发明名称 微机电式差分致动器
摘要 一种微机电式差分致动器,主要系藉由提供一悬臂组结构及/或桥式结构达成两自由度无倾角的平行运动特性,由于悬臂组结构具差分(differential)特性,如环境温度变异之共模(common mode)驱动外力将不产生偏角变化,而可使得致动器承载座端仍具两自由度出平面或是内平面的上下左右无倾角平行运动特性,适合用于如光开关、可调衰减器、光可调滤波器、可调面发光雷射、光栅调变器、微光显示器及射频开关等光学微机电元件中。
申请公布号 TW593125 申请公布日期 2004.06.21
申请号 TW091117969 申请日期 2002.08.09
申请人 财团法人工业技术研究院 发明人 李孝文;吴文益;温士逸;郭武政;翁瑞坪
分类号 B81B3/00 主分类号 B81B3/00
代理机构 代理人
主权项 1.一种微机电式差分致动器,可驱动产生出平面地上下平行运动及/或内平面地左右平行运动,该差分致动器至少包含有:一固定基座;一第一结构层,连结于该固定基座一侧,且该第一结构层一侧向外延伸出至少一悬臂;一第二结构层,连结于该固定基座另一侧,且其一侧延伸出至少一与该第一结构层相对应之悬臂;及一承载部,连接于该第一结构层之悬臂以及该第二结构层之悬臂,藉由该致动器受到驱动力,使该承载部产生出平面地上下平行运动及内平面地左右平行运动,并藉由该第一结构层之悬臂以及该第二结构层之悬臂吸收运动之变形,而维持该承载部之水平状态。2.如申请专利范围第1项所述微机电式差分致动器,其中该致动器驱动之方式系选自静电力驱动、焦尔热驱动、电磁致动及压电力驱动所构成的组合中的其中之一。3.如申请专利范围第2项所述微机电式差分致动器,其中该致动器更包含有一线圈,且该承载部包含一导磁材料,利用该线圈通电而驱动该承载部运动。4.如申请专利范围第2项所述微机电式差分致动器,其中该致动器系藉由通电使该第一结构层之悬臂以及该第二结构层之悬臂产生变形,而带动该承载部运动。5.如申请专利范围第4项所述微机电式差分致动器,其中该承载部系藉由该第一结构层之悬臂以及该第二结构层上下两侧之悬臂所产生的变形量的差,而产生出平面地上下平行运动。6.如申请专利范围第4项所述微机电式差分致动器,其中该承载部系藉由该第一结构层之悬臂与该第二结构层左右两侧之悬臂所产生的变形量的差,而产生内平面地上下平行运动。7.如申请专利范围第1项所述微机电式差分致动器,其中该第一结构层与该第二结构层之悬臂系分别为一对悬臂。8.如申请专利范围第7项所述微机电式差分致动器,其中该两对悬臂系分别连接于该承载部之四周对称的位置。9.如申请专利范围第1项所述微机电式差分致动器,其中该致动器可扩充为阵列式架构。10.如申请专利范围第1项所述微机电式差分致动器,其中该致动器之承载部之另一侧,更可结合一悬臂构造而形成双边桥式架构。11.如申请专利范围第1项所述微机电式差分致动器,其中该致动器系可应用于选自光开关、可调衰减器、光可调滤波器、调变器、可调面发光雷射、光栅调变器微光显示及射频开关所构成的组合中的其中之一。12.如申请专利范围第11项所述微机电式差分致动器,其中该承载部可结合一微面镜,而可应用于光开关,选择性地反射一光束或让其通行。13.如申请专利范围第11项所述微机电式差分致动器,其中该固定基座更包含有一雷射的增益区域及共振腔,并连接有一外部镜面,以作为该外部共振腔调变波长用,而可应用于可调面发光雷射。14.如申请专利范围第11项所述微机电式差分致动器,其中该固定基座更包含有一固定面,并配合该承载部连接有一可动面,而可藉由该固定面及该可动面调变,选择性地调变入射光,而应用于可调滤波器。15.如申请专利范围第11项所述微机电式差分致动器,其中该固定基座更包含有分段电路,并配合该承载部连接一可动导通面,而可与该分段电路作导通之控制。图式简单说明:第1A~1C图为习知射频开关(RF Switch)技术的示意图;第2A、2B图为习知微光机电式可调面发光雷射运用微机械式悬臂之示意图;第3图为习知微光机电式调变器之示意图;第4A、4B图为习知微光机电式光栅调变器之示意图;第5图为本发明单侧悬臂之示意图;第6图为本发明应用于可调式雷射之示意图;第7A、7B图为本发明双边桥式设计阵列式差分致动器之示意图;第8图为本发明运用于双轴心光纤对耦之应用例图;第9图为本发明运用于微光显示器之应用例图;第10A、10C、10E、10G、10I、10K、10M图为本发明类LIGA制程之上视图;第10B、10D、10F、10H、10J、10L、10N图为分别对应于上述制程之侧视图;第11A~11F图为本发明表面微加工制程之示意图;及第12A、12B图为本发明运用于光开关之实施例图。
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