A high performance MEMS platform for actuation and sensing

用于驱动和传感的高性能 MEMS 平台

基本信息

  • 批准号:
    RGPIN-2017-06512
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 3.21万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2017-01-01 至 2018-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

We have recently developed in our research group an ultra-thin (0.5 mm) novel 3-degrees-of-freedom micro-electrostatic actuator platform and shown through initial implementation examples its potential as a platform that can address long standing problems of micro electrostatic actuators as well as its use as a high performance micro accelerometer and force micro sensor. The micro actuator platform was fabricated and tested to demonstrate large force generation and manipulation of up to 100 milligram size masses and a stroke of 100 µm. Further development of the technology is needed for its implementation for autofocus (AF) and optical image stabilization (OIS) in smart phone cameras. The camera modules to be developed use the novel actuator to achieve AF based on translation along the optical axis and 2 axis rotation along axes forming the plane perpendicular to the optical axis of the image sensor. Achieving AF using image sensor actuation provides almost instant focus in which the camera switches the focus form one scene to another in a very short time. Another advantage is the high resolution (±1µm) of the actuator as opposed to ±10 µm resolution of the currently widely used electromagnetic Voice Coil motor technology (VCM). This high resolution enables the use of large aperture cameras which allow more light to enter the image sensor. The OIS feature will be pursued by acting on the lens barrel by using a second micro actuator.
我们最近在我们的研究小组开发了一种超薄(0.5 mm)的新型3自由度的微型静电致动器平台,并通过初步实施的例子显示其作为一个平台,可以解决长期存在的问题的微型静电致动器,以及其作为一个高性能的微加速度计和力的微传感器的使用潜力。微致动器平台的制造和测试证明了高达100毫克大小的质量和100 µm的行程的大的力产生和操纵。该技术的进一步发展需要在智能手机相机中实现自动对焦(AF)和光学图像稳定(OIS)。待开发的相机模块使用新型致动器来实现基于沿着光轴的平移和沿着形成垂直于图像传感器的光轴的平面的轴的2轴旋转的AF。使用图像传感器致动实现AF提供了几乎即时的聚焦,其中相机在非常短的时间内将焦点从一个场景切换到另一个场景。另一个优点是致动器的高分辨率(±1µm),而目前广泛使用的电磁音圈电机技术(VCM)的分辨率为±10 µm。这种高分辨率使得能够使用大孔径相机,从而允许更多的光进入图像传感器。OIS特征将通过使用第二微致动器作用于透镜镜筒来实现。

项目成果

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A high performance MEMS platform for actuation and sensing
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