CN113271032A - 自对准竖直梳式驱动组件 - Google Patents

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Abstract

竖直梳式驱动组件可以包括转子组件。转子组件可以包括将转子组件附接到基部的梳锚固部、附接到梳锚固部的梳式转子、以及附接到梳式转子的可移动元件。竖直梳式驱动组件可以包括定子组件。定子组件可以包括将定子组件附接到基部的板锚固部、其中形成梳式定子的板、以及将板附接到板锚固部的板铰接部。板铰接部和板可以被配置为将板从梳式转子和梳式定子都处于第一平面中的第一位置移动到梳式转子处于第一平面中而梳式定子处于第二平面中的第二位置。

Description

自对准竖直梳式驱动组件
技术领域
本公开总体上涉及微机电系统和竖直梳式驱动器。
背景技术
竖直梳式驱动器是一种微机电系统(MEMS)致动器,其使用静电力进行致动。竖直梳式驱动器包括转子和定子,转子包括第一导电梳,定子包括第二导电梳。基于对第一和第二导电梳施加静电力,竖直梳式驱动器的转子相对于定子移动,定子可以是静止的。导电梳可以通过精确校准的间隙保持分离,以使得静电力能够精确地致动导电梳。竖直梳式驱动器可以用于其他MEMS元件的微尺度或纳米尺度控制,例如紧凑光学系统中的MEMS光学元件。
发明内容
根据一些可能的实施方式,竖直梳式驱动组件可以包括转子组件。转子组件可以包括将转子组件附接到基部的梳锚固部、附接到梳锚固部的梳式转子以及附接到梳式转子的可移动元件。竖直梳式驱动组件可以包括定子组件。定子组件可以包括将定子组件附接到基部的板锚固部、其中板形成梳式定子的板以及将板附接到板锚固部的板铰接部。板铰接部和板可以被配置用于将板从第一位置移动到第二位置,其中,在第一位置,梳式转子和梳式定子都在第一平面中,在第二位置,梳式转子在第一平面中,梳式定子在平行于第一平面的第二平面中。
根据一些可能的实施方式,一种方法可以包括向竖直梳式驱动组件施加第一力,以将竖直梳式驱动组件的板从第一位置移动到第二位置,在第一位置中,竖直梳式驱动组件的梳式转子和竖直梳式驱动组件的梳式定子都在第一平面中,在第二位置中,梳式转子在第一平面中,而梳式定子在平行于第一平面的第二平面中,其中,第一位置远离竖直梳式驱动组件的基部,第二位置靠近基部,其中梳式定子由板形成;以及在施加第一力以将板从第一位置移动到第二位置之后,向竖直梳式驱动组件施加第二力,以相对于梳式定子致动梳式转子。
根据一些可能的实施方式,竖直梳式驱动组件可以包括基部组件。基部组件可以包括衬底和设置在衬底上的间隔部。竖直梳式驱动组件可以包括转子组件。转子组件可包括将转子组件附接到间隔部的梳锚固部和附接到梳锚固部的梳式转子,其中梳式转子包括第一组指状物。竖直梳式驱动组件可以包括定子组件。定子组件可以包括将定子组件附接到间隔部的板锚固部、板、将板附接到板锚固部的板铰接部、以及由板形成的梳式定子,其中梳式定子包括与第一组指状物相互作用的第二组指状物。板铰接部和板可以从第一位置移动到第二位置,在第一位置,梳式转子和梳式定子都在第一平面中,在第二位置,梳式转子在第一平面中,而梳式定子在平行于第一平面的第二平面中。
附图说明
图1A和1B是本文所述的示例性自对准竖直梳式驱动组件的示意图。
图2是本文所述的用于制造自对准竖直梳式驱动组件的示例性过程的示意图。
图3是与操作本文所述的自对准竖直梳式驱动组件相关的示例过程的流程图。
具体实施方式
示例实施方式的以下详细描述参考附图。不同附图中相同的附图标记可以标识相同或相似的元件。
如上所述,竖直梳式驱动器可用于微机电系统(MEMS)元件的微或纳米级控制,例如紧凑光学系统中的微机电系统光学元件。为了致动这样的微机电系统元件,竖直梳式驱动器可以向定子梳和转子梳施加静电力来驱动(例如,移动)转子梳。在这种情况下,竖直梳式驱动器的驱动力可以与定子梳和转子梳之间的间隙成反比。换句话说,使定子梳和转子梳之间的间隙最小化增加了可用的驱动力,该驱动力用于驱动连接到竖直梳式驱动器的可移动元件。然而,如果间隙减小至使得定子梳的指状物接触转子梳的指状物,则定子梳的指状物和转子梳的指状物之间的电势相等。这消除了静电力,因此也消除了可用的驱动力。因此,对于竖直梳式驱动器来说,高水平的对准精度是希望的,用以最小化定子梳的指状物和转子梳的指状物之间的间隙,而不会造成定子梳的指状物接触转子梳的指状物。
一种实现梳式驱动器的受控间隙的技术是使用苯并环丁烯(BCB)回流铰接部来将定子指状物与转子指状物分开。然而,使用回流BCB可能导致稳定性差,并且难以制造这种梳式驱动器。另一种实现梳式驱动器的可控间隙的技术是使转子机械变形,然后将转子加热到高于玻璃化转变温度的温度。这导致机械变形成为永久性的。然而,这也可能导致制造这种梳式驱动器的困难,并且可能限制材料选择。例如,利用这种技术,可以仅选择可耐受高于玻璃化转变温度的温度的可移动元件。实现梳式驱动器的受控间隙的另一种技术是在绝缘体上有硅的晶片上使用多个掩模和蚀刻工艺。然而,在这种情况下,多个掩模之间的未对准可能将梳式驱动器可以实现的最小间隙限制为大于阈值的间隙,这可能将驱动力限制为小于阈值的力。
本文描述的一些实施方式提供了一种自对准竖直梳式驱动器。例如,自对准竖直梳式驱动器可以使用铰接板,铰接板包括可与锚固的梳式转子对准的梳式定子。在这种情况下,第一力(例如,可以施加静电力、惯性力、空气动力等)可以施加(例如,临时施加)(例如,在制造期间或使用之前)到自对准竖直梳式驱动器,以移动铰接板,并实现梳齿定子的指状物和梳齿转子的指状物之间期望的分离。板的铰接部可以被配置成使得期望的分离能够是增大的竖直分离,而没有水平方向的位移或者在水平方向上具有非常小的位移。在施加第一力之后,铰接板可以通过铰接板的水平刚度保持就位以抵抗横向位移。在施加第一力之后,铰接板可以通过各种方式保持在适当的位置以抵抗竖直位移,包括表面粘附到自对准竖直梳式驱动器的衬底或基部上。在板已经竖直移位之后,第二力(例如,致动力)可以被施加以相对于梳式定子致动梳式转子(例如,操作设备、围绕转子铰接部的角旋转)。
在一些实施方式中,第一力可以在制造期间或在使用自对准竖直梳式驱动器之前施加,而第二力可以在自对准竖直梳式驱动器的操作期间施加。第一力可以竖直地或法向地施加到板、或板和自对准竖直梳式驱动器的衬底或基部之间。第一力(例如,对准力)可以被施加以使铰接板以对于梳式转子的指状物和梳式定子的相应指状物之间的水平间距的变化最小的情况(例如,小于或等于竖直间距的0.2%)进入平行于梳式转子的位置。在一些实施方式中,静电第一力可以提供比惯性或空气动力的第一力更高程度的可靠性。第二力可以包括任何随后的致动力,可以是静电力,并且可以施加在梳式转子和梳式定子之间。在一些实施例中,第一力和第二力可以以相同的方式施加到相同的结构(例如,施加在梳式转子和梳式定子之间的静电力)。
至少部分地基于使用用于铰接板的铰接部具有横向刚度与竖直刚度的阈值比,由第一力引起的板的位移可以在竖直方向上发生,而在横向方向上没有变化。板铰接部还可以防止板在自对准竖直梳式驱动器的寿命期间的横向位移(例如,作为冲击、振动、重力等的结果)。以这种方式,板铰接部为板提供了一个运动自由度,这使得当指状物由于施加第一力而分离时,能够实现梳式定子和梳式转子的指状物之间小于阈值的间隙变化。在一些实施方式中,板(或其上的指状物)从施加第一力之前的第一位置到施加第一力之后的第二位置的横向变化可以在纳米范围内或更小,小于1微米,或小于或等于竖直间距的0.2%。
此外,至少部分基于使用第一力(例如,静电第一力)以大于100的水平与竖直刚度比来移动板和/或板铰接部,自对准竖直梳式驱动器可以实现更高水平的可靠性,因此,与使用其他不太精确对准、更复杂设计或更受材料限制的技术相比,实现自对准竖直梳式驱动器可以有更大范围的可用材料。此外,至少部分地基于使用单个掩模和蚀刻步骤制造板和梳式转子的结构,随后施加第一力,制造性可以相对于其他技术得到改善。在一些实施方式中,提供围绕板的板铰接部和板锚固部的对称布置可以确保在施加第一力之前板和衬底平行,从而进一步减小板在第一位置和第二位置之间的横向变化。在一些实施方式中,可以保持板的第二位置而不保持第一力。例如,在施加例如静电力移动板之后,另一个力,例如表面附着力、接触附着力等,可以保持板的位置。
图1A-1B是自对准竖直梳式驱动组件100的一个示例的示意图。如图1A-1B所示,自对准竖直梳式驱动组件100包括基部组件110、转子组件120和定子组件130。在一些实施方式中,自对准竖直梳式驱动组件100可以是通信系统、电气系统、光学系统、电光系统、微机电系统、成像系统、感测系统等的组件。
如图1A进一步所示,基部组件110可以包括衬底112、中间层114、间隔部116等等。在一些实施方式中,中间层114可以包括二氧化硅(SiO2)层。在一些实施方式中,间隔部116可以包括凸起结构,以将包括转子组件120和定子组件130的第一平面与第二平面分开,定子组件130的一部分将被移动到的第二平面,以将转子组件120和定子组件130的交叉的指状物分开,如本文更详细描述的。
如图1A进一步所示,转子组件120可包括梳式转子122、转子锚固部124、可移动元件126和转子铰接部128。转子锚固部124可将转子组件120附接到基部组件110(例如,穿过间隔层)或者间隔层的一部分可以形成转子锚固部124的一部分。每个转子锚固部124可以为转子组件120提供相对于基部组件110的锚固点。例如,两个转子锚固部124可以附接到可移动元件126(例如.,通过转子铰接部128),以将可移动元件126悬挂在基部组件110的表面上方(例如,中间层114之上)。在这种情况下,转子铰接部128可以将可移动元件126可移动地附接到转子锚固部124,从而使得梳式转子122能够致动可移动元件126。转子铰接部128可以包括连接在可移动元件126的相对侧和转子锚固部124之间的细长直铰接部,以促使可移动元件126围绕旋转轴旋转,转子锚固部124和转子铰接部128沿着该旋转轴对准。梳式转子122可以附接到可移动元件126上,以致动(施加旋转至)可移动元件126。在一些实施方式中,转子组件120可以包括梳式转子122、转子锚固部124和转子铰接部128的对称布置。如图1A所示,梳式转子122可以包括四个梳,其布置成使得两个梳位于可移动元件126的相对侧,并且使得两个梳位于转子铰接部128的相对侧。在一些实施方式中,可移动元件126可以包括反射镜、光栅、棱镜等。附加地或替代地,可移动元件126可以包括微机电系统元件、电气元件、光学元件、电光元件等。
如图1A进一步所示,定子组件130可以包括板锚固部132、板铰接部134、板136和梳式定子138。板锚固部132可以连接到间隔部116,或者间隔部116可以形成板锚固部132的一部分。板锚固部132可以为板铰接部134提供相对于基部组件110的锚固点。板铰接部134可以将板136连接到板锚固部132。例如,定子组件130可以包括一组板铰接部134(例如,四个板铰接部元件),其布置成围绕板136。在一些实施方式中,所述一组板铰接部134可以围绕板136对称布置。例如,所述一组板铰接部134可以是围绕板136的边缘对称布置的L形板铰接部,以实现竖直位移,同时最小化横向位移。在这种情况下,至少部分基于所述一组板铰接部134对称布置并具有L形,该组板铰接部134可以具有高于阈值的横向刚度与竖直刚度之比,这可以实现竖直运动(例如,在Z轴)并且可以抑制横向移动(例如,在X轴或Y轴)。在一些实施方式中,板136从第一位置到第二位置的横向位移可以在纳米或更小的数量级。在一些实施方式中,板136从第一位置到第二位置的横向位移可以小于1微米。在一些实施方式中,板136从第一位置到第二位置的竖直位移可以在大约1微米和100微米之间。在一些实施方式中,横向位移可以小于竖直移动的1%、0.5%、0.2%等。
在一些实施方式中,梳式定子138和/或梳式转子122由板136形成。例如,如本文更详细描述的,整体的层可以被掩蔽和蚀刻以形成例如定子组件130、转子组件120等等的至少一部分。在一些实施方式中,一组板锚固部132中的每个板锚固部132可以将一组板铰接部134中的相应板铰接部134连接到基部组件110。例如,板锚固部132可以附接到间隔部116,并且可以将定子组件130附接到基部组件110。在一些实施方式中,单个间隔部116可以支撑多个板锚固部132。附加地或替代地,每个板锚固部132可以附接到相应的间隔部116。
在一些实施方式中,自对准竖直梳式驱动组件100可以被配置成实现静电力的阈值水平、接触粘附力的阈值水平等。例如,板136可以具有大约500微米(μm)的边长和大约20微米的厚度,中间层114可以具有2微米的厚度,板铰接部134可以具有0.1每微米微牛顿(μN/微米)的刚度,并且板134可以在10伏(V)的施加电压下移位20微米。在一些实施方式中,板136与例如中间层114的竖直间隔可以在1微米和100微米之间。结果,惯性力可以约为0.1165μN,铰接力可以约为2μN,静电力可以约为421μN。这可能导致静态力(例如,接触粘附力、静电力等)与动态力(例如,弹簧力)的比率大约为199,这提供了高水平的可靠性。在一些实施方式中,静态力与动态力的比可以大于约100、大于约150、大于约200等。这样,自对准竖直梳式驱动组件100可以实现大于阈值水平的可靠性。
如图1B所示,基于在衬底112和板136之间施加电压差,第一力(例如,静电力、惯性力、空气动力等)竖直移动板136和梳式定子138。例如,板136被第一力拉向基部组件110,并且一组板铰接部134导致板136朝向基部组件110竖直移动而不横向移动。这样,该组板铰接部134保持梳式转子122和梳式定子138的指状物之间的对准。在一些实施方式中,第一力移动板136以使板136接触衬底112、中间层114等。例如,板136可以从包括转子组件120的第一平面竖直移动到包括例如中间层114的表面的第二平面。在一些方面,当板136响应于电压的施加而竖直移动至第二平面时,可以移除电压的施加,并且表面附着力或另一个力可以将板136保持在第二平面中。板铰接部134可以提供横向刚度以避免横向运动。在这种情况下,梳式定子138的指状物与梳式转子122的指状物竖直分离,且没有横向位移,从而形成自对准竖直梳式驱动组件100的交错配置。至少部分地基于防止或最小化横向运动,防止梳式定子138的指状物接触梳式转子122的指状物。以这种方式,梳式定子138的指状物可以相对于梳式转子122的指状物制造成具有小于阈值的间隙变化,从而在梳式转子122上实现大于阈值的驱动力,而不会增加指状物接触并消除用于驱动梳式转子122的任何静电力的风险。这样,梳式转子122和梳式定子138可以不需要钝化。
如上所述,提供图1A-1B作为示例。其他示例可能不同于关于图1A-1B所描述的。图1A-1B中所示的部件的数量和布置被提供作为示例。实际上,与图1A-1B中所示的相比,可以具有更多的组件、更少的组件、不同的组件或不同布置的组件。此外,图1A-1B中所示的两个或更多个组件可以在单个组件内实现,或者图1A-1B中所示的单个组件可以实现为多个分布式组件。附加地或替代地,图1A-1B中所示的一组组件(例如,一个或多个组件)可以执行被描述为由图1A-1B所示的另一组组件执行的一个或多个功能。
图2是与制造自对准竖直梳式驱动器相关联的示例过程200的示意图。
如图2所示,过程200可以包括在衬底上设置一层或多层(框210)。例如,在制造期间,沉积设备可以沉积二氧化硅层(例如,中间层114)到衬底(例如,衬底112)上、沉积间隔层(例如,间隔部116)到衬底上或二氧化硅层上,等等。例如,溅射沉积系统可以将二氧化硅、硅等等溅射到绝缘体上硅的衬底上。
如图2中进一步示出的,过程200可以包括限定锚固柱(框220)。例如,在制造期间,蚀刻装置可以蚀刻间隔部以形成用于转子组件(例如,转子组件120)、定子组件(例如,定子组件30)等等的锚固柱(例如,间隔部116、板锚固部132、转子锚固部124等等)。
如图2中进一步所示,过程200可以包括将顶层设置在锚固柱上(框230)。例如,在制造期间,结合装置可以将硅层结合到锚固柱和/或间隔部116。在这种情况下,硅层可用于形成转子组件120、定子组件130等的至少一部分。
如图2进一步所示,过程200可以包括限定顶部结构(框240)。例如,在制造过程中,掩模装置和/或蚀刻装置可以使硅层成形以形成转子组件、定子组件等等。如附图标记242所示,梳式转子(例如,梳式转子122)和/或梳式定子(例如,梳式定子138)由硅层形成。在一些实施方式中,转子锚固部124和/或板锚固部132的一部分也可以由硅层形成。在一些实施方式中,硅层可以使用蚀刻工艺和/或掩模工艺来成形。例如,可以在硅层上沉积掩模,并且可以应用蚀刻工艺来去除硅层的第一部分。在这种情况下,至少部分基于去除硅层的第一部分,硅层的剩余第二部分可以形成例如板铰接部134、板136、梳式定子138、梳式转子122、可移动元件126等。附加地或替代地,可以使用其它工艺来成形硅层,例如切割工艺(例如,激光切割工艺)、沉积工艺等。以这种方式,使用精确的成形工艺来形成用于梳式转子和梳式定子的同一材料层,梳式转子的指状物和梳式定子的指状物之间的间隙可以减小到小于阈值的间隙,例如小于20微米、小于10微米、小于5微米等。通过实现小于阈值的间隙,可以实现更大的驱动力,因为静电驱动力与间隙尺寸成反比。此外,较小的间隙可以在给定的空间量内实现梳中更多数量的指状物,从而实现比用更少的指状物所能实现的驱动力更大的驱动力。在框240所示的配置中,定子组件130(包括板136)与转子组件120处于同一平面,板136处于第一位置。
如图2进一步所示,过程200可以包括分离梳的指状物(框250)。例如,在制造之后或期间,控制装置可以向自对准竖直梳式驱动组件100施加第一力,以将板136和梳式定子138从第一位置移动到第二位置,在第一位置,板136和梳式定子138处于与转子组件120相同的第一平面中,在第二位置,转子组件120保持在第一平面中,而板136和梳式定子138处于不同于第一平面的第二平面中。在一些方面,当板136处于第二位置时,控制装置可以移除第一力,例如静电力,并且另一力,例如表面附着力等,可以将板136保持在第二位置。在施加第一力之后,例如在操作期间,控制装置(例如,相同的控制装置或不同的控制装置)可以施加第二力(例如,另一静电力)来致动自对准竖直梳式驱动组件100。
尽管图2示出了过程200的示例框图,但是在一些实现方式中,过程200可以包括与图2中所描绘的那些框相比更多的框、更少的框、不同的框或者不同排列的框。附加地或替代地,过程200的两个或更多个框可以并行执行。
图3是与操作自对准竖直梳式驱动组件相关联的示例过程300的流程图。在一些实施方式中,图3的一个或多个过程框可以由控制设备来执行。在一些实施方式中,图3的一个或多个过程框可以由与控制设备分离或包括控制设备的另一设备或一组设备来执行。
如图3所示,过程300可以包括施加第一力以移动自对准竖直梳式驱动组件的板(框310)。例如,如上所述,控制装置可以向竖直梳式驱动组件施加第一静电力、第一惯性力、第一空气动力等,以从第一位置移动竖直梳式驱动组件的板至第二位置。在一些实施方式中,在第一位置,竖直梳式驱动组件的梳式转子和竖直梳式驱动组件的梳式定子都处于第一平面。在一些实施方式中,在第二位置,梳式转子处于第一平面中,梳式定子处于平行于第一平面的第二平面中。在一些实施方式中,梳式定子由板形成。在一些实施方式中,控制装置可以保持第一力。例如,控制装置可以保持施加到自对准竖直梳式驱动组件的静电力,以保持板的位置。在一些实施方式中,控制装置可以移除第一力。例如,控制装置可以施加静电力来移动板,此时控制装置可以移除静电力。在这种情况下,另一个力,例如表面附着力,可以保持板的竖直位置。
如图3进一步所示,过程300可以包括施加第二力来致动自对准竖直梳式驱动组件的梳式转子(框320)。例如,如上所述,在施加第一力以将板从第一位置移动到第二位置之后,控制装置可以向竖直梳式驱动组件施加第二力以相对于梳式定子致动梳式转子。在一些实施方式中,第二力是静电力等。
过程300可以包括其它的实施方式,例如下面描述的和/或结合本文别处描述的一个或多个其他过程的任何单个实施方式或实施方式的任何组合。
在第一实施方式中,第一力法向于板。在第二实施方式中,其单独实施或与第一实施方式结合,施加第一力包括将板从第一位置竖直移动到第二位置。在第三实施方式中,其单独实施或与第一和第二实施方式中的一个或多个结合,过程300包括在施加第二力期间,使用接触附着力或第一力中的至少一个将板保持在第二位置。在第四实施方式中,其单独实施或与第一至第三实施方式中的一个或多个结合,板在第二位置与竖直梳式驱动组件的衬底接触。
尽管图3示出了过程300的示例框,但是在一些实现方式中,过程300可以包括与图3中所描绘的那些块相比更多的框、更少的框、不同的框或者不同排列的框。附加地或替代地,过程300的两个或更多个框可以并行地执行。
前述公开内容提供了说明和描述,但不旨在穷举或将实施方式限制到所公开的精确形式。可以根据上述公开内容进行修改和变化,或者可以从实施方式的实践中获得修改和变化。此外,这里描述的任何实施方式可以被组合,除非前述公开明确地提供了一个或多个实施方式不可组合的理由。
本文结合阈值描述了一些实现。如这里所使用的,根据上下文,满足阈值可以指大于阈值、多于阈值、高于阈值、大于或等于阈值、小于阈值、少于阈值、低于阈值、小于或等于阈值、等于阈值等的值。这取决于上下文。
即使特征的特定组合在权利要求中被引用和/或在说明书中被公开,这些组合并不旨在限制各种实施方式的公开。事实上,这些特征中的许多可以以权利要求中没有具体叙述和/或说明书中没有公开的方式进行组合。尽管列出的每个从属权利要求可以直接依赖于仅一个权利要求,但是各种实施方式的公开包括每个从属权利要求与权利要求书中的每个其他权利要求的组合。
除非明确说明,否则这里使用的元件、动作或指令不应被解释为关键或必要的。此外,如本文所用,冠词“一”和“一个”旨在包括一个或多个项目,并且可以与“一个或多个”互换使用此外;如本文所用,冠词“该”旨在包括与冠词“该”相关联的一个或多个项目,并且可以与“该一个或多个”互换使用此外;如本文所用,术语“一组”旨在包括一个或多个项目(例如,相关项目、不相关项目、相关和不相关项目的组合等),并且可以与“一个或多个”互换使用。当只打算使用一个项目时,使用短语“仅一个”或类似的语言。此外,如这里所使用的,术语“具有”、“包括”、“由…包含”等意在是开放式术语。此外,短语“基于”旨在表示“至少部分基于”,除非另有明确说明。此外,如本文所用,术语“或”在串联使用时旨在包括在内,并且可以与“和/或”互换使用,除非另有明确说明(例如,如果与“任一”或“仅其中之一”结合使用)。此外,为了便于描述,这里可以使用空间上相对的术语,例如“下”、“下面”、“上”、“上面”等,来描述一个元件或特征与图中所示的另一个元件或特征的关系。除了附图中描述的方位之外,空间相关的术语旨在包括使用或操作中的设备、装置和/或元件的不同方位。该设备可以以其他方式定向(旋转90度或其他方向),并且这里使用的空间相对描述符同样可以相应地解释。
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2020年1月30日提交的、题为“SELF-ALIGNED VERTICAL COMBDRIVER”的美国临时专利申请第62/967930号的优先权。该在先申请的公开内容被认为是本专利申请的一部分,并通过引用合并到本专利申请中。

Claims (22)

1.一种竖直梳式驱动组件,包括:
转子组件,包括:
梳锚固部,其将转子组件附接到基部;
梳式转子,其附接到梳锚固部,和
可移动元件,其附接到梳式转子;以及
定子组件,包括:
板锚固部,其将定子组件附接到基部;
板,其中所述板形成由所述板形成的梳式定子,以及
板铰接部,其将所述板连接到板锚固部,并且
其中,所述板铰接部被配置为用于将所述板从第一位置移动到第二位置,
其中,在第一位置,梳式转子和梳式定子都在第一平面中,在第二位置,梳式转子在第一平面中,而梳式定子在平行于第一平面的第二平面中。
2.根据权利要求1所述的竖直梳式驱动组件,进一步包括:
基部组件,包括:
基部,其中所述基部是衬底;和
设置在所述衬底上的间隔部。
3.根据权利要求2所述的竖直梳式驱动组件,进一步包括:
设置在所述衬底和所述间隔部之间的二氧化硅层。
4.根据权利要求1所述的竖直梳式驱动组件,其中,所述转子组件和所述定子组件由同一材料层形成。
5.根据权利要求1所述的竖直梳式驱动组件,其中,所述板铰接部被配置为向所述板提供一个运动自由度。
6.根据权利要求1所述的竖直梳式驱动组件,其中,所述板从第一位置到第二位置的横向变化小于或等于第一位置和第二位置之间的竖直间距的0.2%。
7.根据权利要求1所述的竖直梳式驱动组件,其中,所述梳式转子包括第一组指状物,所述梳式定子包括第二组指状物,所述第二组指状物可在第二位置与所述第一组指状物对准。
8.根据权利要求1所述的竖直梳式驱动组件,其中,所述板通过与所述基部的接触附着力保持在第二位置。
9.根据权利要求1所述的竖直梳式驱动组件,其中,在第二位置,第一组指状物和第二组指状物之间的间隙小于5微米。
10.根据权利要求1所述的竖直梳式驱动组件,其中,所述板相对于板铰接部和板锚固部对称。
11.根据权利要求1所述的竖直梳式驱动组件,其中,在第二位置,第一组指状物和第二组指状物之间的间隙小于10微米。
12.一种方法,包括:
向竖直梳式驱动组件施加第一力,以将竖直梳式驱动组件的板从第一位置移动到第二位置,在第一位置,竖直梳式驱动组件的梳式转子和竖直梳式驱动组件的梳式定子均在第一平面中,在第二位置,梳式转子在第一平面中,而梳式定子在平行于第一平面的第二平面中,
其中,第一位置远离竖直梳式驱动组件的基部,第二位置靠近基部,
其中,所述梳式定子由所述板形成;以及
在施加第一力将所述板从第一位置移动到第二位置之后,向竖直梳式驱动组件施加第二力,以相对于梳式定子致动梳式转子。
13.根据权利要求11所述的方法,其中,向所述竖直梳式驱动组件施加第一力移动所述板包括向所述竖直梳式驱动组件施加静电力。
14.根据权利要求11所述的方法,进一步包括:
通过连接在所述板和基部之间的板铰接部,限制所述板的横向运动;以及
设置所述板铰接部具有横向刚度与竖直刚度的阈值比。
15.根据权利要求11所述的方法,进一步包括:
使用接触附着力、表面附着力或静电力中的至少一个将所述板保持在第二位置。
16.根据权利要求11所述的方法,其中,所述板在第二位置与所述竖直梳式驱动组件的基部接触。
17.一种竖直梳式驱动组件,包括:
基部组件,包括:
衬底和设置在衬底上的间隔部;
转子组件,包括:
梳锚固部,其将转子组件附接到间隔部,
梳式转子,其附接到梳锚固部,
其中,所述梳式转子包括第一组指状物;和
定子组件,包括:
板锚固部,其将定子组件附接到间隔部,
板,
板铰接部,其将板连接到板锚固部,
由所述板形成的梳式定子,
其中,梳式定子包括与第一组指状物相互作用的第二组指状物,
其中,所述板铰接部和所述板能够从第一位置移动到第二位置,在第一位置,梳式转子和梳式定子均在第一平面内,在第二位置,梳式转子在第一平面内,而梳式定子在平行于第一平面的第二平面内。
18.根据权利要求17所述的竖直梳式驱动组件,其中,所述板铰接部包括:
至少一个第一铰接元件,其附接到所述板锚固部的至少一个对应的板锚固部元件,并附接到所述板的第一边缘;和
至少一个第二铰接元件,其附接到所述板锚固部的至少一个对应的板锚固部元件,并附接到所述板的第二边缘。
19.根据权利要求17所述的竖直梳式驱动组件,其中,所述板铰接部包括一组四个板铰接部元件,所述四个板铰接部元件围绕所述板,并为所述板提供一个运动自由度。
20.根据权利要求17所述的竖直梳式驱动组件,还包括可移动元件,所述可移动元件是以下至少一个:
微机电系统,
电气元件,
光学元件,或
电光元件。
21.根据权利要求17所述的竖直梳式驱动组件,其中,所述可移动元件与系统的至少一个其他元件对准,其中所述系统是以下至少一个:
微机电系统,
通信系统,
光学系统,
电气系统,
电光系统,
传感系统,或
成像系统。
22.根据权利要求17所述的竖直梳式驱动组件,其中,所述板从第一位置到第二位置的位置横向变化小于所述板从第一位置到第二位置的竖直间距的0.2%。
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