用以承载反射器的出平面运动发动机及其制造方法技术

一种用以承载一反射器的出平面运动发动机，包括：一底座，具有一法线方向；一固定于该底座的第一单轴运动发动机，具有一平行于该法线方向的运动方向，且包括一第一单轴致动器，其中该第一单轴致动器用以承载并移动该反射器。

【技术实现步骤摘要】
用以承载反射器的出平面运动发动机及其制造方法
本专利技术关于出平面运动；特别关于一种应用微机电致动器的装置及其制造方法。
技术介绍
传统的反射装置，尤其是微小尺寸的，如毫米以下等级的反射镜，为了达到改变反射方向、角度的效果，通常多利用压电材料使反射镜倾斜。但是压电材料的变形程度有限使得位移距离亦有限，因此通常还需通过如图15所示的放大机构令位移距离得以放大，然而缺点在于放大机构的设置导致整个装置的复杂度增加，故障率增加，再者，虽然压电材料的位移被放大了，但是反射器对压电材料产生的负载也被放大了。此外，放大机构的设置亦导致整体装置的体积增加。且压电材料的反应也较慢而无法适应需要使反射镜快速倾斜的装置。取而代之的方式就是以微机电系统(MEMS)替换压电材料做为推动反射装置的倾斜，然而微机电系统能做到的运动仅有沿其芯片平面上的运动，无法做到出平面运动，故而当欲利用微机电时，则必须利用转向机构，如曲柄、连杆的设计使得原本平面内的运动可以被转向机构改变方向，例如以滑块曲柄机构(slider-crankmechanism)将平面内的微机电机构的滑动转换为转动、摆动的运动模式，以使反射器得以倾斜。然而这亦导致了整体装置的结构变得复杂，体积变大、变厚，且造成了制造上良率下降、使用上容易耗损的问题，因此在微型反射器的领域内急需一划时代的专利技术，以改善上述各现有技术的缺失。
技术实现思路
为了达到加大出平面运动机构的位移距离、减少出平面运动机构的复杂性、降低故障率、以及提高制造良率，本专利技术提供的出平面运动发动机发动机及其制造方法，可以获得比传统上使用的压电材料更大的位移距离，或是比传统平面运动发动机经转换机构将水平运动转换为垂直方向运动的整体结构更为扎实、坚固、简单可靠的出平面运动发动机发动机。以反射器为例，若应用于扫描仪上，本专利技术则可以提供更广的扫描角度、以及更快速的角度变换。故为了达到上述之目的，本专利技术提供一种反射器系统，包括：一基部，还包括一基部板，而该基部板还包括一基部板表面；一单轴运动发动机，设于该基部板表面，并具有一运动方向平行于该基部板表面的法向量；一支点结构，设于该基部板表面；以及一反射器，具有两端，其中一端与该单轴运动发动机连接、另一端与该支点结构连接。故为了达到上述之目的，本专利技术又提供一种反射器系统，包括：一基部，还包括一基部板，而该基部板还包括一基部板表面；多个单轴运动发动机，设于该基部板表面，并具有一运动方向平行于该基部板表面的法向量；以及一反射器，与该多个单轴运动发动机连接，使该反射器具有一平移方向与二个转动方向。为了达到上述之目的，本专利技术再提供一种用以承载一反射器的出平面运动发动机，包括：一底座，具有一法线方向；一固定于该底座的第一单轴运动发动机，具有一平行于该法线方向的运动方向，且包括一第一单轴运动发动机，其中该第一单轴运动发动机用以承载并移动该反射器。为了达到上述之目的，本专利技术又再提供一种用以承载一反射器的出平面运动发动机的制造方法，包括下列步骤：提供一具有一法线方向的底座；提供一单轴运动发动机，具有一平行于该法线方向的运动方向，且包括一单轴运动发动机；以及将该单轴运动发动机垂直地固定于该底座，以承载与移动该反射器。附图说明本专利技术的上述目的及优点在参阅以下详细说明及附随图式之后对那些所属
中具有通常知识者将变得更立即地显而易见。图1是本专利技术之实施例俯视图。图2是图1沿AA’方向侧剖面示意图。图3是本专利技术另一实施例之俯视图。图4是图3的立体示意图。图5是本专利技术的单轴运动发动机的主结构示意图。图6是本专利技术致动器晶圆局部示意图。图7是本专利技术出平面运动运动发动机爆炸图。图8是本专利技术出平面运动运动发动机立体示意图。图9是本专利技术的单边单轴运动发动机实施例示意图。图10是本专利技术单边单轴运动发动机的动作示意图。图11是本专利技术的双边单轴运动发动机实施例示意图。图12是本专利技术双边单轴运动发动机实施例的动作示意图。图13是本专利技术双边单轴运动发动机实施例的另一动作示意图。图14是本专利技术双边单轴运动发动机实施例的又一动作示意图。图15是位移放大机构的平面示意图。具体实施方式请参阅图1及图2。其中图1是本专利技术之实施例俯视图，图2是图1沿AA’方向侧剖面示意图。图1及图2揭示了出平面运动发动机7040在作为基部的一基部板851的基部板表面852上具有一第一单轴运动发动机7045-1以及一第二单轴运动发动机7045-2。做为可以产生出平面运动的机构，单轴致动器854的致动端部855的运动方向大致上平行于基部板表面852的法线方向，以图1而言即垂直于图面的方向，而以图2而言则是向上。而在第一单轴运动发动机7045-1中的单轴致动器854的致动端部855上即承载一反射器5000’，可以是一反射器、反射镜、透镜、半反射镜等，或是任两种或两种以上的结合。由于微机电的高速响应的效能，反射器5000’亦可以是一振动膜。依据图1及图2的第一单轴运动发动机7045-1与第二单轴运动发动机7045-2的设置位置，反射器5000’除了可以上下平行运动之外，亦可有侧倾(侧滚)运动(rolling)。藉由本专利技术的单轴运动发动机-1及7045-2可以使得原本的这些反射器可以在出平面方向获得更多的位移。此外，由于反射器5000’下方，通常不需要其他结构物支撑，因此反射器5000’与基部板852之间形成了一冗余空间852’，可以将电子组件6009设于其内以节省整体设备的空间。此外，为了便于拿取出平面运动发动机7040，基部板851的周缘还形成一基部板框853，以大致平行于基部板表面852的法线方向而形成，亦即增厚了基部板851的周缘以利机械手臂(图中未示)的拿取。请参阅图3与图4。其中图3是本专利技术另一实施例之俯视图，图4是图3的出平面运动发动机的立体示意图。图3及图4揭示了四隅单轴出平面运动发动机7040’的单轴运动发动机7045-1及7045-2已不再仅于基部板表面852的两边设置，而是更进一步的与额外的单轴运动发动机一起在基部板表面852的四个角落设置，分别是第一单轴运动发动机7045-1、第二单轴运动发动机7045-2、第三单轴运动发动机7045-3、以及第四单轴运动发动机7045-4，以组成一四隅单轴出平面运动发动机7040’，因此，在图3、4的实施例中，不但可以令反射器5000’平行于基部板表面852的法线方向上下移动，亦可通过同步控制第一单轴运动发动机7045-1与第二单轴运动发动机7045-2及/或同步控制第三单轴运动发动机7045-3与第四单轴运动发动机7045-4，来产生俯仰运动(pitching)；亦或是同步控制第一单轴运动发动机7045-1与第四单轴运动发动机7045-4及/或同步控制第三单轴运动发动机7045-3与第二单轴运动发动机7045-2，来产生侧倾(侧滚)运动(rolling)，总共三个自由度。进一步而言，本专利技术的上述四个单轴运动发动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反射器系统，包括：/n一基部，还包括一基部板，该基部板还包括一基部板表面；/n一单轴运动发动机，设于该基部板表面，并具有一运动方向是平行于该基部板表面的法向量；/n一支点结构，设于该基部板表面；以及/n一反射器，具有两端，其中一端与该单轴运动发动机连接、另一端与该支点结构连接。/n

【技术特征摘要】
20191107 US 62/931,9261.一种反射器系统，包括：
一基部，还包括一基部板，该基部板还包括一基部板表面；
一单轴运动发动机，设于该基部板表面，并具有一运动方向是平行于该基部板表面的法向量；
一支点结构，设于该基部板表面；以及
一反射器，具有两端，其中一端与该单轴运动发动机连接、另一端与该支点结构连接。


2.如权利要求1所述的系统，其中在该反射器分别与该单轴运动发动机或该支点结构之间的连接处，还设有一支点绞炼。


3.一种反射器系统，包括：
一基部，还包括一基部板，而该基部板还包括一基部板表面；
多个单轴运动发动机，设于该基部板表面，并具有一运动方向是平行于该基部板表面的法向量；以及
一反射器，与该多个单轴运动发动机连接，使该反射器具有一平移方向与至少一个转动方向。


4.如权利要求3所述的系统，其中在该反射器与各该单轴运动发动机之间的连接处设有一支点绞炼。


5.一种用以承载一反射器的出平面运动发动机，包括：
一底座，具有一法线方向；
一固定于该底座的第一单轴运动发动机，具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：许郁文，
申请(专利权)人：躍旺创新股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71