KR20070029250A

KR20070029250A - 압전 모터용 구동 회로

Info

Publication number: KR20070029250A
Application number: KR1020077000655A
Authority: KR
Inventors: 미코 올릴라
Original assignee: 노키아 코포레이션
Priority date: 2004-06-11
Filing date: 2005-06-07
Publication date: 2007-03-13
Also published as: FI20045217A; KR100934168B1; WO2005122382A1; EP1769575A4; US20050280332A1; EP1769575A1; CN101027833A; EP1769575B1; FI20045217A0; US7667372B2; FI117412B

Abstract

본 발명에 따른 방법 및 장치(100)에서, 압전 액츄에이터(50)의 두 압전소자들(10, 20)은 상호 위상차를 갖는 두 개의 전압들로 구동된다. 상기 압전소자들(10, 20) 중 하나는 용량성 전압 증가 수단(61, 62)에 의해 사용 가능한 전원 전압(VS)을 초과하는 전압으로 충전된다. 커패시터는, 압전소자(10, 20)의 전압을 분할하는 압전소자(10, 20)에 연결되며, 동시에 압전소자(10, 20)에 저장된 에너지의 일부를 상기 커패시터로 전달한다. 그 후 상기 커패시터로 전달된 에너지의 일부는, 에너지 절약 특성을 제공하는 상기 압전소자(10, 20)로 다시 전달된다. 제 2 압전소자(10, 20)는, 필요한 위상차를 제공하는 유사한 방식으로 구동된다. 다른 실시예에서, 두 개의 구동 신호들의 파형들은 균형이 잡힌(balancing) 커패시터들을 이용하여 정정된다.

Description

압전 모터용 구동 회로{Driving circuit for piezoelectric motor}

본 발명은 에너지 절약 압전소자 구동 장치 및 압전소자들(piezo-elements)을 구동하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 압전소자 구동 장치를 포함하는 장치에 관한 것이다.

압전 액츄에이터들은 줌(zoom) 및 포커싱 렌즈 시스템들의 위치들을 조정하기 위해서 이미징 시스템들에 사용된다. 압전 액츄에이터들은 또한 작은 객체들을 움직이기 위한 다른 시스템들에서도 사용된다. 적당한 구동 전압들을 제공하는 구동 장치들이 상기 압전 액츄에이터들을 구동하는데 필요하다. 압전 액츄에이터들은 활성화 전압에 연결될 때 편향되거나, 확장되거나 또는 수축되는 하나 이상의 압전소자들에 의해 구현된다.

모바일 장치들 내의 한 측면은 이용할 수 있는 전원의 전압이 통상적으로 압전소자들의 최적 구동 전압보다 낮다는 것이다. 전원전압 보다 높은 구동 전압들은 상기 전압 증가 수단에 전하 전달을 제공하고 및 상기 전압 증가 수단으로부터 전하 전달을 제공하도록 압전소자들에 연결된 전압 증가 수단을 사용하여 통상적으로 발생되는 전원전압보다 높다. 또한, 모바일 시스템들 내에서, 이용가능한 전원은 통상적으로 제한된 용량을 갖는 배터리이다. 따라서, 압전소자들의 구동과 관 련된 에너지 소비는 특히 모바일 시스템들 내에서 문제이다.

압전소자는 압전소자가 구동 전압에 연결됨으로써 충전될 때 에너지를 저장하는 실질적 내부 커패시턴스를 포함한다. 미국 특허 제 6,563,251 호는 용량성 모터 위상(capacitive motor phase)을 갖는 액츄에이터를 위한 구동 장치를 개시한다. 상기 특허는 방전 동작을 하는 동안 압전소자로부터 방출되는 에너지가 저장되어 후속하는 충전 동작 내에 사용될 수 있다는 것을 교시한다. 상기 특허는 압전소자를 에너지-효율적인 방식으로 충전/방전하기 위한 한 세트의 전압 소스들의 사용을 개시한다. 전압 소스들 중 하나 이상은 추가적으로 에너지-절약 특징을 제공하도록 전기용량적으로 완화될 수 있다. 구동 전압을 증가시키기 위해 전압 증가 장치가 사용된다.

본 발명의 목적은 에너지-절약 장치 및 압전소자들을 구동하기 위한 방법, 및 에너지-절약 압전소자 구동 장치를 포함하는 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 압전소자 구동 장치를 구현하는데 필요한 전압 증가 장치를 단순화하기 위한 것이다.

이러한 목적들을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 장치들과 방법은 주로 독립 청구항들의 특징부에 제시될 것으로 특징될 수 있다. 본 발명에 관련된 추가적인 상세사항들은 종속 청구항들에 제시된다.

본 발명에 따른 장치들 및 방법은 전하 전달이 압전소자와 하나 이상의 커패시터 간에서 수행되며, 상기 전하 전달을 하는 동안 상기 하나 이상의 커패시터가 전압 증가 수단으로부터 연결이 끊겨져 있는 것을 주요 특징으로 한다. 따라서, 압전소자 내에 저장된 용량성 에너지의 일부가 재사용되어, 에너지 효율을 개선한다. 추가로, 상기 하나 이상의 커패시터를 에너지 저장에 사용함으로써 단지 작은 수의 컴포넌트들을 포함하는 에너지-효율적인 전압 증가 수단의 사용을 허용한다.

본 발명의 실시예들 및 그들의 이점은 하기 설명 및 예들, 및 또한 첨부 청구항들을 통해서 당업자에게 명백하게 될 것이다.

이하의 실시예들에서, 본 발명의 실시예들이 첨부 도면들을 참조하여 더욱 구체적으로 기재될 것이며, 여기서

도 1a 내지 도 1d는 두 개의 독립적으로 편향 가능한 압전소자들에 기초한 압전 액츄에이터들의 다른 동작 위상들을 나타내고,

도 2는 본 발명에 따른 압전소자 구동 장치의 다이어그램을 나타내고,

도 3은 도 2에 따른 압전소자 구동 장치의 타이밍 도의 예를 나타내고,

도 4는 도 2에 따른 압전소자 구동 장치의 출력부들에서 결과 압력 파형들의 예를 나타내고,

도 5는 본 발명에 따른 압전소자 구동 장치를 포함하는 모바일 장치를 나타내고,

도 6은 밸런싱 커패시터들을 갖는 본 발명에 따른 압전소자 구동 장치의 다이어그램을 나타내고, 그리고

도 7은 압전소자 구동 장치를 전원전압에 연결하는 추가적인 스위치들을 포 함하는 압전소자 구동 장치의 출력부들에서의 결과 전압 파형들의 예를 나타낸다.

도 1a를 참조하면, 압전 액츄에이터(50)는 서로 연결된 두 개의 독립적으로 편향 가능한 압전소자들(10, 20)을 포함할 수 있다. 돌출부(protrusion)(30)는 상기 두 개의 압전소자들(10, 20)의 연결지점 근처에 부착된다. 압전소자들(10, 20)은 상기 압전소자들(10, 20)의 편향을 허용하는 지지부(40)에 의해 지지된다. 각 압전소자(10, 20)의 편향 정도는, 전압이 상기 압전소자들(10, 20)의 전압 단자들(11, 12, 21, 22) 간에 인가될 때 변화된다. 압전소자들(10, 20)은 단극 전압들, 즉 0 전압에서 최대 전압까지의 범위 내의 전압들을 사용하여 동작되도록 설계되어 최적화될 수 있다. 압전소자들(10, 20)의 내부 커패시턴스들은 동일한 것이 바람직하다. 바람직하게는, 압전 액츄에이터(50)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 바이모프스(BIMORPHS)라고 알려진 편향 가능한 압전소자들을 이용하여 구현된다.

상기 두 개의 압전소자들의 편향의 정도는 교류전압들이 전압 단자들(11, 12, 21, 22)에 연결될 때 주기적인 방식으로 변화된다. 두 개의 압전소자들에 연결되는 교류전압들 간에 위상차가 있을 때 돌출부(30)의 팁은 폐경로(closed path)(CP)를 따라 움직인다. 바람직하게는, 위상차는 90도이어야 한다. 도 1a 내지 도 1d는 액츄에이터(50)의 다른 동작 위상들을 도시한 것이다. 도 1c에서 도면의 블러링(blurring)을 피하기 위해서 폐경로(CP)는 생략되었다. 돌출부(30)의 팁이 객체(미도시) 근처에 위치해 있을 때, 이것은 최소한 상기 객체를 도 1c 내에 도시된 위상 내에서 접촉할 수 있고, 상기 객체를 h 방향으로 움직인다. 움직임의 방향은 위상차의 부호(sign)의 반전, 즉 90도에서 (-)90도로 반전함에 따라서 변화될 수 있다.

이상적인 경우에, 구동 파형들은 사인파일 수 있다. 하지만, 압전소자들(10, 20)은 통상적으로 사인파와는 상당히 빗나가는 전압 파형들을 갖고 구동된다. 위상차는 또한 90도로부터 상당히 빗나갈 수 있다. 본 명세서 내에서 위상차는 두 개의 전압들이 시간의 다른 순간들에서 그들의 최대치 및 최소치들에 다다르는 경우를 나타낸다. 본 명세서 내에서 위상차라는 표현의 사용이 상기 두개의 전압들의 파형들이 동일해야 함을 필요로 하는 것이 아님을 강조한다.

도 2를 참조하면, 압전소자 구동 장치(100)는 두 개의 압전소자 구동 유닛들(91, 92)을 포함한다. 각 압전소자 구동 유닛(91, 92)은 용량성 전압 증가 수단(61, 62), 출력부(101, 102), 상기 용량성 전압 증가 수단(61, 62)을 상기 출력부(101, 102)에 연결하는 스위치(S1, S2), 커패시터(C3, C4), 상기 커패시터를 상기 출력부(101, 102)에 연결하는 스위치(S3, S4), 및 상기 출력부(101, 102)를 접지(GND)에 연결하는 스위치(S5, S6)를 포함한다. 또한 압전 구동 장치(100)는 압전소자 구동 유닛들(91, 92) 모두에 공통인 컨트롤 로직(80) 및 전원 입력부(104)를 포함한다. 전원 입력부(104)는 VS의 전압을 제공하는 전원(미도시)에 연결된다.

각각의 용량성 전압 증가 수단(61, 62)은 펄스 생성기(PA, PB), 전류 증폭을 제공하는 버퍼(BA, BB), 커패시터(C1, C2) 및 전계 효과 트랜지스터(MA, MB)를 이용하여 구현된다.

전계 효과 트랜지스터(MA)를 위한 구동 신호는 트랜지스터(MA)의 게이트를 압전 구동 유닛(92)의 노드(106)에 연결함으로써 획득된다. 트랜지스터(MB)의 게이트 각각은 압전 구동 유닛(91)의 노드(105)에 연결된다.

컨트롤 로직(80)은 압전 구동 장치(100)의 스위치들(S1, S2, S3, S4, S5, S6)을 제어한다. 컨트롤 로직(80)은 또한 펄스 생성기(PA, PB)의 동기화 및 상호 위상차를 제어한다. 컨트롤 로직(80)은 신호 입력부(82)에 연결된 컨트롤 유닛(도 6에 도시됨)으로부터 지시 신호들을 수신한다.

압전 액츄에이터(50)의 제 1 압전소자(10)는 제 1 출력부(101)에 연결되며, 압전 액츄에이터(50)의 제 2 압전소자는 제 2 출력부(102)에 연결된다. 각각의 압전소자(10, 20)는 실질적으로 용량성 부하를 구성한다.

도 3은 스위치들(S1, S2, S3, S4, S5, S6)의 제어 전압들 및 펄스 생성기들(PA, PB)의 출력 전압들을 나타내는 타이밍도이다. 도 3의 커브들은 하이값/하이상태 및 로우값/로우상태를 나타낸다. 스위치들(S1, S2, S3, S4, S5, S6)에 대해서, 하이상태는 닫힌 스위치에 연관되며, 로우상태는 열린 스위치에 연관된다. 펄스 생성기들(PA,PB)에 대해서, 하이값은 전원전압(VS)과 실질적으로 동일한 값을 나타낸다. 로우어(Lower) 값은 실질적으로 0 전압, 즉 접지(GND)에서의 전압을 나타낸다. t는 시간을 나타내고, V는 전압을 나타낸다.

펄스 발생기(PA)의 출력 신호는 버퍼(BA)에 의해 버퍼링된다. 동작 동안, 펄스 발생기(PA)의 출력전압, 즉 결과적으로는 버퍼(BA)의 출력전압은 실질적으로 접지전압과 전원전압(VS) 사이에서 교번한다. 버퍼(BS)의 출력전압이 실질적으로 0 일 때, 전계효과 트랜지스터(MA)는 도전 상태(conducting state)로 설정된다. 결국, 커패시터(C1)는, 전원전압(VS)과 실질적으로 동일한 전압으로 충전된다. 다음으로, 전계효과 트랜지스터(MA)는 비전도 상태(nonconducting state)로 설정된다. 펄스 발생기(PA)의 출력전압이 전원전압(VS)과 실질적으로 동일할 때, 용량성 전압 증가 수단(61)에 의해 발생된 전압은 전원전압(VS)의 두 배와 실질적으로 동일하다. 따라서 동작 동안, 전압 증가 수단(61)은 VS와 VS의 두 배 사이의 전압들을 발생한다. 그리고 각각, 다른 전압 증가 수단(62)은 VS와 VS의 두 배 사이의 전압들을 발생한다.

도 4는 압전소자 구동 장치(100)의 출력부들(101,102)에서의 결과 전압 파형을 나타낸다. VA는 출력부(101)의 전압을 나타내고, VB는 출력부(102)의 전압을 나타낸다.

이제 단일 압전소자 구동 유닛(91)의 동작이 주기적 방식으로 반복되는 4단계 동작을 참조하여 기술된다. t1, t2, t3 및 t4로 마킹된 것들은 압전소자 구동 유닛(91)의 제 1 단계, 제 2 단계, 제 3 단계, 및 제 4 단계를 나타낸다. 특별히 언급하지 않는 한, 스위치들(S1, S3, 및 S5)은 열린(비전도) 상태이다.

제 1 단계에서, 전압 증가 수단(61)의 노드(105)에서의 전압은 VS의 두 배와 같다. 컨트롤 로직(80)은 스위치(S1)를 닫도록 명령을 전송한다. 그 후, 출력부(101)는 전압 증가 수단(61)의 노드(105)에 연결되고, 전하가 제 1 압전소자(10)에 전송되고, 상기 제 1 압전소자(10)의 전압이 실질적으로 VS의 두 배의 값과 실질적으로 같아지도록 증가된다. 제 1 단계의 끝에서, 스위치(S1)가 열린다.

제 2 단계에서, 스위치(S3)가 닫힌다. 출력부(101)는 커패시터(C3)에 연결된다. 전하는 제 1 압전소자(10)로부터 커패시터(C3)로 전송된다. 커패시터(C3)의 커패시턴스는 바람직하게는 제 1 압전소자(10)의 내부 커패시턴스와 거의 같다. 그러나, 커패시터(C3) 내에 저장된 임의의 잔여 전하가 있고, 그 결과 출력부 (101)의 전압을 전기용량으로 나누어서 얻어진 값은 VS보다 다소 크다. 이제 제 1 압전소자(10) 내에 최초로 저장된 에너지의 일부는 커패시터(C3) 내에 저장된다. 제 2 단계의 끝에서, 스위치(S3)가 열린다.

제 3 단계에서, 스위치(S5)가 닫히고, 그 결과 제 1 압전소자(10)는 접지(GND)에 연결된다. 출력부(101)의 전압은 이제 실질적으로 0 이다. 제 3 단계의 끝에서, 스위치(S5)가 열린다.

제 4 단계에서, 스위치(S3)가 닫힌다. 커패시터(C3)의 초기 전압은 VS 보다 약간 크다. 출력부(101)는 커패시터(C3)에 연결된다. 전하는 커패시터(C3)로부터 제 1 압전소자(10)로 전송된다. 출력부(101)의 전압은 전기용량으로 나누어지고, 커패시터(C3) 내에 초기에 저장된 에너지의 일부는 이제 제 1 압전소자(10)에 전송된다. 제 4 단계의 끝에서, 스위치(S3)가 열린다. 잔여 전하는 다음 반복 주기에서 사용되기 위해 커패시터(C3)에 남아있다.

이제, 상술한 사이클은 제 1 단계부터 시작하여 다시 반복되는데, 여기서 제 1 출력부(101)는 또한 전압 증가 수단(61)에 의해 발생된 전압에 연결되며, 상기 전압은 전원전압(VS)의 두 배와 실질적으로 같다.

제 2 압전소자 구동 유닛(92)은 스위치들(S2, S4 및 S6)을 조절함으로써 유 사한 방식으로 동작한다. 출력부들(101 및 102)의 전압들에 필요한 위상차는, 제 1 압전소자 구동유닛(91)의 스위치 컨트롤 신호들의 타이밍에 대해 제 2 압전소자 구동 유닛(92)의 스위치 컨트롤 신호들의 타이밍이 지연되는지 또는 앞서는지로 제공된다.

스위치들(S1, S2, S3, S4, S5, S6), 펄스 발생기들(PA, PB),그리고 컨트롤 로직(80)은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 다양한 반도체 기반 기술들 및 장치들을 사용하여 구현될 수 있다. 스위치들은 예를 들어 금속 산화물 반도체 전계효과 트랜지스터들 또는 BJT(bipolar junction transistors)를 사용하여 구현될 수 있다.

압전소자 구동 장치(100)의 추가적인 실시예는 복수개의 커패시터들(C3, C4) 및 각각의 스위칭 수단(S3, S4)을 이용하여 구현될 수 있다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 출력부들(101,102)에서 발생된 전압 파형들이, 예를 들어 삼각파형과 같이, 실질적으로 원하는 파형과 닮도록 복수개의 커패시터들(C3, C4) 및 각각의 스위칭 수단들(S3, S4)의 타이밍을 선택할 수 있다.

압전소자 구동 장치(100)의 추가적인 실시예는, 예를 들어 전원전압(VS)의 4 배, 6 배, 8 배인 동작 전압을 공급하도록 전압 증가 수단을 캐스케이딩(cascading)하여 구현될 수 있다.

추가적인 실시예에서, 커패시터들(C3, C4)이 전압 증가 수단(61,62)에 연결되어 전하를 교환하는 동안 추가적인 단계들이 구현될 수 있다. 커패시터들(C3, C4)을 전압 증가 수단(61,62)에 직접적으로 연결하도록 추가적인 스위치(미도시)가 사용될 수 있다.

도 5를 참조하면, 압전소자 구동 장치(100)는 모바일 장치(300)에 사용될 수 있는데, 여기서 압전소자 구동 장치(100)는 압전 액츄에이터(50)에 연결된다. 압전 액츄에이터는 바람직하게는 국제출원 제 PCT/US03/17611 호에 기재된 방식으로 바이모프스(bimorphs)를 이용하여 구현된다. 컨트롤 유닛(200)은 컨트롤 로직 입력부(82)에 연결되어 액츄에이터(50)의 방향과 속도를 조절한다. 모바일 장치(300)는, 예를 들어 휴대용 광학 이미징 시스템(portable optical imaging system)일 수 있다. 이 경우 모바일 장치(300)는, 상기 휴대용 광학 이미징 시스템의 이미지 확대(image magnification(zoom)), 초점거리 및 조리개(aperture)를 조정하기 위해서, 몇 개의 압전소자 구동회로들(100) 및 압전-액츄에이터들(50)을 포함하여 몇 개의 렌즈 시스템들 및 광학 컴포넌트들의 위치들을 조정하도록 할 수 있다. 본 발명에 따른 압전소자 구동 회로(100)의 사용은, 압전소자들 (10,20)이 사용 가능한 전원전압을 초과하는 전압에서 구동될 수 있기 때문에 모바일 장치들(300) 내에서 특히 유리하며, 에너지가 절약되고, 필요로 하는 전압 증가 수단의 수가 최소화되고 전압 증가 수단들 내의 내부 전력 손실이 최소화된다.

도 6은 밸런싱 커패시터들(C5, C5), 및 상기 커패시터들(C5, C6)을 각각의 출력부들(101,102)에 연결하기 위한 스위칭 수단들을 포함하는 압전소자 구동 장치들의 추가 실시예를 보여준다. 제 1 압전소자(10) 및 제 2 압전소자(20) 간에 작은 내부 커패시턴스가 있는데, 즉 압전 액츄에이터(50)의 터미널들(12, 22) 간에 내부 커패시턴스가 있다. 상기 내부 커패시턴스는 잠재적으로 출력부들(101,102) 의 파형들 간의 차이를 유발할 수 있다. 상기 차이는 밸런싱 커패시터들(C5, C6)을 사용함으로써 해결된다. 밸런싱 커패시터(C5, C6) 중 하나는 앞서는 상(leading phase)인 압전소자(10,20)와 평행으로 연결되며, 반면 다른 밸런싱 커패시터(C5, C6)는 연결이 끊어진다. 앞서는 상에서의 밸런싱 커패시터는 압전 액츄에이터(50)에 의해 이동되는 객체가 단일-방향성 움직임을 하는 동안 계속해서 연결된 상태를 유지한다. 움직임의 방향이 역전될 때에만 상기 밸런싱 커패시터의 연결이 끊기고 다른 커패시터가 연결된다.

출력부들(101, 102)의 실질적 전압 파형은 이상적인 사인파로부터 상당히 벗어난다. 도 6은 파형들을 약간 보정하도록 사용될 수 있는 추가의 스위치들(S9 및 S10)을 또한 보여준다. 제 4 단계에서, 출력부 (101)의 전압은 전원전압(VS) 보다 작다. 출력부(101)의 파형은 제 4 단계 이후에 제 5 동작 단계를 추가함으로써 약간 보정될 수 있다. 상기 제 5 동작 단계에서, 먼저 커패시터(C3)는, 스위치(S3)가 열리도록 함으로써 출력부로부터의 연결이 끊어지고, 후속하여 출력부(101)는 스위치(S9)에 의해 전원전압(VS)에 연결된다. 즉, 출력부가 VS와 연결되어 있는 동안, 커패시터(C3)의 전압은 전원전압(VS)보다 낮은 상태를 유지한다. 출력부 (102)의 파형은 각각 스위치(S4)를 열고, 후속하여 스위치(S10)를 닫음으로써 보정될 수 있다. 도 7은 보정된 파형들의 예를 나타낸다. 도 5에서, t5는 제 5 동작 단계의 시작을 나타낸다.

본 발명에 따른 압전소자 구동 장치(100)의 사용과 구동 방법은 편향 가능한 압전소자들의 구동에만 한정되는 것은 아니며, 미국 특허 제 6,703,762 호에 개 시된 바와 같이 압전소자들을 확장 및 수축하도록 적용될 수 있다.

모바일 장치는 압전소자 구동 유닛(91, 92) 중 단지 하나를 포함할 수 있다. 그러나 이 경우, 구동 전압을 상기 압전소자 구동유닛(91, 92)의 트랜지스터(MA, MB)에 제공하도록 추가적인 전압 증가 수단이 사용되어야 한다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게, 본 발명에 따른 장치 및 방법의 변경 및 변화를 인지할 수 있다는 것은 명백할 것이다. 첨부 도면 및 표들을 참조하여 상술한 특정 실시예들은 예시를 위한 것이며, 첨부되는 청구항들에 의해 한정되는 본 발명의 범위를 제한하고자 함은 아니다.

Claims

압전소자(piezo-element)에 연결 가능한 출력부(101, 102);

전압 증가 수단(61, 62); 및

상기 전압 증가 수단(61, 62)을 상기 출력부(101, 102)에 연결하는 제 1 스위칭 수단(S1, S2)을 적어도 포함하는 압전소자 구동 유닛(91, 92)에 있어서,

적어도 하나의 커패시터(C3, C4); 및

상기 적어도 하나의 커패시터(C3, C4)를 상기 출력부(101, 102)에 연결하는 제 2 스위칭 수단(S3, S4)을 더 포함하며,

상기 제 1 스위칭 수단(S1, S2), 상기 제 2 스위칭 수단(S3, S4) 및/또는 추가적인 스위칭 수단은 상기 전압 증가 수단(61, 62)으로부터 상기 하나 이상의 커패시터(C3, C4)를 끊는 수단을 더 제공하는 것을 특징으로 하는 압전소자 구동유 닛.
제 1 항에 있어서,

상기 압전소자 구동 유닛은 소정의 공칭(nominal) 내부 커패시턴스를 갖는 압전소자(10, 20)를 구동하도록 최적화되며,

상기 적어도 하나의 커패시터(C3, C4)의 적어도 하나의 커패시턴스는 상기 압전소자(10, 20)의 소정의 공칭 내부 커패시턴스와 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 압전소자 구동유닛.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

방향 지시 신호(direction command signal)를 수신하는 수단(82)을 더 포함하며,

밸런싱(balancing) 커패시터(C5, C6), 및 상기 방향 지시 신호에 따라 상기 밸런싱 커패시터(C5, C6)를 상기 출력부(101, 102)에 연결시키거나/상기 출력부(101, 102)로부터의 연결을 끊는 스위칭 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압전소자 구동유닛.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전압 증가 수단(61, 62)의 전압은 실질적으로 주전원 전압인 VS에서 VS의 두 배의 범위 내에서 교번(alternate)하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 압전 소자 구동유닛.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전압 증가 수단(61, 62)이 전계 효과 트랜지스터(MA, MB)를 이용하여 구현되는 것을 특징으로 하는 압전소자 구동유닛.
제 5 항에 있어서,

상기 전계 효과 트랜지스터(MA, MB)를 위한 구동 신호를 제공하도록 추가적인 전압 증가 수단(61, 62)이 배열된 것을 특징으로 하는 유닛.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 두 개의 유닛들(91, 92)을 포함하며,

상기 적어도 두 개의 유닛들(91, 92)이 공통 컨트롤 유닛(80)에 의해 제어되고 공통 전원에 의해 전원을 공급받는 것을 특징으로 하는 압전소자 구동 장치(100).
압전소자(10, 20)를 구동하는 방법에 있어서,

상기 방법은

전압 증가 수단(61, 62)을 이용하여 전원의 전압을 증가시키는 단계; 및

상기 전압 증가 수단(61, 62)으로부터 상기 압전소자(10, 20)로 전하를 전달 하는 단계를 적어도 포함하며,

상기 방법은

적어도 하나의 커패시터(C3, C4)와 상기 압전소자(10, 20) 간의 전하 전달을 수행하는 단계를 적어도 더 포함하고,

상기 적어도 하나의 커패시터(C3, C4)는 상기 전하 전달 동안 상기 전압 증가 수단(61, 2)으로부터 연결이 끊기는 것을 특징으로 하는 압전소자 구동방법.
제 8 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 커패시터(C3, C4) 중 적어도 하나의 커패시턴스는 상기 압전소자(10, 20)의 공칭 내부 커패시턴스와 실질적으로 동일하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 압전소자 구동방법.
제 8 항 또는 제 9항에 있어서,

밸런싱 커패시터(C5, C6)는 방향 지시 신호에 따라 상기 출력부(101, 102)에 연결되거나/상기 출력부(101, 102)로부터 연결이 끊어지는 것을 특징으로 하는 압전소자 구동방법.
제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전압 증가 수단(61, 62)의 전압은 실질적으로 주전원 전압인 VS에서 VS의 두 배의 범위 내에서 교번하는 것을 특징으로 하는 압전소자 구동방법.
제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전압 증가 수단(61, 62)은 전계 효과 트랜지스터(MA, MB)를 이용하여 구현되는 것을 특징으로 하는 압전소자 구동방법.
제 12 항에 있어서, 상기 전계 효과 트랜지스터(MA, MB)를 위한 구동 신호는 추가적인 전압 증가 수단(61, 62)에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 압전소자 구동방법.
제 8 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,

두 개의 압전소자들(10, 20)은, 두 출력 전압들 간에 서로 위상차가 있도록 하는 방식으로, 상기 두 출력 전압들에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 압전소자 구동방법.
적어도 하나의 압전소자 구동 장치(100); 및

적어도 하나의 압전 액츄에이터(50)을 포함하며,

상기 압전소자 구동 장치(100)는 하나 이상의 압전소자 구동 유닛들(91, 92)를 포함하고,

상기 압전소자 구동유닛(91, 92)은

압전소자에 연결 가능한 출력부(101, 102);

전압 증가 수단(61, 62); 및

상기 전압 증가 수단(61, 62)을 상기 출력부(101, 102)에 연결하는 제 1 스위칭 수단(S1, S2)을 적어도 포함하는 장치(300)에 있어서,

적어도 하나의 커패시터(C3, C4); 및

상기 적어도 하나의 커패시터(C3, C4)를 상기 출력부(101, 102)에 연결하는 제 2 스위칭 수단(S3, S4)을 더 포함하며,

상기 제 1 스위칭 수단(S1, S2), 상기 제 2 스위칭 수단(S3, S4) 및/또는 추가적인 스위칭 수단은 상기 전압 증가 수단(61, 62)으로부터 상기 하나 이상의 커패시터(C3, C4)를 끊는 수단을 더 제공하는 것을 특징으로 하는 장치(300).
제 15 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 압전 액츄에니터(50)는 적어도 두 개의 바이모프스(bimorphs)(10, 20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,

상기 장치(300)는 모바일 장치인 것을 특징으로 하는 장치.
제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 적어도 하나의 압전 액츄에이터(50)는 포커싱(focusing) 또는 줌(zoom) 렌즈 시스템의 위치를 조정하도록 배열된 것을 특징으로 하는 장치.