KR20090012046A - Driving method of piezoelectric actuator - Google Patents

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KR20090012046A
KR20090012046A KR1020080049406A KR20080049406A KR20090012046A KR 20090012046 A KR20090012046 A KR 20090012046A KR 1020080049406 A KR1020080049406 A KR 1020080049406A KR 20080049406 A KR20080049406 A KR 20080049406A KR 20090012046 A KR20090012046 A KR 20090012046A
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도요키 다나카
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미쓰미덴기가부시기가이샤
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Abstract

A driving method of a piezoelectric actuator is provided to controls speed by using longitudinal effect of a piezoelectric element. A piezoelectric actuator comprises a laminated piezoelectric element(12) and a stator. The laminated piezoelectric element comprises a plurality of inner electrodes. A plurality of inner electrodes comprises inner electrodes(121) of a first group and inner electrodes(122) in a second group. The stator is installed in one end of the laminating direction of the laminated piezoelectric element. A projection is formed in the central part of the stator. The displacement of the laminated piezoelectric element is opposite in the inner electrode of the first group and the inner electrode of the second group. The predetermined driving voltage is applied from the same drive power(50) in the inner electrode of the first group and the inner electrode of the second group. Therefore, the elliptic motion of the projection is performed.

Description

압전 액추에이터의 구동 방법{DRIVING METHOD OF PIEZOELECTRIC ACTUATOR}Driving method of piezoelectric actuators {DRIVING METHOD OF PIEZOELECTRIC ACTUATOR}

본 발명은 압전 액추에이터에 관한 것으로서, 특히 구동원으로서 압전 소자(피에조 소자)를 사용한 압전 액추에이터의 구동 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to piezoelectric actuators, and more particularly to a method of driving a piezoelectric actuator using a piezoelectric element (piezo element) as a driving source.

종래로부터 카메라의 오토 포커스용 액추에이터나 줌용 액추에이터로서 압전 소자(피에조 소자)를 구동원으로 사용한 압전 액추에이터를 사용한 리니어 액추에이터가 사용되고 있다. BACKGROUND ART Conventionally, a linear actuator using a piezoelectric actuator using a piezoelectric element (piezo element) as a driving source has been used as an auto focus actuator or a zoom actuator of a camera.

예컨대, 특허 문헌 1은 렌즈 홀더를 이동시키는 데 압전 소자의 신축 방향의 일단에 가이드봉을 접착하고, 가이드봉에 렌즈 홀더를 이동 가능하게 지지시키고, 가이드봉과 렌즈 홀더 사이에 마찰력을 발생시키는 판스프링을 구비한 구동 장치를 개시하고 있다. 특허 문헌 1에서는 압전 소자에 신장의 속도와 수축의 속도를 서로 다르게 하도록 전압을 인가하고 있다. For example, Patent Document 1 discloses a leaf spring for adhering a guide rod to one end of the piezoelectric element in a stretchable direction to move the lens holder, movably supporting the lens holder on the guide rod, and generating a friction force between the guide rod and the lens holder. Disclosed is a driving device having a. In Patent Document 1, a voltage is applied to the piezoelectric element so that the speed of stretching and the speed of contraction are different.

또한, 특허 문헌 2는 압전 소자와, 이 압전 소자에 결합하여 압전 소자의 신축 방향으로 연장하는 구동축(내마모성의 진동봉)과, 이 구동축에 마찰 결합한 피구동 부재(렌즈 홀더)를 구비한 구동 장치를 개시하고 있다. 이 특허 문헌 2에서는 압전 소자에 인가하는 구동 신호를 연구하여 렌즈 홀더를 구동하고 있다. Further, Patent Document 2 has a piezoelectric element, a drive unit having a piezoelectric element, a drive shaft (wear-resistant vibration rod) which extends in the stretching direction of the piezoelectric element, and a driven member (lens holder) frictionally coupled to the drive shaft. It is starting. In Patent Document 2, a drive signal applied to a piezoelectric element is studied to drive a lens holder.

한편, 구동원으로서 압전 소자(피에조 소자)를 사용한 압전 액추에이터가 다양하게 제안되어 있다. 예컨대, 특허 문헌 3에 개시되어 있는 압전 액추에이터(마이크로 모터)는 그 큰 면의 어느 한쪽에 적어도 하나의 전극을 가지며, 그 다른 한쪽의 큰 면에 복수의 전극을 갖는 얇은 사각형의 압전 세라믹을 구비한다. 경질 재료인 단일의 스페이서를 압전 세라믹의 짧은 가장자리부의 중심에 부착하고, 물체에 밀어붙이고 있다. 그리고, 전극의 적어도 일부에 통전하여 압전 세라믹 또는 물체 중 어느 한쪽을 압전 세라믹의 가장자리부의 길이를 따라 이동시키고 있다. On the other hand, various piezoelectric actuators using piezoelectric elements (piezo elements) have been proposed as driving sources. For example, the piezoelectric actuator (micromotor) disclosed in Patent Document 3 has at least one electrode on one of its large faces, and includes a thin rectangular piezoelectric ceramic having a plurality of electrodes on its other big face. . A single spacer, which is a hard material, is attached to the center of the short edge of the piezoelectric ceramic and pushed to the object. Then, at least a part of the electrode is energized to move either the piezoelectric ceramic or the object along the length of the edge of the piezoelectric ceramic.

특허 문헌 4는 소형 경량이며 안정된 변위 및 위치 결정, 혹은 회전 방향의 자유로운 제어가 가능한 압전 액추에이터(구동 장치) 및 그 구동 방법을 개시하고 있다. 특허 문헌 4에 개시된 구동 장치는 압전층의 주면을 복수 개로 분할한 각각의 영역에 압전층을 사이에 두고 대향하는 한 쌍의 구동 전극을 설치한 압전 소자와, 압전층을 복수 영역으로 분할하는 라인 상에 설치되며, 피구동체와 접촉하는 돌기와, 압전 소자가 주면에 맞붙여지는 진동판을 구비하고 있다. 구동 전극 중 어느 한쪽의 분할 영역의 구동 전극 사이에 구동 신호를 입력함과 아울러, 다른 한쪽의 분할 영역의 구동 전극 사이에 임피던스 소자를 접속하고 있다. Patent document 4 discloses a piezoelectric actuator (driving device) capable of small size, light weight, stable displacement and positioning, or free control of the rotation direction, and a driving method thereof. The driving device disclosed in Patent Document 4 includes a piezoelectric element having a pair of drive electrodes opposed to each other with a piezoelectric layer interposed therebetween in a region where the main surface of the piezoelectric layer is divided into a plurality of lines, and a line for dividing the piezoelectric layer into a plurality of regions. And a diaphragm to which the piezoelectric element is attached to the main surface. A drive signal is input between the drive electrodes of one of the divided regions, and an impedance element is connected between the drive electrodes of the other divided region.

특허 문헌 5는 상기 특허 문헌 3에 개시된 압전 액추에이터(마이크로 모터)를 이용한 리니어 액추에이터(카메라 모듈)를 개시하고 있다. 이 특허 문헌 5에 개시된 카메라 모듈에 있어서, 렌즈 홀더에는 적어도 하나 이상의 광학 렌즈가 유지되고, 광축 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 렌즈 홀더에는 가이드 베어링부와 베어링부가 형성된다. 가이드축은 광축과 평행하게 배치되고, 가이드 베어링부 와 맞닿아 렌즈 홀더를 이동 가능하게 가이드한다. 구동축을 베어링부에 삽입 통과시키면, 렌즈 홀더가 가이드축을 따라 광축 방향으로 이동 가능하게 가이드된다. 렌즈 홀더의 피에조 유지부에 배치한 피에조 소자(압전 액추에이터)에 의해 구동축이 구동력을 받는다. 그리고, 탄성을 갖는 고정 부재에 의해 피에조 소자(압전 액추에이터)는 피에조 유지부에 눌려 고정된다. Patent document 5 discloses a linear actuator (camera module) using the piezoelectric actuator (micro motor) disclosed in the patent document 3 above. In the camera module disclosed in Patent Document 5, at least one or more optical lenses are held in the lens holder and are movable in the optical axis direction. The guide holder and the bearing are formed in the lens holder. The guide shaft is disposed in parallel with the optical axis and abuts against the guide bearing portion to guide the lens holder in a movable manner. When the drive shaft is inserted into the bearing portion, the lens holder is guided to be movable in the optical axis direction along the guide shaft. The driving shaft receives the driving force by the piezoelectric element (piezoelectric actuator) disposed in the piezo holding portion of the lens holder. Then, the piezoelectric element (piezoelectric actuator) is pressed and fixed to the piezo holding portion by an elastic fixing member.

결국, 특허 문헌 5에 개시된 리니어 액추에이터에서는 압전 액추에이터(피에조 소자)가 렌즈 홀더의 피에조 유지부에 배치(에서 유지)된다. 따라서, 압전 액추에이터(피에조 소자)는 렌즈 홀더와 함께 광축을 따라 이동하게 된다. As a result, in the linear actuator disclosed in Patent Document 5, a piezoelectric actuator (piezo element) is disposed on (held in) the piezo holding portion of the lens holder. Thus, the piezoelectric actuator (piezo element) moves along the optical axis together with the lens holder.

특허 문헌 6은 압전 액추에이터로서 리니어 구동식 진동파 액추에이터를 사용한 광학 기기를 개시하고 있다. 이 특허 문헌 6에서는 경통과 일체인 슬리브부를 가이드 바에 슬라이딩 가능하게 끼워맞춤하여 슬리브부의 외주면에 리니어 구동식 액추에이터의 진동자를 판스프링으로 압접하여 리니어 구동식 액추에이터의 압전 소자에 소정의 위상차의 2개의 교류 전압을 인가하고, 슬리브부에 축방향 추력을 가하여 경통을 따라 이동하도록 하고 있다. Patent document 6 discloses the optical apparatus which used the linear drive vibration wave actuator as a piezoelectric actuator. In Patent Document 6, the sleeve unit integral with the barrel is slidably fitted to the guide bar, and the outer circumferential surface of the sleeve unit is pressed against the vibrator of the linearly driven actuator with a leaf spring, so that two alternating currents of a predetermined phase difference are applied to the piezoelectric elements of the linearly driven actuator. A voltage is applied and axial thrust is applied to the sleeve portion to move along the barrel.

또한, 특허 문헌 7은 저전압 구동이 가능하며, 리니어 구동이 가능한 압전 액추에이터를 개시하고 있다. 이 특허 문헌 7에 개시된 압전 액추에이터에서는 압전 세라믹판의 표리면으로 2분할되고, 대향하여 배치된 제1 및 제2 전극을 형성하고, 이들 제1 및 제2 전극에 교류 전압을 인가한다. 압전 세라믹판에 발생하는 종진동과 굴곡 진동의 합성에 의한 타원 운동이 압전 세라믹판의 단면에 발생하고, 여기에 물체가 맞닿게 하여 상대적인 위치를 바꿀 수 있다. Further, Patent Document 7 discloses a piezoelectric actuator capable of low voltage driving and linear driving. In the piezoelectric actuator disclosed in Patent Document 7, the first and second electrodes are divided into two front and rear surfaces of the piezoelectric ceramic plate, and the alternating current is applied to the first and second electrodes. An elliptic motion caused by the combination of longitudinal and bending vibrations occurring in the piezoelectric ceramic plate is generated in the cross section of the piezoelectric ceramic plate, and the objects are brought into contact therewith, thereby changing the relative position.

[특허 문헌 1] 일본 특허 제2633066호 공보 [Patent Document 1] Japanese Patent No. 2633066

[특허 문헌 2] 일본 특허 제3218851호 공보 [Patent Document 2] Japanese Unexamined Patent Publication No. 3218851

[특허 문헌 3] 일본 특허 공개 평 7-184382호 공보 [Patent Document 3] Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-184382

[특허 문헌 4] 일본 특허 공개 2006-311746호 공보[Patent Document 4] Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-311746

[특허 문헌 5] 일본 특허 제3770556호 공보 [Patent Document 5] Japanese Patent No. 3770556

[특허 문헌 6] 일본 특허 공개 평 7-104166호 공보 [Patent Document 6] Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-104166

[특허 문헌 7] 일본 특허 공개 평 6-121552호 공보[Patent Document 7] Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-121552

전술한 특허 문헌 1∼7에는 각각 이하에 설명하는 바와 같은 문제점이 있다.The above-mentioned patent documents 1-7 have the problem as demonstrated below, respectively.

특허 문헌 1에 개시된 구동 장치에서는, 압전 소자에 접착된 가이드봉에 렌즈 홀더가 이동 가능하게 지지되어 있으므로 가이드봉이 압전 소자의 신축 방향으로 길게 연장하여 높이를 낮추기에 불리하다. In the driving apparatus disclosed in Patent Document 1, since the lens holder is movably supported by the guide rod adhered to the piezoelectric element, the guide rod extends in the stretching direction of the piezoelectric element, which is disadvantageous for lowering the height.

특허 문헌 2에 개시된 구동 장치에 있어서도 구동축이 압전 소자의 신축 방향으로 연장되어 있으므로 높이를 낮추기에 불리하다. 또한, 렌즈 홀더를 구동축으로 캔틸레버 지지하는 구조로 하였으므로 렌즈와 같은 고중량물을 이동시키기에는 역학적으로 무리가 있다. Also in the drive device disclosed in Patent Document 2, the drive shaft extends in the stretch direction of the piezoelectric element, which is disadvantageous in lowering the height. In addition, since the lens holder is configured to support the cantilever with the drive shaft, it is difficult to mechanically move a heavy object such as a lens.

특허 문헌 3에 개시되어 있는 압전 액추에이터는 압전 소자의 횡효과를 사용하고 기본적으로 공진을 이용하여 여진하고 있다. 따라서, 스피드를 제어하기는 어렵다. The piezoelectric actuator disclosed in Patent Document 3 utilizes the lateral effect of the piezoelectric element and is basically excited using resonance. Therefore, it is difficult to control the speed.

특허 문헌 4에 개시된 압전 액추에이터에서도 특허 문헌 3과 마찬가지로 압전 소자의 횡효과를 사용하므로 스피드를 제어하기가 어렵다. 또한, 공진을 이용하여 여진하므로 진동판이 필요해진다는 문제도 있다. In the piezoelectric actuator disclosed in Patent Document 4, as in Patent Document 3, the lateral effect of the piezoelectric element is used, so it is difficult to control the speed. In addition, there is a problem that a vibration plate is required because the excitation is made by using resonance.

특허 문헌 5에 개시된 리니어 액추에이터에서는 압전 액추에이터(피에조 소자)가 렌즈 홀더와 함께 이동하므로, 피에조 소자와 고정부 사이를 꺾임부가 있는 플렉시블 배선으로 접속할 필요가 있다. In the linear actuator disclosed in Patent Document 5, since the piezoelectric actuator (piezo element) moves together with the lens holder, it is necessary to connect the piezo element and the fixed portion with a flexible wiring having a bent portion.

특허 문헌 6에 개시된 광학 기기에서는 압전 액추에이터로서 리니어 구동식 진동파 액추에이터를 사용하고 있으므로 진동파를 발생하기 위한 진동자가 필요해진다. 또한, 압전 소자의 진동파를 이용하므로 스피드를 제어하기도 어렵다. In the optical device disclosed in Patent Document 6, since a linear drive type vibration wave actuator is used as a piezoelectric actuator, a vibrator for generating the vibration wave is required. In addition, since the vibration wave of the piezoelectric element is used, it is difficult to control the speed.

특허 문헌 7에 개시된 압전 액추에이터에서는 압전 세라믹판에 발생하는 종진동과 굴곡 진동의 공진 주파수가 일치하는 치수에 압전 세라믹판의 종횡의 길이를 결정할 필요가 있다. 따라서, 종진동과 굴곡 진동의 공진이 어긋나면 구동하지 않기 때문에 소자 치수나 입력 신호를 정밀하게 제어하는 것이 필요해진다. 또한, 특허 문헌 7에서는 동일 전원으로부터 전극에 교류 전압을 인가하여 2개의 진동 모드에 의해 압전 세라믹판의 단면(적층 방향과 직교하는 방향의 단면)에 타원 운동을 발생시키는 것을 개시할 뿐이다. 바꾸어 말하면, 특허 문헌 7에서는 구체적으로 인가하는 교류 전압에 대해서는 전혀 개시되어 있지 않다. 그 결과, 어떠한 교류 전압을 인가하면 압전 세라믹판의 단면에 맞닿는 물체와의 사이에서 어느 방향으로 위치를 이동시킬 수 있을지는 명백하지 않다. In the piezoelectric actuator disclosed in Patent Document 7, it is necessary to determine the length and length of the piezoelectric ceramic plate in a dimension in which the resonance frequency of the longitudinal vibration and the bending vibration generated in the piezoelectric ceramic plate coincides. Therefore, when the resonance of the longitudinal vibration and the bending vibration is shifted, the driving is not performed. Therefore, it is necessary to precisely control the element dimensions and the input signal. In addition, Patent Document 7 only discloses applying an alternating current voltage to an electrode from the same power supply to generate an elliptic motion in the cross section (cross section in the direction orthogonal to the stacking direction) of the piezoelectric ceramic plate by two vibration modes. In other words, Patent Document 7 does not disclose any AC voltage specifically applied. As a result, it is not clear in which direction the application of an alternating voltage can move the position between the object abutting the end face of the piezoelectric ceramic plate.

본 발명의 과제는 간단한 구성으로 피구동체를 원하는 방향으로 구동할 수 있는 압전 액추에이터의 구동 방법을 제공하는 것에 있다. An object of the present invention is to provide a method of driving a piezoelectric actuator that can drive a driven member in a desired direction with a simple configuration.

본 발명의 또 다른 과제는 제어가 간단한 압전 액추에이터의 구동 방법을 제공하는 것에 있다. Another object of the present invention is to provide a method for driving a piezoelectric actuator with simple control.

본 발명의 다른 목적은 설명이 진행함에 따라 명백해질 것이다. Other objects of the present invention will become apparent as the description proceeds.

본 발명에 따르면, 복수 개의 내부 전극이 적층된 적층 압전 소자(12)로서, 상기 복수 개의 내부 전극이 중앙을 경계로 제1 군의 내부 전극(121)과 제2 군의 내부 전극(122)으로 2분할되어 있는 상기 적층 압전 소자(12)와, 상기 적층 압전 소자의 적층 방향의 일단면에 설치되며, 중앙부에 돌기부(142)를 갖는 스테이터(14)를 갖는 압전 액추에이터(10)를 구동하는 구동 방법에 있어서, 상기 적층 압전 소자(12)를 상기 제1 군의 내부 전극(121)과 상기 제2 내부 전극(122)에서의 변위가 서로 반대가 되도록 상기 내부 전극을 배선해 두고, 동일한 구동 전원(50)으로부터 상기 배선에 대하여 소정의 구동 전압을 인가하여, 상기 돌기부(142)를 타원 운동시키는 것을 특징으로 하는 압전 액추에이터의 구동 방법이 얻어진다. According to the present invention, a multilayer piezoelectric element 12 having a plurality of internal electrodes stacked thereon, wherein the plurality of internal electrodes are connected to a first group of internal electrodes 121 and a second group of internal electrodes 122 around a center thereof. A drive for driving the piezoelectric actuator 10 having a stator 14 having a projection 142 in the center thereof, which is provided on one side of the laminated piezoelectric element 12 and the laminated piezoelectric element laminated in two directions. In the method, the multilayer piezoelectric element 12 is wired so that the internal electrodes 121 and the second internal electrodes 122 of the first group are opposite to each other, and the same driving power source is provided. From 50, a predetermined drive voltage is applied to the wiring to ellipse the protrusion 142, thereby obtaining a method of driving a piezoelectric actuator.

상기 압전 액추에이터의 구동 방법에 있어서, 상기 소정의 구동 전압은 인가 전압이 영, 양 및 음을 반복하는 파형 또는 상기 인가 전압이 영, 음 및 양을 반복하는 파형으로 이루어질 수 있다. 그 대신, 상기 소정의 구동 전압은 충격 계수가 50%가 아닌 사각파로 이루어질 수 있다. In the piezoelectric actuator driving method, the predetermined driving voltage may be a waveform in which an applied voltage repeats zero, positive and negative, or a waveform in which the applied voltage repeats zero, negative and positive. Instead, the predetermined driving voltage may be a square wave whose impact coefficient is not 50%.

또한, 상기 괄호 안의 참조 부호는 이해를 쉽게 하기 위하여 붙인 것으로서 일례에 불과하며, 이들에 한정되지 않음은 물론이다. In addition, the reference numerals in the parentheses are provided as examples for easy understanding, and are not limited thereto.

본 발명에 따른 압전 액추에이터의 구동 방법은, 적층 압전 소자를 제1 군의 내부 전극과 제2 내부 전극에서의 변위가 서로 반대가 되도록 내부 전극을 배선해 두고, 동일한 구동 전원으로부터 배선에 대하여 소정의 구동 전압을 인가하여 스테이터의 돌기부를 타원 운동시키므로, 간단한 구성으로 피구동체를 원하는 방향으로 구동할 수 있고, 제어가 간단해진다는 효과를 가져온다. In the method of driving a piezoelectric actuator according to the present invention, the multilayer piezoelectric element is wired so that the displacements in the first group of internal electrodes and the second internal electrodes are opposite to each other, and the predetermined piezoelectric element is connected to the wiring from the same drive power supply. By applying a drive voltage to elliptically move the protrusions of the stator, the driven body can be driven in a desired direction with a simple configuration, resulting in an effect that the control becomes simple.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described with reference to drawings.

도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 구동 방법이 적용되는 압전 액추에이터(10)에 대하여 설명한다. 1 to 3, the piezoelectric actuator 10 to which the driving method according to the present invention is applied will be described.

도 1에 도시된 바와 같이, 압전 액추에이터(10)는, 복수 개의 내부 전극이 적층된 적층 압전 소자(피에조 소자)(12)와 스테이터(14)로 구성된다. As shown in FIG. 1, the piezoelectric actuator 10 includes a stacked piezoelectric element (piezo element) 12 and a stator 14 in which a plurality of internal electrodes are stacked.

도 2에 도시된 바와 같이, 적층 압전 소자(12)의 복수 개의 내부 전극은 중앙을 경계로 제1 군의 내부 전극(121)과 제2 군의 내부 전극(122)으로 2분할되어 있다. 도 2에 있어서는 제1 군의 내부 전극(121)을 전극(A)으로서 도시하고 제2 군의 내부 전극(122)을 전극(B)으로서 도시하였다. As illustrated in FIG. 2, the plurality of internal electrodes of the multilayer piezoelectric element 12 are divided into two parts, the inner electrode 121 of the first group and the inner electrode 122 of the second group with respect to the center thereof. In FIG. 2, the internal electrode 121 of the 1st group was shown as electrode A, and the internal electrode 122 of the 2nd group was shown as electrode B. In FIG.

도 1에 도시된 바와 같이, 스테이터(14)는 적층 압전 소자(12)의 적층 방향(신축 방향)의 일단면에 설치되며, 중앙부에 돌기부(선단부)(142)를 갖는다. As shown in FIG. 1, the stator 14 is provided on one end surface of the laminated piezoelectric element 12 in the stacking direction (extension direction), and has a protrusion (tip) 142 at the center thereof.

또한, 후술하는 바와 같이, 본 발명에서는 적층 압전 소자(피에조 소자)(12)를 제1 군의 내부 전극(121)과 제2 내부 전극(122)에서의 변위가 서로 반대가 되도록 내부 전극을 배선하였다. In addition, as will be described later, in the present invention, the multilayer piezoelectric element (piezoelectric element) 12 is wired so that the displacement of the internal electrodes 121 and the second internal electrodes 122 in the first group is opposite to each other. It was.

도 3에 도시된 바와 같이, 동일한 구동 전원(후술함)으로부터 상기 배선에 대하여 소정의 구동 전압(후술함)을 인가한다. 이에 따라, 제1 군의 내부 전극(전극(A))(121)의 영역과 제2 군의 내부 전극(전극(B))(122)의 영역이 교대로 신축하므로, 스테이터(14)의 돌기부(선단부)(142)가 타원의 궤적을 그린다. 따라서, 스테이터(14)의 돌기부(선단부)(142)를 피구동체의 슬라이더(후술함)와 접촉(에 압접)시킴으로써 피구동체를 마찰 구동할 수 있다. As shown in Fig. 3, a predetermined drive voltage (to be described later) is applied to the wiring from the same drive power source (to be described later). As a result, the regions of the first group of internal electrodes (electrodes A) 121 and the regions of the second group of internal electrodes (electrodes B) 122 are stretched alternately, so that the protrusions of the stator 14 are stretched. 142 draws the trajectory of the ellipse. Therefore, the driven member can be frictionally driven by bringing the projection (tip) 142 of the stator 14 into contact with the slider (described later) of the driven member.

여기서, 돌기부(142)를 타원 운동시키기 위하여 제1 군의 내부 전극(전극(A))(121)과 제2 군의 내부 전극(전극(B))(122)에 서로 위상이 다른 2개의 구동 전압을 인가하는 방법을 생각할 수 있다. 그러나 이 방법에서는, 구동 회로에 복수의 채널의 출력(복잡한 라인)이나 위상 제어 회로를 내장하는 것이 필요해진다. Here, in order to elliptically move the protrusion 142, two driving devices having different phases from each other are provided to the first group of internal electrodes (electrodes A) 121 and the second group of internal electrodes (electrodes B) 122. A method of applying a voltage can be considered. However, in this method, it is necessary to incorporate the outputs (complex lines) or phase control circuits of a plurality of channels in the drive circuit.

도 4(A), (B)를 참조하여 본 발명의 구동 방법에 따른 배선 방법에 대하여 설명한다. 도 4(A)는 제1 군의 내부 전극(전극(A))(121)과 제2 군의 내부 전극(전극(B))(122)을 반대 방향으로 분극한 예를 나타낸다. 도 4(A)에 있어서, 제1 군의 내부 전극(전극(A))(121) 및 제2 군의 내부 전극(전극(B))(122)에 기재한 +, -는 분극 방향을 나타낸다. 이 경우, 도 4(A)에 도시된 바와 같이, 병렬이 되도록 배선을 하여 제1 군의 내부 전극(전극(A))(121) 및 제2 군의 내부 전극(전극(B))(122)을 구동 전원(50)에 접속한다. A wiring method according to the driving method of the present invention will be described with reference to FIGS. 4A and 4B. 4A illustrates an example in which the internal electrodes (electrodes A) 121 of the first group and the internal electrodes (electrodes B) 122 of the second group are polarized in opposite directions. In FIG. 4A, + and-described in the internal electrodes (electrodes A) 121 of the first group and the internal electrodes (electrodes B) 122 of the second group indicate polarization directions. . In this case, as shown in Fig. 4A, the wirings are arranged in parallel so that the first group of internal electrodes (electrodes (A)) 121 and the second group of internal electrodes (electrodes (B)) 122 ) Is connected to the drive power supply 50.

도 4(B)는 제1 군의 내부 전극(전극(A))(121)과 제2 군의 내부 전극(전극(B))(122)을 동일 방향으로 분극한 예를 도시한다. 도 4(B)에 있어서, 제1 군의 내부 전극(전극(A))(121) 및 제2 군의 내부 전극(전극(B))(122)에 기재한 +, -는 분극 방향을 나타낸다. 이 경우, 도 4(B)에 도시된 바와 같이, 교차하도록 배선을 하여 제1 군의 내부 전극(전극(A))(121) 및 제2 군의 내부 전극(전극(B))(122)을 구동 전원(50)에 접속한다. FIG. 4B shows an example in which the first group of internal electrodes (electrodes A) 121 and the second group of internal electrodes (electrodes B) 122 are polarized in the same direction. In FIG. 4B, + and-described in the internal electrodes (electrodes A) 121 of the first group and the internal electrodes (electrodes B) 122 of the second group indicate polarization directions. . In this case, as shown in FIG. 4 (B), the wirings intersect so as to intersect, and thus, the first group of internal electrodes (electrodes A) 121 and the second group of internal electrodes (electrodes B) 122. Is connected to the drive power supply 50.

결국, 본 발명에서는, 복수 개의 내부 전극을 갖는 적층 압전 소자(12)를 순방향, 역방향의 변위가 혼재하도록 각 전극을 배선하고 있다. 따라서, 구동 전원(50)으로부터 실제로 구동을 행할 때에는 복수 개의 내부 전극을 갖는 하나의 적 층 압전 소자(12)로부터 배선되는 배선은, 도 4(A) 및 도 4(B)에 도시된 바와 같이 +와 -의 2개로 통합된다. As a result, in the present invention, the laminated piezoelectric element 12 having a plurality of internal electrodes is wired so that the displacements in the forward and reverse directions are mixed. Therefore, when actually driving from the drive power supply 50, the wiring wired from one laminated piezoelectric element 12 having a plurality of internal electrodes is as shown in Figs. 4A and 4B. It is integrated into two of + and-.

도 5는 이와 같이 하여 통합된 하나의 배선에 대하여, 구동 전원(50)으로부터 인가되는 소정의 전원 전압의 일 파형예를 도시한 파형도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 구동 전원(50)으로부터 인가되는 소정의 전원 전압은 인가 전압이 영, 양 및 음을 반복하는 파형으로 이루어진다. FIG. 5 is a waveform diagram showing an example of one waveform of a predetermined power supply voltage applied from the drive power supply 50 with respect to one wiring integrated in this manner. As shown in FIG. 5, the predetermined power supply voltage applied from the driving power supply 50 is composed of waveforms in which the applied voltage repeats zero, positive and negative.

도 5에 도시한 예에서는, 인가 전압이 양인 기간(Tp) 및 음인 기간(Tn)은 동일하며(Tp=Tn), 인가 전압이 영인 기간(T0)보다 짧다. 바꾸어 말하면, 인가 전압이 영인 기간(T0)이 인가 전압이 양인 기간(Tp) 및 음인 기간(Tn)보다 길다(T0>Tp=Tn). 또한, 인가 전압이 양인 전압값의 절대값과 인가 전압이 음인 전압값의 절대값은 동일하다. In the example shown in FIG. 5, the period T p in which the applied voltage is positive and the period T n in the negative are the same (T p = T n ), which is shorter than the period T 0 in which the applied voltage is zero. In other words, the period T 0 in which the applied voltage is zero is longer than the period T p in which the applied voltage is positive and negative period T n (T 0 > T p = T n ). Also, the absolute value of the voltage value in which the applied voltage is positive and the absolute value of the voltage value in which the applied voltage is negative are the same.

도 6(A), (B) 및 (C)는 도 5에 도시한 구동 전압을 적층 압전 소자(12)에 인가하였을 때의 적층 압전 소자(12)의 변위를 나타낸다. 도 6(A)는 구동 전압(인가 전압)이 영일 때의 적층 압전 소자(12)의 변위를 나타내고, 도 6(B)는 구동 전압(인가 전압)이 양일 때의 적층 압전 소자(12)의 변위를 나타내고, 도 6(C)는 구동 전압(인가 전압)이 음일 때의 적층 압전 소자(12)의 변위를 나타낸다. 또한, 도 6(A), (B), (C)에 도시한 예에서는, 제1 군의 내부 전극(전극(A))(121)은 좌측에 배치되어 있고, 제2 군의 내부 전극(전극(B))(122)은 우측에 배치되어 있다. 6A, 6B, and 6C show the displacement of the laminated piezoelectric element 12 when the driving voltage shown in FIG. 5 is applied to the laminated piezoelectric element 12. FIG. 6 (A) shows the displacement of the laminated piezoelectric element 12 when the driving voltage (applied voltage) is zero, and FIG. 6 (B) shows the displacement of the laminated piezoelectric element 12 when the driving voltage (applied voltage) is positive. 6 (C) shows the displacement of the laminated piezoelectric element 12 when the driving voltage (applied voltage) is negative. In addition, in the example shown to FIG. 6 (A), (B), (C), the 1st group internal electrode (electrode (A)) 121 is arrange | positioned at the left side, and the 2nd group internal electrode ( The electrodes B) 122 are disposed on the right side.

도 6(A)에 도시된 바와 같이, 구동 전압(인가 전압)이 영일 때, 적층 압전 소자(12)는 변위하지 않는다. 도 6(B)에 도시된 바와 같이, 구동 전압(인가 전압)이 양일 때, 좌측의 제1 군의 내부 전극(전극(A))(121)은 신장하고, 우측의 제2 군의 내부 전극(전극(B))(122)은 수축한다. 도 6(C)에 도시된 바와 같이, 구동 전압(인가 전압)이 음일 때, 좌측의 제1 군의 내부 전극(전극(A))(121)은 수축하고, 우측의 제2 군의 내부 전극(전극(B))(122)은 신장한다. As shown in Fig. 6A, when the driving voltage (applied voltage) is zero, the laminated piezoelectric element 12 is not displaced. As shown in Fig. 6B, when the driving voltage (applied voltage) is positive, the internal electrodes (electrodes A) 121 of the first group on the left side extend and the internal electrodes of the second group on the right side extend. (Electrode (B)) 122 contracts. As shown in Fig. 6C, when the driving voltage (applied voltage) is negative, the inner electrode (electrode A) 121 of the first group on the left side contracts, and the inner electrode of the second group on the right side. (Electrode (B)) 122 extends.

이와 같이 구동 전압으로서 인가 전압이 영, 양 및 음을 반복하는 파형(도 5)을 인가함으로써 적층 압전 소자(12)의 적층 방향의 일단면이 들려져올라가 발생하는 산이 도 6(A), (B), (C)에 도시된 바와 같이, 좌에서 우로 흐르는 것을 알 수 있다. 이 움직임은 스테이터(14)의 돌기부(선단부)(142)를 타원 운동시키게 된다. 따라서, 스테이터(14)의 돌기부(선단부)(142)를 피구동체의 슬라이더(후술함)와 접촉(에 압접)시킴으로써 피구동체를 소정의 방향(도 6의 경우에서는 우방향)으로 마찰 구동할 수 있다. Thus, as the driving voltage is applied, waveforms (Fig. 5) in which the applied voltage repeats zero, positive, and negative are lifted to raise one end surface of the stacked piezoelectric element 12 in the stacking direction. ), It can be seen that the flow from left to right, as shown in (C). This movement ellipses the protrusion (tip) 142 of the stator 14. Accordingly, the driven body can be frictionally driven in a predetermined direction (the right direction in the case of FIG. 6) by contacting (pressing) the protrusion (tip) 142 of the stator 14 to the slider (described later) of the driven body. have.

또한, 스테이터(14)의 돌기부(선단부)(142)에 슬라이더가 접촉(압접)된 피구동체를 상기 소정의 방향과 반대 방향(도 6의 경우에서는 좌방향)으로 마찰 구동하는 경우에는, 구동 전원(50)으로부터 인가되는 구동 전압으로서 인가 전압이 영, 음 및 양을 반복하는 파형의 것을 사용하면 된다. In addition, in the case of frictionally driving the driven member in which the slider contacts (presses) the protrusion (tip) 142 of the stator 14 in the direction opposite to the predetermined direction (left in the case of FIG. 6), the driving power source As the driving voltage to be applied from 50, a waveform having a waveform in which the applied voltage repeats zero, negative and positive may be used.

이와 같이 본 발명에서는, 동일한 구동 전원(50)으로부터 배선에 대하여 소정의 구동 전압을 인가하기만 할 뿐이므로 구동 회로가 간단하고, 많은 범용 IC를 사용하는 것이 가능하다. 또한, 복수의 출력의 위상을 맞출 필요도 없으므로 제어도 간단하다. As described above, in the present invention, since only a predetermined driving voltage is applied to the wiring from the same driving power supply 50, the driving circuit is simple and many general purpose ICs can be used. In addition, the control is also simple since there is no need to match the phases of the plurality of outputs.

이러한 구성의 압전 액추에이터(10)에 의하면, 전술한 특허 문헌 3이나 특허 문헌 4에 개시된 압전 액추에이터와 달리 압전 소자의 횡효과가 아니라 압전 소자의 종효과를 이용하고 있으므로 스피드를 제어할 수 있다. 더욱이, 전술한 특허 문헌 4나 특허 문헌 6에 개시된 압전 액추에이터와 달리 공진(진동파)을 이용하지 않으므로 진동판(진동자)이 불필요하다. According to the piezoelectric actuator 10 of such a structure, unlike the piezoelectric actuator disclosed in the above-mentioned patent document 3 or patent document 4, since the longitudinal effect of a piezoelectric element is used instead of the lateral effect of a piezoelectric element, speed can be controlled. Furthermore, unlike the piezoelectric actuators disclosed in the above-mentioned Patent Documents 4 and 6, the vibration plate (vibrator) is unnecessary because resonance (vibration wave) is not used.

도 7은 구동 전원(50)으로부터 인가되는 구동 전압의 다른 파형예를 도시한 파형도이다. 도 7에 도시한 예에서는, 구동 전원(50)으로부터 인가되는 소정의 전원 전압은 충격 계수가 50%이 아닌 사각파로 이루어진다. 7 is a waveform diagram showing another waveform example of the drive voltage applied from the drive power source 50. In the example shown in FIG. 7, the predetermined power supply voltage applied from the driving power supply 50 is composed of a square wave whose impact coefficient is not 50%.

도 7에 도시한 예에서는, 인가 전압의 양인 기간(Tp)이 인가 전압이 음인 기간(Tn)보다 길게 되어 있다(Tp>Tn). 또한, 인가 전압이 양인 전압값의 절대값과 인가 전압이 음인 전압값의 절대값은 동일하다. In the example shown in FIG. 7, the period T p , which is the positive of the applied voltage, is longer than the period T n , where the applied voltage is negative (T p > T n ). Also, the absolute value of the voltage value in which the applied voltage is positive and the absolute value of the voltage value in which the applied voltage is negative are the same.

이러한 전원 전압을 적층 압전 소자(12)에 인가함으로써 스테이터(14)의 돌기부(선단부)(142)를 타원 운동시키고, 피구동체를 소정의 방향(도 6의 경우에서는 우방향)으로 마찰 구동할 수 있다. By applying such a power supply voltage to the laminated piezoelectric element 12, the protrusion (tip) 142 of the stator 14 can be elliptically moved, and the driven body can be frictionally driven in a predetermined direction (the right direction in the case of FIG. 6). have.

또한, 스테이터(14)의 돌기부(선단부)(142)에 슬라이더가 접촉(압접)된 피구동체를 상기 소정의 방향과 반대 방향(도 6의 경우에서는 좌방향)으로 마찰 구동하는 경우에는, 구동 전원(50)으로부터 인가되는 구동 전압으로서 인가 전압이 양인 기간이 인가 전압이 음인 기간보다 짧은 사각파를 이용하면 된다. In addition, in the case of frictionally driving the driven member in which the slider contacts (presses) the protrusion (tip) 142 of the stator 14 in the direction opposite to the predetermined direction (left in the case of FIG. 6), the driving power source As the driving voltage applied from (50), a square wave in which the period in which the applied voltage is positive is shorter than the period in which the applied voltage is negative may be used.

이와 같이 본 발명에서는, 동일한 구동 전원(50)으로부터 배선에 대하여 소 정의 구동 전압을 인가하기만 할 뿐이므로 구동 회로가 간단하고, 많은 범용 IC를 사용하는 것이 가능하다. 또한, 복수의 출력의 위상을 맞출 필요도 없으므로 제어도 간단하다. As described above, in the present invention, since only a predetermined driving voltage is applied to the wiring from the same driving power supply 50, the driving circuit is simple, and many general purpose ICs can be used. In addition, the control is also simple since there is no need to match the phases of the plurality of outputs.

도 8 및 도 9를 참조하여 도 1에 도시한 압전 액추에이터(10)를 이용한 리니어 액추에이터의 일례에 대하여 설명한다. 도시한 리니어 액추에이터는 줌 렌즈 구동 유닛(30)이다. 줌 렌즈 구동 유닛(30)은 도시하지 않은 케이싱에 내장되어 있다. 그 케이싱의 상부에는 제1 군 고정 렌즈(도시하지 않음)가 고정되어 있다. 도시한 줌 렌즈 구동 유닛(30)은 제2 군 가동 렌즈인 줌 렌즈(ZL)를 유지하면서 광축(O) 방향으로 이동시키기 위한 것이다. 또한, 제2 군 가동 렌즈는 제1 렌즈라고도 불린다. 줌 렌즈 구동 유닛(30)은 제1 구동 유닛이라고도 불린다. An example of a linear actuator using the piezoelectric actuator 10 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 8 and 9. The linear actuator shown is a zoom lens drive unit 30. The zoom lens drive unit 30 is incorporated in a casing (not shown). A first group fixed lens (not shown) is fixed to the upper portion of the casing. The illustrated zoom lens drive unit 30 is for moving in the direction of the optical axis O while holding the zoom lens ZL which is the second group movable lens. The second group movable lens is also called the first lens. The zoom lens drive unit 30 is also called a first drive unit.

또한 도시하지는 않았으나, 케이싱의 하부에는 기판 상에 배치된 촬상 소자가 탑재되어 있다. 이 촬상 소자는 렌즈에 의해 결상된 피사체상을 촬상하여 전기적으로 변환한다. 촬상 소자는 예컨대, CCD(charge coupled device)형 이미지 센서, CMOS(complementary metal oxide semiconductor)형 이미지 센서 등에 의해 구성된다. Although not shown, an image pickup device disposed on a substrate is mounted below the casing. This imaging element picks up and electrically converts the subject image formed by the lens. The imaging device is configured by, for example, a charge coupled device (CCD) type image sensor, a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) type image sensor, or the like.

도 8은 줌 렌즈 구동 유닛(30)의 사시도이다. 도 9에 있어서, (A)는 줌 렌즈 구동 유닛(30)의 양면도이고, (B)는 줌 렌즈 구동 유닛(30)의 평면도이고, (C)는 줌 렌즈 구동 유닛(30)의 우측면도이고, (D)는 줌 렌즈 구동 유닛(30)의 좌측면도이다. 또한, 여기서는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 직교 좌표계(X, Y, Z)를 사용하고 있다. 도 8에 도시한 상태에서는, 직교 좌표계(X, Y, Z)에 있어서, X 축은 전후 방향(안길이 방향)이고, Y축은 좌우 방향(폭방향)이고, Z축은 상하 방향(높이 방향)이다. 그리고, 도 4에 도시한 예에 있어서는, 상하 방향(Z)이 렌즈의 광축(O) 방향이다. 8 is a perspective view of the zoom lens driving unit 30. In FIG. 9, (A) is a double-sided view of the zoom lens driving unit 30, (B) is a plan view of the zoom lens driving unit 30, and (C) is a right side view of the zoom lens driving unit 30. (D) is a left side view of the zoom lens drive unit 30. In addition, as shown in FIG. 8 and FIG. 9, the rectangular coordinate system (X, Y, Z) is used. In the state shown in FIG. 8, in the Cartesian coordinate system (X, Y, Z), the X axis is the front-rear direction (depth direction), the Y axis is the left-right direction (width direction), and the Z axis is the vertical direction (height direction). . And in the example shown in FIG. 4, the up-down direction Z is an optical axis O direction of a lens.

케이싱에는 제1 주 가이드 샤프트(21)와 부 가이드 샤프트(25)가 고정되어 있다. 제1 주 가이드 샤프트(21)는 렌즈의 광축(O)에 관하여 좌전방의 모퉁이에 배치되어 있다. 제1 주 가이드 샤프트(21)는 렌즈의 광축(O)과 평행하게 연장되어 있다. 부 가이드 샤프트(25)는 렌즈의 광축(O)에 관하여 우측에 배치되어 있다. 가이드 샤프트(25)는 렌즈의 광축(O)과 평행하게 연장되어 있다. The first main guide shaft 21 and the sub guide shaft 25 are fixed to the casing. The first main guide shaft 21 is arranged at the corner of the front left with respect to the optical axis O of the lens. The first main guide shaft 21 extends in parallel with the optical axis O of the lens. The sub guide shaft 25 is disposed on the right side with respect to the optical axis O of the lens. The guide shaft 25 extends in parallel with the optical axis O of the lens.

줌 렌즈 구동 유닛(제1 구동 유닛)(30)과 제1 주 가이드 샤프트(21)와 부 가이드 샤프트(25)의 조합은 제2 군 렌즈 구동 기구(제1 렌즈 구동 기구)라 불린다. The combination of the zoom lens drive unit (first drive unit) 30, the first main guide shaft 21 and the sub guide shaft 25 is called a second group lens drive mechanism (first lens drive mechanism).

줌 렌즈 구동 유닛(제1 구동 유닛)(30)은 제1 렌즈 가동부(32)와 제1 렌즈 구동부(34)로 구성된다. 제1 렌즈 가동부(32)는 줌 렌즈(제2 군 가동 렌즈)(ZL)를 유지하는 제1 렌즈 홀더(321)를 포함한다. 제1 렌즈 홀더(321)는 후술하는 바와 같이 제1 주 가이드 샤프트(21) 및 부 가이드 샤프트(25)를 따라 렌즈의 광축(O) 방향으로 이동 가능하다. 제1 렌즈 가동부(32)는 제1 피구동체로서 작용한다. 제1 렌즈 구동부(34)는 제1 렌즈 가동부(32)와 마찰 결합하여 제1 렌즈 가동부(32)를 렌즈의 광축(O) 방향으로 슬라이딩 가능하게 지지하면서 후술하는 바와 같이 제1 렌즈 가동부(32)를 구동한다. The zoom lens driving unit (first driving unit) 30 is composed of a first lens movable portion 32 and a first lens driving portion 34. The first lens movable portion 32 includes a first lens holder 321 holding a zoom lens (second group movable lens) ZL. As described later, the first lens holder 321 may move along the first main guide shaft 21 and the sub guide shaft 25 in the optical axis O direction of the lens. The first lens movable portion 32 acts as a first driven member. The first lens driving unit 34 frictionally engages with the first lens movable unit 32 to support the first lens movable unit 32 so as to slide in the optical axis O direction of the lens, as described later. ).

제1 렌즈 가동부(32)는 제1 렌즈 홀더(321)에 대하여 렌즈의 광축(O)에 관하여 우측에 형성된 제1 가이드 베어링부(322)와, 제1 렌즈 홀더(321)에 대하여 렌즈 의 광축(O)에 관하여 좌전방에 형성된 제1 슬라이딩 베어링부(323)를 갖는다. 부 가이드 샤프트(25)가 제1 가이드 베어링부(322)와 맞닿음으로써 제1 렌즈 홀더(321)의 렌즈의 광축(O) 방향과 수직인 면 내의 회전이 규제되고, 부 가이드 샤프트(25)는 제1 렌즈 홀더(321)를 렌즈의 광축(O)을 따라 이동 가능하게 가이드한다. 제1 주 가이드 샤프트(21)가 제1 슬라이딩 베어링부(323)에 삽입 통과함으로써 부 가이드 샤프트(25)와 협동하여 제1 주 가이드 샤프트(21)는 제1 렌즈 홀더(321)를 렌즈의 광축(O)을 따라 슬라이딩 가능하게 이동시킨다. 또한, 제1 슬라이딩 베어링부(323)는 제1 슬리브부라고도 불린다. The first lens movable portion 32 includes a first guide bearing portion 322 formed on the right side with respect to the optical axis O of the lens with respect to the first lens holder 321, and an optical axis of the lens with respect to the first lens holder 321. It has the 1st sliding bearing part 323 formed in the left front with respect to (O). As the sub guide shaft 25 abuts against the first guide bearing portion 322, rotation in a plane perpendicular to the optical axis O direction of the lens of the first lens holder 321 is restricted, and the sub guide shaft 25 The guide guides the first lens holder 321 to be movable along the optical axis O of the lens. The first main guide shaft 21 is inserted into the first sliding bearing portion 323 to cooperate with the sub guide shaft 25 so that the first main guide shaft 21 moves the first lens holder 321 to the optical axis of the lens. It is slidably moved along (O). The first sliding bearing portion 323 is also called a first sleeve portion.

제1 렌즈 가동부(32)는 제1 렌즈 홀더(321)에 대하여 렌즈의 광축(O)에 관하여 전방으로 돌출하고, 제1 렌즈 홀더(321) 및 제1 슬라이딩 베어링부(323)와 일체로 형성된 제1 돌출부(324)를 갖는다. 이 제1 돌출부(324)에는 후술하는 제1 렌즈 구동부(34)와 마찰 결합하는 제1 슬라이더(325)가 부착되어 있다. 제1 슬라이더(325)는 단면 L자형을 하고 있으며, 제1 돌출부(324)의 전면에 배치된 전면부(325-1)와 제1 돌출부(324)의 우측면에 배치된 측면부(325-2)로 이루어진다. 이 측면부(325-2)에 후술하는 제1 렌즈 구동부(34)가 마찰 결합한다. 제1 슬라이더(325)는 후술하는 제1 렌즈 구동부(34)의 돌기부와의 사이에서 일정한 마찰력을 얻도록 해당 돌기부에 대하여 마모를 방지할 수 있는 재료로 이루어진다. The first lens movable part 32 protrudes forward with respect to the optical axis O of the lens with respect to the first lens holder 321, and is integrally formed with the first lens holder 321 and the first sliding bearing part 323. It has a first protrusion 324. The first protrusion 324 is attached with a first slider 325 frictionally engaged with the first lens driving unit 34 described later. The first slider 325 is L-shaped in cross section and has a front portion 325-1 disposed on the front surface of the first protrusion 324 and a side portion 325-2 disposed on the right side of the first protrusion 324. Is done. The first lens driver 34 described later is frictionally coupled to the side portion 325-2. The first slider 325 is made of a material capable of preventing abrasion with respect to the protrusion so as to obtain a constant friction force with the protrusion of the first lens driving unit 34 to be described later.

제1 렌즈 구동부(34)는 도 1에 도시한 압전 액추에이터(10)와 동일 구성의 제1 압전 액추에이터(10-1)와, 이 제1 압전 액추에이터(10-1)를 신축 가능하게 유지하는 제1 피에조 홀더(342)를 갖는다. 제1 렌즈 구동부(34)는 도시하지 않은 제 1 누름 수단(탄성 바이어스 수단)에 의해 제1 슬라이더(325)의 측면부(325-2)에 눌려진다(탄성 바이어스된다). 제1 누름 수단(탄성 바이어스수단)은 예컨대, 스프링에 의해 구성된다. 즉, 도시한 제1 렌즈 구동부(34)는 제1 렌즈 가동부(32)를 제1 주 가이드 샤프트(21) 쪽으로 누르는(탄성 바이어스하는) 위치에 배치되어 있다. 이는 제1 렌즈 가동부(32)에 대한 제1 렌즈 구동부(34)의 누름력(탄성 바이어스력)에 의해 제1 렌즈 가동부(32)가 일그러지지 않도록 하기 위함이다. The first lens driver 34 includes a first piezoelectric actuator 10-1 having the same configuration as that of the piezoelectric actuator 10 shown in FIG. 1, and an agent for elastically holding the first piezoelectric actuator 10-1. It has one piezo holder 342. The first lens driver 34 is pressed (elastically biased) to the side portion 325-2 of the first slider 325 by a first pressing means (elastic bias means) (not shown). The first pressing means (elastic bias means) is constituted by, for example, a spring. That is, the illustrated first lens driver 34 is disposed at a position where the first lens movable part 32 is pressed (elastically biased) toward the first main guide shaft 21. This is to prevent the first lens movable part 32 from being distorted by the pressing force (elastic biasing force) of the first lens driving part 34 with respect to the first lens movable part 32.

상세하게 설명하면, 제1 압전 액추에이터(10-1)는 도 1에 도시한 적층 압전 소자(피에조 소자)(12)와 동일 구성의 제1 적층 압전 소자(피에조 소자)(12-1)와, 스테이터(14)와 동일 구성의 제1 스테이터(14-1)를 갖는다. 제1 스테이터(14-1)는 돌기부(선단부)(142-1)를 갖는다. 따라서, 제1 스테이터(14-1)의 돌기부(선단부)(142-1)가 제1 슬라이더(325)의 측면부(325-2)와 마찰 결합한다. 제1 적층 압전 소자(피에조 소자)(12-1)의 복수 개의 내부 전극은 중앙을 경계로 제1 군의 내부 전극(121-1)과 제2 군의 내부 전극(122-1)으로 2분할되어 있다. In detail, the first piezoelectric actuator 10-1 includes a first laminated piezoelectric element (piezo element) 12-1 having the same configuration as the laminated piezoelectric element (piezo element) 12 shown in FIG. 1, The first stator 14-1 having the same configuration as the stator 14 is provided. The first stator 14-1 has a protrusion (tip) 142-1. Therefore, the protrusion part (tip part) 142-1 of the 1st stator 14-1 friction-engages with the side part 325-2 of the 1st slider 325. As shown in FIG. The plurality of internal electrodes of the first stacked piezoelectric element (piezo element) 12-1 are divided into two by the first group of internal electrodes 121-1 and the second group of internal electrodes 122-1 with respect to the center thereof. It is.

도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 구동 전원(50)으로부터 제1 군의 내부 전극(121-1)과 제2 군의 내부 전극(122-2)에 소정의 구동 전압을 인가함으로써 제1 군의 내부 전극(121-1)의 영역과 제2 군의 내부 전극(122-1)의 영역이 교대로 신축하므로, 제1 스테이터(14-1)의 돌기부(선단부)(142-1)가 타원의 궤적을 그린다. 따라서, 제1 스테이터(14-1)의 돌기부(선단부)(142-1)를 제1 돌출부(324)에 설치된 제1 슬라이더(325)의 측면부(325-2)와 접촉시킴으로써 제1 렌즈 가동부(제1 피구동체)(32)를 마찰 구동할 수 있다. As described with reference to FIG. 3, a predetermined driving voltage is applied to the internal electrodes 121-1 of the first group and the internal electrodes 122-2 of the second group from the driving power source 50. Since the regions of the internal electrodes 121-1 and the regions of the internal electrodes 122-1 of the second group are stretched alternately, the protrusions (tips) 142-1 of the first stator 14-1 become elliptical. Draw the trajectory. Therefore, the first lens movable portion (1) is brought into contact by contacting the protrusion (tip) 142-1 of the first stator 14-1 with the side portion 325-2 of the first slider 325 provided in the first protrusion 324. The first driven member 32 can be friction driven.

전술한 바와 같이, 제1 스테이터(14-1)의 돌기부(선단부)(142-1)가 타원의 궤적을 그리므로, 제1 렌즈 구동부(34)는 제1 타원 구동 엔진이라고도 불린다. As described above, since the protrusion (tip) 142-1 of the first stator 14-1 draws the trajectory of the ellipse, the first lens driver 34 is also called a first elliptic driving engine.

도 10은 도 8 및 도 9에 도시한 줌 렌즈 구동 유닛(제1 구동 유닛)(30)에 의해 제1 렌즈 가동부(제1 피구동체)(32)를 렌즈의 광축(O)을 따라 상하 방향(Z)으로 이동시킨 상태를 도시한 도면이다. 도 10에 있어서, (A)는 제1 렌즈 가동부(32)를 최고 위치까지 이동시킨 상태를 도시한 줌 렌즈 구동 유닛(제1 구동 유닛)(30)의 양면도이고, (B)는 제1 렌즈 가동부(32)가 실질적으로 중간 위치에 있는 상태를 도시한 줌 렌즈 구동 유닛(제1 구동 유닛)(30)의 양면도이고, (C)는 제1 렌즈 가동부(32)를 최저 위치까지 이동시킨 상태를 도시한 줌 렌즈 구동 유닛(제1 구동 유닛)(30)의 양면도이다. FIG. 10 illustrates the first lens movable part (first driven member) 32 along the optical axis O of the lens in the vertical direction by the zoom lens driving unit (first driving unit) 30 shown in FIGS. 8 and 9. It is a figure which shows the state moved to (Z). In FIG. 10, (A) is a both-side view of the zoom lens drive unit (first drive unit) 30 which shows the state which moved the 1st lens movable part 32 to the highest position, (B) is the 1st It is a both-side view of the zoom lens drive unit (1st drive unit) 30 which shows the state which the lens movable part 32 is substantially in the intermediate position, (C) moves the 1st lens movable part 32 to the lowest position. It is a both-side view of the zoom lens drive unit (1st drive unit) 30 which showed the state made the above.

도 10에서 명백한 바와 같이, 제1 압전 액추에이터(10-1)를 포함하는 제1 렌즈 구동부(34)는 케이싱에 대하여 실질적으로 정지해 있으며, 제1 렌즈 홀더(321)를 포함하는 제1 렌즈 가동부(32)만이 렌즈의 광축(O)을 따라 상하 방향(Z)으로 이동한다. 또한, 제1 렌즈 가동부(32)의 이동 방향의 전환은 구동 전원(50)으로부터 제1 군의 내부 전극(121-1) 및 제2 군의 내부 전극(122-1)에 인가되는 구동 전압을 전술한 바와 같이 전환함으로써 행할 수 있다. As is apparent from FIG. 10, the first lens driver 34 including the first piezoelectric actuator 10-1 is substantially stationary with respect to the casing, and the first lens movable portion including the first lens holder 321. Only 32 moves in the vertical direction Z along the optical axis O of the lens. In addition, the switching of the moving direction of the first lens movable part 32 changes the driving voltage applied from the driving power source 50 to the internal electrodes 121-1 of the first group and the internal electrodes 122-1 of the second group. This can be done by switching as described above.

이러한 구성의 줌 렌즈 구동 유닛(제1 구동 유닛)(30)에 의하면, 전술한 특허 문헌 1이나 2와 같이 압전 소자의 신축 방향으로 길게 연장하는 가이드봉(구동축)이 필요하지 않으므로 높이 낮춤을 달성할 수 있다. 또한, 특허 문헌 5에 개시된 리니어 액추에이터와 달리 제1 압전 액추에이터(피에조 소자)(10-1)는 제1 렌즈 홀더(32)와 함께는 이동하지 않으며, 실질적으로 케이싱에 대하여 정지해 있으므로 제1 압전 액추에이터(10-1)와 고정부 사이를 접속하기 위한 꺾임부가 있는 플렉시블 배선이 불필요하다. According to the zoom lens drive unit (first drive unit) 30 having such a configuration, as described in Patent Documents 1 and 2 described above, a guide rod (drive shaft) extending in the stretch direction of the piezoelectric element is not necessary, thereby achieving height reduction. can do. In addition, unlike the linear actuator disclosed in Patent Document 5, the first piezoelectric actuator (piezo element) 10-1 does not move together with the first lens holder 32, and is substantially stationary relative to the casing, so that the first piezoelectric Flexible wiring with a bent portion for connecting between the actuator 10-1 and the fixed portion is unnecessary.

또한, 상기 줌 렌즈 구동 유닛(30)에 있어서는, 제1 렌즈 구동부(34)가 제1 렌즈 가동부(32)를 제1 주 가이드 샤프트(21) 쪽으로 누르는(탄성 바이어스하는) 위치에 배치되어 있는데, 제1 렌즈 구동부(34)의 배치 위치는 이러한 위치에 한정되지 않으며, 제1 렌즈 가동부(32)와 마찰 결합할 수 있는 임의의 위치에 배치되면 좋음은 물론이다. 또한, 상기 줌 렌즈 구동 유닛(30)에 있어서는, 제1 압전 액추에이터(10-1)의 제1 스테이터(14-1)의 돌기부(142-1)는 제1 슬라이더(325)를 통하여 제1 렌즈 가동부(32)와 마찰 결합(접촉)하고 있으나, 반드시 제1 슬라이더는 필요하지 않으며, 돌기부(142-1)를 직접 제1 렌즈 가동부(32)에 마찰 결합(접촉)시킬 수도 있다. In addition, in the zoom lens driving unit 30, the first lens driving unit 34 is disposed at a position in which the first lens moving unit 32 is pressed (elastically biased) toward the first main guide shaft 21. The arrangement position of the first lens driving unit 34 is not limited to this position, and of course, may be disposed at any position that can be frictionally engaged with the first lens moving unit 32. In the zoom lens driving unit 30, the protrusion 142-1 of the first stator 14-1 of the first piezoelectric actuator 10-1 is connected to the first lens through the first slider 325. Although frictionally engaged (contacted) with the movable part 32, the first slider is not necessarily required, and the protrusion 142-1 may be directly frictionally engaged (contacted) with the first lens movable part 32.

도 11 내지 도 13을 참조하여 도 1에 도시한 압전 액추에이터(10)를 이용한 리니어 액추에이터(20)의 다른 예에 대하여 설명한다. 도시한 리니어 액추에이터(20)는, 도 8 및 도 9에 도시한 줌 렌즈 구동 유닛(30)에 오토 포커스 렌즈 구동 유닛(40)과 제2 주 가이드 샤프트(22)가 더 구비되어 있는 점을 제외하고, 도 8 및 도 9에 도시한 리니어 액추에이터와 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 도 8 및 도 9에 도시한 것과 동일한 기능을 갖는 것에는 동일한 참조 부호를 붙이고 설명의 간략화를 위하여 그들의 설명에 대해서는 생략한다. Another example of the linear actuator 20 using the piezoelectric actuator 10 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 11 to 13. The illustrated linear actuator 20 has the exception that the zoom lens driving unit 30 illustrated in FIGS. 8 and 9 is further provided with an autofocus lens driving unit 40 and a second main guide shaft 22. It has the same configuration as the linear actuator shown in Figs. 8 and 9. Therefore, those having the same functions as those shown in Figs. 8 and 9 are given the same reference numerals and their explanations are omitted for the sake of simplicity.

줌 렌즈 구동 유닛(30)과 오토 포커스 렌즈 구동 유닛(40)은 도시하지 않은 케이싱에 내장되어 있다. 그 케이싱의 상부에는 제1 군 고정 렌즈(도시하지 않음)가 고정되어 있다. 오토 포커스 렌즈 구동 유닛(40)은 줌 렌즈 구동 유닛(30)의 하측에 배치되어 있다. The zoom lens driving unit 30 and the auto focus lens driving unit 40 are incorporated in a casing (not shown). A first group fixed lens (not shown) is fixed to the upper portion of the casing. The auto focus lens drive unit 40 is disposed below the zoom lens drive unit 30.

도시한 오토 포커스 구동 유닛(40)은 제3 군 가동 렌즈인 오토 포커스 렌즈(AFL)를 유지하면서 광축(O) 방향으로 이동시키기 위한 것이다. 또한, 제3 군 가동 렌즈는 제2 렌즈라고도 불린다. 오토 포커스 렌즈 구동 유닛(40)은 제2 구동 유닛이라고도 불린다. The illustrated auto focus drive unit 40 is for moving in the direction of the optical axis O while maintaining the auto focus lens AFL, which is the third group movable lens. The third group movable lens is also called a second lens. The auto focus lens drive unit 40 is also called a second drive unit.

도 11은 리니어 액추에이터(20)를 비스듬히 우측 전방에서 본 사시도이고, 도 12는 리니어 액추에이터(20)를 비스듬히 우측 후방에서 본 사시도이다. 도 13에 있어서, (A)는 리니어 액추에이터(20)의 양면도이고, (B)는 리니어 액추에이터(20)의 평면도이고, (C)는 리니어 액추에이터(20)의 우측면도이고, (D)는 리니어 액추에이터(20)의 좌측면도이다. 또한, 여기서는, 도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 직교 좌표계(X, Y, Z)를 사용하고 있다. 도 11 및 도 12에 도시한 상태에서는, 직교 좌표계(X, Y, Z)에 있어서, X축은 전후 방향(안길이 방향)이고, Y축은 좌우 방향(폭 방향)이고, Z축은 상하 방향(높이 방향)이다. 그리고, 도 11 및 도 12에 도시한 예에 있어서는, 상하 방향(Z)이 렌즈의 광축(O) 방향이다. 11 is a perspective view of the linear actuator 20 viewed obliquely from the right front, and FIG. 12 is a perspective view of the linear actuator 20 viewed obliquely from the right rear. In FIG. 13, (A) is a double-sided view of the linear actuator 20, (B) is a top view of the linear actuator 20, (C) is a right side view of the linear actuator 20, (D) is Left side view of the linear actuator 20. In addition, as shown in FIGS. 11-13, the rectangular coordinate system (X, Y, Z) is used. In the states shown in FIGS. 11 and 12, in the Cartesian coordinate system (X, Y, Z), the X axis is the front-rear direction (depth direction), the Y axis is the left-right direction (width direction), and the Z axis is the vertical direction (height). Direction). And in the example shown to FIG. 11 and FIG. 12, the up-down direction Z is the optical axis O direction of a lens.

제2 주 가이드 샤프트(22)는 제1 주 가이드 샤프트(21) 및 부 가이드 샤프트(25)와 마찬가지로 케이싱에 고정되어 있다. 제2 주 가이드 샤프트(22)는 렌즈의 광축(O)에 관하여 좌후방의 귀퉁이에 배치되어 있다. 제2 주 가이드 샤프트(22)는 렌즈의 광축(O)과 평행하게 연장되어 있다. The second main guide shaft 22 is fixed to the casing similarly to the first main guide shaft 21 and the sub guide shaft 25. The second main guide shaft 22 is disposed at the left rear corner with respect to the optical axis O of the lens. The second main guide shaft 22 extends parallel to the optical axis O of the lens.

도 13(A)에서 명백한 바와 같이, 줌 렌즈 구동 유닛(제1 구동 유닛)(30)과 오토 포커스 렌즈 구동 유닛(제2 구동 유닛)(40)은 렌즈의 광축(O)을 따라 상방에서 리니어 액추에이터(20)를 본 경우, 렌즈의 광축(O)을 지나는 좌우 방향(Y)을 대칭축으로 하여 실질적으로 선 대칭으로 배치되어 있다. 바꾸어 말하면, 렌즈의 광축(O)을 따라 상방에서 리니어 액추에이터(20)를 본 경우, 줌 렌즈 구동 유닛(제1 구동 유닛)(30)과 오토 포커스 렌즈 구동 유닛(제2 구동 유닛)(40)은 렌즈의 광축(O)을 지나는 좌우 방향(Y)을 경영면으로 한 실질적으로 경영(鏡映) 대칭인 도형을 이루고 있다. As is apparent from FIG. 13A, the zoom lens driving unit (first driving unit) 30 and the auto focus lens driving unit (second driving unit) 40 are linearly upward along the optical axis O of the lens. When the actuator 20 is seen, it is arrange | positioned substantially linearly symmetrically by making the left-right direction Y which passes the optical axis O of a lens the symmetry axis. In other words, when the linear actuator 20 is seen from above along the optical axis O of the lens, the zoom lens drive unit (first drive unit) 30 and the autofocus lens drive unit (second drive unit) 40 Silver forms the figure which is substantially management symmetry by making the management surface the left-right direction Y which passes the optical axis O of a lens.

오토 포커스 렌즈 구동 유닛(제2 구동 유닛)(40)과 제2 주 가이드 샤프트(22)와 부 가이드 샤프트(25)의 조합은 제3 군 렌즈 구동 기구(제2 렌즈 구동 기구)라 불린다. The combination of the auto focus lens drive unit (second drive unit) 40, the second main guide shaft 22 and the sub guide shaft 25 is called a third group lens drive mechanism (second lens drive mechanism).

오토 포커스 렌즈 구동 유닛(제2 구동 유닛)(40)은 제2 렌즈 가동부(42)와 제2 렌즈 구동부(44)로 구성된다. 제2 렌즈 가동부(42)는 오토 포커스 렌즈(제3 군 가동 렌즈)(AFL)를 유지하는 제2 렌즈 홀더(421)를 포함한다. 제2 렌즈 홀더(421)는, 후술하는 바와 같이, 제2 주 가이드 샤프트(22) 및 부 가이드 샤프트(25)를 따라 렌즈의 광축(O) 방향으로 이동 가능하다. 제2 렌즈 가동부(42)는 제2 피구동체로서 작용한다. 제2 렌즈 구동부(44)는 제2 렌즈 가동부(42)와 마찰 결합하여 제2 렌즈 가동부(42)를 렌즈의 광축(O) 방향으로 슬라이딩 가능하게 지지하면서 후술하는 바와 같이 제2 렌즈 가동부(42)를 구동한다. The autofocus lens drive unit (second drive unit) 40 is composed of a second lens movable portion 42 and a second lens driving portion 44. The second lens movable portion 42 includes a second lens holder 421 holding an auto focus lens (third group movable lens) AFL. As described later, the second lens holder 421 is movable along the second main guide shaft 22 and the sub guide shaft 25 in the optical axis O direction of the lens. The second lens movable portion 42 acts as a second driven member. The second lens driving unit 44 frictionally couples with the second lens moving unit 42 to support the second lens movable unit 42 so as to slide in the optical axis O direction of the lens, as described later. ).

제2 렌즈 가동부(42)는 제2 렌즈 홀더(421)에 대하여 렌즈의 광축(O)에 관하 여 우측에 형성된 제2 가이드 베어링부(422)와, 제2 렌즈 홀더(421)에 대하여 렌즈의 광축(O)에 관하여 좌후방에 형성된 제2 슬라이딩 베어링부(423)를 갖는다. 부 가이드 샤프트(25)가 제2 가이드 베어링부(422)와 맞닿음으로써 제2 렌즈 홀더(421)의 렌즈의 광축(O) 방향과 수직인 면 내의 회전이 규제되고, 부 가이드 샤프트(25)는 제2 렌즈 홀더(421)를 렌즈의 광축(O)을 따라 이동 가능하게 가이드한다. 제2 주 가이드 샤프트(22)가 제2 슬라이딩 베어링부(423)에 삽입 통과함으로써 부 가이드 샤프트(25)와 협동하여 제2 주 가이드 샤프트(22)는 제2 렌즈 홀더(421)를 렌즈의 광축(O)을 따라 슬라이딩 가능하게 이동시킨다. 또한, 제2 슬라이딩 베어링부(423)는 제2 슬리브부라고도 불린다. The second lens movable part 42 includes a second guide bearing part 422 formed on the right side with respect to the optical axis O of the lens with respect to the second lens holder 421, and a lens with respect to the second lens holder 421. It has the 2nd sliding bearing part 423 formed in the left rear with respect to the optical axis O. As shown in FIG. As the sub guide shaft 25 abuts against the second guide bearing portion 422, rotation in a plane perpendicular to the optical axis O direction of the lens of the second lens holder 421 is restricted, and the sub guide shaft 25 Guides the second lens holder 421 to be movable along the optical axis O of the lens. As the second main guide shaft 22 is inserted into the second sliding bearing portion 423, the second main guide shaft 22 cooperates with the sub guide shaft 25 so that the second main guide shaft 22 moves the second lens holder 421 to the optical axis of the lens. It is slidably moved along (O). The second sliding bearing portion 423 is also called a second sleeve portion.

제2 렌즈 가동부(42)는 제2 렌즈 홀더(421)에 대하여 렌즈의 광축(O)에 관하여 후방으로 돌출하고, 제2 렌즈 홀더(421) 및 제2 슬라이딩 베어링부(423)와 일체로 형성된 제2 돌출부(424)를 갖는다. 이 제2 돌출부(424)에는 후술하는 제2 렌즈 구동부(44)와 마찰 결합하는 제2 슬라이더(425)가 부착되어 있다. 제2 슬라이더(425)는 단면 L자형을 이루고 있으며, 제2 돌출부(424)의 후면에 배치된 후면부(425-1)와, 제2 돌출부(424)의 우측면에 배치된 측면부(425-2)로 이루어진다. 이 측면부(425-2)에 후술하는 제2 렌즈 구동부(44)가 마찰 결합한다. 제2 슬라이더(425)는 후술하는 제2 렌즈 구동부(44)의 돌기부와의 사이에서 일정한 마찰력을 얻도록 해당 돌기부에 대하여 마모를 방지할 수 있는 재료로 이루어진다. The second lens movable part 42 protrudes rearward with respect to the optical axis O of the lens with respect to the second lens holder 421 and is integrally formed with the second lens holder 421 and the second sliding bearing part 423. Has a second protrusion 424. The second protrusion 424 is attached with a second slider 425 which is frictionally engaged with the second lens driver 44 described later. The second slider 425 has an L-shaped cross section, and includes a rear portion 425-1 disposed on the rear surface of the second protrusion 424 and a side portion 425-2 disposed on the right side of the second protrusion 424. Is done. The second lens drive unit 44 described later is frictionally coupled to the side portion 425-2. The second slider 425 is made of a material capable of preventing abrasion with respect to the protrusion so as to obtain a constant friction force between the protrusion of the second lens driving unit 44 to be described later.

제2 렌즈 구동부(44)는 도 1에 도시한 압전 액추에이터(10)와 동일 구성의 제2 압전 액추에이터(10-2)와, 이 제2 압전 액추에이터(10-2)를 신축 가능하게 유 지하는 제2 피에조 홀더(442)를 갖는다. 제2 렌즈 구동부(44)는 도시하지 않은 제2 누름 수단(탄성 바이어스 수단)에 의해 제2 슬라이더(425)의 측면부(425-2)에 눌린다(탄성 바이어스된다). 제2 누름 수단(탄성 바이어스 수단)은 예컨대, 스프링에 의해 구성된다. 즉, 도시한 제2 렌즈 구동부(44)는 제2 렌즈 가동부(42)를 제2 주 가이드 샤프트(22) 쪽으로 누르는(탄성 바이어스하는) 위치에 배치되어 있다. 이는, 제2 렌즈 가동부(42)에 대한 제2 렌즈 구동부(44)의 누름력(탄성 바이어스력)에 의해 제2 렌즈 가동부(42)가 일그러지지 않도록 하기 위함이다. The second lens drive unit 44 is configured to flexibly hold the second piezoelectric actuator 10-2 and the second piezoelectric actuator 10-2 in the same configuration as the piezoelectric actuator 10 shown in FIG. 1. It has a second piezo holder 442. The second lens driver 44 is pressed (elastically biased) to the side portion 425-2 of the second slider 425 by a second pressing means (elastic bias means) not shown. The second pressing means (elastic bias means) is constituted by, for example, a spring. That is, the shown 2nd lens drive part 44 is arrange | positioned in the position which presses (elastically biases) the 2nd lens movable part 42 toward the 2nd main guide shaft 22. As shown in FIG. This is to prevent the second lens movable portion 42 from being distorted by the pressing force (elastic biasing force) of the second lens driving portion 44 with respect to the second lens movable portion 42.

상세하게 설명하면, 제2 압전 액추에이터(10-2)는 도 1에 도시한 적층 압전 소자(피에조 소자)(12)와 동일 구성의 제2 적층 압전 소자(피에조 소자)((12-2))와, 스테이터(14)와 동일 구성의 제2 스테이터(14-2)를 갖는다. 제2 스테이터(14-2)는 돌기부(선단부)(142-2)를 갖는다. 따라서, 제2 스테이터(14-2)의 돌기부(선단부)(142-2)가 제2 슬라이더(425)의 측면부(425-2)와 마찰 결합한다. 제2 적층 압전 소자(피에조 소자)(12-2)의 복수 개의 내부 전극은 중앙을 경계로 제1 군의 내부 전극(121-2)과 제2 군의 내부 전극(122-2)으로 2분할되어 있다. In detail, the 2nd piezoelectric actuator 10-2 has the 2nd laminated piezoelectric element (piezo element) (12-2) of the same structure as the laminated piezoelectric element (piezo element) 12 shown in FIG. And the second stator 14-2 having the same configuration as the stator 14. The second stator 14-2 has a projection (tip) 142-2. Therefore, the protrusion part (tip part) 142-2 of the 2nd stator 14-2 friction-engages with the side part 425-2 of the 2nd slider 425. As shown in FIG. The plurality of internal electrodes of the second laminated piezoelectric element (piezo element) 12-2 are divided into two by the first group of internal electrodes 121-2 and the second group of internal electrodes 122-2 with respect to the center thereof. It is.

도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 구동 전원(50)으로부터 제1 군의 내부 전극(121-2)과 제2 군의 내부 전극(122-2)에 소정의 구동 전압을 인가함으로써 제1 군의 내부 전극(121-2)의 영역과 제2 군의 내부 전극(122-2)의 영역이 교대로 신축하므로, 제2 스테이터(14-2)의 돌기부(선단부)(142-2)가 타원의 궤적을 그린다. 따라서, 제2 스테이터(14-2)의 돌기부(선단부)(142-2)를 제2 돌출부(424)에 설치된 제2 슬라이더(425)의 측면부(425-2)와 접촉시킴으로써 제2 렌즈 가동부(제2 피구동 체)(42)를 마찰 구동할 수 있다. As described with reference to FIG. 3, a predetermined driving voltage is applied to the internal electrodes 121-2 of the first group and the internal electrodes 122-2 of the second group from the driving power source 50. Since the regions of the internal electrodes 121-2 and the regions of the internal electrodes 122-2 of the second group are stretched alternately, the protrusions (tips) 142-2 of the second stator 14-2 are formed of ellipses. Draw the trajectory. Accordingly, the second lens movable portion (2) is brought into contact by contacting the projection (tip) 142-2 of the second stator 14-2 with the side portion 425-2 of the second slider 425 provided on the second projection 424. The second driven member 42 can be friction driven.

전술한 바와 같이, 제2 스테이터(14-2)의 돌기부(선단부)(142-2)가 타원의 궤적을 그리므로, 제2 렌즈 구동부(44)는 제2 타원 구동 엔진이라고도 불린다. As described above, since the protrusion (tip) 142-2 of the second stator 14-2 draws the trajectory of the ellipse, the second lens driver 44 is also referred to as a second elliptic drive engine.

제2 압전 액추에이터(10-2)를 포함하는 제2 렌즈 구동부(44)는 케이싱에 대하여 실질적으로 정지해 있으며, 제2 렌즈 홀더(421)를 포함하는 제2 렌즈 가동부(42)만이 렌즈의 광축(O)을 따라 상하 방향(Z)으로 이동한다. 또한, 제2 렌즈 가동부(42)의 이동 방향의 전환은 구동 전원(50)으로부터 제1 군의 내부 전극(121-2) 및 제2 군의 내부 전극(122-2)에 인가되는 구동 전압을 전술한 바와 같이 전환함으로써 행할 수 있다. The second lens driver 44 including the second piezoelectric actuator 10-2 is substantially stationary with respect to the casing, and only the second lens movable part 42 including the second lens holder 421 has an optical axis of the lens. It moves in the up-down direction Z along (O). In addition, the switching of the moving direction of the second lens movable part 42 changes the driving voltage applied from the driving power source 50 to the internal electrodes 121-2 of the first group and the internal electrodes 122-2 of the second group. This can be done by switching as described above.

이러한 구성의 오토 포커스 렌즈 구동 유닛(제2 구동 유닛)(40)에 의하면, 전술한 특허 문헌 1이나 2와 같이 압전 소자의 신축 방향으로 길게 연장하는 가이드봉(구동축)이 필요하지 않으므로 높이 낮춤을 달성할 수 있다. 또한, 특허 문헌 5에 개시된 리니어 액추에이터와 달리 제2 압전 액추에이터(피에조 소자)(10-2)는 제2 렌즈 홀더(42)와 함께는 이동하지 않으며, 실질적으로 케이싱에 대하여 정지해 있으므로, 제2 압전 액추에이터(10-2)와 고정부 사이를 접속하기 위한 꺾임부가 있는 플렉시블 배선이 불필요하다. According to the autofocus lens drive unit (second drive unit) 40 having such a configuration, as shown in Patent Documents 1 and 2 described above, a guide rod (drive shaft) extending in the stretch direction of the piezoelectric element is not necessary, so that the height can be reduced. Can be achieved. In addition, unlike the linear actuator disclosed in Patent Document 5, the second piezoelectric actuator (piezo element) 10-2 does not move together with the second lens holder 42, and is substantially stationary relative to the casing, so that the second Flexible wiring with a bent portion for connecting between the piezoelectric actuator 10-2 and the fixed portion is unnecessary.

또한, 상기 리니어 액추에이터(20)의 오토 포커스 렌즈 구동 유닛(40)에 있어서는, 제2 렌즈 구동부(44)가 제2 렌즈 가동부(42)를 제2 주 가이드 샤프트(22) 쪽으로 누르는(탄성 바이어스하는) 위치에 배치되어 있으나, 제2 렌즈 구동부(44)의 배치 위치는 이러한 위치에 한정되지 않으며, 제2 렌즈 가동부(42)와 마찰 결합 할 수 있는 임의의 위치에 배치되면 좋음은 물론이다. 또한, 상기 리니어 액추에이터(20)의 오토 포커스 렌즈 구동 유닛(40)에 있어서는, 제2 압전 액추에이터(10-2)의 제2 스테이터(14-2)의 돌기부(142-2)는 제2 슬라이더(425)를 통하여 제2 렌즈 가동부(42)와 마찰 결합(접촉)되어 있으나, 반드시 제2 슬라이더는 필요하지 않으며, 돌기부(142-2)를 직접 제2 렌즈 가동부(42)에 마찰 결합(접촉)시킬 수도 있다. In addition, in the auto focus lens driving unit 40 of the linear actuator 20, the second lens driving unit 44 pushes the second lens movable part 42 toward the second main guide shaft 22 (elastic biasing). Although the position of the second lens driver 44 is not limited to such a position, the position of the second lens driver 44 may be disposed at any position that can be frictionally engaged with the second lens movable part 42. In addition, in the auto focus lens drive unit 40 of the linear actuator 20, the protrusion 142-2 of the second stator 14-2 of the second piezoelectric actuator 10-2 has a second slider ( 425 is frictionally engaged (contacted) with the second lens movable part 42, but the second slider is not necessarily required, and the protrusion 142-2 is directly frictionally engaged (contacted) with the second lens movable part 42. You can also

이상 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 형태에 의해 설명해 왔으나, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 당업자에 의해 가능함은 명백하다. 예컨대, 전술한 실시 형태에서는, 렌즈 가동부의 광축과 수직인 면 내의 회전을 규제하는 수단으로서 부 가이드 샤프트와 가이드 베어링부의 조합을 사용하였으나, 이들에 한정되지 않으며, 다양한 회전 규제 수단을 채용할 수도 있음은 물론이다. As mentioned above, although this invention was demonstrated by the preferable embodiment, it is clear that various changes are possible for those skilled in the art within the range which does not deviate from the mind of this invention. For example, in the above-described embodiment, the combination of the sub guide shaft and the guide bearing portion is used as a means for regulating the rotation in the plane perpendicular to the optical axis of the lens movable portion, but the present invention is not limited thereto, and various rotation restricting means may be employed. Of course.

도 1은 본 발명에 따른 구동 방법이 적용되는 압전 액추에이터의 외관을 도시한 사시도이다. 1 is a perspective view showing the appearance of a piezoelectric actuator to which the driving method according to the present invention is applied.

도 2는 도 1에 도시한 압전 액추에이터에 사용되는 적층 압전 소자(피에조 소자)를 도시한 도이다. FIG. 2 is a diagram showing a laminated piezoelectric element (piezo element) used in the piezoelectric actuator shown in FIG. 1.

도 3은 도 1에 도시한 압전 액추에이터의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 3 is a view for explaining the operation of the piezoelectric actuator shown in FIG.

도 4는 본 발명의 구동 방법에 따른 배선 방법을 설명하기 위한 도면으로서, (A)는 제1 군의 내부 전극(전극(A))과 제2 군의 내부 전극(전극(B))을 반대 방향으로 분극한 예를 나타내고, (B)는 제1 군의 내부 전극(전극(A))과 제2 군의 내부 전극(전극(B))을 동일 방향으로 분극한 예를 나타낸다. 4 is a view for explaining a wiring method according to the driving method of the present invention, in which (A) opposes the internal electrode (electrode A) of the first group and the internal electrode (electrode B) of the second group. The polarized in the direction is shown, (B) shows an example in which the internal electrode (electrode A) of the first group and the internal electrode (electrode B) of the second group are polarized in the same direction.

도 5는 도 4에 도시된 바와 같이 통합된 하나의 배선에 대하여 구동 전원으로부터 인가되는 소정의 전원 전압의 일파형예를 도시한 파형도이다. FIG. 5 is a waveform diagram showing an example of one waveform of a predetermined power supply voltage applied from a driving power supply for one integrated wiring as shown in FIG. 4.

도 6은 도 5에 도시한 구동 전압을 적층 압전 소자에 인가하였을 때의 적층 압전 소자의 변위를 도시한 도면으로서, (A)는 구동 전압(인가 전압)이 영일 때의 적층 압전 소자의 변위를 나타내고, (B)는 구동 전압(인가 전압)이 양일 때의 적층 압전 소자의 변위를 나타내고, (C)는 구동 전압(인가 전압)이 음일 때의 적층 압전 소자의 변위를 나타낸다. FIG. 6 is a diagram showing the displacement of the laminated piezoelectric element when the driving voltage shown in FIG. 5 is applied to the laminated piezoelectric element, and (A) shows the displacement of the laminated piezoelectric element when the driving voltage (applied voltage) is zero. (B) shows the displacement of the laminated piezoelectric element when the driving voltage (applied voltage) is positive, and (C) shows the displacement of the laminated piezoelectric element when the driving voltage (applied voltage) is negative.

도 7은 구동 전원으로부터 인가되는 소정의 구동 전압의 다른 파형예를 도시한 파형도이다.7 is a waveform diagram illustrating another waveform example of a predetermined driving voltage applied from a driving power source.

도 8은 도 1에 도시한 압전 액추에이터를 이용한, 리니어 액추에이터인 줌 렌즈 구동 유닛의 일례를 도시한 사시도이다. FIG. 8 is a perspective view showing an example of a zoom lens drive unit that is a linear actuator using the piezoelectric actuator shown in FIG. 1.

도 9는 도 8에 도시한 줌 렌즈 구동 유닛을 도시한 도면으로서, (A)는 줌 렌즈 구동 유닛의 양면도, (B)는 줌 렌즈 구동 유닛의 평면도, (C)는 줌 렌즈 구동 유닛의 우측면도이고, (D)는 줌 렌즈 구동 유닛의 좌측면도이다. FIG. 9 is a view showing the zoom lens driving unit shown in FIG. 8, (A) is a double-sided view of the zoom lens driving unit, (B) is a plan view of the zoom lens driving unit, (C) is a It is a right side view, (D) is a left side view of a zoom lens drive unit.

도 10은 도 8에 도시한 줌 렌즈 구동 유닛의 동작을 설명하기 위한 도면으로서, (A)는 제1 렌즈 가동부를 최고 위치까지 이동시킨 상태를 도시한 줌 렌즈 구동 유닛의 양면도, (B)는 제1 렌즈 가동부가 실질적으로 중간 위치에 있는 상태를 도시한 줌 렌즈 구동 유닛의 양면도, (C)는 제1 렌즈 가동부를 최저 위치까지 이동시킨 상태를 도시한 줌 렌즈 구동 유닛의 양면도이다. FIG. 10 is a view for explaining the operation of the zoom lens driving unit shown in FIG. 8, (A) is a double-sided view of the zoom lens driving unit showing a state in which the first lens movable portion is moved to the highest position, (B) Is a double-sided view of the zoom lens drive unit showing a state in which the first lens movable portion is substantially at an intermediate position, (C) is a double-sided view of a zoom lens drive unit showing a state in which the first lens movable portion is moved to the lowest position. .

도 11은 도 1에 도시한 압전 액추에이터를 이용한 리니어 액추에이터의 다른 예를 비스듬히 우측 전방에서 본 사시도이다. 11 is a perspective view of the linear actuator using the piezoelectric actuator shown in FIG. 1 as viewed obliquely from the right front.

도 12는 도 11의 리니어 액추에이터를 비스듬히 우측 후방에서 본 사시도이다. FIG. 12 is a perspective view of the linear actuator of FIG. 11 viewed obliquely from the right rear. FIG.

도 13은 도 11에 도시한 리니어 액추에이터를 도시한 도면으로서, (A)는 리니어 액추에이터의 양면도, (B)는 리니어 액추에이터의 평면도, (C)는 리니어 액추에이터의 우측면도, (D)는 리니어 액추에이터의 좌측면도이다. Fig. 13 is a view showing the linear actuator shown in Fig. 11, (A) is a double-sided view of the linear actuator, (B) is a plan view of the linear actuator, (C) is a right side view of the linear actuator, and (D) is a linear Left side view of the actuator.

<부호의 설명><Description of the code>

10…압전 액추에이터, 12…적층 압전 소자(피에조 소자), 10... Piezoelectric actuator, 12... Laminated piezoelectric elements (piezo elements),

121…제1 군의 내부 전극, 122…제2 군의 내부 전극, 121... Internal electrodes of the first group, 122... A second group of internal electrodes,

14…스테이터, 142…돌기부(선단부), 50…구동 전원14... Stator, 142... Projection (tip), 50.. Driving power

Claims (3)

복수 개의 내부 전극이 적층된 적층 압전 소자로서, 상기 복수 개의 내부 전극이 중앙을 경계로 제1 군의 내부 전극과 제2 군의 내부 전극으로 2분할되어 있는 상기 적층 압전 소자와, 상기 적층 압전 소자의 적층 방향의 일단면에 설치되며, 중앙부에 돌기부를 갖는 스테이터를 갖는 압전 액추에이터를 구동하는 구동 방법에 있어서, A multilayer piezoelectric element in which a plurality of internal electrodes are stacked, wherein the multilayer piezoelectric elements in which the plurality of internal electrodes are divided into an internal electrode of a first group and an internal electrode of a second group with a central boundary, and the multilayer piezoelectric element In a driving method for driving a piezoelectric actuator having a stator provided on one end surface in a lamination direction of a and having a projection at a central portion thereof, 상기 적층 압전 소자를 상기 제1 군의 내부 전극과 상기 제2 내부 전극에서의 변위가 서로 반대가 되도록 상기 내부 전극을 배선해 두고, The internal electrodes are wired so that the multilayer piezoelectric elements are displaced from the internal electrodes of the first group and the second internal electrodes to be opposite to each other, 동일한 구동 전원으로부터 상기 배선에 대하여 소정의 구동 전압을 인가하여 상기 돌기부를 타원 운동시키는 것을 특징으로 하는 압전 액추에이터의 구동 방법. A method of driving a piezoelectric actuator, characterized by ellipsoidal movement of the protrusion by applying a predetermined driving voltage to the wiring from the same driving power source. 제 1 항에 있어서, 상기 소정의 구동 전압은 인가 전압이 영, 양 및 음을 반복하는 파형 또는 상기 인가 전압이 영, 음 및 양을 반복하는 파형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압전 액추에이터의 구동 방법. The method of claim 1, wherein the predetermined driving voltage is a waveform in which an applied voltage repeats zero, positive and negative, or a waveform in which the applied voltage repeats zero, negative and positive. 제 1 항에 있어서, 상기 소정의 구동 전압은 충격 계수가 50%가 아닌 사각파로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압전 액추에이터의 구동 방법. The method of driving a piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the predetermined driving voltage is a square wave whose impact coefficient is not 50%.
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