專利名稱：促動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種促動(dòng)器，該促動(dòng)器能夠通過(guò)電潤(rùn)濕使可動(dòng)體相對(duì) 于固定體微小地移動(dòng)。
背景技術(shù)：
電潤(rùn)濕被認(rèn)為是一種現(xiàn)象，在該現(xiàn)象中，當(dāng)將電位差施加在由絕 緣層覆蓋的電極和停留在該絕緣層的表面上的液滴之間時(shí)，由于在液 滴和絕緣層表面之間的界面張力的變化而改變液滴相對(duì)于絕緣層表面 的潤(rùn)濕角(即，接觸角)。如果將電潤(rùn)濕應(yīng)用到各種驅(qū)動(dòng)裝置，則所述驅(qū) 動(dòng)裝置與采用電動(dòng)馬達(dá)或壓電促動(dòng)器的公知裝置相比用較少的電力驅(qū) 動(dòng)。此外，采用電潤(rùn)濕的驅(qū)動(dòng)裝置少于這樣的公知裝置。例如，如日本專利特開(kāi)No.2005-185090中所述，當(dāng)調(diào)節(jié)照相機(jī)鏡 頭的焦點(diǎn)時(shí)將電潤(rùn)濕施加到被驅(qū)動(dòng)的裝置。該裝置包括第一結(jié)構(gòu)體和 第二結(jié)構(gòu)體，該第二結(jié)構(gòu)體與第一結(jié)構(gòu)體相對(duì)設(shè)置，以朝著第一結(jié)構(gòu) 體移動(dòng)或移動(dòng)離開(kāi)第一結(jié)構(gòu)體，并使得設(shè)置在第一和第二結(jié)構(gòu)體之間 的液滴接觸第一和第二結(jié)構(gòu)體。第一結(jié)構(gòu)體在它的與第二結(jié)構(gòu)體相對(duì)的表面上包括第一電極； 絕緣層，該絕緣層形成在第一電極的表面上；和第一抗液層，該第一 抗液層覆蓋絕緣層。第二結(jié)構(gòu)體在它的與第一結(jié)構(gòu)體相對(duì)的表面上包 括第二電極和圍繞第二電極的第二抗液層。液滴總是接觸第二抗液層 和第二電極。當(dāng)電壓置于液滴接觸的第一電極和第二電極之間時(shí)，通 過(guò)電潤(rùn)濕改變液體相對(duì)于液滴接觸的第一抗液層的表面的接觸角。因 此，在第一和第二結(jié)構(gòu)體之間的液滴的高度降低，使得在第一和第二 結(jié)構(gòu)體之間的距離減小。用這樣的方式，第一結(jié)構(gòu)體朝著第二結(jié)構(gòu)體 移動(dòng)。發(fā)明內(nèi)容在日本專利特開(kāi)No.2005-185090中描述的促動(dòng)器中，第一結(jié)構(gòu)體 朝著第二結(jié)構(gòu),移動(dòng)或移動(dòng)離開(kāi)第二結(jié)構(gòu)體。然而，第一結(jié)構(gòu)體不能 平行于第二結(jié)構(gòu)體移動(dòng)，并且不能相對(duì)于第二結(jié)構(gòu)體旋轉(zhuǎn)。因此，第 一結(jié)構(gòu)體在它的運(yùn)動(dòng)上幾乎沒(méi)有靈活性，從而限制了它的適用性。因此，已出現(xiàn)對(duì)于如下促動(dòng)器的需求，該促動(dòng)器通過(guò)電潤(rùn)濕的應(yīng) 用實(shí)現(xiàn)可動(dòng)體相對(duì)于固定體的各種相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以增強(qiáng)可動(dòng)體的運(yùn)動(dòng)的 靈活性。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，促動(dòng)器可包括固定體，該固定體包括 基底；多個(gè)電極，所述多個(gè)電極設(shè)置在該基底的表面上；和絕緣層， 該絕緣層設(shè)置在基底的表面上以覆蓋所述多個(gè)電極。促動(dòng)器可包括 導(dǎo)電液體構(gòu)件，該液體構(gòu)件設(shè)置在絕緣層的表面上，并接觸絕緣層的 該表面；可動(dòng)體，該可動(dòng)體接觸液體構(gòu)件；保持裝置，該保持裝置構(gòu) 造成使該液體構(gòu)件附著于可動(dòng)體；構(gòu)造成對(duì)所述多個(gè)電極中的每個(gè)電 極施加電位的裝置；和控制器，該控制器構(gòu)造成控制該裝置?？刂破?可控制電位施加裝置改變施加到所述多個(gè)電極中的每個(gè)電極的電位， 以響應(yīng)于施加在所述多個(gè)電極中的每個(gè)電極和液體構(gòu)件之間的電位差 而改變絕緣層的抗液性，從而改變?cè)谝后w構(gòu)件和絕緣層之間的接觸部、 以及液體構(gòu)件接觸在絕緣層的所述表面上的接觸面積中的至少一個(gè)， 以相對(duì)于固定體移動(dòng)可動(dòng)體。當(dāng)在由絕緣層覆蓋的電極和接觸絕緣層的所述表面的液體構(gòu)件之
間存在電位差時(shí)，由于電位差(即，由于電潤(rùn)濕)而絕緣層的所述表面的 抗液性變化。因此，控制器可控制該裝置改變施加到所述多個(gè)電極的 電位，用于改變?cè)谝后w構(gòu)件和絕緣層之間的接觸部、以及液體構(gòu)件接 觸絕緣層的所述表面的接觸面積中的一個(gè)。通過(guò)該結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)可動(dòng) 體相對(duì)于固定體的各種相對(duì)運(yùn)動(dòng)(例如，平行移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、上下運(yùn)動(dòng)、 和傾斜)。因此，具有可動(dòng)體的促動(dòng)器在它的運(yùn)動(dòng)上具有高度的靈活性。 通過(guò)電潤(rùn)濕的應(yīng)用，可動(dòng)體可相對(duì)于具有包括電極、絕緣層、和液體 構(gòu)件的不復(fù)雜的結(jié)構(gòu)的固定體移動(dòng)。因此，可減小促動(dòng)器的尺寸，并 且促動(dòng)器可用比公知促動(dòng)器小的電力消耗來(lái)驅(qū)動(dòng)可動(dòng)體。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方案，在該促動(dòng)器中，所述裝置可對(duì)所述多 個(gè)電極中的每個(gè)電極施加第一電位或第二電位。覆蓋所述多個(gè)電極中 的具有第一電位的電極的絕緣層的抗液性可以比覆蓋所述多個(gè)電極中 的具有第二電位的電極的絕緣層的抗液性小。采用該結(jié)構(gòu)，可通過(guò)由電位施加裝置(在下文中，所述"裝置")在兩個(gè)不同電位(例如，第一 和第二電位)之間切換施加到所述電極的電位來(lái)改變絕緣層的所述表面 的抗液性。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方案，在該促動(dòng)器中，控制器可控制所述裝 置對(duì)所述多個(gè)電極中的多個(gè)相鄰電極同時(shí)施加第一電位。采用該結(jié)構(gòu)， 當(dāng)通過(guò)使所述多個(gè)電極中的被電位施加裝置施加預(yù)定第一電位的部分 ("目標(biāo)")增量地移動(dòng)從而液體構(gòu)件沿著絕緣層的所述表面移動(dòng)時(shí)，可 總是存在在切換的時(shí)刻電位保持在第一電位的一個(gè)或多個(gè)電極。因此， 在液體構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)期間，可總是存在由于抗液性的降低使液體構(gòu)件的行為穩(wěn)定的區(qū)域，使得液體構(gòu)件可平穩(wěn)地移動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方案，在促動(dòng)器中，當(dāng)所述裝置對(duì)所述多個(gè) 電極中的被施加預(yù)定第一電位的部分充電時(shí)，控制器可控制所述裝置 繼續(xù)對(duì)已被施加第一電位的所述多個(gè)相鄰電極中的至少一個(gè)電極施加 第一電位。采用該結(jié)構(gòu)，當(dāng)通過(guò)使所述多個(gè)電極中的被電位施加裝置
施加預(yù)定第一電位的部分增量地移動(dòng)從而液體構(gòu)件沿著絕緣層的所述 表面移動(dòng)時(shí)，可總是存在在切換的時(shí)刻保持在第一電位的至少一個(gè)電 極。因此，在液體構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)期間，可總是存在由于抗液性的降低使 液體構(gòu)件的行為穩(wěn)定的區(qū)域，使得液體構(gòu)件可平穩(wěn)地移動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，在促動(dòng)器中，液體構(gòu)件還可包括附著于 可動(dòng)體的表面的多個(gè)液滴。所述多個(gè)液滴可設(shè)置在絕緣層的所述表面上。采用該結(jié)構(gòu)，可動(dòng)體可相對(duì)于固定體運(yùn)動(dòng)(例如，平行移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、上下運(yùn)動(dòng)、和傾斜)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，在促動(dòng)器中，控制器可控制所述裝置同 時(shí)降低在絕緣層的所述表面上的多個(gè)第一區(qū)域的抗液性。所述多個(gè)第 一區(qū)域中的每個(gè)第一區(qū)域可與所述多個(gè)第二區(qū)域中的至少一個(gè)第二區(qū) 域相鄰，所述多個(gè)液滴在絕緣層的所述表面上接觸所述多個(gè)第二區(qū)域， 并沿圍繞具有預(yù)定中心的圓的大致周向方向設(shè)置。所述多個(gè)液滴可以 響應(yīng)于抗液性的降低沿該周向方向移動(dòng)，使得可動(dòng)體可繞該預(yù)定中心 旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，在促動(dòng)器中，所述多個(gè)電極中的每個(gè)電 極在平面圖中可具有大致扇形形狀，并且可以環(huán)狀地設(shè)置在基底上以 限定圓。采用該結(jié)構(gòu)，所述多個(gè)液滴可沿著由所述多個(gè)電極限定的圓 平滑地移動(dòng)，使得可動(dòng)體可在它的中心位置不移位的情況下旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，在促動(dòng)器中，所述多個(gè)液滴以規(guī)則的間 隔沿圍繞由所述多個(gè)電極限定的所述圓的周向方向設(shè)置。采用該結(jié)構(gòu)， 可動(dòng)體可以在旋轉(zhuǎn)時(shí)由液滴穩(wěn)定地支撐。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，在促動(dòng)器中，控制器可控制所述裝置同 時(shí)降低在絕緣層的所述表面上的多個(gè)第一區(qū)域的抗液性。所述多個(gè)第 一區(qū)域中的每個(gè)第一區(qū)域可與多個(gè)第二區(qū)域中的至少一個(gè)第二區(qū)域相
鄰，所述多個(gè)液滴在絕緣層的所述表面上接觸所述多個(gè)第二區(qū)域，并 且沿大致與絕緣層的所述表面平行的預(yù)定方向設(shè)置。所述多個(gè)液滴可 以響應(yīng)于抗液性的降低沿該預(yù)定方向移動(dòng)，使得可動(dòng)體可沿該預(yù)定方 向移動(dòng)。采用該結(jié)構(gòu)，可動(dòng)體大致與固定體平行地在該預(yù)定方向上沿 著絕緣層的所述表面移動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，在促動(dòng)器中，控制器可控制所述裝置增 大或減小在所述多個(gè)液滴和絕緣層的所述表面之間的接觸區(qū)域中的每 個(gè)接觸區(qū)域的尺寸，從而可動(dòng)體可朝著固定體移動(dòng)或移動(dòng)離開(kāi)固定體。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，在促動(dòng)器中，控制器可控制所述裝置增 大或減小所述多個(gè)液滴中的至少一個(gè)液滴在絕緣層的所述表面上附著 的區(qū)域，從而可動(dòng)體可相對(duì)于固定體傾斜。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，在促動(dòng)器中，控制器可控制所述裝置增 大所述多個(gè)液滴中的至少第一液滴在絕緣層的所述表面上附著的區(qū) 域，從而可動(dòng)體可相對(duì)于固定體傾斜。釆用該結(jié)構(gòu)，可動(dòng)體可獲得相 對(duì)于固定體的較大傾斜度。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，在促動(dòng)器中，可動(dòng)體的接觸液體構(gòu)件的 至少一部分可保持在恒定電位。釆用該結(jié)構(gòu)，液體構(gòu)件的電位可保持 在大致恒定電位，從而可減小或最小化由于液體構(gòu)件的電位的波動(dòng)所 引起的在電極和液體構(gòu)件之間的電位差的波動(dòng)。因此，可動(dòng)體可穩(wěn)定 地移動(dòng)，從而可實(shí)現(xiàn)促動(dòng)器運(yùn)動(dòng)的較大可靠性。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，在促動(dòng)器中，保持裝置可包括親液區(qū) 域，該親液區(qū)域設(shè)置在可動(dòng)體的表面上；和抗液區(qū)域，該抗液區(qū)域設(shè) 置在可動(dòng)體的表面上以圍繞親液區(qū)域?？挂簠^(qū)域可具有比親液區(qū)域大 的抗液性。采用該結(jié)構(gòu)，液體構(gòu)件附著的親液區(qū)域由較大抗液性的區(qū) 域圍繞。通過(guò)提供抗液區(qū)域，控制液體構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)，使得液體構(gòu)件不 流出親液區(qū)域。因此，液體構(gòu)件保持附著于親液區(qū)域，以便保持液體 構(gòu)件和可動(dòng)體的附著。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，在促動(dòng)器中，保持裝置可包括設(shè)置在可 動(dòng)體的表面上的凹進(jìn)部。液體構(gòu)件相對(duì)于該凹進(jìn)部的潤(rùn)濕角可小于90 度。采用該結(jié)構(gòu)，液體構(gòu)件相對(duì)于該凹進(jìn)部的內(nèi)部的潤(rùn)濕角可小于90 度。因此，液體構(gòu)件通過(guò)毛細(xì)管作用被拉到該凹進(jìn)部中并保持在其中， 以便液體構(gòu)件保持附著于可動(dòng)體。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，在促動(dòng)器中，保持裝置可包括粗糙部， 該粗糙部設(shè)置在可動(dòng)體的表面上；和光滑部，該光滑部設(shè)置在可動(dòng)體 的表面上以圍繞粗糙部，并具有比粗糙部的表面粗糙度小的表面粗糙 度。液體構(gòu)件相對(duì)于粗糙部的潤(rùn)濕角可小于卯度。采用該結(jié)構(gòu)，因?yàn)?液體構(gòu)件相對(duì)于設(shè)置在可動(dòng)體表面上的粗糙部的潤(rùn)濕角可小于卯度，所以液體構(gòu)件通過(guò)毛細(xì)管作用被拉到凹進(jìn)部中。另外，粗糙部可由具 有較小表面粗糙度的光滑部圍繞，以便控制液體構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)，使得液 體構(gòu)件不從粗糙部流出到光滑部。因此，液體構(gòu)件可在粗糙部處保持附著于可動(dòng)體。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，在促動(dòng)器中，保持裝置可包括光滑部， 該光滑部設(shè)置在可動(dòng)體的表面上；和粗糙部，該粗糙部設(shè)置在可動(dòng)體 的表面上以圍繞光滑部。粗糙部具有比光滑部的表面粗糙度大的表面粗糙度。液體構(gòu)件相對(duì)于粗糙部的潤(rùn)濕角可大于或等于90度。采用該結(jié)構(gòu)，因?yàn)橐后w構(gòu)件相對(duì)于設(shè)置在可動(dòng)體表面上的粗糙部的潤(rùn)濕角可大于或等于90度，所以粗糙部可具有非常大的抗液性，使得液體構(gòu)件 接觸粗糙部的凸起的末端。因此，光滑部的抗液性相對(duì)小于粗糙部的 抗液性，以便液體構(gòu)件附著于光滑部。另外，光滑部可由具有非常大 的抗液性的粗糙部圍繞。因此，控制附著于光滑部的液體構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)， 使得液體構(gòu)件不從光滑部流出。因此，液體構(gòu)件在光滑部處保持附著 于可動(dòng)體。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，在促動(dòng)器中，基底可具有彎曲表面，例 如凹面或凸面或包括凸?fàn)畈亢桶紶畈康谋砻妗２捎迷摻Y(jié)構(gòu)，可動(dòng)體可 在沿著基底的彎曲表面的方向上移動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，在促動(dòng)器中，可動(dòng)體可從絕緣層移位。 采用該結(jié)構(gòu)，在可動(dòng)體和絕緣層之間不會(huì)出現(xiàn)摩擦力，從而可動(dòng)體可 容易地相對(duì)于固定體移動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，在促動(dòng)器中，液體構(gòu)件可設(shè)置在絕緣層 和可動(dòng)體之間。采用該結(jié)構(gòu)，設(shè)置在絕緣層和可動(dòng)體之間的液體構(gòu)件 的尺寸可響應(yīng)于絕緣層的所述表面的抗液性而改變。通過(guò)該結(jié)構(gòu)，可 動(dòng)體可容易地朝著固定體移動(dòng)或移動(dòng)離開(kāi)固定體，或可容易地相對(duì)于 固定體傾斜。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，在促動(dòng)器中，液體構(gòu)件可附著于可動(dòng)體 的側(cè)面。采用該結(jié)構(gòu)，當(dāng)液體構(gòu)件沿著絕緣層移動(dòng)時(shí)，液體構(gòu)件的驅(qū) 動(dòng)力直接作用在可動(dòng)體上。因此，可更容易地實(shí)現(xiàn)可動(dòng)體相對(duì)于固定 體的平行移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，促動(dòng)器還可包括設(shè)置在絕緣層和可動(dòng)體 之間的支撐構(gòu)件，以例如通過(guò)圓柱形球體或本體無(wú)摩擦地支撐可動(dòng)體。 采用該結(jié)構(gòu)，可動(dòng)體可在穩(wěn)定地由支撐構(gòu)件支撐的同時(shí)經(jīng)由滾動(dòng)支撐 構(gòu)件在絕緣層的所述表面上平穩(wěn)地移動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，在該促動(dòng)器中，液體構(gòu)件可以是非揮發(fā) 性液體。采用該結(jié)構(gòu)，液體構(gòu)件不會(huì)蒸發(fā)，從而可長(zhǎng)期使用該促動(dòng)器。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，在該促動(dòng)器中，液體構(gòu)件可以是揮發(fā)性 液體，并可以涂布有非揮發(fā)性液體。采用該結(jié)構(gòu)，可減少或最小化揮 從而可長(zhǎng)期使用該促動(dòng)器。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將從以下詳細(xì)說(shuō)明和附圖理解本發(fā)明的其它目 的、特征、和優(yōu)點(diǎn)。


將參考以下附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方案，附圖中同樣的元件 用同樣的附圖標(biāo)記標(biāo)示。圖1A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的促動(dòng)器的平面圖，其中該促動(dòng)器處 于基準(zhǔn)狀態(tài)。圖1B是圖1A的促動(dòng)器沿圖1A的線A-A的剖視圖。圖2是圖1A的促動(dòng)器的底視圖。圖3是示出促動(dòng)器的電連接的示意圖。圖4A是平行于固定體移動(dòng)的促動(dòng)器的平面圖。圖4B是圖4A的促動(dòng)器沿圖4A的線B-B的剖視圖。圖5圖解當(dāng)可動(dòng)體平行于固定體移動(dòng)時(shí)液滴到可動(dòng)體的力傳遞。圖6A是相對(duì)于固定體旋轉(zhuǎn)的促動(dòng)器的平面圖。圖6B是圖6A的促動(dòng)器沿圖6A的線C-C的剖視圖。圖7A是相對(duì)于固定體向下移動(dòng)的促動(dòng)器的平面圖。圖7B是圖7A的促動(dòng)器沿圖7A的線D-D的剖視圖。圖8A是相對(duì)于固定體傾斜的促動(dòng)器的平面圖。圖8B是圖8A的促動(dòng)器沿圖8A的線E-E的剖視圖。圖9A是根據(jù)圖1A實(shí)施方案的第一變體的可動(dòng)體的底視圖。圖9B是圖9A的可動(dòng)體沿圖9A的線F-F的剖視圖。圖IO是根據(jù)第一變體的促動(dòng)器的剖視圖。圖IIA是根據(jù)圖1A實(shí)施方案的第二變體的可動(dòng)體的底視圖。圖11B是圖11A的可動(dòng)體沿圖11A的線G-G的剖視圖。圖12A是根據(jù)圖1A實(shí)施方案的第三變體的可動(dòng)體的底視圖。圖12B是圖12A的可動(dòng)體沿圖12A的線H-H的剖視圖。圖13是根據(jù)圖1A實(shí)施方案的第四變體的促動(dòng)器的剖視圖。
圖"是根據(jù)圖1A實(shí)施方案的第五變體的促動(dòng)器的剖視圖。圖15A是根據(jù)圖1A實(shí)施方案的第六變體的促動(dòng)器的平面圖。.圖15B是圖15A的可動(dòng)體沿圖15A的線I-I的剖視圖。 圖16A是根據(jù)圖1A實(shí)施方案的第七變體的促動(dòng)器的平面圖。 圖16B是圖16A的可動(dòng)體沿圖16A的線J-J的剖視圖。 圖17A是根據(jù)圖1A實(shí)施方案的第八變體的促動(dòng)器的平面圖。 圖17B是圖17A的可動(dòng)體沿圖17A的線K-K的剖視圖。 圖18是根據(jù)圖1A實(shí)施方案的第九變體的促動(dòng)器的剖視圖。 圖19A是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方案的促動(dòng)器的平面圖，其中該促 動(dòng)器處于基準(zhǔn)狀態(tài)。圖19B是圖19A的促動(dòng)器沿圖19A的線L-L的剖視圖。 圖20A是根據(jù)圖19A實(shí)施方案的可動(dòng)體的底視圖。 圖20B是圖20A的可動(dòng)體沿圖20A的線P-P的剖視圖。 圖20C是圖20A的可動(dòng)體的側(cè)視圖。圖21A是圖20的促動(dòng)器的平面圖，該促動(dòng)器平行于固定體移動(dòng)。 圖21B是圖21A的促動(dòng)器沿圖21A的線M-M的剖視圖。 圖22A是圖20的促動(dòng)器的平面圖，該促動(dòng)器相對(duì)于固定體旋轉(zhuǎn)。 圖22B是圖22A的促動(dòng)器沿圖22A的線N-N的剖視圖。
具體實(shí)施方式
參考圖1至8B描述本發(fā)明的實(shí)施方案。在該實(shí)施方案中，本發(fā)明 為構(gòu)造成微小地移動(dòng)預(yù)定對(duì)象的促動(dòng)器。例如，該促動(dòng)器可以是用于 調(diào)節(jié)透鏡(例如照相機(jī)鏡頭)的焦點(diǎn)的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置、微型機(jī)械、或用于 從各種部件裝配精密機(jī)器例如噴墨頭的裝配裝置。與圖1A的圖紙平行的方向被稱作水平方向，并且圖1A中的底部 被稱作所描繪的促動(dòng)器的前部，并且圖1A中的右邊指的是所描繪的促 動(dòng)器的右側(cè)。與圖1A的圖紙垂直的方向被稱作上下方向，其中離開(kāi)圖 1A的圖紙的方向是向上方向，而朝向圖l八的圖紙的方向是向下方向。 圖1B中的頂部被稱作所描繪的促動(dòng)器的頂部。這些方向約定也適用于 附圖中類似的圖。如圖1A和1B所示，促動(dòng)器1可包括固定體2、可動(dòng)體3、四個(gè)液滴4(用作液體構(gòu)件)、和控制器5(見(jiàn)圖3)?？蓜?dòng)體3構(gòu)造成在與固定 體2分離的同時(shí)相對(duì)于固定體2相對(duì)可動(dòng)?？蓜?dòng)體3還構(gòu)造成與各種 待驅(qū)動(dòng)的對(duì)象成一體。液滴4設(shè)置于固定體2和可動(dòng)體3之間，并且 是導(dǎo)電的?？刂破?構(gòu)造成控制可動(dòng)體3相對(duì)于固定體2的運(yùn)動(dòng)。促 動(dòng)器1可例如構(gòu)造成通過(guò)與固定體2的表面平行地移動(dòng)附著于可動(dòng) 體3的四個(gè)液滴4、或改變液滴4的尺寸以相對(duì)于固定體2移動(dòng)可動(dòng)體 3(例如平行移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、上下運(yùn)動(dòng)、以及傾斜)來(lái)調(diào)節(jié)連接到可動(dòng)體3 的透鏡的焦點(diǎn)。固定體2可包括基底10，該基底10可以是由絕緣材料制成的 平板；多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極ll，所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極11設(shè)置于基底10的第一 表面例如上表面上；和絕緣層12，該絕緣層12設(shè)置于基底10的覆蓋 多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極11的該第一表面上。基底IO可包括合成樹(shù)脂材料例如聚酰胺、或絕緣材料例如絕緣陶 瓷材料例如磯土。基底10是具有大致矩形平面的板件。基底10可在 它的本體的僅僅一部分上具有絕緣性質(zhì)。基底IO可至少在它的表面上 具有絕緣性質(zhì)，基底IO例如硅酮板在它的表面上具有硅氧化層。多個(gè) 驅(qū)動(dòng)電極11中的每個(gè)驅(qū)動(dòng)電極11可具有大致正方形和平面形狀，并且 可以以規(guī)則的間隔沿兩個(gè)正交方向(例如前后方向和左右方向)設(shè)置在 基底IO的表面上?；譏O還可包括穿過(guò)基底IO形成的孔13，這些孔 13在基底10的設(shè)置相應(yīng)驅(qū)動(dòng)電極11的部分處從基底10的第一表面延 伸到第二表面例如下表面。每個(gè)孔13可填充有導(dǎo)電材料14。驅(qū)動(dòng)電極 11經(jīng)由設(shè)置在每個(gè)孔13中的導(dǎo)電材料14與設(shè)置在基底10的第二表面 上的布線圖案(未示出)連接。驅(qū)動(dòng)電極11還經(jīng)由該布線圖案與驅(qū)動(dòng)器 IC6(例如電位施加裝置見(jiàn)圖3)電連接。驅(qū)動(dòng)器IC6可構(gòu)造成將預(yù)定的 電位施加到驅(qū)動(dòng)電極11上。
絕緣層12可設(shè)置在基底10的整個(gè)第一表面上，以便完全地覆蓋驅(qū)動(dòng)電極11。絕緣層12可由包含氟基樹(shù)脂例如聚四氟乙烯("PTFE")的合成樹(shù)脂材料形成。四個(gè)導(dǎo)電液滴4設(shè)置于絕緣層12的表面上。每個(gè)液滴4具有大致 相同的體積。導(dǎo)電液滴4可以是水、水-甘油溶液、或只包含離子的離 子液體(例如，在環(huán)境溫度下熔融的鹽)。該離子液體即使當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間暴露 至空氣時(shí)也由于它的非揮發(fā)性性質(zhì)而不會(huì)顯著地蒸發(fā)。如圖1A和1B所示，可動(dòng)體3在平面圖中是大致矩形的板件?？?動(dòng)體3可包括金屬材料例如鋁。可動(dòng)體3的整個(gè)本體可保持在地電位。 如圖2所示，可動(dòng)體3在它的第二表面例如下表面處包括抗液層20。 抗液層20可包括合成樹(shù)脂材料，該合成樹(shù)脂材料包含氟基樹(shù)脂例如 PTFE?？挂簩?0還具有比包括金屬材料的可動(dòng)體3的表面大的抗液性。 可動(dòng)體3的第二表面在其四個(gè)角部附近的相應(yīng)位置處設(shè)有四個(gè)大致圓 形區(qū)域21。除了在四個(gè)區(qū)域21中之外，抗液層20可完全設(shè)置于可動(dòng) 體3的第二表面上，所述四個(gè)區(qū)域21是可動(dòng)體3表面的局部暴露部分， 并且是親液區(qū)域。抗液層20可設(shè)置成圍繞親液區(qū)域21并在可動(dòng)體3 的第二表面上提供抗液區(qū)域22。因此，可動(dòng)體3在它的第二表面上包 括四個(gè)親液區(qū)域21和抗液區(qū)域22。設(shè)置在固定體2和可動(dòng)體3之間的四個(gè)液滴4與相應(yīng)的親液區(qū)域 21接觸，并且這四個(gè)液滴4的運(yùn)動(dòng)受?chē)@親液區(qū)域21的抗液區(qū)域22 控制，使得每個(gè)液滴4不從相應(yīng)的親液區(qū)域21流出。因此，液滴4在 相應(yīng)的親液區(qū)域21中保持附著于可動(dòng)體3的第二表面。因此，四個(gè)親 液區(qū)域21和圍繞親液區(qū)域21的抗液區(qū)域22對(duì)應(yīng)于用于使液滴4附著 于可動(dòng)體3的保持裝置。因?yàn)樗锌蓜?dòng)體3保持在地電位，所以總是 接觸可動(dòng)體3的液滴4也保持在大致地電位。 如圖3所示，設(shè)置在固定體2的基底10的第一表面上的所述多個(gè) 驅(qū)動(dòng)電極11中的每個(gè)驅(qū)動(dòng)電極11經(jīng)由填充在基底10中的每個(gè)孔13中的導(dǎo)電材料14及形成在基底10的第二表面上的布線圖案(未示出) 與驅(qū)動(dòng)器IC6連接。驅(qū)動(dòng)器IC6構(gòu)造成根據(jù)來(lái)自如下所述的控制器5 的指令來(lái)選擇性地將第一電位(例如，預(yù)定的第一電位)或第二電位(例 如，地電位)施加到每個(gè)驅(qū)動(dòng)電極11上。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器IC6向驅(qū)動(dòng)電極11施加不同于第二電位的第一電位時(shí)， 在電位保持在大致地電位的液滴4存在于絕緣層12的覆蓋驅(qū)動(dòng)電極11 的表面上的狀態(tài)下，電位差施加在設(shè)置于絕緣層12上的液滴4、和設(shè) 置于與對(duì)應(yīng)的液滴4相對(duì)的表面上的驅(qū)動(dòng)電極20之間。然后，在液滴 4和絕緣層12之間的界面張力基于電位差改變。當(dāng)電位差增加時(shí)，由 于電潤(rùn)濕，所以絕緣層12的抗液性(即，液滴4相對(duì)于絕緣層12的潤(rùn) 濕角S(例如，接觸角))大大降低。因?yàn)楦采w被施加第一電位的驅(qū)動(dòng)電極11的絕緣層12的抗液性比 覆蓋被施加地電位的驅(qū)動(dòng)電極11的絕緣層12的抗液性小，所以通過(guò) 驅(qū)動(dòng)器IC6在兩個(gè)不同電位之間(例如在第一電位和第二電位之間)切換 施加到驅(qū)動(dòng)電極11的電位可容易地改變絕緣層12表面的抗液性。由 驅(qū)動(dòng)器IC6施加到驅(qū)動(dòng)電極11的兩個(gè)不同電位中的一 個(gè)電位可以是地 電位，從而可不必提供用于不同電位的兩個(gè)電源，而是可提供單個(gè)電 源。因此，驅(qū)動(dòng)器IC6的結(jié)構(gòu)可較不復(fù)雜。施加到驅(qū)動(dòng)電極ll的第一 電位可以不同于第二電位，以便在液滴4和絕緣層12之間施加電位差。 第一電位可以是比地電位大的正電位或比第二電位小的負(fù)電位。在圖1A中，由陰影線圖案指示的驅(qū)動(dòng)電極ll表示被施加第一電 位的驅(qū)動(dòng)電極11。在圖1B中，在圖中符號(hào)"+ "表示第一電位被施加 到驅(qū)動(dòng)電極11。在圖中字母"GND"表示第二電位被施加到驅(qū)動(dòng)電極 11。這些指示也用在其它圖中。
如圖1A和1B所示，第一電位被施加到在四個(gè)區(qū)域中布置于基底 10上的每個(gè)驅(qū)動(dòng)電極11上，所述四個(gè)區(qū)域分別對(duì)應(yīng)于設(shè)置在可動(dòng)體3的第二表面處的四個(gè)親液區(qū)域21(例如，沒(méi)有形成抗液層20的區(qū)域)， 因此，絕緣層12的抗液性在這四個(gè)區(qū)域中局部地降低。因此，在相應(yīng) 的親液區(qū)域21中附著于可動(dòng)體3的液滴4可在保持與絕緣層12的表 面接觸的同時(shí)在相應(yīng)的親液區(qū)域21中保持穩(wěn)定。可動(dòng)體3由穩(wěn)定的液 滴4從對(duì)置表面支撐。在該狀態(tài)下，通過(guò)適當(dāng)?shù)馗淖兪┘佑械谝浑娢坏尿?qū)動(dòng)電極11，改 變絕緣層12上的抗液性局部降低的每個(gè)區(qū)域的位置和表面容量 (superficial content)中的至少一個(gè)(即，在每個(gè)液滴4和絕緣層12之間 的接觸部、以及每個(gè)液滴4接觸絕緣層12表面的接觸面積中的至少一 個(gè))。通過(guò)該結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)可動(dòng)體3相對(duì)于固定體2的各種相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 參考控制器5的以下說(shuō)明詳細(xì)描述促動(dòng)器1的上述動(dòng)作。接著，參考圖3描述促動(dòng)器1的電結(jié)構(gòu)?？刂破?包括中央處 理單元("CPU");只讀存儲(chǔ)器("ROM")，該只讀存儲(chǔ)器構(gòu)造成存儲(chǔ) 用于控制促動(dòng)器1的程序和數(shù)據(jù)；以及隨機(jī)存取存儲(chǔ)器("RAM")，該 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器構(gòu)造成臨時(shí)存儲(chǔ)用于由CPU處理的數(shù)據(jù)?？刂破?構(gòu)造成根據(jù)由控制器5作出的決定或從連接到控制器5 的外部裝置(未示出)輸入的指令來(lái)控制由驅(qū)動(dòng)器IC6執(zhí)行的對(duì)驅(qū)動(dòng)電極 11施加電位(例如，被施加于驅(qū)動(dòng)電極11的電位在兩個(gè)不同電位之間 切換)?？刂破?允許驅(qū)動(dòng)器IC6選擇性地將第一電位或第二電位施加 到每個(gè)驅(qū)動(dòng)電極11上，以執(zhí)行可動(dòng)體3相對(duì)于固定體2的預(yù)定相對(duì)運(yùn) 動(dòng)(例如，平行移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、上下運(yùn)動(dòng)、以及傾斜的單一或組合運(yùn)動(dòng))。 在可動(dòng)體3相對(duì)于固定體2水平地靜止(以下，該狀態(tài)被稱為"基準(zhǔn)狀 態(tài)")并且可動(dòng)體3可相對(duì)于固定體2移動(dòng)(例如平行移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、上下 運(yùn)動(dòng)、以及傾斜)的五種情形下描述對(duì)驅(qū)動(dòng)電極11的電位施加的多個(gè)實(shí) 例模式。
如圖1A和1B所示，當(dāng)可動(dòng)體3保持在基準(zhǔn)狀態(tài)下時(shí)，控制器5控制驅(qū)動(dòng)器IC6對(duì)在每個(gè)如下區(qū)域中布置在基底IO上的每個(gè)驅(qū)動(dòng)電極 11施加第一電位，這些區(qū)域?qū)?yīng)于可動(dòng)體3的大致矩形的近角部(四個(gè) 親液區(qū)域21設(shè)置在這些近角部中，并且液滴4附著于這些近角部)。在 四個(gè)液滴4中，就每個(gè)液滴4而言被施加第一電位的驅(qū)動(dòng)電極11的數(shù) 量彼此相等。更具體地說(shuō)，如圖1A所示，驅(qū)動(dòng)器IC6同時(shí)將第一電位 施加到四個(gè)驅(qū)動(dòng)電極11，所述驅(qū)動(dòng)電極11相對(duì)于每個(gè)液滴4沿兩個(gè)方 向(例如，前后方向和左右方向)彼此相鄰布置。因此，在四個(gè)液滴4中，絕緣層12上的抗液性降低的每個(gè)區(qū)域的 表面容量，即在每個(gè)液滴4和絕緣層12之間的接觸面積彼此相等。此 外，每個(gè)液滴4具有大致相同的體積，從而所述液滴4的尺寸也大致 相同。因此，可動(dòng)體3在由具有大致相同尺寸的四個(gè)液滴4支撐的同 時(shí)靜止并保持在與固定體2的第一表面(例如，絕緣層12的表面)平行 的水平姿態(tài)中。當(dāng)處于圖1A所示基準(zhǔn)狀態(tài)的可動(dòng)體3平行于固定體2的第一表面 移動(dòng)時(shí)，控制器5控制驅(qū)動(dòng)器IC6同時(shí)降低絕緣層12表面上的四個(gè)區(qū) 域的抗液性。相對(duì)于與絕緣層12表面平行的預(yù)定方向而言，絕緣層12 表面上的所述四個(gè)區(qū)域與四個(gè)液滴4在絕緣層12表面上當(dāng)前接觸的相 應(yīng)區(qū)域相鄰。例如，當(dāng)可動(dòng)體3向右并平行于固定體2的第一表面移動(dòng)時(shí)，控 制器5控制驅(qū)動(dòng)器IC6對(duì)在相對(duì)于每個(gè)液滴4而言的每個(gè)區(qū)域中當(dāng)前 被施加第一電位的四個(gè)驅(qū)動(dòng)電極11中各個(gè)驅(qū)動(dòng)電極11的右邊相鄰布置 的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電極ll施加第一電位。同時(shí)，對(duì)相對(duì)于每個(gè)液滴4而言的 每個(gè)區(qū)域中當(dāng)前被施加第一電位的四個(gè)驅(qū)動(dòng)電極11中的左邊兩個(gè)驅(qū)動(dòng) 電極ll施加第二電位。因此，相對(duì)于每個(gè)液滴4而言被施加第一電位 的每個(gè)驅(qū)動(dòng)電極11可向右移動(dòng)一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極11。然后，設(shè)置在絕緣層 12表面上并與當(dāng)可動(dòng)體3處于基準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)液滴4接觸的相應(yīng)區(qū)域相鄰 的區(qū)域的抗液性同時(shí)降低。根據(jù)該條件，在每個(gè)液滴4和絕緣層12之間的接觸部向右移動(dòng)一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極11的距離，使得設(shè)置于絕緣層12 上的液滴4向右移動(dòng)。此時(shí)，如圖5所示，在設(shè)置于可動(dòng)體3的第二 表面上并且相應(yīng)的液滴4附著的區(qū)域(例如，親液區(qū)域21)中，從液滴4 對(duì)可動(dòng)體3施加向右的驅(qū)動(dòng)力，使得可動(dòng)體3在保持水平姿態(tài)的同時(shí) 平行于固定體2向右移動(dòng)。在圖4B中，在平行移動(dòng)之前的可動(dòng)體3由 虛線指示，而在平行移動(dòng)之后的可動(dòng)體3由實(shí)線指示。通過(guò)相對(duì)于每個(gè)液滴4而言沿向左或向前方向或向后方向移動(dòng)由 驅(qū)動(dòng)器IC6施加第一電位的驅(qū)動(dòng)電極11，可動(dòng)體3可分別向左或向前 或向后移動(dòng)?？蓜?dòng)體3可移動(dòng)的方向不局限于驅(qū)動(dòng)電極11的布置方向。 通過(guò)既沿左右方向又沿前后方向移動(dòng)由驅(qū)動(dòng)器IC6施加第一電位的驅(qū) 動(dòng)電極11，可動(dòng)體3可沿傾斜方向例如朝左前或左后或右前或右后的 方向移動(dòng)。當(dāng)處于圖1A所示基準(zhǔn)狀態(tài)的可動(dòng)體3相對(duì)于固定體2的第一表面 旋轉(zhuǎn)時(shí)，控制器5控制驅(qū)動(dòng)器IC6同時(shí)降低絕緣層12表面上四個(gè)區(qū)域 的抗液性。相對(duì)于繞與可動(dòng)體3的重心P1共用中心的圓的周向方向(例 如，沿圖6A中由雙點(diǎn)劃線指示的具有重心P1的圓Cl的方向)而言， 絕緣層12表面上的所述四個(gè)區(qū)域與四個(gè)液滴4在絕緣層12表面上當(dāng) 前接觸的相應(yīng)區(qū)域相鄰。更具體地說(shuō)，如圖6A和6B所示，例如，當(dāng)可動(dòng)體3在平面圖中 沿順時(shí)針?lè)较?例如，沿6A中箭頭的方向)旋轉(zhuǎn)時(shí)，控制器5控制驅(qū)動(dòng) 器IC6使相對(duì)于每個(gè)液滴4而言被施加第一電位的驅(qū)動(dòng)電極11沿合適 的方向移動(dòng)。相對(duì)于位于左前位置處(即，位于圖6A的左下位置處)的 液滴4而言被施加第一電位的驅(qū)動(dòng)電極11朝后方(即，圖6A中的頂部) 移動(dòng)，相對(duì)于位于左后位置處(即，位于圖6A的左上位置處)的液滴4 而言被施加第一電位的驅(qū)動(dòng)電極11朝右移動(dòng)，相對(duì)于位于右前位置處 (即，位于圖6A的右下位置處)的液滴4而言被施加第一電位的驅(qū)動(dòng)電極11朝左移動(dòng)，而相對(duì)于位于右后位置處(即，位于圖6A中的右上方) 的液滴4而言被施加第一電位的驅(qū)動(dòng)電極11朝前方移動(dòng)。因此，絕緣 層12的接觸表面的抗液性降低的區(qū)域(即，液滴4接觸的區(qū)域)在絕緣 層12的表面上沿具有可動(dòng)體3的重心P1的圓Cl在順時(shí)針?lè)较蛏弦苿?dòng)。 根據(jù)該條件，液滴4沿圓C1移動(dòng)。因此，驅(qū)動(dòng)力從附著于可動(dòng)體3的 液滴4施加在可動(dòng)體3上，以便可動(dòng)體3沿圓Cl在順時(shí)針?lè)较蛏闲D(zhuǎn)。 在圖6B中，在旋轉(zhuǎn)之前的可動(dòng)體3由虛線指示，而在旋轉(zhuǎn)之后的可動(dòng) 體3由實(shí)線指示。通過(guò)將由驅(qū)動(dòng)器IC6施加第一電位的驅(qū)動(dòng)電極11沿具有可動(dòng)體3 的重心Pl的圓Cl向與上述方向相反的方向移動(dòng)，可動(dòng)體3可通過(guò)液 滴4沿圓Cl在逆時(shí)針?lè)较蛏系倪\(yùn)動(dòng)而沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。在該說(shuō)明性實(shí)施方案中，驅(qū)動(dòng)器IC6相對(duì)于每個(gè)液滴4同時(shí)將第 一電位施加到若干驅(qū)動(dòng)電極11。因此，當(dāng)可動(dòng)體3處于基準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)， 驅(qū)動(dòng)器IC6相對(duì)于每個(gè)液滴4而言同時(shí)將第一電位施加到四個(gè)驅(qū)動(dòng)電 極ll。因此，當(dāng)處于基準(zhǔn)狀態(tài)的可動(dòng)體3平行于固定體2移動(dòng)或相對(duì) 于固定體2旋轉(zhuǎn)時(shí)，被施加第一電位的驅(qū)動(dòng)電極11沿希望液滴4移動(dòng) 的方向移動(dòng)一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極11。通過(guò)該結(jié)構(gòu)，相對(duì)于每個(gè)液滴4而言， 可總是存在電位保持在第一電位的一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極11。結(jié)果，在 液滴4移動(dòng)的同時(shí)，因?yàn)榻^緣層12表面抗液性的降低，所以在絕緣層 12的表面上存在液滴4可穩(wěn)定地停留的區(qū)域，從而可以使液滴4的行 為穩(wěn)定并且液滴4可平滑地移動(dòng)。當(dāng)處于圖1A所示基準(zhǔn)狀態(tài)的可動(dòng)體3可朝著或離開(kāi)固定體2例如 相對(duì)于固定體2上下移動(dòng)時(shí)，控制器5控制驅(qū)動(dòng)器IC6增加或減少相 同數(shù)量的相對(duì)于每個(gè)液滴4而言被施加第一電位的驅(qū)動(dòng)電極11，從而 以與相對(duì)于每個(gè)液滴4而言相同的量增大或減小在每個(gè)液滴4和絕緣 層12表面之間的接觸面積。
例如，當(dāng)可動(dòng)體3朝著固定體2例如相對(duì)于固定體2向下移動(dòng)時(shí)，如圖7A和7B所示，除了當(dāng)可動(dòng)體3處于基準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)相對(duì)于每個(gè)液滴 4而言當(dāng)前被施加第一電位的四個(gè)驅(qū)動(dòng)電極11之外，對(duì)在相對(duì)于每個(gè) 液滴4而言當(dāng)前被施加第一電位的四個(gè)驅(qū)動(dòng)電極11的右邊和左邊的相 鄰布置的另外四個(gè)驅(qū)動(dòng)電極11施加第一電位。因此，相對(duì)于每個(gè)液滴 4而言當(dāng)前被施加第一電位的驅(qū)動(dòng)電極11的總數(shù)變成八個(gè)驅(qū)動(dòng)電極11。 因此，在絕緣層12的接觸表面上抗液性降低的區(qū)域中的每個(gè)區(qū)域以驅(qū) 動(dòng)電極11的增加數(shù)為量展開(kāi)。根據(jù)該條件，液滴4在絕緣層12的接 觸表面上擴(kuò)散以增加在每個(gè)液滴4和絕緣層12之間的接觸面積。因此， 減小了每個(gè)液滴4的至少一個(gè)尺寸。相對(duì)于每個(gè)液滴4而言被施加第 一電位的驅(qū)動(dòng)電極11的總數(shù)增加到八個(gè)驅(qū)動(dòng)電極11，使得液滴4的減 小的尺寸彼此相等，并且可動(dòng)體3在維持與固定體2的第一表面平行 的水平姿態(tài)的同時(shí)通過(guò)液滴4的表面張力和重量朝著固定體2例如相 對(duì)于固定體2向下移動(dòng)。在圖7B中，在下降之前的可動(dòng)體3由虛線指 示，而在下降之后的可動(dòng)體3由實(shí)線指示。當(dāng)控制器5控制驅(qū)動(dòng)器IC6減少相對(duì)于每個(gè)液滴4而言被施加第 一電位的驅(qū)動(dòng)電極11的總數(shù)時(shí)，在每個(gè)液滴4和絕緣層12之間的接 觸面積均勻地減小，并且四個(gè)液滴4的至少一個(gè)尺寸均勻地增加。因 此，液滴4推壓可動(dòng)體3離開(kāi)固定體2，以便可動(dòng)體3在保持與固定體 2的第一表面平行的水平姿態(tài)的同時(shí)移動(dòng)離開(kāi)固定體2例如相對(duì)于固定 體2向上移動(dòng)。在以上描述中，相對(duì)于每個(gè)液滴4而言被施加驅(qū)動(dòng)電位的驅(qū)動(dòng)電 極11的總數(shù)相對(duì)于左右方向增加或減少，但可相對(duì)于前后方向或者進(jìn) 一步同時(shí)相對(duì)于左右方向和前后方向增加或減少。當(dāng)處于圖1A所示基準(zhǔn)狀態(tài)的可動(dòng)體3相對(duì)于固定體2傾斜時(shí)，控 制器5控制驅(qū)動(dòng)器IC6改變?cè)谒膫€(gè)液滴4之中被施加第一電位的驅(qū)動(dòng)
電極ll的總數(shù)，以增加一些區(qū)域的內(nèi)容并減少其它區(qū)域的內(nèi)容，所述 一些區(qū)域設(shè)置在絕緣層12的表面上，并且一些液滴4接觸所述一些區(qū) 域，所述其它區(qū)域設(shè)置在絕緣層12的表面上，并且其余的液滴4接觸 所述其它區(qū)域。例如，如圖8A和8B所示，在相對(duì)于最左邊兩個(gè)液滴4中的每個(gè) 液滴4而言驅(qū)動(dòng)電極11的總數(shù)不改變(例如，四個(gè)驅(qū)動(dòng)電極ll)的同時(shí)， 相對(duì)于最右邊兩個(gè)液滴4中的每個(gè)液滴4而言被施加第一電位的驅(qū)動(dòng) 電極11的總數(shù)增加至八個(gè)驅(qū)動(dòng)電極11。通過(guò)該結(jié)構(gòu)，在每個(gè)最右邊液 滴4和絕緣層12之間的接觸面積增加，以便最右邊液'滴4的至少一個(gè) 尺寸減小。因此，可動(dòng)體3的接觸最右邊液滴4的右邊部分朝著固定 體2移動(dòng)，從而在可動(dòng)體3的右邊部分比它的左邊部分靠近固定體2 的情況下可動(dòng)體3相對(duì)于固定體2傾斜。在圖8B中，在傾斜之前的可 動(dòng)體3由虛線指示，而在傾斜之后的可動(dòng)體3由實(shí)線指示。相對(duì)于最右邊兩個(gè)液滴4中的每個(gè)液滴4而言被施加第一電位的 驅(qū)動(dòng)電極11的總數(shù)可減少至兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電極11。在該情況下，可動(dòng)體3 的右邊部分移動(dòng)離開(kāi)固定體2，例如向上移動(dòng)，以便可動(dòng)體3在它的右 邊部分比它的左邊部分偏移遠(yuǎn)離固定體2的情況下相對(duì)于固定體2傾 斜。相對(duì)于最左邊兩個(gè)液滴4中的每個(gè)液滴4而言被施加第一電位的 驅(qū)動(dòng)電極11的總數(shù)可減少至兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電極11，而相對(duì)于最右邊兩個(gè)液 滴4中的每個(gè)液滴4而言的驅(qū)動(dòng)電極11的總數(shù)可增加至八個(gè)驅(qū)動(dòng)電極 11。在該情況下，可動(dòng)體3在它的右邊部分比它的左邊部分偏移遠(yuǎn)離 固定體2的情況下相對(duì)于固定體2傾斜。另外，可動(dòng)體3的傾斜量可 大于上述傾斜情形中的傾斜量?？蓜?dòng)體3可相對(duì)于固定體2朝前或朝后傾斜，由此在最前面兩個(gè) 液滴4和最后面兩個(gè)液滴4之間在液滴4的尺寸方面出現(xiàn)差異?？蓜?dòng) 體3可相對(duì)于其對(duì)角軸線中的一個(gè)對(duì)角軸線傾斜。因此，控制器5控 制驅(qū)動(dòng)器IC6改變相對(duì)于每個(gè)液滴4而言被施加第一電位的驅(qū)動(dòng)電極11的總數(shù)，使得沿可動(dòng)體3的對(duì)角軸線中的一根對(duì)角軸線定位的每個(gè) 液滴4的至少一個(gè)尺寸(該尺寸被稱為"基準(zhǔn)尺寸")變成彼此相等，其 余液滴4中的一個(gè)液滴4的尺寸比基準(zhǔn)尺寸大例如高，而其余液滴中 的另一個(gè)液滴4的尺寸比基準(zhǔn)尺寸小例如低。然后可動(dòng)體3可傾斜， 使得該可動(dòng)體3的在其對(duì)角軸線中的一根對(duì)角軸線的兩側(cè)上的兩個(gè)角 部位于比可動(dòng)體3的重心的水平大例如高的位置，并位于比可動(dòng)體3 的重心的水平小例如低的位置。從可動(dòng)體3的運(yùn)動(dòng)例如上下運(yùn)動(dòng)、和傾斜的描述顯而易見(jiàn)，在第 一實(shí)施方案的促動(dòng)器1中，四個(gè)液滴4特別設(shè)置在固定體2的絕緣層 12和可動(dòng)體3之間。因此，可動(dòng)體3可離開(kāi)和朝著固定體2移動(dòng)，或 可相對(duì)于固定體2傾斜，由此改變?cè)诿總€(gè)液滴4和絕緣層12之間的接 觸面積以改變?cè)O(shè)置于可動(dòng)體3和絕緣層12之間的液滴4的尺寸。在第一實(shí)施方案中，已描述了可動(dòng)體3相對(duì)于固定體2的基本運(yùn) 動(dòng)的四種模式(例如，平行移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、上下運(yùn)動(dòng)、和傾斜)。然而，控 制器5可控制驅(qū)動(dòng)器IC6同時(shí)執(zhí)行四種基本運(yùn)動(dòng)中的兩種或更多種不 同運(yùn)動(dòng)，以便可動(dòng)體3可以以更復(fù)雜的方式運(yùn)動(dòng)。例如，可動(dòng)體3可 在與固定體2的第一表面平行地移動(dòng)的同時(shí)相對(duì)于固定體2傾斜，或 可在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)離開(kāi)或朝著固定體2移動(dòng)例如相對(duì)于固定體2向上或 向下移動(dòng)?，F(xiàn)在說(shuō)明促動(dòng)器1的實(shí)例，其中可動(dòng)體3(在可動(dòng)體3相對(duì)于固定 體2的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中)特別地平行于固定體2移動(dòng)。 可動(dòng)體鋁合金板(長(zhǎng)度；lmm，寬度；lmm，厚度；200pm) 液滴的表面張力45mN/m 可動(dòng)體的親液區(qū)域的直徑3(Him (驅(qū)動(dòng)電極的一側(cè)的長(zhǎng)度18pm) 例如，親液區(qū)域21的周長(zhǎng)通過(guò)30xl0—6x7r=9.4xl0—Sm獲得。液滴 4作用在可動(dòng)體3上的力通過(guò)9.4xl0—Sm(周長(zhǎng))x45xl0—SN/m(液滴的表面 張力)-4.2xl0—SN獲得。因此，四個(gè)液滴4作用在可動(dòng)體3上的力通過(guò) 4.2x10—SNx4(液滴的數(shù)量)-16.^N獲得?？蓜?dòng)體3的質(zhì)量為大約 0.6mg(重量0.6xl0_3x9.8=5.88^iN)。因此，四個(gè)液滴4作用在可動(dòng)體3 上的力充分大于可動(dòng)體3的重量，以允許可動(dòng)體3平行于固定體2移 動(dòng)。根據(jù)第一實(shí)施方案的促動(dòng)器1，可實(shí)現(xiàn)以下效果。所述多個(gè)驅(qū)動(dòng) 電極11在被布置在固定體2的基底10的第一表面上的同時(shí)被絕緣層 12覆蓋且被驅(qū)動(dòng)器IC6施加有第一電位或第二電位。附著于可動(dòng)體3 的四個(gè)液滴4在接觸絕緣層12的表面的同時(shí)設(shè)置于絕緣層12的表面 上。因此，改變?cè)诿總€(gè)液滴4和絕緣層12之間的接觸部、以及與每個(gè) 液滴4在絕緣層12上接觸的接觸面積中的至少一個(gè)，以實(shí)現(xiàn)可動(dòng)體3 相對(duì)于固定體2的各種相對(duì)運(yùn)動(dòng)(例如，平行移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、上下運(yùn)動(dòng)、 和傾斜)，由此控制器5控制驅(qū)動(dòng)器IC6適當(dāng)?shù)馗淖儽皇┘拥谝浑娢坏?驅(qū)動(dòng)電極ll的總數(shù)。因此，促動(dòng)器l包括在它的運(yùn)動(dòng)方面具有增強(qiáng)的 靈活度的可動(dòng)體3。通過(guò)電潤(rùn)濕的應(yīng)用，可動(dòng)體3可通過(guò)包括驅(qū)動(dòng)電極11、絕緣層12、 和液滴4的結(jié)構(gòu)相對(duì)于固定體2移動(dòng)。因此，可減小促動(dòng)器l的尺寸， 并且促動(dòng)器1可用比采用馬達(dá)或壓電促動(dòng)器的促動(dòng)器小的電力消耗驅(qū) 動(dòng)可動(dòng)體3。因?yàn)榭蓜?dòng)體3的電位可保持在恒定電位(例如，地電位)，所以附著 于可動(dòng)體3的液滴4的電位也可大致保持在地電位。因此，可減小或 最小化由于液滴4中的電位波動(dòng)所引起的在驅(qū)動(dòng)電極11和液滴4之間 的電位差的變化，并且可穩(wěn)定可動(dòng)體3的運(yùn)動(dòng)。因此，可增強(qiáng)促動(dòng)器l 操作的可靠性。
此外，四個(gè)液滴4可設(shè)置在固定體2的絕緣層12和可動(dòng)體3之間。因此，可動(dòng)體3可移動(dòng)離開(kāi)固定體2或朝著固定體2移動(dòng)，例如相對(duì) 于固定體2上下移動(dòng)，或者可相對(duì)于固定體2傾斜，由此改變?cè)诿總€(gè) 液滴4和絕緣層12之間的接觸面積，以改變?cè)O(shè)置在可動(dòng)體3和絕緣層 12之間的每個(gè)液滴4的所述至少一個(gè)尺寸。此外，可動(dòng)體3可由固定 體2的絕緣層12之間的四個(gè)液滴4例如從下方支撐，從而當(dāng)可動(dòng)體3 相對(duì)于固定體2移動(dòng)(尤其是平行移動(dòng)和旋轉(zhuǎn))時(shí)在可動(dòng)體3和固定體2 之間很少或不出現(xiàn)接觸摩擦。因此，可動(dòng)體3可由減小的驅(qū)動(dòng)力(例如， 具有較小電力消耗的驅(qū)動(dòng)力)驅(qū)動(dòng)。因?yàn)樵诳蓜?dòng)體3和固定體2之間存 在四個(gè)液滴4，所以可動(dòng)體3和固定體2不直接接觸。因此，當(dāng)可動(dòng)體 3相對(duì)于固定體2移動(dòng)時(shí)不出現(xiàn)噪音。接著，描述第一實(shí)施例的變體，其中相同的零部件由相同的附圖 標(biāo)記表示以避免重復(fù)說(shuō)明。構(gòu)造成將液滴附著于可動(dòng)體的下表面的保持裝置不局限于包括親液區(qū)域和圍繞所述親液區(qū)域的抗液區(qū)域(例如，抗液層)的上述裝置。也 可采用具有不同結(jié)構(gòu)的各種保持裝置。例如，如圖9A、 9B和IO所示，可動(dòng)體3A在可動(dòng)體3A的四個(gè) 角部附近的相應(yīng)位置處的可動(dòng)體3A的第二表面例如下表面中形成有 四個(gè)圓形凹進(jìn)部30。四個(gè)液滴4相對(duì)于相應(yīng)凹進(jìn)部30的內(nèi)部部分的潤(rùn) 濕角可小于90度(即，第一變體)。在第一變體中，如圖10所示，液滴 4可通過(guò)毛細(xì)管作用被拉進(jìn)相應(yīng)的凹進(jìn)部30中，并由此附著于可動(dòng)體 3A。類似于第一實(shí)施方案，除了在四個(gè)凹進(jìn)部30中之外，可以在可動(dòng) 體3A的第二表面上形成具有比可動(dòng)體3A的表面大的抗液性的抗液層 20(見(jiàn)圖1B)。通過(guò)該結(jié)構(gòu)，可確實(shí)地控制液滴4的運(yùn)動(dòng)，使得液滴4 不從相應(yīng)的凹進(jìn)部30流出。
如圖11A和11B所示，可動(dòng)體3B可包括四個(gè)粗糙部32，每個(gè)粗 糙部32在平面圖中具有大致圓形形狀，并且光滑部33具有比粗糙部 32的表面粗糙度小的表面粗糙度。四個(gè)粗糙部32可在可動(dòng)體3B的第 二表面上設(shè)置在可動(dòng)體3B的四個(gè)角部附近的相應(yīng)位置處。光滑部33 可在可動(dòng)體3B的第二表面上設(shè)置在除了粗糙部32的區(qū)域以外的區(qū)域 處，以圍繞粗糙部32(即，第二變體)。粗糙部32可設(shè)置成使得四個(gè)液 滴4相對(duì)于粗糙部32的潤(rùn)濕角可小于90度。因此，液滴4可被拉到 相應(yīng)的粗糙部32中，使得粗糙部32具有與液滴4相對(duì)于絕緣層12的 潤(rùn)濕角局部減小的親液區(qū)域大致相同的功能。另外，粗糙部32可由具 有比粗糙部32的表面粗糙度小的表面粗糙度和比粗糙部32的抗液性 大的抗液性的光滑部33圍繞。因此，可控制附著于相應(yīng)粗糙部32的 液滴4的運(yùn)動(dòng)，使得液滴4不流出粗糙部32。因此，液滴4在粗糙部 32處保持附著于可動(dòng)體3B。如圖12A和12B所示，可動(dòng)體3C可包括四個(gè)光滑部34，每個(gè)光 滑部34在平面圖中具有大致圓形形狀，并且粗糙部35具有比光滑部 34的表面粗糙度大的表面粗糙度。四個(gè)光滑部34可在可動(dòng)體3C的第 二表面上設(shè)置在可動(dòng)體3C的四個(gè)角部附近的相應(yīng)位置處。粗糙部35 可在可動(dòng)體3C的第二表面上設(shè)置在除了光滑部34的區(qū)域以外的區(qū)域， 以圍繞光滑部34(即，第三變體)。粗糙部35可設(shè)置成使得四個(gè)液滴4 相對(duì)于粗糙部35的潤(rùn)濕角可大于或等于卯度。因此，液滴4不可被 拉到相應(yīng)的粗糙部35中。粗糙部35可具有非常大的抗液性，使得液 滴4接觸粗糙部35的凸起的末端。因此，相對(duì)于粗糙部35的抗液性 而言減小光滑部34的抗液性，以便液滴4附著于相應(yīng)的光滑部34。另 外，光滑部34由具有非常大的抗液性的粗糙部35圍繞。因此，控制 附著于相應(yīng)光滑部34的液滴4的運(yùn)動(dòng)，使得液滴4不流出光滑部34。 因此，液滴4在光滑部34處保持附著于可動(dòng)體3C。對(duì)于在可動(dòng)體上施加其移動(dòng)力的液滴而言，可使用不蒸發(fā)的非揮 發(fā)性液體例如離子液體(上述)，或者可使用通過(guò)減少或防止揮發(fā)性液滴
蒸發(fā)的某種方法包含作為主要成分的水的揮發(fā)性液體。例如，如圖13 所示，揮發(fā)性液滴4中的每個(gè)液滴可涂布有由非揮發(fā)性液體制成的薄 膜40(g口，第四變體)?？蛇x擇地，如圖14所示，在固定體2和可動(dòng)體3之間的間隙可填充有非揮發(fā)性液體41，并且揮發(fā)性液滴4可在非揮 發(fā)性液體41中移動(dòng)或可以改變它們的尺寸(即，第五變體)。采用該結(jié) 構(gòu)，可減小或最小化揮發(fā)性液滴4的蒸發(fā)。因此，可長(zhǎng)期使用促動(dòng)器。支撐構(gòu)件可設(shè)置在固定體的絕緣層和可動(dòng)體之間，以便在支撐可 動(dòng)體的同時(shí)在絕緣層上自由地滾動(dòng)(即，第六變體)。例如，如圖15A和 15B所示，四個(gè)球50可設(shè)置作為在絕緣層12和可動(dòng)體3之間的支撐構(gòu) 件，以便在與絕緣層12及可動(dòng)體3接觸的同時(shí)在絕緣層12的表面上 自由地滾動(dòng)。四個(gè)球50可構(gòu)造成當(dāng)可動(dòng)體3平行于固定體2移動(dòng)或 可相對(duì)于固定體2旋轉(zhuǎn)時(shí)，四個(gè)球50在固定體2上例如從下方支撐可 動(dòng)體3的同時(shí)在絕緣層12的表面上滾動(dòng)。代替四個(gè)球50，可以將沿一 個(gè)方向延伸的圓柱輥設(shè)置在絕緣層12和可動(dòng)體3之間作為支撐構(gòu)件。根據(jù)第一實(shí)施方案的促動(dòng)器構(gòu)造成使可動(dòng)體與涂布在固定體上的 絕緣層的表面平行地沿期望的方向(例如，四個(gè)方向(前/后、左/右)和傾 斜方向)移動(dòng)。該促動(dòng)器可尤其構(gòu)造成使可動(dòng)體平行于固定體沿預(yù)定的 方向移動(dòng)(例如，第七變體)。例如，如圖16A和16B所示，固定體2G可包括基底IOG，該 基底10G為沿一個(gè)方向拉長(zhǎng)的大致矩形板件；多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極IIG，所 述多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極11G在基底10G的第一表面例如上表面上沿基底10G 的縱向方向(即，沿圖16A中的左右方向)布置成行；和絕緣層12G，該 絕緣層12G設(shè)置于基底10G的第一表面上以覆蓋所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極 IIG?？蓜?dòng)體3G可以是沿基底10G的縱向方向拉長(zhǎng)的板件。除了設(shè)置 于可動(dòng)體3G的沿它的縱向方向的兩個(gè)側(cè)部上的兩個(gè)區(qū)域以外，可動(dòng)體 3G在其大致整個(gè)第二表面例如下表面上包括抗液層20G。沒(méi)有形成抗液層20G的所述兩個(gè)區(qū)域用作親液區(qū)域21G,該親液區(qū)域21G具有比 圍繞親液區(qū)域21G的區(qū)域的抗液性小的抗液性。兩個(gè)液滴4設(shè)置于固定體2G的絕緣層12G和可動(dòng)體3G之間。液 滴4在接觸絕緣層12G的表面的同時(shí)附著于設(shè)置在可動(dòng)體3G的第二表 面處的親液區(qū)域21G?？刂破?控制驅(qū)動(dòng)器IC6使被施加第一電位的驅(qū)動(dòng)電極11G沿驅(qū) 動(dòng)電極11G的方向移動(dòng)，以改變液滴4中的每個(gè)液滴4的接觸絕緣層 12G的接觸部。通過(guò)該結(jié)構(gòu)，兩個(gè)液滴4沿驅(qū)動(dòng)電極11G的方向移動(dòng)， 以便可動(dòng)體3G沿著固定體2G的縱向方向平行于固定體2G移動(dòng)。促動(dòng)器可尤其構(gòu)造成沿著預(yù)定的周向方向旋轉(zhuǎn)可動(dòng)體(即，第八變 體)。例如，如圖17A和17B所示，固定體2H可包括大致圓形的板 基底10H;多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極11H，所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極IIH具有扇形形狀； 和絕緣層12H。所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極IIH沿著基底10H的周長(zhǎng)位于基底 IOH的第一表面例如上表面上，以限定圓。絕緣層12H設(shè)置于基底10H 的第一表面上以覆蓋所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極IIH。可動(dòng)體3H可以是與固定體2H相對(duì)設(shè)置成與固定體2H的基底10H 同心的大致盤(pán)形構(gòu)件。除了以規(guī)則間隔設(shè)置在可動(dòng)體3H的周邊區(qū)域中 的三個(gè)扇形區(qū)域以外，抗液層20H可設(shè)置在可動(dòng)體3H的大致整個(gè)第二 表面例如下表面上。沒(méi)有設(shè)置抗液層20H的這三個(gè)扇形區(qū)域用作親液 區(qū)域21H,該親液區(qū)域21H具有比圍繞親液區(qū)域21H的區(qū)域的抗液性 小的抗液性。三個(gè)液滴4可設(shè)置在涂布于固定體2H上的絕緣層12H和可動(dòng)體 3H之間。液滴4附著于設(shè)置在可動(dòng)體3H的第二表面上的相應(yīng)親液區(qū) 域21H，這些液滴4接觸絕緣層12H的表面。液滴4以規(guī)則的間隔在
圍繞由環(huán)狀布置于固定體2H上的所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極11H限定的圓的周 向方向上布置?？刂破?控制驅(qū)動(dòng)器IC6使驅(qū)動(dòng)電極IIH沿周向方向移動(dòng)，以改 變?cè)谝旱?中的每個(gè)液滴4和絕緣層12H之間的接觸部。通過(guò)該結(jié)構(gòu)， 三個(gè)液滴4在維持三個(gè)液滴4之間的間隔的同時(shí)沿該周向方向移動(dòng)。 因此，盤(pán)形可動(dòng)構(gòu)件3H可相對(duì)于固定體2H旋轉(zhuǎn)。,根據(jù)第八變體，與矩形驅(qū)動(dòng)電極11在固定體2上布置成矩陣的情 形相比較(見(jiàn)圖6A和6B)，液滴4可更精確地沿該周向方向旋轉(zhuǎn)。因此， 可動(dòng)體3H可在它的中心位置不移位的情況下相對(duì)于固定體2H旋轉(zhuǎn)。 因?yàn)槿齻€(gè)液滴4在維持三個(gè)液滴4之間的間隔的同時(shí)移動(dòng)，所以可動(dòng) 體3H可在由液滴4穩(wěn)定地支撐的同時(shí)旋轉(zhuǎn)。固定體可以不一定具有平坦的第一表面例如上表面。例如，如圖 18所示，基底IOI可具有彎曲的第一表面，并且多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極lll可設(shè) 置于基底10I的彎曲的第一表面上(S卩，第九變體)。在該情況下，隨著 設(shè)置于固定體21和可動(dòng)體31之間的液滴4的運(yùn)動(dòng)，可動(dòng)體31沿固定 體2I的彎曲的第一表面平行于固定體2I移動(dòng)?？梢詢?yōu)選的是液滴4 附著的可動(dòng)體31的第二表面例如下表面具有與固定體21的第一表面 (即，絕緣層12I的表面)大致相同的曲率，以便使液滴4的不穩(wěn)定行為 例如由于在可動(dòng)體31的平行移動(dòng)期間在可動(dòng)體31和固定體21之間距 離的變化而引起的液滴4的尺寸波動(dòng)最小化。固定體可以是圓柱形構(gòu)件，該圓柱形構(gòu)件在它的內(nèi)表面處具有多 個(gè)驅(qū)動(dòng)電極和絕緣層?？蓜?dòng)體可設(shè)置在圓柱形固定體內(nèi)部。多個(gè)液滴 可介于固定體的內(nèi)表面和可動(dòng)體的外表面之間?？蓜?dòng)體的整個(gè)本體可以不一定保持在恒定電位(例如，地電位)。如 果可動(dòng)體的被液滴附著的至少一部分保持在恒定電位，則液滴可保持 在恒定電位。因此，可動(dòng)體的整個(gè)本體可以不一定由導(dǎo)電材料例如金 屬材料制成。例如，可動(dòng)體可包括由絕緣材料制成的基部和形成在該 基部的第二表面例如下表面上的導(dǎo)電層。在該情況下，液滴附著的導(dǎo) 電層可保持在恒定電位。驅(qū)動(dòng)器IC對(duì)驅(qū)動(dòng)電極施加的兩個(gè)不同電位中的一個(gè)電位可以不一定是地電位。驅(qū)動(dòng)器ic可構(gòu)造成在與地電位不同的兩種電位(例如，第一電位和第二電位)之間切換所施加的電位，以改變絕緣層表面的抗 液性。然而，確定施加到驅(qū)動(dòng)電極以降低絕緣層表面的抗液性的第一 電位，使得相對(duì)于液滴電位(例如，地電位)的電位差的絕對(duì)值比施加到 驅(qū)動(dòng)電極以維持絕緣層表面的較大抗液性的第二電位大。驅(qū)動(dòng)器IC可構(gòu)造成選擇性地對(duì)驅(qū)動(dòng)電極施加三個(gè)或更多不同的 電位。在該情況下，與根據(jù)第一實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)相比較，絕緣層表面 的抗液性可以在更詳細(xì)的水平中變化。所述多個(gè)液滴可以不一定設(shè)置于固定體和可動(dòng)體之間。如果單個(gè) 液滴能夠穩(wěn)定地支撐可動(dòng)體并且具有使可動(dòng)體相對(duì)于固定體移動(dòng)的驅(qū) 動(dòng)力，則液體構(gòu)件可以是設(shè)置于固定體和可動(dòng)體之間的單個(gè)液滴。參考圖19A至22B描述本發(fā)明的第二實(shí)施方案。在第一實(shí)施方案中，四個(gè)液滴附著于可動(dòng)體的第二表面(例如，可動(dòng)體的面對(duì)絕緣層的表面)。見(jiàn)圖1A和1B。在根據(jù)第二實(shí)施方案的促動(dòng)器61中，液滴附 著于可動(dòng)體的側(cè)表面(例如，與絕緣層的表面垂直地延伸的表面)。在下文中，根據(jù)第二實(shí)施方案作出說(shuō)明，其中相同的零部件由與第一實(shí)施 方案相同的附圖標(biāo)記指示，以避免重復(fù)說(shuō)明。 如圖19A和19B所示，具有與第一實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)大致相同結(jié)構(gòu) 的固定體2包括基底10;多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極ll;和絕緣層12。所述多個(gè) 驅(qū)動(dòng)電極11電連接到驅(qū)動(dòng)器IC6。所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極11構(gòu)造成從驅(qū)動(dòng) 器IC6接收第一電位或第二電位中的一個(gè)電位?？蓜?dòng)體63是大致矩形的板件。如圖20A所示，可動(dòng)體63在每一 側(cè)(例如，左側(cè)和右側(cè))形成有兩個(gè)凹進(jìn)部70;因此，可動(dòng)體63具有形 成在其中的總共四個(gè)凹進(jìn)部70。除凹進(jìn)部70以外，抗液層71可設(shè)置 在可動(dòng)體63的整個(gè)下表面和側(cè)表面上?？蓜?dòng)體63的涂布有抗液層71 的區(qū)域的抗液性大于可動(dòng)體63的初始表面的抗液性。因此，凹進(jìn)部70 的內(nèi)表面用作親液區(qū)域72，相對(duì)于圍繞親液區(qū)域72的區(qū)域而言，在該 親液區(qū)域72中抗液性被降低。因此，設(shè)置在固定體2的絕緣層12上 的四個(gè)液滴4被拉進(jìn)相應(yīng)的凹進(jìn)部70，從而通過(guò)圍繞凹進(jìn)部70設(shè)置的 抗液區(qū)域減小或最小化液滴4相對(duì)于可動(dòng)體63的移位，使得液滴4不 流出相應(yīng)的凹進(jìn)部70?？蓜?dòng)體63可從固定體2的絕緣層12的表面移位?？蓜?dòng)體63也可 以由四個(gè)支撐構(gòu)件例如球80支撐，所述四個(gè)支撐構(gòu)件設(shè)置在絕緣層12 和可動(dòng)體63之間，以在接觸絕緣層12和可動(dòng)體63的同時(shí)自由地滾動(dòng)。 當(dāng)可動(dòng)體63相對(duì)于固定體2移動(dòng)(例如，平行移動(dòng)或旋轉(zhuǎn))時(shí)，四個(gè)球 80在絕緣層12和可動(dòng)體63的第二表面上滾動(dòng)。因此，在可動(dòng)體63和 固定體2之間產(chǎn)生的摩擦減小，從而可動(dòng)體63可平穩(wěn)地移動(dòng)。在根據(jù)第二實(shí)施方案的促動(dòng)器61中，液滴4附著于可動(dòng)體63的 側(cè)表面。采用該結(jié)構(gòu)，當(dāng)改變絕緣層12表面的抗液性以使液滴4沿著 絕緣層12的表面移動(dòng)時(shí)，液滴4的驅(qū)動(dòng)力直接作用在可動(dòng)體63上。 因此，與根據(jù)將液滴4設(shè)置在固定體2和可動(dòng)體3之間的第一實(shí)施方 案的促動(dòng)器1相比較，促動(dòng)器61更適于可動(dòng)體3相對(duì)于固定體2的平 行移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。如圖21A和21B所示，當(dāng)可動(dòng)體63平行于固定體2移動(dòng)時(shí)，控 制器5控制驅(qū)動(dòng)器IC6同時(shí)降低絕緣層12表面上四個(gè)區(qū)域的抗液性。 相對(duì)于預(yù)定方向(例如，圖21A中的向右方向)而言，絕緣層12表面上 的四個(gè)區(qū)域與四個(gè)液滴4在絕緣層12的表面上當(dāng)前接觸的相應(yīng)區(qū)域相 鄰。然后四個(gè)液滴4中的每個(gè)液滴4可同時(shí)沿該預(yù)定方向移動(dòng)。此時(shí)，液滴4的驅(qū)動(dòng)力直接作用在可動(dòng)體63的側(cè)表面上，從而可動(dòng)體63沿 該預(yù)定方向平行于固定體2移動(dòng)。如圖22A和22B所示，當(dāng)可動(dòng)體63相對(duì)于固定體2旋轉(zhuǎn)時(shí)，控 制器5控制驅(qū)動(dòng)器IC6同時(shí)降低絕緣層12表面上四個(gè)區(qū)域的抗液性。 相對(duì)于繞與可動(dòng)體63的重心P2共用中心的圓的周向方向(例如，沿圖 22A中由雙點(diǎn)劃線指示的與重心P2共用中心的圓C2的方向)而言，絕 緣層12表面上的四個(gè)區(qū)域與四個(gè)液滴4在絕緣層12表面上當(dāng)前接觸 的相應(yīng)區(qū)域相鄰。然后四個(gè)液滴4中的每個(gè)液滴4可同時(shí)沿周向方向 移動(dòng)。此時(shí)，液滴4的驅(qū)動(dòng)力直接作用在可動(dòng)體63的側(cè)表面上，以便 可動(dòng)體63繞它的重心P2旋轉(zhuǎn)。如上所述，當(dāng)液滴4在絕緣層12的表面上移動(dòng)時(shí)，液滴4的驅(qū)動(dòng) 力直接作用在可動(dòng)體63的表面上，以便可動(dòng)體63平行于固定體2移 動(dòng)或相對(duì)于固定體2旋轉(zhuǎn)。因此，可動(dòng)體63可相對(duì)于固定體2有效地 移動(dòng)。因此，即使當(dāng)在第一電位和液滴4的電位之間的電位差減小(例 如，在絕緣層12表面上抗液性的量減小)時(shí)，可動(dòng)體63也可以相對(duì)于 固定體2移動(dòng)。在第二實(shí)施方案中，可動(dòng)體63可從絕緣層12的表面移位，并且 支撐構(gòu)件(例如，四個(gè)球80)可設(shè)置在可動(dòng)體63和絕緣層12之間。即使 當(dāng)由于省略支撐構(gòu)件而可動(dòng)體63可直接接觸絕緣層12的表面時(shí)，可 動(dòng)體63也可以相對(duì)于固定體62移動(dòng)(例如，平行移動(dòng)或旋轉(zhuǎn))。但是， 在該情況下，在可動(dòng)體63和絕緣層12之間可能出現(xiàn)接觸摩擦。因此， 第一電位設(shè)定成使得液滴4的驅(qū)動(dòng)力大于摩擦力，通過(guò)該摩擦力更大 地降低絕緣層12的抗液性。在第二實(shí)施方案中也可采用用于第一實(shí)施方案的上述各種改變和
變型。更具體地說(shuō)，例如，在第二實(shí)施方案中可采用用于將液滴附著 于可動(dòng)體的保持裝置的變化(見(jiàn)圖9A至12B)、用于防止液滴蒸發(fā)的裝置的添加(圖13和14)、或者基底或可動(dòng)體的形狀的改變(圖16A至18)。盡管已結(jié)合各種實(shí)例結(jié)構(gòu)和說(shuō)明性方面描述了這里的特征，但本 領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，可作出上 述結(jié)構(gòu)和方面的其它變體和變型。通過(guò)考慮在此公開(kāi)的這些特征的說(shuō) 明書(shū)或?qū)嵺`，其它結(jié)構(gòu)和方面對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是顯而易見(jiàn)的。 本說(shuō)明書(shū)和描述的實(shí)例意圖是說(shuō)明性的，本發(fā)明的真實(shí)范圍由所附權(quán) 利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種促動(dòng)器，包括固定體，該固定體包括基底；多個(gè)電極，所述多個(gè)電極設(shè)置在該基底的表面上；和絕緣層，該絕緣層設(shè)置在基底的該表面上，并覆蓋所述多個(gè)電極；導(dǎo)電液體構(gòu)件，該液體構(gòu)件設(shè)置在絕緣層的表面上，并接觸絕緣層的該表面；可動(dòng)體，該可動(dòng)體接觸液體構(gòu)件；保持裝置，該保持裝置構(gòu)造成使液體構(gòu)件附著于可動(dòng)體；構(gòu)造成對(duì)所述多個(gè)電極中的每個(gè)電極施加電位的裝置；和控制器，該控制器構(gòu)造成控制該裝置改變施加到所述多個(gè)電極中的每個(gè)電極的電位，以響應(yīng)于施加在所述多個(gè)電極中的每個(gè)電極和液體構(gòu)件之間的電位差而改變絕緣層的抗液性，從而改變?cè)谝后w構(gòu)件和絕緣層之間的接觸部、以及液體構(gòu)件接觸在絕緣層的所述表面上的接觸面積中的至少一個(gè)，以相對(duì)于固定體移動(dòng)可動(dòng)體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的促動(dòng)器，其中所述裝置構(gòu)造成將第一電位或 第二電位施加到所述多個(gè)電極中的每個(gè)電極，并且其中覆蓋所述多個(gè) 電極中的具有第一電位的電極的所述絕緣層的抗液性比覆蓋所述多個(gè) 電極中的具有第二電位的電極的所述絕緣層的抗液性小。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的促動(dòng)器，其中所述控制器通過(guò)同時(shí)對(duì)所述多 個(gè)電極中的多個(gè)相鄰電極施加所述第一電位來(lái)控制所述裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的促動(dòng)器，其中當(dāng)所述多個(gè)電極的被施加所述 第一電位的部分改變時(shí)，所述控制器控制所述裝置繼續(xù)對(duì)所述多個(gè)相 鄰電極中的至少一個(gè)電極施加所述第一電位。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的促動(dòng)器，所述液體構(gòu)件還包括附著于所述可 動(dòng)體的表面的多個(gè)液滴，其中所述多個(gè)液滴設(shè)置在所述絕緣層的所述表面上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的促動(dòng)器，其中所述控制器控制所述裝置同時(shí) 降低所述絕緣層的所述表面上的多個(gè)第一區(qū)域的抗液性，其中所述多 個(gè)第一區(qū)域中的每個(gè)第一區(qū)域與多個(gè)第二區(qū)域中的至少一個(gè)第二區(qū)域 相鄰，所述多個(gè)液滴在所述絕緣層的所述表面上接觸所述多個(gè)第二區(qū) 域，并沿圍繞具有預(yù)定中心的圓的大致周向方向設(shè)置，并且所述多個(gè)液滴響應(yīng)于抗液性的降低沿該周向方向移動(dòng)，使得所述 可動(dòng)體繞所述預(yù)定中心旋轉(zhuǎn)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的促動(dòng)器，其中所述多個(gè)電極中的每個(gè)電極在 平面圖中具有大致扇形形狀，并且所述多個(gè)電極環(huán)狀地設(shè)置在所述基 底上以限定圓。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的促動(dòng)器，其中所述多個(gè)液滴以規(guī)則的間隔沿 圍繞由所述多個(gè)電極限定的所述圓的大致周向方向設(shè)置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5的促動(dòng)器，其中所述控制器控制所述裝置同時(shí) 降低所述絕緣層的所述表面上的多個(gè)第一區(qū)域的抗液性，其中所述多 個(gè)第一區(qū)域中的每個(gè)第一區(qū)域與多個(gè)第二區(qū)域中的至少一個(gè)第二區(qū)域 相鄰，所述多個(gè)液滴在所述絕緣層的所述表面上接觸所述多個(gè)第二區(qū) 域，并沿大致與所述絕緣層的所述表面平行的預(yù)定方向設(shè)置，并且所述多個(gè)液滴響應(yīng)于抗液性的降低沿該預(yù)定方向移動(dòng)，使得所述 可動(dòng)體沿該預(yù)定方向移動(dòng)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5的促動(dòng)器，其中所述控制器控制所述裝置增 大或減小在所述多個(gè)液滴和所述絕緣層的所述表面之間的接觸區(qū)域中的每個(gè)接觸區(qū)域的尺寸，以使所述可動(dòng)體朝著所述固定體移動(dòng)或移動(dòng) 離開(kāi)所述固定體。
11. 根據(jù)權(quán)利要求5的促動(dòng)器，其中所述控制器控制所述裝置增 大或減小所述多個(gè)液滴中的至少一個(gè)液滴在所述絕緣層的所述表面上 附著的區(qū)域的尺寸，以使所述可動(dòng)體相對(duì)于所述固定體傾斜。
12. 根據(jù)權(quán)利要求5的促動(dòng)器，其中所述控制器控制所述裝置增大所述多個(gè)液滴中的至少第一液滴在所述絕緣層的所述表面上附著的 第一區(qū)域的尺寸，并減小所述多個(gè)液滴中的至少第二液滴在所述絕緣 層的所述表面上附著的第二區(qū)域的尺寸，以使所述可動(dòng)體相對(duì)于所述 固定體傾斜。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1的促動(dòng)器，其中所述可動(dòng)體的接觸所述液體構(gòu)件的至少一部分具有恒定電位。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1的促動(dòng)器，所述保持裝置還包括 親液區(qū)域，該親液區(qū)域設(shè)置在所述可動(dòng)體的表面上；和 抗液區(qū)域，該抗液區(qū)域設(shè)置在所述可動(dòng)體的表面上并圍繞親液區(qū)域，其中所述抗液區(qū)域具有比所述親液區(qū)域大的抗液性。
15. 根據(jù)權(quán)利要求l的促動(dòng)器，所述保持裝置還包括形成在所述 可動(dòng)體的表面中的凹進(jìn)部，并且其中所述液體構(gòu)件相對(duì)于該凹進(jìn)部的潤(rùn)濕角小于90度。
16. 根據(jù)權(quán)利要求l的促動(dòng)器，所述保持裝置還包括 粗糙部，該粗糙部設(shè)置在所述可動(dòng)體的表面上；和光滑部，該光滑部設(shè)置在所述可動(dòng)體的表面上并圍繞粗糙部，且 具有比粗糙部的表面粗糙度小的表面粗糙度，其中所述液體構(gòu)件相對(duì)于粗糙部的潤(rùn)濕角小于90度。
17. 根據(jù)權(quán)利要求l的促動(dòng)器，所述保持裝置還包括 光滑部，該光滑部設(shè)置在所述可動(dòng)體的表面上；和粗糙部，該粗糙部設(shè)置在所述可動(dòng)體的表面上并圍繞該光滑部， 且具有比光滑部的表面粗糙度大的表面粗糙度，其中所述液體構(gòu)件相對(duì)于粗糙部的潤(rùn)濕角大于或等于90度。
18. 根據(jù)權(quán)利要求l的促動(dòng)器，其中所述基底具有彎曲表面。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1的促動(dòng)器，其中所述可動(dòng)體從所述絕緣層移位。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19的促動(dòng)器，其中所述液體構(gòu)件設(shè)置在所述絕 緣層和所述可動(dòng)體之間。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19的促動(dòng)器，其中所述液體構(gòu)件附著于所述可 動(dòng)體的側(cè)面。
22. 根據(jù)權(quán)利要求l的促動(dòng)器，還包括支撐構(gòu)件，該支撐構(gòu)件設(shè) 置在所述絕緣層和所述可動(dòng)體之間以支撐所述可動(dòng)體。
23. 根據(jù)權(quán)利要求1的促動(dòng)器，其中所述液體構(gòu)件包括非揮發(fā)性 液體。
24. 根據(jù)權(quán)利要求1的促動(dòng)器，其中所述液體構(gòu)件包括揮發(fā)性液 體且涂布有非揮發(fā)性液體。
全文摘要
一種促動(dòng)器包括固定體，該固定體包括基底；電極，這些電極設(shè)置在基底的表面上；和絕緣層，該絕緣層設(shè)置在基底的表面上以覆蓋電極。促動(dòng)器包括導(dǎo)電液體構(gòu)件，液體構(gòu)件設(shè)置在絕緣層的表面上，并接觸絕緣層的該表面；可動(dòng)體，該可動(dòng)體接觸液體構(gòu)件；保持裝置，該保持裝置構(gòu)造成使該液體構(gòu)件附著于可動(dòng)體；構(gòu)造成對(duì)所述電極中的每個(gè)電極施加電位的裝置；和控制器，該控制器構(gòu)造成控制該裝置。控制器控制該裝置改變施加到每個(gè)電極的電位，以響應(yīng)于施加在每個(gè)電極和液體構(gòu)件之間的電位差而改變絕緣層的抗液性，從而改變?cè)谝后w構(gòu)件和絕緣層之間的接觸部、以及液體構(gòu)件接觸在絕緣層的所述表面上的接觸面積中的至少一個(gè)，以相對(duì)于固定體移動(dòng)可動(dòng)體。
文檔編號(hào)H02N11/00GK101154899SQ200710161989
公開(kāi)日2008年4月2日 申請(qǐng)日期2007年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月27日
發(fā)明者菅原宏人 申請(qǐng)人:兄弟工業(yè)株式會(huì)社