KR20150085798A - 리니어 진동파 모터 - Google Patents

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Abstract

광학기기의 렌즈통에 구동력을 부여하는 리니어 진동파 모터는, 진동을 여기 가능한 진동자와, 상기 진동자와 접촉하는 피접촉부재이며, 상기 진동자가 상기 진동을 여기시킬 때 상기 피접촉부재에 대하여 상기 구동력의 방향으로 이동하도록 배치된 상기 피접촉부재와, 상기 렌즈통에 고정되어, 상기 진동자를 지지하는 진동자 지지체와, 상기 진동자를 상기 피접촉부재에 누를 수 있는 가압부재와, 상기 구동력의 상기 방향으로 연장하는 개구부를 가지는 유닛 커버부재와, 상기 피접촉부재와 상기 유닛 커버부재에 고정시킨 유닛 베이스 부재를 구비한다. 상기 가압부재는 상기 개구부를 거쳐서 상기 진동자 지지체로부터 착탈 가능하다.

Description

리니어 진동파 모터{LINEAR VIBRATION-WAVE MOTOR}
본 발명은, 진동파 모터에 관한 것으로, 특히 광학기기에 내장 가능한 리니어 초음파 모터 등을 구비한 리니어 진동파 모터 유닛에 관한 것이다.
종래에, 이 종류의 리니어 진동파 모터에 있어서, 고주파 전압의 인가시에 주기적으로 진동하는 진동자를 가압하고 그 진동자를 활주부재에 접촉함으로써 상기 활주부재를 구동하는 기술이 알려져 있다.
그렇지만, 일본국 공개특허공보 특개 2006-187114호에 개시된 종래기술에서는, 광학기기의 렌즈통에 부품이 직접 내장되어 있다. 이 때문에, 실제의 부하 상태에서의 특성밖에 보증할 수 없고, 리니어 진동파 모터 유닛의 무부하 특성등을 확인할 수 없다. 품질상의 문제가 발생할 가능성이 높다.
본 발명은, 단품으로서 보증된 성능을 갖는 안정한 품질의 리니어 진동파 모터를 제공한다.
본 발명의 일 국면에서는, 광학기기의 렌즈통에 구동력을 부여하는 리니어 진동파 모터를 제공하고, 진동을 여기 가능한 진동자와, 상기 진동자와 접촉하는 피접촉부재이며, 상기 진동자는 상기 진동을 여기시킬 때 상기 피접촉부재에 대하여 상기 구동력의 방향으로 이동하도록 배치된 상기 피접촉부재와, 상기 렌즈통에 고정되어, 상기 진동자를 지지하는 진동자 지지체와, 상기 진동자를 상기 피접촉부재에 누를 수 있는 가압부재와, 상기 구동력의 방향으로 연장하는 개구부를 가지는 유닛 커버부재와, 상기 피접촉부재와 상기 유닛 커버부재에 고정시킨 유닛 베이스 부재를 구비하고, 상기 가압부재는 상기 개구부를 거쳐서 상기 진동자 지지체로부터 착탈 가능하다.
본 발명은, 단품으로서 보다 잘 보증될 수 있는 성능을 갖는 안정한 품질의 리니어 진동파 모터를 실현할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징들은, 첨부도면을 참조하여 이하의 실시예들의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1a는 본 발명에 따른 리니어 초음파 모터의 평면도다.
도 1b는 본 발명에 따른 리니어 초음파 모터의 정면도다.
도 2a는 도 1a의 선 2A-2A를 따라 자른 단면도다.
도 2b는 도 2a의 선 2B-2B를 따라 자른 단면도다.
도 3는 도 1a의 선 3-3을 따라 자른 단면도다.
도 4는 본 발명에 따른 리니어 초음파 모터가 내장된 렌즈통의 주요부를 나타내는 단면도다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.
도 1a 및 도 1b는, 광학기기, 이를테면 렌즈의 렌즈통의 포커스 구동원으로서 기능하고 구동력을 부여하는, 본 발명에 따른 리니어 진동파 모터의 실시예로서 리니어 초음파 모터(1)의 외관을 나타낸다. 도 1a는 평면도, 도 1b는 정면도다.
도 2a 및 도 2b는 상기 리니어 초음파 모터(1)의 주요부 단면도다. 도 2a는 도 1a의 선 2A-2A를 따라 자른 단면도로서의 렌즈통에의 구동력의 방향에 대한 직각단면을 나타낸다. 도 2b는 도 2a의 선 2B-2B를 따라 자른 단면도를 나타낸다. 진동자, 연결부재, 진동자 지지부재 및 이동판 이외의 부재는, 도시되어 있지 않다.
도 3은 상기 리니어 초음파 모터(1)의 주요부 단면도다. 도 3은, 도 1a의 선 3-3을 따라 자른 단면도로서의 렌즈통에의 구동력의 방향에 대한 단면을 나타낸다.
상기 리니어 초음파 모터(1)는, 진동자(101), 피접합부(101a), 연결부재(102), 압전소자(103), 피접촉부재(104), 진동자 지지부재(105), 나사(106), 가압판(107) 및 탄성부재(108)를 구비한다.
진동자(101)는, 피접합부(101a), 압접부(101b) 및 진동판(101c)을 구비한다. 피접합부(101a)는, 사각형의 프레임 형상인 연결부재(102)의 접합부(102a)에 대하여 용접 등에 의해 고정된다(도 2b 참조). 또한, 연결부재(102)의 형상은 진동자(101)가 고정되면 구체적으로 한정되지 않는다. 진동자(101)에는 압전소자(103)가 공지의 접착제등에 의해 고정되어 있다. 압전소자(103)는 고주파 구동전압으로서의 고주파전압이 인가되면 초음파 진동이 여기되고, 진동자(101)의 진동판(101c)는 렌즈통에의 구동력의 방향에 일치하는 종방향과, 그 구동력의 방향과 직교하는 방향에 일치하는 횡방향으로 공진한다. 그 결과, 도 3에 나타나 있는 바와 같이, 진동자(101)에 형성된 압접부(101b)의 선단이 타원운동R을 일으킨다. 이 압전소자(103)에 인가하는 고주파전압의 주파수나 위상을 변하게 함으로써, 타원운동R의 회전 방향과 타원비를 적당하게 변화시켜서 원하는 타원운동R을 발생시킨다. 따라서, 진동자(101)의 상대부품인 피접촉부재(104)와의 마찰력에 의해 렌즈통에의 구동력을 발생시킨다. 즉, 피접촉부재(104)는, 렌즈통에의 구동력의 방향으로 연장하고, 그 진동자(101) 자신을 렌즈통의 광축(도 2a의 지면에 수직한 방향, 도 3의 지면 좌우측 방향)을 따라 렌즈통에의 구동력의 방향으로 진퇴시킬 수도 있다.
도면 중, 상기 진동자(101)가 고정된 연결부재(102)의 나사조임부(102b)는, 나사(106)에 의해 부착 위치에 고정된다. 본 발명에 있어서는, 진동자 지지부재(105), 연결부재(102) 및 나사(106)에 의해 진동자 지지체가 구성된다. 가압판(107)은, 후술하는 것처럼 탄성부재(108)를 거쳐, 상기압전소자(103)를 가압해서 보유하도록 구성되어 있다.
리니어 초음파 모터(1)는, 가압 용수철(111), 용수철 지지부재(112) 및 용수철 베이스 부재(117)를 더 구비한다.
가압 용수철(111)은, 용수철 지지부재(112)와 용수철 베이스 부재(117) 사이에 삽입된다. 가압 용수철(111)은, 용수철 지지부재(112) 및 가압부재 부착부인 용수철 베이스 부재(117)와 함께 가압부재인 가압 용수철 유닛(110)을 구성한다. 용수철 지지부재(112)의 선단 대경부(112a)는 용수철 베이스 부재(117)의 끼워 맞춤부(117a)에 저압으로 수납된다. 조립후에, 가압 용수철(111)의 스프링력에 저항해서 유닛 상태를 유지할 수 있다. 용수철 베이스 부재(117)의 외경부에는, 원주방향의 복수의 부분에 바요넷(Bayonet) 돌기부(117b)가 형성되어 있다. 내장 상태에 있어서, 진동자 지지부재(105)에 형성된 바요넷 걸어맞춤부(105b)는, 바요넷 돌기부(117b)의 가압방향의 위치를 규정한다. 그러므로, 용수철 지지부재(112)의 선단 가압부(112b)는 가압 용수철(111)의 가압력에 의해 상기 가압판(107) 및 탄성부재(108)를 통해 진동자(101)를 피접촉부재(104)에 누르는 압력을 발생한다. 달리 말하면, 상기 가압부(112b)에 의해, 상기 가압 용수철(111)의 가압력에 의한 가압판(107)과 탄성부재(108)를 거쳐 피접촉부재(104)에, 가압(impression) 또는 충격력이 가해진다.
리니어 초음파 모터(1)는, 이동판(113), 전동(rollable) 볼(114)(즉, 볼 베어링), 유닛 커버부재(115) 및 유닛 지지부재(116)를 더 구비한다.
이동판(113)은, 진동자 지지부재(105)의 접촉부(105a)에, 접착이나 나사조임등의 공지의 방법으로 고정되고, 가이드부재의 일부를 구성한다. 그 이동판(113)은, 전동부재인 전동 볼(114)이 수납되어 상기 진동자 지지부재(105)를 광축방향(도 4 참조)으로 가이드 하는 복수의 Ｖ홈부(113a)(제1 가이드부인 제1 홈부)를 갖는다. 유닛 커버부재(115)는, 유닛 베이스 부재인 유닛 지지부재(116)에 공지의 나사(115c)등에 의해 고정된다. 그 유닛 커버부재(115)도 상기 가이드부의 일부를 구성한다. 상기 이동판(113)의 Ｖ홈부(113a)에 대향하는 위치에 형성된 Ｖ홈부(115a)(제2 가이드부인 제2 홈부)에 상기 전동 볼(114)을 수납함으로써, 진동자 지지부재(105)를 렌즈통에의 구동력의 방향으로 진퇴 이동 가능하게 지지하여도 된다. 이때, V홈부는 V자형 단면을 가지는 홈이며, 예를 들면 표면으로부터 깊이가 깊어짐에 따라, 홈의 폭이 좁아지는 경사면을 가지는 홈이다.
상기의 구성에 있어서, 가압 용수철 유닛(110)은 공지의 바요넷 구조를 가지고 있다. 그러므로, 리니어 초음파 모터(1)의 조립 완료 후에도, 리니어 초음파 모터(1)로부터 가압 용수철 유닛(110)의 착탈이 가능하다. 유닛 커버부재(115)에는, 렌즈통에의 구동력의 방향으로 연장되도록 형성된 개구부(115b)를 통해서 진동자 지지부재(105)가 이동 가능한 범위내에서 착탈 가능해지도록 상기 개구부(115b)가 형성되어 있다. 즉, 개구부(115b)는, 개구부(115b)에 평행하며 렌즈통에의 구동력의 방향에 수직한 방향의 폭이, 가압 용수철 유닛(110)의 용수철 베이스 부재(117)의 최대길이보다 크다. 다른 구성부품의 대체 없이, 이동가능한 모든 영역에서 가압 용수철을 대체하여서 가압력을 조정하여도 된다. 리니어 초음파 모터의 성능이 어떠한 이동영역에서도 달라지는 경우에도, 그 영역에서 적절한 가압력을 설정하여도 된다.
도 1a의 본 발명에 따른 리니어 초음파 모터의 평면도에 있어서, 상기 구성부품과 같은 부분은 동일한 참조부호를 나타낸다. 전술한 바와 같이, 유닛 커버부재(115)에는 진동자 지지부재(105)의 이동 가능한 범위에 있어서 상기 가압 용수철 유닛(110)을 내장 가능한 개구부(115b)가 있다.
그 내장 상태에 있어서, 진동자 지지부재(105) 및 일체로 구성된 이동판(113)에는, 도 2a에 나타나 있는 바와 같이, 유닛 지지부재(116)와 유닛 커버부재(115)의 사이에 다음의 간격이 있다. 우선, 도 2a의 상부에 있어서는, 이동판(113)과 유닛 커버부재(115)의 사이에 간격A가 생긴다. 도 2a의 하부에 있어서, 진동자 지지체의 상기 나사(106)와 유닛 지지부재(116)의 사이에 간격B가 생긴다. 간격A는, 이동판(113)과 유닛 커버부재(115)의 사이에 있어서, 가압 용수철 유닛(110)에 의한 가압의 방향의 최대간격이어도 된다. 간격B는, 진동자 지지체와, 유닛 지지부재(116) 또는 피접촉부재(104)의 사이에 있어서, 가압 용수철 유닛(110)에 의한 가압의 방향의 최대간격이다. 본 실시예에서는, 이 간격A 및 간격B와 상기 전동 볼(114)의 직경D와의 관계가 하기를 충족시키도록 설정되어 있다:
직경D > (간격A+간격B).
상기 가압 용수철 유닛(110)이 떼어진 상태에 있어서, 진동자 지지부재(105)는 상기 간격B만큼 도 2a에서 하방으로 이동하여도 된다. 이 상태에서, 이동판(113)과 유닛 커버부재(115)의 사이에 생긴 간격의 폭은, (간격A+간격B)의 값과 같다. 이 (간격A+간격B)의 폭과 전동 볼의 직경D와의 관계는, 전술한 바와 같이, "직경D > (간격A+간격B)"를 충족시키도록 설정되어 있다. 따라서, 전동 볼(114)은, 가압 용수철 유닛(110)이 떼어진 상태에 있어서도, 전술한 Ｖ홈부(113a, 115a)로부터 떨어뜨리지 않고 모터 유닛으로서 필요한 구조를 유지할 수 있다. 그 결과, 가압 용수철 유닛의 착/탈상태에 관계없이 모터 유닛의 필요한 구조를 유지할 수 있다. 이것은, 조립 작업중에 전동 볼이 유닛으로부터 떨어져 다시 유닛 커버부재를 떼서 전동 볼을 재배치하지 않으면 안 된다고 하는 문제를 방지한다. 전술한 바와 같이, 가압 용수철을 대체할 필요가 있는 경우에도, 리니어 초음파 모터의 구조를 유지할 수 있으므로, 조립 작업을 비약적으로 개선한다.
도 4는 리니어 초음파 모터 유닛이 광학기기의 렌즈의 렌즈통(4)에 내장된 상태를 나타내는 주요부 단면 및 측면도다. 이 도 4에 있어서도, 상기 실시예와 같은 구성부품은 동일한 참조부호를 나타낸다.
렌즈통(4)은, 리니어 초음파 모터(1), 제1렌즈 지지부재(401), 제1 렌즈(402), 제3렌즈 지지부재(403), 제3 렌즈(404), 제2렌즈 지지부재(405), 제2 렌즈(406) 및 가이드 바(bar)(407)를 구비한다.
제1렌즈 지지부재(401)는, 제1 렌즈(402)를 지지한다. 제3렌즈 지지부재(403)는, 제3 렌즈(404)를 지지한다. 그 제3렌즈 지지부재(403)의 외부는, 원통부(403a)에 해당하고, 선단부(403b)에서 제1렌즈 지지부재(401)에 (도면에 나타내지 않은) 나사등에 의해 체결된다. 원통부(403a)의 외주면의 일부에는, 상기 리니어 초음파 모터 유닛이 고정되는 유닛 수납부(403c)가 형성되어 있고, 공지의 나사등에 의해 착탈가능하게 고정된다. 원통부(403a)의 내주면에는 제2 렌즈(406)를 보유하는 제2렌즈 지지부재(405)가 배치된다. 합초 렌즈인 상기 제2 렌즈는, 본 발명에 따른 리니어 초음파 모터(1)에 의해 광축C(도 4 참조)를 따라 진퇴된다. 이때, 제2렌즈 지지부재(405)는, 공지의 가이드 바(407)와 베어링부(405a)가 상대적으로 활주 가능하게 수납되어 있으므로, 제2 렌즈를 상기 광축을 따라 진퇴시킬 수도 있다. 제2렌즈 지지부재(405)와 상기 진동자 지지부재(105)는, 진동자 지지부재(105)의 걸어 맞춤 핀(105c)과 진동자 지지부재(105)의 걸어 맞춤부(405b)간의 걸어 맞춤에 의해, 또는 공지의 랙(rack)과 걸어 맞춤 핀에 의해, 결합되어도 된다.
이상에서 설명한 것처럼, 본 발명에 따른 리니어 초음파 모터에 있어서는, 도 1a 내지 도 3에 도시된 상태에서 리니어 초음파 모터(1)가 유닛화되어, 그 유닛이 도 4의 광학기기의 렌즈통(4)에 부착되어 있다. 렌즈통(4)에 대한 리니어 초음파 모터(1)의 부착에 앞서, 리니어 초음파 모터(1)의 단일 유닛의 특성을 평가하여도 된다.
이러한 형태는, 렌즈등 광학요소가 내장되고 부하가 걸린 상태에서 리니어 초음파 모터 유닛의 특성을 평가하고, 그 결과에 의거하여 성능을 조정하는 선행 기술문헌에 개시된 것과 같은 기술과 비교해서, 보다 안정하게 조정 가능하게 한다.
본 구성에 있어서는, 리니어 초음파 모터의 진동자(101)의 가동 범위 전체에 있어서 가압부재인 가압 용수철 유닛(110)이 착탈 가능하다. 그 때문에, 각 영역에서 가압력을 변경하고, 리니어 초음파 모터의 특성을 평가하여, 이들 결과에 의거하여 최적의 가압력을 조정하는 것이 가능하다. 따라서, 안정한 특성의 리니어 초음파 모터가 실현된다.
이렇게, 본 발명에 따른 진동파 모터로서의 리니어 초음파 모터는, 유닛으로서 단품의 성능이 보증된 상태에서 광학기기의 렌즈통에 내장된다. 광학기기의 렌즈통의 품질도 안정화된다.
본 발명에 따른 진동파 모터로서의 리니어 초음파 모터 유닛 및 그 리니어 초음파 모터 유닛을 내장한 광학기기의 렌즈통에 관해서 그 구체적인 예를 상세히 설명하였다. 그렇지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니고, 청구항의 범위로부터 벗어나지 않으면 어떤 형태도 취할 수 있다.
본 발명은 디지털 카메라 또는 디지털 비디오 등의 광학기기에 널리 적용할 수 있다.
본 발명을 실시예들을 참조하여 기재하였지만, 본 발명은 상기 개시된 실시예들에 한정되지 않는다는 것을 알 것이다. 아래의 청구항의 범위는, 모든 변형예, 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 폭 넓게 해석해야 한다.

Claims (4)

  1. 광학기기의 렌즈통에 구동력을 부여하는 리니어 진동파 모터로서,
    진동을 여기 가능한 진동자;
    상기 진동자와 접촉하는 피접촉부재이며, 상기 진동자는 상기 진동을 여기시킬 때 상기 피접촉부재에 대하여 상기 구동력의 방향으로 이동하도록 배치된 상기 피접촉부재;
    상기 렌즈통에 고정되어, 상기 진동자를 지지하는 진동자 지지체;
    상기 진동자를 상기 피접촉부재에 누를 수 있는 가압부재;
    상기 구동력의 상기 방향으로 연장하는 개구부를 가지는 유닛 커버부재; 및
    상기 피접촉부재와 상기 유닛 커버부재에 고정시킨 유닛 베이스 부재를 구비하고,
    상기 가압부재는 상기 개구부를 거쳐서 상기 진동자 지지체로부터 착탈가능한, 리니어 진동파 모터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 진동자 지지체는, 상기 구동력의 상기 방향으로 연장하는 제1 가이드를 가지는 이동판을 구비하고,
    상기 유닛 커버부재는, 제2 가이드부가 상기 제1 가이드부에 대향하는 위치에서 상기 제2 가이드부를 구비하고,
    상기 모터는, 상기 제1 가이드부와 상기 제2 가이드부 사이에 볼 베어링을 더 구비하고,
    상기 볼 베어링의 직경은, 상기 가압부재에 의한 가압방향으로 상기 이동판과 상기 유닛 커버부재 사이의 최대간격과, 상기 가압부재에 의한 가압방향으로 상기 진동자 지지체와 상기 유닛 베이스 부재 또는 상기 피접촉부재와의 사이의 최대간격의 합계보다 큰, 리니어 진동파 모터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 가이드부와 상기 제2 가이드부는 V홈부인, 리니어 진동파 모터.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리니어 진동파 모터는 초음파 모터이고, 상기 진동자는 초음파 진동을 여기 가능한, 리니어 진동파 모터.
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