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伸缩结构及形成方法、驱动方法、电子设备、摄像模组与流程

2021-11-15 15:13:00 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及光电成像领域,尤其涉及一种伸缩结构及形成方法、驱动方法、电子设备、摄像模组。


背景技术:

2.随着用户需求的提升以及终端设备的迭代更新,目前的终端设备的集成度越来越高,随之而来的是终端设备集成的功能器件越来越多。一种较为突出的表现为:目前的终端设备上的摄像模组的数量在增加。不同种类的摄像模组能够满足用户不同的拍摄需求。例如,对焦摄像模组能够满足拍摄过程中的调焦拍摄,定焦摄像模组能够满足用户的定焦拍摄。
3.目前用户对终端设备的外观性能有较高的需求,终端设备向着越来越薄的方向发展是当前的主流。在终端设备高度集成的同时还需要终端设备的厚度更薄,这就要求终端设备内的各个器件的尺寸越来越小,各个器件之间的装配越来越紧凑。
4.现有技术在保证移动终端内的器件性能的前提下,当器件的尺寸进一步缩小时,多数情况下会增加成本或者受技术条件的限制而较难实现。以对焦摄像模组为例,受限于变焦马达的尺寸限制,对焦摄像模组的整体尺寸较难进一步缩小。目前的对焦摄像模组中,变焦马达安装在底座上,镜头安装在变焦马达上,镜头能够在变焦马达的驱动下调整与感光芯片之间的距离,达到调焦的目的。而变焦马达尺寸较大,导致整个对焦摄像模组的整机体积较大,不利于终端设备向着更薄的方向设计。


技术实现要素:

5.本发明解决的问题是提供一种伸缩结构及其形成方法、电子设备、摄像模组,有利于精确控制伸缩结构的形变。
6.为解决上述问题,本发明提供一种伸缩结构,包括:第一致动器,所述第一致动器包括第一下电极、位于所述第一下电极上的第一压电膜、位于所述第一压电膜上的第一上电极以及第一不伸缩层;第二致动器,悬置于所述第一致动器上,所述第二致动器包括:第二下电极、位于所述第二下电极上的第二压电膜、位于所述第二压电膜上的第二上电极以及第二不伸缩层;其中,所述第一不伸缩层,位于所述第一上电极上方,第二不伸缩层,位于所述第二下电极下方;或者,第一不伸缩层,位于所述第一下电极下方,第二不伸缩层,位于所述第二上电极上方。
7.相应的,本发明还提供一种伸缩结构的形成方法,包括:形成第一致动器,所述第一致动器包括:第一下电极、位于所述第一下电极上的第一压电膜以及位于所述第一压电膜上的第一上电极;在所述第一致动器上形成第二致动器,所述第二致动器包括:第二下电极、位于所述第二下电极上的第二压电膜以及位于所述第二压电膜上的第二上电极;形成所述第一致动器的步骤中,所述第一致动器还包括:第一不伸缩层,位于所述第一上电极上方;形成所述第二致动器的步骤中,所述第二致动器还包括:第二不伸缩层,位于所述第二
下电极下方;或者,形成所述第一致动器的步骤中,所述第一致动器还包括:第一不伸缩层,位于所述第一下电极下方;形成所述第二致动器的步骤中,所述第二致动器还包括:第二不伸缩层,位于所述第二上电极上方。
8.相应的,本发明还提供一种前述的伸缩结构的驱动方法,包括:执行初始驱动处理,使所述第一上电极、第一下电极、第二上电极以及第二下电极均处于浮接状态;在所述初始驱动处理后,执行位移处理,所述位移处理包括:对所述第一下电极施加第一驱动信号,对所述第一上电极施加第二驱动信号,使所述第一压电膜的顶面和底面产生电位差,所述第一压电膜的顶面和底面产生的电位差使所述第一压电膜发生电致伸缩;对所述第二下电极施加第三驱动信号,对所述第二上电极施加第四驱动信号,使所述第二压电膜的顶面和底面产生电位差,所述第二压电膜的顶面和底面产生的电位差使所述第二压电膜发生电致伸缩,且所述第二压电膜的顶面和底面的电位差与所述第一压电膜的顶面和底面的电位差相同。
9.相应的,本发明还提供一种电子设备,包括:固定平台;如前续所述的伸缩结构,且所述伸缩结构的一端与所述固定平台连接;被伸缩部件,与所述伸缩结构的另一端连接。
10.相应的,本发明还提供一种摄像模组,包括:所述伸缩结构;被伸缩部件,与所述伸缩结构的一端连接,所述被伸缩部件包括柔性镜片;图像传感器,与所述柔性镜片相对应。
11.与现有技术相比,本发明的技术方案具有以下优点:
12.本发明实施例所提供的伸缩结构,所述第一致动器包括:第一不伸缩层,位于所述第一上电极上方,所述第二致动器包括:第二不伸缩层,位于所述第二下电极下方;或者,所述第一致动器还包括:第一不伸缩层,位于所述第一下电极下方;所述第二致动器还包括:第二不伸缩层,位于所述第二上电极上方。伸缩结构工作过程中,使所述第一压电膜的底面和顶面产生电位差,第二压电膜的顶面和底面产生电位差,在电致伸缩效应的作用下,所述第一压电膜和第二压电膜能够沿着横向发生相同伸缩,但因为所述第一不伸缩层和第二不伸缩层不会发生横向收缩,因此,所述第一压电膜和第二压电膜向着相反的方向翘曲,从而第一压电膜和第二压电膜在纵向的翘曲量相互抵消,通常沿所述第二致动器的延伸方向,第二致动器具有相对两端,相应的,使得所述两端之间的横向距离缩短,通过控制第一压电膜和第二压电膜顶面和底面电压差的大小,能够精确控制所述第一压电膜和第二压电膜的伸缩量,相应的能够精确控制所述第一致动器和第二致动器的翘曲量,进而有利于精确控制所述第二致动器中两端之间的距离,有利于精确控制所述伸缩结构的形变量。
13.可选方案中,所述第一介质层和第二介质层均位于所述第一致动器和第二致动器之间,且所述第一介质层位于所述第二致动器的第一端处,第二介质层位于所述第二致动器的第二端处,以所述第一端指向第二端的方向为横向,所述伸缩结构的工作过程中,在电致伸缩效应的作用下,所述第一压电膜和第二压电膜能够沿着横向发生伸缩,本发明实施例与所述伸缩结构中只有一个致动器相比,所述伸缩结构中的第一致动器和第二致动器通过第一介质层和第二介质层间隔开,在伸缩结构工作时,一个致动器中的晃动或抖动不易传递到另一个致动器中,从而整个伸缩部件不易晃动或抖动,使得所述伸缩结构具有稳固的拉伸效力。
附图说明
14.图1至图5是本发明伸缩结构一实施例的结构示意图;
15.图6至图17是本发明伸缩结构的形成方法中第一实施例中各步骤的结构示意图;
16.图18至图20是本发明伸缩结构的形成方法中第二实施例中各步骤的结构示意图;
17.图21至图24是本发明伸缩结构的形成方法中第三实施例中各步骤的结构示意图;
18.图25是本发明伸缩结构的驱动状态的结构示意图;
19.图26和图27是本发明电子设备一实施例的结构示意图。
具体实施方式
20.由背景技术可知,目前的摄像模组是通过调整变焦马达和感光芯片之间的距离来达到调焦的目的,实际应用中,变焦马达中存在一些齿轮的传递零件,难以实现无极调节,导致摄像模组的焦距难以精确调节。
21.此外,变焦马达尺寸较大,导致整个对焦摄像模组的整机体积较大,不利于终端设备向着更薄的方向设计。
22.此外,在一些电子终端中,通常会需要让其中的某些部件发生平移、竖直移动或者倾斜,进而实现某些特殊功能,例如:实现光学防抖。
23.目前的一种光学防抖方法是通过移动镜头或镜片的方式,使得镜头能够对物体成像点发生的位移进行补偿,进而实现光学防抖。但是,镜头的体积和重量通常均较大,通过使镜头发生位移的方式实现光学防抖也越来越困难。目前的移动单元或驱动机构难以实现具有较大行程和较高精度的平移。
24.为了解决所述技术问题,本发明实施例提供一种伸缩结构,所述第一致动器包括:第一不伸缩层,位于所述第一上电极上方,所述第二致动器包括:第二不伸缩层,位于所述第二下电极下方;或者,所述第一致动器还包括:第一不伸缩层,位于所述第一下电极下方;所述第二致动器还包括:第二不伸缩层,位于所述第二上电极上方。伸缩结构工作过程中,使所述第一压电膜的底面和顶面产生电位差,第二压电膜的顶面和底面产生电位差,在电致伸缩效应的作用下,所述第一压电膜和第二压电膜能够沿着横向发生相同伸缩,但因为所述第一不伸缩层和第二不伸缩层不会发生横向收缩,因此,所述第一压电膜和第二压电膜向着相反的方向翘曲,从而第一压电膜和第二压电膜在纵向的翘曲量相互抵消,通常沿所述第二致动器的延伸方向,第二致动器具有相对两端,相应的,使得所述两端之间的横向距离缩短,通过控制第一压电膜和第二压电膜顶面和底面电压差的大小,能够精确控制所述第一压电膜和第二压电膜的伸缩量,相应的能够精确控制所述第一致动器和第二致动器的翘曲量,进而有利于精确控制所述第二致动器中两端之间的距离,有利于精确控制所述伸缩结构的形变量。
25.为使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
26.图1至图4是本发明伸缩结构第一实施例中的结构示意图。图2为图1在aa处的剖面图,图3为图1在bb处的剖面图。
27.伸缩结构包括:第一致动器100,第一致动器100包括第一下电极1101、位于第一下电极1101上的第一压电膜1102、位于所述第一压电膜1102上的第一上电极1103以及第一不
伸缩层1104;第二致动器200,悬置于第一致动器100上,第二致动器200包括:第二下电极2101、位于第二下电极2101上的第二压电膜2102、位于第二压电膜2102上的第二上电极2103以及第二不伸缩层2104。
28.本实施例中,所述第一不伸缩层1104,位于第一上电极1103上方;所述第二不伸缩层2104,位于第二下电极2101下方。其他实施例中,第一不伸缩层还可以位于第一下电极下方;第二不伸缩层还可以位于第二上电极上方。
29.伸缩结构工作过程中,在电致伸缩效应的作用下,第一压电膜1102和第二压电膜2102能够沿着横向发生相同伸缩,但因为第一不伸缩层1104和第二不伸缩层2104不会发生横向收缩,因此,第一压电膜1102和第二压电膜2102向着相反的方向翘曲,从而第一压电膜1102和第二压电膜2102在纵向的翘曲量相互抵消,通常沿所述第二致动器200的延伸方向,第二致动器200具有相对两端,使得两端之间的横向距离缩短,通过控制电位差的大小,能够精确控制第一压电膜1102和第二压电膜2102的伸缩量,相应的能够精确控制第一致动器100和第二致动器200的翘曲量,进而有利于精确控制第二致动器200中两端之间的距离,有利于精确控制伸缩结构的形变量。
30.本实施例中,沿第一致动器100的延伸方向,第一致动器100具有相对的第三端30(指代虚线框中的第一致动器100)和第四端40(指代虚线框中的第一致动器100),第三端30与第一介质层101接触。
31.在第一致动器100工作时,第一压电膜1102的顶面和底面具有电位差,第一压电膜1102在电位差的作用下,会发生电致伸缩效应,在电压差的作用下,第一不伸缩层1104不易发生横向的收缩,且因为第一不伸缩层1104位于第一压电膜1102的顶部,因此第一压电膜1102的顶面相比于第一压电膜1102的底面不易发生横向收缩,从而第三端30易向下发生翘曲。
32.第一下电极1101用于对第一压电膜1102的底面施加电位。
33.本实施例中,第一下电极1101的材料包括al、ti、pt、re和au中的一种或多种。
34.第一上电极1103用于对第一压电膜1102的顶面施加电位,使得第一压电膜1102的顶面和底面具有电位差,在电致伸缩效应的作用下,第一压电膜1102能够发生横向伸缩。
35.本实施例中,第一上电极1103的材料包括al、ti、pt、re和au中的一种或多种。
36.所述第一压电膜1102在电致伸缩的作用下发生伸缩。
37.第一压电膜1102的材料包括:锆钛酸铅、氧化锌、氮化铝、氧化锌和氮化镓中的一种或多种。
38.本实施例中,第一压电膜1102为薄膜,具体的第一压电膜1102的厚度为微米量级。
39.需要说明的是,本实施例中,当所述第一压电膜1102的顶面和底面的电位差为正时,所述第一压电膜1102发生收缩。其他实施例中,还可以当所述第一压电膜的底面和顶面的电位差为正时,所述第一压电膜发生收缩。
40.所述第一不伸缩层1104不易发生电致伸缩。
41.本实施例中,第一不伸缩层1104的材料包括硅和氮化硅中的一种或两种。其他实施例中,第一不伸缩层还可以为不易出现电致伸缩的材料。
42.本实施例中,沿所述第二致动器的延伸方向,所述第二致动器具有相对的第一端10(指代虚线框中的第二致动器200)和第二端20(指代虚线框中的第二致动器200)。
43.具体的,在第二致动器200工作时,第二压电膜2102的顶面和底面具有电位差,第二压电膜2102在电位差的作用下,会发生电致伸缩效应,使得第二压电膜2102发生横向伸缩,第二不伸缩层2104不易发生横向的收缩,且因为第二不伸缩层2104位于第二压电膜2102的底部,因此第二压电膜2102的底面相比于第二压电膜2102的顶面不易发生横向收缩,从而第一端10向上发生翘曲。第一致动器100第三端30向上的翘曲分量,与第二致动器200第三端30向下的翘曲分量相互抵消,从而使得第三端30和第一端10只存在横向位移。
44.第二下电极2101用于对第二压电膜2102的底面施加电位。
45.本实施例中,第二下电极2101的材料包括al、ti、pt、re和au中的一种或多种。
46.第二上电极2103用于对第二压电膜2102的顶面施加电位,使得第二压电膜2102的顶面和底面具有电位差,从而在电致伸缩效应的作用下,第二压电膜2102能够发生伸缩。
47.本实施例中,第二上电极2103的材料包括al、ti、pt、re和au中的一种或多种。
48.所述第二压电膜2102在电致伸缩的作用下发生伸缩。
49.第二压电膜2102的材料包括:锆钛酸铅、氧化锌、氮化铝、氧化锌和氮化镓中的一种或多种。
50.本实施例中,第二压电膜2102为薄膜,具体的,第二压电膜2102的厚度为微米量级。
51.本实施例中,当所述第二压电膜2102的底面和顶面的电位差为正时,所述第二压电膜2102发生收缩。其他实施例中,当所述第二压电膜的顶面和底面的电位差为正时,所述第二压电膜发生收缩。
52.所述第二不伸缩层2104在电致伸缩的作用下不易发生伸缩。
53.第二不伸缩层2104的材料包括硅和氮化硅中的一种或两种。其他实施例中,第二不伸缩层还可以为不易出现电致伸缩的材料。
54.需要说明的是,如图4所示,第一下电极1101和第一上电极1103中均具有多个相间隔且延伸方向与横向相垂直的通槽109(如图4所示),在第一压电膜1102发生翘曲的过程中,通槽109使得第一下电极1101和第一上电极1103不易阻碍第一压电膜1102翘曲。
55.需要说明的是,第二下电极2101和第二上电极2103中均具有多个相间隔且延伸方向与横向相垂直的通槽109(如图4所示),在第二压电膜2102发生翘曲的过程中,通槽109使得第二下电极2101和第二上电极2103不易阻碍第二压电膜2102翘曲。
56.需要说明的是,第二致动器200与第一致动器100平行设置。
57.第二致动器200与第一致动器100平行设置,在伸缩结构工作时,有利于使得第三端30和第一端10仅在横向进行伸缩,以垂直于横向的方向为纵向,在纵向上不存在移动分量。
58.本发明实施提供的伸缩结构,第一介质层101和第二介质层102均位于第一致动器100和第二致动器200之间,且第一介质层101位于第二致动器200的第一端10处,第二介质层102位于第二致动器200的第二端20处,以第一端10指向第二端20的方向为横向,在伸缩结构的工作过程中,使所述第一压电膜1102的底面和顶面产生电位差,第二压电膜2102的顶面和底面产生电位差,在电致伸缩效应的作用下,第一压电膜1102和第二压电膜2102能够沿着横向发生伸缩,通过控制所述第一压电膜1102和第二压电膜2102的底面和顶面产生电位差,能够精确控制第一压电膜1102和第二压电膜2102的伸缩量,相应的能够精确控制
第一致动器100和第二致动器200的伸缩量,也就是说,能够精确控制伸缩结构的形变。且本发明实施例与伸缩结构中只有一个致动器相比,伸缩结构中的第一致动器100和第二致动器200通过第一介质层101和第二介质层102间隔开,在伸缩结构工作时,一个致动器中的晃动或抖动不易传递到另一个致动器中,从而整个伸缩部件不易晃动或抖动,使得伸缩结构具有稳固的拉伸效力。
59.在伸缩结构工作时,第一介质层101和第二介质层102电隔离第二上电极2103和第一下电极1101,使得第二上电极2103和第一下电极1101具有稳定的电位,第二上电极和2103第二下电极2101具有稳定的电位差,有利于使得第一致动器100和第二致动器200能够完成预设的翘曲。
60.第一介质层101,位于第一致动器100和第二致动器200之间,且第一介质层101位于第一端10位置处;第二介质层102,位于第二致动器200和第一致动器100之间,且第二介质层102位于第二端20位置处。
61.第一介质层101还用于使得第三端30和第一端10固定在一起,在伸缩结构的工作过程中,第三端30和第一端10能够同时伸缩。
62.本实施例中,第一介质层101的材料为绝缘材料。第一介质层101使得第三端30和第一端10相互绝缘。
63.本实施例中,第一介质层101的材料包括氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、氮碳化硅、氮化硼、氮化硼硅和氮化硼碳硅中的一种或多种。其他实施例中,第一介质层还可以包括daf膜。
64.需要说明的是,第一介质层101还用于与被伸缩部件连接。
65.第二介质层102还用于使得第四端40和第二端20固定在一起,在伸缩结构的工作过程中,第四端40和第二端20能够同时伸缩。
66.本实施例中,第二介质层102的材料为绝缘材料。第二介质层102使得第四端40和第二端20相互绝缘。
67.本实施例中,第二介质层102的材料包括氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、氮碳化硅、氮化硼、氮化硼硅和氮化硼碳硅中的一种或多种。其他实施例中,第二介质层还可以包括daf膜。
68.本实施例中,第一致动器100包括一个第一压电膜1102,第二致动器200包括一个第二压电膜2102。
69.本实施例中,需要说明的是,第二致动器200短于第一致动器100,且第二致动器200露出第四端40。第二致动器200露出第四端40为后续形成与第一下电极1101连接的第一互连结构做准备,与第一上电极1103连接的第二互连结构做准备,降低了第一互连结构和第二互连结构的工艺难度。
70.伸缩结构还包括:第五介质层112,位于第四端40上,第五介质层112和第二介质层102接触;第四介质层111,位于第五介质层112上,以及第二端20上。第一开口103,位于第四端40位置处,第一开口103贯穿第五介质层112、第四介质层111、第一不伸缩层1104、第一上电极1103以及第一压电膜1102,露出第一下电极1101。第一开口103露出第一下电极1101,为后续形成与第一下电极1101连接的第一互连结构做准备。第二开口104,位于第四端40位置处,第二开口104贯穿第五介质层112、第四介质层111以及第一不伸缩层1104,露出第一
上电极1103。第二开口104露出第一上电极1103,为后续形成与第一上电极1103连接的第二互连结构作准备。第三开口105,位于第二端20位置处,第三开口105贯穿第四介质层111、第二上电极2103以及第二压电膜2102,露出第二下电极2101。第三开口105露出第二下电极2101,为后续形成与第二下电极2101连接的第二互连结构作准备。第四开口106,位于第二端20位置处,第四开口106贯穿第四介质层111,露出第二上电极2103。第四开口106露出第二上电极2103,为后续形成与第二上电极2103连接的第一互连结构作准备。
71.其中,第一开口103和第二开口104均作为第一致动器开口,第三开口105和第四开口106均作为第二致动器开口。
72.需要说明的是,参考图5,为其他实施例中,所述第一致动器100包括多个所述第一压电膜1102;所述第一致动器100还包括:第一金属层1105,位于所述第一压电膜1102之间;所述第二致动器200包括多个所述第二压电膜2102;所述第二致动器200还包括:第二金属层2105,位于所述第二压电膜2102之间。
73.在伸缩结构工作时,对第一上电极1103和第一下电极1101施加电信号,使得第一压电膜1102的底面和底面具有电位差,第一金属层1105的顶面和底面分别聚集相反电荷的离子,使得第一压电膜1102受到电致伸缩效应的作用;对第二上电极2103以及第二下电极2101施加电信号,使得第二压电膜2102的底面和底面具有电位差,第二金属层2105的顶面和底面分别聚集相反电荷的离子,使得第一压电膜1102受到电致伸缩效应的作用。
74.第一开口(图5中未示出),位于所述第四端40位置处,所述第一开口贯穿所述第五介质层112、第四介质层111、第一不伸缩层1104、第一上电极1103、第一金属层1105以及第一压电膜1102,露出所述第一下上电极1101。
75.第二开口(图5中未示出),位于所述第四端40位置处,所述第二开口贯穿所述第五介质层112、第四介质层111以及第一不伸缩层1104,露出所述第一上电极1103。
76.第三开口(图5中未示出),位于所述第二端20位置处,所述第三开口贯穿所述第四介质层111、第二上电极2103、第二金属层2105以及第二压电膜2102,露出所述第二下上电极2101。
77.第四开口(图5中未示出),位于所述第二端20位置处,所述第四开口贯穿所述第四介质层111,露出所述第二上电极2103。
78.其中,所述第一开口和第二开口均作为第一致动器开口,所述第三开口和第四开口均作为第二致动器开口。
79.需要说明的是,在另一些实施例中,所述伸缩结构还包括:第五开口(图中未示出),位于所述第四端40位置处,所述第五开口贯穿第五介质层、第四介质层、第一不伸缩层、第一上电极以及第一压电膜,露出所述第一金属层。
80.第六开口(图中未示出),位于所述第二端20位置处,所述第六开口贯穿所述第四介质层、第二上电极以及第二压电膜,露出所述第二金属层。
81.当第一金属层上表面的第一压电膜在正电压的作用下收缩,第一金属层下表面的第一压电膜在负压的作用下收缩时,对第一上电极加正电位、第一金属层施加负电位、对第一下电极施加正电位时,第一压电膜均为收缩特性,此时第一致动器向下翘曲;当第二金属层下表面的第一压电膜在正电压的作用下收缩,第一金属层上表面的第一压电膜在负压的作用下收缩时,对第二上电极加正电位、第二金属层施加负电位、对第一下电极施加正电位
时,第一压电膜均为收缩特性,此时第二致动器向下翘曲。因此,所述第一致动器和第二致动器在在纵向的翘曲量相互抵消,使得所述第二致动器延伸方向的两端之间的的距离缩短。
82.当第一金属层上表面的第一压电膜在负电压的作用下收缩,第一金属层下表面的第一压电膜在正压的作用下收缩时,对第一上电极加负电位、第一金属层施加正电位、对第一下电极施加负电位时,第一压电膜均为收缩特性,此时第一致动器向下翘曲;当第二金属层下表面的第一压电膜在负电压的作用下收缩,第一金属层下表面的第一压电膜在正压的作用下收缩时,对第二上电极加负电位、第二金属层施加正电位、对第一下电极施加负电位时,第一压电膜均为收缩特性,此时第二致动器向下翘曲。因此,所述第一致动器和第二致动器在在纵向的翘曲量相互抵消,使得所述第二致动器延伸方向的两端之间的的距离缩短。
83.本实施例中,伸缩结构还包括:绝缘层107,位于第一致动器开口和第二致动器开口的侧壁。
84.绝缘层107用于使得形成在第一开口103和第四开口106中的第一互连结构,不易与第一下电极层1101以及第二上电极层2103接触,还用于使得形成在第二开口104和第三开口105中的第二互连结构,不易与第二下电极2101以及第一上电极1103接触,能够使得第一上电极1103和第一下电极1101之间,以及第二上电极2103和第二下电极2101之间具有稳定的电势差,有利于提高伸缩结构的电学性能。
85.绝缘层107的材料包括:氮化硅、氮氧化硅和碳氧化硅中的一种或多种。
86.伸缩结构还包括:第三介质层113,位于第一致动器100的底部,且位于第四端40和第二端20的正下方;衬底114,位于第三介质层113的底部,所述衬底114通过所述第三介质层113与所述第一致动器100固定连接。
87.第三介质层113用于将第一致动器100与衬底114进行电隔离,使得伸缩结构工作时,第一下电极1101能够具有稳定的电位,从而使得第一下电极1101和第一上电极1103之间具有稳定的电位差。
88.本实施例中,第三介质层113的材料包括氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、氮碳化硅、氮化硼、氮化硼硅和氮化硼碳硅中的一种或多种。
89.衬底114为伸缩结构伸缩提供工作空间。
90.衬底114的材料为硅衬底,其他实施例中,衬底的材料还可以为锗、锗化硅、碳化硅、砷化镓或镓化铟等其他材料,衬底还能够为绝缘体上的硅衬底或者绝缘体上的锗衬底等其他类型的衬底。
91.相应的,本发明实施例还提供一种伸缩结构的形成方法。参考图6至图17,示出了本发明伸缩结构的形成方法第一实施例中各步骤对应的结构示意图。
92.参考图6至图8,形成第一致动器100,第一致动器100包括:第一下电极1101、位于第一下电极1101上的第一压电膜1102以及位于第一压电膜1102上的第一上电极1103。
93.本实施例中,形成第一致动器100的步骤中,第一致动器100还包括:第一不伸缩层1104,位于第一上电极1103上方。其他实施例中,形成第一致动器的步骤中,第一致动器还包括:第一不伸缩层,位于第一下电极下方;
94.在伸缩结构工作过程中,使第一压电膜1102的顶面和底面均产生电位差,在电致
伸缩效应的作用下,第一压电膜1102能够沿着横向发生相同伸缩,但因为第一不伸缩层1104不会发生横向收缩,因此第一压电膜1102向背离第一不伸缩层1104的一面翘曲,通过控制电位差的大小,能够精确控制第一压电膜1102的伸缩量。
95.第一下电极1101用于对第一压电膜1102的底面施加电位。
96.本实施例中,第一下电极1101的材料包括al、ti、pt、re和au中的一种或多种。
97.本实施例中,采用物理气相沉工艺(physical vapor deposition,pvd)、化学气相沉积工艺(chemical vapor deposition,cvd)或者分子束外延工艺(molecular beam epitaxy,mbe)形成第一下电极1101。
98.伸缩结构工作时,第一压电膜1102在第一下电极1101和第一上电极1103之间具有电位差的作用下发生电致伸缩。
99.本实施例中,在第一下电极1101上形成第一压电膜1102。
100.第一压电膜1102的材料包括:锆钛酸铅、氧化锌、氮化铝、氧化锌和氮化镓中的一种或多种。
101.本实施例中,采用物理气相沉工艺、化学气相沉积工艺或者分子束外延工艺形成第一压电膜1102。
102.本实施例中,第一压电膜1102为薄膜,具体的,第一压电膜1102的厚度为微米量级。
103.第一上电极1103用于对第一压电膜1102的顶面施加电位,使得第一压电膜1102的顶面和底面具有电位差,在电致伸缩效应的作用下,第一压电膜1102能够发生横向伸缩。
104.需要说明的是,本实施例中,当所述第一压电膜1102的顶面和底面的电位差为正时,所述第一压电膜1102发生收缩。其他实施例中,还可以当所述第一压电膜的底面和顶面的电位差为正时,所述第一压电膜发生收缩。
105.本实施例中,在第一压电膜1102上形成第一上电极1103。
106.本实施例中,第一上电极1103的材料包括al、ti、pt、re和au中的一种或多种。
107.本实施例中,采用物理气相沉工艺、化学气相沉积工艺或者分子束外延工艺形成第一上电极1103。
108.需要说明的是,形成所述第一致动器100的步骤中,沿第一致动器100的延伸方向,第一致动器100具有第三端30,以及与第三端30相对的第四端40。第四端40为后形成与第一上电极1103和第一下电极1101连接的互连结构做准备。
109.本实施例中,在所述第一上电极1103上形成第一不伸缩层1104。
110.本实施例中,在伸缩结构工作时,第一不伸缩层1104不易发生横向的收缩,且因为第一不伸缩层1104位于第一压电膜1102的顶部,因此第一压电膜1102的顶面相比于第一压电膜1102的底面不易发生横向收缩,从而第三端30易向下发生翘曲。
111.本实施例中,第一不伸缩层1104的材料包括硅和氮化硅中的一种或两种。其他实施例中,第一不伸缩层还可以为不易出现电致伸缩的材料。
112.本实施例中,采用物理气相沉工艺、化学气相沉积工艺或者分子束外延工艺形成第一不伸缩层1104。
113.需要说明的是,第一下电极1101和第一上电极1103中均具有多个相间隔且延伸方向与横向相垂直的通槽109(如图4所示),在第一压电膜1102发生翘曲的过程中,通槽109使
得第一下电极1101和第一上电极1103不易阻碍第一压电膜1102翘曲。
114.伸缩结构的形成方法还包括:形成第一致动器100前,提供基底300;在基底300上形成第三介质层113;在第三介质层113露出的基底300上形成第一牺牲层301。
115.第三介质层113和第一牺牲层301将后续形成的第一致动器100与基底300进行电隔离,使得伸缩结构工作时,第一下电极1101能够具有稳定的电位,从而使得第一下电极1101和第一上电极1103之间具有稳定的电位差。
116.本实施例中,第三介质层113的材料包括氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、氮碳化硅、氮化硼、氮化硼硅和氮化硼碳硅中的一种或多种。
117.本实施例中,第一牺牲层301的材料包括氧化硅。
118.相应的,形成第一致动器100的步骤包括:在第三介质层113和靠近第三介质层113的部分第一牺牲层301上形成第一下电极1101。
119.参考图9,在第一致动器100上形成分立的第一介质层101和第二介质层102,第一介质层101位于第三端30位置处,第二介质层102位于所述第三端30和第四端40之间,且与所述第四端40相邻。
120.第一介质层101和第二介质层102将第一致动器100和后续形成的第二致动器200通过间隔开,在伸缩结构工作时,一个致动器中的晃动或抖动不易传递到另一个致动器中,从而整个伸缩部件不易晃动或抖动,使得伸缩结构具有稳固的拉伸效力。此外,在伸缩结构工作时,第一介质层101和第二介质层102电隔离第二上电极2103和第一下电极1101,使得第二上电极2103和第一下电极1101具有稳定的电位,第二上电极和2103第二下电极2101具有稳定的电位差,有利于使得第一致动器100和第二致动器200能够完成预设的翘曲。
121.本实施例中,第一介质层101和第二介质层102的材料包括氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、氮碳化硅、氮化硼、氮化硼硅和氮化硼碳硅中的一种或多种。
122.形成第二介质层102的步骤中,第二介质层102位于靠近第四端40的位置处。
123.本实施例中,第一介质层101和第二介质层102在同一步骤中形成,第一介质层101和第二介质层102的形成步骤包括:在第一致动器100以及第一致动器100露出的第一牺牲层301上形成第一介质材料膜(图中未示出);图形化第一介质材料膜,剩余的位于第一致动器100第三端30的第一介质材料膜作为第一介质层101,靠近第四端40位置处的第一介质材料膜作为第二介质层102。
124.本实施例中,采用流动性化学气相沉积(flowable chemical vapor deposition,fcvd)工艺形成第一介质材料膜。
125.形成第二介质层102的步骤中,还在第四端40上形成第五介质层112,第五介质层112和第二介质层102接触。
126.第五介质层112使得后续形成第二致动器的过程中,第二致动器与第一致动器100电隔离。
127.需要说明的是,因为第一介质层101和第二介质层102是在一步中形成的,因此,第一介质层101和第二介质层102的厚度相同,有利于使得后续形成在第一介质层101和第二介质层102上的第二致动器与第一致动器100平行设置。
128.第二致动器与第一致动器100平行设置,在伸缩结构工作时,有利于使得第三端30和第一端10仅在横向进行伸缩,也就是说使得第一介质层101仅在横向进行伸缩,在横向垂
直的方向上不存在移动分量。
129.参考图10,伸缩结构的形成方法还包括:形成第一介质层101和第二介质层102后,形成第二致动器200前,在第一介质层101和第二介质层102露出的第一致动器100以及第一牺牲层301上形成第二牺牲层302。
130.第二牺牲层302为形成第二致动器200提供工艺基础。
131.本实施例中,采用流动性化学气相沉积工艺形成第二牺牲层302。
132.本实施例中,第二牺牲层302的材料包括氧化硅。
133.继续参考图10,在所述第一致动器100上形成第二致动器200,第二致动器200包括:第二下电极2101、位于第二下电极2101上的第二压电膜2102以及位于第二压电膜2102上的第二上电极2103。
134.本实施例中,形成第二致动器200的步骤中,所述第二致动器200还包括:第二不伸缩层2104,位于第二下电极2101下方。其他实施例中,形成第二致动器的步骤中,第二致动器还包括:第二不伸缩层,位于第二上电极上方。
135.形成所述第二致动器200的步骤中,沿第二致动器200的延伸方向,第二致动器200具有第一端10和第二端20,第一端10与第一介质层101的顶面接触,第二端20与第二介质层102的顶面接触。
136.伸缩结构工作过程中,在电致伸缩效应的作用下,第一压电膜1102和第二压电膜2102能够沿着横向发生相同伸缩,但因为第一不伸缩层1104和第二不伸缩层2104不会发生横向收缩,因此,第一压电膜1102和第二压电膜2102向着相反的方向翘曲,从而第一压电膜1102和第二压电膜2102在纵向的翘曲量相互抵消,使得第一端10与第二端20之间的横向距离缩短,通过控制电位差的大小,能够精确控制第一压电膜1102和第二压电膜2102的伸缩量,相应的能够精确控制第一致动器100和第二致动器200的翘曲量,进而有利于精确控制第一端10和第二端20之间的距离,有利于精确控制伸缩结构的形变量。
137.具体的,在伸缩结构工作过程中,使第二压电膜2102的顶面和底面均产生电位差,在电致伸缩效应的作用下,第二压电膜2102能够沿着横向发生相同伸缩,但因为第二不伸缩层2104不会发生横向收缩,因此第二压电膜2102向背离第二不伸缩层2104的一面翘曲,通过控制电位差的大小,能够精确控制第二压电膜2102的伸缩量。
138.本实施例中,在第一介质层101、第二介质层102以及第一介质层101和第二介质层102之间的第二牺牲层302上形成第二不伸缩层2104。
139.本实施例中,第二不伸缩层2104的材料包括硅和氮化硅中的一种或两种。其他实施例中,第二不伸缩层还可以为不易出现电致伸缩的材料。
140.本实施例中,采用物理气相沉工艺、化学气相沉积工艺或者分子束外延工艺形成第二不伸缩层2104。
141.本实施例中,在所述第二不伸缩层2104上形成第二下电极2101。
142.第二下电极2101用于对第二压电膜2102的底面施加电位。
143.本实施例中,第二下电极2101的材料包括al、ti、pt、re和au中的一种或多种。
144.本实施例中,采用物理气相沉工艺、化学气相沉积工艺或者分子束外延工艺形成第二下电极2101。
145.伸缩结构工作时,第二压电膜2102在第二下电极2101和第二上电极2103之间具有
电位差的作用下发生横向的伸缩。
146.本实施例中,在第二下电极2101上形成第二压电膜2102。
147.第二压电膜2102的材料包括:锆钛酸铅、氧化锌、氮化铝、氧化锌和氮化镓中的一种或多种。本实施例中,采用物理气相沉工艺、化学气相沉积工艺或者分子束外延工艺形成第二压电膜2102。
148.本实施例中,第二压电膜2102为薄膜,具体的,第二压电膜2102的厚度为微米量级。
149.第二上电极2103用于对第二压电膜2102的顶面施加电位,使得第二压电膜2102的顶面和底面具有电位差,从而在电致伸缩效应的作用下,第二压电膜2102能够发生横向伸缩。
150.本实施例中,当所述第二压电膜2102的底面和顶面的电位差为正时,所述第二压电膜2102发生收缩。其他实施例中,当所述第二压电膜的顶面和底面的电位差为正时,所述第二压电膜发生收缩。
151.本实施例中,在第二压电膜2102上形成第二上电极2103。本实施例中,第二上电极2103的材料包括al、ti、pt、re和au中的一种或多种。
152.本实施例中,采用物理气相沉工艺、化学气相沉积工艺或者分子束外延工艺形成第二上电极2103。
153.需要说明的是,第二下电极2101和第二上电极2103中均具有多个相间隔且延伸方向与横向相垂直的通槽109(如图4所示),在第二压电膜2102发生翘曲的过程中,通槽109使得第二下电极2101和第二上电极2103不易阻碍第二压电膜2102翘曲。
154.如图11所示,伸缩结构的形成方法还包括:在形成第二致动器200后,去除第一牺牲层301和第二牺牲层302前,在第五介质层112上以及第二端20上形成第四介质层111。
155.第四介质层111为后续形成第一致动器开口和第二致动器开口做准备。
156.第四介质层111的形成步骤包括:在第五介质层112、第二致动器200以及第二牺牲层302上形成第三介质材料膜;图形化第三介质材料膜,剩余的位于第五介质层112以及第二端20上的第三介质材料膜作为第四介质层111。
157.本实施例中,第四介质层111的材料包括氧化硅。
158.如图12所示,在第四介质层111露出的第二致动器200以及第二牺牲层302上形成第三牺牲层303。
159.在后续形成第一致动器开口和第二致动器开口的过程中,第三牺牲层303用于保护第二致动器200免受损伤。
160.本实施例中,第三牺牲层303的材料包括氧化硅。
161.如图13至15所示,形成所述第一致动器100的步骤中,所述第一致动器100具有一个第一压电膜1104;形成所述第二致动器200的步骤中,所述第二致动器200具有一个第二压电膜2104。
162.刻蚀所述第五介质层112和第五介质层112上的第四介质层111、第一不伸缩层1104、第一上电极1103以及第一压电膜1102,形成露出所述第一下电极1101的第一开口103;刻蚀所述第五介质层112和第五介质层112上的第四介质层111,形成露出所述第一上电极1103的第二开口104,所述第二开口104和第一开口103均作为第一致动器开口;刻蚀所
述第二端20上的第四介质层111,形成露出所述第二上电极2103的第四开口106;刻蚀所述第二端20上的第四介质层111、第二上电极2103以及第二压电膜2104,形成露出所述第二下电极2101的第三开口105,所述第三开口105和第四开口106均作为第二致动器开口。
163.第一开口103露出第一下电极1101,为后续形成与第一下电极1101连接的第一互连结构做准备。
164.第二开口104露出第一上电极1103,为后续形成与第一上电极1103连接的第二互连结构作准备。
165.第三开口105露出第二下电极2101,为后续形成与第二下电极2101连接的第二互连结构作准备。
166.第四开口106露出第二上电极2103,为后续形成与第二上电极2103连接的第一互连结构作准备。
167.本实施例中,采用干法刻蚀工艺形成第一开口103。干法刻蚀工艺具有各向异性刻蚀特性,具有较好的刻蚀剖面控制性,有利于使第一开口200的形貌满足工艺需求。
168.第二开口104、第三开口105以及第四开口106也采用干法刻蚀工艺形成,在此不再赘述。
169.其他实施例中,形成所述第一致动器的步骤中,所述第一致动器具有多个第一压电膜;在所述第一压电膜之间形成有第一金属层;形成所述第二致动器的步骤中,所述第二致动器具有多个第二压电膜;在所述第二压电膜之间形成有第二金属层。
170.在伸缩结构工作时,第一金属层1105的顶面和底面分别聚集相反电荷的离子,使得第一压电膜1102仍受到电致伸缩效应的作用,第二金属层2105的顶面和底面分别聚集相反电荷的离子,使得第一压电膜1102仍受到电致伸缩效应的作用。
171.刻蚀所述第五介质层和第五介质层上的第四介质层、第一不伸缩层、第一上电极、第一金属层以及第一压电膜,形成露出所述第一下电极的第一开口;刻蚀所述第五介质层和第五介质层上的第四介质层,以及第一不伸缩层,形成露出所述第一上电极的第二开口,所述第二开口和第一开口均作为第一致动器开口;刻蚀所述第二端20上的第四介质层,形成露出所述第二上电极的第四开口;刻蚀所述第二端20上的第四介质层、第二上电极、第二金属层以及第二压电膜,形成露出所述第二下电极的第三开口,所述第三开口和第四开口均作为第二致动器开口。
172.其他实施例中,形成所述伸缩结构的步骤还包括:刻蚀所述第四端上的第五介质层、第四介质层、第一不伸缩层、第一上电极以及第一压电膜,形成露出所述第一金属层的第五开口;刻蚀所述第二端20上的第四介质层、第二上电极以及第二压电膜,形成露出所述第二金属层的第六开口。
173.当第一金属层上表面的第一压电膜在正电压的作用下收缩,第一金属层下表面的第一压电膜在负压的作用下收缩时,对第一上电极加正电位、第一金属层施加负电位、对第一下电极施加正电位时,第一压电膜均为收缩特性,此时第一致动器向下翘曲;当第二金属层下表面的第一压电膜在正电压的作用下收缩,第一金属层上表面的第一压电膜在负压的作用下收缩时,对第二上电极加正电位、第二金属层施加负电位、对第一下电极施加正电位时,第一压电膜均为收缩特性,此时第二致动器向下翘曲。因此,所述第一致动器和第二致动器在在纵向的翘曲量相互抵消,使得所述第二致动器延伸方向的两端之间的的距离缩
短。
174.当第一金属层上表面的第一压电膜在负电压的作用下收缩,第一金属层下表面的第一压电膜在正压的作用下收缩时,对第一上电极加负电位、第一金属层施加正电位、对第一下电极施加负电位时,第一压电膜均为收缩特性,此时第一致动器向下翘曲;当第二金属层下表面的第一压电膜在负电压的作用下收缩,第一金属层下表面的第一压电膜在正压的作用下收缩时,对第二上电极加负电位、第二金属层施加正电位、对第一下电极施加负电位时,第一压电膜均为收缩特性,此时第二致动器向下翘曲。因此,所述第一致动器和第二致动器在在纵向的翘曲量相互抵消,使得所述第二致动器延伸方向的两端之间的的距离缩短。
175.伸缩结构的形成方法还包括:形成第一致动器开口和第二致动器开口后,在第一致动器开口和第二致动器开口的侧壁形成绝缘层107。
176.形成绝缘层107的步骤包括:形成覆盖第一致动器开口和第二致动器开口的绝缘材料层;去除第一致动器开口和第二致动器开口底部的绝缘材料层,剩余位于第一致动器开口和第二致动器开口侧壁的绝缘材料层作为绝缘层107。
177.本实施例中,采用采用物理气相沉工艺、化学气相沉积工艺或者分子束外延工艺形成绝缘材料层。
178.本实施例中,绝缘层107的材料包括氮化硅、氮氧化硅和碳氧化硅中的一种或多种。
179.如图16所示,伸缩结构的形成方法还包括:形成第二致动器200后,从基底300中背向第一致动器100的一面,刻蚀基底300,露出第一牺牲层301,剩余的基底300作为形成衬底114。
180.本实施例中,采用干法刻蚀工艺刻蚀基底300,形成衬底114。干法刻蚀工艺具有各向异性刻蚀特性,具有较好的刻蚀剖面控制性,有利于使衬底114的形貌满足工艺需求。
181.如图17所示,伸缩结构的形成方法还包括:形成绝缘层107后,去除第一牺牲层301、第二牺牲层302以及第三牺牲层303。
182.本实施例中,采用牺牲层释放工艺去除第一牺牲层301、第二牺牲层302以及第三牺牲层303。
183.具体的,牺牲层释放工艺为湿法刻蚀工艺,湿法刻蚀工艺具有较高的刻蚀速率,且操作简单,工艺成本低。
184.本实施例中,第一牺牲层301、第二牺牲层302以及第三牺牲层303的材料包括氧化硅。相应的,湿法刻蚀溶液包括氟化氢溶液。
185.参考图18至图20,示出了伸缩结构形成方法第二实施例中各个步骤的结构示意图。本实施例与第一实施例的相同之处在此不再赘述,与第一实施例的不用之处在于:第一介质层401和第二介质层402的形成工艺。
186.如图18所示,采用点胶工艺,在第一致动器400上形成第一介质层401和第二介质层402。使用点胶工艺可大大提高生产效率和减小产品的报废,节省原料,达到提高经济效率的目的。
187.本实施例中,第一介质层401和第二介质层402在一步中形成。
188.需要说明的是,形成第一介质层401的步骤中和形成第二介质层402的步骤中,第
二介质层402和第一介质层401的厚度相同。
189.具体的,第一介质层401的材料包括daf膜。第二介质层402的材料包括daf膜。
190.如图19所示,形成悬空于第一致动器400上的第二致动器500的步骤包括:采用粘胶工艺使第二致动器500第一端10与第一介质层401的顶面接触,第二致动器500的第二端20与第二介质层102的顶面接触。粘胶工艺与目前封装工艺的兼容性,且工艺简单。
191.伸缩结构的形成方法还包括:采用点胶工艺在第一端10上形成第六介质层403。
192.第六介质层403为后续与被伸缩部件连接做准备。
193.参考图21至图24,示出了伸缩结构形成方法第三实施例中各个步骤的结构示意图。本实施例与第二实施例的相同之处在此不再赘述,与第一实施例的不用之处在于:
194.在第一致动器600上形成第一介质层601和第二介质层602的步骤包括:如图21所示,采用第一点胶工艺,在第一致动器600的第三端30位置处形成底部介质层601;如图23所示,在第一点胶工艺后,采用第二点胶工艺,在靠近第一致动器600的第四端40的位置处形成第二介质层602;如图24所示,形成第二介质层602后,采用第一点胶工艺在底部介质层601上形成顶部介质层603,顶部介质层603和底部介质层601用于构成第一介质层604。
195.需要说明的是,第二介质层602的厚度尺寸与底部介质层601的底面至顶部介质层603的顶面的距离尺寸相等。
196.形成悬空于第一致动器600上的第二致动器700的步骤包括:采用粘胶工艺使第二致动器700第一端10与第一介质层604的顶面接触,第二致动器700的第二端20与第二介质层602的顶面接触。
197.需要说明的是,伸缩结构形成方法包括:在形成底部介质层601后,形成顶部介质层603前,在底部介质层601上形成被伸缩部件。伸缩结构在工作工作过程中,能够使得伸缩结构对被伸缩部件提供更加稳固的拉伸力。
198.相应的,本发明还提供一种伸缩结构的驱动方法,用于驱动前述实施例的伸缩结构。参考图25,示出了本发明驱动方法一实施例中各步骤对应的结构示意图。
199.执行初始驱动处理,使第一上电极1103、第一下电极1101、第二上电极2103以及第二下电极2101均处于浮接状态。
200.在初始驱动处理后,执行位移处理,位移处理包括对第一下电极1101施加第一驱动信号,对第一上电极1103施加第二驱动信号,使第一压电膜1102的顶面和底面产生电位差,第一压电膜1102的顶面和底面产生的电位差使第一压电膜1102发生电致伸缩;对第二下电极2101施加第三驱动信号,对第二上电极2103施加第四驱动信号,使第二压电膜2102的顶面和底面产生电位差,所述第二压电膜2102的顶面和底面产生的电位差使所述第二压电膜2102发生电致伸缩,且所述第二压电膜2102的顶面和底面的电位差与所述第一压电膜1102的顶面和底面的电位差相同。
201.本发明实施例所提供的伸缩结构工作过程中,在电致伸缩效应的作用下,所述第一压电膜1102和第二压电膜2102能够沿着横向发生相同伸缩,但因为所述第一不伸缩层1104和第二不伸缩层2104不会发生横向收缩,因此,所述第一压电膜1102和第二压电膜2102向着相反的方向翘曲,从而第一压电膜1102和第二压电膜2102在纵向的翘曲量相互抵消,通常沿所述第二致动器200的延伸方向,第二致动器200具有相对两端,相应的,使得所述两端之间的横向距离缩短,通过控制所述第一压电膜1102顶面和底面的电位差,以及第
二压电膜2102顶面和底面的电位差,能够精确控制所述第一压电膜1102和第二压电膜2102的伸缩量,相应的能够精确控制所述第一致动器100和第二致动器200的翘曲量,进而有利于精确控制所述第二致动器200中两端之间的距离,有利于精确控制所述伸缩结构的形变量。
202.本实施例中,第一驱动信号和第四驱动信号相同,第二驱动信号和第三驱动信号相同。有利于使得第一压电膜1102顶面和底面的电压差与第二压电膜2101顶面和底面的电压差相同,有利于使得第一压电膜1102在第一下电极1101和第一上电极1103电压差的作用下的横向收缩量,与第二压电膜2102第二下电极2101和第二上电极2103的横向收缩量相同。在伸缩结构工作时,有利于使得伸缩结构仅在横向进行伸缩,在横向垂直的方向上不存在移动分量。
203.其他实施例中,所述第一致动器包括多个所述第一压电膜;所述第一致动器还包括:第一金属层,位于所述第一压电膜之间;所述第二致动器包括多个所述第二压电膜;所述第二致动器还包括:第二金属层,位于所述第二压电膜之间。
204.执行初始驱动处理,使所述第一上电极、第一下电极、第二上电极以及第二下电极均处于浮接状态;在所述初始驱动处理后,执行位移处理,所述位移处理包括:对所述第一下电极施加和第一上电极第一驱动信号,对所述第一金属层施加第二驱动信号,使所述第一压电膜的顶面和底面产生电位差,所述第一压电膜的顶面和底面产生的电位差使所述第一压电膜发生电致伸缩;对所述第二下电极和所述第二上电极施加第三驱动信号,对所述第二金属层施加第四驱动信号,使所述第二压电膜的顶面和底面产生电位差,所述第二压电膜的顶面和底面产生的电位差使所述第二压电膜与所述第一压电膜发生相同的电致伸缩;所述第一驱动信号和第三驱动信号相同,所述第二驱动信号和第四驱动信号相同。
205.当第一金属层上表面的第一压电膜在正电压的作用下收缩,第一金属层下表面的第一压电膜在负压的作用下收缩时,对第一上电极加正电位、第一金属层施加负电位、对第一下电极施加正电位时,第一压电膜均为收缩特性,此时第一致动器向下翘曲;当第二金属层下表面的第一压电膜在正电压的作用下收缩,第一金属层上表面的第一压电膜在负压的作用下收缩时,对第二上电极加正电位、第二金属层施加负电位、对第一下电极施加正电位时,第一压电膜均为收缩特性,此时第二致动器向下翘曲。因此,所述第一致动器和第二致动器在在纵向的翘曲量相互抵消,使得所述第二致动器延伸方向的两端之间的的距离缩短。
206.当第一金属层上表面的第一压电膜在负电压的作用下收缩,第一金属层下表面的第一压电膜在正压的作用下收缩时,对第一上电极加负电位、第一金属层施加正电位、对第一下电极施加负电位时,第一压电膜均为收缩特性,此时第一致动器向下翘曲;当第二金属层下表面的第一压电膜在负电压的作用下收缩,第一金属层下表面的第一压电膜在正压的作用下收缩时,对第二上电极加负电位、第二金属层施加正电位、对第一下电极施加负电位时,第一压电膜均为收缩特性,此时第二致动器向下翘曲。因此,所述第一致动器和第二致动器在在纵向的翘曲量相互抵消,使得所述第二致动器延伸方向的两端之间的的距离缩短。
207.相应的,本发明实施例还提供一种电子设备。如图26和图27所示,示出了本发明电子设备一实施例的结构示意图。
208.所述电子设备包括:固定平台(图中未示出);本发明实施例提供的伸缩结构,且所述伸缩结构的一端与固定平台连接;被伸缩部件20,与伸缩结构的另一端连接。
209.具体的,被伸缩部件20包括柔性镜片、柔性电阻或柔性电容。本实施例中,被伸缩部件20包括柔性镜片。
210.电子设备可以为中间组件,例如:摄像模组、镜头组件等。电子设备还可以为终端设备,例如:电子设备800。
211.本实施例中,伸缩结构的数量为多个,多个伸缩结构沿圆周方向等角度排布在被伸缩部件20周围。用虚线圈用于表示的被伸缩部件20未被伸缩结构拉伸前的状态。
212.需要说明的是,所述伸缩结构中的衬底114与所述固定平台连接。
213.通过本发明实施例提供的伸缩结构拉伸被伸缩部件,有利于精确控制被伸缩结构的形变量,在达到调焦目的同时减小了电子设备的体积,有利于终端设备向着更薄的方向设计,还有利于降低工艺成本,有利于提高用户对电子设备的使用感受度。
214.其他实施例中,伸缩结构的数量为一个或者多个,伸缩结构的一端与被伸缩部件的同一端连接。伸缩结构使被伸缩部件发生位移。
215.相应的,本发明实施例还提供一种摄像模组,包括:本发明提供的伸缩结构;被伸缩部件,与伸缩结构的一端连接,被伸缩部件包括柔性镜片;图像传感器,与柔性镜片相对应。
216.被伸缩部件包括柔性镜片,被移动部件为图像传感器;与图像传感器对应的镜头组件。
217.伸缩部件为柔性镜头,因此,有利于精确控制被伸缩结构的形变量,在达到调焦目的同时减小了电子设备的体积,有利于终端设备向着更薄的方向设计,还有利于降低工艺成本,有利于提高用户对电子设备的使用感受度。
218.具体地,图像传感器包括cmos图像传感器或ccd图像传感器。
219.虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
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