CN112781829A - 可调频谱感测装置、出平面运动马达与其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及可调频谱感测装置、出平面运动马达与其制备方法。本发明提供一种用于承载一对象的出平面运动马达。出平面运动马达包括：具有法线的基座；以及具有平行于该法线方向的运动方向的单轴运动马达，固定于该基座上，且包括用以承载并移动该对象的单轴致动器。本发明的出平面运动马达可以将对象保持在特定的旋转角度、将对象定位在特定的出平面位移、或者为对象编程以执行特定的扫描轨迹运动。出平面运动马达还具有大的运动行程，因此不需要使用多个可调频谱感测装置来满足频谱带宽的需求。

Description

可调频谱感测装置、出平面运动马达与其制备方法
【相关申请案的交叉引用】
本申请案主张2019年11月7日申请的美国临时专利申请案第62/931,926号的优先权，其整体经由引用被并入本文。
【技术领域】
本发明关于一种出平面运动马达，特别关于一种包含出平面运动马达的可调频谱感测装置。
【背景技术】
致动器可通过振动状态分为共振型和非共振型。共振型致动器具有大的旋转行程，并由垂直的梳状结构驱动。然而，共振型致动器不能以某特定角度定位物体，这就是为什么共振型致动器总是以对称于零偏位置的路径运动。为了产生足够的扭力来旋转物体，驱动结构通常是物体尺寸的几倍大，并因此导致成本增加。可调频谱感测装置通常使用非共振型压电致动器，其行程很小，只有几百纳米。以可调法布立-佩罗(Fabry-Perot)为例，小行程致动器使可调法布立-佩罗难以满足许多应用所需的频谱带宽，因此必须将多个法布立-佩罗组合配置成一个群组或数组，以满足频谱带宽的需求。
【发明内容】
本发明揭露了一种包括出平面运动马达的可调频谱感测装置，其克服了现有技术中的缺点。出平面运动马达可以将对象保持在特定的旋转角度、将对象定位在特定的出平面位移、或者为对象编程以执行特定的扫描轨迹运动。出平面运动马达还具有大的运动行程，因此不需要使用多个可调频谱感测装置来满足频谱带宽的需求。
故为了达到上述之目的，本发明提供一种可调频谱感测装置，包括：一装置本体；一出平面运动马达，固定于该装置本体上，且包括：一基座，具有一法线；一传感器，设置于该基座上；以及一单轴致动器，固定在该基座上，具有平行于该法线的一运动方向，且包括：一基板，具有一电子组件；以及一致动端部，连接至该基板，且由该电子组件驱动；一第一玻璃，设置于该致动端部上，且由该致动端部移动；以及一第二玻璃，设置于该装置本体上。
为了达到上述之目的，本发明再提供一种用于承载一对象的出平面运动马达，包括：一基座，具有一法线方向；一单轴运动马达，具有平行于该法线方向的一运动方向，固定于该基座上，且包括用以承载并移动该对象的一单轴致动器。
为了达到上述之目的，本发明又再提供一种用以承载一对象的一出平面运动马达的制造方法，包括下列步骤：提供具有一法线方向的一基座；提供一单轴运动马达，具有平行于该法线方向的一运动方向，且包括一单轴致动器；以及将该单轴运动马达固定于该基座上，使该单轴致动器承载并移动该对象。
【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]是本发明的出平面运动马达的实施例俯视图。
[图2]是图1的出平面运动马达沿A-A’方向的侧剖面示意图。
[图3]是本发明的出平面运动马达的另一实施例的俯视图。
[图4]是图3的立体示意图。
[图5]是本发明的单轴致动器的示意图。
[图6]是本发明的单轴致动器晶圆的局部示意图。
[图7]是本发明的出平面运动致动器的分解图。
[图8]是本发明的出平面运动致动器的立体示意图。
[图9]是本发明的单边单轴致动器实施例示意图。
[图10]是本发明的单边单轴致动器的动作示意图。
[图11]是本发明的双边单轴致动器实施例示意图。
[图12]是本发明的双边单轴致动器的实施例的动作示意图。
[图13]是本发明的双边单轴致动器的实施例的另一动作示意图。
[图14]是本发明的双边单轴致动器的实施例的又一动作示意图。
[图15]是本发明的位移放大机构的平面示意图。
[图16]是本发明的可调频谱感测装置的实施例的侧剖面示意图。
[图17]是图5的单轴致动器的侧剖面示意图。
[图18A]是承载物的重心在没有T柱及支点铰链下对准单轴致动器的重心的范例。
[图18B]是承载物的重心在没有T柱及支点铰链下未对准单轴致动器的重心的范例。
[图18C]是本发明含有T柱及支点铰链的实施例。
[图19A及19B]是本发明的支点铰链的另外两个实施例的俯视示意图。
【具体实施方式】
请参阅图1及图2，其中图1是本发明的出平面运动马达的实施例俯视图，图2是图1的出平面运动马达沿A-A’方向的侧剖面示意图。图1及2揭示了此实施例的出平面运动马达7040在基部板851的基部板表面852上具有一第一单轴运动马达7045-1以及一第二单轴运动马达7045-2。做为可以产生出平面运动的机构，单轴致动器854的致动端部855的运动方向大致上平行于基部板表面852的法线方向，以图1而言即垂直于图面的方向，而以图2而言则是向上。而在第一单轴运动马达7045-1中的单轴致动器854的致动端部855上即承载一承载物5000’，可以是一反射器、反射镜、透镜、半反射镜等，由于微机电的高速响应的效能，承载物5000’亦可以是一振动膜。依据图1及图2的第一单轴运动马达7045-1与第二单轴运动马达7045-2的设置位置，承载物5000’除了可以上下平行运动之外，亦可有侧倾(侧滚)运动(rolling)。经由本发明的单轴运动马达7045-1及7045-2可以使得原本的这些承载物可以在出平面方向获得更多的位移。此外，由于承载物5000’下方，通常不需要其他结构物支撑，因此承载物5000’与基部板852之间形成了一冗余空间852’，可以将电子组件6009设于其内以节省整体设备的空间。此外，为了便于拿取出平面运动马达7040，基部板851的周缘更形成一基部板框853，以大致平行于基部板表面852的法线方向而形成，亦即增厚了基部板851的周缘以利机械手臂(图中未示)的拿取。
请参阅图3与图4，其中图3是本发明的出平面运动马达的另一实施例的俯视图，图4是图3的出平面运动马达的立体示意图。图3与图4可见两个单轴运动马达7045-1及7045-2已不再仅于基部板表面852的两边设置，而是更进一步的与额外的单轴运动马达一起在基部板表面852的四个角落设置，分别是第一单轴运动马达7045-1、第二单轴运动马达7045-2、第三单轴运动马达7045-3、以及第四单轴运动马达7045-4，以组成本发明的出平面运动马达7040的另一实施例。因此，在图3、4的实施例中，不但可以令承载物5000’平行于基部板表面852的法线方向上下移动，亦可通过同步控制第一单轴运动马达7045-1与第二单轴运动马达7045-2及/或同步控制第三单轴运动马达7045-3与第四单轴运动马达7045-4，来产生俯仰运动(pitching)，总共三个自由度。进一步而言，本发明的上述四个单轴运动马达更可以分别控制产生不同的位移量，以令承载物5000’呈现既平移、又侧倾、又俯仰的姿态。图3、图4关于单轴致动器的设置位置与数量并非绝对，亦可依实际需要改变位置，对于本技术领域中的技术人员而言可以很容易的变更，例如由于三点可以形成一平面，故理论上仅需三个单轴致动器即可达到三个自由度的动作，即上下平移、侧倾(侧滚)、俯仰。
请参阅图5，是本发明的单轴致动器，其中揭示了单轴致动器854的较细微的结构，主要具有一可动电极结构500与固定电极结构(更可细分为第一固定电极结构300与第二固定电极结构610)，可动电极结构500具有龙骨510及固定于龙骨510上的梳指520，而第一固定电极结构300具有固定于支撑臂1200上的梳指320。包括第二固定电极结构610与可动电极结构500的一感测电容600被形成用以感测两者之间的电容值，通过测量的电容值的换算以确认可动电极结构500与第一固定电极结构300之间的距离。第一固定电极结构300再通过支撑臂1200而间接地经由第三锚803被固定，第二固定电极结构610经由第四锚804被固定。至于可动电极结构500则通过两侧的限制铰链900间接经由第二锚802被固定，利用限制铰链900以免可动电极结构500的活动范围超出容许范围。致动端部855的一个实施例是一T柱1100，其中T柱1100固定于该可动电极结构500上，T柱1100则通过两侧的主铰链400间接地经由第一锚801被固定，T柱1100与两侧的主铰链400之间形成一第一中心点450，主铰链400用以承载大部份的T柱1100与可动电极结构500的质量，并负担当可动电极结构500与第一固定电极结构300两者之间的静电力消失时令T柱1100归位的弹性回复力。为了避免施加于T柱1100或承载物5000’受到侧向力时造成两者分离，本发明还在T柱1100的竖直部份设置一支点铰链700，可以侧向变形以吸收前述的侧向力，更进一步而言，若为了维持T柱1100头部的平行度、即尽可能的保持与基部板表面852的平行度，支点铰链700可以设计为于基部板表面852的法线方向(即图5的Y方向)上免疫。
请参阅图6，是本发明致动器晶圆局部示意图。致动器晶圆20000包括多个单轴致动结构。图6仅局部地显示了致动器晶圆20000上众多的单轴致动结构10000。在单轴致动结构10000从致动器晶圆20000切割下来后，得到单轴致动器。微机电的单轴致动结构10000应用了半导体制程技术制造，可以在一片致动器晶圆20000上形成多个单轴致动器，并再切割下来形成多个单轴致动器。为了避免制程的残渣、碎屑造成困扰，本发明在可动电极结构500的梳指520以及第一固定电极结构300的梳指320的下方形成一空腔200以使残渣、碎屑可以自空腔200处排出、或至少沉淀于其中以远离各梳指。同理，在T柱1100下亦形成一第三空腔20500以利于排出T柱1100下方因制程产生的残渣、碎屑。
请参阅图7与图8，其中图7是本发明的出平面运动致动器的分解图，而图8是本发明的出平面运动致动器的立体示意图。图7与图8揭示图6的单轴致动结构10000于切割下来后形成的单轴致动器854设置于一致动器连结座6001’上以形成单轴运动马达7045。在图5、图7与图8中，可以看出单轴致动器854包括基板100，其与致动端部855、第一锚801、第二锚802、第三锚803及第四锚804连接。此外在致动器连结座6001’上还可设置一控制芯片6008，临近于单轴致动结构10000旁以就近控制之，致动器连结座6001’再通过夹持器6004固定于基部板6003上，而致动器连结座6001’的接触垫6006亦与基部板表面6005上的金属垫6007相互电连接，使得电子信号可以通过接触垫6006与金属垫6007，并再经过致动器连结座6001’内的线路(图中未揭示)抵达控制芯片6008与各个梳指(520、320)，如此即形成了出平面运动致动器6000的完整电子讯号路径。依需求，在基部板表面6005上亦可设置其他的电连接垫6007’以便于跟其它的电子组件(图中未揭示)电连接，而金属垫6007与电连接垫6007’则呈现但不限于一一对应的关系。又或者金属垫6007与电连接垫6007’对于致动器连结座6001’而言属于择一使用的关系，亦即依照实际需求(如承载物5000’的尺寸)以决定致动器链接座6001’的位置。
请一同参阅图9与图10，其中图9是本发明的只具有单个单轴致动器的马达(或称为单边单轴致动器马达)的实施例示意图，图10是本发明单边单轴致动器马达的动作示意图。图9与图10揭示了单边单轴致动器马达8000的一端是一支点结构7000，单边单轴致动器马达8000的相对的另一端则是本发明的单轴运动马达7045。因此，支点结构7000与单轴运动马达7045刚好分踞于承载物5000’的两端，通常是左右两端或是前后两端，当然亦可分别设置于承载物5000’对角线的两端。支点结构7000上仅允许承载物5000’做出些许的转动，且通常具有但不限于如支点铰链700(如图5所示)般的结构以吸收由剪应力造成的不当的外力。当单轴运动马达7045向上或向下运动时，与之连接的承载物5000’的位置亦沿着单轴运动马达7045上下移动。图10中即揭示了当单轴运动马达7045上升到上死点(top deadcenter，TDC)或下降至下死点(bottom dead center，BDC)时，承载物5000’上与单轴运动马达7045连接的位置。此外，为了保护承载物5000’，本发明还提供一保护结构5000”，悬置于承载物5000’的上方，通常通过一容置底座910的支撑壁902给予保护结构5000”支撑，而包括多个单轴运动马达7045的出平面运动马达7040(图未示出)即设于容置底座910的容置底板901上。
请继续参阅图11、12、与13，其中图11是本发明的双边单轴致动器马达的实施例示意图、图12是本发明的双边单轴致动器马达的实施例的动作示意图、以及图13是本发明的双边单轴致动器马达的实施例的另一动作示意图。图11、12、与13揭示了双边单轴致动器马达9000的一端是一第一单轴运动马达7045-1，双边单轴致动器马达9000的相对的另一端则是第二单轴运动马达7045-2。图12所显示的是当第一单轴运动马达7045-1上升到其上死点时，承载物5000’上与第一单轴运动马达7045-1连接的该侧的位置。同时当第二单轴运动马达7045-2下降至其下死点时，承载物5000’上与第二单轴运动马达7045-2连接的该侧的位置。图13则刚好与图12相反，即当第一单轴运动马达7045-1下降至其下死点时，承载物5000’上与第一单轴运动马达7045-1连接的该侧的位置。同时当第二单轴运动马达7045-2上升到其上死点时，承载物5000’上与第二单轴运动马达7045-2连接的该侧的位置。然而，在部份的致动器的实施状态是仅能朝上或朝下运动，之后则复归到原来的相对低或相对高的位置，若以仅能向上移动的致动器来理解图12与图13的实施例，在图12中可理解为第二单轴运动马达7045-2保持不动，而第一单轴运动马达7045-1向上移动(例如至其上死点)，相对的，图13中可理解为第一单轴运动马达7045-1保持不动，而第二单轴运动马达7045-2向上移动。同理，若以仅能向下移动的致动器来理解图12与图13的实施例，在图12中可理解为第一单轴运动马达7045-1保持不动，而第二单轴运动马达7045-2向下移动(例如至其下死点)，相对的，图13中可理解为第二单轴运动马达7045-2保持不动，而第一单轴运动马达7045-1向下移动。
请参阅图14，是本发明的双边单轴致动器的实施例的又一动作示意图。在单轴致动器仅能以向上或向下的移动时，本发明仍可通过两个致动器的移动幅度不同而达到既有平移又有侧倾的动作。首先请看两个向下的空心箭头，其中显示了当第一、第二单轴运动马达(7045-1、7045-2)仅能向下移动时，第一单轴运动马达7045-1的下移量较大、而第二单轴运动马达7045-2的下移量较小。同理，请看两个向上的空心箭头，其中显示了当第一、第二单轴运动马达(7045-1、7045-2)仅能向上移动时，第一单轴运动马达7045-1的上移量较小、而第二单轴运动马达7045-2的上移量较大。
请参阅图15，是本发明的位移放大机构的平面示意图。若为了增加移动距离，本发明亦可利用位移放大机构4000。本发明的位移放大机构4000包括一第一杠杆L1与一第二杠杆L2，第一杠杆L1的一端是一第一杠杆支点L1f、另一端则通过一第二接触点L2c与第二杠杆L2连接。而出平面运动致动器6000的施力位置则于一第一接触点L1c，由于第一接触点L1c位于第一杠杆支点L1f与第二接触点L2c之间，因此当出平面运动致动器6000移动时，第二接触点L2c的移动幅度大于第一接触点L1c的移动幅度，同理，第二接触点L2c位于第二杠杆支点L2f与承载点L2m之间，因此当第二接触点L2c移动时，承载点L2m的移动幅度大于第二接触点L2c的移动幅度，如此即可达到将出平面运动致动器6000的位移放大使承载物5000’的位移大于出平面运动致动器6000的位移。若欲达到更显著的放大效果，令第一距离a小于第二距离b、且第三距离c小于第四距离d，其中第一距离a为第一接触点L1c与第一杠杆支点L1f之间的距离、第二距离b为第一接触点L1c与第二接触点L2c之间的垂直距离、第三距离c为第二接触点L2c与第二杠杆支点L2f之间的距离、第四距离d为第二接触点L2c与承载点L2m之间的垂直距离。因此虽然故有技术的压电材料利用位移放大机构使之移动距离得以放大，但是由于本发明的致动器的原始位移距离即远大于压电材料的原始位移距离，因此通过位移放大机构之后，本发明所能达到的整体位移距离仍远大于压电材料经放大之后的位移距离。
出平面运动马达的应用的实施例是将出平面运动马达应用于可调频谱感测装置50000。请参阅图16，其是本发明的可调频谱感测装置50000的实施例的侧剖面示意图。对于可调频谱感测装置50000，出平面运动马达54000承载第一玻璃51000。第一玻璃51000可以是具有抗反射层的玻璃。可调频谱感测装置50000还包括装置本体52000，出平面运动马达54000固定于装置本体52000上，且第二玻璃53000亦固定于装置本体52000。第二玻璃53000也可以是具有抗反射层的玻璃。第一玻璃51000与第二玻璃53000之间的间隙的预定尺寸可以基于应用的需求而选择。第一玻璃51000与第二玻璃53000可以是玻璃片。出平面运动马达54000包括基座54100、传感器54200及单轴运动马达54300。基座54100对应于图1的基部板851。在图1中，基部板851具有基部板表面852及设置在基部板表面852周缘的基部板框853。在可调频谱感测装置50000的一些实施例中，基座54100可以不具有基部板框。另一方面，装置本体52000通常包括具有框架的基部板，且框架会在基部板表面的周缘。第二玻璃53000设置在框架上，使第二玻璃53000与装置本体52000形成封闭空间。封闭空间的真空程度可以被调控。基座54100具有法线，法线会平行于图16纸张的表面。对于可调频谱感测装置50000，出平面运动马达54000的传感器54200设置于基座54100上。传感器54200负责将光讯号转换成电讯号，且可以是热电堆传感器、光侦测器、热电堆传感器数组、光侦测器数组、互补式金氧半导体(CMOS)影像传感器、具有致动器的CMOS影像传感器、热影像传感器、具有致动器的热影像传感器或其组合。传感器54200可以是芯片。
一般来说，出平面运动马达54000包括至少一单轴运动马达54300。至少一个单轴运动马达54300中的每一个单轴运动马达54300包括单轴致动器854。图5显示单轴致动器854的一个实施例，且图17为图5的单轴致动器854沿C-C’方向的侧剖面示意图。请参阅图5、7及16-17，单轴致动器854包括基板100及连接至基板100的致动端部855，如图7所示。第一玻璃51000设置于致动端部855上，且由该致动端部855移动。在设置第一玻璃51000上，第一玻璃51000会好好地对准并固定在致动端部855上。从图17可以看出单轴致动器854的基板100具有空腔200及电子组件110。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。因此，图16中的致动端部855可以由电子组件110所驱动以承载及移动第一玻璃51000。单轴致动器854的基板100具有前表面120与后表面130，且空腔200以图5所定义的Z方向贯通前表面120与后表面130。如图5所示，单轴致动器854可以具有梳状驱动电容，包括固定在基板100上的固定电极结构300(如图17所示)及连接至主铰链400的可动电极结构500。空腔200的大小必须够大以完全移除来自制程的残留物，边长微大于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。在没有空腔200的情况下，图5中的梳指320、520必须稀疏的排列以移除残留物。但是当梳指320、520排列稀疏，机械能量转换效率是低的。换句话说，施加在固定电极结构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的效率。从另一观点来看，相较于习知技术中施加相同电压的单轴致动器，空腔200让单轴致动器854具有更大的运动行程。图16中的致动端部855的一个实施例是图5中的T柱1100。在图5、图7及图17的实施例中，T柱1100通过主铰链400及支点铰链700连接到基板100。
支点铰链700是被设计用于当有剪切力被施加在第一玻璃51000与T柱1100之间的连接处时，防止第一玻璃51000从T柱1100上脱离。一般来说，致动端855承载并移动对象，且支点铰链700防止对象从T柱1100上脱离。图18A为第一玻璃51000的重心在没有T柱及支点铰链下对准单轴致动器的重心的范例。作为比较，图18B为第一玻璃51000的重心在没有T柱及支点铰链下未对准单轴致动器的重心的范例。在图18B中，应力会集中在圆圈区，也因此会产生扭力。图18C为本发明含有T柱1100及支点铰链700的实施例，以防止由图18B引起的问题。支点铰链700在如图5所示的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铰链设计成多种形式以符合需求。图19A及19B显示除了图5或图18C所示的支点铰链700外，支点铰链的另外两个实施例的俯视示意图。对于没有支点铰链700的情况，施加到致动端部所承载的承载物的外部X方向(如图5所定义)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。对于有支点铰链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，则可以省略支点铰链700。
单轴致动器854允许出平面运动马达54000的制造，使平面运动马达54000具有大运动行程、冲击力强、易于去除残留的制程污染物、机电能量转换效率的提高、以及可动梳状结构的离轴运动解耦合。
可调频谱感测装置50000的出平面运动马达54000的基本结构如图7及8所示。图16中的基座54100对应于图7及8的基部板6003。在图7及8中，单轴运动马达7045带有平行地固定在单轴运动马达7045的致动器连结座6001’上的单轴致动器854，且单轴运动马达7045以单轴致动器854的运动方向平行于基部板6003的法线方向的方式固定在基部板6003上。若出平面运动马达54000包括一个以上固定在基座54100的单轴运动马达54300，每一个单轴运动马达54300可以包括以平行基座54100法线方向运动的单轴致动器854。每一个单轴运动马达54300具有接触垫6006(如图7及8所示)，且在基座54100上有相对应的金属垫6007及电连接垫6007’(如图7及8所示)。单轴运动马达54300可以经由将接触垫6006与基座54100上对应的金属垫6007焊接而固定在基座54100上。在一些实施例中，如图7及8所示的夹持器6004可以省略。
在如图16所示的可调频谱感测装置50000的实施例中，有两个单轴运动马达54300。由于每一个单轴运动马达54300的运动位移被独立地改变，故第一玻璃51000可以被驱动以出平面方向移动或围绕平面方向旋转。换句话说，第一玻璃51000可以进行单轴旋转及出平面平移的运动。第一玻璃51000亦可以维持在一个特定旋转角度、定位在特定的出平面位移、或者被编程以执行特定的扫描轨迹运动。当第一玻璃51000与第二玻璃53000之间的间隙被两个单轴运动马达54300改变时，传感器54200接收到的入射光波长亦会改变。由于传感器54200是线性数组型传感器(如热电堆线性数组)，可调频谱感测装置50000可以为线性数组中的每个像素提供不同波长的光。
在可调频谱感测装置50000中，也可以使用单个单轴运动马达54300。此设计可以类似于图9所示，其中一个单轴运动马达54300由固定支撑件所取代，允许第一玻璃51000围绕由固定支撑件定义的平面内轴轻微旋转。使用单个单轴运动马达54300的可调频谱感测装置50000可以有其他设计，包括单个单轴运动马达54300的不同位置和方向。本领域技术人员可以设计各种这样的可调频谱感测装置以满足应用需求。在使用单个单轴运动马达54300的可调频谱感测装置50000中，传感器54200可以是线性数组型传感器。
在另一实施例中，具有单个单轴运动马达的类似装置也可以使用在流体流量控制中。使用单个单轴运动马达的流体流量控制装置的功用类似风扇。流体流量控制装置的致动端部所承载的对象可以是由例如硅、玻璃或金属制成的板。本发明提供具有单轴运动马达54300的出平面运动马达54000，且本领域技术人员可以设计流体流量控制装置的其他组件以满足应用需求。
在可调频谱感测装置50000中，也可以使用三个单轴运动马达54300以实现如前述的三个自由度运动。具有三个自由度的另一个实施例使用了图3及4所示的基本结构。图3及4中有四个单轴运动马达54300，且可调频谱感测装置50000的对角截面示意图看起来与图16相似。由于每个单轴运动马达54300的运动位移可以被独立地改变，故第一玻璃51000可以进行双轴旋转及出平面平移运动。由于传感器54200是如热电堆数组的数组型传感器，此单轴平移及双轴旋转运动的可调频谱感测装置50000能够为数组中的每个像素提供不同波长的光。
实施例：
1.一种可调频谱感测装置，包括：一装置本体；一出平面运动马达，固定于该装置本体上，且包括：一基座，具有一法线；一传感器，设置于该基座上；以及一单轴致动器，固定在该基座上，具有平行于该法线的一运动方向，且包括：一基板，具有一电子组件；以及一致动端部，连接至该基板，且由该电子组件驱动；一第一玻璃，设置于该致动端部上，且由该致动端部移动；以及一第二玻璃，设置于该装置本体上。
2.如实施例1所述的可调频谱感测装置，其中该单轴致动器的该基板具有一前表面与一后表面，且具有贯通该前表面与该后表面的一空腔。
3.如实施例1或2所述的可调频谱感测装置，其中该出平面运动马达还包括一第二单轴致动器，具有平行于该法线的一运动方向。
4.如实施例1-3中任一实施例所述的可调频谱感测装置，其中该出平面运动马达还包括一第二单轴致动器、一第三单轴致动器、以及一第四单轴致动器，皆具有平行于该法线的一运动方向。
5.如实施例1-4中任一实施例所述的可调频谱感测装置，其中该第一玻璃及该第二玻璃为一玻璃片。
6.如实施例1-5中任一实施例所述的可调频谱感测装置，其中该传感器为一热电堆传感器、一光侦测器、一热电堆传感器数组、一光侦测器数组、一互补式金氧半导体(CMOS)影像传感器、具有一致动器的一CMOS影像传感器、一热影像传感器、具有一致动器的一热影像传感器及其组合其中之一。
7.如实施例1-6中任一实施例所述的可调频谱感测装置，其中该致动端部为一T柱。
8.如实施例1-7中任一实施例所述的可调频谱感测装置，其中该单轴致动器还包括一主铰链及一支点铰链，且该T柱通过该主铰链及该支点铰链连接至该基板。
9.如实施例1-8中任一实施例所述的可调频谱感测装置，其中该支点弹簧用于当该第一玻璃与该T柱之间的一连接面具有一剪切力时，防止该第一玻璃从该T柱上脱离。
10.一种用于承载一对象的出平面运动马达，包括：一基座，具有一法线方向；一单轴运动马达，具平行于该法线方向的一运动方向，固定于该基座上，且包括用以承载并移动该对象的一单轴致动器。
11.如实施例10所述的出平面运动马达，还包括一第二单轴致动器。
12.如实施例10或11所述的出平面运动马达，还包括一第二单轴致动器、一第三单轴致动器、以及一第四单轴致动器。
13.如实施例10-12中任一实施例所述的出平面运动马达，其中该单轴致动器包括具有一电子组件的一基板。
14.如实施例10-13中任一实施例所述的出平面运动马达，其中该单轴致动器还包括一致动端部，连接于该基板，且由该电子组件驱动以承载并移动该对象。
15.如实施例10-14中任一实施例所述的出平面运动马达，其中该单轴致动器的该基板具有一前表面与一后表面，且具有贯通该前表面与该后表面的一空腔。
16.如实施例10-15中任一实施例所述的出平面运动马达，其中该致动端部为一T柱。
17.如实施例10-16中任一实施例所述的出平面运动马达，其中该单轴运动马达还包括一主铰链与一支点铰链，且该T柱通过该主铰链与该支点铰链连结至该基板。
18.如实施例10-17中任一实施例所述的出平面运动马达，其中该支点铰链用以当该对象与该T柱之间的一连接面有一剪切力施加于时，防止该对象从该T柱上脱离。
19.如实施例10-18中任一实施例所述的出平面运动马达，其中该单轴致动器还包括一梳状驱动电容，该梳状驱动电容包含固定于该基板的一固定电极结构，以及连接至该主铰链的一可动电极结构。
20.一种用以承载一对象的一出平面运动马达的制造方法，包括下列步骤：提供具有一法线方向的一基座；提供一单轴运动马达，具有平行于该法线方向的一运动方向，且包括一单轴致动器；以及将该单轴运动马达固定于该基座上，使该单轴致动器承载并移动该对象。
本发明实属难能的创新发明，深具产业价值，援依法提出申请。此外，本发明可以由所属技术领域中的技术人员做任何修改，但不脱离如所附权利要求书所要保护的范围。
【符号说明】
100:基板
110:电子组件
120:前表面
130:后表面
200:空腔
300:固定电极结构
320:梳指
400:主铰链
450:第一中心点
500:可动电极结构
510:龙骨
520:梳指
600:感测电容
610:固定电极结构
700:支点铰链
801:第一锚
802:第二锚
803:第三锚
804:第四锚
851:基部板
852:基部板表面
852’:冗余空间
853:基部板框
854:单轴致动器
855:致动端部
900:限制铰链
901:容置底板
902:支撑壁
910:容置底座
1100:T柱
1200:支撑臂
4000:位移放大机构
5000’:承载物
5000”:保护结构
6000:出平面运动致动器
6001’:致动器连结座
6003:基部板
6004:夹持器
6005:基部板表面
6006:接触垫
6007:金属垫
6007’:电连接垫
6008:控制芯片
6009:电子组件
7000:支点结构
7040:出平面运动马达
7045:单轴运动马达
7045-1:第一单轴运动马达
7045-2:第二单轴运动马达
7045-3:第三单轴运动马达
7045-4:第四单轴运动马达
8000:单边单轴致动器马达
9000:双边单轴致动器马达
10000:单轴致动结构
20000:致动器晶圆
20500:第三空腔
50000:可调频谱感测装置
51000:第一玻璃
52000:装置本体
53000:第二玻璃
54000:出平面运动马达
54100:基座
54200:传感器
54300:单轴运动马达
BDC:下死点
TDC:上死点
L1:第一杠杆
L1c:第一接触点
L1f:第一杠杆支点
L2:第二杠杆
L2c:第二接触点
L2f:第二杠杆支点
L2m:承载点
a:第一距离
b:第二距离
c:第三距离
d:第四距离

Claims (14)

1.一种可调频谱感测装置，包括：
装置本体；
出平面运动马达，固定于所述装置本体上，且包括：
基座，具有法线；
传感器，设置于所述基座上；以及
单轴致动器，固定在所述基座上，具有平行于所述法线的运动方向，且包括：
基板，具有电子组件；以及
致动端部，连接至所述基板，且由所述电子组件驱动；
第一玻璃，设置于所述致动端部上，且由所述致动端部移动；以及
第二玻璃，设置于所述装置本体上。
2.如权利要求1所述的可调频谱感测装置，其中所述单轴致动器的所述基板具有前表面与后表面，且具有贯通所述前表面与所述后表面的空腔。
3.如权利要求1所述的可调频谱感测装置，其中所述出平面运动马达还包括第二单轴致动器，具有平行于所述法线的运动方向。
4.如权利要求1所述的可调频谱感测装置，其中所述出平面运动马达还包括第二单轴致动器、第三单轴致动器、以及第四单轴致动器，皆具有平行于所述法线的运动方向。
5.如权利要求1所述的可调频谱感测装置，其中所述第一玻璃及所述第二玻璃为玻璃片，所述感测器为热电堆感测器、光侦测器、热电堆感测器阵列、光侦测器阵列、互补式金氧半导体(CMOS)影像感测器、具有致动器的CMOS影像感测器、热影像感测器、具有致动器的热影像感测器及其组合其中之一，以及所述致动端部为T柱。
6.如权利要求5所述的可调频谱感测装置，其中所述单轴致动器还包括主铰链及支点铰链，所述T柱通过所述主铰链及所述支点铰链连接至所述基板，且所述支点弹簧用于当所述第一玻璃与所述T柱之间的连接面具有剪切力时，防止所述第一玻璃从所述T柱上脱离。
7.一种用于承载物件的出平面运动马达，其特征在于，所述出平面运动马达包括：
基座，具有法线方向；以及
单轴运动马达，具有平行于所述法线方向的运动方向，固定于所述基座上，且包括用以承载并移动所述对象的单轴致动器。
8.如权利要求7所述的出平面运动马达，所述出平面运动马达还包括第二单轴致动器。
9.如权利要求7所述的出平面运动马达，所述出平面运动马达还包括第二单轴致动器、第三单轴致动器、以及第四单轴致动器。
10.如权利要求8所述的出平面运动马达，其中各所述单轴致动器包括具有电子元件的基板。
11.如权利要求10所述的出平面运动马达，其中所述单轴致动器还包括连接于所述基板的致动端部，所述致动端部由所述电子元件驱动以承载并移动所述物件，所述单轴致动器的所述基板具有前表面与后表面，且具有贯通所述前表面与所述后表面的空腔。
12.如权利要求11所述的出平面运动马达，其中所述致动端部为T柱。
13.如权利要求12所述的出平面运动马达，其中所述单轴运动马达还包括主铰链与支点铰链，所述T柱通过所述主铰链与所述支点铰链连接至所述基板，所述支点铰链用以当所述物件与所述T柱之间的连接面有剪切力施加于时，防止所述物件从所述T柱上脱离，且所述单轴致动器还包括梳状驱动电容，所述梳状驱动电容包含固定于所述基板的固定电极结构，以及连接至所述主铰链的可动电极结构。
14.一种用以承载物件的出平面运动马达的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括下列步骤：
提供具有法线方向的基座；
提供单轴运动马达，具有平行于所述法线方向的运动方向，且包括单轴致动器；以及
将所述单轴运动马达固定于所述基座上，使所述单轴致动器承载并移动所述对象。
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