KR20090010685A - Piezoelectric moteor driving method and auto focusing method using the same - Google Patents

Piezoelectric moteor driving method and auto focusing method using the same

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KR20090010685A
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Abstract

A method for driving piezoelectric motor and an auto focusing method using the same are provided to maximize position accuracy without generation of an audible noise. A driving frequency supplied to a piezoelectric motor is set up as a predetermined starting frequency besides resonant frequency region(31). A square wave signal is supplied to the piezoelectric motor(35), and is a signal which is pulse width-modulated. A duty cycle rate of the square wave signal is different. A rotation speed of the piezoelectric motor is controlled according to a pulse width of the square wave signal. The driving frequency is controlled into a predetermined target frequency inside the resonant frequency region(32), and is compared with a target frequency(33). The piezoelectric motor is stopped when the driving frequency is higher than the target frequency(34). A step 32 is performed again when the driving frequency is lower than the target frequency.

Description

압전 모터 구동 방법 및 이를 이용한 오토 포커싱 방법{PIEZOELECTRIC MOTEOR DRIVING METHOD AND AUTO FOCUSING METHOD USING THE SAME}Piezoelectric motor driving method and auto focusing method using the same {PIEZOELECTRIC MOTEOR DRIVING METHOD AND AUTO FOCUSING METHOD USING THE SAME}

본 발명은, 압전모터의 구동방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압전 모터의 구동 주파수를 제어하여 압전 모터의 구동을 제어하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of driving a piezoelectric motor, and more particularly, to a method of controlling the driving of a piezoelectric motor by controlling the driving frequency of the piezoelectric motor.

최근, 전자기 모터를 대신하는 새로운 모터로서 압전 진동자를 이용하는 초음파 모터가 주목받고 있다. 이러한 압전 진동자를 이용하는 초음파 모터는 미세 진폭의 고주파 진동을 압전 진동자에 발생시키고, 압전 진동자에 부착된 마찰부재와 슬라이더(또는 로터)의 접촉 마찰을 통해 미세 진동을 전달함으로써, 슬라이더(또는 로터)의 미세 운동을 가능하게 한다. 이러한 압전 모터는 종래의 전자기 모터에 비하여 분해능이 높고 소음이 적으며 노이즈 발생이 적다는 등 여러 가지 이점이 있다.In recent years, ultrasonic motors using piezoelectric vibrators have been attracting attention as new motors instead of electromagnetic motors. The ultrasonic motor using such a piezoelectric vibrator generates high-frequency vibrations with a small amplitude in the piezoelectric vibrator, and transmits the fine vibration through contact friction between the friction member attached to the piezoelectric vibrator and the slider (or the rotor), whereby the slider (or the rotor) Enable fine movement. The piezoelectric motor has various advantages, such as higher resolution, less noise, and less noise than the conventional electromagnetic motor.

도 1은, 종래 기술에 따른 압전 모터의 구조를 나타내는 개략도이다.1 is a schematic view showing the structure of a piezoelectric motor according to the prior art.

도 1에 도시된 바와 같이, 통상의 초음파 모터는 압전 진동자(10)와, 압전 진동자(10)의 일측에 부착된 마찰 부재(30)로 이루어져 있다.As shown in FIG. 1, a conventional ultrasonic motor includes a piezoelectric vibrator 10 and a friction member 30 attached to one side of the piezoelectric vibrator 10.

이 때, 압전 진동자(10)는 세라믹스 등으로 이루어진 다수의 압전 소자가 적층되어 형성되며, 압전 소자의 면에는 압전 진동자(10)를 복수 개의 진동부로 구분하도록 내부 전극이 형성된다. 이러한 내부 전극의 패턴은 압전 진동자(10)에서 발생되는 진동형태, 진동 방향, 마찰부재(17)가 장착되는 개수 및 위치 등을 고려하여 압전 소자의 표면에 다양한 형태로 형성될 수 있다. 또한, 압전 진동자(10)에는 대각선 방향에 위치한 두 개의 진동부(11과 14, 12와 13)에 동일한 위상의 교번 전압을 인가하기 위하여 내부전극을 연결하는 와이어 또는 외부 전극(15, 16)이 구비될 수 있다. 그리고, 압전 진동자(10)의 일측 표면에는 압전 진동자(10)에서 발생한 진동을 외부로 전달하기 위하여 세라믹 재료 또는 초경합금 등으로 이루어진 마찰부재(17)가 부착될 수 있다. In this case, the piezoelectric vibrator 10 is formed by stacking a plurality of piezoelectric elements made of ceramics, etc., and an internal electrode is formed on the surface of the piezoelectric element so as to divide the piezoelectric vibrator 10 into a plurality of vibrating parts. The internal electrode pattern may be formed in various shapes on the surface of the piezoelectric element in consideration of the vibration pattern generated in the piezoelectric vibrator 10, the vibration direction, the number and position of the friction member 17, and the like. In addition, the piezoelectric vibrator 10 has wires or external electrodes 15 and 16 connecting internal electrodes to apply alternating voltages of the same phase to two vibrating parts 11 and 14, 12 and 13 positioned in a diagonal direction. It may be provided. In addition, a friction member 17 made of ceramic material or cemented carbide may be attached to one surface of the piezoelectric vibrator 10 to transmit the vibration generated by the piezoelectric vibrator 10 to the outside.

이러한 압전 모터에 전원이 인가되면, 상기 압전 진동자(10)는 2가지 모드의 진동이 발생하게 된다. 일예로서, 압전 진동자(10)의 길이 방향을 따라 신축변형하는 신축 진동 모드와 압전 진동자(10)의 두께 방향으로 굴곡 변형하는 굴곡 진동모드가 발생한다.When power is applied to the piezoelectric motor, the piezoelectric vibrator 10 generates two modes of vibration. As an example, a stretching vibration mode that stretches and contracts along the longitudinal direction of the piezoelectric vibrator 10 and a bending vibration mode that flexes and deforms in the thickness direction of the piezoelectric vibrator 10 occur.

이러한 두 가지 모드의 진동이 동시에 발생하면서, 마찰부재(17)에는 타원 운동이 발생하게 된다. 이러한 마찰부재의 타원운동은 슬라이더 또는 로터에 전달되어 슬라이더의 직선운동 또는 로터의 회전운동이 가능해진다.While these two modes of vibration occur at the same time, the elliptical motion is generated in the friction member 17. The elliptical motion of the friction member is transmitted to the slider or the rotor to enable the linear motion of the slider or the rotational motion of the rotor.

이러한 종래 기술에 따른 압전 모터의 경우, 상기 압전 모터에 구동 전압이 인가될 때 상기 압전 모터가 작동을 시작하는 시점에서 가청 잡음이 발생되는 문제 점이 있다. In the case of the piezoelectric motor according to the related art, an audible noise is generated when the piezoelectric motor starts to operate when a driving voltage is applied to the piezoelectric motor.

본 발명은, 상기한 문제점을 해결하기 위해서, 압전 모터의 작동 성능을 유지하며, 가청 잡음을 제거할 수 있는 압전 모터의 구동 방법 및 오토 포커싱 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a method of driving a piezoelectric motor and an auto focusing method capable of maintaining an operating performance of a piezoelectric motor and removing audible noise.

본 발명은, 주파수 가변 범위 및 공진 주파수 영역이 설정된 압전 모터의 구동 방법에 있어서, 상기 압전 모터에 인가되는 구동 주파수를 상기 공진 주파수 영역 밖의 기설정된 시작 주파수로 설정하는 단계와, 상기 구동 주파수를 변경시켜, 상기 구동 주파수를 상기 공진 주파수 영역 내의 기설정된 목표 주파수로 조정하는 단계를 포함하는 압전 모터 구동 방법을 제공한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of driving a piezoelectric motor having a frequency variable range and a resonant frequency region, wherein the driving frequency applied to the piezoelectric motor is set to a predetermined start frequency outside the resonant frequency region, and the drive frequency is changed. By adjusting the driving frequency to a predetermined target frequency in the resonance frequency region, a piezoelectric motor driving method is provided.

상기 압전 모터 구동 방법은, 상기 구동 주파수를 시작주파수로 설정하는 단계와 상기 구동 주파수를 목표 주파수로 조정하는 단계의 사이에, 상기 압전 모터의 회전 속도를 제어하기 위한 구형파 신호를 인가하는 단계를 더 포함할 수 있다. The piezoelectric motor driving method further includes applying a square wave signal for controlling the rotational speed of the piezoelectric motor between setting the driving frequency to a start frequency and adjusting the driving frequency to a target frequency. It may include.

상기 구형파 신호는, 펄스폭 변조된 신호일 수 있으며, 또한, 듀티 사이클의 비율이 서로 다른 신호일 수 있다. The square wave signal may be a pulse width modulated signal and a signal having a different duty cycle ratio.

상기 목표 주파수는, 상기 공진 주파수 영역의 경계 부분 중 상기 시작주파수에서 가까운 경계 부분에 설정될 수 있다. The target frequency may be set at a boundary portion close to the start frequency among the boundary portions of the resonance frequency region.

상기 시작 주파수는 상기 목표 주파수보다 작으며, 상기 구동 주파수를 목표 주파수로 조정하는 단계는 구동 주파수를 기설정된 주파수 간격으로 증가시키는 것일 수 있다. The starting frequency may be smaller than the target frequency, and the adjusting of the driving frequency to the target frequency may increase the driving frequency at a predetermined frequency interval.

또한, 본 발명은, 압전 모터를 사용하여 렌즈의 위치를 제어하는 오토 포커싱 방법에 있어서, 상기 압전 모터에 인가되는 구동 주파수를 상기 공진 주파수 영역 밖의 기설정된 시작 주파수로 설정하는 단계와, 상기 압전모터의 회전 속도를 제어하도록 구형파 신호를 인가하는 단계와, 상기 구동 주파수를 변경시켜, 상기 구동 주파수를 상기 공진 주파수 영역 내의 기설정된 목표 주파수로 조정하는 단계, 및 렌즈의 현재 위치와 기설정된 렌즈의 목표 위치를 비교하여 렌즈의 이동을 제어하는 단계를 포함하는 오토 포커싱 방법을 제공한다. In addition, the present invention, in the auto focusing method for controlling the position of the lens using a piezoelectric motor, setting the driving frequency applied to the piezoelectric motor to a predetermined start frequency outside the resonance frequency region, and the piezoelectric motor Applying a square wave signal to control the rotational speed of the lens; changing the driving frequency to adjust the driving frequency to a predetermined target frequency in the resonance frequency region; and a current position of the lens and a target of the predetermined lens. A method for auto focusing comprising comparing a position and controlling the movement of a lens.

상기 구형파 신호는, 펄스폭 변조된 신호일 수 있으며, 또한, 듀티 사이클의 비율이 서로 다른 신호일 수 있다. The square wave signal may be a pulse width modulated signal and a signal having a different duty cycle ratio.

상기 목표 주파수는, 상기 공진 주파수 영역의 경계 부분 중 상기 시작주파수에서 가까운 경계 부분에 설정될 수 있다. The target frequency may be set at a boundary portion close to the start frequency among the boundary portions of the resonance frequency region.

상기 시작 주파수는 상기 목표 주파수보다 작으며, 상기 구동 주파수를 목표 주파수로 조정하는 단계는 구동 주파수를 기설정된 주파수 간격으로 증가시키는 것일 수 있다. The starting frequency may be smaller than the target frequency, and the adjusting of the driving frequency to the target frequency may increase the driving frequency at a predetermined frequency interval.

본 발명에 따르면, 가청 잡음을 발생시키지 않고 압전 모터를 작동시킬 수 있으며, 오토 포커싱에 있어서 가청 잡음을 발생시키지 않고 위치 정확성을 최대로 할 수 있다. According to the present invention, the piezoelectric motor can be operated without generating audible noise, and the positional accuracy can be maximized without generating audible noise in auto focusing.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하겠다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 2는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 압전 모터의 구동 방법을 나타내는 블럭도이다.2 is a block diagram showing a method for driving a piezoelectric motor according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 실시형태에 따른 압전 모터의 구동 방법은, 구동 주파수를 시작 주파수로 설정하는 단계(21), 구동 주파수를 증가시키는 단계(22), 및 상기 구동 주파수와 목표주파수를 비교하는 단계(23)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, in the method of driving a piezoelectric motor according to the present embodiment, setting a driving frequency as a starting frequency (21), increasing a driving frequency (22), and comparing the driving frequency with a target frequency It may include the step (23).

압전 모터에 전압이 가해지면, 일반적으로 압전 진동자의 길이 방향을 따라 신축변형하는 신축 진동 모드와 압전 진동자의 두께 방향으로 굴곡 변형하는 굴곡 진동모드가 발생한다.When a voltage is applied to the piezoelectric motor, a stretching vibration mode that generally expands and contracts along the longitudinal direction of the piezoelectric vibrator and a bending vibration mode that flexes and deforms in the thickness direction of the piezoelectric vibrator occur.

이러한 두 가지 모드의 진동이 동시에 발생하면 혼합모드가 되어, 마찰부재에는 타원 운동이 발생하게 된다. 이러한 마찰부재의 타원운동은 슬라이더 또는 로터에 전달되어 슬라이더의 직선운동 또는 로터의 회전운동이 가능해진다.When these two modes of vibration occur at the same time, the mode becomes a mixed mode, and an elliptic motion occurs in the friction member. The elliptical motion of the friction member is transmitted to the slider or the rotor to enable the linear motion of the slider or the rotational motion of the rotor.

상기 두 가지 모드의 진동이 동시에 발생될 수 있는 입력 전압의 주파수 영역을 공진 주파수 영역이라고 한다. 압전 모터는, 상기 공진 주파수 영역에서 정상적인 진동이 형성될 수 있다. The frequency domain of the input voltage at which the two modes of vibration can occur simultaneously is called the resonance frequency domain. In the piezoelectric motor, normal vibration may be formed in the resonance frequency region.

그러나, 상기 압전 모터에 갑자기 공진 주파수 영역의 구동 주파수가 입력되면, 상기 압전모터가 작동시 가청 잡음을 발생시킬 염려가 있다.However, if the driving frequency of the resonant frequency region is suddenly input to the piezoelectric motor, there is a concern that the piezoelectric motor may generate audible noise during operation.

본 실시형태에서는, 압전 모터에 입력되는 구동 전압의 구동 주파수를 조절하여 상기 압전 모터가 작동을 개시할 때 발생될 수 있는 가청 잡음을 최소화할 수 있다. In this embodiment, the audible noise that may be generated when the piezoelectric motor starts operation can be minimized by adjusting the driving frequency of the driving voltage input to the piezoelectric motor.

상기 구동 주파수를 시작 주파수로 설정하는 단계(21)에서는, 압전 모터에 입력되는 구동 전압의 구동 주파수를 상기 압전 모터의 공진 주파수 영역을 벗어난 영역의 시작 주파수로 설정할 수 있다. In the step 21 of setting the driving frequency as the starting frequency, the driving frequency of the driving voltage input to the piezoelectric motor may be set as the starting frequency of the region outside the resonance frequency region of the piezoelectric motor.

상기에서 언급한 바와 같이, 압전 모터는 신축 진동 모드 및 굴곡 진동 모드가 혼합되는 혼합 모드에서 타원형의 회전 운동을 할 수 있고, 이러한 혼합 모드는 압전 모터에 인가되는 구동 전압의 주파수가 상기 압전 모터의 공진 주파수 영역일 때 형성될 수 있다.As mentioned above, the piezoelectric motor may have an elliptical rotational motion in a mixing mode in which the stretching vibration mode and the bending vibration mode are mixed, and the mixing mode has a frequency of the driving voltage applied to the piezoelectric motor. It may be formed in the resonant frequency domain.

만일, 상기 압전 모터에 인가되는 구동 주파수가 상기 압전 모터의 공진 주파수 영역 이외의 주파수인 경우에는 상기 압전 모터는 타원 운동을 하지 않더라도 신축 진동 및 굴곡 진동이 각각 발생 될 수 있다. If the driving frequency applied to the piezoelectric motor is a frequency other than the resonant frequency range of the piezoelectric motor, the piezoelectric motor may generate stretching and bending vibrations even when the elliptic movement is not performed.

본 실시형태에서는, 상기 압전 모터에 인가되는 구동 주파수를 상기 압전 모터의 공진 주파수를 벗어난 영역의 시작 주파수로 할 수 있다. 따라서, 상기 시작 주파수가 상기 압전 모터에 인가될 때 상기 압전 모터는 정상적인 타원 운동의 진동을 일으키지는 않으나, 신축 진동 및 굴곡 진동이 미세하게 발생될 수 있다. In this embodiment, the drive frequency applied to the piezoelectric motor can be set to the start frequency of the region deviating from the resonance frequency of the piezoelectric motor. Therefore, when the start frequency is applied to the piezoelectric motor, the piezoelectric motor does not cause the vibration of the normal elliptic motion, but the stretching vibration and the bending vibration may be minutely generated.

본 실시형태에서는, 상기 시작 주파수를 상기 압전 모터의 공진 주파수 영역보다 작은 영역에서 설정하였으나, 상기 시작 주파수는 상기 공진 주파수 영역보다 큰 영역에 설정할 수도 있다. In this embodiment, the start frequency is set in a region smaller than the resonance frequency region of the piezoelectric motor, but the start frequency may be set in a region larger than the resonance frequency region.

다음에 상기 구동 주파수를 증가(22)시킬 수 있다. The drive frequency can then be increased 22.

본 실시형태에서는, 상기 시작 주파수를 상기 압전 모터의 공진 주파수 영역보다 작은 영역에서 설정하고, 목표 주파수를 상기 압전 모터의 공진 주파수 영역 내에 설정할 수 있다. 따라서, 상기 압전모터에 인가되는 구동 주파수를 점점 증가시킬 수 있다. In this embodiment, the start frequency can be set in a region smaller than the resonance frequency region of the piezoelectric motor, and a target frequency can be set in the resonance frequency region of the piezoelectric motor. Therefore, the driving frequency applied to the piezoelectric motor may be gradually increased.

그러나, 시작 주파수를 상기 압전 모터의 공진 주파수 영역보다 큰 영역에서 설정하였다면, 본 단계에서는 상기 구동 주파수를 감소시킬 수 있다. However, if the start frequency is set in a region larger than the resonance frequency region of the piezoelectric motor, the driving frequency can be decreased in this step.

본 실시형태에서는, 상기 증가되는 구동주파수의 범위를 250Hz로 할 수 있다. 이처럼 구동주파수의 증가되는 범위는 보다 다양하게 설정될 수 있다.In this embodiment, the range of the increased driving frequency can be set to 250 Hz. As such, the increasing range of the driving frequency may be set more variously.

이처럼, 상기 시작 주파수에서 구동 주파수를 증가시킨 후 상기 구동 주파수를 목표 주파수와 비교하는 단계(23)를 거쳐 상기 압전 모터를 정지시킬지 여부를 결정할 수 있다.As such, it may be determined whether to stop the piezoelectric motor through step 23 of increasing the driving frequency at the starting frequency and comparing the driving frequency with a target frequency.

본 실시형태에서는, 상기 목표 주파수를 상기 공진 주파수 영역의 경계부분 중 상기 시작 주파수와 가까운 경계부분에 설정할 수 있다. 즉, 상기 시작 주파수가 상기 압전 모터의 공진 주파수 영역보다 작은 영역에서 설정된 경우, 상기 목표 주파수는 상기 공진 주파수 영역 중 경계 부분보다 약간 큰 주파수로 설정될 수 있다. 이처럼 상기 목표 주파수를 공진 주파수 영역의 경계 부분에 설정함으로써, 상기 시작 주파수에서 상기 목표 주파수까지의 거리를 줄일 수 있다. In this embodiment, the target frequency can be set at a boundary portion close to the start frequency among the boundary portions of the resonance frequency region. That is, when the start frequency is set in a region smaller than the resonance frequency region of the piezoelectric motor, the target frequency may be set to a frequency slightly larger than a boundary portion of the resonance frequency region. As such, by setting the target frequency to a boundary portion of the resonance frequency region, the distance from the start frequency to the target frequency can be reduced.

상기 구동 주파수와 목표 주파수를 비교하는 단계(23)에서는, 상기 증가된 구동 주파수가 상기 목표 주파수보다 크면 상기 압전 모터를 정지(24)하고, 상기 증가된 구동 주파수가 상기 목표 주파수보다 작으면 상기 구동 주파수를 증가시키는 단계(22)를 다시 진행할 수 있다. In the step 23 of comparing the driving frequency with the target frequency, the piezoelectric motor is stopped 24 if the increased driving frequency is greater than the target frequency, and the driving is performed if the increased driving frequency is smaller than the target frequency. The step 22 of increasing the frequency may again proceed.

도 3은, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 압전 모터 구동 방법의 블록도이다.3 is a block diagram of a piezoelectric motor driving method according to another embodiment of the present invention.

본 실시형태에 따른 압전 모터 구동 방법은, 구동 주파수를 시작 주파수로 설정하는 단계(31), 펄스폭 변조 신호를 인가하는 단계(35), 구동 주파수를 증가시키는 단계(32), 및 구동 주파수와 목표 주파수를 비교하는 단계(33)를 포함할 수 있다.In the piezoelectric motor driving method according to the present embodiment, the driving frequency is set as the starting frequency (31), the pulse width modulation signal is applied (35), the driving frequency is increased (32), and the driving frequency is Comparing the target frequency 33 may be included.

상기 구동 주파수를 시작 주파수로 설정하는 단계(31)에서는, 압전 모터에 입력되는 구동 전압의 구동 주파수를 상기 압전 모터의 공진 주파수 영역을 벗어난 영역의 시작 주파수로 설정할 수 있다. In the step 31 of setting the driving frequency as the starting frequency, the driving frequency of the driving voltage input to the piezoelectric motor may be set as the starting frequency of the region outside the resonance frequency region of the piezoelectric motor.

따라서, 상기 시작 주파수가 상기 압전 모터에 인가될 때 상기 압전 모터는 정상적인 타원 운동의 진동을 일으키지는 않으나, 신축 진동 및 굴곡 진동이 미세하게 발생 될 수 있다. 본 실시형태에서는, 상기 시작 주파수를 상기 압전 모터의 공진 주파수 영역보다 작은 영역에서 설정하였으나, 상기 시작 주파수는 상기 공진 주파수 영역보다 큰 영역에서 설정할 수도 있다. Therefore, when the start frequency is applied to the piezoelectric motor, the piezoelectric motor does not cause the vibration of the normal elliptic motion, but the stretching vibration and the bending vibration may be minutely generated. In the present embodiment, the start frequency is set in a region smaller than the resonance frequency region of the piezoelectric motor, but the start frequency may be set in a region larger than the resonance frequency region.

상기 압전 모터에 펄스폭 변조 신호를 인가(35)할 수 있다.A pulse width modulated signal may be applied to the piezoelectric motor 35.

압전 모터에 구형파 신호를 인가하는 경우, 상기 구형파 신호의 펄스폭에 따라 상기 압전 모터의 회전 속도를 제어할 수 있다. When the square wave signal is applied to the piezoelectric motor, the rotation speed of the piezoelectric motor may be controlled according to the pulse width of the square wave signal.

즉, 상기 구형파 신호의 펄스폭을 크게 하면 상기 압전 모터의 회전 속도가 느려지고, 상기 구형파 신호의 펄스폭을 작게 하면 상기 압전 모터의 회전 속도가 빨라질 수 있다. That is, when the pulse width of the square wave signal is increased, the rotational speed of the piezoelectric motor is slowed, and when the pulse width of the square wave signal is reduced, the rotational speed of the piezoelectric motor may be increased.

본 실시형태에서는, 구형파 신호에서 듀티 사이클의 비율을 조절하여 상기 압전 모터의 회전 속도를 제어할 수 있다. In this embodiment, the rotation speed of the piezoelectric motor can be controlled by adjusting the ratio of the duty cycle in the square wave signal.

다음에 상기 구동 주파수를 증가(32)시킬 수 있다. The driving frequency can then be increased 32.

본 실시형태에서는, 상기 시작 주파수를 상기 압전 모터의 공진 주파수 영역 보다 작은 영역에서 설정하고, 목표 주파수를 상기 압전 모터의 공진 주파수 영역 내에 설정할 수 있다. 따라서, 상기 압전모터에 인가되는 구동 주파수를 점점 증가시킬 수 있다. In this embodiment, the start frequency can be set in a region smaller than the resonance frequency region of the piezoelectric motor, and a target frequency can be set in the resonance frequency region of the piezoelectric motor. Therefore, the driving frequency applied to the piezoelectric motor may be gradually increased.

그러나, 시작 주파수를 상기 압전 모터의 공진 주파수 영역보다 큰 영역에서 설정하였다면, 본 단계에서는 상기 구동 주파수를 감소시킬 수 있다. However, if the start frequency is set in a region larger than the resonance frequency region of the piezoelectric motor, the driving frequency can be decreased in this step.

이처럼, 상기 시작 주파수에서 구동 주파수를 증가시킨 후 상기 구동 주파수를 목표 주파수와 비교하는 단계(33)를 거쳐 상기 압전 모터를 정지시킬지 여부를 결정할 수 있다.As such, it is possible to determine whether to stop the piezoelectric motor through the step 33 of increasing the driving frequency at the starting frequency and comparing the driving frequency with a target frequency.

본 실시형태에서는, 상기 목표 주파수를 상기 시작 주파수와 가까운 상기 압전 모터의 공진 주파수 영역의 경계부분에 설정할 수 있다. In this embodiment, the target frequency can be set at the boundary of the resonance frequency region of the piezoelectric motor close to the start frequency.

상기 구동 주파수와 목표 주파수를 비교하는 단계(33)에서는, 상기 증가된 구동 주파수가 상기 목표 주파수보다 크면 상기 압전 모터를 정지(34)하고, 상기 증가된 구동 주파수가 상기 목표 주파수보다 작으면 상기 구동 주파수를 증가시키는 단계(32)를 다시 진행할 수 있다. In step 33 of comparing the driving frequency with the target frequency, the piezoelectric motor is stopped 34 when the increased driving frequency is greater than the target frequency, and the driving is performed when the increased driving frequency is smaller than the target frequency. The step 32 of increasing the frequency may again proceed.

도 4는, 본 발명의 일 실시형태에 사용되는 압전 모터에서 주파수에 따른 어드미턴스 값을 나타내는 도면이다.4 is a diagram showing admittance values according to frequency in a piezoelectric motor used in an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 곡선 (a)는 주파수에 따른 압전 모터의 진동 모드를 나타내며, 상기 진동 모드는 약 335 내지 345 kHz 영역을 공진 주파수 영역(b)으로 할 수 있다. Referring to FIG. 4, the curve (a) represents the vibration mode of the piezoelectric motor according to the frequency, and the vibration mode may set the resonance frequency region b to a region of about 335 to 345 kHz.

본 실시형태에서는, 시작 주파수(c)를 상기 공진 주파수 영역(b) 이외의 영역에 설정하였으며, 목표 주파수(d)는, 상기 공진 주파수 영역(b) 중 경계부분을 약간 넘는 영역에 설정하였다.In the present embodiment, the start frequency c is set in a region other than the resonance frequency region b, and the target frequency d is set in a region slightly over the boundary of the resonance frequency region b.

따라서, 본 발명의 일 실시형태에 따른 압전 모터의 구동 방법에 따르면, 상기 압전모터에 인가되는 구동 주파수는 시작 주파수(c)에서부터 목표 주파수(d)까지 점차 증가될 수 있다. 상기 시작 주파수(c)에서부터 목표 주파수(d)까지 구동 주파수가 증가하면서, 상기 압전 모터의 진동이 서서히 혼합모드에 이르게 되므로 급격한 압전 모터의 구동에 의해 발생되는 가청 잡음을 방지할 수 있다.Therefore, according to the driving method of the piezoelectric motor according to an embodiment of the present invention, the driving frequency applied to the piezoelectric motor may be gradually increased from the start frequency (c) to the target frequency (d). As the driving frequency increases from the starting frequency c to the target frequency d, the vibration of the piezoelectric motor gradually reaches the mixing mode, thereby preventing audible noise generated by the sudden driving of the piezoelectric motor.

상기 구동 주파수의 가변 범위(e)는, 다양하게 조절될 수 있다.The variable range e of the driving frequency may be variously adjusted.

종래(dB)Conventional (dB) 본발명(dB)Invention (dB) 주파수 증가Frequency increase 주파수 고정Frequency fixed 주파수 증가Frequency increase 주파수 고정Frequency fixed 모듈 1Module 1 37.237.2 30.730.7 2828 27.527.5 모듈 2Module 2 4242 32.232.2 2222 2626 모듈 3Module 3 37.337.3 28.928.9 2222 2929

상기 표 1은, 종래기술에 따른 압전 모터 구동 방법과 본 발명의 일 실시 형태에 따른 압전 모터 구동 방법에 따라 압전 모터를 구동시 나타나는 잡음을 측정하여 비교한 것이다. Table 1 compares the piezoelectric motor driving method according to the related art and the piezoelectric motor driving method according to the piezoelectric motor driving method according to an embodiment of the present invention.

본 비교예에서, 종래기술에 따른 압전 모터의 구동방법에서는 압전 모터의 공진 주파수 영역 내에서 구동 주파수를 증가시키고, 상기 구동 주파수의 증가 범위는 1kHz로 하였으며, 상기 압전 모터에 50% 듀티 싸이클을 갖는 구형파를 인가하였다. In this comparative example, in the method of driving a piezoelectric motor according to the prior art, the driving frequency is increased within the resonant frequency region of the piezoelectric motor, and the increase range of the driving frequency is 1 kHz, and the piezoelectric motor has a 50% duty cycle. Square wave was applied.

본 발명의 일실시 형태에 따른 압전 모터의 구동방법에서는, 압전 모터의 공진 주파수 영역을 벗어나는 시작 주파수에서부터 상기 공진 주파수 영역 내에 있는 목표 주파수까지 상기 압전 모터의 구동 주파수를 증가시키고, 상기 구동 주파수의 증가 범위는 250 Hz로 하였고, 상기 압전 모터에 펄스폭 변조되어 듀티 싸이클의 비율이 다른 구형파 신호를 입력하였다.In the method of driving a piezoelectric motor according to an embodiment of the present invention, the driving frequency of the piezoelectric motor is increased from a start frequency outside the resonance frequency region of the piezoelectric motor to a target frequency within the resonance frequency region, and the driving frequency is increased. The range was 250 Hz, and the piezoelectric motor was pulse-width modulated to input a square wave signal having a different ratio of duty cycles.

본 비교예에서는 세 개의 모듈(모듈 1, 2, 3)을 각각 종래기술에 따른 방법과 본 발명의 일실시 형태에 따른 방법으로 구동시키고, 구동시 발생되는 잡음을 마이크로폰을 사용하여 측정하였다. 또한, 각각의 경우에 압전 모터에 입력되는 구동 주파수가 증가되는 시점과, 구동 주파수가 고정된 시점에 각각 잡음을 측정하였다.In this comparative example, three modules (modules 1, 2, 3) were respectively driven by the method according to the prior art and the method according to the embodiment of the present invention, and the noise generated during the driving was measured using a microphone. In each case, noise was measured at the time when the driving frequency input to the piezoelectric motor was increased and at the time when the driving frequency was fixed.

상기 표 1에서 볼 수 있는 바와 같이 종래기술에 따른 압전 모터의 구동 방법에 비해 본 발명의 일실시 형태에 따른 압전 모터의 구동 방법에 의할 때, 가청 잡음이 줄어듦을 알 수 있다. 이러한 가청 잡음의 감소는 상기 압전 모터의 구동 방법 뿐만 아니라 모듈의 구조적 특성에 따라서 좌우될 수도 있다. As can be seen from Table 1, when the piezoelectric motor driving method according to the embodiment of the present invention is compared with the piezoelectric motor driving method according to the prior art, it can be seen that the audible noise is reduced. The reduction of the audible noise may depend on the structural characteristics of the module as well as the driving method of the piezoelectric motor.

도 5는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 오토 포커싱 방법의 블록도이다.5 is a block diagram of an auto focusing method according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 실시 형태의 오토 포커싱 방법은, 구동 주파수를 시작 주파수로 설정하는 단계(51), 펄스폭 변조 신호를 인가하는 단계(55), 구동 주파수를 증가시키는 단계(52), 구동 주파수와 목표 주파수를 비교하는 단계(53), 및 렌즈 위치를 목표 위치와 비교하는 단계(56)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, in the auto focusing method of the present embodiment, a step 51 of setting a drive frequency as a start frequency, a step 55 of applying a pulse width modulated signal, a step 52 of increasing a drive frequency, Comparing the driving frequency and the target frequency (53), and comparing the lens position with the target position (56).

상기 구동 주파수를 시작 주파수로 설정하는 단계(51)에서는, 압전 모터에 입력되는 구동 전압의 구동 주파수를 상기 압전 모터의 공진 주파수 영역을 벗어난 영역의 시작 주파수로 설정할 수 있다. In the step 51 of setting the driving frequency as the starting frequency, the driving frequency of the driving voltage input to the piezoelectric motor may be set as the starting frequency of the region outside the resonance frequency region of the piezoelectric motor.

따라서, 상기 시작 주파수가 상기 압전 모터에 인가될 때 상기 압전 모터는 정상적인 타원 운동의 진동을 일으키지는 않으나, 신축 진동 및 굴곡 진동이 미세하게 발생 될 수 있다. 본 실시형태에서는, 상기 시작 주파수를 상기 압전 모터의 공진 주파수 영역보다 작은 영역에서 설정하였으나, 상기 시작 주파수는 상기 공진 주파수 영역보다 큰 영역에서 설정할 수도 있다. Therefore, when the start frequency is applied to the piezoelectric motor, the piezoelectric motor does not cause the vibration of the normal elliptic motion, but the stretching vibration and the bending vibration may be minutely generated. In the present embodiment, the start frequency is set in a region smaller than the resonance frequency region of the piezoelectric motor, but the start frequency may be set in a region larger than the resonance frequency region.

상기 압전 모터에 펄스폭 변조 신호를 인가(55)할 수 있다.A pulse width modulated signal may be applied to the piezoelectric motor (55).

압전 모터에 구형파 신호를 인가하는 경우, 상기 구형파 신호의 펄스폭에 따라 상기 압전 모터의 회전 속도를 제어할 수 있다. When the square wave signal is applied to the piezoelectric motor, the rotation speed of the piezoelectric motor may be controlled according to the pulse width of the square wave signal.

즉, 상기 구형파 신호의 펄스폭을 크게 하면 상기 압전 모터의 회전 속도가 느려지고, 상기 구형파 신호의 펄스폭을 작게 하면 상기 압전 모터의 회전 속도가 빨라질 수 있다. That is, when the pulse width of the square wave signal is increased, the rotational speed of the piezoelectric motor is slowed, and when the pulse width of the square wave signal is reduced, the rotational speed of the piezoelectric motor may be increased.

본 실시형태에서는, 구형파 신호에서 듀티 사이클의 비율을 조절하여 상기 압전 모터의 회전 속도를 제어할 수 있다. In this embodiment, the rotation speed of the piezoelectric motor can be controlled by adjusting the ratio of the duty cycle in the square wave signal.

다음에 상기 구동 주파수를 증가(52)시킬 수 있다. The driving frequency can then be increased 52.

본 실시형태에서는, 상기 시작 주파수를 상기 압전 모터의 공진 주파수 영역보다 작은 영역에서 설정하고, 목표 주파수를 상기 압전 모터의 공진 주파수 영역 내에 설정할 수 있다. 따라서, 상기 압전모터에 인가되는 구동 주파수를 점점 증가시킬 수 있다. In this embodiment, the start frequency can be set in a region smaller than the resonance frequency region of the piezoelectric motor, and a target frequency can be set in the resonance frequency region of the piezoelectric motor. Therefore, the driving frequency applied to the piezoelectric motor may be gradually increased.

그러나, 시작 주파수를 상기 압전 모터의 공진 주파수 영역보다 큰 영역에서 설정하였다면, 본 단계에서는 상기 구동 주파수를 감소시킬 수 있다. However, if the start frequency is set in a region larger than the resonance frequency region of the piezoelectric motor, the driving frequency can be decreased in this step.

이처럼, 상기 시작 주파수에서 구동 주파수를 증가시킨 후 상기 구동 주파수를 목표 주파수와 비교하는 단계(53)를 거쳐 상기 압전 모터를 정지시킬지 여부를 결정할 수 있다.In this way, it is possible to determine whether to stop the piezoelectric motor through the step 53 of increasing the driving frequency at the starting frequency and comparing the driving frequency with a target frequency.

본 실시형태에서는, 상기 목표 주파수를 상기 시작 주파수와 가까운 상기 압전 모터의 공진 주파수 영역의 경계부분에 설정할 수 있다. In this embodiment, the target frequency can be set at the boundary of the resonance frequency region of the piezoelectric motor close to the start frequency.

상기 구동 주파수와 목표 주파수를 비교하는 단계(53)에서는, 상기 증가된 구동 주파수가 상기 목표 주파수보다 크면 상기 압전 모터를 정지(54)하고, 상기 증가된 구동 주파수가 상기 목표 주파수보다 작으면 상기 구동 주파수를 증가시키는 단계(52)를 다시 진행할 수 있다. In the comparing 53 of the driving frequency and the target frequency, the piezoelectric motor is stopped 54 when the increased driving frequency is greater than the target frequency, and the driving is performed when the increased driving frequency is smaller than the target frequency. The step 52 of increasing the frequency may again proceed.

상기 압전 모터가 정지되면, 상기 압전 모터의 구동에 의해 이동된 렌즈의 위치와, 렌즈의 목표 위치를 비교하는 단계(56)가 진행될 수 있다.When the piezoelectric motor is stopped, comparing the position of the lens moved by driving the piezoelectric motor with a target position of the lens 56 may be performed.

상기 목표 위치는 오토 포커싱 알고리즘을 통해 정해질 수 있다. 상기 오토 포커싱 알고리즘은, 렌즈의 위치와 촬상체에 따라 최적의 선명도를 갖는 렌즈의 위치를 찾는 알고리즘이다.The target position may be determined through an auto focusing algorithm. The auto focusing algorithm is an algorithm for finding the position of the lens having the optimum sharpness according to the position of the lens and the image pickup body.

상기 오토 포커싱 알고리즘에서는, 렌즈의 위치에 따라 선명도를 검출하여 최적의 선명도를 갖는 렌즈의 위치를 찾아야 하므로, 렌즈의 위치를 이동시키기 위해 상기 압전 모터 등의 액츄에이터가 필요하다.In the auto focusing algorithm, the sharpness must be detected according to the position of the lens to find the position of the lens having the optimal sharpness. Therefore, an actuator such as the piezoelectric motor is required to move the position of the lens.

이처럼, 렌즈의 현재 위치가 목표 위치와 같으면, 상기 압전 모터의 구동을 완전히 멈출수 있으나(57), 렌즈의 현재 위치가 목표 위치와 다르면 상기 렌즈를 이동시키기 위해 상기 압전 모터의 구동이 계속되어야 하므로 상기 압전 모터에 구동 주파수를 제공할 수 있다(51).As such, when the current position of the lens is the same as the target position, the driving of the piezoelectric motor may be completely stopped (57). However, when the current position of the lens is different from the target position, the driving of the piezoelectric motor must be continued to move the lens. The driving frequency may be provided to the piezoelectric motor (51).

이와 같이, 본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 즉, 시작 주파수, 목표 주파수, 구동 주파수의 증감 범위 등은 다양하게 구현될 수 있다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.As such, the present invention is not limited by the above-described embodiment and the accompanying drawings. That is, the start frequency, the target frequency, the increase and decrease range of the driving frequency, etc. may be variously implemented. It is intended that the scope of the invention be defined by the appended claims, and that various forms of substitution, modification, and alteration are possible without departing from the spirit of the invention as set forth in the claims. Will be self-explanatory.

도 1은, 종래 기술에 따른 압전 모터의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a piezoelectric motor according to the prior art.

도 2는, 본 발명의 일실시 형태에 따른 압전 모터 구동 방법의 블록도이다.2 is a block diagram of a piezoelectric motor driving method according to an embodiment of the present invention.

도 3은, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 압전 모터 구동 방법의 블록도이다.3 is a block diagram of a piezoelectric motor driving method according to another embodiment of the present invention.

도 4는, 본 발명의 일 실시형태에 사용되는 압전 모터에서 주파수에 따른 어드미턴스 값을 나타내는 도면이다.4 is a diagram showing admittance values according to frequency in a piezoelectric motor used in an embodiment of the present invention.

도 5는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 오토 포커싱 방법의 블록도이다. 5 is a block diagram of an auto focusing method according to an embodiment of the present invention.

Claims (11)

주파수 가변 범위 및 공진 주파수 영역이 설정된 압전 모터의 구동 방법에 있어서,In a method of driving a piezoelectric motor in which a frequency variable range and a resonant frequency range are set, 상기 압전 모터에 인가되는 구동 주파수를 상기 공진 주파수 영역 밖의 기설정된 시작 주파수로 설정하는 단계;Setting a driving frequency applied to the piezoelectric motor to a predetermined start frequency outside the resonance frequency region; 상기 구동 주파수를 변경시켜, 상기 구동 주파수를 상기 공진 주파수 영역 내의 기설정된 목표 주파수로 조정하는 단계;Changing the driving frequency to adjust the driving frequency to a predetermined target frequency in the resonance frequency region; 를 포함하는 압전 모터 구동 방법. Piezoelectric motor drive method comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 구동 주파수를 시작주파수로 설정하는 단계와 상기 구동 주파수를 목표 주파수로 조정하는 단계의 사이에,Between setting the drive frequency as a start frequency and adjusting the drive frequency to a target frequency, 상기 압전 모터의 회전 속도를 제어하기 위한 구형파 신호를 인가하는 단계;Applying a square wave signal for controlling the rotational speed of the piezoelectric motor; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 모터 구동 방법. Piezoelectric motor drive method comprising a further. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 구형파 신호는,The square wave signal, 펄스폭 변조된 신호인 것을 특징으로 하는 압전 모터 구동 방법. A piezoelectric motor driving method, characterized in that the pulse width modulated signal. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 구형파 신호는,The square wave signal, 듀티 사이클의 비율이 서로 다른 것을 특징으로 하는 압전 모터 구동 방법. A method of driving a piezoelectric motor, characterized in that the ratio of duty cycles is different. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 목표 주파수는,The target frequency is, 상기 공진 주파수 영역의 경계 부분 중 상기 시작주파수에서 가까운 경계 부분에 설정되는 것을 특징으로 하는 압전 모터 구동 방법. The piezoelectric motor drive method, characterized in that set in the boundary portion near the start frequency of the boundary portion of the resonance frequency region. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 시작 주파수는 상기 목표 주파수보다 작으며,The starting frequency is less than the target frequency, 상기 구동 주파수를 목표 주파수로 조정하는 단계는 구동 주파수를 기설정된 주파수 간격으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 압전 모터 구동 방법. The adjusting of the driving frequency to a target frequency includes increasing the driving frequency at a predetermined frequency interval. 압전 모터를 사용하여 렌즈의 위치를 제어하는 오토 포커싱 방법에 있어서, In the auto focusing method of controlling the position of the lens using a piezoelectric motor, 상기 압전 모터에 인가되는 구동 주파수를 상기 공진 주파수 영역 밖의 기설정된 시작 주파수로 설정하는 단계;Setting a driving frequency applied to the piezoelectric motor to a predetermined start frequency outside the resonance frequency region; 상기 압전모터의 회전 속도를 제어하도록 구형파 신호를 인가하는 단계;Applying a square wave signal to control the rotational speed of the piezoelectric motor; 상기 구동 주파수를 변경시켜, 상기 구동 주파수를 상기 공진 주파수 영역 내의 기설정된 목표 주파수로 조정하는 단계;Changing the driving frequency to adjust the driving frequency to a predetermined target frequency in the resonance frequency region; 렌즈의 현재 위치와 기설정된 렌즈의 목표 위치를 비교하여 렌즈의 이동을 제어하는 단계Controlling the movement of the lens by comparing the current position of the lens with a target position of the preset lens; 를 포함하는 오토 포커싱 방법. Auto focusing method comprising a. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 구형파 신호는,The square wave signal, 펄스폭 변조된 신호인 것을 특징으로 하는 오토 포커싱 방법.An autofocusing method, characterized in that it is a pulse width modulated signal. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 구형파 신호는,The square wave signal, 듀티 사이클의 비율이 서로 다른 것을 특징으로 하는 오토 포커싱 방법. An auto focusing method characterized in that the ratio of duty cycles is different. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 목표 주파수는,The target frequency is, 상기 공진 주파수 영역의 경계 부분 중 상기 시작주파수에서 가까운 경계 부분에 설정되는 것을 특징으로 하는 오토 포커싱 방법.And a boundary portion close to the start frequency among the boundary portions of the resonance frequency region. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 시작 주파수는 상기 목표 주파수보다 작으며,The starting frequency is less than the target frequency, 상기 구동 주파수를 목표 주파수로 조정하는 단계는 구동 주파수를 기설정된 주파수 간격으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 오토 포커싱 방법. And adjusting the driving frequency to a target frequency, increasing the driving frequency by a predetermined frequency interval.
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