TWI857576B - 壓電致動裝置 - Google Patents

Abstract

一種壓電致動裝置，包括框體、轉動件、第一致動元件、 第二致動元件、感測元件、多個傳動元件、感測電極以及驅動電極。框體具有開口。轉動件位於開口內，並藉由轉軸結構連接於框體。轉動件適於以轉軸結構的軸線為中心相對於框體往復擺動。第一致動元件連接轉動件。傳動元件設置於第一致動元件與第二致動元件之間以及第一致動元件與感測元件之間。第二致動元件與感測元件藉由傳動元件耦接轉動件。感測電極設置在傳動元件的一部分以及感測元件上。驅動電極設置在傳動元件的另一部分、第一致動元件及第二致動元件上。

Description

壓電致動裝置

本發明是有關於一種致動裝置，且特別是有關於一種壓電致動裝置。

反射式微型面鏡可應用於光學投影、光通訊與光學測距雷達應用等。相對於以精密加工所製造的微型面鏡、以微機電系統（Micro Electro-Mechanical Systems, 以下簡稱MEMS）結合半導體製程整合製造技術所設計之微型面鏡元件，反射式微型面鏡可實現批量生產、節省成本、微型化、電子電路集成整合等優勢。微型面鏡的驅動方式主要可分為三大類型，分別是靜電驅動、電磁驅動與壓電驅動。

靜電驅動方式以多組的平行交錯電容板，藉助電場在平行電容板的邊緣效應（fringe effect）所產生的靜電力量來帶動微型面鏡。然而，靜電驅動微型面鏡使用的梳狀電極致動器（comb actuator）因靜電力的考量而彼此間的距離不能太遠，導致電極短路的風險和製程困難度增加。

電磁驅動方式是在微型面鏡上鋪設電磁線圈，並在微型面鏡外設置磁性材料。然而，密集的線圈並搭載高電流會有散熱不佳和功耗的問題，影響元件可靠度。提供磁場的磁性材料則難以半導體製程的方式整合，需要使用組裝的方式將磁性材料和微型面鏡整合，大幅增加了系統體積。

壓電驅動方式是藉助壓電材料特性，當外部施加電壓在壓電材料上，使壓電材料產生應變的力量，再經由壓電材料應變的力量，以帶動微型面鏡的轉動。目前的壓電驅動微型面鏡的致動器在設計上多採用折疊式懸臂梁設計（folding beam），以疊加致動器的形變量。然而，折疊式懸臂梁在設計上會占用很大的面積，也有微型面鏡的剛性不足的問題。

“先前技術”段落只是用來幫助了解本發明內容，因此在“先前技術”段落所揭露的內容可能包含一些沒有構成所屬技術領域中具有通常知識者所知道的習知技術。在“先前技術”段落所揭露的內容，不代表該內容或者本發明一個或多個實施例所要解決的問題，在本發明申請前已被所屬技術領域中具有通常知識者所知曉或認知。

本發明提供一種壓電致動裝置，其可在小元件尺寸的設計下實現控制精確度高、掃描角度大及高掃描頻率高的效果。

本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。

為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明的一實施例提供一種壓電致動裝置，其包括框體、轉動件、第一致動元件、第二致動元件、感測元件、多個傳動元件、感測電極以及驅動電極。框體具有開口。轉動件位於開口內，並藉由轉軸結構連接於框體。轉軸結構具有軸線。轉動件適於以軸線為中心相對於框體往復擺動。第一致動元件設置於框體與轉動件之間，且第一致動元件連接轉動件。第二致動元件設置於框體與轉動件之間，且第二致動元件連接框體。感測元件設置於框體與轉動件之間，且感測元件連接框體。感測元件與第二致動元件以轉軸結構的軸線為中心對稱地設置在軸線的相對兩側。傳動元件設置於第一致動元件與第二致動元件之間以及第一致動元件與感測元件之間，且第二致動元件與感測元件藉由傳動元件耦接轉動件。感測電極設置在傳動元件的一部分以及感測元件上。驅動電極設置在傳動元件的另一部分、第一致動元件及第二致動元件上。

在本發明的一實施例中，上述的第一致動元件、第二致動元件、感測元件及傳動元件包括壓電材料。

在本發明的一實施例中，上述的驅動電極用以接收驅動訊號，使第二致動元件、第一致動元件及傳動元件產生形變，以帶動轉動件轉動。感測電極用以接收因轉動件的轉動而帶動感測元件產生相應的形變而產生的感測電壓，並輸出感測訊號。

在本發明的一實施例中，上述的第一致動元件包括多個第一子致動元件。第一子致動元件以轉軸結構的軸線為中心對稱地設置在轉軸結構旁。

在本發明的一實施例中，上述的第一子致動元件呈三角形。

在本發明的一實施例中，上述的第二致動元件呈U形或C形。

在本發明的一實施例中，上述的傳動元件以轉軸結構的軸線為中心對稱地設置在軸線的相對兩側。

在本發明的一實施例中，上述的第一致動元件包括多個第一子致動元件。傳動元件分別呈S形或彎折形。傳動元件連接於第一子致動元件的其中之一與第二致動元件以及感測元件的其中之一之間。

在本發明的一實施例中，上述的第一致動元件包括多個第一子致動元件。驅動電極包括五個子驅動電極。子驅動電極分別設置在第一子致動元件及第二致動元件的其中之一上。設置在第二致動元件的子驅動電極延伸設置在與第二致動元件相鄰的傳動元件上。

在本發明的一實施例中，在上述的驅動電極接收驅動訊號使第一致動元件及第二致動元件驅動轉動件轉動時，設置在第一子致動元件上的子驅動電極中，位在轉軸結構的軸線的同一側的子驅動電極所接收到的驅動訊號具有相同的相位，位在軸線的不同側的子驅動電極所接收到的驅動訊號具有相反的相位。

在本發明的一實施例中，上述的設置在第二致動元件上的子驅動電極所接收到的驅動訊號與設置在相鄰於第二致動元件的第一子致動元件上的子驅動電極所接收到的驅動訊號具有相反的相位。

在本發明的一實施例中，壓電致動裝置更包括彈性元件。彈性元件沿轉軸結構的軸線設置在框體與第一致動元件之間。

在本發明的一實施例中，上述的轉動件具有兩個開槽，且轉軸結構的軸線通過兩個開槽。

在本發明的一實施例中，上述的傳動元件中與第一致動元件連接的連接處設有空白區，空白區為不設置壓電材料的區域。

在本發明的一實施例中，壓電致動裝置更包括反射層，設置於轉動件的第一表面上。

在本發明的一實施例中，壓電致動裝置更包括補強結構，設置於轉動件相對於第一表面的第二表面上。

在本發明的一實施例中，上述的補強結構呈環形。

基於上述，在本發明的一實施例的壓電致動裝置中，由於第二致動元件與感測元件藉由傳動元件耦接轉動件，並且將壓電致動裝置設計為第一致動元件、第二致動元件、傳動元件以及感測元件以轉動件為中心對稱地設置在框體內。因此，壓電致動裝置可在小元件尺寸的設計下實現控制精確度高、掃描角度大及高掃描頻率高的效果。而且，由於採用壓電材料作為致動元件的材料，因此，壓電致動裝置也易於達到易於量產的要求。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

圖1是根據本發明的一實施例的壓電致動裝置的俯視示意圖。圖2是根據本發明的一實施例的壓電致動裝置的立體示意圖。請參考圖1與圖2，本發明的一實施例提供一種壓電致動裝置10，其包括框體100、轉動件200、第一致動元件300、第二致動元件400、感測元件500、多個傳動元件600、感測電極700以及驅動電極800。

在本實施例中，框體100具有開口O。轉動件200位於開口O內，並藉由轉軸結構RS連接於框體100。轉軸結構RS具有軸線RA。轉動件200適於以軸線RA為中心相對於框體100往復擺動（如圖11所示）。

在本實施例中，第一致動元件300設置於框體100與轉動件200之間，且第一致動元件300連接轉動件200。第二致動元件400設置於框體100與轉動件200之間，且第二致動元件400連接框體100。感測元件500設置於框體100與轉動件200之間，且感測元件500連接框體100。第一致動元件300、第二致動元件400及感測元件500圍繞轉動件200。第二致動元件400及感測元件500自框體100的側邊延伸至框體100的開口O內。在本實施例中，在與未被轉動時的轉動件200平行的參考平面上，第二致動元件400及感測元件500例如呈U形或C形。更具體而言，第二致動元件400及感測元件500的輪廓呈平凹形，第二致動元件400及感測元件500的輪廓朝框體100的一側為直線，朝轉動件200的一側為向內凹的曲線。在本實施例中，第二致動元件400與感測元件500以轉軸結構RS的軸線RA為中心對稱地設置在軸線RA的相對兩側，可使壓電致動裝置10在運作時較穩定。

在本實施例中，傳動元件600設置於第一致動元件300與第二致動元件400之間以及第一致動元件300與感測元件500之間，且第二致動元件400與感測元件500藉由傳動元件600耦接轉動件200。感測電極700設置在傳動元件600的一部分以及感測元件500上。驅動電極800設置在傳動元件600的另一部分、第一致動元件300及第二致動元件400上。

在本實施例中，第一致動元件300、第二致動元件400、感測元件500及傳動元件600包括壓電材料。驅動電極800用以接收驅動訊號，使第二致動元件400、第一致動元件300及傳動元件600產生形變，以帶動轉動件200轉動。更具體而言，當第一致動元件300及第二致動元件400被致能而具有正電壓時，壓電材料會產生壓縮應變力（compressive strain）而帶動第一致動元件300及第二致動元件400產生收縮形變，相對於框體100朝上撓曲，並帶動轉動件200以轉軸結構RS的軸線RA為中心軸沿著一方向轉動。相對的，當第一致動元件300及第二致動元件400被致能而具有負電壓時，壓電材料會產生伸張應變力（tensile strain）而帶動第一致動元件300及第二致動元件400產生伸張形變，相對於框體100朝下撓曲，並帶動轉動件200以轉軸結構RS的軸線RA為中心軸沿著與上述方向相反的方向轉動。

感測電極700用以接收因轉動件200的轉動而帶動感測元件500產生相應的形變而產生的感測電壓，並輸出感測訊號。更具體而言，當第一致動元件300及第二致動元件400上的驅動電極800被施以正電壓而帶動轉動件200轉動時，感測電極700會因為感測元件500被施以與第一致動元件300及第二致動元件400相反方向的形變而具有負電壓，進而產生對應的感測信號。

在本實施例中，第一致動元件300包括多個第一子致動元件302、304、306、308。第一子致動元件302、304、306、308以轉軸結構RS的軸線RA為中心對稱地設置在轉軸結構RS旁。其中，在與未被轉動時的轉動件200平行的參考平面上，第一子致動元件302、304、306、308呈三角形。

在本實施例中，傳動元件600用以將來自第二致動元件400的致動力傳遞至第一致動元件300，且傳動元件600也具有釋放應力的功能。傳動元件600為撓性體，在與未被轉動時的轉動件200平行的參考平面上，傳動元件600例如呈S形或彎折形，傳動元件600的S形或彎折形上的彎折處可將部分的應力轉換為結構的形變，以釋放傳動元件600上的彎折處的應力，有助於降低壓電致動裝置10損壞的風險。

在本實施例中，多個傳動元件600的數量具體化為4個，其包括第一傳動元件602、第二傳動元件604、第三傳動元件606及第四傳動元件608。傳動元件600以轉軸結構RS的軸線RA為中心對稱地設置在軸線RA的相對兩側。傳動元件600連接於第一子致動元件302、304、306、308的其中之一與第二致動元件400以及感測元件500的其中之一之間。例如，第一傳動元件602及第二傳動元件604分別連接於第一子致動元件302、304與感測元件500之間，轉動件200的振動能量先傳遞至第一子致動元件302、304後，第一傳動元件602及第二傳動元件604用以傳遞來自第一子致動元件302、304的轉動件200的振動能量至感測元件500。第三傳動元件606及第四傳動元件608分別連接於第一子致動元件306、308與第二致動元件400之間，第三傳動元件606及第四傳動元件608用以傳遞來自第二致動元件400的致動力至第一子致動元件306、308，以帶動轉動件200轉動。

在本實施例中，感測電極700設置在感測元件500上，並延伸設置在與感測元件500相鄰的傳動元件600（即，第一傳動元件602與第二傳動元件604）上。

在本實施例中，驅動電極800包括五個子驅動電極802、804、806、808、810。子驅動電極802、804、806、808、810分別設置在第一子致動元件302、304、306、308及第二致動元件400的其中之一上。例如，子驅動電極802、804、806、808分別設置在第一子致動元件302、304、306、308上，且子驅動電極810設置在第二致動元件400上。其中，設置在第二致動元件400的子驅動電極810延伸設置在與第二致動元件400相鄰的傳動元件600（即，第三傳動元件606與第四傳動元件608）上。此外，子驅動電極802與806不相連接，且子驅動電極804與808不相連接。

在本實施例中，在驅動電極800接收驅動訊號使第一致動元件300及第二致動元件400驅動轉動件200轉動時，設置在第一子致動元件302、304、306、308上的子驅動電極802、804、806、808中，位在轉軸結構RS的軸線RA的同一側的子驅動電極所接收到的驅動訊號具有相同的相位，位在軸線RA的不同側的子驅動電極所接收到的驅動訊號具有相反的相位。此外，設置在第二致動元件400上的子驅動電極810所接收到的驅動訊號與設置在相鄰於第二致動元件400的第一子致動元件306、308上的子驅動電極806、808所接收到的驅動訊號具有相反的相位。也就是說，子驅動電極802、804、810所接收到的驅動訊號具有相位，子驅動電極806、808所接收到的驅動訊號具有相位，但子驅動電極802、804、810所接收到的驅動訊號與子驅動電極806、808所接收到的驅動訊號具有相反的相位。

在本實施例中，第一致動元件300用以產生扭矩致動力，且第二致動元件400用以產生線性致動力。在子驅動電極802、804、806、808、810接收到驅動訊號後，第二致動元件400被驅動後產生垂直於與未被轉動時的轉動件200平行的參考平面的致動力，並以第一致動元件300為力臂產生扭矩而帶動轉動件200轉動。其中，第一致動元件300除了作為第二致動元件400的力臂，第一致動元件300本身也會被驅動而產生扭矩。也就是說，第一致動元件300同時具有作為力臂以及產生扭矩的功能，可達到有效運用元件面積的效果。在本實施例中，第一致動元件300本身可產生扭矩，且再藉由傳動元件600傳動來自第二致動元件400的致動力而可產生更大的扭矩。因此，壓電致動裝置10藉由第一致動元件300與第二致動元件400的整合可達到具有大掃描角度的效果。

圖3是沿圖1或圖2中的剖線A-A’的剖面示意圖。在圖1或圖2中，剖線A-A’與軸線RA互相平行但不重疊。請參考圖1、圖2與圖3，在本實施例中，第一子致動元件302包括致動主體302-1、壓電材料302-2以及下電極302-3。第一子致動元件304包括致動主體304-1、壓電材料304-2以及下電極304-3。

在本實施例中，壓電致動裝置10更包括反射層1000，設置於轉動件200的第一表面200S1上。反射層1000例如是金屬反射層或反射鏡。其中，轉動件200具有兩個開槽ST，兩個開槽ST圍繞反射層1000，開槽ST例如為貫穿轉動件200的通孔或是相對於轉動件200的表面凹入的凹槽。轉軸結構RS的軸線RA通過兩個開槽ST，據此，可釋放因轉動件200的往復轉動而在轉軸結構RS與框體100的連接處所產生的扭轉應力。

在本實施例中，壓電致動裝置10更包括彈性元件902、904。彈性元件902、904沿轉軸結構RS的軸線RA設置在框體100與第一致動元件300之間。其中，彈性元件902、904分別位於轉動件200的相對兩側，第一子致動元件302及306藉由彈性元件902與框體100連接，第一子致動元件304及308藉由彈性元件904與框體100連接。彈性元件902、904例如是彈簧，並用以限制第一致動元件300、第二致動元件400、感測元件500及傳動元件600的至少其中之一的變形量，以避免壓電致動裝置10因過大的變形量或致動力而導致壓電致動裝置10損壞。

圖4是沿圖1或圖2中的剖線B-B’的剖面示意圖。請參考圖1、圖2與圖4，在本實施例中，第一子致動元件306包括致動主體306-1、壓電材料306-2以及下電極306-3。其中，致動主體306-1與致動主體302-1相連接，壓電材料306-2與壓電材料302-2相連接，且下電極306-3與下電極302-3相連接。

圖5是圖1中的區域R1的放大立體示意圖。圖6是沿圖5中的剖線C-C’的剖面示意圖。請參考圖5與圖6，在本實施例中，感測元件500包括感測主體500-1、壓電材料500-2以及下電極500-3。傳動元件600包括傳動主體、壓電材料以及下電極。例如，第一傳動元件602包括傳動主體602-1、壓電材料602-2以及下電極602-3，其中下電極602-3設置於傳動主體602-1與壓電材料602-2之間。此外，在傳動元件600的壓電材料上可設置驅動電極800和感測電極700。舉例而言，如圖5與圖6所示，在第一傳動元件602的壓電材料602-2上設置有子驅動電極802和感測電極700。設置在第一子致動元件302上的子驅動電極802和設置在感測元件500上的感測電極700延伸設置在第一傳動元件602上。此外，沿與軸線RA平行的方向，子驅動電極802和感測電極700交錯設置。

圖7是圖1中的區域R2的放大立體示意圖。圖8是沿圖7中的剖線D-D’的剖面示意圖。請參考圖7與圖8，在本實施例中，第二傳動元件604包括傳動主體604-1、壓電材料604-2以及下電極604-3。此外，傳動元件600中與第一致動元件300連接的連接處設有空白區ER，空白區ER為不設置驅動電極800與壓電材料的區域。例如，在圖5中，第一傳動元件602與第一子致動元件302連接的連接處設有空白區ER，空白區ER僅設置傳動主體602-1與下電極602-3而並未設置壓電材料602-2、子驅動電極802及感測電極700。在圖7或圖8中，第二傳動元件604與第一子致動元件304連接的連接處設有空白區ER。空白區ER僅設置傳動主體604-1與下電極604-3而並未設置壓電材料604-2、子驅動電極804及感測電極700。由於傳動元件600中與第一致動元件300連接的連接處在機構上為最大應力處，且壓電材料為無法承受太大應力的脆性材料，因此，在傳動元件600中與第一致動元件300連接的連接處設有空白區ER，其有助於降低壓電致動裝置10損壞的風險。

圖9是圖1中的區域R3的放大立體示意圖。請參考圖9，在本實施例中，第二致動元件400包括致動主體400-1、壓電材料400-2以及下電極（未繪示），其中下電極設置於致動主體400-1與壓電材料400-2之間。第三傳動元件606包括傳動主體606-1、壓電材料606-2以及下電極（未繪示），其中下電極設置於傳動主體606-1與壓電材料606-2之間。此外，在傳動元件600的壓電材料上可設置兩個子驅動電極。舉例而言，如圖9所示，在第三傳動元件606的壓電材料606-2上設置有子驅動電極806和子驅動電極810。設置在第一子致動元件306上的子驅動電極806和設置在第二致動元件400上的子驅動電極810延伸設置在第三傳動元件606上。此外，沿與軸線RA平行的方向，子驅動電極806和子驅動電極810交錯設置。而且，第三傳動元件606與第一子致動元件306連接的連接處設有空白區ER。

此外，第一子致動元件308也包括（未繪示）致動主體、壓電材料以及下電極，下電極設置於致動主體與壓電材料之間。第四傳動元件608也包括（未繪示）傳動主體、壓電材料以及下電極，下電極設置於傳動主體與壓電材料之間。而且，在一實施例中，上述的致動主體302-1、304-1、306-1、400-1、感測主體500-1、傳動主體602-1、604-1、606-1以及對應第一子致動元件308的致動主體與第二傳動元件608的傳動主體互相連接且可一體成形。上述的壓電材料302-2、304-2、306-2、400-2、500-2、602-2、604-2、606-2以及對應第一子致動元件308與第二傳動元件608的壓電材料互相連接且可一體成形。上述的下電極302-3、304-3、306-3、500-3、602-3、604-3以及對應第一子致動元件308、第二致動元件400、第三傳動元件606與第四傳動元件608的下電極互相連接且可一體成形。

圖10是根據本發明的一實施例的壓電致動裝置的局部元件的立體示意圖。圖10隱藏了圖3中的反射層1000、感測電極700、驅動電極800、第一致動元件300的壓電材料及下電極、第二致動元件400的壓電材料及下電極以及感測元件的壓電材料及下電極。請參考圖3與圖10，在本實施例中，壓電致動裝置10更包括補強結構1100，設置於轉動件200相對於第一表面200S1的第二表面200S2上。其中，補強結構1100呈環形。補強結構1100的設置可提升轉動件200的剛性。

圖11是根據本發明的一實施例的壓電致動裝置中的轉動件以軸線為中心相對於框體往復擺動的示意圖。圖12是根據本發明的一實施例的壓電致動裝置接收驅動訊號後，轉動件的轉動角度相對於驅動電壓的曲線圖。圖13是根據本發明的一實施例的壓電致動裝置中的感測電極輸出感測訊號，感測電壓相對於轉動件的轉動角度的曲線圖。在圖11與圖12中，電壓相對於角度之間具有良好的線性關係，因此，本發明一實施例的壓電致動裝置10中的轉動件200的轉動角度可良好地被控制。在圖13中，感測電壓相對於角度的斜率可達到83 mV/度，因此，壓電致動裝置10除了能讓感測信號更真實地呈現出轉動件200的轉動程度外，還能有效提升壓電致動裝置10的感測能力，且壓電致動裝置10掃描角度大及高掃描頻率高的效果。本實施例的壓電致動裝置10例如可應用於投影成像，壓電致動裝置10的掃描角度為畫面的可視範圍，也就是畫面大小。而掃描頻率決定掃描軌跡對畫面的填充率(Fill rate)。越高的掃描頻率即能達到越高的填充率，亦即能呈現具有更高解析度的畫面。

綜上所述，在本發明的一實施例中，壓電致動裝置包括轉動件、第一致動元件、第二致動元件、傳動元件以及感測元件。第二致動元件與感測元件藉由傳動元件耦接轉動件。而且，第一致動元件、第二致動元件、傳動元件以及感測元件以轉動件為中心對稱地設置在框體內，有助於實現壓電致動裝置的微型化。因此，壓電致動裝置可在小元件尺寸的設計下實現控制精確度高、掃描角度大及高掃描頻率高的效果。而且，由於採用壓電材料作為致動元件的材料，因此，壓電致動裝置也可達到易於量產的要求。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及本發明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。此外，本說明書或申請專利範圍中提及的“第一”、“第二”等用語僅用以命名元件(element)的名稱或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量上的上限或下限。

10:壓電致動裝置

100:框體

200:轉動件

200S1:第一表面

200S2:第二表面

300:第一致動元件

302、304、306、308:第一子致動元件

302-1、304-1、306-1、400-1、:致動主體

302-2、304-2、306-2、400-2、500-2、602-2、604-2、606-2:壓電材料

302-3、304-3、306-3、500-3、602-3、604-3:下電極

400:第二致動元件

500:感測元件

500-1:感測主體

600:傳動元件

602:第一傳動元件

602-1、604-1、606-1:傳動主體

604:第二傳動元件

606:第三傳動元件

608:第四傳動元件

700:感測電極

800:驅動電極

802、804、806、808、810:子驅動電極

902、904:彈性元件

1000:反射層

1100:補強結構

ER:空白區

O:開口

R1、R2、R3:區域

RA:軸線

RS:轉軸結構

ST:開槽

圖1是根據本發明的一實施例的壓電致動裝置的俯視示意圖。 圖2是根據本發明的一實施例的壓電致動裝置的立體示意圖。 圖3是沿圖1或圖2中的剖線A-A’的剖面示意圖。 圖4是沿圖1或圖2中的剖線B-B’的剖面示意圖。 圖5是圖1中的區域R1的放大立體示意圖。 圖6是沿圖5中的剖線C-C’的剖面示意圖。 圖7是圖1中的區域R2的放大立體示意圖。 圖8是沿圖7中的剖線D-D’的剖面示意圖。 圖9是圖1中的區域R3的放大立體示意圖。 圖10是根據本發明的一實施例的壓電致動裝置的局部元件的立體示意圖。 圖11是根據本發明的一實施例的壓電致動裝置中的轉動件以軸線為中心相對於框體往復擺動的示意圖。 圖12是根據本發明的一實施例的壓電致動裝置接收驅動訊號後，轉動件的轉動角度相對於驅動電壓的曲線圖。 圖13是根據本發明的一實施例的壓電致動裝置中的感測電極輸出感測訊號，感測電壓相對於轉動件的轉動角度的曲線圖。

10:壓電致動裝置

100:框體

200:轉動件

300:第一致動元件

302、304、306、308:第一子致動元件

400:第二致動元件

500:感測元件

600:傳動元件

602:第一傳動元件

604:第二傳動元件

606:第三傳動元件

608:第四傳動元件

700:感測電極

800:驅動電極

802、804、806、808、810:子驅動電極

902、904:彈性元件

1000:反射層

O:開口

R1、R2、R3:區域

RA:軸線

RS:轉軸結構

ST:開槽

Claims (17)

1. 一種壓電致動裝置，包括： 一框體，具有一開口； 一轉動件，位於該開口內，藉由一轉軸結構連接於該框體，該轉軸結構具有一軸線，該轉動件適於以該軸線為中心相對於該框體往復擺動； 一第一致動元件，設置於該框體與該轉動件之間，且該第一致動元件連接該轉動件； 一第二致動元件，設置於該框體與該轉動件之間，且該第二致動元件連接該框體； 一感測元件，設置於該框體與該轉動件之間，且該感測元件連接該框體，該感測元件與該第二致動元件以該轉軸結構的該軸線為中心對稱地設置在該軸線的相對兩側； 多個傳動元件，設置於該第一致動元件與該第二致動元件之間以及該第一致動元件與該感測元件之間，且該第二致動元件與該感測元件藉由該些傳動元件耦接該轉動件； 一感測電極，設置在該些傳動元件的一部分以及該感測元件上；以及 一驅動電極，設置在該傳動元件的另一部分、第一致動元件及該第二致動元件上。
2. 如請求項1所述的壓電致動裝置，其中該第一致動元件、該第二致動元件、該感測元件及該些傳動元件包括壓電材料。
3. 如請求項1所述的壓電致動裝置， 其中該驅動電極用以接收一驅動訊號，使該第二致動元件、該第一致動元件及該些傳動元件產生形變，以帶動該轉動件轉動； 其中該感測電極用以接收因該轉動件的轉動而帶動該感測元件產生相應的形變而產生的感測電壓，並輸出一感測訊號。
4. 如請求項1所述的壓電致動裝置，其中該第一致動元件包括多個第一子致動元件，該些第一子致動元件以該轉軸結構的該軸線為中心對稱地設置在該轉軸結構旁。
5. 如請求項4所述的壓電致動裝置，其中該些第一子致動元件呈三角形。
6. 如請求項1所述的壓電致動裝置，其中該第二致動元件呈U形或C形。
7. 如請求項1所述的壓電致動裝置，其中該些傳動元件以該轉軸結構的該軸線為中心對稱地設置在該軸線的相對兩側。
8. 如請求項1所述的壓電致動裝置，其中該第一致動元件包括多個第一子致動元件，該些傳動元件分別呈S形或彎折形，該些傳動元件連接於該些第一子致動元件的其中之一與該第二致動元件以及該感測元件的其中之一之間。
9. 如請求項1所述的壓電致動裝置，其中該第一致動元件包括多個第一子致動元件，該驅動電極包括五個子驅動電極，該五個子驅動電極分別設置在該些第一子致動元件及該第二致動元件的其中之一上，其中設置在該第二致動元件的該子驅動電極延伸設置在與該第二致動元件相鄰的該些傳動元件上。
10. 如請求項9所述的壓電致動裝置，其中在該驅動電極接收一驅動訊號使該第一致動元件及該第二致動元件驅動該轉動件轉動時，設置在該些第一子致動元件上的該些子驅動電極中，位在該轉軸結構的該軸線的同一側的該些子驅動電極所接收到的該驅動訊號具有相同的相位，位在該軸線的不同側的該些子驅動電極所接收到的該驅動訊號具有相反的相位。
11. 如請求項10所述的壓電致動裝置，其中設置在該第二致動元件上的該子驅動電極所接收到的該驅動訊號與設置在相鄰於該第二致動元件的該些第一子致動元件上的該些子驅動電極所接收到的該驅動訊號具有相反的相位。
12. 如請求項1所述的壓電致動裝置，更包括： 一彈性元件，沿該轉軸結構的該軸線設置在該框體與該第一致動元件之間。
13. 如請求項1所述的壓電致動裝置，其中該轉動件具有兩個開槽，且該轉軸結構的該軸線通過該兩個開槽。
14. 如請求項1所述的壓電致動裝置，其中該些傳動元件中與該第一致動元件連接的連接處設有空白區，該空白區為不設置壓電材料的區域。
15. 如請求項1所述的壓電致動裝置，更包括反射層，設置於該轉動件的一第一表面上。
16. 如請求項15所述的壓電致動裝置，更包括： 一補強結構，設置於該轉動件相對於該第一表面的一第二表面上。
17. 如請求項16所述的壓電致動裝置，其中該補強結構呈環形。

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