CN1941596A - 压电致动器,以及使其动作的设备和方法 - Google Patents
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Abstract
一种使用金属条型压电材料的线性致动器和用于使该线性致动器动作的设备和方法。该压电致动器包括：移动部件，其具有预定长度并沿前向或后向移动；和压电部分，其接触所述移动部件，并利用在压电元件响应于电信号收缩或膨胀时产生的振动而使移动部件线性地移动。
Description
相关专利申请的交叉引用
本申请要求于2005年9月27日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2005-0089688的优先权，通过引用将其全部内容并入于此。
技术领域
本发明涉及一种使用金属条型压电材料的线性致动器，以及使其动作的设备和方法。
背景技术
压电致动器具有噪声低、部件数量少、体(bulk)结构紧凑、精度高、补偿稳定以及控制精确的优点。因此，在许多领域中使用压电致动器来代替常规致动器。特别地，压电致动器在数字摄像机和CCTV摄像机以及航空应用的领域中的应用得到了快速增长。此外，期望将不必如常规DC或步进电机中的致动器那样从旋转运动转换成线性运动、就可以产生线性力的压电致动器用于未来工业的核心技术中。
可以将在压电致动器中产生线性运动的常规方法分类成三种方法。
第一，利用旋转运动在压电致动器中产生线性运动。如在常规DC或步进电机中那样，利用转子与定子之间的摩擦产生旋转运动。然后，利用轴的螺纹(thread)产生线性力。产生线性运动的方法与使用电机的常规方法是相同的；但是，由于当利用压电材料的性质在超声带宽上激发压电材料时产生了旋转力，因此该方法具有诸如噪声低、分辨率高、补偿稳定以及精度高的重要优点。
第二，通过与外部物体的表面的摩擦来产生线性运动。在此方法中，要线性移动的物体的部件的表面部分与致动器进行点接触，通过摩擦线性地移动该物体。在此情况下，与致动器进行点接触的物体的表面具有预定硬度，以经受住由于致动器的高频运动而导致的频繁摩擦。此外，应当向附加部件提供动力，以使物体停止或固定。
第三，通过线性地提升物体利用体(单层、叠层)型压电致动器来产生线性运动。在此情况下，不存在与外部物体的摩擦。为了获得线性运动，需要安装附加的支架。使用该方法获得的线性运动的示例有螺纹护套(helicoil)的上下线性运动。由于该运动是体型(bulk-type)运动，因此位移受到限制。此外，应当向附加单元提供动力，以使物体停止和固定。由于体结构包括压电材料(其为一种介电材料)，并且在多个介电层之间的电极充当电容器，因此需要更少的电力来使物体停止和固定。
在日本专利公报2003-181377号中公开的利用旋转运动的压电致动器中，为了从旋转运动获得线性运动，需要附加的机械单元。即，在与压电致动器的转子相连的主轴上安装轴，将该轴与要移动的物体的螺纹互锁，使得该物体可以线性移动。当不改变地利用旋转运动时，应当在使要移动的物体与待旋转物体的齿轮系或螺纹相啮合的同时向该要移动的物体传送动力。此外，在压电致动器的操作过程中当多个机械部件相互接触时会产生噪声。
在美国专利6064140号中所公开的压电致动器中，通过在外部物体与要移动的物体之间的表面摩擦来产生线性运动。因此，应当对物体的表面进行特殊的涂敷，或者应当在物体的表面上使用具有很大硬度的材料，使得当压电致动器的动力传送端接触物体的表面时，动力被无损耗地传送并且物体的表面不会损坏。在此情况下，由于用于制造该物体的附加处理，因此压电致动器的制造成本增加了，制造时间延长了，并且由于物体重量的增大，应当进一步考虑其他设计参数。
在美国专利6512321号中所公开的体型致动器中，因为物体的位移正比于致动器的压电部分的叠层结构和所施加的电场的强度，因此物体的位移受到限制。即，如果希望从致动器获得更大数量的位移，由于应当通过层叠更多的压电层来设计致动器，并且应当向致动器施加高压，因此致动器的尺寸增大、成本增加，并且消耗很多电力。
发明内容
本发明提供了一种压电致动器和用于使该压电致动器动作的设备和方法，在该压电致动器中，为了减小在齿轮系、轴以及移动物体之间的摩擦噪声，所述致动器的移动部分直接接触移动物体的表面并使所述物体移动，从而在所述致动器与所述物体之间不会产生驱动噪声。
本发明还提供了一种压电致动器和用于使该压电致动器动作的设备和方法，在该压电致动器中，通过推或拉物体来使它移动，使得在所述物体与其他元件之间不存在摩擦，这可以降低所述物体的制造成本。
本发明还提供了一种压电致动器和用于使该压电致动器动作的设备和方法，该压电致动器具有大位移、数量减少的层叠压电陶瓷以及高压和高功耗效率，其中，所述位移正比于所述致动器的移动部分的尺寸。
根据本发明的一个方面，提供了一种压电致动器，该压电致动器包括：移动部件，其具有预定长度并沿前向或后向移动；和压电部分，其接触所述移动部件，并利用在压电元件响应于电信号而收缩或膨胀时产生的振动使所述移动部件线性地移动。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于使压电致动器动作的设备，该设备包括：压电致动器，其中该压电致动器包括：移动部件，其具有预定长度并沿前向或后向移动；和压电部分，其接触所述移动部件，并利用在压电元件响应于电信号而收缩或膨胀时产生的振动使所述移动部件线性地移动；该设备还包括致动单元，其对所述压电致动器的移动方向和移动速度进行计算，并根据所述计算的结果生成电信号，以使所述压电致动器动作。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于使压电致动器动作的方法，所述压电致动器包括：移动部件，其具有预定长度并沿前向或后向移动；和接触所述移动部件的压电部分，其被分成至少8个区，并利用在压电元件响应于电信号而收缩或膨胀时产生的振动使所述移动部件线性地移动，该方法包括以下步骤：接收用于控制所述压电致动器的运动的信号，以产生具有预定振幅的正弦波；和将所述正弦波施加给所述压电元件的任意多个区，以使所述压电致动器沿前向或后向移动。
附图说明
通过参照附图对本发明的示例性实施例进行详细描述，本发明的以上和其他特征和优点将变得更显见，在附图中：
图1A到1C例示了根据本发明一实施例的压电致动器的外观；
图2A到2D是根据本发明一实施例的利用在压电层中产生的前进纵波线性地移动的压电致动器的详细图；
图3A到3D是根据本发明一实施例的利用在压电层中产生的前进横波线性地移动的压电致动器的详细图；
图4A和4B例示了对图3所例示的压电致动器的操作；
图5是根据本发明一实施例的用于使压电致动器动作的设备的结构的框图；
图6A是根据本发明一实施例的图5的振荡单元的详细图，图6B是用于对图6A进行说明的波形图；以及
图7是例示了根据本发明一实施例的用于使压电致动器动作的方法的流程图。
具体实施方式
以下详细描述参照了附图。通过例示的方式，附图示出了并且以下详细描述提供了本发明的多个具体例示性实施例。对这些实施例进行充分详细的描述，以使得本领域的技术人员能够实践本发明。当然，在不脱离本发明的范围的情况下，可以使用其他实施例并且可以进行各种修改。因此，不应将以下示例性详细描述视为限制性的。
图1A到1C例示了根据本发明一实施例的压电致动器100的外观。参照图1A到1B，压电致动器100包括外部盖10和金属条30。压电致动器100的整体外观类似于薄锂离子可充电电池。但是，外部盖10与金属条30相互分离。金属条30具有预定长度，并且外部盖10包围金属条30的至少一部分。
参照图1C，线性移动的金属条30与具有压电部分20的外部盖10分离。然后，将金属条30插入外部盖10中，从而形成了一个致动器模块。
图1的压电致动器例如可以有两种类型。在图2A到2D所例示的第一类型中，压电致动器通过在压电层中产生的前进纵波线性地移动。在图3A到3D所例示的第二类型中，压电致动器通过在压电层中产生的前进横波线性地移动。
为了便于阐述，在图2A到2D中，只对压电致动器进行描述。
图2A是通过在压电层中产生的前进纵波而线性地移动的压电致动器的立体图。该压电致动器包括外部盖10、压电部分20以及金属条30。信号线穿过外部盖10的上表面连接到压电部分20。
图2B是沿图2A的线IIB-IIB所截取的剖视图。参照图2B，压电部分20置于外部盖10的内侧与金属条30的上表面和下表面之间。压电部分20包括上电极层21、压电层23、下电极层25以及金属层27。另选地，可以按不同的方式布置压电层(例如，布置在其他位置处，如金属条的侧面，如以下图3A到3D所例示的)。
压电层23被分成8个区，并由于施加的电压而收缩或膨胀，从而侧向地(laterally)振动。例如，如果向压电层23施加正(+)电压，则压电层23收缩，而如果向压电层23施加负(-)电压，则压电层23膨胀。当然，压电层23可以包括除在本示例(和图3A到3D的示例)中设置的8个以外的其它数量的区。
具有上电极层21和下电极层25的电极层在垂直方向上包围压电层23，在该电极层中按等间隔排列有8个电极1到8(见图2D)。结果，将压电层23的振动区分成了8个区。
金属层27将当压电层23收缩或膨胀时产生的振动传送到金属条30。
图2C是沿图2A的线IIC-IIC所截取的截面图。通过压电层23的振动幅度来确定在压电层23的表面与金属条30的上表面和下表面之间的间隙。外部盖10的侧面与金属条30的侧面按预定间隙相互分离，使得它们之间的摩擦最小。
图2D是沿图2A的线IID-IID所截取的截面图。
将按与压电层23相同的方式划分的上电极层21置于被划分成8个区的压电层23上。上电极层21形成了第一区与第五区电连接的第一信号线组、第二区与第六区电连接第二信号线组、第三区与第七区电连接的第三信号线组以及第四区与第八区电连接的第四信号线组。当然，对这些区进行连接的另选组合也是可以的。
下面参照图4对图2所例示的压电致动器的操作进行描述。
图4A例示了施加给电极层的信号的波形。施加给第一信号线组和第二信号线组的信号的波形的相位与施加给第三信号线组和第四信号线组的信号的波形的相位相反。当然，以示例的方式提供了该分组方案，信号线的其他分组也是可以的。
图4B例示了通过在压电层23由于施加给它的电压而收缩或膨胀时产生的振动而移动的金属条30。
首先产生具有在与压电层23的谐振频率相同的带宽中的频率的电压信号，并将该电压信号施加给第一信号线组和第三信号线组，并且产生具有在其相位与压电层23的谐振频率的相反的带宽中的频率的电压信号，并将该电压信号施加给第二信号线组和第四信号线组。当然，施加电压信号的另选方式(例如，可以对这些信号线进行不同的分组)也是可以的。
根据所施加的电压信号的极性，压电层23在施加了正(+)电压的区中收缩，而在施加了负(-)电压的区中膨胀。由于压电层23的收缩和膨胀，在压电层23中出现了前进波。由此，压电层23纵向地振动，并且金属层27也按与压电层23相同的相位和振幅振动。此外，由于在金属层27与金属条30之间的接触，因此金属层27沿前向和后向线性地移动。为了改变压电层23中的前进波的方向，向第二信号线组和第四信号线组施加电压信号。
为了便于阐述，在图3A到3D中，只对压电致动器进行描述。
图3A是通过在压电层中产生的前进横波而线性地移动的压电致动器的立体图。该压电致动器包括外部盖10、压电部分20以及金属条30。信号线穿过外部盖10的侧面连接到压电部分20。
图3B是沿图3A的线IIIB-IIIB所截取的截面图。参照图3B，压电部分20置于外部盖10的内侧与金属条30的两侧之间。压电部分20包括上电极层21、压电层23、下电极层25以及金属层27。
压电层23被分成8个区，并由于施加的电压而收缩或膨胀，从而侧向地振动。例如，如果向压电层23施加正(+)电压，则压电层23收缩，而如果向压电层23施加负(-)电压，则压电层23膨胀。
具有上电极层21和下电极层25的电极层在垂直方向上包围压电层23，在该电极层中按等间隔排列有8个电极1到8(见图3D)。结果，将压电层23的振动区分成了8个区。
金属层27将当压电层23收缩或膨胀时产生的振动传送到金属条30。
图3C是沿图3A的线IIIC-IIIC所截取的截面图。通过压电层23的振动幅度来确定在压电层23的表面与金属条30的侧面之间的间隙。外部盖10的上部和下部与金属条30的上部和下部按预定间隙相互分离，使得它们之间的摩擦最小化。
图3D是沿图3A的线IIID-IIID所截取的截面图。
将按与压电层23相同的方式划分的上电极层21置于被划分成8个区的压电层23的一侧上。上电极层21形成了第一区与第五区电连接的第一信号线组、第二区与第六区电连接的第二信号线组、第三区与第七区电连接的第三信号线组以及第四区与第八区电连接的第四信号线组。
下面参照图4对图3所例示的压电致动器的操作进行描述。
图4A例示了施加给电极层的信号的波形。施加给第一信号线组和第二信号线组的信号的波形的相位与施加给第三信号线组和第四信号线组的信号的波形的相位相反。
图4B例示了通过在压电层23由于施加给它的电压而收缩或膨胀时产生的振动而移动的金属条30。
首先产生具有在与压电层23的谐振频率相同的带宽中的频率的电压信号，并将该电压信号施加给第一信号线组和第三信号线组，并且产生具有在其相位与压电层23的谐振频率的相反的带宽中的频率的电压信号，并将该电压信号施加给第二信号线组和第四信号线组。
根据所施加的电压信号的极性，压电层23在施加了正(+)电压的区中收缩，而在施加了负(-)电压的区中膨胀。由于压电层23的收缩和膨胀，在压电层23中出现了前进波。由此，压电层23横向地振动，并且金属层27也按与压电层23相同的相位和振幅振动。此外，由于在金属层27与金属条30之间的接触，因此金属层27沿前向和后向线性地移动。为了改变压电层23中的前进波的方向，向第二信号线组和第四信号线组施加电压信号。
图5是根据本发明一实施例的用于使压电致动器动作的设备200的框图。设备200包括压电致动器100、致动器控制单元110、ADC 120、微处理器130、存储器140、具有第一开关151和第二开关152的开关单元150、DAC 160、振荡单元170以及合成单元180。
图6A是根据本发明一实施例的图5的振荡单元的详细图，图6B是用于说明图6A的波形图。图6A的振荡单元170包括放大单元171、具有第一开关172a到第四开关172d的开关单元172以及正弦波发生单元173。
致动器控制单元110响应于用户的命令对压电致动器100的移动速度、移动方向以及运动量进行控制。例如，当在数字摄像机中使用设备200时，如果用户按压按钮以使该数字摄像机的变焦透镜移动，则致动器控制单元110响应于用户的命令(按钮输入信号)对压电致动器100的移动速度、移动方向以及运动量进行控制。
可以通过分别选择压电致动器100的第一信号线组与第三信号线组以及第二信号线组与第四信号线组来控制压电致动器100的移动方向。当通过对致动器控制单元110进行控制将电压信号施加给置于压电致动器100的上方和下方的压电层23的第一信号线组和第三信号线组时，压电致动器100例如沿前向移动。因而，当通过对致动器控制单元110进行控制将电压信号施加给压电层23的第二信号线组和第四信号线组时，压电致动器100例如沿后向移动。
可以通过对从致动器控制单元110向压电致动器100施加的电压信号进行脉冲宽度调制(PWM)，来控制压电致动器100的运动量。
从致动器控制器110输出用于控制压电致动器100的移动速度、移动方向以及运动量的信号，并将其输入ADC 120。ADC 120将该控制信号转换成数字信号，即，二进制信号，使得可以将该二进制信号发送给微处理器130，同时，该控制信号用作存储在存储器140中的表中的索引。
微处理器130接收在由ADC 120转换成数字信号之后的用于控制压电致动器100的移动速度、移动方向以及运动量的信号，并从存储器140中加载相对应的命令。此外，微处理器130对ADC 120和存储器140进行控制，并向开关单元150发送选通信号。
存储器140包括预先输入的压电致动器100的移动速度、移动方向以及运动量的表，使用从微处理器130输出的数字信号作为索引，并将与该索引相对应的数据发送给微处理器130。
将用于选择移动方向的开关信号从微处理器130输入开关单元150。如果从微处理器130接收到用于压电致动器100的前向移动信号，则导通第一开关151，并向第一信号线组和第三信号线组施加电信号。如果从微处理器130接收到用于压电致动器100的后向移动信号，则导通第二开关152，并向第二信号线组和第四信号线组施加电信号。
DAC 160将从微处理器130输出的移动速度和运动量的数字信号转换成具有模拟电压电平的信号VDAC。
振荡单元170接收经模拟转换的信号VDAC并进行放大，生成正弦波，并输出该正弦波作为速度信息。振荡单元170包括放大单元171、具有第一开关172a到第四开关172d的开关单元172以及正弦波发生单元173。
放大单元171对经模拟转换的信号VDAC进行放大，并产生电压信号Vd，该电压信号Vd具有压电致动器100的压电层23会作出反应的最够大的电平。放大单元171的放大增益保持恒定，并且放大单元171通过只调节输入电压VDAC的电平来改变电压信号Vd的振幅。
经放大的电压信号Vd在到达正弦波发生单元173之前是直流电压。在经放大的电压信号Vd到达开关单元172和正弦波发生单元173之后，生成具有直流电压的振幅的正弦波。
参照图6B，如果导通了第二开关172b和第四开关172d，则会出现-Vab的电压差(振幅)，而如果导通了第一开关173b和第三开关173c，则会出现+Vab的电压差(振幅)。Vab的电平与放大单元171的输出信号的电平相同，即Vd，并且Vab的符号对应于由于进行开关而产生的电压差的符号。
正弦波发生单元173包括R/L/C无源元件。参照图6B，正弦波发生单元173通过调节L无源元件来调节频率。正弦波发生单元173产生与在压电致动器100中使用的压电层23的谐振频率相同的频率的正弦波，以使压电层23轻柔并且安静地移动。将从开关单元172输出的电压差±Vab与由正弦波发生单元173产生的正弦波相合成，并产生具有±Vab的振幅Vm的正弦波。
此时，通过调节振荡单元170的开关时间来控制用于控制运动量的PWM。例如，为了产生占空比为50％的PWM信号，振荡单元170的开关时间等于从放大单元171输出的电压信号Vd的开关时间。
参照图6B，输出具有恒定振幅Vm的合成正弦波作为速度信号，并在压电致动器100的压电层23中出现了振荡。
合成单元180将由开关单元150开关的移动方向信号与从振荡单元170输出的移动速度信号相合成(振幅为Vm的正弦波)，以将合成后的信号输出给压电致动器100的信号线组。
当压电致动器100按由振荡单元170生成的移动速度沿前向移动时，将合成单元180的输出信号施加给第一信号线组和第三信号线组。当压电致动器100按由振荡单元170生成的移动速度沿后向移动时，将合成单元180的输出信号施加给第二信号线组和第四信号线组。如上所述，第一信号线组包括施加给压电层23的第一区和第二区的信号，第二信号线组包括施加给压电层23的第二区和第六区的信号，第三信号线组包括施加给压电层23的第三区和第七区的信号，而第四信号线组包括施加给压电层23的第四区和第八区的信号。
当图5所例示的压电致动器100是如图2A到2D所例示的利用在压电层中产生的前进纵波线性地移动的压电致动器时，如果向第一信号线组和第三信号线组施加移动速度信号(振幅为Vm的正弦波)，则压电致动器100产生纵向振动并沿前向移动。相反，如果向第二信号线组和第四信号线组施加移动速度信号(振幅为Vm的正弦波)，则压电致动器100产生纵向振动并沿后向移动。
当图5所例示的压电致动器100是如图3A到3D所例示的利用在压电层中产生的前进横波线性地移动的压电致动器时，如果向第一信号线组和第三信号线组施加移动速度信号(振幅为Vm的正弦波)，则压电致动器100产生横向振动并沿前向移动。相反，如果向第二信号线组和第四信号线组施加移动速度信号(振幅为Vm的正弦波)，则压电致动器100产生横向振动并沿后向移动。
图7是例示了根据本发明一实施例的用于使设备200中的压电致动器100动作的方法的流程图。
参照图7，在操作S1和S2中，设备200响应于用户的命令产生用于压电致动器100的移动速度信号，确定压电致动器100的移动方向，并输出该移动速度信号。
通过使用从致动器控制单元110输出给微处理器130的移动速度信号作为索引从存储器140加载压电致动器100的实际移动速度数据，将该移动速度数据转换成模拟信号，然后在振荡单元170中将该模拟信号生成为振幅为Vm的正弦波，来确定压电致动器100的移动速度。由开关单元150使用从致动器控制单元110输出给微处理器130的移动方向控制信号来改变压电致动器100的移动方向。
在操作S3、S4以及S5中，当压电致动器100沿前向移动时，导通第一开关单元151，将从振荡单元170输出的振幅为Vm的正弦波信号输入给压电致动器100的第一信号线组和第三信号线组，使得压电致动器100沿前向移动。
当压电致动器100沿后向移动时，导通第二开关152，将从振荡单元170输出的振幅为Vm的正弦波信号输入给压电致动器100的第二信号线组和第四信号线组，使得压电致动器100沿后向移动。
在利用在如图2A到2D所例示的压电层中产生的前进纵波而线性地移动的压电致动器100的情况下，如果向第一信号线组和第三信号线组施加移动速度信号(振幅为Vm的正弦波)，则压电致动器100产生纵向振动并沿前向移动。相反，如果向第二信号线组和第四信号线组施加移动速度信号(振幅为Vm的正弦波)，则压电致动器100产生纵向振动并沿后向移动。
在利用在如图3A到3D所例示的压电层中产生的前进横波而线性地移动的压电致动器100的情况下，如果向第一信号线组和第三信号线组施加移动速度信号(振幅为Vm的正弦波)，则压电致动器100产生横向振动并沿前向移动。相反，如果向第二信号线组和第四信号线组施加移动速度信号(振幅为Vm的正弦波)，则压电致动器100产生横向振动并沿后向移动。
如上所述，在根据本发明的压电致动器和用于使该压电致动器动作的设备和方法中，压电致动器的移动部分直接接触移动物体的表面并使该物体移动，使得不会在压电致动器与移动物体之间产生驱动噪声。
此外，由于通过推或拉物体来使物体移动，因此在物体与压电致动器的其他元件之间不存在摩擦，由此，不需要用于制造移动物体的特定材料和附加处理。
此外，由于可以增大用于使物体线性地移动的接触部件的尺寸，因此可以增大物体的移动量。
尽管具体地示出了本发明并参照其多个示例性实施例对本发明进行了描述，但是本领域的普通技术人员将明白，在不脱离如以下权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上对本发明进行各种修改。
Claims (47)
1、一种压电致动器，其包括：
具有预定长度的移动部件；和
压电部分，其接触所述移动部件，其中，所述压电部分响应于由所述压电部分产生的振动而使所述移动部件线性地移动。
2、根据权利要求1所述的压电致动器，其中，所述移动部件沿前向或后向移动，并且其中当所述压电部分响应于电信号而收缩或膨胀时产生了所述振动。
3、根据权利要求2所述的压电致动器，还包括与所述移动部件分离的盖，所述盖包围所述移动部件的一部分并且包括所述压电部分。
4、根据权利要求2所述的压电致动器，其中，所述压电部分接触所述移动部件的上部和下部中的至少一个并产生垂直振动。
5、根据权利要求2所述的压电致动器，其中，所述压电部分接触所述移动部件的第一侧和第二侧中的至少一个并产生水平振动。
6、根据权利要求2所述的压电致动器，其中，所述压电部分包括：
包括多个区的压电层，其中，所述压电层响应于电信号而产生收缩振动或膨胀振动。
7、根据权利要求6所述的压电致动器，其中，所述压电部分还包括：
第一电极层，其被分成与所述压电层相同数量的区，被置于所述压电层的上方，并向所述压电层的所述区施加电信号；
第二电极层，其被分成与所述压电层相同数量的区，被置于所述压电层的下方，并向所述压电层的所述区施加电信号；以及
金属层，其将所述压电层的所述振动传送给所述移动部件。
8、根据权利要求3所述的压电致动器，其中，所述压电部分包括：
包括多个区的压电层，其中，所述压电层响应于电信号而产生收缩振动或膨胀振动。
9、根据权利要求8所述的压电致动器，其中，所述压电部分还包括：
第一电极层，其被分成与所述压电层相同数量的区，被置于所述压电层的上方，并向所述压电层的所述区施加电信号；
第二电极层，其被分成与所述压电层相同数量的区，被置于所述压电层的下方，并向所述压电层的所述区施加电信号；以及
金属层，其将所述压电层的所述振动传送给所述移动部件。
10、根据权利要求4所述的压电致动器，其中，所述压电部分包括：
包括多个区的压电层，其中，所述压电层响应于电信号而产生收缩振动或膨胀振动。
11、根据权利要求10所述的压电致动器，其中，所述压电部分还包括：
第一电极层，其被分成与所述压电层相同数量的区，被置于所述压电层的上方，并向所述压电层的所述区施加电信号；
第二电极层，其被分成与所述压电层相同数量的区，被置于所述压电层的下方，并向所述压电层的所述区施加电信号；以及
金属层，其将所述压电层的所述振动传送给所述移动部件。
12、根据权利要求5所述的压电致动器，其中，所述压电部分包括：
包括多个区的压电层，其中，所述压电层响应于电信号而产生收缩振动或膨胀振动。
13、根据权利要求12所述的压电致动器，其中，所述压电部分还包括：
第一电极层，其被分成与所述压电层相同数量的区，被置于所述压电层的上方，并向所述压电层的所述区施加电信号；
第二电极层，其被分成与所述压电层相同数量的区，被置于所述压电层的下方，并向所述压电层的所述区施加电信号；以及
金属层，其将所述压电层的所述振动传送给所述移动部件。
14、根据权利要求7所述的压电致动器，其中，所述压电层、第一电极层以及第二电极层被分成至少八个区。
15、根据权利要求9所述的压电致动器，其中，所述压电层、第一电极层以及第二电极层被分成至少八个区。
16、根据权利要求11所述的压电致动器，其中，所述压电层、第一电极层以及第二电极层被分成至少八个区。
17、根据权利要求13所述的压电致动器，其中，所述压电层、第一电极层以及第二电极层被分成至少八个区。
18、根据权利要求7所述的压电致动器，其中，所述移动部件的所述移动速度根据所述电信号的电平而变化。
19、根据权利要求9所述的压电致动器，其中，所述移动部件的所述移动速度根据所述电信号的电平而变化。
20、根据权利要求11所述的压电致动器，其中，所述移动部件的所述移动速度根据所述电信号的电平而变化。
21、根据权利要求13所述的压电致动器，其中，所述移动部件的所述移动速度根据所述电信号的电平而变化。
22、根据权利要求7所述的压电致动器，其中，施加给所述压电层的所述多个区中的第一区的电信号的相位与施加给所述压电层的所述多个区中的第二区的电信号的相位相反。
23、根据权利要求14所述的压电致动器，其中，施加给所述压电层的第一区/第五区和第二区/第六区的电信号的相位与施加给所述压电层的第三区/第七区和第四区/第八区的电信号的相位相反。
24、根据权利要求9所述的压电致动器，其中，施加给所述压电层的所述多个区中的第一区的电信号的相位与施加给所述压电层的所述多个区中的第二区的电信号的相位相反。
25、根据权利要求15所述的压电致动器，其中，施加给所述压电层的第一区/第五区和第二区/第六区的电信号的相位与施加给所述压电层的第三区/第七区和第四区/第八区的电信号的相位相反。
26、根据权利要求11所述的压电致动器，其中，施加给所述压电层的所述多个区中的第一区的电信号的相位与施加给所述压电层的所述多个区中的第二区的电信号的相位相反。
27、根据权利要求16所述的压电致动器，其中，施加给所述压电层的第一区/第五区和第二区/第六区的电信号的相位与施加给所述压电层的第三区/第七区和第四区/第八区的电信号的相位相反。
28、根据权利要求13所述的压电致动器，其中，施加给所述压电层的所述多个区中的第一区的电信号的相位与施加给所述压电层的所述多个区中的第二区的电信号的相位相反。
29、根据权利要求17所述的压电致动器，其中，施加给所述压电层的第一区/第五区和第二区/第六区的电信号的相位与施加给所述压电层的第三区/第七区和第四区/第八区的电信号的相位相反。
30、根据权利要求14所述的压电致动器，其中，如果所述电信号被施加给所述压电层的第一区/第五区和第三区/第七区，则所述移动部件沿前向移动。
31、根据权利要求15所述的压电致动器，其中，如果所述电信号被施加给所述压电层的第一区/第五区和第三区/第七区，则所述移动部件沿前向移动。
32、根据权利要求16所述的压电致动器，其中，如果所述电信号被施加给所述压电层的第一区/第五区和第三区/第七区，则所述移动部件沿前向移动。
33、根据权利要求17所述的压电致动器，其中，如果所述电信号被施加给所述压电层的第一区/第五区和第三区/第七区，则所述移动部件沿前向移动。
34、根据权利要求14所述的压电致动器，其中，如果所述电信号被施加给所述压电层的第二区/第六区和第四区/第八区，则所述移动部件沿后向移动。
35、根据权利要求15所述的压电致动器，其中，如果所述电信号被施加给所述压电层的第二区/第六区和第四区/第八区，则所述移动部件沿后向移动。
36、根据权利要求16所述的压电致动器，其中，如果所述电信号被施加给所述压电层的第二区/第六区和第四区/第八区，则所述移动部件沿后向移动。
37、根据权利要求17所述的压电致动器，其中，如果所述电信号被施加给所述压电层的第二区/第六区和第四区/第八区，则所述移动部件沿后向移动。
38、一种用于使压电致动器动作的设备，该设备包括：
压电致动器，其中该压电致动器包括：
移动部件，其具有预定长度并沿前向或后向移动；和
接触所述移动部件的压电部分，其中，所述压电部分利用在所述压电部分响应于电信号而收缩或膨胀时产生的振动而使所述移动部件线性地移动；以及
致动单元，其中，所述致动单元对所述压电致动器的移动方向和移动速度进行计算，并根据所述计算的结果生成电信号，以使所述压电致动器动作。
39、根据权利要求38所述的设备，其中，所述压电致动器的所述压电部分接触所述移动部件的上部和下部中的至少一个，并响应于所述电信号而产生垂直振动。
40、根据权利要求38所述的设备，其中，所述压电致动器的所述压电部分接触所述移动部件的第一侧和第二侧中的至少一个，并响应于所述电信号而产生水平振动。
41、根据权利要求38所述的设备，其中，所述压电部分被分成至少八个区。
42、根据权利要求41所述的设备，其中，所述致动单元包括：
控制单元，其响应于接收到的命令而输出所述压电致动器的移动方向、移动速度以及移动量；
开关单元，其响应于所述控制单元的移动方向信号向前或者向后改变所述压电致动器的移动方向；
振荡单元，其将所述控制单元的所述移动速度信号生成为具有预定振幅的正弦波；以及
合成单元，其对所述被开关的方向信号与所述正弦波进行合成，以将合成后的信号输出给所述压电致动器。
43、根据权利要求42所述的设备，其中，所述致动单元向压电元件的第一区/第五区和第三区/第七区施加正弦波，以使所述压电致动器按所述移动速度沿前向移动。
44、根据权利要求42所述的设备，其中，所述致动单元向所述压电部分的第二区/第六区和第四区/第八区施加正弦波，以使所述压电致动器按所述移动速度沿后向移动。
45、一种用于使压电致动器动作的方法，所述压电致动器包括：移动部件，其具有预定长度并沿前向或后向移动；和接触所述移动部件的压电部分，其被分成至少八个区，并利用在所述压电部分响应于电信号收缩或膨胀时产生的振动而使所述移动部件线性地移动，该方法包括以下步骤：
接收用于控制所述压电致动器的运动的信号，以产生具有预定振幅的正弦波；和
将所述正弦波施加给所述压电部分的任意区，以使所述压电致动器沿前向或后向移动。
46、根据权利要求45所述的方法，其中，如果将所述正弦波施加给所述压电部分的第一区/第五区和第三区/第七区，则所述移动部件沿前向移动。
47、根据权利要求45所述的方法，其中，如果将所述正弦波施加给所述压电部分的第二区/第六区和第四区/第八区，则所述移动部件沿后向移动。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SAMSUNG DIGITALAL IMAGE CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: SAMSUNG TECHWIN CO., LTD. Effective date: 20090814 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20090814 Address after: Gyeonggi Do, South Korea Applicant after: Samsung Electronics Co., Ltd. Address before: Gyeongnam, South Korea Applicant before: Samsung TECHWIN Co., Ltd. |
|
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SAMSUNG ELECTRONICS CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: SAMSUNG TECHWIN CO., LTD. Effective date: 20101123 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20101123 Address after: Gyeonggi Do, South Korea Applicant after: Samsung Electronics Co., Ltd. Address before: Gyeonggi Do, South Korea Applicant before: Samsung Electronics Co., Ltd. |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110615 Termination date: 20200616 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |