CN114057153A - 致动器及其形成方法和驱动方法、以及电子设备 - Google Patents

致动器及其形成方法和驱动方法、以及电子设备 Download PDF

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CN114057153A CN202010792610.5A CN202010792610A CN114057153A CN 114057153 A CN114057153 A CN 114057153A CN 202010792610 A CN202010792610 A CN 202010792610A CN 114057153 A CN114057153 A CN 114057153A
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Abstract

一种致动器及其形成方法和驱动方法、以及电子设备,致动器包括:位移模块,包括:锁位机构,具有移动端和固定端;拨动机构,一端与锁位机构的移动端相连;固定台,固定于拨动机构靠近锁位机构的两侧,固定台与锁位机构的固定端连接;伸缩结构,位于拨动机构两侧且与固定台对应设置,伸缩结构的一端与固定台连接,另一端与拨动机构远离固定台的一端相连;步进轨道,与拨动机构远离锁位机构的一端相啮合;其中,锁位机构包括分别位于步进轨道两侧的上提机构和下拉机构,步进轨道具有与上提位移模块相对的第一轮齿和与下拉位移模块相对的第二轮齿,第一轮齿和第二轮齿的齿距不同;本发明提供的致动器具有行程大、移动精度高的优点。

Description

致动器及其形成方法和驱动方法、以及电子设备
技术领域
本发明涉及半导体领域,尤其涉及一种致动器及其形成方法和驱动方法、以及电子设备。
背景技术
随着数码摄像机、数码照相机、平板电脑或智能手机等电子终端的飞速发展,电子终端给用户的生活、工作、娱乐等方面提供了越来越多的帮助。其中,拍摄功能已成为电子终端不可或缺的一部分,而且随着人们生活品质的提高,人们对拍摄效果的要求越来越高,因此,拍摄过程中的对焦效果也越来越重要。
在一些电子终端中,通常需要让其中的某些部件发生平移或者拉伸,从而实现某些特殊功能,例如:实现光学防抖(Optical image stabilization,OIS)、图像超分辨率重建技术等。
光学防抖是依靠特殊的镜头或者感光元件最大程度的降低操作者在使用过程中由于抖动或者物体发生移动造成影像不稳定。目前一种光学防抖技术通常是在镜头内的陀螺仪侦测到微小的移动,并且会将信号传至微处理器立即计算需要补偿的位移量,然后通过补偿镜片组,根据抖动方向及位移量加以补偿,从而有效的克服因相机的振动产生的影像模糊。
还有一些光学防抖技术是在一些具有镜头模组的摄像机、照相机和手机等各种电子终端中,通常会通过VCM马达(Voice Coil Actuator/Voice Coil Motor,音圈马达)等驱动机构来使得可移动透镜在光轴方向上位移以聚焦或变焦,或者,在垂直于光轴方向的方向上位移以防止光学抖动。
图像超分辨率重建技术是利用一组低质量、低分辨率图像(或运动序列)来产生单幅高质量、高分辨率的图像。图像超分辨率重建应用领域及其宽广,在军事、医学、公共安全、计算机视觉等方面都存在着重要的应用前景。在计算机视觉领域,图像超分辨率重建技术有可能使图像实现从检出水平向识别水平的转化,或更进一步实现向细辨水平的转化例。
发明内容
本发明实施例解决的问题是提供一种致动器及其形成方法和驱动方法、以及电子设备,使致动器具有行程大、移动精度高的优点。
为解决上述问题,本发明实施例提供一种致动器,包括:基板;位移模块,包括:锁位机构,包括悬置于所述基板上的移动端和固定于所述基板上的固定端;悬置于所述基板上的拨动机构,所述拨动机构的一端与所述锁位机构的移动端相连;固定台,固定于所述拨动机构靠近锁位机构的两侧的基板上,所述固定台与所述锁位机构的固定端连接;伸缩结构,设置于所述拨动机构两侧的基板上且与所述固定台对应设置,所述伸缩结构的一端与所述固定台连接,另一端与所述拨动机构远离所述固定台的一端相连,所述伸缩结构在通电状态下能够伸长或压缩;步进轨道,悬置于所述基板上,所述步进轨道与所述拨动机构远离所述锁位机构的一端相啮合,所述步进轨道的延伸方向与所述伸缩结构的伸缩方向相垂直;其中,所述锁位机构包括位于所述步进轨道一侧的上提机构和位于所述步进轨道另一侧的下拉机构,与所述上提机构对应的位移模块为上提位移模块,与所述下拉机构对应的位移模块为下拉位移模块;所述步进轨道具有与所述上提位移模块相对的第一轮齿和与下拉位移模块相对的第二轮齿,所述第一轮齿和第二轮齿的齿距不同。
相应的,本发明实施例还提供一种致动器的形成方法,包括:提供基板,所述基板包括锁位区、固定台区、拨动区、伸缩区以及轨道区,所述拨动区位于所述锁位区的一侧且与所述固定台区相间隔,所述伸缩区位于所述拨动区的两侧,所述固定台区位于所述拨动区靠近锁位区一端的两侧且与所述伸缩区相对应,所述轨道区位于所述伸缩区远离锁位区的一侧;在所述基板上形成第一柱体,所述第一柱体分立于所述锁位区、固定台区和伸缩区;在所述第一柱体露出的所述基板上形成第一牺牲层;在所述第一柱体上以及第一牺牲层上形成第二柱体;其中,位于所述锁位区的第一柱体和第二柱体用于构成锁位机构,包括移动端和固定端,所述移动端与所述基板之间还具有第一牺牲层;所述拨动区中,位于所述第一牺牲层上的第二柱体用于构成拨动机构,所述拨动机构的一端与锁位机构的移动端连接;所述固定台区中,所述第一柱体和位于所述第一柱体上的第二柱体用于作为固定台;位于所述伸缩区的所述第一柱体和第二柱体作为伸缩结构,所述伸缩结构的一端与所述固定台连接,另一端与所述拨动机构远离固定台的一端连接;所述锁位机构与对应的拨动机构、固定台和伸缩结构构成位移模块,所述锁位机构包括位于轨道区一侧的上提机构和位于轨道区另一侧的下拉机构,与所述上提机构对应的位移模块为上提位移模块,与所述下拉机构对应的位移模块为下拉位移模块;在所述轨道区的第一牺牲层上方的第二柱体上形成第三柱体,所述轨道区中,所述第二柱体和第二柱体上的第三柱体用于作为步进轨道,所述步进轨道与拨动机构远离锁位机构的一端相啮合,所述步进轨道的延伸方向与伸缩结构的伸缩方向垂直,所述步进轨道具有与上提位移模块相对的第一轮齿和与下拉位移模块相对的第二轮齿,所述第一轮齿和第二轮齿的齿距不同;形成所述第三柱体后,去除所述第一牺牲层,使所述锁位机构的移动端、拨动机构和步进轨道悬置于所述基板上。
相应的,本发明实施例还提供一种致动器的驱动方法,包括:执行初始驱动处理,使所述致动器处于浮接状态,所述伸缩结构处于初始状态,所述拨动机构与所述步进轨道相啮合;在所述初始驱动处理后,对所述位移模块执行一次或多次位移处理,所述位移处理包括:拨动步骤,用于使所述拨动机构一侧的伸缩结构相对于初始状态伸长,以及用于使所述连接臂另一侧的伸缩结构相对于初始状态压缩,位于所述拨动机构两侧的伸缩结构驱动所述拨动机构发生偏转,所述拨动机构驱动所述步进轨道产生位移;回位步骤,用于在所述拨动步骤后,使所述拨动机构回到非偏转状态,并与产生位移后的步进轨道相啮合。
相应的,本发明实施例还提供一种电子设备,包括:被移动部件;本发明实施例提供的致动器,用于移动所述被移动部件。
与现有技术相比,本发明的技术方案具有以下优点:
本发明实施例提供的致动器在工作时,执行一次或多次位移处理,所述位移处理包括依次进行的拨动步骤和回位步骤,在拨动步骤中,所述拨动机构一侧的伸缩结构相对于初始状态伸长,另一侧的伸缩结构相对于初始状态压缩,位于所述拨动机构两侧的伸缩结构伸缩状态差异驱动所述拨动机构发生偏转,所述拨动机构与步进轨道相啮合,从而能够驱动步进轨道产生位移;在回位步骤中,所述拨动机构回到非偏转状态并与产生位移后的步进轨道相啮合,从而将步进轨道锁定在产生位移后的新位置;本发明实施例通过一次的位移处理,能够将所述拨动机构的偏转转变成步进轨道的微小位移,通过重复多次的位移处理,能够使拨动机构周期性的发生偏转,从而将步进轨道多次产生的微小位移累积成较大的位移,相应实现步进轨道的步进式驱动,且拨动机构的单次偏转所引起步进轨道的移动步长小;因此,本发明实施例提供的致动器具有行程大、移动精度高的优点,当应用于光学防抖时,有利于提高光学防抖的有效性和精确性,还有利于实现超分辨,且本发明提供的致动器适用于半导体工艺制造,还有利于实现批量化生产、较低成本和较高的集成度。
而且,所述锁位机构包括位于所述步进轨道一侧的上提机构和位于所述步进轨道另一侧的下拉机构,与所述上提机构对应的位移模块为上提位移模块,与所述下拉机构对应的位移模块为下拉位移模块;所述步进轨道具有与所述上提位移模块相对的第一轮齿和与下拉位移模块相对的第二轮齿,所述第一轮齿和第二轮齿的齿距不同;在致动器工作时,对所述上提位移模块执行一次或多次位移处理,所述步进轨道沿第一方向产生位移,在对所述上提位移模块执行一次或多次位移处理后,对所述下拉位移模块执行一次或多次位移处理,所述步进轨道沿第二方向产生位移,当所述第二方向与所述第一方向相反时,所述步进轨道移动的距离为两次位移量之差,进而有利于使所述步进轨道发生更微小的位移,有利于进一步提高所述步进轨道产生位移的精确度。
此外,通过使所述第一轮齿的齿距和第二轮齿的齿距不同,以使所述步进轨道发生更微小的位移,与轮齿的间距相同且通过使齿距具有较小的尺寸以使步进轨道发生更小的位移相比,本发明实施例对第一轮齿的齿距和第二轮齿的齿距的尺寸要求更低,第一轮齿的齿距和第二轮齿的齿距能够具有更大的尺寸,从而有利于降低对步进轨道的轮齿的制造工艺的要求,提高步进轨道的制造工艺友好度。
可选方案中,所述上提位移模块为多组,所述下拉位移模块也为多组,也就是说,位于所述步进轨道同一侧的所述位移模块均为多组,在执行位移处理的过程中,所述拨动步骤用于使多组所述位移模块中的拨动机构同时发生偏转,以驱动所述步进轨道产生位移,有利于提高对步进轨道的驱动力,从而提高致动器的工作效率;而且,在执行拨动步骤后,依次分别对多组的位移模块执行回位步骤,能够先使部分的位移模块中的拨动机构与产生位移后的步进轨道相啮合,从而利用部分的位移模块将步进轨道锁位在发生位移后的新位置,之后再对剩余的位移模块执行回位步骤,使剩余的位移模块中的拨动机构与产生位移后的步进轨道相啮合,相应能够实现对步进轨道的始终锁位、防止步进轨道发生反向位移,进而提高步进轨道发生移动的稳定性,相应提高致动器的可靠性和稳定性,有利于对被移动部件发生位移的精确控制。
附图说明
图1至图4是本发明致动器一实施例的结构示意图;
图5至图14是本发明致动器的形成方法一实施例中各步骤对应的局部剖面结构示意图;
图15是本发明致动器的驱动方法一实施例的流程图;
图16是图15中的位移处理一实施例的流程图;
图17是本发明电子设备一实施例的示意图。
具体实施方式
目前的静电MEMS致动器通常只能实现单步驱动,单步驱动可以实现精确控制驱动步长,有些大行程静电MEMS可以通过控制静电大小控制吸合部分情况,进而粗略控制吸合距离,但不能精确控制,许多应用场景需要精确的步进式驱动,最终累计成大行程。静电驱动很难完成行程步进驱动功能。
由背景技术可知,目前大行程的主要技术为音圈马达。音圈马达(Voice CoilActuator/Voice Coil Motor),是一种将电能转化为机械能的装置,并实现直线型及有限摆角的运动,音圈马达利用来自永久磁钢的磁场与通电线圈导体产生的磁场中磁极间的相互作用产生有规律的运动。
音圈马达的优点是固定的磁铁系统可以比较大,因而可以得到较强的磁场;缺点是音圈输电线处于运动状态,容易出现断路的问题。同时由于可运动的支承,运动部件和环境的热接触很恶劣,音圈产生的热量会使运动部件的温度升高,导致致动器的性能较差。
为了解决所述技术问题,本发明实施例提供的致动器在工作时,通过一次的位移处理,能够将所述拨动机构的偏转转变成步进轨道的微小位移,通过重复多次的位移处理,能够使拨动机构周期性的发生偏转,从而将步进轨道多次产生的微小位移累积成较大的位移,相应实现步进轨道的步进式驱动,且拨动机构的单次偏转所引起步进轨道的移动步长小;因此,本发明实施例提供的致动器具有行程大、移动精度高的优点,当应用于光学防抖时,有利于提高光学防抖的有效性和精确性,还有利于实现超分辨,且本发明实施例提供的致动器适用于半导体工艺制造,还有利于实现批量化生产、较低成本和较高的集成度。
而且,所述锁位机构包括位于所述步进轨道一侧的上提机构和位于所述步进轨道另一侧的下拉机构,与所述上提机构对应的位移模块为上提位移模块,与所述下拉机构对应的位移模块为下拉位移模块;所述步进轨道具有与所述上提位移模块相对的第一轮齿和与下拉位移模块相对的第二轮齿,所述第一轮齿和第二轮齿的齿距不同;在致动器工作时,对所述上提位移模块执行一次或多次位移处理,所述步进轨道沿第一方向产生位移,在对所述上提位移模块执行一次或多次位移处理后,对所述下拉位移模块执行一次或多次位移处理,所述步进轨道沿第二方向产生位移,当所述第二方向与所述第一方向相反时,所述步进轨道移动的距离为两次位移量之差,进而有利于使所述步进轨道发生更微小的位移,有利于进一步提高所述步进轨道产生位移的精确度。
此外,通过使所述第一轮齿的齿距和第二轮齿的齿距不同,以使所述步进轨道发生更微小的位移,与轮齿的间距相同且通过使齿距具有较小的尺寸以使步进轨道发生更小的位移相比,本发明实施例对第一轮齿的齿距和第二轮齿的齿距的尺寸要求更低,第一轮齿的齿距和第二轮齿的齿距能够具有更大的尺寸,从而有利于降低对步进轨道的轮齿的制造工艺的要求,提高步进轨道的制造工艺友好度。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
图1至图4是本发明致动器一实施例的结构示意图。其中,图1和图3为俯视图,图2为图1中的拨动机构的局部放大图,图4为图3在B-B位置处的局部剖面结构示意图。
所述致动器包括:基板116;位移模块400,包括:锁位机构(未标示),包括悬置于所述基板116上的移动端(未标示)和固定于所述基板116上的固定端(未标示);悬置于所述基板116上的拨动机构(未标示),所述拨动机构的一端与所述锁位机构的移动端相连;固定台101,固定于所述拨动机构靠近锁位机构的两侧的基板上,所述固定台101与所述锁位机构的固定端连接;伸缩结构105,设置于所述拨动机构两侧的基板116上且与所述固定台101对应设置,所述伸缩结构105的一端与所述固定台101连接,另一端与所述拨动机构远离所述固定台101的一端相连,所述伸缩结构105在通电状态下能够伸长或压缩;步进轨道106,悬置于所述基板116上,所述步进轨道106与所述拨动机构远离所述锁位机构的一端相啮合,所述步进轨道106的延伸方向与所述伸缩结构105的伸缩方向相垂直;其中,所述锁位机构包括位于所述步进轨道106一侧的上提机构和位于所述步进轨道106另一侧的下拉机构,与所述上提机构对应的位移模块400为上提位移模块400a,与所述下拉机构对应的位移模块400为下拉位移模块400b;所述步进轨道106具有与所述上提位移模块400a相对的第一轮齿108a和与下拉位移模块400b相对的第二轮齿108b,所述第一轮齿108a和第二轮齿108b的齿距不同。
在致动器工作时,执行一次或多次位移处理,所述位移处理包括依次进行的拨动步骤和回位步骤,在拨动步骤中,所述拨动机构一侧的伸缩结构105相对于初始状态伸长,另一侧的伸缩结构105相对于初始状态压缩,位于所述拨动机构两侧的伸缩结构105的伸缩状态差异驱动拨动机构发生偏转,所述拨动机构远离锁位机构的一端与步进轨道106相啮合,从而能够驱动步进轨道106产生位移;在回位步骤中,所述拨动机构回到非偏转状态并与产生位移后的步进轨道106相啮合,从而将步进轨道106锁定在产生位移后的新位置;通过一次位移处理,能够将拨动机构的偏转转变成步进轨道106的微小位移,通过重复多次的位移处理,能够使拨动机构周期性的发生偏转,从而将步进轨道106多次产生的微小位移累积成较大的位移,相应实现步进轨道106的步进式驱动,且拨动机构单次偏转所引起的步进轨道106的移动步长小;因此,本发明提供的致动器具有行程大、移动精度高的优点,当应用于光学防抖时,有利于提高光学防抖的有效性和精确性,还有利于实现超分辨,且本发明提供的致动器适用于半导体工艺制造,还有利于实现批量化生产、较低成本和较高的集成度。
在致动器工作过程中,所述基板116为步进轨道106提供移动平台。
本实施例中,基板116的材料可以是以下所提到的材料中的至少一种:硅、锗、锗硅、碳硅、碳锗硅、砷化铟、砷化镓、磷化铟或者其它III/V族化合物半导体,还包括这些半导体构成的多层结构等,或者为绝缘体上硅、绝缘体上层叠硅、绝缘体上层叠锗化硅、绝缘体上锗化硅以及绝缘体上锗,或者还可以为双面抛光硅片,也可为氧化铝等的陶瓷基底、石英或玻璃基底等。基板116的材料为半导体工艺中常用的材料,从而使得基板116的制造工艺能够与半导体工艺相兼容。
所述位移模块400用于驱动所述步进轨道106发生位移。
本实施例中,所述上提位移模块400a为多组,所述下拉位移模块400b也为多组,也就是说,位于所述步进轨道106同一侧的所述位移模块400均为多组,在执行位移处理的过程中,所述拨动步骤用于使多组所述位移模块400中的拨动机构同时发生偏转,以驱动所述步进轨道106产生位移,有利于提高对步进轨道106的驱动力,从而提高致动器的工作效率。
而且,在执行拨动步骤后,依次分别对多组的位移模块400执行回位步骤,能够先使部分的位移模块400中的拨动机构与产生位移后的步进轨道106相啮合,从而利用部分的位移模块400将步进轨道106锁定在发生位移后的新位置,之后再对剩余的位移模块400执行回位步骤,使剩余的位移模400块中的拨动机构与产生位移后的步进轨道106相啮合,相应能够实现对步进轨道106的始终锁位、防止步进轨道104发生反向位移,进而提高步进轨道106发生移动的稳定性,相应提高致动器的可靠性和稳定性,有利于对被移动部件发生位移的精确控制。
作为一种示例,位于所述步进轨道106同一侧的位移模块400为两组,即所述上提位移模块400a为两组,下拉位移模块400b也为两组。
所述锁位机构的移动端能够带动所述拨动机构朝远离或靠近所述步进轨道106的方向移动,从而使所述拨动机构与步进轨道106脱离开或相啮合。所述锁位机构的固定端用于在移动端发生移动时,对移动端起到支撑的作用。
本实施例中,锁位机构包括位于步进轨道106一侧的上提机构和位于步进轨道106另一侧的下拉机构。在对上提位移模块400a执行位移处理时,所述下拉机构的移动端能够带动下拉位移模块400b的拨动机构,朝远离步进轨道106的方向移动,从而使下拉位移模块400b的拨动机构脱离开所述步进轨道106,防止下拉位移模块400b对上拉位移模块400a驱动步进轨道106发生位移产生干扰。同样的,在对下拉位移模块400b执行位移处理时,上提机构的移动端也能够带动上提位移模块400a的拨动机构,朝远离步进轨道106的方向移动,使上提位移模块400a中的拨动机构脱离开步进轨道106,防止上提位移模块400a的拨动机构对下拉位移模块400b驱动步进轨道106发生位移产生干扰。
本实施例中,所述锁位机构为锁位电容102,包括相对设置的锁位电极21和吸合电极22,所述移动端为所述吸合电极22沿延伸方向的第一端,所述固定端为所述吸合电极22沿延伸方向的第二端。在其他实施例中,所述锁位机构还能够为压电元件,在通电状态下,所述压电元件的移动端能够发生翘曲,相应能够带动所述拨动机构朝远离或靠近所述步进轨道的方向移动。在另一些实施例中,锁位机构还能够为其他能够发生移动的部件,例如:弹簧。
所述锁位电极21为固定的电极,吸合电极22为能够移动的电极。所述锁位电极21固定于所述基板116上,吸合电极22悬置于基板116上。
在所述锁位电极21和吸合电极22之间具有静电吸引力时,吸合电极22的第二端能够向所述锁位电极21靠拢;在所述吸合电极22和锁位电极21之间不具有静电吸引力或者具有静电排斥力时,吸合电极22能够远离锁位电极21。
锁位电极21和吸合电极22的材料为导电材料。具体地,本实施例中,锁位电极21和吸合电极22的材料为掺杂有导电离子的半导体材料。其中,所述半导体材料包括以下材料中的至少一种:硅、锗、锗硅、碳硅、碳锗硅、砷化铟、砷化镓、磷化铟或者其它III/V族化合物半导体。所述锁位电极21和吸合电极22的材料为半导体工艺中常用的材料,从而使得锁位电极21和吸合电极22的制造工艺能够与半导体工艺相兼容。在其他实施例中,锁位电极和吸合电极的材料还可以为金属材料,例如:铝、铜或钨等。
本实施例中,所述吸合电极22为能够发生变形的部件,从而使所述吸合电极22的第二端能够向所述锁位电极21靠拢或远离所述锁位电极21,而且,在当位于所述拨动机构两侧的伸缩结构105的伸缩状态差异驱动拨动机构发生偏转时,所述拨动机构与吸合电极22相连,吸合电极22也能够发生一定的变形,以保证拨动机构能够驱动步进轨道106产生位移。具体地,所述吸合电极22可以为线型结构。本实施例中,所述吸合电极22为长宽比较大的结构,从而使得所述吸合电极22能够发生变形。
本实施例中,与下拉机构对应的锁位电容102为下拉电容102b,与上提机构对应的锁位电容102为上提电容102a。本实施例中,上提位移模块400a和下拉位移模块400a均为两组,上提电容102a和下拉电容102b的数量均为两个。
拨动机构用于在其两侧的伸缩结构105的伸缩量具有差异时发生偏转,且拨动机构远离所述锁位机构的一端与步进轨道106相啮合,从而发生偏转的拨动机构能够驱动步进轨道106产生位移。
本实施例中,所述拨动机构包括:与所述锁位机构对应的连接臂103,连接臂103的一端与所述移动端连接;拨杆104,位于所述连接臂103远离所述锁位机构的一端并与所述连接臂103相连,所述拨杆104与所述步进轨道106相啮合。具体地,连接臂103的一端与所述吸合电极22连接。
本实施例中,连接臂103用于连接拨杆104和吸合电极22。具体地,连接臂103为能够发生变形的柔性部件,当位于所述连接臂103一侧的所述伸缩结构105相对于初始状态伸长,另一侧的所述伸缩结构105相对于初始状态压缩,驱动所述拨杆104发生偏转时,与所述拨杆104相连的连接臂103也能够随之发生扭转,从而保证所述拨杆104能够驱动步进轨道106产生位移;由于所述连接臂103具有柔性,连接臂103能够在回位步骤中恢复到非偏转状态,从而为执行下一次的位移处理做准备。
所述连接臂103与所述锁位机构相对应是指:所述连接臂103与锁位机构一一对应,每一个锁位机构中的移动端均对应有一个与之相连的连接臂103。具体地,所述连接臂103与锁位电容102一一对应。
本实施例中,所述上提位移模块400a和下拉位移模块400b均为两组,位于所述步进轨道106同一侧的连接臂103的数量也为两个,分别为连接臂103a和连接臂103b。
在致动器处于浮接(Floating)状态时,所述连接臂103的延伸方向垂直于步进轨道106的延伸方向。在拨动步骤中,所述连接臂103能够在平行于基板116的平面上向连接臂103的任一侧翘曲。
本实施例中,所述连接臂103的材料包括以下材料中的至少一种:铝、铜、钨、硅、多晶硅、锗、锗硅、碳硅、碳锗硅、砷化铟、砷化镓、磷化铟或者其它III/V族化合物半导体。所述连接臂103的材料为半导体工艺中常用的材料,从而能够和半导体制造工艺相兼容。
所述拨杆104与步进轨道106相啮合,用于将连接臂103两侧的伸缩结构105的伸缩量的差值,转化为步进轨道106的位移。拨杆104具有一定的刚性和机械强度,从而在拨杆104发生偏转时,能够对步进轨道106产生作用力,进而驱动步进轨道106产生位移。
在致动器工作时,拨动步骤用于使所述连接臂103一侧的伸缩结构105相对于初始状态伸长,使同一所述连接臂103另一侧的伸缩结构105相对于初始状态压缩,同一所述连接臂103两侧的伸缩结构105伸缩量的差异,能够使得连接臂103朝向发生收缩的伸缩结构105一侧翘曲,从而驱动拨杆104发生顺时针偏转或逆时针偏转,相应能够驱动所述步进轨道106在沿其延伸方向上朝第一方向或第二方向发生移动。其中,所述第一方向与第二方向相反。
作为一种示例,所述拨动机构中与所述连接臂103对应的拨杆104的数量为两个,两个拨杆104呈分叉状,分别与位于连接臂103两侧的伸缩结构105对应设置。相应地,本实施例中,一个所述连接臂103与两个拨杆104相对应。
两个所述拨杆104呈分叉状,从而有利于保证与固定台101和拨杆104相连的伸缩结构106发生收缩的方向能够与步进轨道106延伸方向垂直,在拨动步骤中,位于拨动机构两侧的伸缩结构105的伸缩量的差异能够使拨杆104对步进轨道106的驱动力最大化,相应提高驱动步进轨道106产生位移的效率和驱动力。本实施例中,在浮接状态下,两个拨杆104关于连接臂103对称设置。
本实施例中,所述拨杆104的材料包括以下材料中的至少一种:铝、铜、钨、硅、多晶硅、锗、锗硅、碳硅、碳锗硅、砷化铟、砷化镓、磷化铟或者其它III/V族化合物半导体。
在致动器工作时,所述固定台101用于为伸缩结构105发生伸缩提供支撑的作用。本实施例中,所述固定台101位于所述连接臂103的两侧,与所述拨杆104对应设置,从而保证位于连接臂103两侧的每个伸缩结构105都有与之相连的固定台101和拨杆104。
本实施例中,所述固定台101的材料包括以下材料中的至少一种:硅、锗、锗硅、碳硅、碳锗硅、砷化铟、砷化镓、磷化铟或者其它III/V族化合物半导体。
本实施例中,步进轨道106同一侧的相邻两个位移模块400的固定台101固定连接,步进轨道106同一侧的相邻两个位移模块400中锁位机构的固定端也与固定台101固定连接。具体地,本实施例中,步进轨道106同一侧的相邻两个位移模块400的固定台101为一体型结构,从而提高固定台101的稳固性。
在致动器工作时,所述拨动机构一侧的伸缩结构105相对于初始状态伸长,另一侧的伸缩结构105相对于初始状态压缩,所述拨动机构两侧的伸缩结构105伸缩状态的差异能够为拨动机构发生偏转提供驱动力。
本实施例中,伸缩结构105位于所述连接臂103的两侧,所述伸缩结构105的一端与固定台101连接,另一端与所述拨杆104连接。
在拨动步骤中,所述伸缩结构105能够沿着垂直于步进轨道106的延伸方向发生线性伸缩。本实施例中,所述伸缩结构105包括固定电极52、以及位于所述固定电极52之间与所述固定电极52相对设置的可动电极51,所述固定电极52固定于所述基板116上,所述可动电极51悬置于所述基板116上。
所述固定电极52与所述基板116固定连接。所述可动电极51指的是能够移动的电极。本实施例中,所述可动电极51悬置于基板116上。
本实施例中,通过调整固定电极52和可动电极51之间的电位差,以调整固定电极52与可动电极51之间的静电吸引力,从而使所述固定电极52和可动电极51之间相互排斥或者相互吸合,进而使得伸缩结构105在沿垂直于步进轨道106的延伸方向上伸长或压缩。而且,通过控制拨动机构两侧的伸缩结构105中,可动电极51和固定电极52之间吸合或排斥的状态,从而能够驱动步进轨道106沿其延伸方向朝第一方向或第二方向移动。
本实施例中,所述伸缩结构105中,所述固定电极52的数量为多个,所述可动电极51的数量为多个,从而在伸缩结构105工作时,能够提供更大的静电吸引力或排斥力,进而为伸缩结构105发生收缩或伸长提供更大的作用力,相应提高驱动步进轨道106移动的驱动力。
固定电极52和可动电极51的材料为导电材料,例如:掺杂有导电离子的半导体材料。其中,所述半导体材料包括以下材料中的至少一种:硅、多晶硅、锗、锗硅、碳硅、碳锗硅、砷化铟、砷化镓、磷化铟或者其它III/V族化合物半导体材料。在其他实施例中,所述固定电极和可动电极的材料还可以为金属材料,例如:铝、铜或钨。
本实施例中,所述致动器还包括:弹性连接部107,设置于所述伸缩结构105的两端,用于连接伸缩结构105与固定台101,以及连接所述伸缩结构105与所述拨动机构远离固定台101的一端。具体地,弹性连接部107连接伸缩结构105与固定台101、以及连接拨杆104与所述伸缩结构105。
通过在所述致动器设置所述弹性连接部107,从而使得所述伸缩结构105与固定台101之间、以及伸缩结构105与拨动机构之间均为弹性连接,在伸缩结构105发生伸长或缩短时,所述弹性连接部107保证在所述伸缩结构105中的可动电极51发生移动的同时,还保证所述伸缩结构105能够与固定台101或拨动机构相连,相应使得位于所述拨动机构两侧的伸缩结构105伸缩量的差异能够为拨动机构发生偏转提供驱动力。因此,弹性连接部107与所述伸缩结构105中的可动电极51相连。
此外,所述弹性连接部107为弹性部件,在伸缩结构105发生收缩时,对所述弹性连接部107具有挤压力,从而在回位步骤中,还能够利用所述弹性连接部107的回弹力,使所述伸缩结构105带动拨动机构朝向所述步进轨道106移动,进而使拨动机构远离所述固定台101的一端能够与步进轨道106相啮合,相应将步进轨道锁定在发生位移后的新位置。
本实施例中,所述弹性连接部107包括弹簧。
本实施例中,弹性连接部107的材料可以是以下所提到的材料中的至少一种:铝、铜、钨、硅、多晶硅、锗、锗硅、碳硅、碳锗硅、砷化铟、砷化镓、磷化铟或者其它III/V族化合物半导体材料。
在致动器工作时,在沿步进轨道106的延伸方向上,步进轨道106朝第一方向或第二方向产生位移,所述步进轨道106与被移动部件相连,从而通过步进轨道106驱动被移动部件发生位移。本实施例中,步进轨道106位于所述拨杆104远离所述固定台101的一侧,所述步进轨道106与所述拨杆104相啮合。
本实施例中,步进轨道106具有沿垂直于其延伸方向凸出的轮齿108。在步进轨道106产生位移时,步进轨道106的移动步长与相邻轮齿108之间的齿距相对应。
本实施例中,所述步进轨道106与拨动机构远离锁位机构的一端相啮合指的是,相邻轮齿108之间的间隙与所述拨动机构远离锁位机构的一端(即拨杆104)相对应。具体地,所述拨杆104能够伸入到相邻轮齿108之间的间隙中,在拨杆104发生偏转时,拨杆104能够与轮齿108相接触,从而能够对轮齿108产生作用力,并通过轮齿108驱动所述步进轨道106发生位移。
本实施例中,与所述上提位移模块400a相对的轮齿108为第一轮齿108a,与下拉位移模块400b相对的第二轮齿108b,所述第一轮齿108a具有第一齿距G1,第二轮齿108b具有第二齿距G2,所述第二齿距G2与第一齿距G1不同。
在致动器工作时,对所述上提位移模块400a执行一次或多次位移处理,所述步进轨道106沿第一方向产生位移;在对所述上提位移模块400a执行一次或多次的位移处理后,对所述下拉位移模块400b执行一次或多次的位移处理,步进轨道106沿第二方向产生位移;所述第一轮齿108a和第二轮齿108b的齿距不同,即第二齿距G2与第一齿距G1不同,当所述第二方向与第一方向相反时,在对上提位移模块400a执行一次或多次位移处理以及对所述下拉位移模块400b执行一次或多次位移处理后,所述步进轨道106移动的距离为两次位移量之差,进而有利于使步进轨道106发生更微小的位移,有利于进一步提高步进轨道106产生位移的精准度。
此外,通过使所述第一轮齿108a的齿距和第二轮齿108b的齿距不同,即所述第二齿距G2与所述第一齿距G1不同,以使步进轨道106发生更微小的位移,与轮齿的间距相同且通过使齿距具有较小的尺寸以使步进轨道发生更小的位移相比,本发明实施例对第二齿距G2或第一齿距G1的尺寸精度要求更低,第二齿距G2或第一齿距G1能够具有更大的尺寸,从而有利于降低对步进轨道106的轮齿108的制造工艺的要求,进而提高步进轨道106的制造工艺友好度。
本实施例中,所述步进轨道106的材料为氧化硅、氮氧化硅、氮化硅、硅、多晶硅、锗或锗硅等材料。步进轨道106可以通过半导体工艺形成。
本实施例中,所述步进轨道106中具有通槽111(如图4所示),所述通槽111的延伸方向与步进轨道106的延伸方向相同;所述致动器还包括:轨道固定柱112,凸出于所述基板116,所述轨道固定柱112套设于所述通槽111内。
在致动器工作时,所述步进轨道106通过所述通槽111与轨道固定柱112滑动配合,所述通槽111和轨道固定柱112滑动配合进一步限定步进轨道106的位移方向,提升步进轨道106产生位移的稳定性。
本实施例中,所述致动器还包括:封盖113(如图3和图4所示),位于所述位移模块400和步进轨道106的上方且与步进轨道106固定连接,所述封盖113具有锁位槽114(如图3所示),锁位槽114的延伸方向与步进轨道106的延伸方向相同。
本实施例中,所述致动器还包括:固定锁位部115,包括固定于所述基板116上且套设于所述锁位槽114内的固定轴1151,以及位于所述封盖113上方且与所述固定轴1151相连的锁位帽1152,在沿垂直于锁位槽114的延伸方向上,所述锁位帽1152在封盖113上的投影凸出于所述锁位槽114。
封盖113位于位移模块400和步进轨道106上且与步进轨道106固定连接,也就是说,在致动器工作时,封盖113和步进轨道106一起产生位移;固定轴1151固定于基板116上,固定锁位部115与基板116固定连接,在致动器工作时,固定轴1151套设于锁位槽114内,从而与锁位槽114滑动配合,封盖113和固定锁位部115进一步限定步进轨道106的位移方向,有利于增加致动器运行的稳固性和可靠性,封盖113还用于对位移模块400和步进轨道106起到保护的作用,从而有利于防止外界环境对致动器内部部件产生影响。
本实施例中,所述封盖113、固定锁位部115与所述步进轨道106的材料相同,在此不再赘述。
需要说明的是,本实施例中,封盖113、步进轨道106、锁位槽114以及固定锁位部115的位置关系仅作为一种示例。在其他实施例中,封盖、步进轨道、锁位槽以及固定锁位部还可以为其他位置关系,本发明实施例在此不做限定。
还需要说明的是,为方便示意和说明,本实施例中,仅在图1中示意出所述锁位电容102、伸缩结构105、拨杆104、连接臂103等结构。
相应的,本发明还提供一种致动器结构的形成方法。参考图5至图14,示出了本发明致动器的形成方法一实施例中各步骤对应的结构示意图。具体地,图5至图14为局部剖面结构示意图。
参考图5,提供基板200,所述基板200包括锁位区(图未示)、固定台区I、伸缩区II、拨动区III以及轨道区IV,所述拨动区III位于所述锁位区的一侧且与所述固定台区I相间隔,所述伸缩区II位于所述拨动区III的两侧,所述固定台区I位于所述拨动区III靠近锁位区一端的两侧且与所述伸缩区II相对应,所述轨道区IV位于所述伸缩区II远离锁位区的一侧。
所述基板200为形成致动器提供工艺平台。在致动器工作过程中,所述基板200还为步进轨道提供移动平台。对所述基板200材料的具体描述,可参考前述实施例中的相应描述,在此不再赘述。
本实施例中,所述锁位区用于形成锁位机构,固定台区I用于形成固定台,所述伸缩区II用于形成伸缩结构,所述拨动区III用于形成拨动机构,所述轨道区IV用于形成步进轨道。本实施例中,锁位机构与对应的固定台、伸缩结构以及拨动机构用于构成位移模块。
本实施例中,所述基板200还包括固定锁位区V。后续在步进轨道上方形成封盖,封盖中形成有位于固定锁位区V的锁位槽,并在所述固定锁位区V上形成固定锁位部,所述固定锁位部包括贯穿所述锁位槽的固定轴以及位于所述固定轴上且位于所述封盖上方的锁位帽,沿垂直于锁位槽的延伸方向上,所述锁位帽在封盖上的投影凸出于所述锁位槽。所述固定锁位部用于限定后续步进轨道的位移方向,有利于增加致动器运行的稳固性和可靠性。
继续参考图5,在所述基板200上形成第一柱体201,所述第一柱体201分立于所述锁位区、固定台区I和伸缩区II。
第一柱体201用于构成后续形成锁位区中的锁位机构、伸缩区II中的伸缩结构、固定台区I中的固定台和轨道区IV的步进轨道。
本实施例中,形成所述第一柱体201的步骤中,所述第一柱体201还形成在所述轨道区IV的基板200上。位于所述轨道区IV中的第一柱体201用于后续形成轨道固定柱。本实施例中,所述第一柱体201还形成在所述固定锁位区V,位于所述固定锁位区V的第一柱体201用于作为第一子固定轴201v。第一子固定轴201v用于后续形成位于固定锁位区V的固定轴。
本实施例中,所述第一柱体201的材料可以是以下材料中的至少一种:硅、锗、锗硅、碳硅、碳锗硅、砷化铟、砷化镓、磷化铟或者其它III/V族化合物半导体,还包括这些半导体构成的多层结构等。根据后续需要形成的锁位电容、伸缩结构、拨杆、连接臂以及固定台等部件的材料,所述第一柱体的材料还可以是其他合适的材料。
作为一种示例,形成所述第一柱体201的步骤包括:在基板200上形成第一材料层(图未示);对第一材料层进行平坦化处理;对第一材料层进行平坦化处理后,图形化所述第一材料层,剩余的所述第一材料层作为第一柱体201。
形成所述第一材料层的工艺包括化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺和原子层沉积工艺中的一种或多种。
对所述第一材料层进行平坦化处理的工艺包括化学机械平坦化(chemicalmechanical planarization,CMP)工艺。化学机械平坦化工艺是一种全局表面平坦化技术,有利于提高平坦化处理后的第一材料层的顶面平坦度和高度一致性。
本实施例中,采用干法刻蚀工艺图形化所述第一材料层。干法刻蚀工艺具有各向异性刻蚀特性,具有较高的刻蚀剖面控制性,有利于使所述第一柱体201的形貌与尺寸满足工艺需求。
参考图6,在所述第一柱体201露出的所述基板200上形成第一牺牲层202。
后续在所述第一柱体上201以及第一牺牲层202上形成第二柱体,第一牺牲层202用于为形成第二柱体提供支撑,使得位于第一牺牲层202上的第二柱体与基板200之间还具有所述第一牺牲层202,相应地,后续去除第一牺牲层202之后,原先位于第一牺牲层202上的第二柱体与基底200之间能够具有空隙,从而能够使其悬置于所述基板200上,进而使得后续形成的连接臂、拨杆、步进轨道等部件能够在基板200上移动或转动。
本实施例中,所述第一牺牲层202的材料包括氧化硅。氧化硅是工艺常用、成本较低的介电材料,有利于降低形成第一牺牲层202以及后续去除第一牺牲层202的工艺难度和工艺成本,还有利于提高工艺兼容性。其他实施例中,所述第一牺牲层的材料还可以为氮化硅、氮氧化硅等其他绝缘材料。
本实施例中,形成所述第一牺牲层202的步骤包括:在所述第一柱体201和基板200上形成第一牺牲材料层(图未示),所述第一牺牲材料层还覆盖于所述第一柱体201上;对所述第一牺牲材料层进行平坦化处理,去除高于所述第一柱体201顶部的所述第一牺牲材料层。
本实施例中,采用化学气相沉积工艺形成所述第一牺牲材料层。
本实施例中,采用化学机械平坦化工艺对第一牺牲材料层进行平坦化处理。
参考图7,在所述第一柱体201上以及第一牺牲层202上形成第二柱体203;其中,位于所述锁位区的所述第一柱体201和第二柱体203用于构成锁位机构(图未示),包括移动端和固定端,所述移动端与所述基板200之间还具有所述第一牺牲层202;所述拨动区III中,位于所述第一牺牲层202上的第二柱体203用于构成拨动机构,所述拨动机构的一端与所述锁位机构的移动端连接;所述固定台区I中,所述第一柱体201和位于所述第一柱体201上的第二柱体203用于作为固定台204;位于所述伸缩区II的所述第一柱体201和第二柱体203作为伸缩结构,所述伸缩结构的一端与所述固定台204连接,另一端与所述拨动机构远离固定台204的一端连接。
本实施例中,所述锁位机构与对应的拨动机构、固定台204和伸缩结构构成位移模块(未标示),所述锁位机构包括位于轨道区IV一侧的上提机构和位于轨道区IV另一侧的下拉机构,与所述上提机构对应的位移模块为上提位移模块,与所述下拉机构对应的位移模块为下拉位移模块。后续在轨道区IV上形成步进轨道后,所述步进轨道与所拨动机构远离锁位机构的一端相啮合。
在致动器在工作时,对所述伸缩结构执行一次或多次位移处理,所述位移处理包括依次进行的拨动步骤和回位步骤,在拨动步骤中,所述拨动机构一侧的所述伸缩结构相对于初始状态伸长,另一侧的所述伸缩结构相对于初始状态压缩,位于拨动机构两侧的伸缩结构的伸缩状态差异驱动所述拨动机构发生偏转,所述拨动机构驱动步进轨道产生位移;在回位步骤中,使所述拨动机构回到初始状态,并与产生位移后的步进轨道相啮合,从而将步进轨道锁位在产生位移后的新位置,并为下一次的位移处理做准备;通过一次的位移处理,能够将拨动机构发生的偏转转变成步进轨道的微小位移,通过重复多次的位移处理,能够使拨动机构发生周期性的偏转,从而将步进轨道多次产生的微小位移累积成较大的位移,相应实现步进轨道的步进式驱动,且拨动机构的单次偏转引起的步进轨道的移动步长小;因此,本发明提供的致动器具有行程大、移动精度高的优点,当应用于光学防抖时,有利于提高光学防抖的有效性和精确性,还有利于实现超分辨,且本发明提供的致动器适用于半导体工艺制造,有利于实现批量化生产,同时具有较低成本和较高的集成度。
本实施例中,第二柱体203与第一柱体201的材料相同,在此不再赘述。
本实施例中,在所述第一柱体201上以及第一牺牲层202上形成第二柱体203的步骤包括:在所述第一柱体201上以及第一牺牲层202上形成第二材料层(图未示);对所述第二材料层进行平坦化处理;对所述第二材料层进行平坦化处理后,图形化所述第二材料层,剩余的所述第二材料层作为第二柱体203。
关于形成第二柱体203的工艺步骤的详细描述,可参考前述对形成第一柱体201的相关描述,在此不再赘述。
所述位移模块用于驱动步进轨道发生位移。本实施例中,所述上提位移模块为多组,所述下拉位移模块也为多组,也就是说,位于步进轨道同一侧的所述位移模块均为多组,在执行位移处理的过程中,所述拨动步骤用于使多组所述位移模块中的拨动机构同时发生偏转,以驱动步进轨道产生位移,有利于提高对步进轨道的驱动力,从而提高致动器的工作效率。
而且,在执行拨动步骤后,依次分别对多组的位移模块执行回位步骤,能够先使部分的位移模块中的拨动机构与产生位移后的步进轨道相啮合,从而利用部分的位移模块将步进轨道锁定在发生位移后的新位置,之后再对剩余的位移模块执行回位步骤,使剩余的位移模块中的拨动机构与产生位移后的步进轨道相啮合,相应能够实现对步进轨道的始终锁位、防止步进轨道发生反向位移,进而提高步进轨道发生移动的稳定性,相应提高致动器的可靠性和稳定性,有利于对被移动部件发生位移的精确控制。
作为一种示例,所述上提位移模块为两组,下拉位移模块也为两组。
后续在轨道区IV形成步进轨道后,所述锁位机构的移动端能够带动所述拨动机构朝远离或靠近步进轨道的方向移动,从而使拨动机构与步进轨道脱离开或相啮合。所述移动端与基板200之间还具有第一牺牲层202,从而后续去除第一牺牲层202后,移动端能够悬置于基板200上。
锁位机构的固定端用于在移动端发生移动时,对移动端起到支撑的作用。
本实施例中,所述锁位机构包括上提机构和下拉机构。在对上提位移模块执行位移处理时,所述下拉机构的移动端能够带动下拉位移模块的拨动机构,朝远离所述步进轨道的方向移动,从而使下拉位移模块的拨动机构脱离开所述步进轨道,防止下拉位移模块的拨动机构对上拉位移模块驱动步进轨道发生位移产生干扰。同样的,在对下拉位移模块执行位移处理时,上提机构的移动端也能够带动上提位移模块的拨动机构,朝远离步进轨道的方向移动,使上提位移模块脱离开步进轨道,防止上提位移模块的拨动机构对下拉位移模块驱动步进轨道发生位移产生干扰。
本实施例中,所述锁位机构为锁位电容,包括相对设置的锁位电极(图未示)和吸合电极(图未示),所述移动端为所述吸合电极沿延伸方向的第一端,所述固定端为所述吸合电极沿延伸方向的第二端。在其他实施例中,所述锁位机构还能够为压电元件,在通电状态下,所述压电元件的移动端能够发生翘曲,相应能够带动所述拨动机构朝远离或靠近步进轨道的方向移动。在另一些实施例中,锁位机构还能够为其他能够发生移动的部件,例如:弹簧。
在驱动致动器工作时,通过控制所述吸合电极和锁位电极之间的电位差,来控制所述吸合电极与锁位电极之间的静电吸引力的状态,例如:在所述锁位电极和吸合电极之间具有静电吸引力时,吸合电极的第二端能够向所述锁位电极靠拢,在所述锁位电极与所述吸合电极之间消除静电吸引力或者具有静电排斥力,吸合电极能够远离所述锁位电极。
本实施例中,所述吸合电极为能够发生变形的部件,从从而使所述吸合电极的第二端能够向所述锁位电极靠拢或远离所述锁位电极,而且,所述拨动机构与吸合电极相连,在当位于所述拨动机构两侧的伸缩结构的伸缩状态差异驱动所述拨动机构发生偏转时,吸合电极也能够发生一定的变形,以保证拨动机构能够驱动步进轨道产生位移。
具体地,所述吸合电极可以为线型结构。本实施例中,所述吸合电极为长宽比较大的结构,从而使得所述吸合电极能够发生变形。
本实施例中,与下拉机构对应的锁位电容为下拉电容,与上提机构对应的锁位电容为上提电容。本实施例中,所述上提位移模块和下拉位移模块均为两组,所述上提电容和下拉电容的数量也均为两个。
拨动机构用于在其两侧的伸缩结构的伸缩量具有差异时发生偏转,且拨动机构远离锁位机构的一端与后续的步进轨道相啮合,从而发生偏转的拨动机构能够驱动步进轨道产生位移。
本实施例中,所述拨动机构包括:与所述锁位机构对应的连接臂205,所述连接臂205的一端与所述移动端连接;拨杆206,位于所述连接臂205远离所述锁位机构的一端并与所述连接臂205相连。后续形成步进轨道后,所述步进轨道与拨杆206相啮合。具体地,连接臂205的一端与吸合电极连接。
本实施例中,连接臂205用于连接拨杆206和吸合电极。具体地,所述连接臂205为能够发生变形的柔性部件,当位于连接臂205一侧的伸缩结构相对于初始状态伸长,另一侧的伸缩结构相对于初始状态压缩,驱动所述拨杆206发生偏转时,与拨杆206相连的连接臂205也能够随之发生扭转,从而保证所述拨杆206能够驱动步进轨道产生位移;由于连接臂205具有柔性,连接臂205能够在回位步骤中恢复到非偏转状态,为执行下一次的位移处理做准备。
所述连接臂205与锁位机构相对应是指:所述连接臂205与锁位机构一一对应,每一个锁位机构中的移动端均对应有一个与之相连的连接臂205。具体地,所述连接臂205与锁位电容一一对应。
在致动器处于浮接状态时,所述连接臂205的延伸方向垂直于步进轨道的延伸方向。在拨动步骤中,所述连接臂205能够在平行于基板200的平面上向连接臂205任一侧翘曲。
后续在所述轨道区IV形成步进轨道后,所述拨杆206与步进轨道相啮合,用于将连接臂205两侧的伸缩结构的伸缩量的差值,转化为步进轨道的位移。
具体地,拨动步骤用于使所述连接臂205一侧的伸缩结构相对于初始状态伸长,使同一所述连接臂205另一侧的伸缩结构相对于初始状态压缩,能够使得连接臂205朝向发生收缩的伸缩结构206一侧发生翘曲,从而驱动拨杆206发生顺时针偏转或逆时针偏转,相应能够驱动步进轨道在沿其延伸方向上朝第一方向或第二方向发生移动。
所述拨杆206具有一定的刚性和机械强度,从而在拨杆206发生偏转时,能够对步进轨道产生作用力,进而驱动步进轨道产生位移。具体地,通过形状设计可以实现刚柔区分。例如:使所述连接臂205为细长型的结构,所述连接臂205的宽度较小,从而使得所述连接臂205易于发生变形,在致动器工作,所述连接臂205能够根据位于其两侧的伸缩结构的伸缩状态差异而发生翘曲;使所述拨杆206为较短且粗的结构,从而使得所述拨杆206不易发生变形而具有较大的刚性,进而能够拨动步进轨道发生位移。
作为一种示例,所述拨动机构中与所述连接臂205对应的所述拨杆206的数量为两个,两个所述拨杆206呈分叉状,分别与位于所述连接臂205两侧的伸缩结构对应设置。相应地,一个所述连接臂205与两个拨杆206相对应。
两个所述拨杆206呈分叉状,从而有利于保证与所述固定台204和拨杆206相连的伸缩结构发生收缩的方向能够与步进轨道延伸方向垂直,在拨动步骤中,位于拨动机构两侧的伸缩结构的伸缩量的差异能够使拨杆206对步进轨道的驱动力最大化,相应提高驱动步进轨道产生位移的效率和驱动力。本实施例中,在浮接状态下,两个拨杆206关于连接臂205对称设置。
在致动器工作时,所述固定台204用于为伸缩结构发生伸缩提供支撑作用。
本实施例中,固定台204位于所述连接臂205的两侧,与拨杆206对应设置,从而保证位于连接臂205两侧的每个伸缩结构都有与之相连的固定台204和拨杆206。
本实施例中,所述轨道区IV同一侧的相邻两个位移模块的固定台204固定连接,所述轨道区IV同一侧的相邻两个位移模块中锁位机构的固定端也与固定台204固定连接。具体地,本实施例中,所述轨道区IV同一侧的相邻两个位移模块的固定台204为一体型结构,从而提高固定台204的稳固性。
伸缩结构能够在通电状态下发生伸缩,从而在致动器工作时,拨动机构一侧的伸缩结构相对于初始状态伸长,另一侧的伸缩结构相对于初始状态压缩,拨动机构两侧的伸缩结构的伸缩量差异能够为拨动机构发生偏转提供驱动力。
本实施例中,伸缩结构位于所述连接臂205的两侧,所述伸缩结构的一端与位于所述连接臂205同一侧的固定台204连接,另一端与所述拨杆206相连。
本实施例中,伸缩结构包括:由所述第一柱体201和位于第一柱体201上的第二柱体203构成的固定电极207、以及由位于第一牺牲层202上的第二柱体203构成的可动电极(图未示),可动电极位于固定电极207之间、与固定电极207相对设置的可动电极(图未示),且所述可动电极与所述固定台204相连。
本实施例中,所述可动电极由位于第一牺牲层202上的第二柱体203构成,从而后续去除第一牺牲层202后,所述可动电极能够悬置于所述基板200上,进而使得所述可动电极能够在基板200上发生移动。
本实施例中,通过调整固定电极207和可动电极之间的电位差,以调整固定电极207与可动电极之间的静电吸引力,从而使所述固定电极207和可动电极之间相互排斥或者相互吸合,进而使得伸缩结构在沿垂直于步进轨道的延伸方向上伸长或压缩。而且,通过控制拨动机构两侧的伸缩结构中,可动电极和固定电极207之间吸合或排斥的状态,从而能够驱动步进轨道沿其延伸方向朝第一方向或第二方向移动。
本实施例中,伸缩结构中,固定电极207和可动电极的数量均为多个,从而在伸缩结构工作时,能够提供更大的静电吸引力或排斥力,进而为伸缩结构发生收缩或伸长提供更大的作用力,相应提高驱动步进轨道移动的驱动力。
本实施例中,所述第二柱体203还形成在第一子固定轴201v上,位于所述第一子固定轴201v上的第二柱体203用于作为第二子固定轴203v。第二子固定轴203v与第一子固定轴201v用于后续形成固定轴。
本实施例中,所述形成方法还包括:在形成第二柱体203的步骤中,还形成位于所述伸缩结构两端的弹性连接部(图未示),所述弹性连接部连接伸缩结构和固定台204、以及连接所述伸缩结构与拨动机构远离固定台204一端。具体地,弹性连接部连接拨杆206和伸缩结构,以及连接固定台204和伸缩结构。
通过形成弹性连接部,使得伸缩结构与固定台204或拨动机构远离固定台204一端之间均为弹性连接,在伸缩结构发生伸长或缩短时,弹性连接部保证在伸缩结构中的可动电极发生移动的同时,还保证伸缩结构始终与固定台204或拨动机构连接,相应使得位于拨动机构的伸缩结构伸缩量的差异能够为拨动机构发生偏转提供驱动力。因此,弹性连接部与伸缩结构中的可动电极相连。
此外,所述弹性连接部为弹性部件,在伸缩结构发生收缩时,对弹性连接部具有挤压力,从而在回位步骤中,还能够利用弹性连接部的回弹力,使所述伸缩结构带动拨动机构朝向步进轨道移动,进而使拨动机构远离固定台204的一端能够与步进轨道相啮合,相应将步进轨道锁定在发生位移后的新位置。
本实施例中,所述弹性连接部包括弹簧。
本实施例中,形成所述第二柱体203的步骤中,所述轨道区IV中,所述第一柱体201和位于所述第一柱体201上的第二柱体203用于作为轨道固定柱208,在沿垂直于所述轨道区IV的延伸方向上,所述第二柱体203还形成在所述轨道固定柱208两侧的第一牺牲层202上,位于轨道区IV的第一牺牲层202上的第二柱体203与所述轨道固定柱208之间具有间隙300。
间隙300用于为后续形成第二牺牲层提供空间位置,从而后续去除第一牺牲层202和第二牺牲层后,能够在步进轨道中形成暴露出轨道固定柱208顶面和侧壁的通槽,相应地,轨道固定柱208能够套设于所述通槽内,所述轨道固定柱208用于与通槽滑动配合,从而限定步进轨道的移动方向,进而提升步进轨道发生位移的稳定性。
参考图8,所述致动器的形成方法还包括:在所述第二柱体203露出的所述第一牺牲层202上形成第二牺牲层213。第二牺牲层213填充所述间隙300。
通过形成第二牺牲层213,为后续形成第三柱体提供平坦的表面,从而提高第三柱体的形成质量、降低第三柱体的形成难度;所述第二牺牲层213还用于为后续形成第三牺牲层提供支撑的作用。
本实施例中,形成所述第二牺牲层213的工艺步骤可参考前述形成第一牺牲层202的相关描述,在此不再赘述。本实施例中,所述第二牺牲层213与第一牺牲层202的材料相同,第二牺牲层213的材料包括氧化硅。其他实施例中,所述第二牺牲层的材料还可以为氮化硅、氮氧化硅等其他绝缘材料。
参考图9,在所述轨道区IV的第一牺牲层202上方的第二柱体203上形成第三柱体211,所述轨道区IV中,所述第二柱体203和第二柱体203上的第三柱体211作为步进轨道210,所述步进轨道210与所述拨动机构远离锁位机构的一端相啮合,所述步进轨道210的延伸方向与伸缩结构的伸缩方向垂直,所述步进轨道210具有与上提位移模块相对的第一轮齿(图未示)和与下拉位移模块相对的第二轮齿(图未示),所述第一轮齿和第二轮齿的齿距不同。
在致动器工作时,所述拨动机构远离锁位机构的一端发生偏转驱动所述步进轨道210发生位移,所述步进轨道210与被移动部件相连,从而通过所述步进轨道210驱动被移动部件发生位移。本实施例中,步进轨道210位于所述拨杆206远离所述固定台204的一侧,所述步进轨道210与所述拨杆206相啮合。
在致动器工作时,在沿步进轨道210的延伸方向上,步进轨道210朝第一方向或第二方向产生位移。
本实施例中,第三柱体211的材料与第一柱体201的材料相同,关于所述第三柱体211的材料的详细描述,可参考前述对第二柱体203的材料的相关描述,在此不再赘述。本实施例中,形成所述第三柱体211的工艺步骤可参考前述对形成第一柱体201的相关描述,在此不再赘述。
本实施例中,形成步进轨道210的步骤中,步进轨道210具有沿垂直于其延伸方向凸出的轮齿(图未示),在步进轨道210产生位移时,步进轨道210的移动步长与相邻轮齿之间的齿距相对应。
本实施例中,步进轨道210与拨动机构远离锁位机构的一端相啮合指的是,相邻轮齿之间的间隙与所述拨动机构远离锁位机构的一端(即拨杆206)相对应。具体地,拨杆206能够伸入到相邻轮齿之间的间隙中,在拨杆206发生偏转时,拨杆206能够与轮齿相接触,从而能够对轮齿产生作用力,并通过轮齿驱动所述步进轨道210发生位移。
本实施例中,所述步进轨道210与所述上提位移模块相对的轮齿为第一轮齿,所述步进轨道210与下拉位移模块相对的轮齿为第二轮齿,所述第一轮齿具有第一齿距,所述第二轮齿具有第二齿距,所述第二齿距与第一齿距不同。
在致动器工作时,对所述上提位移模块执行一次或多次位移处理,所述步进轨道210沿第一方向产生位移;在对所述上提位移模块执行一次或多次位移处理后,对所述下拉位移模块执行一次或多次的位移处理,步进轨道210沿第二方向产生位移,当所述第二方向与第一方向相反时,由于所述第二齿距与所述第一齿距不同,在对上提位移模块执行一次或多次位移处理后,以及对与下拉位移模块执行一次或多次位移处理后,步进轨道210移动的距离为两次位移量之差,从而有利于使所述步进轨道210发生更微小的位移,进而有利于进一步提高所述步进轨道210发生位移的精确度。
此外,通过使所述第一轮齿的齿距和第二轮齿的齿距不同(即第二齿距与第一齿距不同),以使步进轨道210发生更微小的位移,与第一轮齿和第二轮齿的间距相同且通过使齿距具有较小的尺寸以使步进轨道发生更小的位移相比,本发明实施例对第二齿距或第一齿距的尺寸精度要求更低,第二齿距或第一齿距能够具有更大的尺寸,从而有利于降低对步进轨道210的轮齿的制造工艺的要求,进而提高步进轨道210的制造工艺友好度。
本实施例中,所述形成方法还包括:在形成所述第三柱体211的步骤中,所述第三柱体211还形成在所述第二子固定轴203v上,位于所述固定锁位区V的所述第二子固定轴203v上的第三柱体211用于作为第三子固定轴211v。所述第三子固定轴211v用于形成固定轴。本实施例中,所述第三子固定轴211v和第三柱体211在同一步骤中形成,有利于提高工艺整合度。
结合参考图10,在形成所述第三柱体211后,所述形成方法还包括:在所述第三柱体211露出的第二牺牲层213和第二柱体203上形成第三牺牲层214。
通过形成第三牺牲层214,从而为后续形成封盖提供平坦且高度一致的表面,进而有利于降低形成封盖的形成难度、提高封盖的表面平坦度。而且,第三牺牲层214还覆盖轨道区IV的第二柱体203,第三牺牲层214还覆盖所述轨道固定柱208,从而后续在第三牺牲层214上形成封盖、以及去除第三牺牲层214和第二牺牲层213后,能够在步进轨道210中形成暴露出所述轨道固定柱208顶面和侧壁的通槽,使轨道固定柱208与步进轨道210之间以及封盖之间具有空隙,相应使得步进轨道210能够相对于所述轨道固定柱208滑动。
第三牺牲层214的材料和形成方法与第一牺牲层202相同,在此不再赘述。
结合参考图11,形成方法还包括:在第三牺牲层214和第三柱体211上形成封盖215,封盖215中形成有位于固定锁位区V的锁位槽(未标示),锁位槽的延伸方向与步进轨道210的延伸方向相同。
封盖215用于限定步进轨道210在沿垂直于基板200表面方向上的位置,封盖215还用于对位移模块和步进轨道210起到保护的作用,从而有利于防止外界环境对致动器内部的部件产生影响。
锁位槽用于与后续形成的固定轴滑动配合,从而在步进轨道210和封盖215发生移动时,锁位槽与固定轴能够限定所述步进轨道210的移动方向。
本实施例中,在形成所述封盖215的步骤中,还在所述第三子固定轴211v上形成第四子固定轴217。所述第一子固定轴201v、第二子固定轴203v、第三子固定轴211v以及第四子固定轴217v用于与后续形成的第五子固定轴构成固定轴。在致动器工作时,固定轴位于所述锁位槽内,与所述锁位槽滑动配合,共同限定封盖215和所述步进轨道210的移动方向。
所述封盖215与所述第四子固定轴217在同一步骤中形成,所述封盖215与所述第四子固定轴217的材料相同。所述封盖215的材料与前述第一柱体201的材料相同,在此不再赘述。形成第四子固定轴217和封盖215的步骤可参考前述对形成第一柱体201的相关描述,在此不再赘述。
结合参考图12,在所述封盖215和第四子固定轴217之间的第三牺牲层214上形成第四牺牲层218,所述第四牺牲层218填充所述锁位槽。
所述第四牺牲层218填充所述锁位槽,从而为后形成第五子固定轴提供平坦和高度一致的表面。第四牺牲层218的材料和形成方法与第一牺牲层202相同,在此不再赘述。
继续参考图12,所述致动器的形成方法还包括:在所述第四子固定轴217上形成第五子固定轴219;所述第一子固定轴201v、第二子固定轴203v、第三子固定轴211v、第四子固定轴217以及所述第五子固定轴219用于构成固定轴222,所述固定轴222的顶面凸出于所述第四牺牲层217和封盖215。
所述固定轴222贯穿所述锁位槽,且固定于所述基板200上,后续去除所述第一牺牲层202、第二牺牲层213、第三牺牲层214以及第四牺牲层218后,所述固定轴222与所述锁位槽滑动连接。
形成第五子固定轴219的具体步骤可参考前述形成第一柱体201的相关描述,在此不再赘述。第五子固定轴219的材料与第一柱体201的材料相同,在此不再赘述。
结合参考图13,在所述固定轴222露出的所述第四牺牲层218和封盖215上形成第五牺牲层220。
通过形成第五牺牲层220,从而为后续形成锁位帽提供平坦和高度一致的表面,有利于降低后续形成锁位帽的难度、提高锁位帽的形成质量。
第五牺牲层220的材料和形成方法与第一牺牲层202相同,在此不再赘述。
继续参考图13,在固定轴222上形成锁位帽221,所述锁位帽221还延伸覆盖于封盖215上方的部分所述第五牺牲层220,所述固定轴222和锁位帽221用于构成固定锁位部(未标示),在沿垂直于锁位槽的延伸方向上,所述锁位帽221在封盖215上的投影凸出于所述锁位槽。
所述锁位帽221用于限定封盖215在沿垂直于基板200表面方向上的位置。
在沿垂直于锁位槽的延伸方向上,锁位帽221在封盖215上的投影凸出于锁位槽,从而保证所述封盖215在沿垂直于基板200表面方向上不会脱离掉锁位帽221,进而能够在沿垂直于基板200方向上实现对封盖215的物理限位。
所述固定锁位部用于与所述锁位槽滑动配合,以限定步进轨道210和封盖215的位移方向,对封盖215和步进轨道210在沿垂直于基板200表面的方向实现物理锁位,以保证牢固的锁位,从而改善或避免在非工作状态下,封盖215和步进轨道210发生无定态游荡的问题,有利于增加致动器运行的稳固性和可靠性,进而进一步精确控制被移动部件的位置。
所述锁位帽221的材料和形成方法与第一柱体201相同,在此不再赘述。
结合参考图14,形成所述第二柱体203后,去除所述第一牺牲层202,使所述锁位机构的移动端、拨动机构和步进轨道210悬置于所述基板200上。
去除第一牺牲层202,使所述步进轨道210与所述基板200之间具有间隙,使所述步进轨道210能够相对于所述基板200移动,而且使所述锁位机构的移动端、拨动机构也能够与基板200之间具有间隙,从而锁位机构的移动端、拨动机构和步进轨道210能够悬置于基板200上。具体地,所述吸合电极、连接臂205、拨杆206、以及伸缩结构中的可动电极悬置于所述基板200上。
本实施例中,在形成所述固定锁位部后,去除所述第一牺牲层202。
本实施例中,所述形成方法还包括:在去除所述第一牺牲层202的步骤中,还去除所述第二牺牲层213、第三牺牲层214、第四牺牲层218以及第五牺牲层220,暴露出所述封盖215中的所述锁位槽;所述固定轴222贯穿所述锁位槽。
去除第二牺牲层213和第三牺牲层214,从而使步进轨道210与轨道固定柱208之间具有间隙,进而使步进轨道210能够相对于轨道固定柱208滑动。去除第四牺牲层218,使固定轴222与封盖215之间形成间隙,封盖215能够相对于固定轴222滑动。去除第五牺牲层220,从而使所述锁位帽221与封盖215顶面之间形成有间隙,使封盖215能够相对于锁位帽221发生滑动。
本实施例中,采用湿法刻蚀工艺去除第一牺牲层202、第二牺牲层213、第三牺牲层214、第四牺牲层218和第五牺牲层220。湿法刻蚀工艺具有各向同性刻蚀的特性,从而有利于保证将第一牺牲层202、第二牺牲层213、第三牺牲层214、第四牺牲层218以及第五牺牲层220去除干净,且湿法刻蚀工艺操作简单。
本实施例中,所述第一牺牲层202、第二牺牲层213、第三牺牲层214、第四牺牲层218以及第五牺牲层220的材料均为氧化硅,湿法刻蚀工艺中采用的刻蚀溶液为氢氟酸(HF)溶液。
相应的,本发明还提供一种致动器的驱动方法,用于驱动本发明实施例提供的致动器。结合参考图1至图4,示意出了本发明提供的驱动器一实施例的结构示意图,以及参考图15,示出了本发明致动器的驱动方法一实施例中各步骤对应的流程图。
作为一种示例,本实施例所述致动器的驱动方法包括以下基本步骤:
步骤S1:执行初始驱动处理,使所述致动器处于浮接状态,所述伸缩结构处于初始状态,所述拨杆与所述步进轨道相啮合;
步骤S2:在所述初始驱动处理后,对所述位移模块执行一次或多次位移处理,所述位移处理包括:拨动步骤,用于使所述拨动机构一侧的伸缩结构相对于初始状态伸长,以及用于使所述拨动机构另一侧的伸缩结构相对于初始状态压缩,位于所述拨动机构两侧的伸缩结构驱动所述拨动机构发生偏转,所述拨动机构驱动所述步进轨道产生位移;回位步骤,用于在所述拨动步骤后,使所述拨杆回到非偏转状态,并与产生位移后的步进轨道相啮合。
本实施例提供的致动器的驱动方法中,执行一次或多次位移处理,所述位移处理包括依次进行的拨动步骤和回位步骤,在拨动步骤中,位于所述拨动机构两侧的伸缩结构105的伸缩状态差异驱动所述拨动机构发生偏转,从而驱动步进轨道106产生位移;回位步骤用于使所述拨动机构回到非偏转状态,并与产生位移后的步进轨道相啮合,从而将步进轨道锁位在产生位移后的新位置;本发明实施例通过一次的位移处理,能够将拨动机构发生的翘曲所带动拨动机构远离锁位机构的一端的偏转,转变成步进轨道106的微小位移,通过重复多次的位移处理,能够使拨动机构发生周期性的偏转,从而将步进轨道106多次产生的微小位移累积成较大的位移,相应实现步进轨道106的步进式驱动,且拨动机构单次偏转引起的步进轨道106的移动步长小;因此,本实施例有利于提高致动器的移动精度,并使致动器具有较大的行程,当应用于光学防抖时,有利于提高光学防抖的有效性和精确性,还有利于实现超分辨。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明致动器的驱动方法的具体实施例做详细的说明。
参考图15,执行步骤S1:执行初始驱动处理,使所述致动器处于浮接状态,所述伸缩结构105处于初始状态,所述拨动机构与所述步进轨道106相啮合。
在初始驱动处理时,所述致动器处于浮接状态,为后续执行一次或多次位移处理做准备。本实施例中,拨动机构包括连接臂103和拨杆104,在所述初始驱动处理状态下,所述连接臂103的延伸方向垂直于所述步进轨道106的延伸方向,拨杆与步进轨道106相啮合。
继续参考图15,执行步骤S2,执行一次或多次位移处理。
本实施例中,对所述位移模块400执行一次或多次位移处理包括:对所述上提位移模块400a执行一次或多次位移处理;在对所述上提位移模块400a执行一次或多次位移处理后,对下拉位移模块400b执行一次或多次位移处理。
本实施例中,与所述上提位移模块400a相对的轮齿108为第一轮齿108a,与下拉位移模块400b相对的第二轮齿108b,所述第一轮齿108a具有第一齿距G1,第二轮齿108b具有第二齿距G2,所述第二齿距G2与第一齿距G1不同。
在致动器工作时,对所述上提位移模块400a执行一次或多次位移处理,所述步进轨道106沿第一方向产生位移;在对所述上提位移模块400a执行一次或多次的位移处理后,对所述下拉位移模块400b执行一次或多次的位移处理,步进轨道106沿第二方向产生位移,所述第二方向与第一方向相反;所述第一轮齿108a和第二轮齿108b的齿距不同,即第二齿距G2与第一齿距G1不同,当所述第二方向与第一方向相反时,从而在对上提位移模块400a执行一次或多次位移处理以及对所述下拉位移模块400b执行一次或多次位移处理后,所述步进轨道106移动的距离为两次位移量之差,进而有利于使步进轨道106发生更微小的位移,有利于进一步提高步进轨道106产生位移的精准度。
此外,通过使第一轮齿108a的齿距和第二轮齿108b的齿距不同,即所述第二齿距G2与所述第一齿距G1不同,以使所述步进轨道106发生更微小的位移,与轮齿的间距相同且通过使齿距具有较小的尺寸以使步进轨道发生更小的位移相比,本发明实施例对第二齿距G2或第一齿距G1的尺寸精度要求更低,第二齿距G2或第一齿距G1能够具有更大的尺寸,从而有利于降低对步进轨道106的轮齿108的制造工艺的要求,进而提高步进轨道106的制造工艺友好度。
需要说明的是,本实施例中,在对所述上提位移模块400a执行一次或多次位移处理的过程中,对所述下拉机构执行下拉处理,使所述下拉位移模块400b中的拨动机构远离锁位机构的一端脱离开所述步进轨道106,从而防止下拉位移模块400b对上拉位移模块400a驱动步进轨道106发生位移产生干扰。
本实施例中,在对所述下拉位移模块400b执行一次或多次位移处理的过程中,对所述上提机构执行上提处理,使所述上提位移模块400a中的拨动机构远离所述锁位机构的一端脱离开所述步进轨道106,从而防止上提位移模块400a的拨动机构对下拉位移模块400b驱动步进轨道106发生位移产生干扰。
本实施例中,所述锁位机构为锁位电容102,包括相对设置的锁位电极21和吸合电极22,所述移动端为所述吸合电极22沿延伸方向的第一端,所述固定端为所述吸合电极22沿延伸方向的第二端。
与下拉机构对应的锁位电容102为下拉电容102b,对所述下拉机构执行下拉处理的步骤包括:向所述下拉电容102b加载下拉驱动信号,用于使所述锁位电极21与所述吸合电极22之间具有第一静电吸引力,所述第一静电吸引力用于使所述下拉电容102b中的吸合电极22的第二端与锁位电极21吸合。
具体地,向所述下拉电容102b加载下拉驱动信号,用于使所述下拉电容102b中的吸合电极22和锁位电极21保持吸合状态,从而防止所述下拉位移模块400b中的拨杆104干扰所述步进轨道106移动。
与上提机构对应的锁位电容102为上提电容102a,对所述上提机构执行上提处理的步骤包括:向所述上提电容102a加载上提驱动信号,用于使锁位电极21与所述吸合电极22具有第二静电吸引力,所述第二静电吸引力用于使所述上提电容102a中的吸合电极22的第二端与所述锁位电极21吸合。
具体地,向所述上提电容102a加载上提驱动信号,用于使所述上提电容102a中的吸合电极22与锁位电极21保持吸合状态,从而防止所述上提位移模块400a中的拨杆104干扰步进轨道106移动。
结合参考图16,图16是图15中的位移处理一实施例的流程图,本实施例中,所述位移处理包括:
执行步骤S21:拨动步骤,用于使所述拨动机构一侧的所述伸缩结构105相对于初始状态伸长,使所述拨动机构另一侧的所述伸缩结构105相对于初始状态压缩,位于所述拨动机构两侧的伸缩结构105驱动所述拨动机构发生偏转,所述拨动机构驱动所述步进轨道106产生位移。
具体地,位于所述连接臂103两侧的伸缩结构105驱动所述拨杆104发生偏转,所述拨杆104驱动所述步进轨道106产生位移
拨动步骤用于使位于所述拨动机构两侧的伸缩结构105的伸缩量差异为所述拨动机构发生偏转提供驱动力,从而使所述拨动机构远离所述锁位机构的一端对所述步进轨道106产生作用力,进而将位于拨动机构两侧的伸缩结构105的伸缩量差异转变成步进轨道106的微小位移。
本实施例中,在拨动步骤中,连接臂103能够在平行于基板116的平面上向连接臂103任一侧翘曲。具体地,根据位于所述连接臂103两侧的所述伸缩结构105的伸缩状态,所述连接臂103能够相对于初始状态,朝顺时针方向或逆时针方向发生翘曲,拨杆104能够顺时针偏转或逆时针偏转,相应驱动步进轨道106在其延伸方向上沿第一方向或第二方向产生位移。
本实施例中,所述伸缩结构105包括固定电极52、以及位于所述固定电极52之间、与固定电极52相对设置的可动电极51。具体地,拨动步骤用于通过控制固定电极52和可动电极51之间的电位差,从而调节所述固定电极52和可动电极51之间的静电吸引力,使所述固定电极52和可动电极51之间相互排斥或者相互吸合,从而使可动电极51向远离或靠近所述可动电极51的方向移动,相应使得伸缩结构105能够在沿垂直于步进轨道106的延伸方向上伸长或压缩。
在对上提位移模块400a执行位移处理的过程中,对多组所述上提位移模块400a执行拨动步骤,驱动所述步进轨道106产生位移;在对下拉位移模块400b执行位移处理的过程中,对多组所述下拉位移模块400b执行拨动步骤,驱动所述步进轨道106产生位移。
所述上提位移模块400a为多组,所述下拉位移模块400b也为多组,也就是说,位于所述步进轨道106同一侧的位移模块400为多组;拨动步骤用于使多组所述位移模块400对应的拨动机构同时发生偏转,以驱动所述步进轨道106产生位移,有利于提高对步进轨道106的驱动力,从而提高致动器的工作效率。
所述步进轨道106具有分别与所述上提电容102a和下拉电容102b相对的轮齿108;在单次拨动步骤驱动步进轨道106产生位移时,所述步进轨道106的步长为相邻所述轮齿108之间的齿距。
继续参考图16,执行步骤S22:回位步骤,用于在拨动步骤后,使所述拨动机构回到非偏转状态,并与产生位移后的步进轨道106相啮合。回位步骤用于使拨动机构回到非偏转状态,并与产生位移后的步进轨道106相啮合,从而将步进轨道106锁位在产生位移后的新位置,并为下一次的位移处理做准备。
本实施例中,所述回位步骤包括:提起子步骤,用于使所述拨动机构脱离开所述步进轨道106;锁位子步骤,用于使所述拨动机构回到非偏转状态,与所述步进轨道106相啮合。
提起子步骤使所述拨动机构脱离开步进轨道106,从而防止拨动机构对所述步进轨道106发生位移产生干扰,相应防止步进轨道106在拨动机构的干扰下发生反向移动的问题,进而有利于提高步进轨道106发生位移的有效性和可靠性。具体地,提起子步骤用于使拨杆104脱离开步进轨道106。
本实施例中,所述提起子步骤包括:对所述锁位机构执行提起处理,用于驱动锁位机构中的移动端带动拨动机构朝远离步进轨道106的方向移动;或者,对在拨动步骤中相对于初始状态伸长的所述伸缩结构105执行压缩处理,使该伸缩结构105相对于初始状态压缩;或者,对所述锁位机构执行提起处理以及对在拨动步骤中相对于初始状态伸长的伸缩结构105执行压缩处理。
具体地,本实施例中,所述锁位机构为锁位电容102。对所述锁位机构执行提起处理的步骤包括:向所述锁位电容102加载第一驱动信号,用于使所述锁位电极21与所述吸合电极22之间具有第三静电吸引力,所述第三静电吸引力用于使吸合电极22的第二端与锁位电极22吸合,从而带动所述拨动机构朝向远离所述步进轨道106的方向移动。
对在拨动步骤中相对于初始状态伸长的伸缩结构105执行压缩处理,从而使该伸缩结构105相对于初始状态压缩,相应带动拨动机构远离锁位机构的一端脱离开步进轨道106,同时,同一连接臂103两侧的伸缩结构105的伸缩量差异减小甚至趋于相同,使得拨杆104不再发生偏转,为锁位子步骤做准备。
具体地,本实施例中,所述伸缩结构105包括固定电极52、以及位于所述固定电极52之间与所述固定电极52相对设置的可动电极51。执行压缩处理的步骤包括:向在拨动步骤中相对于初始状态伸长的伸缩结构105加载第四驱动信号,用于使所述固定电极52与可动电极51之间具有第四静电吸引力,所述第四静电吸引力用于使可动电极51与固定电极52之间吸合,所述可动电极51向固定电极52靠拢,从而带动拨动机构朝远离步进轨道106的方向移动。
本实施例中,所述致动器还包括:弹性连接部107,设置于伸缩结构105的两端,用于连接所述伸缩结构105与固定台101,以及连接伸缩结构105与拨动机构远离固定台101的一端。在所述吸合电极22或可动电极51带动拨动机构朝远离步进轨道106的方向移动的过程中,弹性连接部107处于压缩状态。
当所述提起子步骤包括同时执行吸合处理以及执行压缩处理时,在吸合处理和压缩处理的两个机制同时作用下,有利于进一步保证拨动机构远离固定台101的一端能够与所述步进轨道106发生脱离,且拨动机构能够回到非偏转的状态,从而进一步防止拨动机构对步进轨道106的移动产生干扰,以及易于使拨动机构远离固定台101的一端在锁位子步骤中与步进轨道106相啮合。
锁位子步骤用于使拨动机构回到非偏转状态,且与步进轨道106相啮合。
拨动机构回到非偏转状态,拨动机构未发生偏转,且拨动机构远离固定台101的一端与步进轨道106相啮合,从而在步进轨道106发生位移后,能够将步进轨道106的位置锁定在发生位移后的新位置。
当所述提起子步骤包括对所述锁位机构执行提起处理时,所述锁位子步骤包括:对所述锁位机构执行推移处理,用于驱动所述锁位机构中的移动端带动所述拨动机构朝靠近所述步进轨道106的方向移动。
本实施例中,所述锁位机构为锁位电容102,所述锁位子步骤包括:向所述锁位电容102加载第二驱动信号,用于使所述锁位电极21与所述吸合电极22之间消除静电吸引力或者具有静电排斥力,驱动所述吸合电极22带动所述拨动机构朝步进轨道106的方向移动。本实施例中,向锁位电容102加载第二驱动信号,以驱动吸合电极22带动所述连接臂103、伸缩结构105以及拨杆104朝向步进轨道106的方向移动,使拨杆104与步进轨道106相啮合。
具体地,对所述锁位电容102撤电,使所述锁位电极21与所述吸合电极22之间消除静电吸引力,或者,调整所述锁位电极21与所述吸合电极22的电位差,使所述锁位电极21与吸合电极22之间具有静电排斥力。
当提起子步骤包括对在拨动步骤中相对于初始状态伸长的伸缩结构105执行压缩处理时,所述锁位子步骤包括:对所述伸缩结构105执行伸长处理,使所述伸缩结构105回到初始状态,或者,使伸缩结构105相对于初始状态伸长,伸缩结构105的伸缩状态变化驱动所述拨动机构朝步进轨道106的方向移动。
本实施例中,所述伸缩结构105包括固定电极52和可动电极51。所述伸长处理对所述伸缩结构105撤电,使所述伸缩结构105回到初始状态,或者,向所述伸缩结构105加载第五驱动信号,使所述伸缩结构105相对于初始状态伸长,所述伸缩结构105回到初始状态或相对于初始状态伸长,驱动所述拨动机构向所述步进轨道106的方向移动。
需要说明的是,在提起子步骤中,所述弹性连接部107处于压缩状态,在锁位子步骤中,所述弹性连接部107具有回弹力,所述回弹力带动所述伸缩结构105和拨动机构朝向步进轨道106的方向移动,使拨动机构远离锁位机构的一端与步进轨道106相啮合,有利于提高回位步骤的效率。
本实施例中,在对上提位移模块400a执行位移处理的过程中,在执行拨动步骤后,依次分别对多组的上提位移模块400a执行回位步骤;在对下拉位移模块400b执行位移处理的过程中,在执行拨动步骤后,依次分别对多组的下拉位移模块400b执行回位步骤。
通过依次分别对多组的上提位移模块400a和下拉位移模块400b执行回位步骤,从而能够先使部分的位移模块400中的拨动机构与产生位移后的步进轨道106相啮合,将步进轨道106锁位在发生位移后的新位置,之后再使剩余的位移模块400执行回位步骤,使拨动机构与产生位移后的步进轨道106相啮合,相应能够实现对步进轨道106的始终锁位、防止步进轨道106发生反向位移,进而提高步进轨道106发生移动的稳定性,相应提高致动器的可靠性和稳定性,有利于对被移动部件发生位移的精确控制。
本实施例中,在对部分的位移模块400执行回位步骤的过程中,剩余的位移模块400中的拨动机构还保持扭转的状态,从而防止剩余位移模块400中的拨动机构对步进轨道106的移动产生干扰。具体地,可以对剩余的位移模块400中的伸缩结构105加载加强驱动信号,用于使剩余的位移模块400中拨动机构一侧的伸缩结构105加强伸长,另一侧的伸缩结构105加强收缩,从而使剩余的位移模块400中的拨动机构在原有的偏转状态下加强扭转,以防止剩余的位移模块400中的拨动机构发生摆动的问题。在具体实施中,可以通过对剩余位移模块400的伸缩结构105进行静电加强的方式,使剩余位移模块400的拨动机构不易发生摆动。
相应的,本发明实施例还提供一种电子设备。参考图17,示出了本发明电子设备一实施例的示意图。
所述电子设备800包括:被移动部件;本发明实施例提供的致动器,用于移动所述被移动部件。具体地,所述被移动部件与所述致动器中的步进轨道相连,从而在步进轨道发生移动时,驱动所述被移动部件发生位移。
通过本发明实施例提供的致动器用于移动所述被移动部件,有利于实现较大的行程和精准的位移,还有利于降低工艺成本,有利于提高用户对所述电子设备800的使用感受度。
所述被移动部件包括图像传感器、射频发生器、镜片、棱镜、光栅或波导。
所述电子设备800可以为中间组件,例如:成像模组、镜头组件等。所述电子设备800还可以为终端设备,例如:所述电子设备800可以为手机、平板电脑、照相机或摄像机等各种具备拍摄功能的设备。
作为一种示例,当所述电子设备800为具备拍摄功能的终端设备时,本发明实施例的电子设备800中,能够通过致动器移动图像传感器,从而同时实现超分辨和光学防抖。而且,与移动镜头的方式相比,图像传感器的尺寸更小、重量更低,通过移动图像传感器实现光学防抖,有利于节约成本、提高光学防抖的便利性和稳定性,且本发明提供的致动器具有行程大、移动精度高、速度快的优点,从而有利于实现对图像传感器的精密平移,以实现超分辨,同时提高所述成像组件用于光学防抖的有效性和精确性,相应提高成像质量,例如:提高成像清晰度,相应提高了电子设备800的拍摄质量,还有利于提高用户的使用感受度。
在其他实施例中,当被移动部件为图像传感器时,电子设备可以为成像装置,通过采用所述致动器移动所述图像传感器,并通过精确控制致动器的单次移动步长实现超分辨;同时,通过精确控制多步移动以实现行程大的效果,从而使得所述图像传感器对成像点发生的位移进行补偿,进而实现光学防抖。而且,与移动镜头的方式相比,图像传感器的尺寸更小、重量更低,通过移动图像传感器实现光学防抖,有利于节约成本、提高光学防抖的便利性和稳定性,且本发明提供的致动器具有行程大、移动精度高、速度快的优点,从而有利于实现对图像传感器的精密平移,以实现超分辨,同时提高电子设备用于光学防抖的有效性和精确性,相应提高成像质量。
虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (32)

1.一种致动器,其特征在于,包括:
基板;
位移模块,包括:锁位机构,包括悬置于所述基板上的移动端和固定于所述基板上的固定端;悬置于所述基板上的拨动机构,所述拨动机构的一端与所述锁位机构的移动端相连;固定台,固定于所述拨动机构靠近锁位机构的两侧的基板上,所述固定台与所述锁位机构的固定端连接;伸缩结构,设置于所述拨动机构两侧的基板上且与所述固定台对应设置,所述伸缩结构的一端与所述固定台连接,另一端与所述拨动机构远离所述固定台的一端相连,所述伸缩结构在通电状态下能够伸长或压缩;
步进轨道,悬置于所述基板上,所述步进轨道与所述拨动机构远离所述锁位机构的一端相啮合,所述步进轨道的延伸方向与所述伸缩结构的伸缩方向相垂直;
其中,所述锁位机构包括位于所述步进轨道一侧的上提机构和位于所述步进轨道另一侧的下拉机构,与所述上提机构对应的位移模块为上提位移模块,与所述下拉机构对应的位移模块为下拉位移模块;所述步进轨道具有与所述上提位移模块相对的第一轮齿和与下拉位移模块相对的第二轮齿,所述第一轮齿和第二轮齿的齿距不同。
2.如权利要求1所述的致动器,其特征在于,所述锁位机构为锁位电容,所述锁位电容包括相对设置的锁位电极和吸合电极,所述移动端为所述吸合电极沿延伸方向的第一端,所述固定端为所述吸合电极沿延伸方向的第二端;
或者,所述锁位机构为压电元件。
3.如权利要求1所述的致动器,其特征在于,所述上提位移模块为多组;
所述下拉位移模块为多组。
4.如权利要求1所述的致动器,其特征在于,所述拨动机构包括:与所述锁位机构对应的连接臂,所述连接臂的一端与所述移动端连接;拨杆,位于所述连接臂远离所述锁位机构的一端并与所述连接臂相连,所述拨杆与所述步进轨道相啮合;
所述固定台位于所述连接臂的两侧;
所述伸缩结构位于所述连接臂的两侧,所述伸缩结构的一端与位于所述连接臂同一侧的固定台连接,另一端与所述拨杆相连。
5.如权利要求4所述的致动器,其特征在于,所述拨动机构中与所述连接臂对应的所述拨杆的数量为两个,两个所述拨杆呈分叉状,分别与位于所述连接臂两侧的伸缩结构对应设置。
6.如权利要求1所述的致动器,其特征在于,所述伸缩结构包括固定电极、以及位于所述固定电极之间、且与所述固定电极相对设置的可动电极,所述固定电极固定于所述基板上,所述可动电极悬置于所述基板上且与所述固定台相连。
7.如权利要求1所述的致动器,其特征在于,所述致动器还包括:弹性连接部,设置于所述伸缩结构的两端,用于连接所述伸缩结构与所述固定台,以及连接所述伸缩结构与所述拨动机构远离所述固定台的一端。
8.如权利要求7所述的致动器,其特征在于,所述弹性连接部包括弹簧。
9.如权利要求1所述的致动器,其特征在于,所述致动器还包括:封盖,位于所述位移模块和步进轨道的上方且与所述步进轨道固定连接,所述封盖具有锁位槽,所述锁位槽的延伸方向与所述步进轨道的延伸方向相同;
固定锁位部,包括固定于所述基板上且套设于所述锁位槽内的固定轴,以及位于所述封盖上方且与所述固定轴相连的锁位帽,在沿垂直于锁位槽的延伸方向上,所述锁位帽在封盖上的投影凸出于所述锁位槽。
10.如权利要求1所述的致动器,其特征在于,所述步进轨道中具有通槽,所述通槽的延伸方向与所述步进轨道的延伸方向相同;
所述致动器还包括:轨道固定柱,凸出于所述基板,所述轨道固定柱套设于所述通槽内。
11.一种如权利要求1至10任一项所述的致动器的驱动方法,其特征在于,包括:
执行初始驱动处理,使所述致动器处于浮接状态,所述伸缩结构处于初始状态,所述拨动机构与所述步进轨道相啮合;
在所述初始驱动处理后,对所述位移模块执行一次或多次位移处理,所述位移处理包括:
拨动步骤,用于使所述拨动机构一侧的伸缩结构相对于初始状态伸长,以及用于使所述连接臂另一侧的伸缩结构相对于初始状态压缩,位于所述拨动机构两侧的伸缩结构驱动所述拨动机构发生偏转,所述拨动机构驱动所述步进轨道产生位移;
回位步骤,用于在所述拨动步骤后,使所述拨动机构回到非偏转状态,并与产生位移后的步进轨道相啮合。
12.如权利要求11所述的致动器的驱动方法,其特征在于,所述上提位移模块为多组;所述下拉位移模块为多组;
对所述位移模块执行一次或多次位移处理包括:对所述上提位移模块执行一次或多次位移处理;在对所述上提位移模块执行一次或多次位移处理后,对所述下拉位移模块执行一次或多次位移处理;
在对所述上提位移模块执行位移处理的过程中,对多组所述上提位移模块执行拨动步骤,驱动所述步进轨道产生位移;在执行拨动步骤后,依次分别对多组的上提位移模块执行回位步骤;
在对所述下拉位移模块执行位移处理的过程中,对多组所述下拉位移模块执行拨动步骤,驱动所述步进轨道产生位移;在执行拨动步骤后,依次分别对多组的下拉位移模块执行回位步骤。
13.如权利要求11所述的致动器的驱动方法,其特征在于,对所述位移模块执行一次或多次位移处理包括:对所述上提位移模块执行一次或多次位移处理,所述步进轨道沿第一方向产生位移;
在对所述上提位移模块执行一次或多次位移处理后,对所述下拉位移模块执行一次或多次位移处理,所述步进轨道沿第二方向产生位移,所述第二方向与所述第一方向相反。
14.如权利要求11或13所述的致动器的驱动方法,其特征在于,在对所述上提位移模块执行一次或多次位移处理的过程中,对所述下拉机构执行下拉处理,使所述下拉位移模块中的拨动机构远离锁位机构的一端脱离开所述步进轨道;
在对所述下拉位移模块执行一次或多次位移处理的过程中,对所述上提机构执行上提处理,使所述上提位移模块中的拨动机构远离锁位机构的一端脱离开所述步进轨道。
15.如权利要求14所述的致动器的驱动方法,其特征在于,所述锁位机构为锁位电容,所述锁位电容包括相对设置的锁位电极和吸合电极,所述移动端为所述吸合电极沿延伸方向的第一端,所述固定端为所述吸合电极沿延伸方向的第二端;
与所述下拉机构对应的锁位电容为下拉电容,对所述下拉机构执行下拉处理的步骤包括:向所述下拉电容加载下拉驱动信号,用于使所述锁位电极与所述吸合电极之间具有第一静电吸引力,所述第一静电吸引力用于使所述下拉电容中的吸合电极的第二端与锁位电极吸合;
与所述上提机构对应的锁位电容为上提电容,对所述上提机构执行上提处理的步骤包括:向所述上提电容加载上提驱动信号,用于使所述锁位电极与所述吸合电极具有第二静电吸引力,所述第二静电吸引力用于使所述上提电容中的吸合电极的第二端与所述锁位电极吸合。
16.如权利要求11所述的致动器的驱动方法,其特征在于,所述回位步骤包括:提起子步骤,用于使所述拨动机构脱离开所述步进轨道;
锁位子步骤,用于使所述拨动机构回到非偏转状态、与所述步进轨道相啮合。
17.如权利要求16所述的致动器的驱动方法,其特征在于,所述提起子步骤包括:
对所述锁位机构执行提起处理,用于驱动所述锁位机构中的移动端带动所述拨动机构朝远离所述步进轨道的方向移动;
或者,对在拨动步骤中相对于初始状态伸长的所述伸缩结构执行压缩处理,使该伸缩结构相对于初始状态缩短;
或者,对所述锁位机构执行提起处理以及对在拨动步骤中相对于初始状态伸长的伸缩结构执行压缩处理。
18.如权利要求17所述的致动器的驱动方法,其特征在于,所述锁位机构为锁位电容,所述锁位电容包括相对设置的锁位电极和吸合电极,所述移动端为所述吸合电极沿延伸方向的第一端,所述固定端为所述吸合电极沿延伸方向的第二端;
对所述锁位机构执行提起处理的步骤包括:向所述锁位电容加载第一驱动信号,用于使所述锁位电极与所述吸合电极之间具有第三静电吸引力,所述第三静电吸引力用于使所述吸合电极的第二端与所述锁位电极吸合。
19.如权利要求17所述的致动器的驱动方法,其特征在于,当所述提起子步骤包括对所述锁位机构执行提起处理时,所述锁位子步骤包括:对所述锁位结构执行推移处理,用于驱动所述锁位机构中的移动端带动所述拨动机构朝靠近所述步进轨道的方向移动;
当提起子步骤包括对在拨动步骤中相对于初始状态伸长的伸缩结构执行压缩处理时,所述锁位子步骤包括:对所述伸缩结构执行伸长处理,使所述伸缩结构回到初始状态,或者,使所述伸缩结构相对于所述初始状态伸长,所述伸缩结构的伸缩状态变化驱动所述拨动机构朝所述步进轨道的方向移动。
20.如权利要求19所述的致动器的驱动方法,其特征在于,所述锁位机构为锁位电容,所述锁位电容包括相对设置的锁位电极和吸合电极,所述移动端为所述吸合电极沿延伸方向的第一端,所述固定端为所述吸合电极沿延伸方向的第二端;
对所述锁位结构执行推移处理的步骤包括:向所述锁位电容加载第二驱动信号,用于使所述锁位电极与所述吸合电极之间消除静电吸引力或具有静电排斥力,驱动所述吸合电极带动所述拨动机构朝步进轨道的方向移动。
21.一种电子设备,其特征在于,包括:
被移动部件;
如权利要求1至10任一项所述的致动器,用于移动所述被移动部件。
22.如权利要求21所述的电子设备,其特征在于,所述被移动部件包括图像传感器、射频发生器、镜片、棱镜、光栅或波导。
23.一种致动器的形成方法,其特征在于,包括:
提供基板,所述基板包括锁位区、固定台区、拨动区、伸缩区以及轨道区,所述拨动区位于所述锁位区的一侧且与所述固定台区相间隔,所述伸缩区位于所述拨动区的两侧,所述固定台区位于所述拨动区靠近锁位区一端的两侧且与所述伸缩区相对应,所述轨道区位于所述伸缩区远离锁位区的一侧;
在所述基板上形成第一柱体,所述第一柱体分立于所述锁位区、固定台区和伸缩区;在所述第一柱体露出的所述基板上形成第一牺牲层;
在所述第一柱体上以及第一牺牲层上形成第二柱体;其中,位于所述锁位区的第一柱体和第二柱体用于构成锁位机构,包括移动端和固定端,所述移动端与所述基板之间还具有第一牺牲层;所述拨动区中,位于所述第一牺牲层上的第二柱体用于构成拨动机构,所述拨动机构的一端与锁位机构的移动端连接;所述固定台区中,所述第一柱体和位于所述第一柱体上的第二柱体用于作为固定台;位于所述伸缩区的所述第一柱体和第二柱体作为伸缩结构,所述伸缩结构的一端与所述固定台连接,另一端与所述拨动机构远离固定台的一端连接;所述锁位机构与对应的拨动机构、固定台和伸缩结构构成位移模块,所述锁位机构包括位于轨道区一侧的上提机构和位于轨道区另一侧的下拉机构,与所述上提机构对应的位移模块为上提位移模块,与所述下拉机构对应的位移模块为下拉位移模块;
在所述轨道区的第一牺牲层上方的第二柱体上形成第三柱体,所述轨道区中,所述第二柱体和第二柱体上的第三柱体用于作为步进轨道,所述步进轨道与拨动机构远离锁位机构的一端相啮合,所述步进轨道的延伸方向与伸缩结构的伸缩方向垂直,所述步进轨道具有与上提位移模块相对的第一轮齿和与下拉位移模块相对的第二轮齿,所述第一轮齿和第二轮齿的齿距不同;
形成所述第三柱体后,去除所述第一牺牲层,使所述锁位机构的移动端、拨动机构和步进轨道悬置于所述基板上。
24.如权利要求23所述的致动器的形成方法,其特征在于,形成所述第二柱体的步骤中,所述锁位机构为锁位电容,所述锁位电容包括相对设置的锁位电极和吸合电极,所述移动端为所述吸合电极沿延伸方向的第一端,所述固定端为所述吸合电极沿延伸方向的第二端;
或者,所述锁位机构为压电元件。
25.如权利要求23所述的致动器的形成方法,其特征在于,形成所述第二柱体的步骤中,所述拨动机构包括:与所述锁位机构对应的连接臂,所述连接臂的一端与所述移动端连接;拨杆,位于所述连接臂远离锁位机构的一端并与所述连接臂相连;
所述固定台位于所述连接臂的两侧;
所述伸缩结构位于所述连接臂的两侧,所述伸缩结构的一端与位于所述连接臂同一侧的固定台连接,另一端与所述拨杆相连;
所述步进轨道与所述拨杆相啮合。
26.如权利要求25所述的致动器的形成方法,其特征在于,形成所述第二柱体的步骤中,所述拨动机构中与所述连接臂对应的拨杆的数量为两个,两个所述拨杆呈分叉状,分别与位于所述连接臂两侧的伸缩结构对应设置。
27.如权利要求23所述的致动器的形成方法,其特征在于,形成所述第二柱体的步骤中,所述上提位移模块为多组,所述下拉位移模块为多组。
28.如权利要求23所述的致动器的形成方法,其特征在于,形成所述第二柱体的步骤中,所述伸缩结构包括:由所述第一柱体和位于所述第一柱体上的第二柱体构成的固定电极,以及由位于所述第一牺牲层上的第二柱体构成的可动电极,所述可动电极位于所述固定电极之间、与所述固定电极相对设置,且所述可动电极与所述固定台相连。
29.如权利要求23所述的致动器的形成方法,其特征在于,所述致动器的形成方法还包括:在形成所述第二柱体的步骤中,还形成位于所述伸缩结构的两端的弹性连接部,所述弹性连接部连接所述伸缩结构和所述固定台、以及连接所述伸缩结构与所述拨动机构远离所述固定台的一端。
30.如权利要求23所述的致动器的形成方法,其特征在于,形成所述第一柱体的步骤中,所述第一柱体还形成在所述轨道区的基板上;
形成所述第二柱体的步骤中,所述轨道区中,所述第一柱体和位于所述第一柱体上的所述第二柱体用于作为轨道固定柱,在沿垂直于所述轨道区的延伸方向上,所述第二柱体还形成在所述轨道固定柱两侧的第一牺牲层上,位于所述轨道区的第一牺牲层上的第二柱体与所述轨道固定柱之间具有间隙;
所述致动器的形成方法还包括:在形成所述第二柱体后,形成所述第三柱体之前,在所述第二柱体露出的所述第一牺牲层上形成第二牺牲层,所述第二牺牲层填充所述间隙;
在去除所述第一牺牲层的步骤中,还去除所述第二牺牲层,在所述步进轨道中形成通槽,所述通槽的延伸方向与所述步进轨道的延伸方向相同;所述轨道固定柱套设于所述通槽内。
31.如权利要求30所述的致动器的形成方法,其特征在于,所述基板还包括固定锁位区;
所述致动器的形成方法还包括:形成所述第二柱体后,在所述第二柱体露出的所述第一牺牲层上形成第二牺牲层;
在形成所述第三柱体后,所述致动器的形成方法还包括:在所述第三柱体露出的所述第二牺牲层和第二柱体上形成第三牺牲层;在所述第三牺牲层和第三柱体上形成封盖,所述封盖中形成有位于所述固定锁位区的锁位槽,所述锁位槽的延伸方向与所述步进轨道的延伸方向相同。
32.如权利要求31所述的致动器的形成方法,其特征在于,所述第一柱体还形成在所述固定锁位区的基板上,位于所述固定锁位区的第一柱体用于作为第一子固定轴;所述第二柱体还形成在所述第一子固定轴上,位于所述第一子固定轴上的第二柱体用于作为第二子固定轴;所述第三柱体还形成在所述第二子固定轴上,位于所述第二子固定轴上的第三柱体用于作为第三子固定轴;
在形成所述封盖的步骤中,还在所述第三子固定轴上形成第四子固定轴;所述致动器的形成方法还包括:
在所述封盖和所述第四子固定轴之间的第三牺牲层上形成第四牺牲层,所述第四牺牲层填充所述锁位槽;
在所述第四子固定轴上形成第五子固定轴;所述第一子固定轴、第二子固定轴、第三子固定轴、第四子固定轴以及第五子固定轴用于构成固定轴,且所述固定轴的顶面凸出于所述第四牺牲层和所述封盖;
在所述固定轴露出的所述第四牺牲层和封盖上形成第五牺牲层;
在所述固定轴上形成锁位帽,所述锁位帽还延伸覆盖所述封盖上方的部分所述第五牺牲层,所述固定轴和锁位帽用于构成固定锁位部,在沿垂直于锁位槽的延伸方向上,所述锁位帽在封盖上的投影凸出于所述锁位槽;
去除所述第一牺牲层的步骤中,还去除所述第二牺牲层、第三牺牲层、第四牺牲层以及第五牺牲层,暴露出所述封盖中的所述锁位槽;所述固定轴贯穿所述锁位槽。
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