[發(fā)明專利]靜電致動器中的弧形運動控制

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480026711.4
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN105209370B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: R·J·卡爾韋特;X·劉;R·C·古鐵雷斯;A·杰恩;G·王
• 申請（專利權(quán)）人: 數(shù)位光學(xué)MEMS有限公司
• 主分類號: B81B3/00
• 分類號: B81B3/00;H02N1/00;G02B7/08
• 代理公司: 北京派特恩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11270
• 代理人: 武晨燕,遲姍

相關(guān)申請的交叉引用

本申請是申請日為2013年3月15日、申請?zhí)枮?3/843817的美國專利申請的后續(xù)申請，其是申請日為2013年3月15日、申請?zhí)枮?3/843107的美國專利申請的部分繼續(xù)申請，它們的全部內(nèi)容通過引用的方式并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的一個或多個實施方案總的涉及靜電致動器，更特別地例如，涉及用于控制它們中不希望有的弧形運動的方法和裝置。

背景技術(shù)

用于微型相機和其他設(shè)備中的致動器是眾所周知的。這種設(shè)備通常包括音圈，其用于移動透鏡以便聚焦、變焦或光學(xué)圖像穩(wěn)定。

微機電系統(tǒng)(MEMS)致動器也是公知的，MEMS致動器的例子包括靜電梳狀驅(qū)動器、刮板式驅(qū)動器和熱驅(qū)動器，超小型靜電MEMS致動器可以用眾所周知的晶片級集成電路(IC)制造技術(shù)來制造，并且可用于各種應(yīng)用中。例如，靜電MEMS致動器可用于移動物鏡以便實現(xiàn)微型相機中的自動聚焦、變焦和圖像穩(wěn)定功能，微型相機在各種主機設(shè)備中都是有用的，例如移動電話、計算機、膝上型電腦、個人數(shù)字助理(PDA)，監(jiān)控攝像機等等。因而，所希望的是，為這樣的應(yīng)用提供改進的靜電MEMS致動器裝置。

靜電MEMS致動器容易遭受被稱為“弧形運動”的問題。特別地，這種致動器的梳狀驅(qū)動器包括多個相互交叉的指或齒，其一部分附接到固定臺架或框架，一部分附接到移動框架。期望的是，梳狀驅(qū)動器的齒在操作期間基本上彼此平行地移動以避免接觸、干涉、“卡住”和“顫動”問題，這又要求移動框架的移動基本上平行于固定框架。然而，由于將移動框架偶聯(lián)到固定框架的彈性平行運動屈曲部的特性，移動框架在運動期間必然相對于固定框架經(jīng)歷一些二階弧形運動，如果不加以控制，這可以導(dǎo)致上述和其它問題。

因而，對于用于控制、補償和/或調(diào)節(jié)靜電致動器的梳狀驅(qū)動器中的弧形運動的便宜又可靠的方法和裝置存在長期以來感受到但仍未得到滿足的需求。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方案，提供了方法和設(shè)備用于控制靜電致動器的梳狀驅(qū)動器中的弧形運動，其便宜、可靠且在制造過程中相對容易實施。

根據(jù)一個實施方式，致動器包括移動框架，其通過多個細長的平行運動屈曲部耦聯(lián)到固定框架以相對于固定框架在制造位置和展開位置之間進行大致平行的運動。屈曲部布置成當(dāng)移動框架布置在制造位置中時，相對于垂直于移動框架和固定框架延伸的線呈第一角度，當(dāng)移動框架布置在展開位置中時，相對于該線呈第二角度。通過將第一角度的值約束成小于第一和第二角度總和的大約一半，來控制第一框架相對于第二框架的弧形運動

改進的致動器特別好地適合于制造在電子主機設(shè)備，如移動電話、計算機、膝上型電腦、個人數(shù)字助理(PDA)、監(jiān)控攝像機等等，中所使用類型的各種微型透鏡鏡筒和微型相機模塊。

本發(fā)明的范圍是由后面所附的權(quán)利要求限定，其通過引用方式納入本節(jié)中。通過考慮下面提出的一些示例性實施方案的詳細描述，特別是如果結(jié)合下面簡要描述的附圖進行這種考慮，則對用于控制致動器中的弧形運動的新方法和裝置和用于制造和使用它們的方法的特征和優(yōu)點的更完整的理解將被提供給本領(lǐng)域技術(shù)人員，在附圖中相同的附圖標記用來表示在其一個或多個相應(yīng)的圖中所示的相同元件。

附圖說明

圖1A是示例性靜電致動器的俯視圖，其中可以有利地使用本發(fā)明的方法和裝置的實施方案，該致動器被表示為處于制造狀態(tài)中且在其展開以便操作使用之前。

圖1B是根據(jù)本發(fā)明實施方案的圖1A的示例性致動器設(shè)備的俯視圖，其被表示為在被展開以便操作使用之后。

圖2A是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的圖1A的示例性致動器的固定和移動框架和相互交叉的齒的相關(guān)聯(lián)部分的局部放大細節(jié)圖，其示出了在展開之前框架和齒的相對位置。

圖2B是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的圖2B的示例性致動器的固定和移動框架和相互交叉的齒的相關(guān)聯(lián)部分的局部放大細節(jié)平面圖，其示出了在展開之后框架和齒的相對位置。

圖3是根據(jù)本發(fā)明實施方案的正在相對于其固定框架移動的致動器的移動框架的示意圖，其具有一階平行運動和二階弧形運動。

圖4是根據(jù)本發(fā)明實施方案的類似于圖2A的局部放大細節(jié)圖，其示出了圖1B的示例性致動器的固定和移動框架和相互交叉的齒的相關(guān)聯(lián)部分，示出了在一個操作模式中在關(guān)閉行程期間移動框架相對于固定框架的運動方向。

圖5是根據(jù)本發(fā)明實施方案的在致動器的全行程期間示例性致動器的移動框架的橫向位移-其縱向位移的圖。