KR101141128B1 - 압전소자를 이용한 소형카메라 구동장치 - Google Patents

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KR101141128B1
KR101141128B1 KR1020100115837A KR20100115837A KR101141128B1 KR 101141128 B1 KR101141128 B1 KR 101141128B1 KR 1020100115837 A KR1020100115837 A KR 1020100115837A KR 20100115837 A KR20100115837 A KR 20100115837A KR 101141128 B1 KR101141128 B1 KR 101141128B1
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piezoelectric element
lens holder
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coupling portion
slider
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정회원
서종식
김민기
천세준
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주식회사 하이소닉
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Abstract

본 발명은 렌즈홀더의 무게가 무거워도 잘 작동이 되고, VCM방식보다 견고하며, 렌즈홀더의 이동거리가 길어 고화소 센서를 장착한 카메라에 사용될 수 있는 압전소자를 이용한 소형카메라 구동장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 압전소자를 이용한 소형카메라 구동장치는, 베이스부재와; 상기 베이스부재의 내부에 배치되고, 렌즈가 장착되어 광축방향으로 구동되는 렌즈홀더와; 상기 렌즈홀더를 광축방향으로 구동시키는 구동체와; 상기 구동체를 제어하는 제어부로 이루어지고, 상기 구동체는, 상기 베이스부재의 측면에 슬라이딩 가능하게 배치되고, 일단이 상기 렌즈홀더의 외주면과 접하는 공진부와; 상기 공진부에 결합되어 상기 공진부를 가동시키는 제1압전소자 및 제2압전소자와; 어느 하나는 상기 제1압전소자와 공진부 사이인 상기 제1압전소자의 일면에 결합되고, 나머지 하나는 상기 제1압전소자의 타면에 결합되는 제1(+)전극 및 제1(GND)전극과; 어느 하나는 상기 제2압전소자와 공진부 사이인 상기 제2압전소자의 일면에 결합되고, 나머지 하나는 상기 제2압전소자의 타면에 결합되는 제2(+)전극 및 제2(GND)전극로 이루어지며, 상기 공진부는, 상기 제1압전소자가 장착되는 제1압전소자결합부와; 상기 제2압전소자가 장착되는 제2압전소자결합부와; 일단이 상기 제1압전소자결합부에 연결되고, 타단이 상기 제2압전소자결합부에 연결되며, 중심부위는 상기 렌즈홀더의 외주면과 접하는 가동부로 이루어지고, 상기 제어부는, 상기 제1(+)전극과 상기 제2(+)전극에 상호 위상차를 갖으며 상기 구동체의 공진주파수에 대응되는 주파수를 갖는 교번전압을 인가하되, 상기 가동부는, 상기 제1압전소자 및 제2압전소자에 인가되는 제1공진주파수의 교번전압에 의해 길이방향으로 왕복운동하고, 상기 제1압전소자 및 제2압전소자에 인가되는 제2공진주파수의 교번전압에 의해 길이방향의 수직방향으로 굴곡지게 왕복운동하며, 상기 제어부는, 상기 제1압전소자 및 제2압전소자에 상기 제1공진주파수와 제2공진주파수 사이의 적정주파수를 갖는 교번전압을 인가하여, 상기 가동부의 중심부위가 타원 형상의 궤적운동을 하면서 상기 렌즈홀더를 광축방향으로 구동시키도록 하고, 상기 제1압전소자결합부와 상기 제2압전소자결합부는 상기 가동부 방향으로 갈수록 서로 점점 가까워지도록 경사지게 형성되며, 상기 제1압전소자와 상기 제2압전소자는 각각 상기 제1압전소자결합부 및 상기 제2압전소자결합부에 상기 가동부 방향으로 갈수록 점점 가까워지도록 경사지게 장착된다.

Description

압전소자를 이용한 소형카메라 구동장치 { Camera Actuator using the piezoelectric element }
본 발명은 압전소자를 이용한 소형카메라 구동장치에 관한 것으로서, 특히 압전소자를 이용하여 렌즈홀더를 상하방향으로 구동시켜 렌즈를 이송시킬 수 있도록 하는 압전소자를 이용한 소형카메라 구동장치에 관한 것이다.
휴대폰과 같은 소형의 통신기기에는 소형의 카메라장치가 장착된다.
도 1은 종래의 VCM방식의 소형 카메라장치의 단면구조도이고, 도 2는 도 1에 도시된 소형 카메라장치의 사용상태 단면구조도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 소형 카메라장치는, 피사체의 배율 변환 또는 피사체의 포커스조정을 위한 다수의 렌즈들로 이루어진 렌즈군(500)과, 렌즈군(500)을 장착하여 광축방향으로 구동하기 위한 렌즈 홀더(550)와, 고정부(600)와, 고정부(600)에 지지되어 렌즈 홀더(550)를 광축방향으로 유동가능한 상태가 되도록 부상시키며 렌즈 홀더(550)가 정확히 광축 방향으로 구동하도록 가이드하기 위한 판스프링(650)과, 렌즈 홀더(550)에 지지되어 고정부(600)를 광축 방향으로 구동시키기 위한 액츄에이터와, 렌즈군(500)을 통과한 피사체의 상을 촬상하기 위한 이미지센서(800)와, 액츄에이터 및 이미지센서(800)를 제어하기 위한 제어부로 이루어진다.
이러한 판스프링(650)은, 고정부(600)에 고정되는 부분과 렌즈 홀더(550)에 고정되는 부분 사이에 폭을 좁게 하여 광축 방향으로의 변형이 용이하게 이루어지는 형상을 갖는다.
따라서 판스프링(650)은 렌즈 홀더(550)를 광축 방향으로 유동할 수 있도록 탄성적으로 지지한다.
또한 판스프링(650)은 렌즈 홀더(550)의 네곳 이상에 고정되어, 렌즈 홀더(560)가 광축 방향과 직교되는 방향으로 유동하는 것을 방지하는 가이드 역할을 한다.
한편 액츄에이터는, 고정부(600)에 고정되는 마그네트(710)와, 렌즈 홀더(550)에 고정되며 제어부로부터 전원이 공급될 때 마그네트(710)로부터 나오는 자속을 받아 렌즈 홀더(550)를 광축 방향으로 구동시키는 힘을 발생시키기 위한 코일(720)로 이루어진다.
이러한 액츄에이터의 구조를 VCM방식이라고 한다.
이러한 마그네트(710)와 코일(720)은 대칭되는 부분에 각각 한 쌍이 구비된다.
또한 액츄에이터는, 마그네트(710)의 자속을 효율적으로 순환시키기 위한 요크(730)를 갖는다.
이와 같은 구성을 갖는 소형 카메라장치는 도 2에 도시한 바와 같이, 제어부로부터 액츄에이터의 코일(720)에 전기가 인가되면, 마그네트(710)로부터 나오는 자속의 영향으로 코일(720)이 광축 방향으로 이동하려는 전자력이 발생한다.
따라서 코일(720)이 고정된 고정부(600)가 광축 방향으로 이동하게 된다.
이와 같이하여 제어부는 렌즈군(500)을 광축방향으로 상승시키거나 하강시켜 이미지센서(800)에 촬상되는 영상이 선명하게 되도록 한다.
위와 같은 VCM방식은 렌즈홀더의 크기가 작거나 무게가 경량인 경우에는 잘 작동되지만, 렌즈홀더의 크기가 커지거나 무게가 무거워지면 가동력이 약해 작동이 잘되지 않게 되는 문제점이 있다.
또한, VCM방식은 견고하지 못하여 낙하실험을 할 경우 불량제품이 많이 발생하고, 렌즈홀더의 이동거리가 짧아 고화소 센서를 사용한 카메라의 경우에는 사용하기가 곤란한 문제점이 있다.
본 발명은 렌즈홀더의 무게가 무거워도 잘 작동이 되고, VCM방식보다 견고하며, 렌즈홀더의 이동거리가 길어 고화소 센서를 장착한 카메라에 사용될 수 있는 압전소자를 이용한 소형카메라 구동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 압전소자를 이용한 소형카메라 구동장치는, 베이스부재와; 상기 베이스부재의 내부에 배치되고, 렌즈가 장착되어 광축방향으로 구동되는 렌즈홀더와; 상기 렌즈홀더를 광축방향으로 구동시키는 구동체와; 상기 구동체를 제어하는 제어부로 이루어지고, 상기 구동체는, 상기 베이스부재의 측면에 슬라이딩 가능하게 배치되고, 일단이 상기 렌즈홀더의 외주면과 접하는 공진부와; 상기 공진부에 결합되어 상기 공진부를 가동시키는 제1압전소자 및 제2압전소자와; 어느 하나는 상기 제1압전소자와 공진부 사이인 상기 제1압전소자의 일면에 결합되고, 나머지 하나는 상기 제1압전소자의 타면에 결합되는 제1(+)전극 및 제1(GND)전극과; 어느 하나는 상기 제2압전소자와 공진부 사이인 상기 제2압전소자의 일면에 결합되고, 나머지 하나는 상기 제2압전소자의 타면에 결합되는 제2(+)전극 및 제2(GND)전극로 이루어지며, 상기 공진부는, 상기 제1압전소자가 장착되는 제1압전소자결합부와; 상기 제2압전소자가 장착되는 제2압전소자결합부와; 일단이 상기 제1압전소자결합부에 연결되고, 타단이 상기 제2압전소자결합부에 연결되며, 중심부위는 상기 렌즈홀더의 외주면과 접하는 가동부로 이루어지고, 상기 제어부는, 상기 제1(+)전극과 상기 제2(+)전극에 상호 위상차를 갖으며 상기 구동체의 공진주파수에 대응되는 주파수를 갖는 교번전압을 인가하되, 상기 가동부는, 상기 제1압전소자 및 제2압전소자에 인가되는 제1공진주파수의 교번전압에 의해 길이방향으로 왕복운동하고, 상기 제1압전소자 및 제2압전소자에 인가되는 제2공진주파수의 교번전압에 의해 길이방향의 수직방향으로 굴곡지게 왕복운동하며, 상기 제어부는, 상기 제1압전소자 및 제2압전소자에 상기 제1공진주파수와 제2공진주파수 사이의 적정주파수를 갖는 교번전압을 인가하여, 상기 가동부의 중심부위가 타원 형상의 궤적운동을 하면서 상기 렌즈홀더를 광축방향으로 구동시키도록하고, 상기 제1압전소자결합부와 상기 제2압전소자결합부는 상기 가동부 방향으로 갈수록 서로 점점 가까워지도록 경사지게 형성되며, 상기 제1압전소자와 상기 제2압전소자는 각각 상기 제1압전소자결합부 및 상기 제2압전소자결합부에 상기 가동부 방향으로 갈수록 점점 가까워지도록 경사지게 장착된다.
제1압전소자결합부 및 상기 제2압전소자결합부는 상기 렌즈홀더의 이동방향과 수직되는 방향으로 넓은 폭을 갖는 평면 형상으로 형성되며, 상기 제1압전소자는 상기 제1압전소자결합부의 넓은 폭을 갖는 상면 또는 하면 중 어느 한 면에 장착되고, 상기 제2압전소자는 상기 제2압전소자결합부의 넓은 폭을 갖는 상면 또는 하면 중 어느 한 면에 장착된다.
상기 베이스부재에 상기 렌즈홀더의 외주면 방향으로 슬라이딩 되게 장착된 슬라이더와; 상기 슬라이더를 상기 렌즈홀더의 외주면 방향으로 탄성 지지하는 탄성부재; 를 더 포함하여 이루어지되, 상기 슬라이더에는 상기 공진부가 장착되어 상기 가동부를 상기 렌즈홀더의 외주면에 접하도록 이동시킨다.
상기 제1압전소자결합부와 상기 제2압전소자결합부 사이에는 상기 제1압전소자결합부와 상기 제2압전소자결합부를 상호 연결하는 연결부가 형성되되, 상기 슬라이더에는 상기 연결부에 삽입 고정되는 고정돌기가 돌출 형성된다.
상기 연결부는, 상기 제1압전소자결합부와 상기 제2압전소자결합부 사이에 배치되며, 상기 고정돌기가 삽입 고정되는 중심부와; 상기 중심부에 상기 제1압전소자결합부 및 상기 제2압전소자결합부 방향으로 각각 돌출되어 상기 제1압전소자결합부 및 상기 제2압전소자결합부에 일체로 연결되는 연장부; 를 포함하여 이루어지되, 상기 슬라이더의 이동방향으로 상기 연장부의 두께는 상기 중심부의 두께보다 얇게 형성된다.
상기 제1압전소자결합부와 상기 제2압전소자결합부는 상기 연결부와 상기 가동부를 연장한 연장선을 중심으로 상하 대칭되게 형성된다.
상기 베이스부재의 측면에는 상하 이격되게 가이드레일이 각각 형성되되, 상기 가이드레일에는 서로 마주보는 방향으로 개방된 가이드홈이 형성되고, 상기 슬라이더의 상하단에는 상기 렌즈홀더의 이동방향과 직교되는 방향으로 가이드돌기가 절곡 형성되며, 상기 가이드돌기는 상기 가이드홈에 삽입된다.
상기 베이스부재의 측면에는 상기 연결부를 중심으로 상기 가동부의 반대편에 제1지지부가 돌출 형성되고, 상기 슬라이더에는 상기 제1지지부와 상기 연결부 사이로 돌출 형성되며, 일단이 상기 연결부와 접하는 제2지지부가 형성되되, 상기 탄성부재는 상기 제1지지부와 상기 제2지지부 사이에 장착되어 상기 슬라이더를 상기 렌즈홀더의 외주면 방향으로 탄성 지지한다
상기 제1지지부에는 상기 제2지지부 방향으로 제1가이드축이 돌출 형성되고, 상기 제2지지부의 타단에는 상기 제1지지부 방향으로 제2가이드축이 돌출 형성되되, 상기 탄성부재는 상기 제1가이드축과 상기 제2가이드축을 감싸도록 장착된다.
상기 렌즈홀더의 외주면에는 상기 가동부 방향으로 접촉부가 돌출 형성되되, 상기 가동부의 중심부위는 상기 제1압전소자 및 상기 제2압전소자의 반대방향으로 돌출 형성되며 마찰부재가 장착되어 있고, 상기 접촉부에는 상기 마찰부재와 접하는 피마찰부가 장착된다.
상기 베이스부재와 상기 렌즈홀더 사이에는 상기 렌즈홀더의 상하 이동이 원활하게 이루어지도록 하는 이동안내부재가 배치되되, 상기 이동안내부재는, 상기 베이스부재와 상기 렌즈홀더 사이에 배치되는 리테이너와; 상기 리테이너에 회전 가능하게 삽입 장착되고, 상기 베이스부재의 내측면 및 상기 렌즈홀더의 외주면과 접하는 볼부재로 이루어진다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 압전소자를 이용한 소형카메라 구동장치는 다음과 같은 효과가 있다.
상기 제1압전소자결합부와 상기 제2압전소자결합부가 상기 가동부 방향으로 갈수록 서로 점점 가까워지도록 경사지게 형성됨으로써, 구동체의 구동력을 향상시켜 렌즈홀더의 무게가 무거워도 잘 동작되고, 이동거리가 증가하여 고화소 센서를 장착한 카메라에 사용할 수 있다.
상기 제1압전소자결합부 및 상기 제2압전소자결합부를 신축 방향과 직교되는 방향으로 넓은 폭을 갖는 평면 형상으로 형성함으로써, 상기 공진부의 가공을 용이하게 하여 생산성을 높이고, 조립을 용이하게 하는 효과가 있다.
상기 슬라이더에 상기 공진부를 고정하여 상기 가동부를 상기 렌즈홀더의 외주면 방향으로 지지함으로써, 상기 가동부가 상기 렌즈홀더의 외주면에 밀착되어 힘 전달률을 높이는 효과가 있다.
상기 고정돌기에 의해 상기 연결부가 상기 슬라이더에 고정됨으로써, 상기 공진부의 조립을 용이하게 하는 효과가 있다.
상기 중심부와 상기 제1압전소자결합부 및 상기 제2압전소자결합부를 연결하는 연장부의 두께를 얇게 형성함으로써, 상기 중심부가 상기 제1압전소자결합부 및 상기 제2압전소자결합부의 신축을 방해하는 것을 최소화할 수 있다.
상기 연결부가 상기 제1압전소자결합부와 상기 제2압전소자결합부 사이의 중심선상에 배치됨으로써, 상기 제1압전소자결합부와 상기 제2압전소자결합부의 동작이 균형있게 이루어지도록 하는 효과가 있다.
상기 가이드돌기가 상기 가이드홈에 삽입됨으로써, 상기 슬라이더를 상기 베이스부재의 측면에 슬라이딩되게 가이드하면서 상기 슬라이더가 상기 렌즈홀더의 이동방향과 직교되는 방향으로 유동하는 것을 저지한다.
상기 가이드돌기가 상기 렌즈홀더의 이동방향과 직교되는 방향으로 절곡 형성됨으로써, 상기 슬라이더의 강도를 높여 휨을 방지하는 효과가 있다.
상기 제2지지부는 일단이 상기 연결부와 면접하고 타단이 상기 탄성부재와 접함으로써, 상기 탄성부재의 탄성력이 상기 슬라이더에 잘 전달되게 하고, 상기 연결부가 회전하거나 유동하는 것을 저지할 수 있다.
상기 탄성부재는 상기 제1가이드축과 상기 제2가이드축을 감싸게 장착됨으로써, 상기 탄성부재가 상기 제1지지부와 상기 제2지지부 사이에서 이탈되지 않도록 할 수 있다.
상기 접촉부에 상기 피마찰부가 장착하고, 상기 가동부의 중심부위에 상기 피마찰부와 접하는 마찰부재를 장착함으로써, 상기 렌즈홀더와 상기 가동부 사이의 마찰력을 증가시켜 상기 가동부의 구동력이 상기 렌즈홀더에 잘 전달되게 하는 효과가 있다.
상기 베이스부재와 상기 렌즈홀더 사이에 독립적으로 회전하는 볼부재가 포함된 상기 이동안내부재를 장착함으로써, 상기 베이스부재와 상기 렌즈홀더 사이의 마찰을 줄여 상기 렌즈홀더의 상하 이동을 원활하게 이루어지도록 하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 VCM방식의 소형 카메라장치의 단면구조도,
도 2는 도 1에 도시된 소형 카메라장치의 사용상태 단면구조도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 소형 카메라 구동장치의 사시도,
도 4는 도 3의 상태에서의 정면도,
도 5는 도 3의 상태에서의 평면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 소형 카메라 구동장치의 일부 분해사시도,
도 7은 도 6에서 슬라이더, 탄성부재 및 구동체의 분해사시도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 구동체의 제1공진주파수에 따른 운동상태를 도시한 상태도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 구동체의 제2공진주파수에 따른 운동상태를 도시한 상태도,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 구동체의 적정주파수에 따른 가동부의 타원운동상태를 도시한 상태도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 소형 카메라 구동장치의 사시도, 도 4는 도 3의 상태에서의 정면도, 도 5는 도 3의 상태에서의 평면도, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 소형 카메라 구동장치의 일부 분해사시도, 도 7은 도 6에서 슬라이더, 탄성부재 및 구동체의 분해사시도, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 구동체의 제1공진주파수에 따른 운동상태를 도시한 상태도, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 구동체의 제2공진주파수에 따른 운동상태를 도시한 상태도, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 구동체의 적정주파수에 따른 가동부의 타원운동상태를 도시한 상태도이다.
도 3 내지 도 10에 도시된 바와 같이 본 발명의 압전소자를 이용한 소형카메라 구동장치는 베이스부재(10), 렌즈홀더(20), 슬라이더(30), 탄성부재(35), 구동체(40) 및 제어부를 포함하여 이루어진다.
상기 베이스부재(10)는 육면체 형상으로 상하 개방 형성되며, 내부에는 상기 렌즈홀더(20)가 상하 이동되게 장착되고, 하부에는 이미지센서(미도시) 등이 배치된다.
또한 상기 베이스부재(10)의 외측면에는 상하 이격되게 가이드레일(11)이 각각 형성된다.
상기 가이드레일(11)은 사각형 형상이며, 상기 렌즈홀더(20)의 이동방향과 직교되는 방향으로 돌출 형성된다.
그리고 상기 가이드레일(11)에는 서로 마주보는 방향으로 가이드홈(12)이 개방 형성된다.
상기 가이드홈(12)은 서로 멀어지는 방향으로 오목하게 형성되며, 상기 가이드홈(12) 사이에는 후술할 상기 슬라이더(30)가 배치된다.
상기 렌즈홀더(20)는 원통형 형상으로 형성되며, 상하 개방되어 내부에 렌즈(미도시)가 내장되고, 광축방향 즉 상하방향으로 이동하여 구동된다.
상기 렌즈홀더(20)의 외주면에는 후술할 상기 구동체(40)의 가동부(44) 방향으로 접촉부(21)가 돌출 형성된다.
상기 접촉부(21)는 사각형 형상으로 이루어지며, 상기 가이드레일(11)이 배치된 상기 베이스부재(10)의 외측면을 관통하여 배치된다.
또한 상기 접촉부(21)에는 후술할 상기 구동체(40)의 마찰부재(44a)와 접하는 피마찰부(21a)가 장착된다.
상기 피마찰부(21a)는 원통형 형상으로 형성되며, 상기 렌즈홀더(20)의 이동방향 즉 상하방향으로 길게 장착된다.
또한 상기 베이스부재(10)와 상기 렌즈홀더(20) 사이에는 상기 렌즈홀더(20)의 상하 이동이 원활하게 이루어지도록 하는 이동안내부재(15)가 배치된다.
상기 이동안내부재(15)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 리테이너(16)와 볼부재(17)로 이루어진다.
상기 리테이너(16)는 사각형 형상으로 상하 길게 형성되며, 상기 베이스부재(10)의 내측면과 상기 렌즈홀더(20)의 외주면 사이에 배치되되, 상기 베이스부재(10)의 내측면 및 상기 렌즈홀더(20)의 외주면과 접하고 있지 않는다.
상기 볼부재(17)는 구(球)형상이며, 상기 리테이너(16)에 독립적으로 회전 가능하게 삽입 장착된다.
또한 상기 볼부재(17)는 2개로 이루어져 상기 리테이너(16)에 상하 이격 배치되며, 상기 베이스부재(10)의 내측면 및 상기 렌즈홀더(20)의 외주면과 접한다.
즉 상기 볼부재(17)의 지름은 상기 리테이너(16)의 두께보다 크게 형성되며, 이로 인해 상기 볼부재(17)는 상기 리테이너(16)의 외측으로 돌출되게 장착되어 상기 베이스부재(10)의 내측면 및 상기 렌즈홀더(20)의 외주면과 접하고, 상기 리테이너(16)는 상기 베이스부재(10)의 내측면 및 상기 렌즈홀더(20)의 외주면과 접하지 않는다.
또한 상기 베이스부재(10) 및 상기 렌즈홀더(20)의 외주면에는 상기 볼부재(17)가 안착되어 이동하기 위한 레일홈(13,23)이 상하 방향으로 길게 형성된다.
이러한 상기 리테이너(16)는 상기 렌즈홀더(20)의 상하 이동시 상기 렌즈홀더(20)의 이동 거리의 절반 정도만 이동하게 된다.
이와 같이 상기 베이스부재(10)와 상기 렌즈홀더(20) 사이에 독립적으로 회전하는 볼부재(17)가 포함된 상기 이동안내부재(15)를 장착함으로써, 상기 베이스부재(10)의 내측면과 상기 렌즈홀더(20)의 외주면 사이의 마찰을 줄여 상기 렌즈홀더(20)의 상하 이동을 원활하게 이루어지도록 하는 효과가 있다.
상기 슬라이더(30)는 상기 베이스부재(10)의 외측면에 상기 렌즈홀더(20)의 외주면 방향 즉 상기 접촉부(21) 방향으로 슬라이딩 되게 장착된다.
좀더 구체적으로 상기 슬라이더(30)는 상기 렌즈홀더(20)의 이동방향으로 넓은 평판 형상으로 형성되며, 상기 가이드홈(12) 사이에 배치되어 상기 접촉부(21) 방향으로 슬라이드 이동되게 장착된다.
또한 상기 슬라이더(30)의 상하단에는 상기 렌즈홀더(20)의 이동방향과 직교되는 방향으로 가이드돌기(31)가 절곡 형성된다.
상기 가이드돌기(31)는 사각형 형상이며, 상기 가이드레일(11)의 돌출 방향으로 절곡 형성되어 상기 가이드홈(12)에 삽입 장착된다.
이와 같이 상기 가이드돌기(31)가 상기 가이드홈(12)에 삽입됨으로써, 상기 슬라이더(30)를 상기 베이스부재(10)의 측면에 슬라이딩되게 가이드 하면서 상기 슬라이더(30)가 상기 렌즈홀더(20)의 이동방향과 직교되는 방향으로 유동하는 것을 저지할 수 있다.
또한 상기 가이드돌기(31)가 상기 렌즈홀더(20)의 이동방향과 직교되는 방향으로 절곡 형성됨으로써, 상기 슬라이더(30)의 강도를 높여 휨을 방지하는 효과가 있다.
그리고 상기 슬라이더(30)는 상기 탄성부재(35)에 의해 상기 렌즈홀더(20)의 외주면 방향 즉 상기 접촉부(21) 방향으로 탄성 지지된다.
상기 탄성부재(35)는 코일 스프링으로 형성되며, 일단이 상기 베이스부재(10)의 외측면에 형성된 제1지지부(14)에 접하고, 타단이 상기 슬라이더(30)에 형성된 제2지지부(34)에 접하여 상기 슬라이더(30)를 상기 렌즈홀더(20)의 외주면 방향 즉 상기 접촉부(21) 방향으로 탄성 지지한다.
상기 제1지지부(14)는 상기 가이드레일(11)이 형성된 상기 베이스부재(10)의 외측면에 상기 렌즈홀더(20)의 이동방향과 직교되는 방향으로 돌출 형성되며, 상기 접촉부(21)의 반대편에 배치된다.
즉 상기 제1지지부(14)는 후술하는 바와 같이 상기 공진부(41)의 연결부(45)를 중심으로 상기 가동부(44)의 반대편에 배치된다.
상기 제2지지부(34)는 상기 슬라이더(30)에 상기 렌즈홀더(20)의 이동방향과 직교되는 방향으로 돌출 형성되며, 상기 슬라이더(30)에 장착되는 상기 공진부(41)의 연결부(45)와 상기 제1지지부(14) 사이에 배치된다.
이러한 상기 제2지지부(34)는 일단이 평면형상으로 형성되어 후술할 상기 공진부(41)의 연결부(45)와 면접하고, 타단이 상기 탄성부재(35)와 접한다.
이와 같이 상기 제2지지부(34)는 일단이 상기 연결부(45)와 면접하고 타단이 상기 탄성부재(35)와 접함으로써, 상기 탄성부재(35)의 탄성력이 상기 슬라이더(30)에 잘 전달되게 하고, 상기 연결부(45)가 회전하거나 유동하는 것을 저지할 수 있다.
또한 상기 제1지지부(14)에는 상기 제2지지부(34) 방향으로 제1가이드축(14a)이 돌출 형성되고, 상기 제2지지부(34)의 타단에는 상기 제1지지부(14) 방향으로 제2가이드축(34a)이 돌출 형성된다.
이러한 상기 제1지지부(14)와 상기 제2지지부(34) 사이에는 상기 탄성부재(35)가 배치되며, 상기 탄성부재(35)는 상기 제1가이드축(14a) 및 상기 제2가이드축(34a)을 감싸게 장착된다.
이와 같이 상기 탄성부재(35)는 상기 제1가이드축(14a)과 상기 제2가이드축(34a)을 감싸게 장착됨으로써, 상기 탄성부재(35)가 상기 제1지지부(14)와 상기 제2지지부(34) 사이에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
또한 상기 슬라이더(30)에는 후술하는 바와 같이 상기 구동체(40)의 공진부(41)가 고정 장착되어 후술할 상기 공진부(41)를 상기 렌즈홀더(20)의 외주면 즉 상기 접촉부(21)에 접하도록 이동시킨다.
좀더 자세하게 상기 슬라이더(30)에는 후술하는 바와 같이 상기 공진부(41)의 연결부(45)에 삽입 고정되는 원통형 형상의 고정돌기(32)가 돌출 형성된다.
상기 고정돌기(32)는 상기 슬라이더(30)의 중심부(45a)에 상기 렌즈홀더(20)의 이동방향과 직교되는 방향으로 돌출 형성된다.
이러한 상기 슬라이더(30)는 후술하는 바와 같이 상기 가동부(44)를 상기 접촉부(21)의 피마찰부(21a)에 밀착되게 하여 상기 공진부(41)의 구동시 상기 공진부(41)가 상기 슬라이더(30)에서 이탈됨 없이 상기 접촉부(21) 방향으로 슬라이딩 되면서 구동되도록 한다.
한편 상기 구동체(40)는 상기 렌즈홀더(20)를 광축방향 즉 상하방향으로 밀거나 잡아당겨 구동시키는 역할을 한다.
이러한 상기 구동체(40)는 구체적으로 상기 공진부(41), 제1압전소자(46) 및 제2압전소자(47)로 이루어진다.
상기 공진부(41)는 인청동으로 이루어지며, 상기 베이스부재(10)의 외측면, 즉 상기 가이드레일(11) 사이에 슬라이딩 가능하게 배치되고, 일단이 상기 렌즈홀더(20)의 외주면과 접한다.
좀더 구체적으로 상기 공진부(41)는 제1압전소자결합부(42), 제2압전소자결합부(43), 가동부(44), 연결부(45) 및 마찰부재(44a)로 이루어진다.
상기 제1압전소자결합부(42) 및 상기 제2압전소자결합부(43)는 상기 렌즈홀더(20)의 이동방향과 수직되는 방향으로 넓은 폭을 갖는 평면 형상으로 형성된다.
즉 상기 제1압전소자결합부(42)와 상기 제2압전소자결합부(43)는 서로 마주보는 면의 폭이 상기 렌즈홀더(20)의 이동방향과 수직되는 방향으로 넓게 형성된다.
만약 본 발명의 실시예와 달리 상기 제1압전소자결합부(42)와 상기 제2압전소자결합부(43)를 상기 렌즈홀더(20)의 이동방향으로 평행한 평면 형상으로 형성하게 되면, 두께가 얇아 가공이 어렵고 내구성이 떨어지게 된다.
따라서 본 발명의 실시예와 같이 상기 제1압전소자결합부(42) 및 상기 제2압전소자결합부(43)를 상기 렌즈홀더(20)의 이동방향과 직교되는 방향으로 넓은 폭을 갖는 평면 형상으로 형성하는 것이 가공을 용이하여 생산성을 높일 수 있고 조립을 용이하게 할 수 있으므로 더 바람직하다.
그리고 상기 제1압전소자결합부(42) 및 상기 제2압전소자결합부(43)는 상하 이격 배치되며, 상기 가동부(44) 방향 즉 상기 접촉부(21) 방향으로 갈수록 서로 점점 가까워지도록 경사지게 형성된다.
즉 상기 접촉부(21) 방향에 위치한 상기 제1압전소자결합부(42)의 일단과 상기 제2압전소자결합부(43)의 일단은 서로 근접하게 배치되고, 상기 제1압전소자결합부(42)의 타단과 상기 제2압전소자결합부(43)의 타단은 서로 멀어지게 이격 배치된다.
그리고 서로 근접한 상기 제1압전소자결합부(42)의 일단과 상기 제2압전소자결합부(43)의 일단은 각각 상기 가동부(44)와 일체로 연결된다.
또한 상기 제1압전소자결합부(42)와 상기 제2압전소자결합부(43)에는 상기 제1압전소자(46)와 상기 제2압전소자(47)가 각각 장착되어 상기 가동부(44)를 구동시킨다.
즉 상기 제1압전소자결합부(42) 및 상기 제2압전소자결합부(43)는 후술하는 바와 같이 상기 제1압전소자(46) 및 상기 제2압전소자(47)에 의해 길이 방향으로 신축되어 상기 가동부(44)의 중심부(45a)위가 타원형의 변위운동을 하도록 한다.
이와 같이 상기 제1압전소자결합부(42)와 상기 제2압전소자결합부(43)가 상기 가동부(44) 방향으로 갈수록 서로 점점 가까워지도록 경사지게 형성됨으로써, 상기 제1압전소자결합부(42) 일단 및 상기 제2압전소자결합부(43)의 일단과 상기 가동부(44)의 중심부(45a)위 간의 간격을 최소화하여 상기 가동부(44)의 구동력을 향상시키는 효과가 있다.
또한 상기 제1압전소자결합부(42)와 상기 제2압전소자결합부(43)는 후술할 상기 연결부(45)와 상기 가동부(44)를 연장한 연장선을 중심으로 상하 대칭되게 형성된다.
이와 같이 상기 연결부(45)가 상기 제1압전소자결합부(42)와 상기 제2압전소자결합부(43) 사이의 중심선상에 배치됨으로써, 상기 제1압전소자결합부(42)와 상기 제2압전소자결합부(43)의 동작이 균형있게 이루어지도록 하는 효과가 있다.
상기 가동부(44)는 일단이 상기 제1압전소자결합부(42)의 일단에 연결되고, 타단이 상기 압전소자결합부의 일단에 연결된다.
그리고 상기 가동부(44)는 중심부(45a)위가 상기 제1압전소자(46) 및 상기 제2압전소자(47)의 반대 방향 즉 상기 접촉부(21) 방향으로 돌출 형성되며, 상기 피마찰부(21a)와 접하는 상기 마찰부재(44a)가 장착되어 있다.
상기 마찰부재(44a)는 상기 가동부(44)의 돌출된 중심부(45a)위에 결합되며, 상기 가동부(44)의 운동시 상기 접촉부(21)에 장착된 상기 피마찰부(21a)와 접하여 상기 렌즈홀더(20)를 상하 방향으로 이동시키는 힘을 전달한다.
이와 같이 상기 접촉부(21)에 상기 피마찰부(21a)가 장착되고, 상기 가동부(44)의 중심부(45a)위에 상기 피마찰부(21a)와 접하는 마찰부재(44a)를 장착함으로써, 상기 렌즈홀더(20)와 상기 가동부(44) 사이의 마찰력을 증가시켜 상기 가동부(44)의 구동력이 상기 렌즈홀더(20)에 잘 전달되게 하는 효과가 있다.
상기 연결부(45)는 상기 압전소자결합부와 상기 제2압전소자결합부(43) 사이에 배치되어 상기 제1압전소자결합부(42)와 상기 제2압전소자결합부(43)를 상호 연결한다.
좀더 구체적으로 상기 연결부(45)는 중심부(45a)와 연장부(45b)로 이루어진다.
상기 중심부(45a)는 상기 가동부(44) 방향으로 갈수록 상하 너비가 점점 작아져 경사지게 형성되며, 상기 가동부(44) 방향에 위치한 일단이 상기 가동부(44) 방향으로 볼록한 호 형상으로 형성된다.
상기 중심부(45a)는 타단이 상기 렌즈홀더(20)의 이동방향으로 평행한 형편 형상으로 형성되어 상기 제2지지부(34)의 일단과 면접한다.
그리고 상기 중심부(45a)는 상기 슬라이더(30)의 고정돌기(32)에 고정 결합되어 상기 슬라이더(30)에 회전되지 않게 고정 장착된다.
이와 같이 상기 고정돌기(32)에 의해 상기 연결부(45)가 상기 슬라이더(30)에 고정됨으로써, 상기 공진부(41)의 조립을 용이하게 하는 효과가 있다.
상기 연장부(45b)는 상기 중심부(45a)의 상하단에서 각각 상기 제1압전소자결합부(42) 및 상기 제2압전소자결합부(43) 방향으로 돌출되어 상기 제1압전소자결합부(42) 및 상기 제2압전소자결합부(43)에 일체로 연결된다.
그리고 상기 슬라이더(30)의 이동방향으로 상기 연장부(45b)의 두께는 상기 중심부(45a)의 두께보다 얇게 형성되어 쉽게 휘어진다.
이와 같이 상기 중심부(45a)와 상기 제1압전소자결합부(42) 및 상기 제2압전소자결합부(43)를 연결하는 연장부(45b)의 두께를 얇게 형성함으로써, 상기 중심부(45a)가 상기 제1압전소자결합부(42) 및 상기 제2압전소자결합부(43)의 신축을 방해하는 것을 최소화할 수 있다.
상기 제1압전소자(46)는 사각형의 평판 형상으로 형성되며, 상기 제1압전소자결합부(42)의 넓은 폭을 갖는 상면에 장착된다.
상기 제2압전소자(47)는 사각형의 평판 형상으로 형성되며, 상기 제2압전소자결합부(43)의 넓은 폭을 갖는 하면에 장착된다.
물론 경우에 따라 상기 제1압전소자(46)는 상기 제1압전소자결합부(42)의 하면에 장착되고 상기 제2압전소자(47)는 상기 제2압전소자결합부(43)의 상면에 장착될 수도 있다,
그리고 상기 제1압전소자(46)와 상기 공진부(41) 사이인 상기 제1압전소자(46)의 일면에는 제1(+)전극이 결합되고, 상기 제1압전소자(46)의 타면에는 제1(GND)전극이 결합된다.
또한 상기 제2압전소자(47)와 공진부(41) 사이인 상기 제2압전소자(47)의 일면에는 제2(+)저그그이 결합되고, 상기 제2압전소자(47)의 타면에는 제2(GND)전극이 결합된다.
상기 제1(+)전극, 제1(GND)전극, 제2(+)전극, 제2(GND)전극은 상기 제1압전소자(46) 및 상기 제2압전소자(47)의 일면과 타면에 얇게 부착되기 때문에, 도면에는 별도로 표시하지 않았다.
본 실시예와 달리, 상기 제1압전소자(46)의 일면 및 상기 제2압전소자(47)의 일면에 각각 상기 제1(GND)전극과 제2(GND)전극을 결합하고, 상기 제1압전소자(46)의 타면 및 상기 제2압전소자(47)의 타면에는 각각 상기 제1(+)전극 및 제1(GND)전극을 결합할 수도 있다.
그리고 상기 제1압전소자(46) 및 상기 제2압전소자(47)에는 상기 제1(+)전극과 제2(+)전극에 위상차를 갖는 적정주파수의 교번전압(교류전압)이 인가됨으로써, 상기 제1압전소자(46) 및 상기 제2압전소자(47)가 상기 공진부(41)의 길이방향으로 신축되어 상기 공진부(41)를 구동시키게 된다.
상기 제1압전소자(46) 및 상기 제2압전소자(47)가 신축하게 되면, 상기 제1압전소자결합부(42) 및 상기 제2압전소자결합부(43)가 함께 상기 공진부(41)의 길이방향으로 신축되어, 상기 공진부(41)의 가동부(44)가 타원형의 변위운동을 하도록 한다.
이때 상기 제1(+)전극과 상기 제2(+)전극에 인가되는 교번전압은 상호 90도의 위상차를 갖도록 함이 바람직하다.
상기 제어부는 상기 구동체(40)를 제어하는 것으로써, 자세하게는 상기 제1압전소자(46) 및 제2압전소자(47)에 인가되는 교번전압을 제어하여 상기 구동체(40)가 구동되어 상기 렌즈홀더(20)를 상하방향으로 이동시킬 수 있도록 하는 역할을 한다.
상기 제어부는, 상기 제1(+)전극과 제2(+)전극에 각각 상호 90도의 위상차를 갖으며 상기 구동체(40)의 적정주파수에 대응되는 주파수를 갖는 교번전압을 인가하여, 상기 공진부(41)의 타단에 위치한 상기 가동부(44)가 타원형의 변위 운동을 하면서 상기 렌즈홀더(20)를 광축방향으로 구동시키도록 한다.
도 8 내지 도 10은 상기 구동체(40)에 의한 상기 가동부(44)의 운동을 설명하기 위한 것으로서, 상기 공진부(41)의 운동상태를 도시하고 있다.
상기 공진부(41)의 타단 즉 상기 가동부(44)는, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 제1압전소자(46) 및 제2압전소자(47)에 인가되는 제1공진주파수의 교번전압에 의해 길이방향으로 왕복운동을 한다.
그리고, 상기 가동부(44)는 도 9에 도시된 바와 같이 상기 제1압전소자(46) 및 제2압전소자(47)에 인가되는 제2공진주파수의 교번전압에 의해 길이방향의 수직방향으로 굴곡지게 상하 왕복운동을 한다.
이때, 상기 제1공진주파수에 의해 상기 제1압전소자결합부(42)와 제2압전소자결합부(43)는 신축운동이 동일하게 이루어진다.
즉, 상기 제1압전소자결합부(42)와 제2압전소자결합부(43)가 거의 동일한 위상차를 가지면서 동일하게 신장 및 수축을 하게 된다.
그리고, 상기 제2공진주파수에 의해 상기 제1압전소자결합부(42)와 제2압전소자결합부(43)는 신축운동이 교대로 이루어진다.
즉, 상기 제1압전소자결합부(42)와 제2압전소자결합부(43)가 거의 정반대의 위상차를 가지면서, 상기 제1압전소자결합부(42)가 신장될 때 상기 제2압전소자결합부(43)는 수축되는 운동을 하게 된다.
상기 제어부는, 상기 제1압전소자(46) 및 제2압전소자(47)에 상기 제1공진주파수와 제2공진주파수 사이의 적정주파수를 갖는 교번전압을 인가하여, 도 10에 도시된 바와 같이 상기 공진부(41)의 타단에 위치한 상기 가동부(44)가 타원 형상의 궤적운동을 하면서 상기 렌즈홀더(20)를 광축방향으로 구동시키도록 한다.
상기 적정주파수라 함은, 상기 제1공진주파수와 제2공진주파수를 합한 값의 1/2값을 갖는 주파수이고, 상기 제2공진주파수의 범위는 제1공진주파수(Resonance frequency)와 제1반공진주파수(Antiresonance frequency)의 사이값임이 바람직하다.
위와 같이, 상기 제1압전소자(46) 및 제2압전소자(47)에 90도의 위상차를 갖으며 상기 적정주파수를 갖는 교번전압을 인가함으로써, 상기 가동부(44)에 제1공진주파수에 의한 길이방향운동(도8)과, 상기 제2공진주파수에 의한 상하방향운동(도9)이 합쳐져 타원운동(도10)을 하게 된다.
이하, 상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 작동과정에 대하여 살펴본다.
상기 제어부가 상기 제1압전소자(46) 및 제2압전소자(47)에 각각 연결된 제1(+)전극과 제2(+)전극에 상호 90도의 위상차를 갖는 교번전압을 인가한다.
즉, 상기 제1(+)전극과 제2(+)전극에 인가되는 교번전압의 위상은 90도의 차이가 있다.
이때, 인가되는 교번전압의 주파수는 상기 구동체(40)의 제1공진주파수와 제2공진주파수의 중간에 해당하는 적정주파수이다.
상기 제1(+)전극과 제2(+)전극에 90도의 위상차를 갖는 적정주파수의 교번전압이 인가되면, 상기 제1압전소자(46) 및 제2압전소자(47)는 각각 신축운동을 하고, 이로 인해 상기 제1압전소자(46) 및 제2압전소자(47)가 결합된 상기 제1압전소자결합부(42) 및 제2압전소자결합부(43)가 유동하여 결국 상기 공진부(41)가 유동을 한다.
이때, 인가되는 교번전압의 주파수가 상기 구동체(40)의 제1공진주파수와 제2공진주파수 사이에 위치하는 적정주파수이기 때문에, 적은 힘으로 상기 구동체(40) 자세하게는 상기 공진부(41)를 크게 유동시킬 수 있다.
한편 도 8에 도시된 바와 같이 제1공진주파수에 의해 상기 가동부(44)는 길이방향으로 왕복운동을 하게되며, 도 9에 도시된 바와 같이 제2공진주파수에 의해 상기 가동부(44)는 상하방향으로 왕복운동을 하게 된다.
이때 상기 연결부(45)의 중심부(45a)는 상기 슬라이더(30)에 고정되어 있어 정지된 상태로 있으며, 상기 연장부(45b)는 상기 제1압전소자결합부(42) 및 상기 제2압전소자결합부(43)의 신축 방향에 따라 휨 변형되어 상기 제1압전소자결합부(42) 및 상기 제2압전소자결합부(43)의 신축이 원활하게 이루어지도록 한다.
상기 가동부(44)를 길이방향으로 왕복운동하게 하는 제1공진주파수가 364kHz이고, 상기 가동부(44)를 상하방향으로 굴곡지게 왕복운동하게 하는 제2공진주파수가 366kHz인 경우, 상기 제어부에서는 상기 제1압전소자(46) 및 제2압전소자(47)에 상기 제1공진주파수와 제2공진주파수의 합의 평균값인 365kHz의 적정주파수를 인가한다.
그러면, 도 10에 도시된 바와 같이 상기 가동부(44)는 길이방향의 진동모드와 상하방향의 진동모드가 합쳐지게 되어 타원운동을 하게 된다.
위와 같은 교번전압이 인가되면, 도 10에 도시된 바와 같이 상기 가동부(44)의 타단이 결합된 상기 마찰부재(44a)는 점선으로 표시된 궤적을 따라 타원운동을 하게 된다.
한편, 상기 제1공진주파수와 제2공진주파수의 차이값이 클 경우에는, 적정주파수와 제1공진주파수 및 제2공진주파수 차이값이 켜져 상기 가동부(44)에 적정주파수를 갖는 교번전압을 인가하더라도 상기 가동부(44)가 타원운동을 하지 않을 수 있다.
상기 가동부(44)가 타원형의 변위운동을 함에 따라, 상기 가동부(44)에 결합된 상기 마찰부재(44a)는 상기 렌즈홀더(20)에 장착된 상기 피마찰부(21a)와 접하면서 상기 렌즈홀더(20)를 상방향으로 밀어 올리거나 하방향으로 밀어내려, 상기 렌즈홀더(20)가 광축방향으로 이동할 있도록 한다.
그리고 상기 슬라이더(30)는 상기 탄성부재(35)에 의해 피마찰부(21a) 방향으로 탄성 지지되고, 상기 공진부(41)는 상기 연결부(45)에 의해 상기 슬라이더(30)에 고정되어 있어 상기 피마찰부(21a) 방향으로 탄성력이 부가되어 때문에, 상기 가동부(44)에 장착된 상기 마찰부재(44a)는 상기 렌즈홀더(20)에 장착된 피마찰부(21a)에 강하게 밀착된다.
또한 상기 제1압전소자결합부(42) 및 상기 제2압전소자결합부(43)는 상기 가동부(44) 방향으로 갈수록 서로 점점 가까워지도록 경사지게 형성되어 있어 상기 제1압전소자결합부(42)의 일단 및 상기 제2압전소자결합부(43) 일단이 상기 마찰부재(44a)와 근접하게 배치되며, 이로 인해 상기 가동부(44)의 구동력을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명인 압전소자를 이용한 소형카메라 구동장치는 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
10 : 베이스부재, 11 : 가이드레일, 12 : 가이드홈, 13 : 레일홈, 14 : 제1지지부, 14a : 제1가이드축, 15 : 이동안내부재, 16 : 리테이너, 17 : 볼부재, 20 : 렌즈홀더, 21 : 접촉부, 21a : 피마찰부, 23 : 레일홈, 30 : 슬라이더, 31 : 가이드돌기, 32 : 고정돌기, 34 : 제2지지부, 34a : 제2가이드축, 35 : 탄성부재, 40 : 구동체, 41 : 공진부, 42 : 제1압전소자결합부, 43 : 제2압전소자결합부, 44 : 가동부, 44a : 마찰부재, 45 : 연결부, 45a : 중심부, 45b : 연장부, 46 : 제1압전소자, 47 : 제2압전소자,

Claims (11)

  1. 베이스부재와; 상기 베이스부재의 내부에 배치되고, 렌즈가 장착되어 광축방향으로 구동되는 렌즈홀더와; 상기 렌즈홀더를 광축방향으로 구동시키는 구동체와; 상기 구동체를 제어하는 제어부로 이루어지고,
    상기 구동체는,
    상기 베이스부재의 측면에 슬라이딩 가능하게 배치되고, 일단이 상기 렌즈홀더의 외주면과 접하는 공진부와; 상기 공진부에 결합되어 상기 공진부를 가동시키는 제1압전소자 및 제2압전소자와; 어느 하나는 상기 제1압전소자와 공진부 사이인 상기 제1압전소자의 일면에 결합되고, 나머지 하나는 상기 제1압전소자의 타면에 결합되는 제1(+)전극 및 제1(GND)전극과; 어느 하나는 상기 제2압전소자와 공진부 사이인 상기 제2압전소자의 일면에 결합되고, 나머지 하나는 상기 제2압전소자의 타면에 결합되는 제2(+)전극 및 제2(GND)전극로 이루어지며,
    상기 공진부는,
    상기 제1압전소자가 장착되는 제1압전소자결합부와;
    상기 제2압전소자가 장착되는 제2압전소자결합부와;
    일단이 상기 제1압전소자결합부에 연결되고, 타단이 상기 제2압전소자결합부에 연결되며, 중심부위는 상기 렌즈홀더의 외주면과 접하는 가동부로 이루어지고,
    상기 제어부는,
    상기 제1(+)전극과 상기 제2(+)전극에 상호 위상차를 갖으며 상기 구동체의 공진주파수에 대응되는 주파수를 갖는 교번전압을 인가하되,
    상기 가동부는,
    상기 제1압전소자 및 제2압전소자에 인가되는 제1공진주파수의 교번전압에 의해 길이방향으로 왕복운동하고, 상기 제1압전소자 및 제2압전소자에 인가되는 제2공진주파수의 교번전압에 의해 길이방향의 수직방향으로 굴곡지게 왕복운동하며,
    상기 제어부는,
    상기 제1압전소자 및 제2압전소자에 상기 제1공진주파수와 제2공진주파수 사이의 적정주파수를 갖는 교번전압을 인가하여, 상기 가동부의 중심부위가 타원 형상의 궤적운동을 하면서 상기 렌즈홀더를 광축방향으로 구동시키도록하고,
    상기 제1압전소자결합부와 상기 제2압전소자결합부는 상기 가동부 방향으로 갈수록 서로 점점 가까워지도록 경사지게 형성되며,
    상기 제1압전소자와 상기 제2압전소자는 각각 상기 제1압전소자결합부 및 상기 제2압전소자결합부에 상기 가동부 방향으로 갈수록 점점 가까워지도록 경사지게 장착되는 것을 특징으로 하는 압전소자를 이용한 소형카메라 구동장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제1압전소자결합부 및 상기 제2압전소자결합부는 상기 렌즈홀더의 이동방향과 수직되는 방향으로 넓은 폭을 갖는 평면 형상으로 형성되며,
    상기 제1압전소자는 상기 제1압전소자결합부의 넓은 폭을 갖는 상면 또는 하면 중 어느 한 면에 장착되고,
    상기 제2압전소자는 상기 제2압전소자결합부의 넓은 폭을 갖는 상면 또는 하면 중 어느 한 면에 장착되는 것을 특징으로 하는 압전소자를 이용한 소형카메라 구동장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 베이스부재에 상기 렌즈홀더의 외주면 방향으로 슬라이딩 되게 장착된 슬라이더와;
    상기 슬라이더를 상기 렌즈홀더의 외주면 방향으로 탄성 지지하는 탄성부재; 를 더 포함하여 이루어지되,
    상기 슬라이더에는 상기 공진부가 장착되어 상기 가동부를 상기 렌즈홀더의 외주면에 접하도록 이동시키는 것을 특징으로 하는 압전소자를 이용한 소형 카메라 구동장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1압전소자결합부와 상기 제2압전소자결합부 사이에는 상기 제1압전소자결합부와 상기 제2압전소자결합부를 상호 연결하는 연결부가 형성되되,
    상기 슬라이더에는 상기 연결부에 삽입 고정되는 고정돌기가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 압전소자를 이용한 소형 카메라 구동장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 연결부는,
    상기 제1압전소자결합부와 상기 제2압전소자결합부 사이에 배치되며, 상기 고정돌기가 삽입 고정되는 중심부와;
    상기 중심부에 상기 제1압전소자결합부 및 상기 제2압전소자결합부 방향으로 각각 돌출되어 상기 제1압전소자결합부 및 상기 제2압전소자결합부에 일체로 연결되는 연장부; 를 포함하여 이루어지되,
    상기 슬라이더의 이동방향으로 상기 연장부의 두께는 상기 중심부의 두께보다 얇게 형성되는 것을 특징으로 하는 압전소자를 이용한 소형 카메라 구동장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1압전소자결합부와 상기 제2압전소자결합부는 상기 연결부와 상기 가동부를 연장한 연장선을 중심으로 상하 대칭되게 형성된 것을 특징으로 하는 압전소자를 이용한 소형 카메라 구동장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 베이스부재의 측면에는 상하 이격되게 가이드레일이 각각 형성되되,
    상기 가이드레일에는 서로 마주보는 방향으로 개방된 가이드홈이 형성되고,
    상기 슬라이더의 상하단에는 상기 렌즈홀더의 이동방향과 직교되는 방향으로 가이드돌기가 절곡 형성되며,
    상기 가이드돌기는 상기 가이드홈에 삽입되는 것을 특징으로 하는 압전소자를 이용한 소형 카메라 구동장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 베이스부재의 측면에는 상기 연결부를 중심으로 상기 가동부의 반대편에 제1지지부가 돌출 형성되고,
    상기 슬라이더에는 상기 제1지지부와 상기 연결부 사이로 돌출 형성되며, 일단이 상기 연결부와 접하는 제2지지부가 형성되되,
    상기 탄성부재는 상기 제1지지부와 상기 제2지지부 사이에 장착되어 상기 슬라이더를 상기 렌즈홀더의 외주면 방향으로 탄성 지지하는 것을 특징으로 하는 압전소자를 이용한 소형 카메라 구동장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1지지부에는 상기 제2지지부 방향으로 제1가이드축이 돌출 형성되고,
    상기 제2지지부의 타단에는 상기 제1지지부 방향으로 제2가이드축이 돌출 형성되되,
    상기 탄성부재는 상기 제1가이드축과 상기 제2가이드축을 감싸도록 장착되는 것을 특징으로 하는 압전소자를 이용한 소형 카메라 구동장치.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 렌즈홀더의 외주면에는 상기 가동부 방향으로 접촉부가 돌출 형성되되,
    상기 가동부의 중심부위는 상기 제1압전소자 및 상기 제2압전소자의 반대방향으로 돌출 형성되며 마찰부재가 장착되어 있고,
    상기 접촉부에는 상기 마찰부재와 접하는 피마찰부가 장착된 것을 특징으로 하는 압전소자를 이용한 소형 카메라 구동장치.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 베이스부재와 상기 렌즈홀더 사이에는 상기 렌즈홀더의 상하 이동이 원활하게 이루어지도록 하는 이동안내부재가 배치되되,
    상기 이동안내부재는,
    상기 베이스부재와 상기 렌즈홀더 사이에 배치되는 리테이너와;
    상기 리테이너에 회전 가능하게 삽입 장착되고, 상기 베이스부재의 내측면 및 상기 렌즈홀더의 외주면과 접하는 볼부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 압전소자를 이용한 소형카메라 구동장치.
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KR100952622B1 (ko) 2008-08-26 2010-04-15 주식회사 하이소닉 압전소자를 이용한 소형카메라 구동장치
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