而安置。啮合衬垫3302安置在制动件3304的两个斜坡3306之间，且接着推动所述制动件朝向彼此，使得啮合衬垫3302的上边缘3308及下边缘3310分别啮合斜坡3306中的对应一者且致使啮合衬垫3302横向移动且因此致使部署挠曲2310将可移动框架505推动到部署位置。
[0203]在图34中示意性地说明用于部署致动器装置2300的方法及设备的另一实施例。在图34的实施例中，所述方法包括形成通过部署挠曲2310耦合到可移动框架505的部署衬垫3402。可移动框架505通过运动控制挠曲2306耦合到静止固定框架517及/或外框架506。所述方法进一步包括提供静止定位器3404。定位器3404具有从其直立的斜面柱3406。朝向定位器3404向下推动致动器装置2300(由箭头3108指示)，使得部署衬垫3402的边缘3410接触柱3406的斜面表面3412且致使部署挠曲2310横向移动且进而将可移动框架505推动到部署位置。
[0204]在图35中示意性地说明用于使用制动件部署致动器装置2300的方法及设备的另一实施例。在图35的实施例中，所述方法包括形成通过部署挠曲2310耦合到可移动框架505的部署载物台3502，载物台3502具有相对的上表面3504及下表面3506。所述方法进一步包括提供彼此相对间隔而安置的一对制动件3508。每一制动件3508具有弹性倾斜运动转换器3510，弹性倾斜运动转换器3510相对于另一制动件的运动转换器双边对称而安置。部署载物台3502的下表面3506放置在制动件3508的较下者的运动转换器3510的上端上，且将制动件3508的较上者的运动转换器3510的下端推动成与部署载物台3502的上表面3504接触，使得部署载物台3502横向移动，从而致使部署挠曲2310将可移动框架505推动到部署位置。
[0205]在图36中示意性地说明用于使用制动件部署致动器装置2300的方法及设备的另一实施例。在图36的实施例中，所述方法包括形成通过部署挠曲2310耦合到可移动框架505的部署载物台3602，载物台3602具有横向表面3604。所述方法进一步包括提供顶部制动件3606及底部制动件3608。底部制动件3608具有从其直立的柱3610。柱3610具有安置在上端处的斜面表面3612及横向表面3614。致动器装置2300放置在底部制动件3608的上表面上，使得部署载物台3602的横向表面3604与柱3610的横向表面3614相对地安置。接着，向下推动顶部制动件3606(由箭头3616指示)且与柱3610的斜面表面3612接触，使得底部制动件3608横向移动，从而致使柱3610的横向表面3614与部署载物台3602的相对横向表面3604接触且横向推动部署端载物台3602，从而致使部署挠曲2310将可移动框架505推动到部署位置。
[0206]在图37中示意性地说明用于使用MEMS装置部署致动器装置2300的方法及设备的另一实施例。在图37的实施例中，所述方法包括形成通过部署挠曲2310耦合到可移动框架505的部署衬垫3702，衬垫3702具有横向表面3704。所述方法进一步包括提供具有带有安置于其上的直立部署栓钉3708的横向可移动载物台3706的MESM装置。部署栓钉3708具有与部署衬垫3702的横向表面3704相对地安置的横向表面3710 JEMS装置经致动以使得载物台3706及栓钉3708横向移动(由箭头3712指示)，且致使部署栓钉3708的横向表面3710接触部署衬垫3702的相对横向表面3704，且横向推动部署衬垫3702，从而致使部署挠曲2310将可移动框架505推动到部署位置。
[0207]在图38中示意性地说明用于使用热膨胀部署致动器装置2300的方法及设备的另一实施例。在图38的实施例中，所述方法包括形成通过部署挠曲2310耦合到可移动框架505的部署衬垫3802，衬垫3802具有横向表面3804。所述方法进一步包括提供具有正热膨胀系数及安置于其上的直立部署栓钉3808的定位器3806。部署栓钉3808具有与 部署衬垫3802的横向表面3804相对地安置的横向表面3810。定位器3806经加热以使得定位器3806及部署栓钉3808横向膨胀(由箭头3812指示)，从而致使部署栓钉3808的横向表面3810与部署衬垫3802的相对横向表面3804接触且横向推动所述部署衬垫(由箭头3814指示)，从而致使部署挠曲2310将可移动框架505推动到部署位置。
[0208]在图39中示意性地说明用于使用热膨胀部署致动器装置2300的方法及设备的另一实施例。在图39的实施例中，所述方法包括形成通过部署挠曲2310耦合到可移动框架的部署衬垫3902，衬垫3902具有横向表面3904。所述方法进一步包括在致动器装置2300中形成固定框架3906，固定框架3906具有正热膨胀系数或包括具有正热膨胀系数的组件3907，及与部署衬垫3902的横向表面3904相对地安置的横向表面3908。框架3906在(例如)组件3907的热固化期间经加热以使得框架3906横向膨胀，从而致使框架3906的横向表面3908接触部署衬垫3902的相对横向表面3904且横向推动部署衬垫3902，从而致使部署挠曲2310将可移动框架505推动到部署位置。
[0209]在图40中示意性地说明用于使用真空部署致动器装置2300的方法及设备的另一实施例。在图40的实施例中，所述方法包括形成通过部署挠曲2310耦合到可移动框架505的部署衬垫4002，衬垫4002具有横向表面4004。所述方法进一步包括提供定位器4006，定位器4006具有与部署衬垫4002的横向表面4004相对地安置的横向表面4008及穿过其横向延伸的孔4010。将真空(由箭头4012指示)施加到定位器4006中的孔4010，使得真空4012相对于部署衬垫4002的横向表面4004横向拉动定位器4006的横向表面4008，从而致使部署衬垫4002横向移动(由箭头4014指示)且致使部署挠曲2310将可移动框架505推动到部署位置。
[0210]在图41中示意性地说明用于使用磁场部署致动器装置2300的方法及设备的另一实施例。在图41的实施例中，所述方法包括形成通过部署挠曲2310耦合到可移动框架505的部署衬垫4102，衬垫4102具有安置于其上的磁体4104。所述方法进一步包括在部署衬垫4102的磁体4104上移动磁场(由箭头4106指示)，使得部署衬垫4102在由箭头4106指示的方向上横向移动，从而致使部署挠曲2310将可移动框架505推动到部署位置。
[0211]在图42中示意性地说明用于使用静电力部署致动器装置2300的方法及设备的另一实施例。在图42的实施例中，所述方法包括形成通过部署挠曲2310耦合到可移动框架505的部署载物台4202。所述方法进一步包括提供与部署载物台4204邻近而安置且与载物台4204间隔开的静止载物台4204。将电压差4206施加到部署及静止载物台4202及4204，使得部署载物台4202相对于静止载物台4204在由箭头4208指示的方向上横向移动且致使部署挠曲2310将可移动框架505推动到部署位置。
[0212]除上文描述的用于使用机械、热膨胀、真空、磁性及静电力部署致动器装置2300的若干方法及设备之外，存在用于使用毛细作用力部署致动器装置2300的额外方法。
[0213]图43A及43B示意性地说明由液体粘合剂展现的毛细作用力可如何用于实现或辅助致动器装置2300的部署且将可移动框架505固定在部署位置中。在图43A中，亲水移动板4302通过弹簧4306安置在亲水静止板4304上方，弹簧4306可包含部署挠曲2310或运动控制挠曲2306。如果将具有合适物理性质的液体(例如，水或液体粘合剂4308)安置在两个板4302与4304之间，其将使所述两个板的相对表面湿润以形成弯月面(由箭头4310指示)，且进而在粘合剂4308与环境之间产生压力差，所述压力差用于在箭头4312的方向上拉动移动板4302朝向静止板4304平移且抵抗弹簧4306的偏移。粘合剂4308的固化有效地固定两个板4302及4304的最终相对位置。
[0214]在图43B中说明类似布置，区别仅在于移动板4302通过其边缘处的铰链4314旋转地耦合到静止板4304。因此，在图43B的实施例中，粘合剂4308与环境之间的压力差用于在箭头4312的方向上围绕铰链4314且朝向静止板4304旋转地拉动移动板4302。
[0215]如所属领域的技术人员将理解，可利用在上文图43A及43B的平移及旋转实施例中起作用的相同毛细作用力来在使用之前部署致动器装置2300。
[0216]在图44的部分俯视平面图中说明用于使用毛细作用力部署致动器装置2300的方法及设备的实例实施例。在图44的实施例中，所述方法包括:形成移动板4402，移动板4402具有通过附接弹簧4404耦合到外框架506的上部分、耦合到运动控制挠曲2306的下端(其在其上端处耦合到可移动框架505)、邻近于外框架506的侧壁4407且与外框架506的侧壁4407间隔开而安置的侧壁4406、一对臂4410(其朝向移动板4402及外框架506的邻近侧壁4406与4407之间的空隙4412延伸且界定空隙4412)及一对对齐锁4414(其安置在空隙4412中)。
[0217]所述方法进一步包含在外框架506的邻近侧壁4407中形成一对平行狭槽4416及一对平行对齐键4418。每一狭槽4416经配置以接纳移动板4402的臂4408中的相应一者且每一对齐键4418经配置以啮合在其对齐锁4414中的相应一者中。所述方法进一步包括形成蜿蜒贮存器4420，所述蜿蜒贮存器4420用于外框架506中的液体粘合剂且与移动板4402及外框架506的邻近侧壁4406与4407之间的空隙4412连通而安置。
[0218]为实现部署，将合适液体粘合剂安置在空隙4412中，使得所述粘合剂依靠毛细作用进入外板506中的蜿蜒贮存器4420中且其在移动板4402及外框架506的邻近侧壁4406与4407之间形成毛细作用力，所述毛细作用力朝向外框架506的邻近侧壁4407横向拖动移动板4402的邻近侧壁4406，从而致使移动板4402及外框架506的相应臂4408、狭槽4416、对齐锁4414及键4418移动成彼此啮合，从而致使运动控制挠曲2306将可移动框架505推动到部署位置。
[0219]在部署期间，贮存器4420用于在移动板4402移动时存储多余粘合剂，且互补对齐特征4408、4416、4414及4418的啮合用于将移动板4402的移动限于实质上横向平移移动。
[0220]在一些实施例中，可固化所述液体粘合剂或可允许所述液体粘合剂自动固化以将可移动框架505及相关联的移动齿560(在图44中看不到)固定在部署位置，S卩，用于垂直于固定框架517的实质上共面、直线移动。
[0221]在图45的部分俯视平面图中说明用于使用毛细作用力部署致动器装置2300的方法及设备的另一实例实施例。在图45的实施例中，所述方法包括形成移动板4502，移动板4502通过部署挠曲2310耦合到运动控制挠曲2306且具有邻近外框架506的侧壁4506而安置的侧壁4504。移动板4502及外框架506的邻近侧壁4504及4506经形成以分别含有互补锯齿形图案4508及4510，互补锯齿形图案4508及4510界定移动板4502及外框架506的邻近侧壁4504与4506之间的锯齿形空隙4512。
[0222]为实现部署，将液体粘合剂安置在锯齿形空隙4512中，使得所述液体粘合剂在移动板4502及外框架506的邻近侧壁4504与4506之间产生毛细作用力，所述毛细作用力朝向外板506横向拖动移动板4502及部署挠曲2310，从而致使运动控制挠曲2306将可移动框架505推动到部署位置。在此实施例中，锯齿形空隙4512的长度、形状及宽度经配置以增大移动板4502在部署期间横向移动的距离，同时维持足够的部署力，且避免像在上文图44的实施例中那样需要贮存器来存储多余粘合剂。
[0223]如上文论述，在一些实施例中，可固化所述液体粘合剂或允许所述液体粘合剂自动固化以将可移动框架505及相关联的移动齿560(在图45中看不到)固定在部署位置中。
[0224]在图46的部分俯视平面图中说明用于使用毛细作用力部署致动器装置2300的方法及设备的另一实例实施例。在图46的实施例中，所述方法包括形成多个移动板4602，多个移动板4602分别在附接到外框架506的对应多个静止板4604之间交错且界定移动板4602的相应外侧壁与静止板4604的相应内侧壁之间的对应多个空隙4606。移动板4402的倒数第二最内者4408经形成以包括L形臂4610，L形臂4610在静止板4604的最内者4612上成拱形且向下且邻近移动板4602的最内者4614的内侧壁的上端而延伸。
[0225]如图46所说明，移动板4602的最外者4616以附接弹簧4620耦合到静止板4604的最外者4618。静止板4604的最外者4618及最内者4612中间的移动板4602的邻近者分别以多个附接弹簧4622彼此耦合。移动板4602的最内者4614以部署挠曲2310耦合到运动控制挠曲2306ο
[0226]为实现部署，将液体粘合剂安置在空隙4606中，使得所述液体粘合剂在移动板4602及静止板4604的邻近侧壁之间产生毛细作用力，所述毛细作用力横向拖动板4602及部署挠曲2310，从而致使运动控制挠曲2306将可移动框架505推动到部署位置。
[0227]在一个实施例中，可按顺序将所述液体粘合剂安置在空隙4606中，从空隙4606的最外者开始且向内进行。这使得每一个随后的空隙4606越来越小，使得所选择的部署距离更大，同时维持部署所需的力相对恒定。
[0228]如上文，在一些实施例中，可固化所述液体粘合剂或允许所述液体粘合剂自动固化以将可用框架505及相关联的移动齿560(在图46中看不到)固定在部署位置中。
[0229]在图47中示意性的说明用于使用毛细作用力部署致动器装置2300的方法及设备的另一实例实施例。在图47的实施例中，运动控制挠曲2306的外端通过多个附接弹簧4704耦合到外框架506，多个附接弹簧4707彼此耦合且在连接点4706处耦合到运动控制挠曲2306。运动控制挠曲2306的内端耦合到移动框架505。
[0230]在图47的实施例中，所述方法包括形成移动板4702，移动板4702通过其下端处的铰链4710旋转地附接到静止板4708(例如，外框架505)且界定移动板4702及静止板4708的邻近侧壁之间的角空隙4712。所述方法进一步包括形成连接梁4714，连接梁4714将移动板4702耦合到连接点4706。
[0231 ]为实现部署，将液体粘合剂安置在角空隙4712中，使得所述液体粘合剂在移动板4702及静止板4708的邻近侧壁之间产生毛细作用力，所述毛细作用力围绕铰链4710且朝向静止板4708横向地旋转移动板4702及连接梁4714(由箭头4716指示)，从而致使运动控制挠曲2306将可移动框架505推动到部署位置。
[0232]如上文，在一些实施例中，可固化所述液体粘合剂或允许所述液体粘合剂自动固化以将可移动框架505及相关联的移动齿560(在图47中看不到)锁定在部署位置中。
[0233]在图48中示意性地说明用于使用毛细作用力部署致动器装置2300的方法及设备的另一实例实施例。如图47及48的比较中可见，后一个实施例实质上与前一个实施例类似，其中差别如下:运动控制挠曲2306的外端直接耦合到外框架506，消除连接梁4714，且移动板4702替代地通过部署挠曲2310直接耦合到可移动框架505。
[0234]在图48的实施例中，如在图47的实施例中，通过将液体粘合剂安置在角空隙4712中使得所述液体粘合剂在移动板4702及静止板4708的邻近侧壁之间产生毛细作用力(所述毛细作用力围绕铰链4710且朝向静止板4708横向旋转移动板4702及部署挠曲2310，从而致使可移动框架505移动到部署位置)来实现部署。
[0235]如上文，在一些实施例中，可固化所述液体粘合剂或可允许所述液体粘合剂自动固化来将可移动框架505及相关联的移动齿560(图48看不到)锁定在部署位置中。
[0236]如上文结合图14论述，在一些实施例中，蜿蜒接触挠曲508可用于在致动器装置400的固定或静止区段(例如，外框架506或固定框架517)与可移动区段(例如，可移动框架505或平台520)之间或替代地在通过(例如)导电性较差的多晶硅铰链彼此电隔离的两个区段之间提供导电路径。在此方面，蜿蜒接触挠曲508可为由导电材料(例如，单晶硅)制造且/或以导电材料(例如，金)镀敷中的一者或一者以上。
[0237]如上文结合图18及19论述，在一些实施例中，球承窝缓冲器513的球518可通过互补承窝519中的狭槽连接到外框架506，且承窝519可形成在平台520中。在这些实施例中，球承窝缓冲器513在冲击事件期间用于实质上限制平台520相对于外框架506的运动且因此实质上减轻作用于运动控制挠曲515的冲击负载。
[0238]如图19中所说明，为确保球518在平台520的所有致动位置处保持同心地安置在互补承窝519内，在一些实施例中，可需要向外框架506提供两个部分1902，所述两个部分1902分别安置在球承窝缓冲器513的球518连接到其的第三、中央部分1904的相对侧上，使得可部署三个部分1902及1904且因此可部署球518，即，相对于外框架506的剩余部分向下移位且接着固定在所述平面外位置处。
[0239]为实现此折叠，在一些实施例中，可向外框架506提供一对折叠框架铰链526，所述对折叠框架铰链526分别形成在每一折叠框架部分1902的相对端处。如图19中所说明，远端相对的折叠框架铰链526分别将折叠部分1902的外端耦合到外框架506，且近端相对的铰链526分别将折叠部分1902的内端耦合到中央部分1904。在此布置中，当将部署力向下施加在中央部分1904上时，折叠部分1902围绕其外端向下旋转，然而，中央部分1904(包括球518)以实质上直线运动向下移动。为实现折叠框架部分1902及中央框架部分1904在其相应向下部署位置中的固定，可将粘合剂的嵌条1501安置在折叠框架铰链526中的一者或两者中，如上文结合固定框架517在部署位置中的固定而描述。
[0240]如上文结合图10论述，在一些实施例中，横向缓冲器组合件1001可包含形成在固定框架517上的第一缓冲器部件1002及形成在可移动框架505上的双边对称的第二缓冲器部件1003，第一缓冲器部件1002及第二缓冲器部件1003彼此协作以限制可移动框架505相对于固定框架517且还因此相对于外框架506在冲击或大加速期间的非所要横向运动。在图17D到17J中说明横向缓冲器组合件1754的替代实施例，后者主要在缓冲器部件的末端的形状方面与前者不同，所述形状在一些实施例中可各自为半圆柱形的，即，可各 自包含全半径。
[0241 ]在这些实施例中的任一者中，可需要使第一缓冲器部件1002与第二缓冲器部件1003之间的空隙“D”非常窄(例如，约2到3微米)以限制此非所要的横向或平面内运动。如所属领域的技术人员将理解，即使使用光刻技术(例如，DRIE)，在衬底上直接制造两个邻近部件之间的此窄间隔也可为困难的。然而，如图49A到49F中所说明，在一个实施例中，可使用下文描述的“间接”光刻技术来使空隙D至少这样窄。
[0242 ]图49A到49F说明光刻工艺的实例实施例中的可用于制造空隙D的连续步骤。如图49A中所说明，在衬底4912(例如，硅衬底)的上表面4910中(例如)通过DRIE形成具有侧壁4904及4906及底端4908的沟槽4902。
[0243]如图49B中所说明，在衬底4912的至少上表面4910上(例如)通过化学气相沉积(CVD)技术形成氧化物层4914(例如，二氧化硅)，使得所述氧化物在沟槽4902的对应侧壁4904及4906上形成衬里4916及4918，且在沟槽4902的底端4908上形成衬里4920。所述氧化物壁及底端衬里4916、4918及4920可具有(例如)约2到3微米的厚度。
[0244]如图49C中说明，接着在衬底4912的上表面4910及沟槽4902中的氧化物衬里4916、4918及4920上的氧化物层4914的至少上表面4924上(例如)使用CVD技术沉积多晶硅(多晶娃(polysilicon))层。
[0245]如图49D中说明，在邻近沟槽4902的侧壁4904且在安置在其上的氧化物的对应衬里4916上方的区域中(例如)通过遮蔽及蚀刻技术从衬底4912的上表面4910上的氧化物层4914的上表面4924移除多晶硅层4922的一部分。
[0246]如图49E中说明，接着，(例如)使用化学机械平坦化(CMP)技术移除衬底4912的下部部分(包括沟槽4902的底端4908)，使得沟槽4902的底端4908处的氧化物衬里4920通过衬底4912的下表面4924而暴露。
[0247]如图49F中所说明，接着，使用(例如)遮蔽及蚀刻技术移除沟槽4902的对应侧壁4904上的氧化物衬里4916、暴露在沟槽4902的底端4908处的氧化物衬里4920的至少一部分，及邻近沟槽4902的侧壁4904的衬底4912的上表面4910上的氧化物层4914，从而产生具有等于从沟槽的对应侧壁4904移除的氧化物衬里4916的宽度(S卩，约2到3微米)的空隙4926 ο
[0248]如图50到53中说明，在一个实施例中，前述光刻方法可有利地用于形成联锁皮片特征5000，联锁皮片特征5000与上文结合图17D到17Ν论述的联锁缓冲器皮片特征1756类似且用于控制可移动组件5002(例如可移动框架505)相对于固定组件5004(例如，固定框架517)的平面外Z偏转，可移动组件5002以铰链或挠曲(在图50到53中看不到)可旋转地耦合到固定组件5004。联锁皮片特征5000用于实质上防止可移动组件5002围绕铰链线5006在土Z方向上的过度运动，从而保护铰接元件(看不到)免于过度平面外偏转或Z偏转。由联锁皮片特征5000提供的约束具有相对低的刚性以便防止高接触减速且因此防止作用于铰接元件(看不到)的力，但允许可移动组件5002在致动器装置400的操作(S卩，致动)期间围绕铰链线5006的既定旋转。
[0249]在图50到53的实例实施例中，如在上文结合图49A到49F描述的方法中，用于形成联锁皮片特征5000的实例方法以(例如)使用DRIE在可移动组件5002与固定组件5004之间形成沟槽5008开始，可移动组件5002及固定组件5004可由半导体(例如，单晶硅)组成。图52A及52B分别为联锁皮片特征5000的放大部分俯视平面图及仰视平面图。如可在52B的仰视平面图中最佳地显现，沟槽5008描述两个组件5002及5004之间的交替、弯曲路径，所述交替、弯曲路径可关于延伸穿过其中心的Z轴径向对称。如在以上方法中，接着，将氧化物(例如，Si02)的衬里5010沉积在沟槽5008的壁及两个组件5002及5004的至少上表面上，如图53A及53B中说明，接着在氧化物衬里5010上沉积(例如)多晶硅层5012。
[0250]如在图52A的俯视平面图中说明，接着，(例如)使用各向同性及各向异性蚀刻技术从沟槽5008的壁的所选择区域及两个组件5002及5004的上表面蚀刻掉氧化物衬里5010及多晶硅层5012，以界定两个反向的、矩形多晶硅皮片5014A及5014B，多晶硅皮片5014A及5014B分别安置在固定组件5004及可移动组件5002上且分别悬垂于相对的组件之上。特定来说，可(例如)通过各向同性蚀刻技术部分地或完全地移除从下伏在两个多晶硅皮片5014A及5014B之下的区域中的氧化物衬里，使得两个皮片5016A及5016B分别安置在对应硅肩状物5016A及5016B上且与对应硅肩状物5016A及5016B间隔开，对应硅肩状物5016A及5016B分别安置在相对可移动组件5002及固定组件5004上。因此，安置在两个皮片5016A及5016B与分别对应的肩状物5016A及5016B之间的氧化物衬里5010被移除。
[0251]图53A及53B分别为如沿着图51中取得的区段53A-53A及53B-53B的对应线看到的穿过皮片5014A及5014B的放大部分横截面图，其分别展示联锁皮片特征5000约束可移动组件5002在+Z及-Z方向上的运动的操作。如图53A中所说明，皮片5014A通过在移动部件5002在+Z方向上移动时与移动部件5002上的下伏肩状物5016A上的线5018A进行约束接触而起作用。如图53B中说明，皮片5014B通过在移动部分5002在-Z方向上移动时与固定组件5002上的下伏肩状物5016B上的线5018B进行约束接触来起作用。
[0252]图17D到17F说明联锁缓冲器皮片特征1756的替代实施例，其用于约束组件(例如，可移动组件505)在土Z方向上的垂直运动以及其横向运动，8卩，在土X及/或土 Y方向上，如上文论述。
[0253]如图17F中所说明，此联锁皮片特征包括一对皮片1756A及1756B的构造，所述对皮片1756A及1756B分别从可移动组件505及固定组件506延伸且在形成在另一相对组件上的对应肩状物1762上延伸，如上文论述。
[0254]如图17M中说明，皮片1756A及1756B的相应前端可界定其相对端上的隅角，且所述隅角中的一者或一者以上可并入有椭圆嵌条1766，如上文论述。
[0255]如图17D到17L及图17K到17N中所说明，可提供用于约束致动器装置1750中的组件(例如，可移动组件505)的横向移动的单一缓冲器皮片1758。例如，缓冲器皮片1758(其在一些实施例中可包含多晶硅)可从固定组件(例如，组件506)朝向可移动组件505延伸但不在可移动组件505上方延伸，以限制可移动组件505在横向上(S卩，在±X及/或±￥方向上)的运动，如上文论述。如图17K、17L及17N中所说明，可使固定组件505与可移动组件506之间的空隙1764相对大于缓冲器皮片1758与可移动组件505之间的空隙1768，使得缓冲器皮片1758不干扰可移动组件505的正常旋转运动，但确实用以防止可移动组件505的非所要横向运动，如上文论述。
[0256]尽管将本文中所揭示的致动器描述为MEMS致动器，但此描述仅是通过实例的方式，且不通过限制的方式。各种实施例可包含非MEMS致动器、非MEMS致动器的组件及/或非MEMS致动器的特征。
[0257]因此，可提供适合于用于广泛多种不同电子装置中的致动器。也可提供对所述致动器及/或由所述致动器移动的项目的运动控制。因而，可提供用于电子装置中的增强的小型相机。
[0258]根据各种实施例，提供用于小型相机的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。因此，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。
[0259]在适用的情况下，本文中阐明的各种组件可组合为复合组件及/或分离成子组件。在适用的情况下，本文中描述的各种步骤的排序可改变，组合为复合步骤及/或分离成子步骤，以提供本文中描述的特征。
[0260]本文中描述的实施例说明本发明，但不限制本发明。还应理解，根据本发明的原理，许多修改及变化是可能的。
【主权项】
1.一种实质上平面致动器装置，其包含: 外框架； 固定框架，其附接到所述外框架且具有从其延伸出的第一多个齿； 可移动框架，其平行于所述固定框架而安置且具有从其延伸出的第二多个齿； 通过挠曲耦合到所述可移动框架的元件，其用于相对于所述固定框架和所述外框架进行共面、直线移动以及围绕所述元件的中央轴进行共面、旋转移动； 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使所述可移动框架相对于所述外框架及所述固定框架进行共面、直线移动； 其中所述可移动框架机械地及/或粘合地固定在部署位置，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定的距离以用于朝向及远离所述固定框架的实质上直线移动；以及 其中所述第一多个齿中的至少一者在所述第二多个齿中的第一者和第二者之间延伸，以使得所述第一多个齿和所述第二多个齿至少部分地相互交叉。2.根据权利要求1所述的实质上平面致动器装置，其进一步包含与过中心闩啮合的部署杠杆，所述过中心闩将所述可移动框架闩锁在所述部署位置中。3.根据权利要求2所述的实质上平面致动器装置，其进一步包含: 通过部署挠曲耦合到所述可移动框架的衬垫，所述衬垫具有从其穿过的开口；及安置在从所述外框架延伸出的弹性悬臂上的直立柱，所述柱延伸进入所述衬垫的所述开口中且将所述可移动框架闩锁在所述部署位置中。4.根据权利要求1所述的实质上平面致动器装置，其中所述致动器装置由导电材料形成。5.根据权利要求1所述的实质上平面致动器装置，其中所述第二多个齿中的所述第一者和所述第二者经配置以被移动，从而使得所述第一多个齿中的所述至少一者响应于施加到所述第一多个齿和所述第二多个齿的电压差而进一步在所述第二多个齿中的所述第一者和所述第二者之间延伸。6.根据权利要求1所述的实质上平面致动器装置，其中所述第二多个齿中的所述第一者在所述第一多个齿中的所述至少一者和所述第一多个齿中的额外第一者之间延伸，且其中所述第二多个齿中的所述第二者在所述第一多个齿中的所述至少一者和所述第一多个齿中的额外第二者之间延伸。7.—种电子装置，其包含至少部分地包围根据权利要求1所述的实质上平面致动器装置的外壳。8.根据权利要求7所述的电子装置，其中所述电子装置包含相机。9.根据权利要求8所述的电子装置，其中所述电子装置包含蜂窝式电话、个人数字助理(PDA)、计算机或包含相机的监视系统。10.一种用于制造致动器的方法，所述方法包含: 形成实质上平面致动器装置，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且具有从其延伸出的第一多个齿， 可移动框架，其平行于所述固定框架而安置且具有从其延伸出的第二多个齿， 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使所述可移动框架相对于所述外框架及所述固定框架进行共面、直线移动，且 其中所述第一多个齿中的至少一者在所述第二多个齿中的第一者和第二者之间充分延伸，以使得所述第一多个齿和所述第二多个齿相互交叉； 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定的距离，以使得所述第一多个齿中的所述至少一者在所述第二多个齿中的所述第一者和所述第二者之间仅部分地延伸，从而使得所述第一多个齿和所述第二多个齿至少部分地相互交叉；以及 机械地及/或粘合地将所述可移动框架固定在所述部署位置中以用于朝向及远离所述固定框架的实质上直线移动。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述移动包含: 在所述外框架上形成过中心闩和支点;及 形成通过部署挠曲耦合到所述可移动框架的部署杠杆。12.根据权利要求11所述的方法，其进一步包含使用附接到所述部署挠曲的拉环围绕所述支点旋转所述部署杠杆。13.根据权利要求10所述的方法，其中所述移动包含在外框架中形成承窝，所述承窝包括位于其内表面上的多个凸出部。14.根据权利要求10所述的方法，其中所述移动包含: 在所述外框架中形成矩形承窝； 形成矩形球，所述矩形球同心地安置在所述承窝内，所述球通过球簧连接到所述外框架且通过所述运动控制挠曲连接到所述可移动框架；以及 当移动所述可移动框架到所述部署位置时使用所述球和所述承窝，以使得所述可移动框架实质上直线地且在实质上垂直于所述固定框架的方向上移动。15.根据权利要求10所述的方法，其中所述移动包含: 在所述外框架上形成弹性悬臂;及， 将向下的力施加到所述悬臂上并释放所述向下的力。16.根据权利要求10所述的方法，其中所述移动包含: 提供彼此相对间隔而安置的一对制动件，每一制动件具有相对于另一制动件的斜坡双边对称而安置的斜坡； 在所述制动件之间安置啮合衬垫;及 推动所述制动件朝向彼此，以使得所述啮合衬垫的边缘分别啮合所述斜坡中对应的一者。17.根据权利要求10所述的方法，其中所述移动包含形成通过部署挠曲耦合到所述可移动框架的部署衬垫。18.根据权利要求10所述的方法，其中所述移动包含形成通过部署挠曲耦合到所述可移动框架的部署载物台。19.根据权利要求10所述的方法，进一步包含通过挠曲将元件耦合到所述可移动框架以用于相对于所述固定框架和所述外框架进行共面、直线移动以及围绕所述元件的中央轴进行共面、旋转移动。20.根据权利要求19所述的方法，其中所述元件包含透镜。
【专利摘要】本申请涉及线性部署的致动器。本发明涉及一种用于制造致动器的方法，所述方法包括：形成导电材料的实质上平面致动器装置，所述装置并入有外框架、附接到所述外框架的固定框架、平行于所述固定框架而安置的可移动框架、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、直线移动的运动控制挠曲及并入有多个相互交叉的齿的致动器，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；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、垂直移动。
【IPC分类】G03B3/10, G02B7/08
【公开号】CN105487194
【申请号】CN201610024046
【发明人】罗曼·C·古铁雷斯
【申请人】数位光学Mems有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2011年11月4日
【公告号】CN103282816A, CN103282816B, US8803256, US9166463, US20120119614, US20150028698, US20160043665, WO2012067856A1
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