KR101478710B1 - 초음파 모터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고정자를 포함하는 초음파 모터에 있어서, 상기 고정자는, 외측면과 내측면을 포함하는 탄성체; 및 상기 탄성체의 외측면에 고정되는 압전체를 포함하고, 상기 탄성체의 외측면은 16개의 면이 일정각도를 유지하면서 연속적으로 연결되고, 상기 탄성체의 내측면은 16개의 면이 일정각도를 유지하면서 연속적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 초음파 모터에 관한 것으로, 탄성체의 내측면을 16개의 면이 일정각도를 유지하면서 연속적으로 연결시킴으로써, 회전자와 탄성체가 16개의 면에서 접촉이 가능하므로, 고정자와 회전자 사이의 접촉면이 증대되어, 초음파 모터의 성능을 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 초음파 모터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고정자와 회전자 사이의 접촉면을 증대시켜 성능을 향상시킬 수 있는 초음파 모터에 관한 것이다.
최근 들어, 정보사회의 급속한 발달로 인해 보다 빠르고 정밀한 전자 및 광학기기의 필요성이 대두되고 있으며, 특히 휴대용 모바일 어플리케이션 제품은 일반 소비자의 관심이 반영하듯 시장성이 매년 크게 확대되고 있다.
이중 카메라를 장착한 핸드폰은 센서의 화소 수 증가에 따라 자동 초점 및 광학 줌과 같은 디지털 카메라의 기능을 채택하려는 추세이며 관련업계에서는 시장선점을 위해 경쟁적으로 개발에 집중을 하고 있다.
이러한 고화소 핸드폰용 카메라 모듈의 구동기구로는 스텝핑 모터, VCM 및 압전 초음파 모터가 대표적이다.
이중 압전 초음파 모터는 압전 세라믹스에 전기를 인가했을 때 발생하는 수축과 팽창 등의 단순 진동을 고정자와 회전자(또는 이동자) 사이의 마찰에 의해 원형 또는 선형 운동으로 바꾸어 회전 모터 기능을 가능하게 하는 것으로서, 전자기 구동 모터에 비해 높은 에너지 밀도, 빠른 응답속도, 높은 위치 정밀도 및 오프 파워 홀딩(Off-power holding) 기능뿐 아니라 동작시 소음이 없으며 전자파의 영향이 없다는 등의 장점이 있다.
즉, 상기 고정자는 탄성체와 상기 탄성체에 고정되는 압전체를 포함하며, 상기 압전체의 진동을 이용한 것이 초음파 모터이다.
상기 압전체는 페로브스카이트 구조를 가짐으로써 소자 자체의 전기적인 입력에 따라 기계적인 진동을 발생한다. 상기 압전체에서 발생된 진동은 탄성체를 통해 확대되고 이는 고정자와 회전자의 사이에 발생하는 마찰력을 회전력으로 변환하여 초음파모터로 사용한다.
이러한 초음파 모터의 경우 모터의 구조에 따라 특정한 주파수를 가지는 전기적인 입력이 가해지면, 공진이 발생하고 모터의 진동은 증가하게 되며, 이때, 인가되는 전기적인 입력은 초음파 영역대의 주파수를 가지는 교류전원이며, 모터의 공진 주파수 또한 사용되는 압전체의 크기 및 두께, 모터의 형상 및 재질에 의해 결정되어 질 수 있다.
이때, 상술한 바와 같이, 초음파 모터는 압전체에 전기를 인가했을 때 발생하는 단순 진동을 고정자와 회전자 사이의 마찰에 의해 원형 또는 선형 운동으로 바꾸어 회전 모터 기능을 가능하게 하는 것으로써, 고정자에서 발생되는 진동의 크기를 증가시키는 것과 함께, 고정자에서 발생되는 진동을 회전자에 전달하기 위한 고정자와 회전자 사이의 접촉면을 증대시키는 것이 중요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 고정자에서 발생되는 진동을 회전자에 전달하기 위한 고정자와 회전자 사이의 접촉면을 증대시켜 성능을 향상시킬 수 있는 초음파 모터를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 지적된 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은 고정자를 포함하는 초음파 모터에 있어서, 상기 고정자는, 외측면과 내측면을 포함하는 탄성체; 및 상기 탄성체의 외측면에 고정되는 압전체를 포함하고, 상기 탄성체의 외측면은 16개의 면이 일정각도를 유지하면서 연속적으로 연결되고, 상기 탄성체의 내측면은 16개의 면이 일정각도를 유지하면서 연속적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 초음파 모터를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 압전체는 상기 외측면의 2n-1면(단, n은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8)에 각각 위치하거나, 또는 상기 외측면의 2n면(단, n은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8)에 각각 위치하는 것을 특징으로 하는 초음파 모터를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 압전체는 제1방향의 분극을 갖는 제1압전체 및 제2방향의 분극을 갖는 제2압전체를 포함하며, 상기 제1압전체 및 상기 제2압전체는 서로 인접하여 위치하는 것을 특징으로 하는 초음파 모터를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제1압전체는 상기 외측면의 제1면에 위치하는 제1-1압전체, 상기 외측면의 제5면에 위치하는 제1-2압전체, 상기 외측면의 제9면에 위치하는 제1-3압전체 및 상기 외측면의 제13면에 위치하는 제1-4압전체를 포함하는 초음파 모터를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제2압전체는 상기 외측면의 제3면에 위치하는 제2-1압전체, 상기 외측면의 제7면에 위치하는 제2-2압전체, 상기 외측면의 제11면에 위치하는 제2-3압전체 및 상기 외측면의 제15면에 위치하는 제2-4압전체를 포함하는 초음파 모터를 제공한다.
또한, 본 발명은 서로 인접하여 위치하는 상기 제1-1압전체 및 상기 제2-1압전체가 제1압전체 그룹을 이루고, 서로 인접하여 위치하는 상기 제1-2압전체 및 상기 제2-2압전체가 제2압전체 그룹을 이루며, 서로 인접하여 위치하는 상기 제1-3압전체 및 상기 제2-3압전체가 제3압전체 그룹을 이루고, 서로 인접하여 위치하는 상기 제1-4압전체 및 상기 제2-4압전체가 제4압전체 그룹을 이루며, 상기 제1압전체 그룹, 상기 제2압전체 그룹, 상기 제3압전체 그룹 및 상기 제4압전체 그룹 각각의 제1압전체 및 제2압전체에는 위상차가 동일한 전원이 공급되는 것을 특징으로 하는 초음파 모터를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 탄성체의 내측에 위치하는 회전자를 더 포함하며, 상기 회전자는 상기 탄성체의 내측면에서 진동이 발생시, 상기 탄성체의 내측면에 접촉되며, 상기 회전자는 상기 16개의 면에 접촉하는 것을 특징으로 하는 초음파 모터를 제공한다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 탄성체의 내측면을 16개의 면이 일정각도를 유지하면서 연속적으로 연결시킴으로써, 회전자와 탄성체가 16개의 면에서 접촉이 가능하므로, 고정자와 회전자 사이의 접촉면이 증대되어, 초음파 모터의 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명에서는 제1방향 및 제2방향, 즉, 서로 반대방향의 분극을 갖는 압전체를 하나의 탄성체에 고정시키고, 제1방향의 분극을 갖는 압전체를 구동하거나, 또는 제2방향의 분극을 갖는 압전체를 구동함으로써, 별도의 기계적인 메카니즘을 구비함이 없이 줌 아웃 또는 줌 인 기능을 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 초음파 모터의 고정자를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 초음파 모터의 고정자를 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 고정자를 포함하는 초음파 모터를 도시한 개략적인 평면도이다.
도 4a는 본 발명의 일예에 따른 회전자의 구동을 도시한 개략도이고, 도 4b는 본 발명의 일예에 따른 압전체에 전원을 인가하는 방식을 설명하기 위한 개략도이다.
도 5a는 본 발명의 다른예에 따른 회전자의 구동을 도시한 개략도이고, 도 5b는 본 발명의 다른예에 따른 압전체에 전원을 인가하는 방식을 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 초음파 모터의 고정자를 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 고정자를 포함하는 초음파 모터를 도시한 개략적인 평면도이다.
도 4a는 본 발명의 일예에 따른 회전자의 구동을 도시한 개략도이고, 도 4b는 본 발명의 일예에 따른 압전체에 전원을 인가하는 방식을 설명하기 위한 개략도이다.
도 5a는 본 발명의 다른예에 따른 회전자의 구동을 도시한 개략도이고, 도 5b는 본 발명의 다른예에 따른 압전체에 전원을 인가하는 방식을 설명하기 위한 개략도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소와 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 초음파 모터의 고정자를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 초음파 모터의 고정자를 도시한 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 본 발명에 따른 초음파 모터의 고정자(100)는 외측면(110a)과 내측면(110b)을 포함하는 탄성체(110) 및 상기 탄성체의 외측면(110a)에 고정되는 압전체(121, 122, 131, 132)를 포함한다.
이때, 본 발명에서 상기 탄성체(110)는 16각형의 링형상인 것을 특징으로 하며, 보다 구체적으로, 상기 탄성체(110)의 외측면(110a)은 16개의 면이 일정각도를 유지하면서 연속적으로 연결되어 있으며, 상기 탄성체(110)의 내측면(110b)도 16개의 면이 일정각도를 유지하면서 연속적으로 연결되어 있다.
이하, 설명의 편의를 위하여, 상기 탄성체(110)의 외측면(110a)의 16개의 면을 2n-1면(단, n은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) 및 2n면(단, n은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8)으로 정의하기로 하며, 즉, 2n-1면은 16개의 면 중 홀수번째에 위치하는 면에 해당하고, 2n면은 16개의 면 중 짝수번째에 위치하는 면에 해당하는 것으로 정의하기로 한다.
따라서, 본 발명에서 상기 탄성체(110)의 외측면(110a)은 2n-1면(단, n은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) 및 2n면(단, n은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8)을 포함하는 것으로 정의할 수 있다.
또한, 상기 압전체(121, 122, 131, 132)는 상기 탄성체의 외측면(110a)의 16개의 면 중 8개의 면에 각각 위치하며, 보다 구체적으로, 상기 압전체(121, 122, 131, 132)는 상기 외측면(110a)의 2n-1면(단, n은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8)에 각각 위치하거나, 또는 상기 압전체(121, 122, 131, 132)는 상기 외측면(110a)의 2n면(단, n은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8)에 각각 위치할 수 있다.
이하에서는 상기 압전체(121, 122, 131, 132)가 상기 외측면(110a)의 2n-1면(단, n은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8)에 위치하는 것으로 설명하기로 하며, 다만, 상술한 바와 같이, 상기 압전체(121, 122, 131, 132)는 상기 외측면(110a)의 2n면(단, n은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8)에 각각 위치할 수 있다.
계속해서, 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 압전체(121, 122, 131, 132)는 제1방향의 분극을 갖는 제1압전체 및 제2방향의 분극을 갖는 제2압전체를 포함하며, 상기 제1압전체 및 상기 제2압전체는 서로 인접하여 위치하는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 상기 제1압전체는 상기 외측면(110a)의 제1면에 위치하는 제1-1압전체(121a), 상기 외측면(110a)의 제5면에 위치하는 제1-2압전체(131a), 상기 외측면(110a)의 제9면에 위치하는 제1-3압전체(122a) 및 상기 외측면(110a)의 제13면에 위치하는 제1-4압전체(132a)를 포함한다.
또한, 상기 제2압전체는 상기 외측면(110a)의 제3면에 위치하는 제2-1압전체(121b), 상기 외측면(110a)의 제7면에 위치하는 제2-2압전체(131b), 상기 외측면(110a)의 제11면에 위치하는 제2-3압전체(122b) 및 상기 외측면(110a)의 제15면에 위치하는 제2-4압전체(132b)를 포함한다.
계속해서, 도 1 및 도 2를 참조하면, 서로 인접하여 위치하는 상기 제1압전체 및 상기 제2압전체가 하나의 압전체 그룹을 이루며, 상기 하나의 압전체 그룹의 제1압전체 및 제2압전체에는 위상차가 동일한 전원이 공급된다.
보다 구체적으로, 서로 인접하여 위치하는 제1-1압전체(121a) 및 제2-1압전체(121b)가 제1압전체 그룹을 이루고, 서로 인접하여 위치하는 제1-2압전체(131a) 및 제2-2압전체(131b)가 제2압전체 그룹을 이루며, 서로 인접하여 위치하는 제1-3압전체(122a) 및 제2-3압전체(122b)가 제3압전체 그룹을 이루고, 서로 인접하여 위치하는 제1-4압전체(132a) 및 제2-4압전체(132b)가 제4압전체 그룹을 이루며, 제1압전체 그룹, 제2압전체 그룹, 제3압전체 그룹 및 제4압전체 그룹 각각의 제1압전체 및 제2압전체에는 위상차가 동일한 전원이 공급된다.
이때, 본 발명에서는 서로 인접하는 위치하는 압전체 그룹 간에는 위상차가 90도인 전원이 공급된다.
즉, 제1압전체 그룹에는 sin 신호의 교류전원이 인가될 수 있고, 제1압전체 그룹과 인접하여 위치하는 제2압전체 그룹에는 cos 신호의 교류전원이 인가될 수 있으며, 제2압전체 그룹과 인접하여 위치하는 제3압전체 그룹에는 sin 신호의 교류전원이 인가될 수 있고, 제3압전체 그룹과 인접하여 위치하는 제4압전체 그룹에는 cos 신호의 교류전원이 인가될 수 있다.
한편, 상기 탄성체(110)는 철, 스테인레스, 황동, 알루미늄 등과 같은 금속재질로 형성될 수 있고, 상기 압전체는 알루미나, 지르코니아 등과 같은 세라믹 재질로 형성될 수 있으며, 다만, 본 발명에서 상기 탄성체 및 상기 압전체의 재질을 제한하는 것은 아니다.
또한, 도면에는 도시하지 않았으나, 본 발명에 따른 초음파 모터는 상기 압전체에 전압을 공급하기 위한 전원공급수단을 더 포함할 수 있으며, 상기 압전체는 상기 전원공급수단으로부터 전원을 공급받기 위한 전극을 더 포함할 수 있다.
이때, 전원공급수단으로부터 인가되는 전원은 정현파일 수 있으며, 정현파의 경우 가청주파수 20kHz 이상의 신호를 가지는 정현파 sin 신호와 정현파 cos 신호로서 90도 위상차를 가지며 압전체에 인가될 수 있다.
상기 탄성체를 통해 발생되는 진동의 크기는 마이크로미터 단위로 매우 작으며, 가청주파수 20kHz 이상의 신호를 통해 초당 20,000번 이상의 진동을 발생시킬 수 있다. 다만, 변위의 크기는 탄성체와 압전체의 크기에 의해 다라질 수 있으며, 인가되는 전원과 주파수의 변화에 따라서도 달라질 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 고정자를 포함하는 초음파 모터를 도시한 개략적인 평면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 초음파 모터는 고정자 및 회전자(200)를 포함하며, 상술한 바와 같이, 상기 고정자는 외측면(110a)과 내측면(110b)을 포함하는 탄성체(110) 및 상기 탄성체의 외측면(110a)에 고정되는 압전체(121, 122, 131, 132)를 포함한다.
이때, 상기 탄성체(110)의 내측면(110b)은 16개의 면이 일정각도를 유지하면서 연속적으로 연결되어 있다.
또한, 상기 회전자(200)는 상기 탄성체의 내측에 위치하며, 상기 탄성체의 내측면에서 진동이 발생시, 상기 탄성체(110)의 내측면(110b)에 접촉되며, 상기 탄성체에 발생되는 진동에 의해 회전하게 된다.
이때, 상기 회전자(200)는 원통형상으로 구성되어 있다.
한편, 상기 회전자(200)가 상기 탄성체(110)의 내측면(110b)에 접촉함에 있어서, 상기 탄성체(110)의 내측면(110b)은 16개의 면이 일정각도를 유지하면서 연속적으로 연결되어 있어, 상기 탄성체의 내측면에서 진동이 발생시, 상기 회전자는 상기 16개의 면에 접촉(A 영역 참조)할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이, 초음파 모터는 고정자에서 발생되는 진동의 크기를 증가시키는 것과 함께, 고정자에서 발생되는 진동을 회전자에 전달하기 위한 고정자와 회전자 사이의 접촉면을 증대시키는 것이 중요하다.
본 발명에서는 탄성체의 내측면을 16개의 면이 일정각도를 유지하면서 연속적으로 연결시킴으로써, 회전자와 탄성체가 16개의 면에서 접촉이 가능하므로, 고정자와 회전자 사이의 접촉면이 증대되어, 초음파 모터의 성능을 향상시킬 수 있다.
도 4a는 본 발명의 일예에 따른 회전자의 구동을 도시한 개략도이고, 도 4b는 본 발명의 일예에 따른 압전체에 전원을 인가하는 방식을 설명하기 위한 개략도이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 압전체(121, 122, 131, 132)는 제1방향의 분극을 갖는 제1압전체 및 제2방향의 분극을 갖는 제2압전체를 포함하며, 상기 제1압전체 및 상기 제2압전체는 서로 인접하여 위치하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 제1방향과 상기 제2방향은 반대방향일 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제1압전체는 상기 외측면(110a)의 제1면에 위치하는 제1-1압전체(121a), 상기 외측면(110a)의 제5면에 위치하는 제1-2압전체(131a), 상기 외측면(110a)의 제9면에 위치하는 제1-3압전체(122a) 및 상기 외측면(110a)의 제13면에 위치하는 제1-4압전체(132a)를 포함하며, 상기 제1-1압전체(121a), 상기 제1-2압전체(131a), 상기 제1-3압전체(122a) 및 상기 제1-4압전체(132a)는 제1방향(도 4b의 화살표 방향)의 분극을 갖는다.
본 발명의 일예에 따른 회전자의 구동은 상술한 별도의 전원공급수단으로부터 상기 제1-1압전체(121a), 상기 제1-2압전체(131a), 상기 제1-3압전체(122a) 및 상기 제1-4압전체(132a)에 전원을 공급한다.
이때, 상기 제1-1압전체(121a), 및 상기 제1-3압전체(122a)에는 sin 파형의 교류전원이 공급될 수 있으며, 상기 제1-2압전체(131a) 및 상기 제1-4압전체(132a)에는 cos 파형의 교류전원이 공급될 수 있다.
상기 압전체가 고정된 탄성체를 하나의 바로 볼 때, 도 4b에서의 분극 방향과 90도 위상차 전원을 통해 탄성체의 바에서 굴곡 진동이 발생하게 된다. 발생된 굴곡 진동은 탄성체의 내측면으로 전달하게 되며, 전달된 진동은 타원형태의 변위를 나타낼 수 있다.
발생된 진동은 탄성체의 내측면에 접촉된 회전자에 전달되며, 이로써, 상기 회전자를 회전 또는 이동시킬 수 있다.
이때, 상기 탄성부체의 내측면에서의 타원변위 방향은 동일한 방향을 가지며 이와 접촉된 회전자 또한 동일한 방향을 가지게 된다.
이와 같은 본 발명의 일예에 따른 회전자의 구동은 제1방향(도 4b의 화살표 방향)의 분극을 갖는, 상기 제1-1압전체(121a), 상기 제1-2압전체(131a), 상기 제1-3압전체(122a) 및 상기 제1-4압전체(132a)에 전원을 공급함으로써, 상기 회전자를 회전시키거나, 도 4a의 화살표 방향으로 회전자를 이동시킬 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 초음파 모터가 카메라에 사용되는 경우, 회전자(200)의 내부에 렌즈(300)를 고정시키고, 본 발명의 일예에 따른 방식으로 회전자를 구동하면, 예를 들면, 줌 아웃 기능을 실현할 수 있을 것이다.
도 5a는 본 발명의 다른예에 따른 회전자의 구동을 도시한 개략도이고, 도 5b는 본 발명의 다른예에 따른 압전체에 전원을 인가하는 방식을 설명하기 위한 개략도이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 압전체(121, 122, 131, 132)는 제1방향의 분극을 갖는 제1압전체 및 제2방향의 분극을 갖는 제2압전체를 포함하며, 상기 제1압전체 및 상기 제2압전체는 서로 인접하여 위치하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 제1방향과 상기 제2방향은 반대방향일 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제2압전체는 상기 외측면(110a)의 제3면에 위치하는 제2-1압전체(121b), 상기 외측면(110a)의 제7면에 위치하는 제2-2압전체(131b), 상기 외측면(110a)의 제11면에 위치하는 제2-3압전체(122b) 및 상기 외측면(110a)의 제15면에 위치하는 제2-4압전체(132b)를 포함하며, 상기 제2-1압전체(121b), 상기 제2-2압전체(131b), 상기 제2-3압전체(122b) 및 상기 제2-4압전체(132b)는 제2방향(도 5b의 화살표 방향)의 분극을 갖는다.
본 발명의 다른예에 따른 회전자의 구동은 상술한 별도의 전원공급수단으로부터 상기 제2-1압전체(121b), 상기 제2-2압전체(131b), 상기 제2-3압전체(122b) 및 상기 제2-4압전체(132b)에 전원을 공급한다.
이때, 상기 제2-1압전체(121b), 및 상기 제2-3압전체(122b)에는 sin 파형의 교류전원이 공급될 수 있으며, 상기 제2-2압전체(131b) 및 상기 제2-4압전체(132b)에는 cos 파형의 교류전원이 공급될 수 있다.
상기 압전체가 고정된 탄성체를 하나의 바로 볼 때, 도 5b에서의 분극 방향과 90도 위상차 전원을 통해 탄성체의 바에서 굴곡 진동이 발생하게 된다. 발생된 굴곡 진동은 탄성체의 내측면으로 전달하게 되며, 전달된 진동은 타원형태의 변위를 나타낼 수 있다.
발생된 진동은 탄성체의 내측면에 접촉된 회전자에 전달되며, 이로써, 상기 회전자를 회전 또는 이동시킬 수 있다.
이때, 상기 탄성부체의 내측면에서의 타원변위 방향은 동일한 방향을 가지며 이와 접촉된 회전자 또한 동일한 방향을 가지게 된다.
이와 같은 본 발명의 다른예에 따른 회전자의 구동은 제2방향(도 5b의 화살표 방향)의 분극을 갖는, 상기 제2-1압전체(121b), 상기 제2-2압전체(131b), 상기 제2-3압전체(122b) 및 상기 제2-4압전체(132b)에 전원을 공급함으로써, 상기 회전자를 회전시키거나, 도 5a의 화살표 방향으로 회전자를 이동시킬 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 초음파 모터가 카메라에 사용되는 경우, 회전자(200)의 내부에 렌즈(300)를 고정시키고, 본 발명의 다른예에 따른 방식으로 회전자를 구동하면, 예를 들면, 줌 인 기능을 실현할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명에서는 제1방향 및 제2방향, 즉, 서로 반대방향의 분극을 갖는 압전체를 하나의 탄성체에 고정시키고, 제1방향의 분극을 갖는 압전체를 구동하거나, 또는 제2방향의 분극을 갖는 압전체를 구동함으로써, 별도의 기계적인 메카니즘을 구비함이 없이 줌 아웃 또는 줌 인 기능을 실현할 수 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100 : 고정자 110 : 탄성체
121a, 121b, 122a, 122b, 131a, 131b, 132a, 132b : 압전체
200 : 회전자 300 : 렌즈
121a, 121b, 122a, 122b, 131a, 131b, 132a, 132b : 압전체
200 : 회전자 300 : 렌즈
Claims (8)
- 고정자를 포함하는 초음파 모터에 있어서,
상기 고정자는, 외측면과 내측면을 포함하는 탄성체; 및 상기 탄성체의 외측면에 고정되는 압전체를 포함하고,
상기 탄성체는 16각형의 링형상으로,
상기 탄성체의 외측면은 2n-1면(단, n은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) 및 2n면(단, n은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8)을 포함하고,
상기 압전체는 상기 외측면의 2n-1면(단, n은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8)에 각각 위치하거나, 또는 상기 외측면의 2n면(단, n은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8)에 각각 위치하는 것을 특징으로 하는 초음파 모터. - 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 압전체는 제1방향의 분극을 갖는 제1압전체 및 제2방향의 분극을 갖는 제2압전체를 포함하며, 상기 제1압전체 및 상기 제2압전체는 서로 인접하여 위치하는 것을 특징으로 하는 초음파 모터. - 제 4 항에 있어서,
상기 제1압전체는 상기 외측면의 제1면에 위치하는 제1-1압전체, 상기 외측면의 제5면에 위치하는 제1-2압전체, 상기 외측면의 제9면에 위치하는 제1-3압전체 및 상기 외측면의 제13면에 위치하는 제1-4압전체를 포함하는 초음파 모터. - 제 5 항에 있어서,
상기 제2압전체는 상기 외측면의 제3면에 위치하는 제2-1압전체, 상기 외측면의 제7면에 위치하는 제2-2압전체, 상기 외측면의 제11면에 위치하는 제2-3압전체 및 상기 외측면의 제15면에 위치하는 제2-4압전체를 포함하는 초음파 모터. - 제 6 항에 있어서,
서로 인접하여 위치하는 상기 제1-1압전체 및 상기 제2-1압전체가 제1압전체 그룹을 이루고, 서로 인접하여 위치하는 상기 제1-2압전체 및 상기 제2-2압전체가 제2압전체 그룹을 이루며, 서로 인접하여 위치하는 상기 제1-3압전체 및 상기 제2-3압전체가 제3압전체 그룹을 이루고, 서로 인접하여 위치하는 상기 제1-4압전체 및 상기 제2-4압전체가 제4압전체 그룹을 이루며,
상기 제1압전체 그룹, 상기 제2압전체 그룹, 상기 제3압전체 그룹 및 상기 제4압전체 그룹 각각의 제1압전체 및 제2압전체에는 위상차가 동일한 전원이 공급되는 것을 특징으로 하는 초음파 모터. - 제 1 항에 있어서,
상기 탄성체의 내측에 위치하는 회전자를 더 포함하며,
상기 회전자는 상기 탄성체의 내측면에서 진동이 발생시, 상기 탄성체의 내측면에 접촉하는 것을 특징으로 하는 초음파 모터.
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|---|---|---|---|
| KR20130059237A KR101478710B1 (ko) | 2013-05-24 | 2013-05-24 | 초음파 모터 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR20130059237A KR101478710B1 (ko) | 2013-05-24 | 2013-05-24 | 초음파 모터 |
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Citations (2)
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| EP1959511B1 (en) * | 2005-11-18 | 2013-01-09 | Tsinghua University | A thread driven polyhedron ultrasonic motor |
-
2013
- 2013-05-24 KR KR20130059237A patent/KR101478710B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Hyonho Chong 외, "A study on driving characteristics of the cross ype ultrasonic rotary motor", Journal of Electroceramics, December 2006, Volume 17, Issue 2-4, pp 561-564. (2006.12) * |
| Hyonho Chong 외, "A study on driving characteristics of the cross ype ultrasonic rotary motor", Journal of Electroceramics, December 2006, Volume 17, Issue 2-4, pp 561-564. (2006.12)* |
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|---|---|
| KR20140137943A (ko) | 2014-12-03 |
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