KR20180054739A - 액추에이션을 위한 기계적 돌출부 ＆ 촉각 피드백으로 막을 편향 - Google Patents
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Abstract
마이크로 액추에이터들에 대한 방법들, 시스템들 및 장치들이 제시된다. 일부 실시예들에서, 마이크로 액추에이터는 액추에이션 부재에 커플링된 기판을 포함할 수 있다. 제1 상태에서 기판의 주름(corrugating) 부분은 실질적으로 편평한 표면을 형성하기 위해 수축되지 않을 수 있고 제2 상태에서 편평한 표면과 평행한 치수를 따라 수축될 수 있다. 액추에이션 부재는 적어도 부분적으로 단단할 수 있다. 마이크로 액추에이터는 주름 부분의 상태가 변화할 때 액추에이션 부재를 주름 부분에 대해 이동시키도록 구성될 수 있다. 적어도 기판 층은 단일체일 수 있고 액추에이션 부재는 층의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 기판은 전도성 폴리머 막을 포함할 수 있다.
Description
[0001]
본 개시내용의 양상들은 개선된 마이크로 액추에이터(micro actuator)에 관한 것이다.
[0002]
촉각 피드백 시스템들은 사용자들에게 물리적 느낌들 및/또는 표시들을 제공하기 위해 다양한 애플리케이션들에 사용될 수 있다. 촉각 피드백 디바이스의 하나의 일반적인 예는 시각 장애인을 위한 점자 기계이다. 리프레시가능한(refreshable) 점자 기계들은 시각 장애가 있는 개인들이 전자기계적 인터페이스를 사용하여 읽고, 다른 사람들과 상호작용하고, 통신하는 것을 허용하도록 개발되었다. 부가적인 촉각 피드백 시스템 예들은 게임 제어기들의 진동 피드백 피처(feature)들, 운전자들을 자극하거나 신호하기 위한 차량 스티어링 휠(steering wheel) 피드백 시스템들, 사용자가 앉은 플랫폼 또는 제어부들에 피드백 힘들을 갖는 비행 또는 엔터테인먼트 시뮬레이터들, 및 모바일 전화 진동 메커니즘들이다.
[0003]
전자기 및 압전 디바이스들을 포함하는 이들 디바이스들의 전자기계적 기능성을 가능하게 하도록 다양한 기술들이 개발되었다. 이들 기술들 각각은, 특히 더 작은 모바일 디바이스들에 통합될 때, 몇몇 이익들 및 단점들을 제공한다. 전자기 디바이스들, 이를테면 촉각 엘리먼트들에 부착된 영구 자석들을 액츄에이팅(actuate)하기 위해 전자기장들을 사용하는 디바이스들은 빠른 작동 및 비교적 값싼 촉각 디바이스들을 생성하는데 사용될 수 있다. 그러나, 그런 디바이스들은 상태들을 변경 및/또는 유지하기 위해 비교적 많은 양의 전력을 소비할 수 있다. 부가적으로, 이들 같은 전자기 디바이스들은 더 작은 사이즈들에 잘 스케이링(scale)되지 않을 수 있고, 이는 이들의 적용성을 제한시킨다.
[0004]
압전 디바이스들은 압전 효과들을 이용하여 일반적으로 휨가능 "아암(arm)들"을 형성한다. 압전 디바이스들은 전기의 적용 시 압축되거나 압축해제되는 결정 구조들을 사용한다. 아암 구조의 대향 측들 상에 통합될 때, 일 측은 압축될 수 있고 다른 측은 팽창되어 휨 모션을 유발할 수 있다. 이들 디바이스들은 전력 효율적이지만, 또한 비교적 비싸고 부서지기 쉬울 수 있다. 이들 단점들은, 특히 촉각 피드백 시스템들이 공간이 더욱 국한되는 영역들, 이를테면 모바일 전자장치에 사용될 때, 이들의 적용성을 제한시킨다. 부가적인 타입들의 촉각 피드백 시스템들은 기계적으로 언밸렁싱된(unbalanced) 전기 모터들을 사용하여 진동력을 생성할 수 있다. 그러나, 그런 시스템들은 진동들을 생성하는 것으로 제한되기 때문에, 데이터 전달 수단으로서 이들의 용도들은 제한된다.
[0005]
따라서, 촉각 피드백 또는 다른 애플리케이션들과 함께 사용하기 위한 개선된 마이크로 액추에이터에 대한 필요가 존재한다.
[0006]
개선된 마이크로 액추에이션 디바이스에 대한 방법들, 시스템들 및 장치들이 설명된다.
[0007]
일부 실시예들에서, 마이크로 액추에이터는 액추에이션 부재에 커플링된 기판을 포함할 수 있다. 제1 상태에서 기판의 주름(corrugating) 부분은 실질적으로 편평한 표면을 형성하기 위해 수축되지 않을 수 있고 제2 상태에서 편평한 표면과 평행한 치수를 따라 수축될 수 있다. 액추에이션 부재는 적어도 부분적으로 단단할 수 있다. 마이크로 액추에이터는 주름 부분의 상태가 변화할 때 액추에이션 부재를 주름 부분에 대해 이동시키도록 구성될 수 있다. 적어도 기판 층은 단일체일 수 있고 액추에이션 부재는 층의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 기판은 전도성 폴리머 막을 포함할 수 있다.
[0008]
추가 실시예들에서, 마이크로 액추에이터는 복수의 전극들을 더 포함할 수 있고 복수의 전극들의 전극들 양단에 전기 전력의 적용은 기판의 주름 부분의 상태 변화를 유발할 수 있다. 복수의 전극들의 전극들은 액추에이션 부재의 대향 측들 상의 기판상에 배열될 수 있다. 액추에이션 부재를 이동시키기 위해 가해진 힘은 적어도 기판에 대한 주름 부분의 대응하는 치수들의 비율에 따를 수 있다. 액추에이션 부재는 편평한 표면에 실질적으로 평행한 방향으로 이동할 수 있다.
[0009]
추가 실시예들에서, 액추에이션 부재는 2개의 포인트들에서 기판에 커플링될 수 있고 편평한 표면에 실질적으로 사선 또는 수직 방향으로 연장된다. 기판은 제1 층, 제2 층 및 제3 층을 포함할 수 있다. 기판은, 제1 층과 제2 층 사이에 전압 차가 인가될 때 제1 층 또는 제2 층 상에 전기 전하를 유도하도록 구성될 수 있고 제3 층은 제1 층과 제2 층 사이에 배치될 수 있다. 제1 층 또는 제2 층은 제1 층과 제2 층 사이에 전기 전하의 적용 시 팽창하거나 수축하도록 구성될 수 있다. 제1 층은 복수의 전기적으로 절연된 부분들로 나누어질 수 있다. 기판의 두께는 3백 미크론 미만일 수 있다. 마이크로 액추에이터는 주름 부분이 제1 상태 또는 제2 상태이도록 바이어싱될 수 있다. 기판은 하나 또는 그 초과의 보이드(void)들을 정의할 수 있다.
[0010]
본 개시내용의 양상들은 예로써 예시된다. 첨부 도면들에서, 유사한 참조 번호들은 유사한 엘리먼트들을 표시한다.
[0011] 도 1은 전자기계적 액추에이팅 아암의 간략화된 다이어그램을 예시한다.
[0012] 도 2는 전자기계적 액추에이팅 막 디바이스들의 구성들을 예시한다.
[0013] 도 3은 본 개시내용의 일부 실시예들의 피처들을 가진 제1 마이크로 액추에이터를 예시한다.
[0014] 도 4는 도 3의 제1 마이크로 액추에이터의 2개의 상태들의 측면도를 예시한다.
[0015] 도 5는 도 3의 제1 마이크로 액추에이터의 1개의 상태의 사시도를 예시한다.
[0016] 도 6은 본 개시내용의 일부 실시예들의 피처들을 가진 제2 마이크로 액추에이터를 예시한다.
[0017] 도 7은 도 6의 제2 마이크로 액추에이터의 2개의 상태들의 측면도를 예시한다.
[0018] 도 8은 본 개시내용의 실시예들의 피처들을 제조하기 위한 예시적 제1 단계를 예시한다.
[0019] 도 9는 본 개시내용의 실시예들의 피처들을 제조하기 위한 예시적 제2 단계를 예시한다.
[0020] 도 10은 본 개시내용의 실시예들의 피처들을 제조하기 위한 예시적 제3 단계를 예시한다.
[0021] 도 11은 본 개시내용의 실시예들의 피처들을 제조하기 위한 예시적 제4 단계를 예시한다.
[0022] 도 12는 본 개시내용의 실시예들의 피처들을 제조하기 위한 예시적 제5 단계를 예시한다.
[0023] 도 13은 본 개시내용의 실시예들의 피처들을 제조하기 위한 부가적인 단계들을 예시한다.
[0024] 도 14는, 하나 또는 그 초과의 실시예들이 구현될 수 있는 컴퓨팅 시스템의 예를 예시한다.
[0011] 도 1은 전자기계적 액추에이팅 아암의 간략화된 다이어그램을 예시한다.
[0012] 도 2는 전자기계적 액추에이팅 막 디바이스들의 구성들을 예시한다.
[0013] 도 3은 본 개시내용의 일부 실시예들의 피처들을 가진 제1 마이크로 액추에이터를 예시한다.
[0014] 도 4는 도 3의 제1 마이크로 액추에이터의 2개의 상태들의 측면도를 예시한다.
[0015] 도 5는 도 3의 제1 마이크로 액추에이터의 1개의 상태의 사시도를 예시한다.
[0016] 도 6은 본 개시내용의 일부 실시예들의 피처들을 가진 제2 마이크로 액추에이터를 예시한다.
[0017] 도 7은 도 6의 제2 마이크로 액추에이터의 2개의 상태들의 측면도를 예시한다.
[0018] 도 8은 본 개시내용의 실시예들의 피처들을 제조하기 위한 예시적 제1 단계를 예시한다.
[0019] 도 9는 본 개시내용의 실시예들의 피처들을 제조하기 위한 예시적 제2 단계를 예시한다.
[0020] 도 10은 본 개시내용의 실시예들의 피처들을 제조하기 위한 예시적 제3 단계를 예시한다.
[0021] 도 11은 본 개시내용의 실시예들의 피처들을 제조하기 위한 예시적 제4 단계를 예시한다.
[0022] 도 12는 본 개시내용의 실시예들의 피처들을 제조하기 위한 예시적 제5 단계를 예시한다.
[0023] 도 13은 본 개시내용의 실시예들의 피처들을 제조하기 위한 부가적인 단계들을 예시한다.
[0024] 도 14는, 하나 또는 그 초과의 실시예들이 구현될 수 있는 컴퓨팅 시스템의 예를 예시한다.
[0025]
몇몇 예시적 실시예들은 본원의 일부를 형성하는 이제 첨부 도면들에 대해 설명될 것이다. 본 개시내용의 하나 또는 그 초과의 양상들이 구현될 수 있는 특정 실시예들이 아래에 설명되지만, 다른 실시예들은 사용될 수 있고 다양한 수정들은 본 개시내용의 범위 또는 첨부된 청구항들의 사상으로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있다.
[0026]
도 1은 하나 또는 그 초과의 실시예들을 포함할 수 있는 시스템(100)의 간략화된 다이어그램을 예시한다. 이 시스템은 전자기계적 액추에이팅 아암(102)의 2개의 상태들을 예시한다. 아암(102)은 특정 재료들을 분리 층으로 적층함으로써 생성될 수 있다. 전기 전력이 아암(102)에 인가될 때, 아암은 구조의 전자기계적 피처들로 인해 휘어질 수 있다. 제1 상태(104)에서, 아암은 전극들(120 및 122)에 인가된 전기 전력을 가지지 않는다. 제1 상태(104)에서, 아암은 직선이고 휘어지지 않은 것으로 예시된다. 제2 상태(106)에서, 예시된 바와 같이, 전기 전력은 아암(102)에 인가되어 아암이 휘어지게 할 수 있다. 이런 예시에서, 아암은 우측으로 휘어지지만, 전압 소스(118)의 극성은 역방향 휨 모션을 유발하도록 반전될 수 있다.
[0027]
또한 음이온들(114)이 예시된다. 제1 상태(104)에서, 음이온들(114)은 전도성 층들(108 및 112)에 비교적 균일하게 분포된다. 전도성 층들(108 및 112)은 전기적으로 그리고 이온적으로 전도성일 수 있다. 분리 층(110)은 유전체, 전해질일 수 있고, 그리고/또는 전기적으로 절연되고 이온적으로 전도성일 수 있다. 제2 상태에서, 전도성 층(108)은 전도성 층(112)보다 비교적 더 많은 음이온들(114)을 포함하는 것으로 예시된다. 재료들 사이에서 음이온들의 이동(116)은 몇몇 프로세스들을 통해 유도될 수 있지만, 최종 결과들은 유사하다. 더 많은 음이온들을 층(108)으로 유도함으로써, 음이온들(114)은 서로 밀어낼 수 있고 전도성 층(108)은 팽창할 수 있다. 반대로, 전도성 층(112)에서 음이온들의 결핍은 전도성 층(112)이 수축하게 할 수 있다. 이들 팽창 및 수축 힘들은 아암(102)이 휘어지게 할 수 있고 그러므로 구조는 전기 전력에 대한 응답으로 기계적 휨 힘을 생성함으로써 전자기계적 액추에이터로서 사용될 수 있다.
[0028]
이미 언급된 바와 같이, 분리 층(110)은 유전체이거나 전해질일 수 있다. 분리 층(110)이 유전체일 때, 아암(102)이 캐패시터로서 작용하는 것이 여겨진다. 전기 전력 소스(118)가 아암(102)에 인가될 때, 전력 소스(118)의 포지티브 전하는 네거티브적으로 충전된 음이온들을 끌어당긴다. 반대로, 전력 소스(118)의 네거티브 전하는 음이온들을 밀어낸다. 이런 방식으로, 음이온들은 전도성 층(108)으로 끌어당겨질 수 있다. 대안적으로, 분리 층(110)은 전해질일 수 있다. 그런 구성에서, 전도성 층들(108 및 112)의 음이온들을 언밸런싱시키기 위해 더 작은 전위가 요구될 수 있다.
[0029]
도 1에 예시된 시스템(100)은 예컨대, 후막(thick film), 박막(thin film), 또는 MEMS 기술들을 사용하여 초소형의 스케일에서 제조될 수 있다. 예컨대, 전도성 층들(108 및 112)은 전도성 폴리머로 제조될 수 있다. 전도성 폴리머들은 유리하게 값싸고 가요성이다. 전도성 폴리머들, 또는 유사한 재료들을 사용하면, 아암(102)은 막으로 만들어질 수 있다. 막의 두께(124)는 5 내지 2백 미크론일 수 있다. 다른 기술들은 부가적으로 또는 대안적으로 개시된 것들과 유사하게 동작하는 마이크로 액추에이터들을 구현하는데 사용될 수 있다. 예컨대, 이미 언급된 압전 재료들은 결정 구조들이 막의 교번 층들에서 팽창 또는 수축되도록 유도함으로써 휨 모션을 유발하는데 사용될 수 있다. 인가되거나 제거된 열 에너지에 대한 응답으로 팽창하거나 수축되는 열적 반응성 재료들이 또한 사용될 수 있다. 열 에너지는 전기 히팅(heating) 엘리먼트들 및/또는 펠티어(Peltier) 디바이스들의 사용을 포함하는 다양한 방법들을 사용하여 인가되거나 제거될 수 있다.
[0030]
도 2는 하나 또는 그 초과의 실시예들을 포함할 수 있는 다양한 대안적인 구성들(200)의 간략화된 다이어그램을 예시한다. 시스템은 도 1의 아암(102)과 유사하게 동작하는 시스템을 예시한다. 예시된 구성들 및 상태들(200)은 전도성 층들 및 분리 층을 형성하기 위해 논의된 막 재료들을 사용할 수 있다. 구성(206)은 막 층들로 구성될 수 있는 일반적인 디바이스를 예시한다. 층들(212 및 216)은 도 1의 전도성 층들(108 및 112)과 유사한 전도성 층들을 예시한다. 분리 층(214)은 도 1의 분리 층(110)과 유사한 층을 예시한다. 그러나, 도 1의 시스템(100)과 달리, 도 2의 구성(206)은 전도성 재료의 다수의 별개이고 분리된 섹션들을 포함한다. 예컨대, 분리된 전도성 섹션들은 213 및 217로 라벨링된다. 전도성 재료들의 별개이고 분리된 층들로 분리 층(214)을 오버레잉(overlaying) 함으로써, 다수의 액추에이션 섹션들이 전도성 재료의 분리된 섹션들로부터 생성될 수 있다. 예컨대, 액추에이션 섹션(218)은 도 1의 시스템(100)과 유사하게 작용할 수 있다.
[0031]
뷰(view)(202)에서, 디바이스는 전력이 인가되지 않고 도 1의 제1 상태(104)와 다소 동등할 수 있다. 이 상태에서, 디바이스(206)는 편평한 표면과 평행한 방향으로 막의 세트 길이(204)를 가진 실질적으로 편평한 표면을 형성할 수 있다. 이 구성을 더 잘 이해하기 위해, 뷰들(202, 220 및 222)이 디바이스(206)의 부가적인 측면 뷰들로서 제공된다. 뷰들(224 및 226)은 본원의 논의될 개선된 디바이스를 가진다.
[0032]
뷰들(220 및 222)은, 전기 전력이 액추에이션 섹션들(218)에 인가된 이후, 디바이스(206)를 예시한다. 전력이 액추에이션 섹션에 인가될 때, 각각의 섹션은 도 1의 시스템 기능 동안 설명된 바와 같이 휘어질 수 있다. 액추에이션 섹션들(218)의 이런 휨/액추에이션은 디바이스(206)가 주름지고/접혀지게 할 수 있고 그러므로 치수(228)를 따라 수축하게 할 수 있다. 그러므로, 길이(228)는, 디바이스(206)의 전력 인가 상태 또는 전력 비인가 상태에 따라, 동일한 디바이스(206)에 대한 길이(204) 미만일 수 있다. 그러므로 디바이스(206)는 아코디언과 다소 유사하게 작용하고 전기 전력의 적용 시 수축할 수 있다. 음이온들(234)은 각각의 뷰에 대한 전하의 방향을 예시하기 위해 제공된다. 뷰들(220 및 222)이 뷰(202)에 의해 예시된 동일한 디바이스(206)를 가질 수 있고 단지 뷰(220 및 222) 사이의 차이가 전도성 층들(212 및 216)에 인가된 전력의 극성인 것이 주목되어야 한다. 전도체들(도시되지 않음)은 전력 소스(도시되지 않음)로의 전기 경로들을 전도성 층들(212 및 216)에 제공하는데 사용될 수 있다.
[0033]
뷰(224)는 교번하는 극성 액추에이션 섹션(218)을 포함하는 개선된 디바이스(208)의 측면도를 예시한다. 극성들을 교번시킴으로써, 액추에이션 섹션들은 서로 가깝게 이격될 수 있다. 인접한 액추에이션 섹션(218)의 극성들을 교번시킴으로써, 동시 액추에이션 섹션들은 예시된 디바이스(208)의 웨이브-형 프로파일을 형성하는 반대 방향들로 휘어질 수 있다.
[0034]
뷰(226)는 디바이스(208)의 예시적인 평면도를 예시한다. 평면도는, 전압이 액추에이션 섹션들(218)에 인가되지 않을 때 디바이스(208)의 편평한 형상을 추가로 예시하기 위해 제공된다. 부가적으로, 뷰(226)는, 디바이스의 제조가 비교적 값싸게 달성될 수 있다는 것을 예시하기 위해 제공된다. 예컨대, 중간 층은 치수(232)를 따라 최상부 및 최하부에 전도성 층들(212 및 216)로 스트라이핑(stripe)될 수 있다. 이런 방식으로, 몇몇 별개의 액추에이션 섹션들(218)이 디바이스(208) 상에 형성될 수 있다.
[0035]
도 2의 구성들은 치수들(204 또는 230)을 따라 풀링 힘(pulling force)을 생성하는데 유용한 값싸고 초소형의 마이크로 액추에이터를 가능하게 한다. 그러나, 도 2의 구성들은 몇몇 단점들을 가진다. 디바이스들은 제공될 수 있는 액추에이션 힘의 양으로 제한된다. 힘이 유사한 디바이스들을 적층함으로써 증가될 수 있지만, 디바이스의 성질에 따라 층들은 새로운 문제들을 제시한다. 예컨대, 전기 전력이 인가될 때 각각의 디바이스의 주름을 가능하게 하기 위해 후속 적층 디바이스들 사이에 공간이 제공되어야 한다. 각각의 디바이스에 의해 제공되는 액추에이션 힘은 또한 디바이스의 2개의 측들이 고정될 때 같은 풀링 힘으로 제한된다. 많은 촉각 피드백 디바이스들은 푸싱 힘(이를테면 점자 점을 액추에이팅하는 것)을 사용하여 동작하고 그러므로 부가적인 구조들은 액추에이션 힘의 방향을 변경하는데 필요할 수 있다. 이들 부가적인 구조들은 설계에 공간 및 비용을 부가할 수 있고, 이는 마이크로 구조들의 일부 장점들을 제거한다. 촉각 피드백에 대해 이들 디바이스들의 어레이를 생성하려고 시도할 때, 이들 단점들 및 부가적인 구조들은 점점 방해가 된다.
[0036]
개시된 실시예들의 피처들을 사용하는 몇몇 착용가능 디바이스들을 포함하는 마이크로 촉각 피드백 시스템들에 대한 애플리케이션들이 개시된다. 이들 착용가능 디바이스들은 의료 디바이스들, 이를테면 예컨대 착용가능 패치들에 사용될 수 있다. 일 예로서, 패치는 사용자의 글루코스(glucose) 레벨을 알아내기 위해 눈에 안 띄는 센서 또는 다른 센서를 사용하는 글루코스 레벨 검출기의 형태를 취할 수 있다. 촉각 피드백 디바이스는, 사용자가 적합한 액션들을 취하도록, 이를테면 설탕을 삼키거나 글루코스를 삼키도록 신호하기 위해 사용자의 글루코스가 허용가능한 범위 밖에 속할 때 마이크로 액추에이터를 사용하여 사용자에게 신호하는데 사용될 수 있다. 이런 개념은 몇몇 교번하는 상황들에서 사용될 수 있다. 예컨대, 혈중 알콜 레벨 패치는, 운전하기에 안전하지 않을 때 사용자에게 신호하는데 사용될 수 있다. 타이머는 약물을 섭취할 시기를 사용자에게 표시하기 위해 패치에 부착될 수 있다. 패치는 광산이나 위험 폐기물 정화 영역 같은 세팅들에서 안전하지 않은 방사선 또는 독극물들의 레벨을 검출하는데 사용될 수 있다. 대안적으로, 산소 센서는, 산소 레벨이 허용가능한 임계치 아래로 떨어진 것을 사용자에게 신호하도록 심해, 우주 탐사 또는 유사한 경우에 사용하기 위해 그런 디바이스에 연결될 수 있다. 패치가 이전에 논의되었지만, 유사한 기능성이 몇몇 상이한 구현들을 사용하여 구현될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예컨대, 손목 둘레에 착용될 수 있는 밴드가 사용될 수 있다. 대안적으로, 글러브는 인간 손끝들의 감도를 이용하기 위해 착용될 수 있다.
[0037]
부가적으로, 의료 영역 외측의 기능성이 또한 고려된다. 시각 장애인 및 다른 개인들을 위한 보조장치는, 그런 디바이스들이 의미있는 영향을 가질 수 있는 영역이다. 하나의 구현은 점자 판독기용 액추에이션 디바이스의 용도일 수 있다. 점자 판독기들/키보드들은 보통 시각 장애인들에 의해 사용되어 전자 단말들 또는 유사한 디바이스들과 상호작용한다. 키보드들은 키보드를 통해 점자 메시지들을 스크롤링(scroll)하기 위해 리프레시 가능할 수 있다. 부가적으로, 키보드는 전자 단말에 의해 제공된 콘텍스트에 따라 디스플레이된 점자 문자들을 조정할 수 있다. 점자 키보드는 또한, 사용자를 위해 촉각 "키들"이 형성되어, 사용자가 전자 단말에 데이터를 출력하게 하도록 센서들을 구현할 수 있다.
[0038]
점자가 예로서 제공되지만, 다른 그림이나 문자들이 제시될 수 있다. 알파뉴메릭(alphanumeric) 텍스트는 사용자들이 점자를 학습하기 위해 또는 비-점자 독자들을 위해 디스플레이될 수 있다. 그런 디바이스들은 어두운 조명 조건들, 이를테면 영화관들 또는 지하철 터미널들에서 메시지들을 사용자들에게 디스플레이하는데 사용될 수 있다. 부가적으로, 적응가능한 촉각 디스플레이들이 사용될 수 있다. 촉각 디스플레이들은 그래픽들 또는 상황 민감 아이콘들을 디스플레이할 수 있다. 예로서, 철도망 또는 가격결정 구조의 현재 조건들에 따라 디스플레이가 변경될 수 있는 지하철 또는 유사한 스테이션용 티켓 분배기가 구현될 수 있다. 다른 예로서, "보편적인" 원격 제어는 영화 세팅의 어두운 조명 조건들에 사용될 수 있는 적응가능한 촉각 피드백 디스플레이들로 구현될 수 있다. 대안적으로, 애플리케이션들은 오디오 또는 시각 디바이스들이 불충분할 때 사용자에게 부가적인 정보를 제공하는데 사용될 수 있다. 이들 애플리케이션의 예들은 항공기 및 자동차 동작을 위한 것일 수 있다. 이들 경우들에서, 촉각 피드백은 사용자에게 환경 조건들, 지시들, 비상 정보 또는 다른 정보를 표시하는데 사용될 수 있다. 예컨대, 스티어링 휠은, 사용자가 졸거나, 레인을 벗어나거나, 또는 너무 빠르게 차량에 접근하는 것을 자동차가 검출할 때, 촉각 피드백을 사용하여 사용자에게 신호할 수 있다. 항공기에서, 촉각 피드백은 난기류 조건들 또는 경고들을 군용기에 신호할 수 있다.
[0039]
마찬가지로, 마이크로 액추에이터는 상호작용식 및 적응식 사용자 인터페이스를 생성하기 위해 글러브형 디바이스로 구현될 수 있다. 그런 디바이스를 사용하면, 촉각 응답은 검출된 글러브 포지션의 변화에 따라 변화할 수 있다. 예컨대, 사용자는 디스플레이의 전면에 자신의 글러브를 낀 손을 매달 수 있다. 디스플레이에 대한 글러브의 위치에 따라, 글러브는 사용자로의 촉각 피드백을 변경할 수 있다. 예컨대, 디스플레이는 글러브의 움직임을 통해 선택될 수 있는 GUI 상의 사용자 선택가능 아이콘들을 포함할 수 있다. 촉각 피드백은, 글러브를 낀 손이 아이콘을 선택하는 포지션에 있을 시기를 사용자에게 신호하는데 사용될 수 있다. 그런 글러브는 또한 부가적인 정보를 사용자에게 제공하기 위해 센서들 또는 다른 디바이스들과 통합될 수 있다. 예컨대, 내비게이션 시스템은 글러브를 사용하여 구현될 수 있다. 글러브는, 사용자에게, 특히 감각 장애인들을 위해 방향 정보를 제공할 수 있는 하나 또는 그 초과의 촉각 액추에이터들을 글러브의 손바닥 영역에 포함할 수 있다. 그런 글러브는 또한 시각 장애인에 대한 일종의 모바일 키보드로서 사용될 수 있고 비전(vision) 시스템의 부가적인 사용을 통해 텍스트를 번역할 수 있다.
[0040]
촉각 피드백 디바이스들은 또한 다른 의류 물품들에 통합될 수 있다. 재킷 또는 유사한 의류 물품은 사용자의 등 또는 다른 영역들과 접촉하도록 통합된 촉각 액추에이터들의 어레이와 함께 착용될 수 있다. 그런 디바이스는 내비게이션 명령들, 환경 정보, 광고들, 주식 정보 등을 포함하는 정보를 중계하기 위해 시각 장애인용으로 사용될 수 있다. 부가적으로, 착용가능 기술은 글러브 또는 다른 촉각 디바이스와 함께 사용될 수 있다.
[0041]
촉각 피드백 액추에이터들의 더욱 대중적 애플리케이션은 모바일 전자 디바이스들, 이를테면 스마트폰들에 사용된다. 스마트폰들은 점자 디스플레이들을 구현하거나, 대화형 통지 아이콘(들)을 생성하거나, 다른 목적들을 위해 촉각 피드백 기술을 활용할 수 있다. 대화형 통지 아이콘은 이메일, 부재중 전화, 텍스트 메시지 등을 표시하는 촉각 피드백을 제공할 수 있다. 이런 방식으로, 사용자는 스마트폰의 스크린을 활성화하는 것과 대조적으로 자신의 주머니에 간단히 도달함으로써 그런 표시를 통지받을 수 있다. 그런 디바이스는 모바일 디바이스 전력을 절약할 수 있고 사용자가 회의 중일 때, 영화를 볼 때, 그렇지 않으면 전화 스크린의 사용이 방해될 때 같은 상황들에서 유용할 수 있다. 마찬가지로, 스마트시계들은 유사한 기능성을 활용할 수 있다. 촉각 통지 시스템은 사용자의 손목과 접촉되도록 스마트시계상에 구현될 수 있다. 촉각 액추에이션들의 패턴, 타이밍, 및/또는 빈도는 사용자에게 몇몇 상이한 타입들의 통지들을 통지하는데 사용될 수 있다.
[0042]
다른 기술적 영역들은 또한 본 개시내용의 피처들의 사용으로부터 이익을 얻을 수 있다. 마이크로유체 밸브들 또는 다른 그런 디바이스들은 또한 본 개시내용의 사용을 통해 개선될 수 있다. 마이크로 액추에이터들은 또한 수영 및/또는 소형 선박 이송 로봇들과 같은 마이크로 로봇 디바이스들의 제조 및 제어를 가능하게 할 수 있다. 그런 로봇들은 예컨대 혈액 또는 다른 혈관을 가로지르는 의료 분야에 유용할 수 있다. 마이크로 액추에이션 기술이 최신 분야이고 마찬가지로 개시된 시스템들 및 방법들에 대한 최신 애플리케이션들이 존재함이 이해되어야 한다.
[0043]
도 1 및 도 2의 시스템들은 마이크로 액추에이터들에 대해 몇몇 단점을 가진다. 도 1의 개시된 시스템(100)은 제한된 액추에이션 힘을 제공하고 휨 아암의 기하구조로 인해 사용가능한 촉각 시스템들과 통합하기 어려울 수 있다. 도 2의 구성들(200)은 마이크로 액추에이터에 의해 가해진 힘의 양을 증가시키는데 사용될 수 있지만, 구성은 디바이스의 애플리케이션들을 제한시킨다. 다음 개시내용은 낮은 전력 요건들 및 비교적 낮은 비용으로 제조될 수 있는 높은 상대적 액추에이션 힘을 가진 매우 신뢰성있는 마이크로 액추에이터를 생성하기 위한 몇몇 피처들을 포함한다.
[0044]
도 3은 하나 또는 그 초과의 실시예들을 포함할 수 있는 시스템(300)의 간략화된 다이어그램을 예시한다. 시스템(300)은 마이크로 액추에이터(302)의 평면도를 예시한다. 액추에이터(302)의 윤곽이 직사각형으로 예시되지만, 윤곽이 정사각형, 원형, 다각형의 형상 또는 불규칙 형상을 취할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 액추에이터(302)는 기판을 형성하는데 사용될 수 있는 분리 층(304)을 포함할 수 있다. 분리 층(304)은 예시된 바와 같이 어레이로 배열될 수 있는 전도성 층 영역들(306)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 2개의 어레이들(322 및 323)은 액추에이터(302)의 대향 측들 상에 예시된다. 부가적으로, 하나 또는 그 초과의 보이드들(310)은 기판(304)의 액추에이션 부재(320)의 양측들 상의 분리 층(304)에 의해 정의될 수 있다. 액추에이션 부재(320)는 액추에이션 부재의 강성을 증가시키기 위한 보강재들(308)을 포함할 수 있다.
[0045]
액추에이터(302)의 스케일이, 그런 디바이스들의 제작 및 설계가 점점 어렵게 되도록 할 수 있다는 것이 인지되어야 한다. 예컨대, 전도성 층 영역들(306) 사이의 거리(314)는 1백 미크론 미만일 수 있다. 전도성 층 영역들(306)의 피치(316)는 3백 미크론 미만일 수 있다. 액추에이션 부재(320)의 길이(312)는 1 내지 몇 백개의 전극 피치들일 수 있다. 보이드(310)의 폭(318)은 5백 미크론 미만일 수 있다.
[0046]
액추에이터(302)는 도 4에 더 잘 시각화될 바와 같이, 도 3에 예시된 뷰를 향하거나 멀어지는 방향으로 액추에이션 부재(320)를 연장시키는데 사용될 수 있다. 디바이스의 액추에이션은 하나 또는 그 초과의 전압들을 예시된 복수의 전도성 층 영역들(306)의 전도성 층 영역들(306)에 인가함으로써 달성될 수 있다. 각각의 전도성 층 영역(306)은 전극으로서 작용할 수 있다. 부가적으로, 전도성 층 영역들(306)은 기판(304)의 치수를 따라 선형 어레이(322 및 323)로 배열될 수 있다. 액추에이터(302)의 일 측만이 예시되는 것이 이해되어야 한다. 대향 측은 대응하는 전도성 층 영역들(306)을 포함할 수 있다. 전도성 층 영역들(306)에 전압 차들을 인가함으로써, 액추에이터(304)는 활성화될 수 있다. 인접한 전도성 층 영역들(306)에 교류 극성 전압을 인가하는 것이 이익일 수 있다. 예컨대, 전도성 층 영역(306)은 포지티브적으로 충전될 수 있다(그리고 대향 측 상의 대응하는 전도성 층 영역은 네거티브적으로 충전됨). 전도성 층 영역(307)은 네거티브적으로 충전될 수 있다(그리고 대향 측 상의 대응하는 전도성 층 영역은 포지티브적으로 충전됨). 이런 전압의 적용은 액추에이터(302)가 교번하는 패턴으로 치수(324)를 따라 주름지게 할 수 있다. 인접한 전도성 층 영역들(306)의 교류 극성들의 사용은 자연적인, 웨이브형 주름 패턴을 형성하도록 액추에이터(302)의 부분들(332 및 333)에게 영향을 줌으로써 이들 부분들을 주름지게 하는데 도움을 줄 수 있다. 그러므로, 극성들, 따라서 접힘 재료의 방향을 교번시키는 것은 휨 영역들이 주름지는 재료의 자연 발생 형상과 싸우는 것을 방지할 수 있다. 부분들(332 및 333)의 주름은 액추에이터(302)가 치수(324)를 따라 길이가 감소하고 그 자체로 접히게 할 수 있다. 이런 액션은, 액추에이션 부재(320)가 액추에이터(302)의 부분들(332 및 333)에 대해 이동함에 따라, 액추에이션 부재(320)가 연장되게 강제할 수 있다.
[0047]
이런 액추에이션의 힘은 전도성 층 영역들(306) 양단에 인가된 전위의 양, 디바이스를 제조하는데 사용되는 재료들, 및/또는 전도성 층 영역들(306)의 폭(326)을 포함하는 몇몇 팩터들에 따를 수 있다. 추가로, 기판의 폭(328)과 비교되는 전도성 층 영역들의 폭들(326 및 327)의 비율은 액추에이션 부재(320)에 가해지는 힘을 변경하기 위해 변화될 수 있다. 이런 비율을 증가시키는 것은 가해지는 힘을 증가시킬 수 있다. 액추에이션 부재(320)의 폭(319)에 대한 전도성 층 영역(들)(306)의 폭들(326 및 327)의 비율은 액추에이션 부재(320)의 연장에 의해 제공되는 압력 양을 변경할 수 있다.
[0048]
액추에이터(302)를 제1 상태로 리턴하는 것은 다양한 방식들로 달성될 수 있다. 바이어싱된 재료(330)는 주름 기판으로부터 가해진 힘을 극복할 수 있는 리턴 힘을 가하도록 액추에이터(302)에 통합될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 전도성 층 영역들(306)에 인가된 전압들은 액추에이터(302)를 제1 주름지지 않은 상태로 리턴시키기 위해 변화되고 그리고/또는 반전될 수 있다. 대안적으로, 외부 바이어싱된 디바이스는 리턴 힘을 제공하는데 사용될 수 있다. 예컨대, 액추에이터(302)는, 예컨대 전압이 전도성 층 영역들(306)로부터 제거될 때 액추에이터를 자신의 제1 상태로 리턴시키는 멤브레인(membrane) 또는 사전바이어싱된 버튼 아래에 배치될 수 있다.
[0049]
도 4는 액추에이터(302)의 동작을 더 잘 예시하기 위해 도 3의 액추에이터(302)의 측면도를 예시하였다. 액추에이터(302)의 2개의 상태들이 예시된다. 제1 상태(402)에서, 전압은 전도성 층 영역들(306)에 인가되지 않는다. 이 상태에서, 액추에이터(302)는 실질적으로 편평한 표면 형태를 취할 수 있고 막 형태 같이 유연할 수 있다. 따라서, 액추에이터(302)는 불규칙하거나 곡선진 표면들에 적용될 수 있다.
[0050]
제2 상태(404)에서, 전기 전력은 전도성 층 영역들(306)에 인가되었고, 이는 예시된 바와 같이 기판(304)이 주름지게 한다. 주름지어질 때, 액추에이션 부재(320)는 액추에이터(302)로부터 상향으로(또는 하향으로) 편향될 수 있다. 다른 말로, 액추에이션 부재(320)는 뷰(402)에 의해 예시된 편평한 표면에 대해 수직 또는 사선 방향으로, 이를테면 뷰(402)에 의해 예시된 편평한 표면에 대한 기준 수직으로부터 각도 60 도 또는 그 미만으로 편향될 수 있다. 편향 각도는 보강 부분들(308)의 길이들을 변경함으로써 변경될 수 있다. 액추에이션은, 치수(324)가 치수(410)로 감소함에 따라 기판(304)의 편향에 의해 유발될 수 있다. 기판(304)의 두께(406)는 2백 미크론 두께 미만일 수 있다. 전도성 층 영역들(306)의 편향(408)은 1백 미크론 미만일 수 있다.
[0051]
개시된 구성을 사용하는 것은 몇몇 장점들을 가진다. 첫째, 디바이스 또는 디바이스의 층은 일반적으로 단일 재료로 만들어질 수 있다. 액추에이션 부재(320)의 부분은 기판(304)과 동일한 재료로 단일하게 만들어질 수 있다. 이런 재료의 단일성은 디바이스의 강도를 증가시킬 수 있고 제조 프로세스를 단순화하여, 생산 비용을 낮출 수 있다. 부가적으로, 다수의 전도성 층 영역들(306)이 액추에이션 부재(320)를 연장시키는데 사용될 수 있기 때문에, 각각의 전도성 층(306)에 전압을 인가함으로써 제공된 힘들은 누적될 수 있다. 그러므로, 액추에이션 부재(320)의 편향에 의해 가해진 힘은 각각의 전도성 층 영역(306)을 통해 제공된 힘의 몇 배일 수 있다.
[0052]
액추에이션 부재에 의해 가해지는 힘의 방향(기판으로부터 멀어지는 방향)은 또한 유리하다. 도 2의 구성들(200)이 단지 2개의 객체들 사이에 풀링 힘을 생성할 수 있는 반면, 액추에이터(302)는 액추에이터(302)로부터 멀어지게 객체를 푸시할 수 있다. 이것은, 예컨대 이동가능 엘리먼트들이 편평한 표면(이를테면 개인 점자 점)으로부터 멀어지게 이동되는 촉각 디스플레이의 구성을 단순화할 수 있다. 또한, 액추에이터(302)는 디바이스의 일 측에 고정될 필요가 없고, 이는 촉각 피드백 가능 디바이스에 액추에이터(302)의 통합을 단순화한다. 대신, 보강 부분들(308)은 촉각 부재를 액추에이팅하는데 필요한 구조적 강성을 제공할 수 있다.
[0053]
도 5는 액추에이터(302)의 예시적 모델의 사시도(502)를 예시한다. 뷰(502)는 액추에이터(302)의 기능을 더 잘 이해하기 위해 포함된다. 부가적으로, 뷰는 액추에이터(302)의 중요한 양상, 즉 액추에이션 부재(320)의 연장이 가변 높이들로 제어될 수 있는 것을 예시한다. 액추에이션 부재(320)의 힘 및 편향을 제어하기 위한 몇몇 방법들이 고려된다. 예컨대, 전압들은 액추에이터(302)의 주름 양(그러므로 액추에이션 부재(320)의 편향 양)을 변경하기 위해 가변 수의 전도성 층 영역들(306) 양단에 인가될 수 있다. 부가적으로, 전도성 층 영역들(306) 양단의 전압 전위 양은 종래의 방법, 이를테면 선형 전압 제어 또는 PWM(Pulse Width Modulation)을 사용하여 조정될 수 있다. 부가적으로, 전도성 층 영역들(306)의 형상 및 치수들은 조정될 수 있다. 예컨대, 하나 또는 그 초과의 전도성 층 영역들(306)의 폭(326)은 액추에이션 부재(320)에 제공되는 힘의 양을 증가시키기 위해 증가될 수 있다.
[0054]
도 6은 하나 또는 그 초과의 실시예들을 포함할 수 있는 시스템(600)의 간략화된 다이어그램을 예시한다. 시스템(600)은 마이크로 액추에이터(602)의 평면도를 예시한다. 액추에이터(602)의 윤곽이 직사각형으로 예시되지만, 윤곽이 정사각형, 원형, 다각형의 형상 또는 불규칙 형상을 취할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 액추에이터(602)는 기판을 형성하는데 사용될 수 있는 분리 층(604)을 포함할 수 있다. 분리 층(604)은 예시된 바와 같이 어레이로 배열될 수 있는 전도성 층 영역들(606)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 2개의 어레이들(622 및 623)은 액추에이터(602)의 대향 측들 상에 예시된다. 부가적으로, 하나 또는 그 초과의 보이드들(610)은 기판(604)의 액추에이션 부재(620)의 양측들 상의 분리 층(604)에 의해 정의될 수 있다. 액추에이션 부재(620)는 액추에이션 부재의 강성을 증가시키기 위한 보강재(들)(608)을 포함할 수 있다.
[0055]
액추에이터(602)의 스케일이, 그런 디바이스들의 제작 및 설계가 점점 어렵게 되도록 할 수 있다는 것이 인지되어야 한다. 예컨대, 전도성 층 영역들(606) 사이의 거리(614)는 일백 미크론 미만일 수 있다. 전도성 층 영역들(606)의 피치(616)는 3백 미크론 미만일 수 있다. 액추에이션 부재(620)의 길이(612)는 1 내지 몇 백개의 전극 피치들일 수 있다. 보이드(610)의 폭(618)은 5백 미크론 미만일 수 있다.
[0056]
액추에이터(602)는 화살표(628)에 의해 표시된 방향으로 액추에이션 부재(620)를 연장시키는데 사용될 수 있다. 디바이스의 액추에이션은 하나 또는 그 초과의 전압들을 예시된 복수의 전도성 층 영역들(606)의 전도성 층 영역들(606)에 인가함으로써 달성될 수 있다. 각각의 전도성 층 영역(606)은 전극으로서 작용할 수 있다. 부가적으로, 전도성 층 영역들(606)은 기판(604)의 치수를 따라 선형 어레이(622 및 623)로 배열될 수 있다. 액추에이터(602)의 일 측만이 가시화되는 것이 이해되어야 한다. 교번 측은 대응하는 전도성 층 영역들(606)을 포함할 수 있다. 전도성 층 영역들(606)에 전기를 인가함으로써, 액추에이터(602)는 활성화될 수 있다. 전기 전력은 교번하는 극성으로 인접한 전도성 층 영역들(606)에 인가될 수 있다. 예컨대, 전도성 층 영역(606)은 포지티브적으로 충전될 수 있다(그리고 대향 측 상의 대응하는 전도성 층 영역은 네거티브적으로 충전됨). 전도성 층 영역(607)은 네거티브적으로 충전될 수 있다(그리고 대향 측 상의 대응하는 전도성 층 영역은 포지티브적으로 충전됨). 이런 전압 차의 적용은 선형 어레이들(622 및 623)이 치수(624)를 따라 주름지게 할 수 있다. 그러므로, 액추에이터(602)의 부분들(630 및 631)은 주름지고 치수(624)를 따라 길이가 감소할 수 있다. 이런 액션은 액추에이션 부재(620)가 화살표(628)에 의해 표시된 방향으로 연장되게 강제할 수 있는데, 그 이유는 액추에이션 부재(620)가 전도성 층 영역들(606)에 인가된 전압 차들에 대한 응답으로 주름지지 않을 수 있기 때문이다. 부가적으로, 액추에이터(602)는, 부분들(630 및 631)의 주름이 액추에이션 부재(620)를 고정된 기준을 향해 "풀링"하도록, 포인트들(639 및/또는 640)에서 고정된 기준에 고정될 수 있다. 이런 효과는 또한 보이드들(610)의 사용, 액추에이션 부재(620) 상에 전도성 층 영역들(606)의 부재, 및/또는 액추에이션 부재(620) 상에 보강 재료(608)의 존재를 통해 부분들(630 및 631)로부터 액추에이션 부재(620)의 분리로 인해 가능해질 수 있다.
[0057]
부가적인 보강 영역들은 액추에이터(602)(또는 액추에이터(302))에 부가될 수 있다. 예로서, 보강 영역(632)은 도 6에서 액추에이터(602)의 에지 상에 예시된다. 보강 영역들은, 예컨대 클램핑 타입의 유지 장착부를 위한 장착 영역을 제공하기 위해 액추에이터의 에지들에 부가될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 보강 영역들은 액추에이터의 주름 액션을 변경하기 위해 전도성 층 영역들 사이에 부가될 수 있다.
[0058]
이런 액추에이션의 힘은 전도성 층 영역들(606) 양단에 인가된 전위의 양, 디바이스를 제조하는데 사용되는 재료들, 및/또는 전도성 층 영역들(606)의 폭(626)을 포함하는 몇몇 팩터들에 따를 수 있다. 추가로, 기판의 폭(634)과 비교되는 전도성 층 영역들(606)의 폭들(626 및 627)의 비율은 액추에이션 부재(620)에 가해지는 힘을 변경하기 위해 변화될 수 있다. 이런 비율을 증가시키는 것은 가해지는 힘을 증가시킬 수 있다. 액추에이션 부재(620)의 폭(619)에 대한 전도성 층 영역(들)(606)의 폭들(626 및 627)의 비율은 액추에이션 부재(620)의 연장에 의해 제공되는 압력 양을 변경할 수 있다.
[0059]
액추에이터(602)를 제1 상태로 리턴하는 것은 다양한 방식들로 달성될 수 있다. 바이어싱된 재료(636)는 주름 기판으로부터 가해진 힘을 극복할 수 있는 리턴 힘을 가하도록 액추에이터(602)에 통합될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 전도성 층 영역들(606)에 인가된 전압들은 액추에이터(602)를 제1 주름지지 않은 상태로 리턴시키기 위해 변화되고 그리고/또는 반전될 수 있다. 대안적으로, 외부 바이어싱된 디바이스는 리턴 힘을 제공하는데 사용될 수 있다. 액추에이션 또는 바이어싱된 부재(638)는 또한 액추에이터를 제1 상태로 리턴하기 위한 리턴 힘을 제공하기 위해 액추에이터(602)의 일 측에 부착될 수 있다. 액추에이션 또는 바이어싱된 부재(638)는 부분들(630 및 631)의 주름을 펴기 위해 외부 고정 포인트(도시되지 않음)에 부착될 수 있다.
[0060]
도 7은 액추에이터(602)의 동작을 더 잘 예시하기 위해 도 6의 액추에이터(602)의 측면도를 예시하였다. 액추에이터(602)의 2개의 상태들이 예시된다. 제1 상태(702)에서, 전압은 전도성 층 영역들(606)에 인가되지 않을 수 있다. 이 상태에서, 액추에이터(602)는 실질적으로 편평한 표면 형태를 취할 수 있고 막 형태 같이 유연할 수 있다. 따라서, 액추에이터(602)는 불규칙하거나 곡선진 표면들에 적용될 수 있다.
[0061]
제2 상태(704)에서, 전압은 전도성 층 영역들(606)에 인가되었고, 이는 예시된 바와 같이 기판(604)이 주름지게 한다. 주름지게 될 때, 액추에이션 부재(620)는 화살표(628)에 의해 표시된 방향으로 연장될 수 있다. 다른 말로, 액추에이션 부재(620)는 뷰(702)에 의해 예시된 편평한 표면과 실질적으로 평행한 방향으로 연장될 수 있다. 액추에이션 부재(620)가 연장될 때 액추에이션 부재(620)의 편향 각도를 구속하기 위해 부가적인 안내부들 또는 피처들(도시되지 않음)이 사용될 수 있다. 이런 구속은 편평한 표면에 대해 미리정의된 각도로 연장하도록 액추에이션 부재(620)를 안내하는 것을 도울 수 있다. 액추에이션 부재(620)는 뷰(702)에 의해 예시된 편평한 표면에 평행한 기준으로부터 최대 30 도까지, 편평한 표면에 대해 다양한 각도들로 연장될 수 있다. 액추에이터(602)의 액추에이션은, 치수(624)가 치수(710)로 감소함에 따라 기판(604)의 부분들(630 및 631)의 변형에 의해 유발될 수 있다. 액추에이션 부재(620)가 주름지지 않을 수 있기 때문에, 액추에이션 부재의 치수(624)는 뷰(702)의 편평한 표면의 길이(624)와 실질적으로 유사하게 유지될 수 있고, 이는 액추에이션 부재(602)가 기판(604)의 부분들(630 및 631)에 대해 이동하게 한다. 기판(604)의 두께(706)는 2백 미크론 두께 미만일 수 있다. 전도성 층 영역들(606)의 편향(708)은 1백 미크론 미만일 수 있다.
[0062]
개시된 구성을 사용하는 것은 몇몇 장점들을 가진다. 첫째, 적어도 디바이스의 층은 일반적으로 단일 재료로 만들어질 수 있다. 액추에이션 부재(720)의 부분은 기판(604)과 동일한 재료로 단일하게 만들어질 수 있다. 이런 재료의 단일성은 디바이스의 강도를 증가시킬 수 있고 제조 프로세스를 단순화하여, 생산 비용을 낮출 수 있다. 부가적으로, 다수의 전도성 층 영역들(606)이 액추에이션 부재(620)를 편향시키는데 사용될 수 있기 때문에, 각각의 전도성 층(606)에 전압을 인가함으로써 제공된 힘들은 누적될 수 있다. 그러므로, 액추에이션 부재(620)의 편향에 의해 가해진 힘은 각각의 전도성 층 영역(606)에 전압의 적용을 통해 제공된 힘의 몇 배일 수 있다. 액추에이션 부재에 의해 가해지는 힘의 방향(기판으로부터 멀어지는 방향)은 또한 유리하다. 도 2의 구성들(200)이 단지 2개의 객체들 사이에 풀링 힘을 생성할 수 있는 반면, 액추에이터(602)는 액추에이터(602)로부터 멀어지게 객체를 푸시할 수 있다.
[0063]
액추에이터들(302 및 602)이 제1 상태에 있을 때 일반적으로 편평한 표면을 형성하고 제2 상태를 형성하기 위해 주름지는 것으로 개시되지만, 반대 기능성이 또한 가능하다는 것이 이해되어야 한다. 예컨대, 액추에이터들(302 및 602)은, 전압이 인가되지 않을 때 주름지도록 구성될 수 있고 이어서 전압이 인가될 때 주름이 펴질 수 있다. 사전-바이어싱된 재료는 이런 기능성을 제공하기 위해 구조에 통합될 수 있다. 추가로, 액추에이터들(302 및 602)은 사전-바이어싱된 재료들의 조합들을 사용함으로써 양방향 기능성을 제공할 수 있다. 이런 방식으로, 액추에이터들(302 및 602)의 액추에이션 부재들(320 및 620)은, 전기 전력이 액추에이터들(302 및 602)의 기판들(304 및 604)의 주름을 펴기 위해 인가될 때, 액추에이터들(302 및 602)을 향하여 수축하도록 이루어질 수 있다.
[0064]
또한 액추에이터들(302 및 602) 외에 부가적인 실시예들이 고려된다. 예컨대, 기판은 원통 형상으로 형성될 수 있다. 액추에이션 부재는 원통의 중심을 통해 길이방향으로 배치될 수 있다. 대안적으로, 기판 및 전도성 층 영역들은 피라미드 또는 원뿔 형상들을 형성하도록 배열될 수 있다. 보강 재료들은, 기판이 유연하고 막과 같을 수 있기 때문에, 이들 실시예들에 구조적 지지를 제공하도록 전략적으로 배치될 수 있다. 기판의 보강 및/또는 전도성 층 영역들은 기하구조 또는 유기 형상들을 포함하는 임의의 수의 패턴들 및/또는 형상들로 배열될 수 있다. 부가적으로, 기판 내 보이드들은 다수의 패턴들 및/또는 형상들로 배열될 수 있다. 일 예로서, 전체 기판은 원형 전도성 층 영역들을 가진 원형으로 만들어질 수 있다. 이런 방식으로, 기판은, 전기 전력이 전도성 층 영역들에 인가될 때 원뿔을 형성하도록 만들어질 수 있다.
[0065]
액추에이션 부재들(320 및 620)은 또한 전도성 층 영역들을 포함할 수 있다. 이런 방식으로, 액추에이션 부재의 프로파일은 능동적으로 변경될 수 있다. 예로서, 액추에이션 부재(620)는 액추에이션 부재(620)의 전도성 층 영역들에 인가되는 전압들의 극성에 따라 기판의 편평한 표면 위로 또는 아래로 연장될 수 있다. 보강 섹션들은 또한 액추에이션 부재(620)의 전도성 층 영역들과 함께 사용될 수 있다. 부가적으로, 개시된 실시예들은 다수의 액추에이션 부재들을 가질 수 있다. 예컨대, 액추에이터(602)는, 액추에이터(602)가 주름질 때, 액추에이션 부재가 일측으로부터 연장되고 대향 측으로부터 수축되도록 수정될 수 있다. 액추에이터(302)는, 액추에이터(302)가 주름질 때 기판(304)의 편평한 표면 위로 그리고 아래로 연장되는 액추에이션 부재들(320)을 가질 수 있다.
[0066]
도 8-도 13은 실시예들의 피처들을 가진 액추에이션 디바이스의 제조를 위한 예시적 단계들을 예시한다. 제조 프로세스는 후막 또는 박막 기법들을 활용할 수 있다. 막 기법들은 유리하게 비교적 높은 볼륨과 비교적 저비용으로 마이크로 액추에이터들의 생산을 가능하게 할 수 있다. 막 기법들은 일반적으로 재료의 박막들을 순차적으로, 적층식으로 적용하는 것으로 이루어진다. 마스킹 및 에칭이라 칭해지는 단계들을 통해, 하나 또는 그 초과의 층들의 특정 부분들은 제거되도록 선택될 수 있다. 이런 방식으로, 다양한 구조들 및 피처들은 미크론 단위로 측정된 두께를 가진 막 재료들을 사용하여 구성될 수 있다. 그런 기법들은 일반적으로 집적 회로들 및 LCD(Liquid Crystal Display) 패널들의 구성에 사용된다.
[0067]
도 8은 실시예들의 피처들을 가진 마이크로 액추에이터의 구성에 대한 대표 기반으로서 사용될 수 있는 기판(802)의 측면도를 예시한다. 도 9에서, 전도성 폴리머(902)는 기판(802)의 최상부 상에 적용된다. 도 10에서, 저항성 마스크(1002)는 전도성 폴리머(902)의 최상부 상에 적용되었다. 마스크(1002)는 다양한 패턴들을 형성하기 위해 적용될 수 있다. 측면 치수만이 도 8-도 12에 예시되지만, 도 13에 예시될 바와 같이, 마스크가 적어도 2개의 치수들로 적용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 포토리소그래피는 기판의 표면상에 정밀 마스크를 생성하는데 사용될 수 있는 프로세스의 일 예이다. 마스크는 에칭으로부터 보호를 위해 생산물 스택 영역들을 커버하는데 사용될 수 있다.
[0068]
도 11은, 에칭이 적용된 이후 생산물의 상태를 예시한다. 에칭은 생성물 스택의 층들을 용해 또는 제거하기 위해 화학물 또는 다른 물질을 사용하는 기법이다. 예시된 바와 같이, 에칭은, 전도성 폴리머(902)가 (마스크(1002)와 동등한) 패턴(1102)을 따르도록 사용될 수 있다. 패턴(1102)이 4개의 별개의 블록들로서 예시되지만, 기판의 일 측 치수만이 도 11에 예시되기 때문에 이들 블록들이 기판의 최상부 표면에 걸친 스트라이프들을 나타낼 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 도 12는 마스크(1002)의 제거를 예시하고, 이는 기판(802) 및 패턴화된 폴리머(1102)를 남긴다. 위의, 또는 유사한 프로세스가 기판(802)의 양측들 상에 대응하는 패턴화된 폴리머들(1102)을 형성하기 위해 기판(802)의 양측들에 적용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 이런 방식으로, 액추에이터에 대한 기반을 형성하는데 사용될 수 있는 뷰(202)에 예시된 것과 유사한 프로파일이 예시된다.
[0069]
도 13은 기판(802)의 평면도를 예시한다. 폴리머는, 위에서 설명된 마스킹 및 에칭 프로세스를 사용하여 획득될 수 있는 바와 같이, 2개의 선형 어레이들을 형성하기 위해 패턴화(1102)되는 것으로 예시된다. 게다가, 보이드들(1302)은 유사한 마스킹 및 에칭 프로세스를 사용하여 제거될 수 있다. 마지막으로, 보강 재료(1304)는 유사한 방식으로 적용될 수 있다(즉, 층이 적용되고, 이어서 마스크, 이어서 에칭이 수행될 수 있음). 이들 기법들을 사용하여, 액추에이터들(302 및 602)은 높은 볼륨 및 비교적 저비용으로 제조될 수 있다.
[0070]
다양한 다른 방법론들 및 기술들이 개시된 후막 기법들 외에 또는 대신에 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 가산(additive) 또는 감산(subtractive) 방법들은 패턴화된 층들을 생성하거나 패턴들을 이미 증착된 층으로 에칭하는데 사용될 수 있다. 가산 방법에서, 층은 특정 패턴으로 증착될 수 있다. 감산 방법에서, 패턴은 에칭 및/또는 마스킹 기법들을 사용하여 층에 생성될 수 있다. 그런 디바이스들을 제조하는데 사용된 예시적 기법들은 리소그래피, 스크린-프린팅, 건조/경화, 소성(firing), 레이저 트리밍(trimming), 화학 및/또는 물리 증착 등을 포함할 수 있다.
[0071]
도 14는, 하나 또는 그 초과의 실시예들이 구현될 수 있는 컴퓨팅 시스템의 예를 예시한다.
[0072]
도 14에 예시된 바와 같은 컴퓨터 시스템은 위에 설명된 컴퓨터화된 디바이스의 부분으로서 통합될 수 있다. 예컨대, 컴퓨터 시스템(1400)은 텔레비전, 컴퓨팅 디바이스, 서버, 데스크톱, 워크스테이션, 자동차의 제어 또는 상호작용 시스템, 태블릿, 넷북 또는 임의의 다른 적절한 컴퓨팅 시스템의 컴포넌트들 중 일부를 나타낼 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 이미지 캡처 디바이스 또는 입력 센서 유닛 및 사용자 출력 디바이스를 가진 임의의 컴퓨팅 디바이스일 수 있다. 이미지 캡처 디바이스 또는 입력 센서 유닛은 카메라 디바이스일 수 있다. 사용자 출력 디바이스는 디스플레이 유닛일 수 있다. 컴퓨팅 디바이스의 예들은 비디오 게임 콘솔들, 태블릿들, 스마트 폰들 및 임의의 다른 핸드-헬드 디바이스들(그러나 이에 제한되지 않음)을 포함한다. 도 14는 본원에 설명된 바와 같은 다양한 다른 구현들에 의해 제공된 방법들을 수행할 수 있고 그리고/또는 호스트 컴퓨터 시스템, 원격 키오스크/단말, 매장 디바이스, 자동차의 전화 또는 내비게이션 또는 멀티미디어 인터페이스, 컴퓨팅 디바이스, 셋톱 박스, 테이블 컴퓨터 및/또는 컴퓨터 시스템으로서 기능할 수 있는 컴퓨터 시스템(1400)의 일 구현의 개략 예시를 제공한다. 도 14는 다양한 컴포넌트들의 일반화된 예시를 제공하기 위한 것일 뿐이고, 이들 중 일부 또는 모두는 적절하게 활용될 수 있다. 그러므로, 도 14는 개별 시스템 엘리먼트들이 상대적으로 분리된 방식으로 구현될 수 있는지 상대적으로 더 통합된 방식으로 구현될 수 있는지를 넓게 예시한다.
[0073]
컴퓨터 시스템(1400)은 버스(1402)를 통하여 전기적으로 커플링될 수 있는(또는 그렇지 않으면 적절하게 통신될 수 있는) 하드웨어 엘리먼트들을 포함하는 것으로 도시된다. 하드웨어 엘리먼트들은, 제한 없이 하나 또는 그 초과의 범용 프로세서들 및/또는 하나 또는 그 초과의 특수 목적 프로세서들(이를테면 디지털 신호 프로세싱 칩들, 그래픽 프로세싱 유닛들(1422) 등)을 포함하는 하나 또는 그 초과의 프로세서들(1404); 제한 없이 하나 또는 그 초과의 카메라들, 센서들, 마우스, 키보드, 초음파 또는 다른 사운드들을 검출하도록 구성된 마이크로폰 등을 포함할 수 있는 하나 또는 그 초과의 입력 디바이스들(1408); 및 제한 없이 디스플레이 유닛, 이를테면 본 발명의 구현들에 사용되는 디바이스, 프린터 등을 포함할 수 있는 하나 또는 그 초과의 출력 디바이스들(1410)을 포함할 수 있다. 부가적인 카메라들(1420)은 사용자의 손발 및 제스처들의 검출에 이용될 수 있다. 일부 구현들에서, 입력 디바이스들(1408)은 하나 또는 그 초과의 센서들, 이를테면 적외선, 깊이, 및/또는 초음파 센서들을 포함할 수 있다. 그래픽 프로세싱 유닛(1422)은 위에서 설명된 객체들의 실시간 와이핑(wiping) 및 대체 방법을 수행하는데 사용될 수 있다.
[0074]
본 발명의 구현들의 일부 구현들에서, 다양한 입력 디바이스들(1408) 및 출력 디바이스들(1410)은 인터페이스들, 이를테면 디스플레이 디바이스들, 테이블들, 바닥들, 벽들 및 창문 스크린들에 임베딩될 수 있다. 추가로, 프로세서들에 커플링된 입력 디바이스들(1408) 및 출력 디바이스들(1410)은 다중-차원 추적 시스템들을 형성할 수 있다.
[0075]
컴퓨터 시스템(1400)은 제한 없이, 로컬 및/또는 네트워크 액세스가능 저장부를 포함할 수 있고, 그리고/또는 제한 없이, 디스크 드라이브, 드라이브 어레이, 광학 저장 디바이스, 고체-상태 저장 디바이스, 이를테면 "RAM"(random access memory) 및/또는 "ROM"(read-only memory)을 포함할 수 있는 하나 또는 그 초과의 비-일시적 저장 디바이스들(1406)을 더 포함(및/또는 비-일시적 저장 디바이스들(1406)과 통신)할 수 있고, 이는 프로그램가능하고, 플래시-업데이트가능한 식일 수 있다. 그런 저장 디바이스들은 제한 없이, 다양한 파일 시스템들, 데이터베이스 구조들 등을 포함하는 임의의 적합한 데이터 저장부들을 구현하도록 구성될 수 있다.
[0076]
컴퓨터 시스템(1400)은 또한 통신 서브시스템(1412)을 포함할 수 있고, 통신 서브시스템(1412)은 제한 없이, 모뎀, 네트워크 카드(무선 또는 유선), 적외선 통신 디바이스, 무선 통신 디바이스 및/또는 칩셋(이를테면, 블루투스 디바이스, 802.11 디바이스, Wi-Fi 디바이스, WiMax 디바이스, 셀룰러 통신 설비들 등) 등을 포함할 수 있다. 통신 서브시스템(1412)은 데이터가 네트워크, 다른 컴퓨터 시스템들, 및/또는 본원에 설명된 임의의 다른 디바이스들과 교환되는 것을 허용할 수 있다. 많은 구현들에서, 컴퓨터 시스템(1400)은 위에서 설명된 바와 같은 RAM 또는 ROM 디바이스를 포함할 수 있는 비-일시적 작업 메모리(1418)를 더 포함할 것이다.
[0077]
본원에 설명된 바와 같이, 컴퓨터 시스템(1400)은 또한 현재 작업 메모리(1418) 내에 위치되는 것으로 도시되고, 오퍼레이팅 시스템(1414), 디바이스 드라이버들, 실행가능 라이브러리들 및/또는 다른 코드, 이를테면 하나 또는 그 초과의 애플리케이션 프로그램들(1416)을 포함하는 소프트웨어 엘리먼트들(다양한 구현들에 의해 제공된 컴퓨터 프로그램들을 포함할 수 있고, 그리고/또는 다른 구현들에 의해 제공된 방법들을 구현하고, 그리고/또는 시스템들을 구성하도록 설계될 수 있음)을 포함할 수 있다. 단지 예로써, 위에 논의된 방법(들)에 관하여 설명된 하나 또는 그 초과의 절차들은 컴퓨터(및/또는 컴퓨터 내의 프로세서)에 의해 실행가능한 코드 및/또는 명령들로서 구현될 수 있고; 이어서, 일 양상에서, 그런 코드 및/또는 명령들은 설명된 방법들에 따라 하나 또는 그 초과의 동작들을 수행하도록 범용 컴퓨터(또는 다른 디바이스)를 구성 및/또는 적응시키기 위하여 사용될 수 있다.
[0078]
이들 명령들 및/또는 코드의 세트는 컴퓨터-판독가능 저장 매체, 이를테면 위에서 설명된 저장 디바이스(들)(1406)에 저장될 수 있다. 일부 경우들에서, 저장 매체는 컴퓨터 시스템, 이를테면 컴퓨터 시스템(1400) 내에 통합될 수 있다. 다른 구현들에서, 저장 매체는 컴퓨터 시스템으로부터 분리될 수 있고(예컨대, 제거가능 매체, 이를테면 컴팩트 디스크), 그리고/또는 인스톨레이션(installation) 패키지에 제공될 수 있어서, 저장 매체는 명령들/코드가 저장되어 있는 범용 컴퓨터를 프로그래밍, 구성, 및/또는 적응시키기 위하여 사용될 수 있다. 이들 명령들은 컴퓨터 시스템(1400)에 의해 실행가능한 실행가능 코드 형태를 취할 수 있고 그리고/또는 소스 및/또는 인스톨가능 코드 형태를 취할 수 있고, 이어서 소스 및/또는 인스톨가능 코드 형태는, (예컨대, 다양한 일반적으로 이용가능한 컴파일러들, 인스톨레이션 프로그램들, 압축/압축해제 유틸리티들 등 중 임의의 것을 사용하여) 컴퓨터 시스템(1400) 상에 컴파일레이션 및/또는 인스톨레이션 시, 실행가능 코드 형태를 취한다.
[0079]
실질적인 변형들은 특정 요건들에 따라 이루어질 수 있다. 예컨대, 맞춤형 하드웨어가 또한 사용될 수 있고, 그리고/또는 특정 엘리먼트들은 하드웨어, 소프트웨어(휴대용 소프트웨어, 이를테면 애플릿들 등을 포함함), 또는 둘 모두로 구현될 수 있다. 추가로, 다른 컴퓨팅 디바이스들, 이를테면 네트워크 입력/출력 디바이스들에 대한 연결이 이용될 수 있다. 일부 구현들에서, 컴퓨터 시스템(1400)의 하나 또는 그 초과의 엘리먼트들은 생략될 수 있거나 예시된 시스템으로부터 분리되어 구현될 수 있다. 예컨대, 프로세서(1404) 및/또는 다른 엘리먼트들은 입력 디바이스(1408)로부터 분리되어 구현될 수 있다. 일 구현에서, 프로세서는 분리되어 구현된 하나 또는 그 초과의 카메라들로부터 이미지들을 수신하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 도 14에 예시된 것들 이외의 엘리먼트들은 컴퓨터 시스템(1400)에 포함될 수 있다.
[0080]
일부 구현들은 본 개시내용에 따른 방법들을 수행하기 위해 컴퓨터 시스템(이를테면 컴퓨터 시스템(1400))을 이용할 수 있다. 예컨대, 설명된 방법들의 절차들 중 일부 또는 모두는, 프로세서(1404)가 작업 메모리(1418)에 포함된 (오퍼레이팅 시스템(1414) 및/또는 다른 코드, 이를테면 애플리케이션 프로그램(1416)에 통합될 수 있는) 하나 또는 그 초과의 명령들의 하나 또는 그 초과의 시퀀스들을 실행하는 것에 대한 응답으로 컴퓨터 시스템(1400)에 의해 수행될 수 있다. 그런 명령들은 다른 컴퓨터-판독가능 매체, 이를테면 저장 디바이스(들)(1406) 중 하나 또는 그 초과로부터 작업 메모리(1418)로 입력될 수 있다. 단지 예로써, 작업 메모리(1418)에 포함된 명령들의 시퀀스들의 실행은 프로세서(들)(1404)가 본원에 설명된 방법들의 하나 또는 그 초과의 절차들을 수행하게 할 수 있다.
[0081]
본원에 사용된 바와 같은 "기계-판독가능 매체" 및 "컴퓨터-판독가능 매체"라는 용어들은 특정 방식으로 기계가 동작하게 하는 데이터를 제공하는데 참여하는 임의의 매체를 지칭한다. 컴퓨터 시스템(1400)을 사용하여 구현된 일부 구현들에서, 다양한 컴퓨터-판독가능 매체들은 실행을 위해 프로세서(들)(1404)에 명령들/코드를 제공하는 것에 관련되고 그리고/또는 (예컨대, 신호들로서) 그런 명령들/코드를 저장 및/또는 운반하는데 사용될 수 있다. 많은 구현들에서, 컴퓨터-판독가능 매체는 물리적 및/또는 유형의 저장 매체일 수 있다. 그런 매체는 비휘발성 매체들 및 휘발성 매체들 및 송신 매체들(그러나 이에 제한되지 않음)을 포함하는 많은 형태들을 취할 수 있다. 비휘발성 매체들은 예컨대 광학 및/또는 자기 디스크들, 이를테면 저장 디바이스(들)(1406)를 포함한다. 휘발성 매체들은, 제한 없이 동적 메모리, 이를테면 작업 메모리(1418)를 포함한다. 송신 매체들은, 제한 없이, 버스(1402)를 포함하는 와이어들을 포함하는 동축 케이블들, 구리 와이어 및 광섬유들뿐 아니라, 통신 서브시스템(1412)의 다양한 컴포넌트들(및/또는 통신 서브시스템(1412)이 다른 디바이스들과 통신을 제공하게 하는 매체들)을 포함한다. 따라서, 송신 매체들은 또한 파들(제한 없이, 라디오, 음향 및/또는 광 파들, 이를테면 라디오-파 및 적외선 데이터 통신들 동안 생성된 것들을 포함함)의 형태를 취할 수 있다.
[0082]
물리적 및/또는 유형의 컴퓨터-판독가능 매체들의 공통 형태들은, 예컨대, 플로피 디스크, 가요성 디스크, 하드 디스크, 자기 테이프, 또는 임의의 다른 자기 매체, CD-ROM, 임의의 다른 광학 매체, 펀치카드들, 페이퍼테이프, 홀들의 패턴들을 가진 임의의 다른 물리 매체, RAM, PROM, EPROM, FLASH-EPROM, 임의 다른 메모리 칩 또는 카트리지, 이후에 설명되는 바와 같은 반송파, 또는 컴퓨터가 명령들 및/또는 코드를 판독할 수 있는 임의의 다른 매체를 포함한다.
[0083]
다양한 형태들의 컴퓨터-판독가능 매체들은 실행을 위해 프로세서(들)(1404)에 하나 또는 그 초과의 명령들의 하나 또는 그 초과의 시퀀스들을 운반하는 것에 관련될 수 있다. 단지 예로써, 명령들은 처음에 원격 컴퓨터의 자기 디스크 및/또는 광학 디스크 상에서 운반될 수 있다. 원격 컴퓨터는 명령들을 자신의 동적 메모리에 로딩할 수 있고 컴퓨터 시스템(1400)에 의해 수신되고 그리고/또는 실행될 신호들로서 명령들을 송신 매체를 통해 전송할 수 있다. 전자기 신호들, 음향 신호들, 광학 신호들 등의 형태일 수 있는 이들 신호들은 본 발명의 다양한 구현들에 따라, 명령들이 인코딩될 수 있는 반송파들의 모든 예들이다.
[0084]
통신 서브시스템(1412)(및/또는 이의 컴포넌트들)은 일반적으로 신호들을 수신할 것이고, 이어서 버스(1402)는 신호들(및/또는 신호들에 의해 반송되는 데이터, 명령들 등)을 작업 메모리(1418)에 반송할 수 있고, 작업 메모리(1418)로부터 프로세서(들)(1404)는 명령들을 리트리빙 및 실행한다. 작업 메모리(1418)에 의해 수신된 명령들은 선택적으로, 프로세서(들)(1404)에 의해 실행되기 이전 또는 이후 비-일시적 저장 디바이스(1406)에 저장될 수 있다.
[0085]
개시된 프로세스들의 단계들의 특정 순서 또는 체계가 예시적인 접근법들의 예시인 것이 이해된다. 설계 선호도들에 기반하여, 프로세스들의 단계들의 특정 순서 또는 체계가 재배열될 수 있다는 것이 이해된다. 추가로, 일부 단계들은 결합되거나 생략될 수 있다. 첨부 방법 청구항들은 샘플 순서로 다양한 단계들의 엘리먼트들을 제시하고, 그리고 제시된 특정 순서 또는 체계로 제한되는 것으로 의미되지 않는다.
[0086]
이전 설명은 당업자가 본원에 설명된 다양한 양상들을 실시할 수 있게 하도록 제공된다. 이들 양상들에 대한 다양한 수정들은 당업자들에게 쉽게 자명할 것이고, 그리고 본원에 정의된 일반적인 원리들은 다른 양상들에 적용될 수 있다. 게다가, 본원에 개시된 것은 일반인에게 전용되도록 의도되지 않는다.
Claims (30)
- 마이크로 액추에이터(micro actuator)로서,
액추에이션(actuation) 부재에 커플링된 기판을 포함하고; 그리고
제1 상태에서 상기 기판의 주름(corrugating) 부분은 실질적으로 편평한 표면을 형성하기 위해 수축되지 않고 제2 상태에서 상기 편평한 표면과 평행한 치수를 따라 수축되고;
상기 액추에이션 부재는 적어도 부분적으로 단단하고; 그리고
상기 마이크로 액추에이터는 상기 주름 부분의 상태가 변화할 때 상기 액추에이션 부재를 상기 주름 부분에 대해 이동시키도록 구성되는,
마이크로 액추에이터. - 제1 항에 있어서,
적어도 상기 기판의 층은 단일체이고 상기 액추에이션 부재는 상기 층의 적어도 일부를 포함하는,
마이크로 액추에이터. - 제1 항에 있어서,
상기 기판은 전도성 폴리머 막을 포함하는,
마이크로 액추에이터. - 제1 항에 있어서,
상기 마이크로 액추에이터는 복수의 전극들을 더 포함하고 상기 복수의 전극들의 전극들 양단에 전기 전력의 적용은 상기 기판의 상기 주름 부분의 상태 변화를 유발하는,
마이크로 액추에이터. - 제1 항에 있어서,
상기 액추에이션 부재를 이동시키기 위해 가해진 힘은 적어도 상기 기판에 대한 상기 주름 부분의 대응하는 치수들의 비율에 따르는,
마이크로 액추에이터. - 제4 항에 있어서,
상기 복수의 전극들의 전극들은 상기 액추에이션 부재의 대향 측들 상의 상기 기판상에 배열되는,
마이크로 액추에이터. - 제1 항에 있어서,
상기 액추에이션 부재는 상기 편평한 표면과 실질적으로 평행한 방향으로 이동하는,
마이크로 액추에이터. - 제1 항에 있어서,
상기 액추에이션 부재는 2개의 포인트들에서 상기 기판에 커플링되고 상기 편평한 표면에 실질적으로 사선 또는 수직 방향으로 연장되는,
마이크로 액추에이터. - 제1 항에 있어서,
상기 기판은 제1 층, 제2 층 및 제3 층을 포함하고;
상기 기판은, 상기 제1 층과 상기 제2 층 사이에 전압 차가 인가될 때 상기 제1 층 또는 상기 제2 층 상에 전기 전하를 유도하도록 구성되고; 그리고
상기 제3 층은 상기 제1 층과 상기 제2 층 사이에 배치되는,
마이크로 액추에이터. - 제9 항에 있어서,
상기 제1 층 또는 상기 제2 층은 상기 제1 층과 상기 제2 층 사이에 전기 전하의 적용 시 팽창하거나 수축하도록 구성되는,
마이크로 액추에이터. - 제9 항에 있어서,
상기 제1 층은 복수의 전기 절연된 부분들로 나누어지는,
마이크로 액추에이터. - 제1 항에 있어서,
상기 기판의 두께는 3백 미크론 미만인,
마이크로 액추에이터. - 제1 항에 있어서,
상기 마이크로 액추에이터는 상기 주름 부분이 제1 상태 또는 제2 상태이도록 바이어싱되는,
마이크로 액추에이터. - 제1 항에 있어서,
상기 기판은 하나 또는 그 초과의 보이드(void)들을 정의하는,
마이크로 액추에이터. - 마이크로 액추에이터를 동작시키는 방법으로서,
전기 전력을 마이크로 액추에이터에 인가하는 단계를 포함하고, 상기 마이크로 액추에이터는 적어도 부분적으로 단단한 액추에이션 부재에 커플링된 기판을 포함하고;
상기 기판의 주름 부분은, 전기 전력의 인가 시, 상기 기판의 상기 주름 부분이 실질적으로 편평한 표면을 형성하기 위해 수축되지 않은 제1 상태와 상기 기판의 주름 부분이 상기 편평한 표면에 평행한 치수를 따라 수축되는 제2 상태 사이에서 상태를 변화시키고; 그리고
상기 마이크로 액추에이터는 상기 주름 부분의 상태가 변화할 때 상기 액추에이션 부재를 상기 주름 부분에 대해 이동시키도록 구성되는,
마이크로 액추에이터를 동작시키는 방법. - 제15 항에 있어서,
적어도 상기 기판의 층은 단일체이고 상기 액추에이션 부재는 상기 층의 적어도 일부를 포함하는,
마이크로 액추에이터를 동작시키는 방법. - 제15 항에 있어서,
상기 기판은 전도성 폴리머 막을 포함하는,
마이크로 액추에이터를 동작시키는 방법. - 제15 항에 있어서,
상기 마이크로 액추에이터는 복수의 전극들을 더 포함하고 상기 복수의 전극들의 전극들 양단에 전기 전력의 적용은 상기 기판의 상기 주름 부분의 상태 변화를 유발하는,
마이크로 액추에이터를 동작시키는 방법. - 제15 항에 있어서,
상기 액추에이션 부재를 이동시키기 위해 가해진 힘은 적어도 상기 기판에 대한 상기 주름 부분의 대응하는 치수들의 비율에 따르는,
마이크로 액추에이터를 동작시키는 방법. - 제15 항에 있어서,
상기 액추에이션 부재는 상기 편평한 표면과 실질적으로 평행한 방향으로 이동하는,
마이크로 액추에이터를 동작시키는 방법. - 제15 항에 있어서,
상기 액추에이션 부재는 2개의 포인트들에서 상기 기판에 커플링되고 상기 편평한 표면에 실질적으로 사선 또는 수직 방향으로 연장되는,
마이크로 액추에이터를 동작시키는 방법. - 제15 항에 있어서,
상기 기판은 제1 층, 제2 층 및 제3 층을 포함하고;
상기 기판은, 상기 제1 층과 상기 제2 층 사이에 전압 차가 인가될 때 상기 제1 층 또는 상기 제2 층 상에 전기 전하를 유도하도록 구성되고; 그리고
상기 제3 층은 상기 제1 층과 상기 제2 층 사이에 배치되는,
마이크로 액추에이터를 동작시키는 방법. - 제15 항에 있어서,
상기 제1 층 또는 상기 제2 층은 상기 제1 층과 상기 제2 층 사이에 전기 전하의 적용 시 팽창하거나 수축하도록 구성되는,
마이크로 액추에이터를 동작시키는 방법. - 마이크로 액추에이터로서,
적어도 부분적으로 단단한 액추에이션 부재에 커플링된 기판;
상기 기판의 주름 부분을, 상기 기판이 실질적으로 편평한 표면을 실질적으로 형성하는 제1 상태와 상기 기판이 상기 편평한 표면에 평행한 치수를 따라 수축되는 제2 상태 사이로 유도하기 위한 수단; 및
상기 주름 부분의 상태가 변화할 때 상기 액추에이션 부재를 상기 주름 부분에 대해 이동시키기 위한 수단
을 포함하는,
마이크로 액추에이터. - 제24 항에 있어서,
적어도 상기 기판의 층은 단일체이고 상기 액추에이션 부재는 상기 층의 적어도 일부를 포함하는,
마이크로 액추에이터. - 제24 항에 있어서,
상기 마이크로 액추에이터는 복수의 전극들을 더 포함하고 상기 복수의 전극들의 전극들 양단에 전기 전력의 적용은 상기 기판의 상기 주름 부분의 상태 변화를 유발하는,
마이크로 액추에이터. - 제24 항에 있어서,
상기 액추에이션 부재를 이동시키기 위해 가해진 힘은 적어도 상기 기판에 대한 상기 주름 부분의 대응하는 치수들의 비율에 따르는,
마이크로 액추에이터. - 제24 항에 있어서,
상기 액추에이션 부재는 상기 편평한 표면과 실질적으로 평행한 방향으로 이동하는,
마이크로 액추에이터. - 제24 항에 있어서,
상기 액추에이션 부재는 2개의 포인트들에서 상기 기판에 커플링되고 상기 편평한 표면에 실질적으로 사선 또는 수직 방향으로 연장되는,
마이크로 액추에이터. - 제24 항에 있어서,
상기 기판은 제1 층, 제2 층 및 제3 층을 포함하고;
상기 기판은, 상기 제1 층과 상기 제2 층 사이에 전압 차가 인가될 때 상기 제1 층 또는 상기 제2 층 상에 전기 전하를 유도하도록 구성되고;
상기 제1 층 또는 상기 제2 층은 상기 제1 층과 상기 제2 층 사이에 전기 전하의 적용 시 팽창하거나 수축하도록 구성되고; 그리고
상기 제3 층은 상기 제1 층과 상기 제2 층 사이에 배치되는,
마이크로 액추에이터.
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| US14/857,604 US10802588B2 (en) | 2015-09-17 | 2015-09-17 | Deflecting film with mechanical protrusion for actuation and tactile feedback |
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