CN114265165A - Mems致动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多轴MEMS组件。该多轴MEMS组件包括被配置为提供三轴直线移动的微机电系统(MEMS)致动器以及连接到微机电系统(MEMS)致动器的光电器件。其中该微机电系统(MEMS)致动器包括：平面内MEMS致动器和平面外MEMS致动器；该平面内MEMS致动器包括电磁致动器部分。

Description

MEMS致动系统

本申请要求2018年9月26日提交的第62/736,940号美国临时申请的权益，其内容通过引用并入本申请。

技术领域

本公开总体涉及致动器，更具体地，涉及配置用于相机封装内的小型化MEMS致动器。

背景技术

如本领域所公知的，致动器可用于将电子信号转换成机械运动。在诸如便携式设备、成像相关设备、电信组件和医疗仪器的许多应用中，将微型致动器适配在尺寸小、功率低和成本有限的这些应用内可以是有益的。

微机电系统(MEMS)技术在其最通常形式中可以被定义为使用微加工技术制造的小型化机械和机电元件的技术。MEMS器件的关键尺寸可以从远低于1微米变化到几毫米。通常，MEMS致动器比传统致动器更紧凑，并且它们消耗更少的功率。

发明内容

在一个实施方式中，提供了一种多轴MEMS组件，包括：被配置为提供三轴直线移动的微机电系统(MEMS)致动器以及连接到该微机电系统(MEMS)致动器的光电器件。其中该微机电系统(MEMS)致动器包括：平面内MEMS致动器和平面外MEMS致动器；该平面内MEMS致动器包括一个电磁致动器部分。

以下特征的一个或多个可以被包括。光电器件可以连接一个或多个：平面内MEMS致动器；和平面外MEMS致动器。该平面内MEMS致动器可以为图像稳定致动器。该平面内MEMS致动器可以被配置为提供X轴直线移动和Y轴直线移动。该平面内MEMS致动器可以被进一步配置为提供Z轴旋转移动。该平面外MEMS致动器可以为自动对焦致动器。该平面外MEMS致动器可以被配置为提供Z轴直线移动。该电磁致动器部分可包括：至少一个磁性组件。该至少一个磁性组件可被配置为使该光电器件能够进行平面内移位。该至少一个磁性组件可包括多个磁性组件。该多个磁性组件可被配置为使所述光电器件能够进行x轴和/或y轴移位。

在另一个实施方式中，提供了一种多轴MEMS组件，包括：被配置为提供三轴直线移动的微机电系统(MEMS)致动器，该微机电系统(MEMS)致动器包括：包括电磁致动器部分的平面内MEMS致动器和平面外MEMS致动器；连接到该微机电系统(MEMS)致动器光电器件。

以下特征的一个或多个可以被包括。该电磁致动器部分可以包括：被配置为使所述光电器件能够进行平面内移位的至少一个磁性组件。该至少一个磁性组件可以包括多个磁性组件。该多个磁性组件可以被配置为使该光电器件能够进行x轴和/或y轴移位。

在另一个实施方式中，提供了一种多轴MEMS组件，包括：被配置为提供多轴直线移动的微机电系统(MEMS)致动器，该微机电系统(MEMS)致动器包括：包括电磁致动器部分的平面内MEMS致动器；以及连接到该微机电系统(MEMS)致动器的光电器件。

以下特征的一个或多个可以被包括。该电磁致动器部分可包括：被配置为使所述光电器件能够进行平面内移位的至少一个磁性组件。该至少一个磁性组件可以包括多个磁性组件。该多个磁性组件可以被配置为使该光电器件能够进行x轴和/或y轴移位。该多个磁性组件还可以被配置为提供Z轴旋转移动。

在以下附图和说明书中描述一个或多个实施方式的细节。根据说明书、附图和权利要求书，其它特征和优点将变得显而易见。

附图说明

图1为根据本公开的各种实施例的MEMS封装的透视图；

图2A为根据本公开的各种实施例的具有光电器件的平面内MEMS致动器的示意图；

图2B为根据本公开的各种实施例的具有光电器件的平面内MEMS致动器的透视图；

图3为根据本公开的各种实施例的平面内MEMS致动器的示意图；

图4为根据本公开的各种实施例的梳齿驱动扇区的示意图；

图5为根据本公开的各种实施例的梳齿对的示意图；

图6为根据本公开的各种实施例的图5的梳齿对的指状物的示意图；

图7A-7C为根据本公开的各种实施例的平面外MEMS致动器的一个实施例的示意图；以及

图8为根据本公开的各种实施例的MEMS封装的示意图；

图9-10为根据本公开的各种实施例的电磁MEMS致动器的示意图；以及

图11为根据本公开各种实施例中图9至图10的电磁MEMS致动器的运动台的细节图；

图12为根据本公开各种实施例中图9至图10的电磁MEMS致动器的电磁致动器部分的细节图；以及

图13为根据本公开各种实施例中图9至图10的电磁MEMS致动器的剖面图。

各附图中的相同的附图标记表示相同的元件。

具体实施方式

系统概述：

参照图1，示出了根据本公开的各个方面的MEMS封装10。在该示例中，示出了MEMS封装10包括印刷电路板12、多轴MEMS组件14、驱动电路16、电子元件18、柔性电路20和电连接器22。多轴MEMS组件14可以包括(被配置为提供三轴直线移动的)微机电系统(MEMS)致动器24以及与该微机电系统(MEMS)致动器24连接的光电器件26。

如以下将更详细讨论的，微机电系统(MEMS)致动器24的示例可以包括但不限于平面内MEMS致动器、平面外MEMS致动器，以及平面内/平面外MEMS致动器的组合。例如，如果微机电系统(MEMS)致动器24是平面内MEMS致动器，那么平面内MEMS致动器可以包括(如以下将更详细讨论的)静电梳齿驱动致动系统。另外，如果微机电系统(MEMS)致动器24是平面外MEMS致动器，那么平面外MEMS致动器可以包括压电致动器或静电致动系统。此外，如果微机电系统(MEMS)致动器24是混合平面内/平面外MEMS致动器，那么组合平面内/平面外MEMS致动器可以包括静电梳齿驱动致动系统和压电致动系统。

如以下将更详细讨论的，光电器件26的示例可以包括但不限于图像传感器、保持器组件、UV滤光器和/或镜头组件。电子元件18的示例可以包括但不限于各种电子或半导体元件和器件。柔性电路20和/或连接器22可以被配置为将MEMS封装10电连接到例如智能电话或数码相机(表示为上位物件28)。

如以下将更详细讨论的，微机电系统(MEMS)致动器24的尺寸可以根据印刷电路板12的凹槽进行设定以使可以装配其内。印刷电路板12内的该凹槽的深度可以根据特定实施例和微机电系统(MEMS)致动器24的物理尺寸而变化。

在一些实施例中，MEMS封装10的一些元件可以使用各种环氧树脂/粘合剂连接在一起。例如，微机电系统(MEMS)致动器24的外框架可以包括接触片，它可以对应于印刷电路板12上的类似接触片。

还参照图2A所示的多轴MEMS组件14，其可以包括连接到微机电系统(MEMS)致动器24的光电器件26。如上所述，微机电系统(MEMS)致动器24的示例可以包括但不限于平面内MEMS致动器、平面外MEMS致动器以及平面内/平面外MEMS致动器的组合。

当微机电系统(MEMS)致动器24被配置为提供平面内致动功能时，它可以包括外框架30，多个导电柔性件32，用于附接负载(例如器件)的MEMS致动芯34以及附接的光电器件26。光电器件26可以通过环氧树脂(或各种其它粘合剂/材料和/或黏合方法)连接到微机电系统(MEMS)致动器24的MEMS致动芯34。

还参照图2B，微机电系统(MEMS)致动器24的多个导电柔性件32可以向上弯曲和屈服以达到期望的柔性水平。在图示的实施例中，多个导电柔性件32一端可以附接到MEMS致动芯34(例如，微机电系统(MEMS)致动器24的移动部分)，而另一端附接到外框架30(例如，微机电系统(MEMS)致动器24的固定部分)。

多个导电柔性件32可以是导电线，其可以在微机电系统(MEMS)致动器24的平面上方(例如，上表面)延伸并且可以电连接微机电系统(MEMS)致动器24的横向分开的元件。例如，多个导电柔性件32可以将来自光电器件26和/或MEMS致动芯34的电信号提供到微机电系统(MEMS)致动器24的外框架30。如上所述，微机电系统(MEMS)致动器24的外框架30可以使用环氧树脂(或各种其它粘合材料或器件)固定到电路板12。

还参照图3所示的根据本公开的各种实施例的微机电系统(MEMS)致动器24的俯视图。所示外框架30包括(在该示例中)四个框架组件(例如，框架组件100A、框架组件100B、框架组件100C、框架组件100D)，这四个框架组件被分开示出以展示更多细节。

微机电系统(MEMS)致动器24的外框架30可以包括多个接触片(例如，框架组件100A上的接触片102A、框架组件100B上的接触片102B、框架组件100C上的接触片102C以及框架组件100D上的接触片102D)，其可以电连接到多个导电柔性件32的一端。该弯曲形状的导电柔性件32的提供仅用于说明目的，并且虽然图示了一个可能的实施例，但是其他配置也都是可能的并且应被认为是在本公开的范围之内。

MEMS致动芯34可以包括多个接触片(例如，接触片104A、接触片104B、接触片104C、接触片104D)，其可以电连接到多个导电柔性件32的另一端。MEMS致动芯34的接触片(例如，接触片104A、接触片104B、接触片104C、接触片104D)的一部分可通过引线黏合、银膏或共晶密封电连接到光电器件26，从而实现光电器件26与外框架30的电连接。

MEMS致动芯34可以包括一个或多个梳齿驱动扇区(例如，梳齿驱动扇区106)，其是设置在微机电系统(MEMS)致动器24内的致动扇区。MEMS致动芯34内的梳齿驱动扇区(例如，梳齿驱动扇区106)可以设置在同一平面中并且可以彼此正交定位以实现在两个轴(例如，X轴和Y轴)上的移动。因此，大体上平面内MEMS致动器(并且具体上MEMS致动芯34具体地)可以被配置为提供X轴直线移动和Y轴直线移动。

虽然在这个特定示例中，所示MEMS致动芯34包括四个梳齿驱动扇区，但这仅用于说明，而无意于限制本发明，因为其他配置也都是可能的。例如，梳齿驱动扇区的数目可以根据设计标准而增大或减小。

虽然在这个特定示例中，所示四个梳齿驱动扇区大致为方形形状，但这仅用于说明，而无意于限制本发明，因为其他配置也都是可能的。例如，梳齿驱动扇区的形状可以被改变以满足各种设计标准。

MEMS致动芯34内的每个梳齿驱动扇区(例如，梳齿驱动扇区106)可以包括一个或多个移动部分和一个或多个固定部分。如以下将更详细讨论的，MEMS致动芯34内的梳齿驱动扇区(例如，梳齿驱动扇区106)可以经由悬臂组件(例如，悬臂组件108)连接至MEMS致动芯34的周边110(即，MEMS致动芯34的包括接触片104A、接触片104B、接触片104C、接触片104D的部分)，其是MEMS致动芯34的可以与光电器件26连接的部分，从而实现将移动传递到光电器件26。

还参照图4所示的根据本公开的各种实施例的梳齿驱动扇区106的俯视图。每个梳齿驱动扇区(例如，梳齿驱动扇区106)可以包括位于梳齿驱动扇区106外侧的一个或多个运动控制悬臂组件(例如，运动控制悬臂组件150A、150B)、可移动框架152、可移动脊154、固定框架156、固定脊158和被配置为将移动框架152连接到MEMS致动芯34的周边110的悬臂组件108。在这个特定配置中，运动控制悬臂组件150A、150B可以被配置成防止移动框架152/可移动脊154和固定框架156/固定脊158之间的Y轴移位。

梳齿驱动扇区106可以包括可移动构件，其包括可移动框架152和与该可移动框架152大体正交的多个可移动脊154。梳齿驱动扇区106还可以包括固定构件，其包括固定框架156和与该固定框架156大体正交的多个固定脊158。悬臂组件108可以在一个方向上是可变形的(例如，响应于Y轴偏转负载)并且在另一个方向上是刚性的(例如，响应于X轴张力和压缩负载)，从而实现悬臂组件108在Y轴上吸收运动但在X轴上传递运动。

还参照图5所示的梳齿驱动扇区106的部分160的详细视图。可移动脊154A、154B可以包括多个分立的可移动致动指状物，其大体正交地附接至可移动脊154A、154B。例如，所示可移动脊154A包括可移动致动指状物162A，并且所示可移动脊154B包括可移动致动指状物162B。

此外，固定脊158可包括多个分立的固定致动指状物，其大体正交地附接至固定脊158。例如，所示固定脊158包括固定致动指状物164A，其被配置成与可移动致动指状物162A啮合并相互作用。此外，所示固定脊158包括固定致动指状物164B，其被配置成与可移动致动指状物162B啮合并相互作用。

因此，各种数量的致动指状物可以与梳齿驱动扇区106的可移动脊(例如，可移动脊154A、154B)和/或固定脊(例如，固定脊158)相关联(即，相连接)。如上所述，每个梳齿驱动扇区(例如，梳齿驱动扇区106)可以包括分开放置在梳齿驱动扇区106的每侧上的两个运动控制悬臂组件150A、150B。两个运动控制悬臂组件150A、150B中的每个都可以被配置成与可移动框架152和固定框架156连接，因为这种配置使得可移动致动指状物162A、162B能够在X轴上(分别)相对于固定致动指状物164A、164B移位，同时防止可移动致动指状物162A、162B(分别)在Y轴上移位并接触固定致动指状物164A、164B。

尽管所示致动指状物162A、162B、164A、164B(或至少致动指状物162A、162B、164A、164B的中心轴线)大体彼此平行并且与它们所连接的相应的脊大体正交，但这仅用于说明，而无意于限制本发明，因为其他配置也都是可能的。此外，在一些实施例中，致动指状物162A、162B、164A、164B在其整个长度上可以具有相同的宽度，并且在其他实施例中，致动指状物162A、162B、164A、164B可以是锥形的。

此外，在一些实施例中，当在致动指状物162A和致动指状物164A之间施加电势时，可移动框架152可以在X轴正向上移位，而当在致动指状物162B和致动指状物164B之间施加电势时，可移动框架152可以在X轴负向上移位。

还参照图6所示的梳齿驱动扇区106的部分200的详细视图。固定脊158可以大体平行于可移动脊154B，其中致动指状物164B和致动指状物162B可以在区域202内重叠，其中重叠区域202的宽度通常在10-50微米的范围内。

虽然重叠区域202被描述为在10-50微米的范围内，但这仅用于说明，而无意于限制本发明，因为其他配置也都是可能的。

重叠区域202可以表示如下的距离204，其介于致动指状物162B和致动指状物164B之间，由致动指状物162B的末端延伸经过并与致动指状物164B的末端重叠。在一些实施例中，致动指状物162B和致动指状物164B可以是锥形的，使得它们各自的尖端比它们各自的基部(即，它们附接到其脊上的位置)更窄。如本领域中已知的，关于致动指状物162B和致动指状物164B，可以采用各种锥度。另外，由重叠区域202提供的致动指状物162B和致动指状物164B的重叠可以帮助确保当施加电势时存在足够的初始致动力，使得MEMS致动芯34可以在改变施加的电压时逐渐且平稳地移动而没有任何突然跳跃。致动指状物162B和致动指状物164B的高度可以由MEMS制造工艺的各个方面和各种设计标准而确定。

结合到各种实施例中的致动指状物162B和致动指状物164B的长度206、重叠区域202的尺寸、相邻致动指状物之间的间隙以及致动指状物的锥角可以通过各种设计标准、应用考虑因素和可制造性考虑因素来确定，其中可以对这些尺寸进行优化以利用可用的电势实现所需的移位。

如图3所示并且如上所述，MEMS致动芯34可以包括一个或多个梳齿驱动扇区(例如，梳齿驱动扇区106)，其中MEMS致动芯34内的梳齿驱动扇区(例如，梳齿驱动扇区106)可以被设置在同一平面中并且可以彼此正交定位以实现在两个轴(例如，X轴和Y轴)上的移动。

具体在这个特定示例中，所示MEMS致动芯34包括四个梳齿驱动扇区(例如，梳齿驱动扇区106、250、252、254)。如上所述，梳齿驱动扇区106被配置为实现沿X轴的移动而防止沿Y轴的移动。由于梳齿驱动扇区252被类似地配置，因此梳齿驱动扇区252可以实现沿X轴的移动而防止沿Y轴的移动。因此，如果向梳齿驱动扇区106施加提供X轴正向移动的信号，而向梳齿驱动扇区252施加提供X轴负向移动的信号，那么致动芯34可以在顺时针方向上移位。相反地，如果向梳齿驱动扇区106施加提供X轴负向移动的信号，而向梳齿驱动扇区252施加提供X轴正向移动的信号，那么致动芯34可以在逆时针方向上移位。

另外，梳齿驱动扇区250和254(在这个示例中)都被配置为正交于梳齿驱动扇区106和252。因此，梳齿驱动扇区250和254可以被配置为实现沿Y轴的移动而防止沿X轴的移动。因此，如果向梳齿驱动扇区250施加提供Y轴正向移动的信号，而向梳齿驱动扇区254施加提供Y轴负向移动的信号，那么致动芯34可以在逆时针方向上移位。相反地，如果向梳齿驱动扇区250施加提供Y轴负向移动的信号，而向梳齿驱动扇区254施加提供Y轴正向移动的信号，那么致动芯34可以在顺时针方向上移位。

因此，大体上平面内MEMS致动器大体地(并且具体上MEMS致动芯34)可以被配置为提供Z轴旋转移动(例如，顺时针或逆时针)。

如上所述，微机电系统(MEMS)致动器24的示例可以包括但不限于平面内MEMS致动器、平面外MEMS致动器以及组合平面内/平面外MEMS致动器。例如并且在图1所示实施例中，所示微机电系统(MEMS)致动器24包括平面内MEMS致动器(例如平面内MEMS致动器256)、平面外MEMS致动器(例如平面内MEMS致动器258)，其中图3-6图示平面内MEMS致动器256的一个可能实施例。光电器件26可以与平面内MEMS致动器256连接；并且平面内MEMS致动器256可以与平面内MEMS致动器258连接。

平面内MEMS致动器256的示例可以包括但不限于图像稳定致动器。如本领域中已知的，图像稳定是减少模糊的技术族，其与相机或其他成像设备在曝光期间的运动相关联。通常，图像稳定补偿成像设备的平移和倾斜(角移动，相当于偏摆和俯仰)，但是电子图像稳定还可以补偿旋转。图像稳定可以被用在图像稳定的双筒望远镜，并且仍可以被用在摄像机、天文望远镜和智能电话。仍然对于相机，相机抖动可能是快门慢速时的特定问题，或者可能是与长焦距(长焦或变焦)镜头的一起的特定问题。对于摄像机，相机抖动可能造成所记录摄像中可见的帧间颤动。在天文中，该问题在大气中可以被放大为多种变化(其随时改变对象的视位)。

平面外MEMS致动器258的示例可以包括但不限于自动对焦致动器。如本领域中已知的，自动对焦系统可以使用传感器、控制系统和致动器来对焦到自动(或手动)选择的区域。自动对焦方法可以通过他们的类型(例如，主动、被动或混合)来区分。自动对焦系统可以依赖于一个或多个传感器来确定正确的焦距，其中一些自动对焦系统还可以依赖于单独传感器而其他自动对焦系统可以使用传感器阵列。

还参照图7A-7C所示的处于各种激活/激发状态的平面外MEMS致动器258的一个可能的实施例。平面外MEMS致动器258可以包括框架260(其被配置为是静止的)和可移动台262，其中平面外MEMS致动器258可以被配置为提供Z轴直线移动。例如，平面外MEMS致动器258可以包括多形态压电致动器，当施加电荷时，该多形态压电致动器可以选择性地和可控制地变形，其中施加的电荷的极性可以改变多形态压电致动器(即，平面外MEMS致动器258)变形的方向。图7A示出了处于自然位置而没有施加电荷的平面外MEMS致动器258。此外，图7B示出了施加了具有第一极性的电荷的、处于延伸位置(即，沿箭头264的方向移位)的平面外MEMS致动器258，同时图7C示出了施加了具有相反极性的电荷的、处于缩回位置(即，沿箭头266的方向移位)的平面外MEMS致动器258。

如上所述，多形态压电致动器(即，平面外MEMS致动器258)可以通过施加电荷而变形。为了实现这种允许Z轴直线移动的可变形性，多形态压电致动器(即，平面外MEMS致动器258)可以包括弯曲压电致动器。

如上所述，多形态压电致动器(即，平面外MEMS致动器258)可包括刚性框架组件260(其被配置为静止的)和可移动台262，其可以被配置为贴附于平面内MEMS。如上所述，光电器件26可以连接至平面内MEMS致动器256，平面内MEMS致动器256可以连接至平面外MEMS致动器258。因此，当平面外MEMS致动器258被施加了第一极性的电荷在延伸位置(即，沿箭头264的方向移位)时(如图7B所示)，光电器件26可沿z轴正方向并朝着镜筒组件(例如，镜筒组件300，图8)移位。或者当平面外MEMS致动器258被施加了相反极性的电荷在缩回位置(即，沿箭头266的方向移位)时(如图7C所示)，光电器件26可沿z轴负方向并远离镜筒组件(例如，镜筒组件300，图8)移位。因此，通过在z轴上相对于镜筒组件(例如，镜筒组件300，图8)移位光电器件26，可以实现自动对焦功能。

多形态压电致动器(即，平面外MEMS致动器258)可以包括被配置为将可移动台262连接到刚性框架组件260的至少一个可变形压电部分(例如，可变形压电部分268、270、272、274)。

例如，在一个特定实施例中，多形态压电致动器(即，平面外MEMS致动器258)可以包括刚性中间台(例如，刚性中间台276、278)。第一可变形压电部分(例如可变形压电部分268、270)可以被配置为将刚性中间台(例如，刚性中间台276、278)连接到可移动台262；以及第二可变形压电部分(例如，可变形压电部分272、274)可以被配置为将刚性中间台(例如，刚性中间台276、278)连接到刚性框架组件260。

平面外MEMS致动器258的可移动台262的Z轴(即平面外)直线移动可由于可变形压电部分(例如，可变形压电部分268、270、272、274)的变形而产生。该可变形压电部分可以由压电材料(例如，PZT(钛酸锆钛酸铅)、氧化锌或其他合适的材料)形成，该压电材料可以被配置为响应于电信号而偏转。如本领域中已知的，压电材料是一种特殊类型的陶瓷，其在施加电场时膨胀或收缩，从而产生运动和力。

尽管以上将平面外MEMS致动器258描述为包括使得在Z轴直线移动的单个可移动台(例如，可移动台262)，但这仅用于说明，而无意于限制本发明，其他配置也是可能的并且被认为在本公开的范围内。例如，平面外MEMS致动器258可以被配置为包括多个可移动台。例如，如果刚性中间台276、278被配置为分开可控的，则额外的自由度(例如倾倒和/或倾斜)可以是可实现的。例如并且在这样的配置中，在向上方向(即，沿箭头264的方向)上移位中间台276而在向下方向(即，沿箭头266的方向)上移位中间台278将导致光电器件26绕Y轴顺时针旋转；而沿向下方向(即，沿箭头266的方向)移位中间台276而沿向上方向(即，沿箭头264的方向)移位中间台278将导致光电器件26绕Y轴逆时针旋转。附加地/可替代地，经由附加的/可替代的中间台可以实现光电器件26围绕X轴的相应的顺时针和逆时针旋转。

电磁致动器：

尽管以上将平面内MEMS致动器256描述为基于100％MEMS，但这仅出于说明的目的，而无意于限制本发明，其他配置也是可能的并且被认为在本公开的范围内。例如，如下面讨论的，平面内MEMS致动器256可以是电磁致动器部分。

因此和参照图9-10，平面内MEMS致动器256可被配置为除了MEMS“混合”部分(例如，MEMS部分302)还可包括电磁致动器部分(例如，电磁致动器部分300)的“混合”致动器。电磁致动器部分300可包括至少一个磁性组件(例如，磁性组件304，306，308，310)。电磁致动器部分300中磁性组件的数量可以根据各种设计标准而变化。例如，电磁致动器部分300中磁性组件的数量可以根据所讨论的致动器需要线性移动的轴的数量而变化。

如本领域已知的，所产生的磁场强度(因此，磁力的强度)可以通过控制施加到磁性组件(例如磁性组件304，306，308，310)的电流水平来改变。因此，通过控制这样的电流(例如，强度和/或方向)，可以控制线性移动量(例如，相对于x轴和y轴)以及旋转量(例如，相对于z轴)。当被配置为这样的“混合”致动器时，“混合”致动器的该MEMS部分(例如，MEMS致动器部分302)可被配置为提供一般的结构稳定性和完整性(例如，通过提供各种悬臂组件的功能，例如悬臂组件108)和电磁场。

如上所述，平面内MEMS致动器256可被配置为提供X轴直线移动、Y轴直线移动和Z轴旋转移动中的一个或多个。如上所述，为了经由纯基于MEMS的致动器实现这种移动(例如，如图3所示)，四个基于MEMS的运动台(例如，梳齿驱动扇区106，250，252，254)可被利用，其中驱动扇区250，254可以相对于驱动扇区106，252正交放置。

为了实现这种X轴直线移动、Y轴直线移动和Z轴旋转移动，可以使用各种磁性组件，因此，至少一个磁性组件(例如，一个或多个磁性组件304，306，308，310)可被配置为使光电器件26在平面内移位。例如，电磁致动器部分300可包括四个磁性组件(例如，磁性组件304，306，308，310)，其中磁性组件306，310(以及它们各自的磁极)可与磁性组件304,308(和它们各自的磁极)相对正交。因此，通过控制施加到磁性组件(例如，一个或多个磁性组件304，306，308，310)的电流可以控制直线移动量(例如，相对于x轴和/或y轴和/或相对于z轴的旋转量)，从而能够实现光电器件26沿x轴和/或y轴直线移位(和z轴旋转移位)。

平面内MEMS致动器256的MEMS部分302可以包括多个运动台(例如，运动台312，314，316，318)，其被配置为与多个包括在电磁致动器部分300中的磁性组件(例如，磁性组件304，306，308，310)相互作用。

具体地和在图9-10实施例中示出：

运动台312可配置成与磁性组件304相互作用；

运动台314可配置成与磁性组件306相互作用；

运动台316可配置成与磁性组件308相互作用；以及

运动台318可配置成与磁性组件310相互作用。

参考图11所示的平面内MEMS致动器256的MEMS部分302的运动台312的详细视图，可以理解，这仅用于说明，并且可以代表任何运动台。

平面内MEMS致动器256的MEMS部分302可包括：电挠性件(例如，图2A-2B的导电挠性件32)；运动控制挠性件(例如，图4的运动控制悬臂组件150A，150B)；运动传递挠性件(例如，图4的悬臂组件108)；具有不同极化截面的沉积(deposited)磁体(例如，沉积磁性结构350)；以及(在该说明性实施例中)定位在沉积或放置的磁性结构350上的沉积或放置的金属层(例如，沉积金属层352)。

极化磁性材料/磁体(例如，沉积磁性结构350)可以沉积(或胶合)在平面内MEMS致动器256的MEMS部分302的每个运动台(例如，运动台312，314，316，318)上。镍/铁层(例如沉积金属层)352可以沉积(或胶合)在沉积磁性结构350上，其中每个运动台(例如，此例中的运动台312)包括的沉积磁性结构(例如，沉积磁性结构350)可被设置为具有不同的极化，以实现上述沿X轴移动、Y轴移动和/或Z轴旋转。

参照图12，图中示出了电磁致动器部分300的详细视图，其(在该说明实施例中)示出包括四个磁性组件(例如，磁性组件304，306，308，310)。电磁致动器部分300可包括金属板组件400，磁性组件(例如，磁性组件304、306、308、310)被胶合到该金属板组件400上。磁性组件可以是例如绕组线圈或印刷线圈。用于磁性组件(例如，分别为磁性组件304、306、308、310)的线圈绕组线(例如，绕组线402、404、406、408)电连接至印刷电路板12。

电磁操作：

参照图13，其中示出了平面内MEMS致动器256的横截面图，包括电磁致动器部分300以及MEMS部分302。电磁致动器部分300可包括金属板组件400以及多个磁性组件(例如，示出了其中的磁性组件304)。MEMS部分302可包括沉积磁性结构350和沉积金属层352。

在操作平面内MEMS致动器256期间，MEMS部分302由磁性结构产生磁场350。提供给电磁致动器部分300的磁性组件(例如，磁性组件304、306、308、310)的电流可以产生磁场450，该磁场可以与MEMS部分302中的磁性材料/磁体(例如，沉积磁性结构350)相互作用，导致光电装置26的上述的X轴移动、Y轴移动和/或Z轴旋转，(由于磁性组件304、306、308、310通过金属板组件400牢固地固定在一起)。

磁性组件(例如，磁性组件304、306、308、310)产生的任何热量都可以向下传导(例如，通过可充当散热器的金属板组件400传导至印刷电路板12)。

通用：

通常，本文描述的方法的各种操作可以使用或可以属于各种系统和/或装置的组件或特征以及它们各自的组件和子组件来实现，在此描述。

在某些情况下，存在扩大的单词和短语，例如“一个或多个”、“至少”、“但不限于”或其他类似短语，不应理解为在没有这种扩大的短语的情况下意图或要求更窄的情况。

另外，本文阐述的各种实施例是根据示例框图、流程图和其他图示来描述的。在阅读本文件后对于本领域普通技术人员来说将是显而易见的，可以在不限制为所示示例的情况下实施所示实施例及其各种替代方案。例如，框图及其随附的描述不应解释为强制要求特定的结构或配置。

虽然以上已经描述了本公开的各种实施例，但是应当理解给出它们仅作为本发明的示例，而不用作限制。同样地，各种图可以描绘用于本公开的示例结构或其他配置，这样是为了帮助理解在本公开中可以包括的特征和功能。本公开不限于图示的示例结构或配置，而是可以使用各种替代结构和配置来实现所需的特征。实际上，对于本领域技术人员将显而易见的是，如何实现替代的功能、逻辑或物理划分和配置以实现本公开的期望特征。另外，关于流程图、操作描述和方法权利要求，除非上下文另有明示，否则本文中给出的步骤的顺序不应强制实施各种实施例以相同顺序执行所述功能。

尽管以上根据各种示例实施例和实施方式描述了本公开，但是应当理解，在一个或多个单独实施例中描述的各种特征、方面和功能不限于采用它们所描述的特定实施例的适用性，相反，可以单独地或以各种组合方式应用于本公开的一个或多个其他实施例，而无论是否描述了这些实施例以及这些特征是否被呈现为所描述的实施例的一部分。因此，本公开的广度和范围不应受任何上述示例实施例的限制，并且本领域技术人员将理解，可以在权利要求书的范围内对先前的描述进行各种改变和修改。

本领域的技术人员将理解，本公开可以实施为方法、系统或计算机程序产品。因此，本公开可以采取完全硬件实施方式、完全软件实施方式(包括固件、常驻软件、微代码等)的形式或者组合软件和硬件方面的实施方式，这些实施方式在本文中通常可以被称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，本公开可以采用计算机可用存储介质上的计算机程序产品的形式，该计算机可用存储介质具有包含在介质中的计算机可用程序代码。

可以使用任何合适的计算机可用或计算机可读介质。计算机可用或计算机可读介质可以是例如但不限于电子、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置或设备或传播介质。计算机可读介质的更具体示例(非详尽列表)可以包括以下内容：具有一条或多条电线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光学存储设备、诸如支持互联网或内联网的传输介质或磁存储设备等。计算机可用或计算机可读介质也可以是在其上打印程序的纸或其他合适介质，因为程序可以通过例如纸或其他介质的光学扫描被电子地捕获，然后被编译、解释，或者，如果需要的话，以合适的方式处理，然后存储在计算机存储器中。在本文档的上下文中，计算机可用或计算机可读介质可以是能够包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备使用或与之结合使用的任何介质。计算机可用介质可以包括传播的数据信号，其具有在其中实现的计算机可用程序代码，或者在基带中或者作为载波的一部分。计算机可用程序代码可以使用任何适当的介质传输，包括但不限于因特网、有线、光纤电缆，RF等。

用于执行本公开的操作的计算机程序代码可以用面向对象的编程语言编写，例如Java、Smalltalk或C++等。然而，用于执行本公开的操作的计算机程序代码也可以用传统的程序编程语言编写，例如“C”编程语言或其他编程语言。程序代码可以完全在用户的计算机上执行，部分在用户的计算机上执行，作为独立的软件包，部分在用户的计算机上、部分在远程计算机上或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可以通过局域网/广域网/因特网(例如，网络18)连接到用户的计算机。

参考根据本公开的实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图来描述本公开。将能够理解，流程图和/或框图的每个框以及流程图和/或框图中的框的组合可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机/专用计算机/其他可编程数据处理装置的处理器，使得经由计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令创建用于实现流程图和/或框图框中指定的功能/动作的装置。

这些计算机程序指令还可以存储在计算机可读存储器中，该存储器可以指示计算机或其他可编程数据处理装置以特定方式运行，使得存储在计算机可读存储器中的指令产生包括实现流程图和/或框图框中指定的功能的指令方式的制品。

计算机程序指令也可以加载到计算机或其他可编程数据处理装置上，以产生在计算机或其他可编程装置上执行一系列操作步骤，生成计算机实现的过程，使得在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于实现在流程图和/或框图框中指定的功能/动作的步骤。

附图中的流程图和框图可以示出根据本公开的各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的架构、功能和操作。在这方面，流程图或框图中的每个框可以表示代码的模块、片段或部分，其包括用于实现指定的逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应注意，在一些替代实施方式中，框中提到的功能可以不按图中所示的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能，连续示出的两个框实际上可以基本上同时执行，或者这些框有时可以以相反的顺序执行。还应注意，框图和/或流程图的每个框以及框图和/或流程图中的框的组合可以由执行特定功能或动作的基于专用硬件的系统或专用硬件和计算机指令的组合来实现。

这里使用的术语仅用于描述特定实施例，而无意于限制本公开。此处所使用的单数形式的“一(a)”、“一个(an)”和“所述(the)”也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。应进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或者添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的群组。

以下权利要求中的所有装置或步骤加功能元件的相应结构、材料、动作和等同物旨在包括用于执行与具体要求保护相同的其他要求保护的元件相结合的功能的任何结构、材料或动作。已经出于说明和描述的目的给出了对本公开的描述，但是并不旨在穷举或将本公开限制于所公开的形式。在不脱离本公开的范围和精神的情况下，许多修改和变化对于本领域普通技术人员来说将是显而易见的。选择和描述的实施例是为了最好地说明本公开的原理及其实际应用，使得本领域其他技术人员能够理解本公开是具有各种修改的各种实施例，其适合于预期的特定用途。

已经对许多实施方式进行了描述。因此已经详细地并且通过参考其实施例描述了本申请的公开内容，显而易见，在不脱离所附权利要求限定的本公开的范围的情况下，可以进行修改和变化。

Claims (20)

1.一种多轴MEMS组件，包括：

被配置为提供三轴直线移动的微机电系统(MEMS)致动器，所述微机电系统(MEMS)致动器包括：

平面内MEMS致动器，和

平面外MEMS致动器；以及

连接到所述微机电系统(MEMS)致动器的光电器件；

其中所述平面内MEMS致动器包括电磁致动器部分。

2.根据权利要求1所述的多轴MEMS组件，其中所述光电器件连接到以下的一个或多个：

平面内MEMS致动器；以及

平面外MEMS致动器。

3.根据权利要求1所述的多轴MEMS组件，其中所述平面内MEMS致动器为图像稳定致动器。

4.根据权利要求1所述的多轴MEMS组件，其中所述平面内MEMS致动器被配置为提供X轴直线移动和Y轴直线移动。

5.根据权利要求4所述的多轴MEMS组件，其中所述平面内MEMS致动器被进一步配置为提供Z轴旋转移动。

6.根据权利要求1所述的多轴MEMS组件，其中所述平面外MEMS致动器为自动对焦致动器。

7.根据权利要求1所述的多轴MEMS组件，其中所述平面外MEMS致动器被配置为提供Z轴直线移动。

8.根据权利要求1所述的多轴MEMS组件，其中所述电磁致动器部分包括：至少一个磁性组件。

9.根据权利要求8所述的多轴MEMS组件，其中所述至少一个磁性组件被配置为使所述光电器件能够进行平面内移位。

10.根据权利要求9所述的多轴MEMS组件，其中所述至少一个磁性组件包括多个磁性组件。

11.根据权利要求10所述的多轴MEMS组件，其中所述多个磁性组件被配置为使所述光电器件能够进行x轴和/或y轴移位。

12.一种多轴MEMS组件，包括：

被配置为提供三轴直线移动的微机电系统(MEMS)致动器，所述微机电系统(MEMS)致动器包括：

包括电磁致动器部分的平面内MEMS致动器，和

平面外MEMS致动器；以及

连接到所述微机电系统(MEMS)致动器的光电器件。

13.根据权利要求12所述的多轴MEMS组件，其中所述电磁致动器部分包括：被配置为使所述光电器件能够进行平面内移位的至少一个磁性组件。

14.根据权利要求13所述的多轴MEMS组件，其中所述至少一个磁性组件包括多个磁性组件。

15.根据权利要求14所述的多轴MEMS组件，其中所述多个磁性组件被配置为使所述光电器件能够进行x轴和/或y轴移位。

16.一种多轴MEMS组件，包括：

被配置为提供三轴直线移动的微机电系统(MEMS)致动器，所述微机电系统(MEMS)致动器包括：

包括电磁致动器部分的平面内MEMS致动器；以及

连接到所述微机电系统(MEMS)致动器的光电器件。

17.根据权利要求16所述的多轴MEMS组件，其中所述电磁致动器部分包括：被配置为使所述光电器件能够进行平面内移位的至少一个磁性组件。

18.根据权利要求17所述的多轴MEMS组件，其中所述至少一个磁性组件包括多个磁性组件。

19.根据权利要求18所述的多轴MEMS组件，其中所述多个磁性组件被配置为使所述光电器件能够进行x轴和/或y轴移位。

20.根据权利要求19所述的多轴MEMS组件，其中所述多个磁性组件被进一步配置为提供Z轴旋转移动。

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