KR101005774B1 - Camera Actuator using the piezoelectric element - Google Patents
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Abstract
본 발명은 압전소자를 이용한 소형카메라 구동장치에 관한 것으로서, 특히 압전소자를 이용하여 렌즈홀더를 상하방향으로 구동시켜 렌즈를 이송시킬 수 있도록 하는 압전소자를 이용한 소형카메라 구동장치에 관한 것이다.The present invention relates to a small camera driving apparatus using a piezoelectric element, and more particularly, to a small camera driving apparatus using a piezoelectric element to transfer the lens by driving the lens holder in the vertical direction using the piezoelectric element.
본 발명의 압전소자를 이용한 소형카메라 구동장치는, 베이스와; 상기 베이스의 상부에 배치되고, 렌즈가 장착되어 광축방향으로 구동되는 렌즈홀더와; 상기 렌즈홀더를 광축방향으로 구동시키는 구동부와; 상기 구동부를 제어하는 제어부로 이루어지되, 상기 구동부는, 일단이 상기 베이스에 결합되고, 타단이 상기 렌즈홀더의 외주면과 접촉하는 공진부와; 상기 공진부에 장착되고, 제1(+)단자와 제2(+)단자를 갖는 압전소자로 이루어지고, 상기 제어부는, 상기 제1(+)단자와 제2(+)단자에 90도의 위상차를 갖으며 상기 구동부의 공진주파수와 일치하는 주파수를 갖는 전압을 인가하여, 상기 공진부의 타단이 타원형의 변위 운동을 하면서 상기 렌즈홀더를 광축방향으로 구동시키는 것을 특징으로 한다.Small camera driving apparatus using the piezoelectric element of the present invention, the base; A lens holder disposed above the base and mounted with a lens and driven in an optical axis direction; A driving unit for driving the lens holder in the optical axis direction; A control part for controlling the driving part, wherein the driving part comprises: a resonator part having one end coupled to the base and the other end contacting an outer circumferential surface of the lens holder; A piezoelectric element mounted on the resonator unit, the piezoelectric element having a first (+) terminal and a second (+) terminal, wherein the control unit has a phase difference of 90 degrees between the first (+) terminal and the second (+) terminal. By applying a voltage having a frequency equal to the resonant frequency of the drive unit, the other end is characterized in that for driving the lens holder in the optical axis direction while the elliptical displacement movement.
소형카메라, 구동장치, 압전소자, 공진주파수 Compact camera, drive device, piezoelectric element, resonant frequency
Description
본 발명은 압전소자를 이용한 소형카메라 구동장치에 관한 것으로서, 특히 압전소자를 이용하여 렌즈홀더를 상하방향으로 구동시켜 렌즈를 이송시킬 수 있도록 하는 압전소자를 이용한 소형카메라 구동장치에 관한 것이다.The present invention relates to a small camera driving apparatus using a piezoelectric element, and more particularly, to a small camera driving apparatus using a piezoelectric element to transfer the lens by driving the lens holder in the vertical direction using the piezoelectric element.
휴대폰과 같은 소형의 통신기기에는 소형의 카메라장치가 장착된다.A small communication device such as a mobile phone is equipped with a small camera device.
도 1은 종래의 VCM방식의 소형 카메라장치의 단면구조도이고, 도 2는 도 1에 도시된 소형 카메라장치의 사용상태 단면구조도이다.1 is a cross-sectional structural view of a conventional small camera device of the VCM method, Figure 2 is a cross-sectional structural view of the use state of the small camera device shown in FIG.
도 1 및 도 2에 도시된 소형 카메라장치는, 피사체의 배율 변환 또는 피사체의 포커스조정을 위한 다수의 렌즈들로 이루어진 렌즈군(500)과, 렌즈군(500)을 장착하여 광축방향으로 구동하기 위한 렌즈 홀더(550)와, 고정부(600)와, 고정부(600)에 지지되어 렌즈 홀더(550)를 광축방향으로 유동가능한 상태가 되도록 부상시키며 렌즈 홀더(550)가 정확히 광축 방향으로 구동하도록 가이드하기 위한 판스프링(650)과, 렌즈 홀더(550)에 지지되어 고정부(600)를 광축 방향으로 구동시키기 위한 액츄에이터와, 렌즈군(500)을 통과한 피사체의 상을 촬상하기 위한 이미지 센서(800)와, 액츄에이터 및 이미지센서(800)를 제어하기 위한 제어부로 이루어진다.1 and 2, the small camera apparatus shown in FIGS. 1 and 2 includes a
이러한 판스프링(650)은, 고정부(600)에 고정되는 부분과 렌즈 홀더(550)에 고정되는 부분 사이에 폭을 좁게하여 광축 방향으로의 변형이 용이하게 이루어지는 형상을 갖는다. The
따라서 판스프링(650)은 렌즈 홀더(550)를 광축 방향으로 유동할 수 있도록 탄성적으로 지지한다.Therefore, the
또한 판스프링(650)은 렌즈 홀더(550)의 네곳 이상에 고정되어, 렌즈 홀더(560)가 광축 방향과 직교되는 방향으로 유동하는 것을 방지하는 가이드 역할을 한다.In addition, the
한편 액츄에이터는, 고정부(600)에 고정되는 마그네트(710)와, 렌즈 홀더(550)에 고정되며 제어부로부터 전원이 공급될 때 마그네트(710)로부터 나오는 자속을 받아 렌즈 홀더(550)를 광축 방향으로 구동시키는 힘을 발생시키기 위한 코일(720)로 이루어진다. On the other hand, the actuator, the
이러한 액츄에이터의 구조를 VCM방식이라고 한다.The structure of such an actuator is called a VCM method.
이러한 마그네트(710)와 코일(720)은 대칭되는 부분에 각각 한 쌍이 구비된다.One pair of
또한 액츄에이터는, 마그네트(710)의 자속을 효율적으로 순환시키기 위한 요크(730)를 갖는다.The actuator also has a
이와 같은 구성을 갖는 소형 카메라장치는 도 2에 도시한 바와 같이, 제어부 로부터 액츄에이터의 코일(720)에 전기가 인가되면, 마그네트(710)로부터 나오는 자속의 영향으로 코일(720)이 광축 방향으로 이동하려는 전자력이 발생한다. In the small camera device having such a configuration, as shown in FIG. 2, when electricity is applied to the
따라서 코일(720)이 고정된 고정부(600)가 광축 방향으로 이동하게 된다.Therefore, the
이와 같이하여 제어부는 렌즈군(500)을 광축방향으로 상승시키거나 하강시켜 이미지센서(800)에 촬상되는 영상이 선명하게 되도록 한다.In this way, the controller raises or lowers the
위와 같은 VCM방식은 렌즈홀더의 크기가 작거나 무게가 경량인 경우에는 잘 작동되지만, 렌즈홀더의 크기가 커지거나 무게가 무거워지면 가동력이 약해 작동이 잘되지 않게 되는 문제점이 있다.The above-mentioned VCM method works well when the size of the lens holder is small or light in weight, but when the size of the lens holder is large or heavy, there is a problem in that the operation force is not good due to weak moving force.
또한, VCM방식은 견고하지 못하여 낙하실험을 할 경우 불량제품이 많이 발생하고, 렌즈홀더의 이동거리가 짧아 고화소 센서를 사용한 카메라의 경우에는 사용하기가 곤란한 문제점이 있다.In addition, the VCM method is not robust, so when a drop test is performed a lot of defective products, the moving distance of the lens holder is short, there is a problem that is difficult to use in the case of a camera using a high pixel sensor.
본 발명은 렌즈홀더의 무게가 무거워도 잘 작동이 되고, VCM방식보다 견고하며, 렌즈홀더의 이동거리가 길어 고화소 센서를 장착한 카메라에 사용될 수 있는 압전소자를 이용한 소형카메라 구동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention provides a compact camera driving apparatus using a piezoelectric element that can be used for a camera equipped with a high pixel sensor because the lens holder works well, is more robust than the VCM method, and has a longer moving distance of the lens holder. There is this.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 압전소자를 이용한 소형카메라 구동장치는, 베이스와; 상기 베이스의 상부에 배치되고, 렌즈가 장착되어 광축방향으로 구동되는 렌즈홀더와; 상기 렌즈홀더를 광축방향으로 구동시키는 구동부와; 상기 구동부를 제어하는 제어부로 이루어지되, 상기 구동부는, 일단이 상기 베이스에 결합되고, 타단이 상기 렌즈홀더의 외주면과 접촉하는 공진부와; 상기 공진부에 장착되고, 제1(+)단자와 제2(+)단자를 갖는 압전소자로 이루어지고, 상기 제어부는, 상기 제1(+)단자와 제2(+)단자에 90도의 위상차를 갖으며 상기 구동부의 공진주파수에 대응되는 주파수를 갖는 전압을 인가하여, 상기 공진부의 타단이 타원형의 변위 운동을 하면서 상기 렌즈홀더를 광축방향으로 구동시키는 것을 특징으로 한다.Small camera driving apparatus using the piezoelectric element of the present invention to achieve the above object, the base; A lens holder disposed above the base and mounted with a lens and driven in an optical axis direction; A driving unit for driving the lens holder in the optical axis direction; A control part for controlling the driving part, wherein the driving part comprises: a resonator part having one end coupled to the base and the other end contacting an outer circumferential surface of the lens holder; A piezoelectric element mounted on the resonator unit, the piezoelectric element having a first (+) terminal and a second (+) terminal, wherein the control unit has a phase difference of 90 degrees between the first (+) terminal and the second (+) terminal. By applying a voltage having a frequency corresponding to the resonant frequency of the drive unit, the other end of the resonator is characterized in that to drive the lens holder in the optical axis direction while the elliptical displacement movement.
상기 제어부에서 상기 압전소자에 인가하는 전압의 주파수는, 상기 공진부의 타단이 상하로 움직이는 제1공진주파수와, 상기 공진부의 타단이 좌우로 움직이는 제2공진주파수 사이값이다.The frequency of the voltage applied to the piezoelectric element by the controller is a value between a first resonant frequency at which the other end of the resonator moves up and down and a second resonant frequency at which the other end of the resonator moves left and right.
상기 베이스에는 상기 렌즈홀더의 이동방향과 평행하게 고정축이 돌출 형성되고, 상기 구동부는, 일단이 상기 고정축에 회전 가능하게 결합되고, 타단이 상기 렌즈홀더의 외주면에 접하는 상기 공진부와; 일단이 상기 공진부에 결합되고 타단이 상기 베이스에 결합되어, 상기 공진부의 타단이 상기 렌즈홀더의 외주면 방향으로 가압되도록 탄성력을 부가하는 스프링과; 상기 공진부에 장착된 상기 압전소자를 포함하여 이루어진다.A fixed shaft protruding from the base in parallel with a moving direction of the lens holder, the driving unit comprising: a resonator unit having one end rotatably coupled to the fixed shaft and the other end contacting an outer circumferential surface of the lens holder; A spring having one end coupled to the resonator unit and the other end coupled to the base to add an elastic force such that the other end of the resonator unit is pressed toward the outer circumferential surface of the lens holder; It includes the piezoelectric element mounted to the resonator.
상기 스프링은 토션스프링으로 이루어지고, 상기 공진부는, 상기 압전소자가 장착되는 압전소자결합부와; 상기 압전소자결합부의 일단에 형성되어 상기 고정축을 감싸는 회전결합부와; 상기 압전소자결합부의 일단에서 상기 회전결합부와 분리 형성되고, 상기 스프링의 일단이 결합되는 스프링지지부를 포함하여 이루어진다.The spring is made of a torsion spring, and the resonator comprises: a piezoelectric element coupling part on which the piezoelectric element is mounted; A rotary coupling portion formed at one end of the piezoelectric element coupling portion and surrounding the fixed shaft; One end of the piezoelectric element coupling portion is formed separated from the rotary coupling portion, and comprises a spring support portion is coupled to one end of the spring.
상기 공진부는, 상기 압전소자결합부의 타단에 형성되어 상기 렌즈홀더의 외주면에 접촉하는 가동부와; 상기 압전소자결합부의 타단의 상부와 상기 가동부를 연결하는 제1연결부와; 상기 압전소자결합부의 타단의 하부와 상기 가동부를 연결하는 제2연결부를 더 포함하여 이루어지되, 상기 제1연결부와 제2연결부는 상기 가동부 방향으로 경사지게 형성되고, 상기 제1연결부와 제2연결부와 압전소자결합부 사이에는 탄성변형공이 형성된다.The resonator includes: a movable part formed at the other end of the piezoelectric element coupling part to contact an outer circumferential surface of the lens holder; A first connection part connecting an upper portion of the other end of the piezoelectric element coupling part to the movable part; And a second connection part connecting the lower part of the other end of the piezoelectric element coupling part to the movable part, wherein the first connection part and the second connection part are formed to be inclined toward the movable part, and the first connection part and the second connection part are connected to each other. An elastic deformation hole is formed between the piezoelectric element coupling parts.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 압전소자를 이용한 소형카메라 구동장치에 따르면, 렌즈홀더의 무게가 무거워도 잘 작동이 되고, VCM방식보다 견고하며, 렌즈홀더의 이동거리가 길어 고화소 센서를 장착한 카메라에 사용될 수 있다.According to the small camera driving apparatus using the piezoelectric element of the present invention as described above, even if the weight of the lens holder is heavy, it works well, is more robust than the VCM method, and the moving distance of the lens holder is long in the camera equipped with a high pixel sensor Can be used.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 소형카메라 구동장치의 일방향 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 소형카메라 구동장치의 타방향 사시도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 소형카메라 구동장치의 일방향 분해사시도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 소형카메라 구동장치의 타방향 분해사시도이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 공진부의 타단이 상하방향으로 진동하는 상태를 도시한 상태도이며, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 공진부의 타단이 좌우방향으로 진동하는 상태를 도시한 상태도이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 공진부의 타단이 타원운동을 하는 상태의 과정도이다.Figure 3 is a one-way perspective view of a small camera driving apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a perspective view of the other direction of the small camera driving apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a small size according to an embodiment of the present invention One direction exploded perspective view of the camera driving device, Figure 6 is an exploded perspective view of the other direction of the small camera driving device according to an embodiment of the present invention, Figure 7 is a state in which the other end of the resonator vibrating in the vertical direction 8 is a state diagram illustrating a state in which the other end of the resonator vibrates in left and right directions, and FIG. 9 is an elliptic movement of the other end of the resonator in accordance with an embodiment of the present invention. It is a process diagram of the state.
도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 소형카메라 구동장치는, 베이스(10)와, 렌즈홀더(20)와, 구동부와, 제어부 등을 포함하여 이루어진다.3 to 6, the compact camera driving apparatus of the present invention includes a
상기 베이스(10)의 상부에는 상기 렌즈홀더(20)가 배치되고, 하부에는 이미지센서(미도시) 등의 배치된다.The
상기 베이스(10)의 상부에는 상기 렌즈홀더(20)의 이동방향과 평행하게 고정축(12)이 돌출 형성되어 있다.A
또한 상기 베이스(10)의 상부에는 베어링볼(16)이 장착되어 상기 렌즈홀더(20)의 이동을 원활하게 이루어지도록 하는 가이드부(14)가 돌출 형성되어 있다.In addition, the upper portion of the
상기 가이드부(14)에는 다수개의 베어링볼(16)이 슬라이딩할 수 있는 제1가이드레일홈(15)이 상하방향으로 형성되어 있다.The
상기 렌즈홀더(20)는 내부에 렌즈가 내장되어 있고, 광축방향으로 이동하여 구동된다.The
이때, 상기 렌즈홀더(20)의 외주면에는 상기 베어링볼(16)이 안착되는 제2가 이드레일홈(25)이 상하방향으로 길게 형성되어 있어, 상기 렌즈홀더(20)는 상기 베어링볼(16)을 통해 상기 가이드부(14)와 연결된다.At this time, the second
따라서, 상기 렌즈홀더(20)가 상하방향으로 이동할 경우, 상기 제1가이드레일홈(15)과 제2가이드레일홈(25) 사이에 배치되는 상기 베어링볼(16)에 의해 상기 렌즈홀더(20)는 보다 원활하게 상하방향으로 이동할 수 있게 된다.Therefore, when the
또한, 상기 렌즈홀더(20)의 외주면에는 상기 구동부와 접촉하기 위하 마찰부(27)가 돌출 형성되어 있다.In addition, a
상기 구동부는 상기 렌즈홀더(20)를 광축방향으로 밀거나 잡아당겨 구동시키는 역할을 한다.The driving unit serves to drive the
이러한 상기 구동부는, 공진부(30)와, 압전소자(40)와, 스프링(50)으로 이루어진다.The drive unit includes a
상기 공진부(30)는 일단이 상기 베이스(10) 자세하게는 상기 고정축(12)에 회전 가능하게 결합되고, 타단이 상기 렌즈홀더(20)의 외주면 자세하게는 상기 마찰부(27)와 접촉한다.One end of the
이러한 상기 공진부(30)는, 압전소자결합부(31)와, 회전결합부(32)와, 스프링지지부(33)와, 가동부(34)와, 제1연결부(35)와, 제2연결부(36), 탄성변형공(37) 등으로 이루어진다.The
상기 압전소자결합부(31)는 평판 형상으로 이루어지고, 일면에 상기 압전소자(40)가 장착된다.The piezoelectric
상기 회전결합부(32)와 스프링지지부(33)는 상기 압전소자결합부(31)의 일단 에 상하방향으로 분리 형성된다. The
상기 회전결합부(32)는 상기 압전소자결합부(31)의 일단 상부에 상기 고정축(12)을 감싸도록 형성되어, 상기 공진부(30)를 상기 고정축(12)에 결합시키고, 상기 공진부(30)의 회전시 상기 고정축(12)과 더불어 상기 공진부(30)의 회전중심을 이룬다.The
상기 스프링지지부(33)는 상기 압전소자결합부(31)의 일단 하부에서 상기 회전결합부(32)와 분리 형성되고, 상기 스프링(50)의 일단이 결합된다.The
상기 가동부(34)는 상기 압전소자결합부(31)의 타단에 형성되어 상기 렌즈홀더(20)의 외주면 자세하게는 상기 마찰부(27)에 접촉하는 한다.The
상기 가동부(34)의 너비는 상기 압전소자결합부(31)의 너비보다 작게 형성한다.The width of the
이는 후술하는 바와 같이, 상기 제어부에 의해 인가되는 전압에 의해 상기 공진부(30)가 유동할 경우, 상기 가동부(34)의 너비를 작게 하여 상기 가동부(34)에 힘이 집중되어 변위 운동이 보다 잘 이루어지도록 하기 위함이다.As described later, when the
상기 제1연결부(35)는 상기 압전소자결합부(31)의 타단의 상부와 상기 가동부(34)를 연결하고, 상기 제2연결부(36)는 압전소자결합부(31)의 타단의 하부와 상기 가동부(34)를 연결한다.The first connecting
이때, 상기 제1연결부(35)와 제2연결부(36)는 각각 상기 가동부(34) 방향으로 경사지게 형성된다.At this time, the first connecting
그리고, 상기 제1연결부(35)와 제2연결부(36)와 압전소자결합부(31) 사이에 는 상기 탄성변형공(37)이 형성된다.The
즉, 상기 제1연결부(35) 및 제2연결부(36)가 상기 가동부(34) 방향으로 경사지게 형성되어 있는바, 상기 탄성변형공(37)은 대략 삼각형 또는 사다리꼴 형상으로 형성된다.That is, the
위와 같이, 상기 탄성변형공(37)에 의해 상기 공진부(30)의 유동시 상기 제1연결부(35) 및 제2연결부(36)가 보다 잘 유동할 수 있어, 결국 상기 제1연결부(35)와 제2연결부(36)에 연결되는 상기 가동부(34)를 보다 잘 유동하도록 할 수 있다.As described above, the first connecting
상기 압전소자(40)는 전압을 인가받아 변형됨으로써, 상기 공진부(30)가 초기에 진동되도록 하는 역할을 하는 것으로써, 상기 공진부(30) 자세하게는 상기 압전소자결합부(31)에 장착되고, 제1(+)단자(41)와 제2(+)단자(42)를 갖는다.The
즉, 상기 압전소자(40)의 일면에는 상기 제1(+)단자(41)와, 제2(+)단자(42)가 배치되고, 타면에는 상기 제1(+)단자(41) 및 제2(+)단자(42)와 접촉하는 한개의 (-)단자(43)가 배치된다.That is, the first (+) terminal 41 and the second (+) terminal 42 are disposed on one surface of the
위와 같이 본 실시예에서는 2개의 (+)단자와, 1개의 (-)단자(43)를 갖는 1개의 압전소자(40)로 사용하였지만, 본 실시예와 달리 각각 1개의 (+)단자와 1개의 (-)단자(43)를 갖는 2개의 압전소자(40)를 사용할 수도 있다.As described above, in the present embodiment, one
상기 스프링(50)은, 일단이 상기 공진부(30) 자세하게는 상기 스프링지지부(33)에 결합되고 타단이 상기 베이스(10)에 결합되어, 상기 공진부(30)의 타단이 상기 렌즈홀더(20)의 외주면 방향으로 가압되도록 탄성력을 부가한다.The
이를 위해 상기 스프링(50)은 토션스프링으로 이루어짐이 바람직하다.To this end, the
본 실시예에서는 상기 스프링(50)을 팽창된 상태로 장착하여, 상기 스프링지지부(33)에 힘을 가하도록 하였다.In this embodiment, the
상기 제어부는 상기 구동부를 제어, 자세하게는 상기 압전소자(40)에 인가되는 전압을 제어하여 상기 구동부가 구동되어 상기 렌즈홀더(20)를 이동시킬 수 있도록 하는 역할을 한다.The control unit controls the driving unit, and in detail, controls the voltage applied to the
상기 제어부는, 상기 제1(+)단자(41)와 제2(+)단자(42)에 상호 90도의 위상차를 갖으며 상기 구동부의 공진주파수에 대응하는 주파수를 갖는 전압을 인가하여, 상기 공진부(30)의 타단에 위치한 상기 가동부(34)가 타원형의 변위 운동을 하면서 상기 렌즈홀더(20)를 광축방향으로 구동시키도록 한다.The control unit applies a voltage having a phase difference of 90 degrees to the first (+) terminal 41 and the second (+) terminal 42 and having a frequency corresponding to the resonance frequency of the driving unit, thereby resonating the resonance. The
이때, 상기 제어부에서 상기 압전소자(40)에 인가하는 전압의 주파수는, 상기 공진부(30)의 타단이 상하로 움직이는 제1공진주파수와, 상기 공진부의 타단이 좌우로 움직이는 제2공진주파수 사이값이다.In this case, the frequency of the voltage applied to the
위와 같이 상기 압전소자(40)에 인가되는 전압의 주파수를 상기 제1공진주파와 제2공진수 사이값으로 함으로써, 상기 공진부(30)의 타단이 상하운동과 좌우운동이 합쳐져서 타원운동을 하게 된다.By setting the frequency of the voltage applied to the
이하, 상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 작동과정에 대하여 살펴본다.Hereinafter, an operation process of the present invention having the above-described configuration will be described.
상기 제어부가 상기 압전소자(40)의 제1(+)단자(41)와 제2(+)단자(42)에 상호 90도의 위상차를 갖는 전압을 인가한다.The controller applies a voltage having a phase difference of 90 degrees to the first (+) terminal 41 and the second (+)
즉, 상기 제1(+)단자(41)와 제2(+)단자(42)에 인가되는 전압의 위상은 90도 의 차이가 있다.That is, the phases of the voltages applied to the first (+) terminal 41 and the second (+) terminal 42 have a difference of 90 degrees.
이때, 인가되는 전압의 주파수는 상기 구동부의 공진주파수에 대응되는 주파수이다.In this case, the frequency of the applied voltage is a frequency corresponding to the resonance frequency of the drive unit.
상기 압전소자(40)의 제1(+)단자(41)와 제2(+)단자(42)에 90도의 위상차를 갖는 전압이 인가되면, 상기 압전소자(40)를 수축 및 팽창 운동을 하고, 이로 인해 상기 압전소자(40)가 결합된 상기 공진부(30)도 유동을 한다.When a voltage having a phase difference of 90 degrees is applied to the first (+) terminal 41 and the second (+)
이때, 인가되는 전압의 주파수가 상기 구동부의 공진주파수와 일치하기 때문에, 적은 힘으로 상기 구동부 자세하게는 상기 공진부(30)를 크게 유동시킬 수 있다.At this time, since the frequency of the applied voltage coincides with the resonant frequency of the driving unit, the driving unit can be largely flown in detail with the driving force with a small force.
보다 자세하게는, 도 7에 도시된 바와 같이 제1공진주파수에 의해 상기 공진부(30)의 타단은 상하방향으로 움직이게 된다.In more detail, as shown in FIG. 7, the other end of the
그리고 도 8에 도시된 바와 같이 제2공진주파수에 의해 상기 공진부(30)의 타단은 좌우방향으로 움직이게 된다.As shown in FIG. 8, the other end of the
상기 공진부(30)의 타단을 상하방향으로 진동시키는 제1공진주파수가 53kHz이고, 상기 공진부(30)의 타단을 좌우방향으로 진동시키는 제2공진주파수가 55kHz인 경우, 상기 제어부에서는 상기 압전소자(40)에 상기 제1공진주파수와 제2공진주파수 사이값인 54kHz의 공진주파수를 인가한다.When the first resonant frequency for vibrating the other end of the
그러면, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 공진부(30)의 타단은 상하방향의 진동모드와 좌우방향의 진동모드가 합쳐지게 되어 타원운동을 하게 된다.Then, as shown in FIG. 9, the other end of the
위와 같은 전압이 인가되면, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 가동부(34)를 타 원운동을 하게 된다.When the above voltage is applied, as shown in FIG. 9, the
이때, 상기 제1연결부(35)와 제2연결부(36) 사이에 상기 탄성변형공(37)을 형성함으로써, 상기 제1연결부(35) 및 제2연결부(36)의 유동량을 크게 할 수 있어, 상기 제1연결부(35) 및 제2연결부(36)에 연결된 상기 가동부(34)를 보다 크게 유동하도록 할 수 있다.At this time, by forming the
상기 가동부(34)가 타원형의 변위운동을 함에 따라, 상기 가동부(34)는 상기 렌즈홀더(20)를 상방향으로 밀어 올리거나, 하방향으로 밀어 내려 상기 렌즈홀더(20)가 광축방향으로 이동할 있도록 한다.As the
그리고, 상기 가동부(34)가 타원운동을 함에 따라 상기 공진부(30)는 상기 고정축(12) 및 회전결합부(32)를 중심으로 회전을 한다.As the
또한, 상기 스프링(50)은 상기 공진부(30)의 일단에 형성된 상기 스프링지지부(33)에 연결되어 상기 스프링지지부(33)를 밀도록 함으로써, 지렛대 원리에 의해 상기 공진부(30)의 타단에 형성된 상기 가동부(34)가 상기 렌즈홀더(20)에 강하게 밀착되도록 할 수 있다.In addition, the
이로 인해 상기 가동부(34)는 상기 렌즈홀더(20)의 외주면에 항상 접촉하여 상기 렌즈홀더(20)를 상하방향으로 이동시킬 수 있게 된다.As a result, the
이때, 상기 스프링(50)은 압축 또는 팽창된 상태로 장착되어, 상기 스프링지지부(33)에 탄성력을 부가하여 상기 공진부(30)의 타단의 타단에 형성된 상기 가동부(34)가 상기 렌즈홀더(20)의 외주면 방향으로 강하게 가압되도록 한다.At this time, the
본 발명인 압전소자를 이용한 소형카메라 구동장치는 전술한 실시예에 국한 하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.The compact camera driving apparatus using the piezoelectric element of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be variously modified and implemented within the range in which the technical idea of the present invention is permitted.
도 1은 종래의 VCM방식의 소형 카메라장치의 단면구조도,1 is a cross-sectional structure diagram of a conventional small camera device of the VCM method,
도 2는 도 1에 도시된 소형 카메라장치의 사용상태 단면구조도,2 is a cross-sectional structural view of the state of use of the small camera device shown in FIG.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 소형카메라 구동장치의 일방향 사시도,3 is a one-way perspective view of a compact camera driving apparatus according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 소형카메라 구동장치의 타방향 사시도,4 is another perspective view of a compact camera driving apparatus according to an embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 소형카메라 구동장치의 일방향 분해사시도,5 is an exploded perspective view in one direction of a small camera driving apparatus according to an embodiment of the present invention;
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 소형카메라 구동장치의 타방향 분해사시도,6 is an exploded perspective view of another direction of the compact camera driving apparatus according to the embodiment of the present invention;
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 공진부의 타단이 상하방향으로 진동하는 상태를 도시한 상태도,7 is a state diagram showing a state in which the other end of the resonator vibrates in the vertical direction according to an embodiment of the present invention;
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 공진부의 타단이 좌우방향으로 진동하는 상태를 도시한 상태도,8 is a state diagram illustrating a state in which the other end of the resonator vibrates in left and right directions according to an embodiment of the present invention;
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 공진부의 타단이 타원운동을 하는 상태의 과정도,9 is a process diagram of the other end of the resonator according to an embodiment of the present invention to perform an elliptic motion,
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 베이스, 12 : 고정축, 14 : 가이드부, 15 : 제1가이드레일홈, 16 : 베어링볼, 20 : 렌즈홀더, 25 : 제2가이드레일홈, 27 : 마찰부, 30 : 공진부, 31 : 압전소자결합부, 32 : 회전결합부, 33 : 스프링지지부, 34 : 가동부, 35 : 제1연결부, 36 : 제2연결부, 37 : 탄성변형공, 40 : 압전소자, 41 : 제1(+)단자, 42 : 제2(+)단자, 43 : (-)단자, 50 : 스프링,10: base, 12: fixed shaft, 14: guide portion, 15: first guide rail groove, 16: bearing ball, 20: lens holder, 25: second guide rail groove, 27: friction portion, 30: resonator portion, 31: piezoelectric element coupling portion, 32: rotary coupling portion, 33: spring support portion, 34: movable portion, 35: first connection portion, 36: second connection portion, 37: elastic deformation hole, 40: piezoelectric element, 41: first ( +) Terminal, 42: second (+) terminal, 43: (-) terminal, 50: spring,
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