发明名称 微致动器、微致动器装置、光开关及光开关阵列
摘要 可动板21系透过挠曲部(27a、27b)固定在基板11,能对相基板上下移动。基板11系兼用为固定电极。可动板21,具有:藉由与基板11间之电压而能在与基板11之间产生静电力的第2电极部(23a、23b),与配置在磁场内藉由通电来产生罗伦兹力的电流路径25。进出及退出光程之反射镜12系设置在可动板21。藉此,不必施加高电压且不影响小型化,而能扩大可动部之可动范围,并减低消耗电力。
申请公布号 TWI274200 申请公布日期 2007.02.21
申请号 TW092105761 申请日期 2003.03.17
申请人 尼康股份有限公司 发明人 赤川圭一;铃木纯儿;石津谷彻;铃木美彦
分类号 G02B6/35(2006.01) 主分类号 G02B6/35(2006.01)
代理机构 代理人 林镒珠 台北市中山区长安东路2段112号9楼
主权项 1.一种微致动器,其特征在于: 具备固定部、及设置成能相对该固定部移动的可 动部; 该固定部具有第1电极部; 该可动部,具有能藉由与前述第1电极部间之电压 、在与该第1电极部之间产生静电力的第2电极部, 与配置在磁场内藉由通电来产生罗伦兹力的电流 路径。 2.如申请专利范围第1项之微致动器,其中,该可动 部系由薄膜构成。 3.如申请专利范围第1项之微致动器,其中,该电流 路径,系配置成能在使该可动部移动至该静电力增 大之第1位置的方向产生罗伦兹力。 4.如申请专利范围第3项之微致动器,其中,该可动 部系设置成能在该第1位置、与该静电力降低或消 失的第2位置之间移动,且能产生欲复原至该第2位 置之复原力。 5.如申请专利范围第4项之微致动器,其中,该第1电 极部与该第2电极部系对向配置;该可动部系透过 具有弹性之弹性部机械连接于该固定部,以使该可 动部位于该第1位置时,该第1及第2电极部间之间隔 变窄,且在该可动部位于该第2位置时,该第1及第2 电极部间之间隔变大;该复原力系藉由该弹性部来 产生。 6.如申请专利范围第1项之微致动器,其中,该固定 部具有第3电极部,该可动部具有第4电极部,此第4 电极部能藉由与第3电极部间之电压,在与该第3电 极部之间产生静电力。 7.如申请专利范围第6项之微致动器,其中,该第2电 极部系兼用为该第4电极部。 8.如申请专利范围第6项之微致动器,其中,该电流 路径,系配置成能在使该可动部分别移动至第1位 置及第2位置之各方向产生罗伦兹力;该第1位置系 该第1及第2电极部间所产生之静电力增大、且该 第3及第4电极部间所产生之静电力降低或消失的 位置,该第2位置系该第1及第2电极部间所产生之静 电力降低或消失、且该第3及第4电极部间所产生 之静电力增大的位置。 9.如申请专利范围第8项之微致动器,其中,该可动 部系设置成产生欲复原至该第1及第2位置间之既 定位置的复原力。 10.如申请专利范围第9项之微致动器,其中,该第1电 极部系在对该可动部之一侧,与该第2电极部对向 配置;该第3电极部系在对该可动部之另一侧,与该 第4电极部对向配置; 该可动部系透过具有弹性之弹性部机械连接于该 固定部,以使该可动部位于该第1位置时,该第1及第 2电极部间之第1间隔变小且该第3及第4电极部间之 第2间隔变大,而在该可动部位于该第2位置时,该第 1间隔变大且第2间隔变小; 该复原力系藉由该弹性部来产生。 11.一种微致动器装置,其特征在于,具备: 申请专利范围第1项之微致动器; 磁场产生部,系产生该磁场;以及 控制部,系控制该第1及第2电极部间之电压及流过 该电流路径之电流。 12.如申请专利范围第11项之微致动器装置,其中,该 控制部系控制该电压及该电流,以在该可动部往该 第1位置移动时,系藉由该罗伦兹力或该罗伦兹力 及该静电力,来使该可动部向该第1位置移动; 该控制部在将该可动部保持在该第1位置之至少稳 定保持状态下,系控制该电压以藉由该静电力将该 可动部保持在该第1位置,且控制该电流使其不流 动。 13.一种微致动器装置,其特征在于,具备: 申请专利范围第6项之微致动器; 磁场产生部,系产生该磁场;以及 控制部,系控制该第1及第2电极部间之电压、该第3 及第4电极部间之电压、及流过该电流路径之电流 。 14.如申请专利范围第13项之微致动器装置,其中,该 控制部,系控制该第1及第2电极部间之电压、该第3 及第4电极部间之电压、以及流过该电流路径之电 流,以在该可动部往该第1位置移动时,系藉由该罗 伦兹力,或藉由该罗伦兹力及该第1及第2电极部间 之静电力,来使该可动部移动到该第1位置; 该控制部,系控制该第1及第2电极部间之电压、该 第3及第4电极部间之电压、以及流过该电流路径 之电流,以在该可动部往该第2位置移动时,系藉由 该罗伦兹力,或藉由该罗伦兹力及该第3及第4电极 部间之静电力,使该可动部移动到该第2位置; 该控制部,在将该可动部保持在该第1位置之至少 稳定保持状态下,系控制该第1及第2电极部间之电 压以及该第3及第4电极部间之电压,以藉由该第1及 第2电极部间之该静电力将该可动部保持在该第1 位置,且控制该电流使其不流动; 该控制部,在将该可动部保持在该第2位置之至少 稳定保持状态下,系控制该第1及第2电极部间之电 压以及该第3及第4电极部间之电压,以藉由该第3及 第4电极部间之该静电力将该可动部保持在该第2 位置,且控制该电流使其不流动。 15.一种光开关,其特征在于,具备: 申请专利范围第1项之微致动器;以及 反射镜,系设置在该可动部。 16.一种光开关阵列,其特征在于: 具备复数个申请专利范围第15项之光开关,该复数 个光开关系配置成2维状。 17.如申请专利范围第16项之光开关阵列,其中,具备 包含复数个开关元件之电路,该电路系依该复数个 光开关各行之行选择讯号及该复数个光开关各列 之列选择讯号,对所选择之行及列之光开关,进行 该电流及该电压之控制。 图式简单说明: 第1图,系显示具备本发明第1实施形态之光开关阵 列之光开关系统例的概略构成图。 第2图,系显示构成第1图中之光开关阵列之一个光 开关的概略俯视图。 第3图,系沿第2图中之X1-X2线的概略截面图。 第4图,系沿第2图中之Y1-Y2线的概略截面图。 第5图,系对应第3图的概略截面图。 第6图,系显示构成第1图中之光开关阵列之一个光 开关之罗伦兹力用电流与静电力用电压与反射镜 位置之时间变化关系的时序图。 第7图,系显示第1图中之光开关阵列的电路图。 第8图,系显示供应至第7图中各端子之讯号的时序 图。 第9(a)~(c)图,系以示意方式显示第1图中之光开关阵 列之各制程的概略截面图。 第10(a)、(b)图,系以示意方式显示第1图中之光开关 阵列之另一其他各制程的概略截面图。 第11图,系显示构成本发明第2实施形态之光开关阵 列之一个光开关的概略俯视图。 第12图,系沿第11图中之X3-X4线的概略截面图。 第13图,系沿第11图中之Y3-Y4线的概略截面图。 第14图,系对应第12图的概略截面图。 第15图,系对应第12图的另一概略截面图。 第16图,系显示第11图所示之一个光开关之罗伦兹 力用电流与静电力用电压与反射镜位置之时间变 化关系的时序图。 第17图,系显示本发明第2实施形态之光开关阵列的 电路图。 第18图,系显示供应至第17图中各端子之讯号的时 序图。
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