DE112019002925T5

DE112019002925T5 - Vorrichtung zur Betätigung eines optischen Reflektors und Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung einer Position eines optischen Reflektors

Info

Publication number: DE112019002925T5
Application number: DE112019002925.8T
Authority: DE
Inventors: Chul Soon Park; Jung Min SON; Sang Hwa Lee
Original assignee: Jahwa Electronics Co Ltd
Current assignee: Jahwa Electronics Co Ltd
Priority date: 2018-11-15
Filing date: 2019-05-30
Publication date: 2021-04-01
Also published as: CN111190279A; KR102184925B1; US11029374B2; US20210247469A1; CN111190279B; WO2020101135A1; US20200158793A1; CN113552714A; CN210142238U; KR20200056577A

Abstract

Es ist eine Vorrichtung zur Betätigung eines optischen Reflektors offenbart, die Folgendes aufweist: einen ersten Träger, der dazu ausgebildet ist, sich basierend auf einer ersten Richtung senkrecht zu einer optischen Achse zu drehen; einen zweiten Träger, der einen optischen Reflektor zum Reflektieren eines Lichts in Richtung auf ein Objektiv aufweist und in dem ersten Träger untergebracht ist, um sich basierend auf einer zweiten Richtung senkrecht sowohl zur optischen Achse als auch zur ersten Richtung relativ zu dem ersten Träger zu drehen; mehrere Magnete, die an dem zweiten Träger an verschiedenen Positionen vorgesehen sind; mehrere Hall-Sensoren, die zur Ausgabe von Signalen ausgebildet sind, die jeweils den Positionen der mehreren Magnete entsprechen; und eine Positionssteuereinheit, die zur Berechnung der von mehreren Hall-Sensoren eingegebenen Signale ausgebildet ist, um ein Positionssignal zu erzeugen, das ein Signal über eine aktuelle Position des zweiten Trägers ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Vorrichtung zur Betätigung eines optischen Reflektors und eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung einer Position eines optischen Reflektors und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Betätigung oder zur präziseren Steuerung einer Position eines optischen Reflektors unter Verwendung mehrere Hall-Sensoren, die an Positionen mit unterschiedlichen Bewegungsverschiebungen installiert sind.
Bisheriger Stand der Technik
Mit der Entwicklung von Hardwaretechnologien und der Veränderung von Benutzerumgebungen oder dergleichen werden neben einer Grundfunktion zur Kommunikation auch verschiedene und komplizierte Funktionen in einem tragbaren Endgerät (oder einem mobilen Endgerät), wie z.B. einem Smartphone, integral implementiert.
Eines der repräsentativen Beispiele ist die optische Bildstabilisierung (OIS), die das Zittern der Hand eines Benutzers oder dergleichen korrigiert, um ein klares Bildes eines Motivs aufzunehmen.
Die OIS ist ein Verfahren, bei der ein Objektiv oder ein Objektivträger korrigierend bewegt wird, wenn ein Phänomen wie z.B. ein Händezittern auftritt, um ein klares Bild zu erzeugen. Zur genauen Erfassung einer Position des Trägers (die eine Position des Objektivs repräsentiert), wird ein Sensor wie z.B. ein Hall-Sensor eingesetzt.
Der Hall-Sensor ist ein Sensor, der eine Magnetkraft eines an dem Träger oder dergleichen befestigten Magneten unter Verwendung eines Hall-Effekts sensiert und ein elektrisches Signal ausgibt, das der Magnetkraft entspricht. Der Hall-Sensor gibt elektrische Signale unterschiedlicher Größen aus in Abhängigkeit von einem Trennungsabstand zum Magneten (eine Größendifferenz der Magnetkraft).
Der Magnet, dessen Magnetkraft von dem Hall-Sensor sensiert wird, verwendet einen Magneten mit zwei Polen in einer dem Hall-Sensor zugewandten Richtung. Wenn der Magnet mit zwei Polen verwendet wird, kann der Hall-Sensor die Magnetkraft sowohl des N-Pols als auch des S-Pols sensieren, wodurch ein Sensierbereich erweitert und sogar die Direktionalität des Magneten oder des Magnetträgers sensiert wird.
Zur Erhöhung der Raumausnutzung wird seit kurzem ein optischer Reflektor, der Licht reflektieren kann, an einer Vorderseite des Objektivs verwendet und der optische Reflektor wird basierend auf einer kombinierten Richtung von zwei Achsen (X-Achse und Y-Achse) senkrecht zu einer optischen Achse (Z-Achse) gedreht, um ein Zittern der Hand zu korrigieren.
Wie in 1 gezeigt, weist die Vorrichtung ferner einen zweipoligen Magneten 30 auf, der an einem Träger 20 vorgesehen ist, an dem ein optischer Reflektor befestigt ist, und zudem wird ein Hall-Sensor 40 zum Sensieren einer Magnetkraft des zweipoligen Magneten 30 eingesetzt. Der in 1(a) gezeigte Hall-Sensor 40 ist ein Hall-Sensor zur Detektion einer Drehung in der X-Achsen-Richtung (Drehung in einer Richtung, die der Ebene mit der Y-Achse und der X-Achse entspricht).
Wenn keine Drehung in der Y-Achsen-Richtung (keine Drehung in einer Richtung, die der Ebene mit der Z-Achse und der Y-Achse entspricht), vorliegt, wie in 1(b) gezeigt, gibt der Hall-Sensor 40 ein elektrisches Signal aus, das der Bewegungsgröße und -richtung des Trägers 20 in Eins-zu-Eins-Beziehung basierend auf einer Ausgangsposition (Standardeinstellung) entspricht.
Die herkömmliche Vorrichtung erzeugt jedoch eine dreidimensionale Bewegung, da sich der Träger 20 in einer kombinierten Zwei-Achsen-Richtung dreht. Aus diesem Grund werden trotz der Tatsache, dass der Wert des Hall-Sensors, der entsprechend der Größe und Richtung der Drehung basierend auf der X-Achse ausgegeben wird, seine Gleichheit in der Eins-zu-Eins-Beziehung beibehalten sollte, bei einer Drehung der Y-Achse je nach Größe und Richtung der Y-Achsen-Drehung unterschiedliche Werte ausgegeben (siehe 1(c)).
Da der Hall-Sensor 40 der herkömmlichen Vorrichtung zudem auf komplexe Weise sämtliche Magnetkräfte sensiert, die in jeden Magnetpol des zweipoligen Magneten eingehen und aus diesen ausgehen, treten bei einer basierend auf der Y-Achsen-Richtung auftretenden physikalischen Bewegung starke Schwankungen oder Verschiebungen im Signal des Hall-Sensors auf, der eine Drehung in der X-Achsen-Richtung detektiert.
Bei der wie oben beschriebenen herkömmlichen Vorrichtung, kann die genaue Position des Trägers 20 basierend auf der X-Achsen-Richtung nicht präzise erzeugt werden, da die Bewegung in der X-Achsen-Richtung direkt von der Bewegung in der Y-Achsen-Richtung beeinflusst wird.
Auch wenn ein Algorithmus zur Korrektur des Signals des Hall-Sensors 40 entsprechend der Bewegung oder Richtung der Y-Achsen-Richtung angewendet wird, ist es sehr schwierig, den Korrekturalgorithmus anzuwenden, da sich die Größe, Richtung oder dergleichen der auf der Y-Achse basierenden Bewegung dynamisch ändern. Auch wenn der Korrekturalgorithmus angewendet wird, ist es sehr schwierig, die OIS zu implementieren, die sofort auf ein Phänomen wie Händezittern reagiert, da die arithmetische Verarbeitung sehr zeitaufwendig ist.
Offenbarung
Technisches Problem
Die vorliegende Offenbarung ist dazu konzipiert, die Probleme des Stands der Technik zu lösen und daher betrifft die vorliegende Offenbarung das Bereitstellen einer Vorrichtung zur Betätigung eines optisches Reflektors und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Position eines optischen Reflektors, der eine Bewegungsdistanz und eine Bewegungsrichtung eines Drehträgers präzise erzeugen kann, indem einfach ein Signalwert berechnet wird, der von jedem Hall-Sensor ausgeben wird, unter Verwendung von mindestens einem Magneten mit einem einzelnen Pol an einer zugewandten Fläche und mehreren Hall-Sensoren, die an verschiedenen Positionen zum Sensieren einer Magnetkraft des Magneten vorgesehen sind, und somit eine Position des optischen Reflektors präzise steuert.
Diese und andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Offenbarung können anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung verstanden werden und werden anhand der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung vollständig ersichtlich. Es ist ebenfalls leicht zu verstehen, dass Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Offenbarung mittels der in den beigefügten Zeichnungen und Kombination davon gezeigten Mitteln realisiert werden können.
Technische Lösung
Nach einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Vorrichtung zur Betätigung eines optischen Reflektors vorgesehen, die Folgendes aufweist: einen ersten Träger, der dazu ausgebildet ist, sich basierend auf einer ersten Richtung senkrecht zu einer optischen Achse zu drehen; einen zweiten Träger, der einen optischen Reflektor zum Reflektieren eines Lichts in Richtung auf ein Objektiv aufweist und in dem ersten Träger untergebracht ist, um sich basierend auf einer zweiten Richtung senkrecht sowohl zur optischen Achse als auch zur ersten Richtung relativ zu dem ersten Träger zu drehen; mehrere Magnete, die an dem zweiten Träger an verschiedenen Positionen vorgesehen sind; mehrere Hall-Sensoren, die zur Ausgabe von Signalen ausgebildet sind, die jeweils den Positionen der mehreren Magnete entsprechen; und eine Positionssteuereinheit, die zur Berechnung der von mehreren Hall-Sensoren eingegebenen Signale ausgebildet ist, um ein Positionssignal zu erzeugen, das ein Signal über eine aktuelle Position des zweiten Trägers ist.
Hierbei kann der Magnet der vorliegenden Offenbarung mehrere Magnete aufweisen, die an dem zweiten Träger an verschiedenen Position vorgesehen sind, und in diesem Fall können die mehreren Hall-Sensoren so ausgebildet sein, dass sie Signale ausgeben, die jeweils den Positionen der mehreren Magnete entsprechen.
Zudem können die mehreren Magnete der vorliegenden Offenbarung einen ersten Magneten aufweisen, der an dem zweiten Träger vorgesehen ist, sowie einen zweite Magneten, der an dem zweiten Träger an einer Position vorgesehen ist, die eine Bewegungsverschiebung entgegengesetzt zu einer Bewegungsverschiebung des ersten Magneten aufweist, wenn sich der zweite Träger dreht, und in diesem Fall können die mehreren Hall-Sensoren einen ersten Hall-Sensor aufweisen, der zur Ausgabe eines ersten Signals ausgebildet ist, welches der Position des ersten Magneten entspricht, sowie einen zweiten Hall-Sensor, der zur Ausgabe eines zweiten Signals ausgebildet ist, welcher der Position des zweiten Magneten entspricht.
Vorzugsweise kann der Magnet der vorliegenden Offenbarung einen einzelnen Pol an einer Fläche aufweiche, die den mehreren Hall-Sensoren zugewandt ist.
Bei einer Ausführungsform können der erste Magnet und der zweite Magnet der vorliegenden Offenbarung den gleichen Pol an Flächen aufweisen, die dem ersten und dem zweiten Hall-Sensor zugewandt sind, und die Positionssteuereinheit kann das Positionssignal erzeugen, indem sie die Subtraktion am ersten und zweiten Signal durchführt.
Bei einer anderen Ausführungsform können der erste Magnet und der zweite Magnet der vorliegenden Offenbarung unterschiedliche Pole an Flächen aufweisen, die dem ersten und dem zweiten Hall-Sensor zugewandt sind, und die Positionssteuereinheit kann das Positionssignal erzeugen, indem sie die Addition am ersten und zweiten Signal durchführt.
Besonders bevorzugt können der erste und der zweite Hall-Sensor der vorliegenden Offenbarung an dem ersten bzw. dem zweiten Magneten an Positionen mit einer relativ großen Drehverschiebung vorgesehen sein.
Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ferner eine Vorrichtung zur Steuerung einer Position eines optischen Reflektors vorgesehen, die Folgendes aufweist: einen ersten Träger, der dazu ausgebildet ist, sich basierend auf einer ersten Richtung senkrecht zu einer optischen Achse zu drehen; einen zweiten Träger, der einen optischen Reflektor zum Reflektieren eines Lichts in Richtung auf ein Objektiv aufweist und in dem ersten Träger untergebracht ist, um sich basierend auf einer zweiten Richtung senkrecht sowohl zur optischen Achse als auch zur ersten Richtung relativ zu dem ersten Träger zu drehen; einen ersten und einen zweiten Magneten, die an dem zweiten Träger an verschiedenen Positionen vorgesehen sind; und einen ersten und einen zweiten Hall-Sensor, die zur Ausgabe von Signalen ausgebildet sind, die jeweils den Positionen des ersten und des zweiten Magneten entsprechen, wobei die Vorrichtung ferner eine Eingabeeinheit aufweist, die zum Empfangen von Signalen von dem ersten und dem zweiten Hall-Sensor ausgebildet ist; und eine Signalerzeugungseinheit, die zur Berechnung der von dem ersten und dem zweiten Hall-Sensor eingegebenen Signale ausgebildet ist, um ein Positionssignal zu erzeugen, das ein Signal über eine aktuelle Position des zweiten Trägers ist.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung der vorliegenden Offenbarung ferner eine Antriebssteuereinheit auf, die zur Steuerung einer Antriebskraft von einer dem erzeugten Positionssignal entsprechenden Größe und Richtung ausgebildet ist, die an eine Antriebsspule angelegt wird, die den zweiten Träger dreht.
Wenn der erste und der zweite Magnet den gleichen Pol an Flächen aufweisen, die dem ersten und dem zweiten Hall-Sensor zugewandt sind, kann die Signalerzeugungseinheit der vorliegenden Offenbarung ferner das Positionssignal erzeugen, indem sie die Subtraktion am ersten und zweiten Signal durchführt. Wenn der erste und der zweite Magnet unterschiedliche Pole an Flächen aufweisen, die dem ersten und dem zweiten Hall-Sensor zugewandt sind, kann die Signalerzeugungseinheit ferner das Positionssignal erzeugen, indem sie die Addition am ersten und zweiten Signal durchführt.
Zudem kann der zweite Magnet der vorliegenden Offenbarung an dem zweiten Träger an einer Position vorgesehen sein, die eine Bewegungsverschiebung entgegengesetzt zu einer Bewegungsverschiebung des ersten Magneten aufweist, wenn sich der zweite Träger dreht.
Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ferner ein Verfahren zur Steuerung einer Position eines optischen Reflektors vorgesehen, das Folgendes umfasst: einen Signaldetektionsschritt zur Detektion von Signalen, die jeweils Positionen mehrere Magnete entsprechen, die an einem Träger vorgesehen sind, der an einem Vorderende eines Objektivs vorgesehen ist und einen optisches Reflektor zum Reflektieren eines Lichts in Richtung auf das Objektiv aufweist, an einander gegenüberliegenden Flächen basierend auf einem Träger aus mehreren Hall-Sensoren; einen Positionssignal-Erzeugungsschritt zur Erzeugung eines Positionssignals des Trägers, indem die Subtraktion an den Signalen durchgeführt wird, wenn die mehreren Magnete den gleichen Pol an Flächen aufweisen, die jeweils den mehreren Hall-Sensoren zugewandt sind, und indem die Addition an den Signalen durchgeführt wird, wenn die mehreren Magnete unterschiedliche Pole an Flächen aufweisen, die jeweils den mehreren Hall-Sensoren zugewandt sind; und einen Positionssteuerschritt zur Steuerung einer Position des Trägers unter Verwendung des Positionssignals.
Vorteilhafte Effekte
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, effektiv zu verhindern, dass das Hall-Sensor-Signal gestört oder abgelenkt wird, da sämtliche der mehreren Hall-Sensoren zum Sensieren der Magnetkraft eines einpoligen Magneten ausgebildet sind, obwohl sich ein optisches System (ein optischer Reflektor) in drei Dimensionen dreht.
Zudem ist es nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung möglich, den Sensierbereich und die Auflösung des Hall-Sensors zu erweitern oder zu verbessern, indem mehreren Hall-Sensoren einfach ermöglicht wird, verschiedene Bewegungsverschiebungen von Magneten zu detektieren und eine einfache Berechnung durch Addition oder Subtraktion der Signale durchzuführen. Da die Direktionalität des optischen Reflektors durch ein Codierungsschema der Berechnungsergebniswerte genau detektiert werden kann, kann die Position des optischen Reflektors entsprechend einem Händezittern oder dergleichen präziser korrigiert werden.
Außerdem ist es nach der vorliegenden Offenbarung möglich, die Reaktionsfähigkeit der Positionskorrekturfunktion durch ein Händezittern weiter zu verbessern, da die Position des optischen Reflektors nur durch eine einfache physikalischen Konfiguration und einen Algorithmus festgelegt werden kann und die Position des optischen Reflektors basierend auf der festgelegten Position gesteuert werden kann.
Figurenliste
Die beigefügten Zeichnungen veranschaulichen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung und dienen zusammen mit der vorstehenden Offenbarung dazu, ein weiteres Verständnis der technischen Merkmale der vorliegenden Offenbarung zu vermitteln, weshalb die vorliegenden Offenbarung nicht als auf die Zeichnungen beschränkt ausgelegt ist.

1 zeigt eine Abbildung mit Darstellung eines Aufbaus einer herkömmlichen Betätigungsvorrichtung eines optischen Reflektors und eines Ausgabesignals eines Hall-Sensors, der bei der herkömmlichen Betätigungsvorrichtung eines optischen Reflektors angewendet wird,
2 und 3 zeigen Abbildungen mit Darstellung einer detaillierten Konfiguration einer Vorrichtung zur Betätigung eines optischen Reflektors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung,
4 zeigt eine Abbildung mit Darstellung eines Aufbaus eines ersten Trägers und eines zweiten Trägers der vorliegenden Offenbarung,
5 zeigt eine Querschnittsansicht mit Darstellung einer detaillierten Konfiguration der Vorrichtung zur Betätigung eines optischen Reflektors gemäß der vorliegenden Offenbarung,
6 und 7 zeigen Abbildungen mit Darstellung von Ausgabesignalen der mehreren Hall-Sensoren und einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zur Berechnung der Ausgabesignale,
8 zeigt ein Blockdiagramm mit Darstellung einer detaillierten Konfiguration einer Vorrichtung zur Steuerung einer Position eines optischen Reflektors nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, und
9 zeigt ein Flussdiagramm mit Darstellung von Prozessen eines Verfahrens zur Steuerung einer Position eines optischen Reflektors gemäß der vorliegenden Offenbarung.

Beste Ausführunasform
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher beschrieben. Vor der Beschreibung ist zu verstehen, dass die in der Spezifikation und den beigefügten Ansprüchen verwendeten Begriffe nicht so auszulegen sind, dass sie auf allgemeine und in Wörterbüchern verwendete Bedeutungen beschränkt sind, sondern dass sie auf der Grundlage der Bedeutungen und Konzepte zu interpretieren sind, die den technischen Aspekten der vorliegenden Offenbarung entsprechen, und zwar auf der Grundlage des Grundsatzes, dass es dem Erfinder gestattet ist, Begriffe für die beste Erklärung angemessen zu definieren.
Daher ist die hier vorgeschlagene Beschreibung nur ein bevorzugtes Beispiel, das lediglich der Veranschaulichung dient und nicht den Umfang der Offenbarung einschränken soll, so dass daher verstanden werden sollte, dass andere Äquivalente und Modifikationen daran vorgenommen werden könnten, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen.
2 und 3 zeigen Abbildungen mit Darstellung einer detaillierten Konfiguration einer Vorrichtung 100 zur Betätigung eines optischen Reflektors (nachfolgend als eine „optische Vorrichtung“ bezeichnet) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und 4 zeigt eine Abbildung mit Darstellung eines Aufbaus eines ersten Trägers 130 und eines zweiten Trägers 120 der vorliegenden Offenbarung.
Wie in den Figuren gezeigt, kann die Betätigungsvorrichtung 100 der vorliegenden Offenbarung einen ersten Träger 130, einen zweiten Träger 120, einen Magneten 150, einen Hall-Sensor 160 und eine Positionssteuereinheit 160 aufweisen.
Wie vorstehend beschrieben, ist der Hall-Sensor 160 eine elektronische Vorrichtung oder Einheit, die ein elektrisches Signal entsprechend einem Abstand zu einem Magneten unter Verwendung eines Hall-Effekts ausgibt. Ein Betätigungsantrieb, der üblicherweise bei einer herkömmlichen Vorrichtung angewendet wird, verwendet das von dem Hall-Sensor eingegebene elektrische Signal, um eine Rückkopplungsregelung durchzuführen, so dass eine Antriebskraft von einer für die Antriebsspule geeigneten Größe und Richtung angewendet wird, und weist eine Ein-/Ausgabeeinheit, einen Speicher, eine CPU und dergleichen auf.
Der Hall-Sensor und der Betätigungsantrieb können auf einer Leiterplatte 50 als unabhängige einzelne Komponenten montiert sein, jedoch können der Hall-Sensor und der Betätigungsantrieb auch als ein Chip integriert sein.
Die Positionssteuereinheit 160 der vorliegenden Offenbarung, die später erläutert wird, ist eine Konfiguration, die für den Betätigungsantrieb steht. Die Figuren zeigen eine Ausführungsform, bei der die Positionssteuereinheit 160 als ein Chip oder Modul zusammen mit mindestens einem Hall-Sensor unter den mehreren Hall-Sensoren mittels SOC (System-on-Chip) oder dergleichen implementiert ist. In Anbetracht dessen wird in der nachfolgenden Beschreibung mit dem gleichen Bezugszeichen auf den Hall-Sensor und die Positionssteuereinheit verwiesen.
Die Betätigungsvorrichtung 100 der vorliegenden Offenbarung ist an einem Vorderende eines Objektivs 300 angeordnet, welches so geformt ist, dass es sich in einer vertikalen Länge (der Z-Achsen-Richtung) erstreckt, und entspricht einer Vorrichtung zum Ändern (Reflektieren, Brechen oder dergleichen) eines Lichtwegs eines Motivs durch einen optischen Reflektor 121, so dass dieser in Richtung auf das Objektiv 300 verläuft.
Wie in 2 gezeigt, kann die Betätigungsvorrichtung 100 der vorliegenden Offenbarung zum Brechen des Lichtwegs mittels des optischen Reflektors 121 ausgebildet sein, damit das Licht in Richtung auf das Objektiv 300 verlaufen kann. Somit kann das Objektiv 300 nicht in der Dickenrichtung eines tragbaren Endgeräts, sondern in einer Längenrichtung des tragbaren Endgeräts installiert sein, und die Dicke des tragbaren Endgeräts wird nicht erhöht, um für ein kleines und schlankes Design des tragbaren Endgeräts optimiert zu sein.
Basierend auf dem in 2 gezeigten Beispiel ist ein optischer Reflektor 121 der vorliegenden Offenbarung an einer Seite zu einer Öffnung der Verkleidung 110 hin installiert, in die Licht an der Betätigungsvorrichtung 100 eintritt, und zwar an einer Seite, die nach vorne in der Y-Achsen-Richtung gerichtet ist.
In 2 ist der Weg des von außen kommenden Lichts Z1 und der Weg des in das Objektiv 300 eingeführten Lichts, das durch Brechen oder Reflektieren des Lichts Z1 durch den optischen Reflektor 121 gebildet wird, Z. In der nachfolgenden Beschreibung wird die Z-Achse als eine optische Achse oder als eine Richtung der optischen Achse bezeichnet. Eine Achse senkrecht zu der optischen Achse wird als Y-Achse bezeichnet und eine Achse senkrecht sowohl zu der optischen Achse als auch zu der Y-Achse wird als X-Achse bezeichnet.
Der optische Reflektor 121 zur Änderung des Lichtwegs kann ein Spiegel oder ein Prisma sein oder auch eine Kombination aus beidem und kann unter Verwendung verschiedener Elemente implementiert sein, die einen Weg des von außen in Richtung der optischen Achse einfallenden Lichts reflektieren oder ändern können. Der Spiegel oder das Prima besteht vorzugsweise aus einem Glasmaterial zur Verbesserung der optischen Leistung.
Obwohl nicht in den Figuren gezeigt, kann auch eine Fotografievorrichtung wie z.B. eine CCD oder ein CMOS, die ein Lichtsignal in ein elektrisches Signal umwandelt, unterhalb des Objektivs 300 basierend auf der Richtung der optischen Achse vorgesehen sein und es kann ein Filter zum Blockieren oder Durchlassen eines Lichtsignals eines bestimmten Frequenzbands ebenfalls zusammen vorgesehen sein.
Wie nachstehend beschrieben, bewegt sich das Objektiv bei der vorliegenden Offenbarung nicht in zwei Richtungen senkrecht zu der optische Achse Z, und zwar in der Y-Achsen-Richtung (eine erste Richtung) und der X-Achsen-Richtung (eine zweite Richtung), jedoch dreht sich der am Vorderende des Objektivs 300 befindliche optische Reflektor 121 zum Ändern eines Lichtwegs in der Y-Achsen-Richtung (der ersten Richtung) und der X-Achsen-Richtung (der zweiten Richtung) zum Implementieren der OIS.
Bei der vorliegenden Offenbarung wird die Y-Achsen-Richtung als die erste Richtung und die X-Achsen-Richtung als die zweite Richtung bezeichnet. Diese Begriffe werden jedoch nur relativ zueinander unterschieden und es ist auch möglich, dass die X-Achsen-Richtung die erste Richtung und die Y-Achsen-Richtung die zweite Richtung ist. Das heißt, dass bei der Beschreibung der vorliegenden Offenbarung die erste Richtung die X-Achsen-Richtung oder die Y-Achsen-Richtung sein kann und die zweite Richtung eine andere Richtung als die erste Richtung in der X-Achsen-Richtung und der Y-Achsen-Richtung sein kann.
Der erste Träger 130 der vorliegenden Offenbarung ist in dem Gehäuse 140 untergebracht, um sich in der Y-Achsen-Richtung (der ersten Richtung) zu drehen. Wenn der erste Träger 130 ein bewegter Körper ist, der sich dreht, entspricht das Gehäuse 140 einem fixierten Körper.
Dabei ist der zweite Träger 120 der vorliegenden Offenbarung in dem ersten Träger 130 untergebracht und dazu ausgebildet, sich in der X-Achsen-Richtung (der zweiten Richtung) basierend auf dem ersten Träger 130 zu drehen. Dabei entspricht der erste Träger 130 einem fixierten Körper relativ zu dem zweiten Träger 120, der sich dreht.
Wenn sich der erste Träger 130 basierend auf der Y-Achsen-Richtung (eine Richtung, die der Eben mit der Y-Achse und der Z-Achse entspricht) dreht, da der zweite Träger 120 in dem ersten Träger 130 untergebracht ist, dreht sich der zweite Träger 120 ebenfalls zusammen mit dem ersten Träger 130.
In diesem Zustand, wenn die OIS-Betätigung in der X-Achsen-Richtung (der Richtung, die der Ebene mit der X-Achse und der Y-Achse entspricht) durchgeführt wird, dreht sich der zweite Träger 120 in der X-Achsen-Richtung relativ zu dem ersten Träger 130. Das heißt, wenn sich der erste Träger 130 dreht, dreht sich der zweite Träger 120 ebenfalls, aber, auch wenn sich der zweite Träger 120 dreht, dreht sich der erste Träger 130 aufgrund der Drehung des zweiten Trägers 120 nicht.
Da der optische Reflektor 121 der vorliegenden Offenbarung an dem zweiten Träger 120 vorgesehen ist, wenn die OIS-Betätigung in der Y-Achsen-Richtung von dem vorstehenden Mechanismus durchgeführt wird, werden der erste Träger 130 und der zweite Träger 120 gedreht und somit dreht sich der dem zweiten Träger 120 bereitgestellte optische Reflektor 121 ebenfalls basierend auf der Y-Achsen-Richtung, um das Händezittern in der Y-Achsen-Richtung zu korrigieren.
Wenn die OIS-Betätigung in der X-Achsen-Richtung durchgeführt wird, dreht sich zudem nur der zweite Träger 120 basierend auf dem ersten Träger 130 und somit dreht sich der dem zweiten Träger 120 bereitgestellte optische Reflektor 121 basierend auf der X-Achsen-Richtung, um das Händezittern in der X-Achsen-Richtung zu korrigieren.
Wie in den 2 und 3 gezeigt, befindet sich die Leiterplatte 50 aus FPCB oder dergleichen auf einer Rückfläche des Gehäuses 140 (basierend auf der Y-Achsen-Richtung). Die Leiterplatte 50 weist eine dritte Antriebsspule 55 zum Antreiben des ersten Trägers 130, eine erste Antriebsspule 51 und/oder eine zweite Antriebsspule 52 zum Antreiben des zweiten Trägers 120 und die mehreren Hall-Sensoren 160 zum Detektieren der Positionen des ersten Trägers 130 und des zweiten Trägers 120 und den daran montierten Betätigungsantrieb (die Positionssteuereinheit) 160 auf.
Wenn eine Antriebskraft von geeigneter Größe und Richtung an die dritte Antriebsspule 55, die an der Leiterplatte 50 vorgesehen ist, angelegt wird, wird eine Magnetkraft zwischen dem dritten Magneten 155, der an dem ersten Träger 130 vorgesehen ist, und der dritten Antriebsspule 55 erzeugt, und der erste Träger 130 mit dem Magneten 155 dreht sich durch die erzeugte Magnetkraft.
Mehrere zweite Kugeln 170-2 sind zwischen dem ersten Träger 130 und dem Gehäuse 140 vorgesehen. Der erste Träger 130 dreht sich basierend auf dem Gehäuse 140 mit einer Reibungskraft, die aufgrund der Bewegung, des Rollens und des Punktkontakts der zweiten Kugeln 170-2 minimiert ist, wodurch sich der erste Träger 130 flüssiger drehen kann, Geräusche reduziert werden, die Antriebskraft minimiert wird, die Antriebspräzision verbessert wird und dergleichen.
Um die Beabstandung zwischen dem Gehäuse 140 und dem ersten Träger 130 in einem angemessenen Abstand zu halten und die Drehung des ersten Trägers 130, wie in 4 gezeigt, effektiver zu führen, wird bevorzugt, dass die zweite Kugel 170-2 in dem Gehäuse 140 und/oder dem erstem Träger 130 so geformt ist, dass sie teilweise in der Führungsschiene 133 mit einer abgerundeten Form untergebracht ist.
Zudem ist ein zweites Joch 57 der vorliegenden Offenbarung, das an dem Gehäuse 140 vorgesehen ist, derart angeordnet, dass es dem dritten Magneten 155 zugewandt ist, der an dem ersten Träger 130 vorgesehen ist, wobei die zweite Kugel 170-2 dazwischen liegt.
Das zweite Joch 57 erzeugt eine Anziehungskraft zu dem dritten Magneten 155, der an dem ersten Träger 130 vorgesehen ist, so dass der erste Träger 130 mit dem dritten Magneten 155 nicht von dem Gehäuse 140 getrennt ist, und ermöglicht nicht nur den Punktkontakt zwischen dem ersten Träger 130 und der zweiten Kugel 170-2, sondern auch, dass der Punktkontakt zwischen dem Gehäuse 140 und der zweiten Kugel 170-2 effektiv beibehalten wird.
Wie in 3 gezeigt, weist der zweite Träger 120 der vorliegenden Offenbarung einen ersten Magneten 150-1 und/oder einen zweiten Magneten 150-2 auf und das Gehäuse 140 weist eine erste Antriebsspule 51 und/oder eine zweite Antriebsspule 52 auf, die derart vorgesehen sind, dass sie dem Magnet bzw. den Magneten zugewandt sind.
Wie vorstehend beschrieben, geben der erste Hall-Sensor 160-1 und der zweite Hall-Sensor 160-2 der vorliegenden Offenbarung ein Signal aus, das der Magnetkraftgröße (entsprechend dem Abstand zur Position) des ersten Magneten 150-1 und des zweiten Magneten 150-2 entspricht, um eine korrekte Position des optischen Reflektors 121 zum gegenwärtigen Zeitpunkt präzise zu detektieren.
Der erste Magnet 150-1 und/oder der zweite Magnet 150-2 zum Sensieren der Magnetkraft der Hall-Sensoren 160-1 und 160-2 können Antriebsmagneten sein, welche die Magnetkraft von der ersten Antriebsspule 51 und/oder der zweiten Antriebsspule 52 erhalten, und bei manchen Ausführungsformen können der erste Magnet 150-1 und/oder der zweite Magnet 150-2 Sensiermagnete sein, die an dem zweiten Träger 120 zusätzlich vorgesehen sind.
Wenn der erste Hall-Sensor 160-1 und der zweite Hall-Sensor 160-2 Signale ausgeben, die der Position des ersten Magneten 150-1 und des zweiten Magneten 150-2 entsprechen, führt die Positionssteuereinheit 160 der vorliegenden Offenbarung eine Rückkopplungsregelung durch, so dass eine Antriebskraft von einer der Signalgrößenleistung entsprechenden Richtung und Größe an die erste Antriebsspule 51 und die zweite Antriebsspule 52 angelegt wird, um den zweiten Träger 120 in einer umgekehrten Richtung entsprechend dem Händezittern zu drehen, wodurch das Händezittern in der X-Achsen-Richtung korrigiert wird.
Wie in 4 und dergleichen gezeigt, sind die mehreren ersten Kugeln 170-1 zwischen dem ersten Träger 130 und dem zweiten Träger 120 derart vorgesehen, dass sie teilweise in den Führungsschienen 122, 132 mit einer abgerundeten Form untergebracht sind.
Wie in 4 gezeigt, ist das an dem ersten Träger 130 und dergleichen vorgesehene Joch 131 derart angeordnet, dass es dem ersten Magneten 150-1 und/oder dem zweiten Magneten 150-2 zugewandt ist, die an dem zweiten Träger 120 mit der dazwischen liegenden ersten Kugel 170-1 vorgesehen sind, und das Joch 131 erzeugt eine Anziehungskraft zu den Magneten 150-1, 150-2, so dass der zweite Träger 120 nicht von dem ersten Träger 130 getrennt ist, und ermöglicht nicht nur den Punktkontakt zwischen dem ersten Träger 130 und der ersten Kugel 170-1, sondern auch, dass der Punktkontakt zwischen dem zweiten Träger 120 und der ersten Kugel 170-1 effektiv beibehalten wird.
5 zeigt eine Querschnittsansicht mit Darstellung einer detaillierten Konfiguration der Betätigungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Offenbarung. Wie in 5 gezeigt, ist die Betätigungsvorrichtung 100 der vorliegenden Offenbarung derart ausgebildet, dass sich der optische Reflektor 121 basierend auf der Y-Achsen-Richtung aufgrund der Drehung des ersten Trägers 130 dreht, und zudem dreht sich der optische Reflektor 121 basierend auf der X-Achsen-Richtung aufgrund der Drehung des zweiten Trägers 120.
5 entspricht einer Abbildung mit Darstellung eines detaillierten Aufbaus des zweiten Trägers 120, der sich basierend auf der X-Achsen-Richtung dreht. Wenn die Positionssteuereinheit 160 eine Antriebskraft von geeigneter Größe und Richtung zur Korrektur des Händezitterns steuert, die an die erste Antriebsspule 51 und die zweite Antriebsspule 52 angelegt wird, dreht sich der zweite Träger 120 wie durch einen mittleren Pfeil in 5 angezeigt, wodurch das Händezittern oder dergleichen korrigiert wird.
Wie in 5 gezeigt, ist der erste Magnet 150-1 der vorliegenden Offenbarung an dem zweiten Träger 120 vorgesehen und der zweite Magnet 150-2 kann an dem zweiten Träger 120 vorgesehen sein, jedoch an einer Position, die sich von der Position des ersten Magneten 150-1 unterscheidet.
Der erste Hall-Sensor 160-1 ist an einer dem ersten Magneten 150-1 zugewandten Position vorgesehen und gibt ein erstes Signal aus, das ein der Position des ersten Magneten 150-1 entsprechendes Signal ist. Der zweite Hall-Sensor 160-2 ist an einer dem zweiten Magneten 150-2 zugewandten Position vorgesehen und gibt ein zweites Signal aus, das ein der Position des zweiten Magneten 150-2 entsprechendes Signal ist.
Wenn der erste und der zweite Magnet 150-1, 150-2 an unterschiedlichen Position vorgesehen sind, wie vorstehend beschrieben, bewegen sich bei Bewegung des zweiten Trägers 120 der erste Magnet 150-1 und der zweite Magnet 150-2 in unterschiedlichen Bewegungsbahnen oder unterschiedlichen Drehwinkeln, weshalb der erste und der zweite Hall-Sensor 160-1, 160-2 unterschiedliche Signale ausgeben.
Obwohl der erste Magnet 150-1 und der zweite Magnet 150-2 mehrere Magnete sein können, die sich physisch voneinander unterscheiden, können der erste Magnet 150-1 und der zweite Magnet 150-2 auch ein einzelner Magnet sein, da das gleiche Ergebnis wie oben erzielt wird, auch wenn sich die Hall-Sensoren 160 auf der Grundlage eines einzelnen Magneten an verschiedenen Positionen befinden.
Wie in Bezug auf den herkömmlichen Stand der Technik beschrieben, wenn der Hall-Sensor derart ausgebildet ist, dass er eine Magnetkraft eines Magneten sensiert, der in einer zweipoligen Form magnetisiert ist, sensiert der Hall-Sensor sämtliche Richtungen der Magnetkraft, die in den N-Pol und den S-Pol eintritt und aus diesen austritt, und somit ändert sich die Magnetkraft des an dem zweiten Träger 120 vorgesehenen Magneten 150 in drei Dimensionen aufgrund der Drehung des ersten Trägers 130, wodurch eine stärkere Signalstörung erzeugt wird.
Aus diesem Grund wird bei der vorliegenden Offenbarung zur effektiven Lösung des obigen Problems ein Magnet mit einem einzelnen Pol anstelle von zwei Polen an einer dem Hall-Sensor 160 zugewandten Fläche verwendet. Wenn der einpolige Magnet derart vorgesehen ist, dass er dem Hall-Sensor 160 zugewandt ist, sensiert der Hall-Sensor 160 nur einen Magnetkraft-Größenwert einer bestimmten Polarität, die von dem einzelnen Pol erzeugt wird, und somit wird die von der dreidimensionalen Positionsänderung verursache Signalstörung erheblich reduziert.
Wenn jeder der mehreren Hall-Sensoren 160-1, 160-2 ein Signal ausgibt, das der Position des ihm entsprechenden Magneten 150 entspricht, berechnet die Positionssteuereinheit 160 der vorliegenden Offenbarung die Signale, um ein Positionssignal zu erzeugen, das ein Signal über eine aktuelle Position des zweiten Trägers 120 ist.
Wenn der Hall-Sensor 160 zum Sensieren der Magnetkraft des einpoligen Magneten ausgebildet ist, kann der Sensierbereich im Vergleich zu dem Fall, bei dem die Magnetkraft eines zweipoligen Magneten sensiert wird, verkleinert sein.
Wenn jedoch eine einfache Berechnung zur Verbesserung oder Hervorhebung der Signaleigenschaften sämtlicher Hall-Sensoren 160 wie in der vorliegenden Offenbarung durchgeführt wird, ist es möglich, den Sensierbereich zu erweitern und die sensierte Signalgröße zu erhöhen, wodurch der Nachteil überwunden wird, dass der Sensierbereich verkleinert ist.
Dabei wird bevorzugt, dass der zweite Magnet 150-2 dem zweiten Träger 120, 5 an einer Position mit einer Bewegungsverschiebung entgegengesetzt zu der Bewegungsverschiebung des ersten Magneten 150-1 vorgesehen ist, wie in dem Beispiel aus 5 gezeigt.
In diesem Fall, da die Hall-Sensoren 160-1, 160-2 Zeitreihensignale mit Eigenschaften ausgeben, die einander widersprechen, können bei Berechnung dieser Signal die sensierte Größe und dergleichen weiter verbessert werden, wie später beschrieben wird.
Wie in 5 gezeigt, wenn sich der zweite Träger 120 im Uhrzeigersinn dreht, da sowohl der erste Magnet 150-1 als auch der zweite Magnet 150-2 an dem zweiten Träger 120 montiert sind, dreht sich der zweite Träger 120 im Uhrzeigersinn zusammen mit der Drehung des zweiten Trägers 120.
Wenn sich der erste Träger 130 im Uhrzeigersinn dreht, bewegt sich der erste Magnet 150-1 in eine Richtung hin zum ersten Hall-Sensor 160-1 und der zweite Magnet 150-2 bewegt sich in eine Richtung weg von dem zweiten Hall-Sensor 160-2, gegenüber dem ersten Magneten 150-1.
Das heißt, wenn sich der erste Träger 130 in eine Richtung dreht, hat der erste Hall-Sensor 160-1 oder der zweite Hall-Sensor 160-2 die Eigenschaft, den Signalwert zu erhöhen, und der andere hat die Eigenschaft, den Signalwert zu verringern.
Wenn der erste und der zweite Magnet 150-1, 150-2 und der erste und der zweite Hall-Sensor 160-1, 160-2 in gegenseitiger symmetrischer Beziehung positioniert sind, können die Hall-Sensor-Signale ferner direkt proportional zueinander erhöht oder verringert werden.
Die vorliegende Offenbarung verwendet die obige wechselseitige Beziehung zur Berechnung der Signale der Hall-Sensoren und verwendet die berechneten Ergebnisse bei der Antriebssteuerung des optischen Reflektors 121. Dadurch ist es möglich, ein Hall-Sensor-Signal einer Größe zu erzeugen, die für jede X-Achsen-Richtungsposition des optischen Reflektors 121 ausreichend ist, und die Direktionalität davon genau zu sensieren.
6 und 7 sind Abbildungen mit Darstellung eines Ausgangssignals der mehreren Hall-Sensoren und einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zur Berechnung der Ausgangssignale. 6 zeigt den Fall, bei dem der Pol des ersten Magneten 150-1, der dem ersten Hall-Sensor 160-1 zugewandt ist, identisch mit dem Pol (N) des zweiten Magneten 150-2 ist, der dem zweiten Hall-Sensor 160-2 zugewandt ist.
Wenn sich der zweite Träger 120 im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn dreht, basierend auf einer Referenzposition (Standardeinstellung) des zweiten Trägers 120, kommen ein erstes Signal f(a), das ein Ausgabewert des ersten Hall-Sensors 160-1 ist, und ein zweites Signal f(b), das ein Ausgabewert des zweiten Hall-Sensors 160-2 ist, zu der Form aus 6(b). Da das Ausgabesignal des Hall-Sensors in einer lineare Beziehung zu dem Abstand zwischen dem Magneten und dem Hall-Sensor ist, sind das erste Signal und das zweite Signal umgekehrt proportional zueinander.
Wenn also die Subtraktion am ersten Signal f(a) und am zweiten Signal f(b) durchgeführt wird, wird die sensierte Größe von „b-a“ auf „2b“ verstärkt, wie in 6(c) gezeigt, so dass die Drehung des zweiten Trägers 120 deutlicher sensiert werden kann.
Wenn die Subtraktion am ersten Signal f(a) und am zweiten Signal f(b) verwendet wird, können zudem die Positionssignale eines Signalsystems erzeugt werden, das sowohl positive als auch negative Zahlenbereiche enthält, wie in 6(c), wodurch die Drehrichtung des zweiten Trägers 120 ebenfalls genauer sensiert werden kann.
Wenn die Drehverschiebung des ersten Magneten 150-1 und des zweiten Magneten 150-2 größer ist, ändert sich das von den Hall-Sensoren 160-1, 160-2 ausgegebene Signal stärker. Zur weiteren Verbesserung der Auflösung der von den Hall-Sensoren 160-1, 160-2 sensierten Signale sind der erste Magnet 150-1 und der zweite Magnet 150-2 vorzugsweise an dem zweiten Träger 120 an Positionen vorgesehen, die von der Mitte der zweiten Trägers 120 abweichen.
Zur weiteren Verbesserung der Auflösung des von den Hall-Sensoren detektierten Signals, wie in den 6(a) und 7(a) gezeigt, sind der erste Hall-Sensor 160-1 und der zweite Hall-Sensor 160-2 zudem vorzugsweise an Positionen vorgesehen, die von der Mitte des ersten Magneten 150-1 und des zweiten Magneten 150-2 verschobene (D) sind.
7 zeigt den Fall, bei dem der Pol des ersten Magneten 150-1, der dem ersten Hall-Sensor 160-1 zugewandt ist, dem Pol des zweiten Magneten 150-2 gegenüberliegt, der dem zweiten Hall-Sensor 160-2 zugewandt ist.
In diesem Fall, wie in 7(b) gezeigt, weist das erste Signal f(a) einen positiven Wert und das zweite Signal f(b) einen negativen Wert auf. Wenn also die Addition auf das erste Signal f(a) das zweite Signal f(b) angewendet wird, kann die sensierte Größe von „b-a“ auf „2b“ erweitert werden und es kann ein Positionssignal eines Signalsystems erzeugt werden, das sowohl positive als auch negative Zahlenbereiche enthält, wie in 7(c) gezeigt.
8 zeigt ein Blockdiagramm mit Darstellung einer detaillierten Konfiguration einer Positionssteuervorrichtung 200 nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und 9 zeigt ein Flussdiagramm mit Darstellung von Prozessen eines Verfahrens zur Steuerung einer Position eines optischen Reflektors, das an der Positionssteuervorrichtung 200 gemäß der vorliegenden Offenbarung durchgeführt wird.
Wenn es sich bei der oben beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung um eine Ausführungsform in Bezug auf einen Kameraaktuator handelt, der die Drehung des optischen Reflektors 121 antreibt, dann ist die nachstehend beschriebene Positionssteuervorrichtung 200 der vorliegenden Offenbarung eine Vorrichtung oder ein Modul, das an einen Kameraaktuator montiert ist, der einem oben beschriebenen Betätigungsantrieb entspricht.
Die Positionssteuervorrichtung 200 der vorliegenden Offenbarung, wie in 8 gezeigt, entspricht der Positionssteuereinheit 160 der Betätigungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Offenbarung wie vorstehend beschrieben. Obwohl 8 zeigt, dass die Positionssteuervorrichtung 200 der vorliegenden Offenbarung unabhängig von dem Hall-Sensor 160 ist, kann die Positionssteuervorrichtung 200 der vorliegenden Offenbarung ferner einen Hall-Sensor 160 aufweisen, wenn die Positionssteuervorrichtung 200 und der Hall-Sensor 160 als ein Chip oder Modul implementiert sind, wie vorstehend beschrieben.
Bevor die vorliegende Offenbarung ausführlich erläutert wird, sollte verstanden werden, dass Komponenten der Positionssteuervorrichtung 200 gemäß der vorliegenden Offenbarung, wie in 8 gezeigt, nicht physisch, sondern logisch unterschieden werden.
Mit anderen Worten entspricht jede Komponente einer logischen Komponente zur Implementierung eines technischen Merkmals der vorliegenden Offenbarung und daher sollte jede Komponente, auch wenn sie integriert oder geteilt ist, so interpretiert werden, dass sie in den Umfang der vorliegenden Offenbarung fällt, solange die Funktion der logischen Komponente der vorliegenden Offenbarung erfüllt ist. Zudem sollten sämtliche Komponenten mit identischen oder ähnlichen Funktionen so interpretiert werden, dass sie in den Umfang der vorliegenden Offenbarung fallen, unabhängig davon, ob deren Begriffe identisch sind oder nicht.
Wie in 8 gezeigt, kann die Positionssteuervorrichtung 200 der vorliegenden Offenbarung eine Eingabeeinheit 210, eine Signalerzeugungseinheit 220, eine DB-Einheit 230 und eine Antriebssteuereinheit 240 aufweisen.
Wie vorstehend beschrieben, entspricht die Eingabeeinheit 210 einer Schnittstelle zum Empfangen eines Signals von dem ersten Hall-Sensor 160-1 und dem zweiten Hall-Sensor 160-2 (S910).
Wie in den Figuren gezeigt kann bei einer Ausführungsform die Eingabeeinheit 210 der vorliegenden Offenbarung derart ausgebildet sein, dass sie Signale von mehreren Hall-Sensoren 160-n empfängt, beispielsweise von drei oder mehr Hall-Sensoren, (S910), und in diesem Fall kann die Positionssteuereinheit 160 der vorliegenden Offenbarung derart ausgebildet sein, dass sie ein Positionssignal unter Verwendung sämtlicher der mehreren Signale oder einer Kombination aus ausgewählten Signalen erzeugt.
Wenn das erste Signal und das zweite Signal von der Eingabeeinheit 210 eingegeben werden (S910), berechnet die Signalerzeugungseinheit 220 der vorliegenden Offenbarung das erste Signal und das zweite Signal, um ein Positionssignal zu erzeugen, das ein Signal über eine aktuelle Position des zweiten Trägers 120 ist (S950).
Die DB-Einheit 230 der vorliegenden Offenbarung kann DB-Informationen speichern, wie z.B. eine Lookup-Tabelle, in der Steuerwertinformationen in Bezug auf die Größe und Richtung der an die Antriebsspulen 51, 52 übertragenen Antriebskraft mit einem Wert eines elektrischen Signals (einem Codewert) korreliert sind, das von dem Hall-Sensor basierend auf Spezifikationsinformationen des Hall-Sensors und der Antriebsspulen 51, 52 ausgegeben wird (S900).
Wenn das Positionssignal in der Signalerzeugungseinheit 220 erzeugt wird, greift die Antriebssteuereinheit 240 der vorliegenden Offenbarung auf in der DB-Einheit 230 gespeicherte Informationen zu und liest diese und wählt Steuerwertinformationen aus, die dem Positionssignal entsprechen (S960).
Wenn die Steuerwertinformationen wie vorstehend ausgewählt werden, steuert die Antriebssteuereinheit 240 der vorliegenden Offenbarung die Antriebskraft von einer den Steuerwertinformationen entsprechenden Größe und Richtung, die auf die entsprechenden Antriebsspulen 51, 52 anzuwenden sind, wodurch die OIS-Betätigung von dem optischen Reflektor 121 durchgeführt wird (S970).
Wie vorstehend beschrieben, wenn bei der vorliegenden Offenbarung der erste Magnet 150-1 und der zweite Magnet 150-2 den gleichen Pol an dem ersten Hall-Sensor 160-1 und dem zweiten Hall-Sensor 160-2 zugewandten Flächen aufweisen, erzeugt die Signalerzeugungseinheit 220 das Positionssignal, indem sie die Subtraktion an dem ersten Signal und dem zweiten Signal durchführt (S930).
Wenn zudem bei einer Ausführungsform der erste Magnet 150-1 und der zweite Magnet 150-2 unterschiedliche Pole an dem ersten Hall-Sensor 160-1 und dem zweiten Hall-Sensor 160-2 zugewandten Flächen aufweisen, erzeugt die Signalerzeugungseinheit 220 der vorliegenden Offenbarung das Positionssignal, indem sie die Addition an dem ersten Signal und dem zweiten Signal durchführt (S940).
Die vorliegende Offenbarung wurde ausführlich beschrieben Es sollte jedoch verstanden werden, dass die detaillierte Beschreibung und die spezifischen Beispiele zwar auf bevorzugte Ausführungsformen der Offenbarung hinweisen, jedoch nur zur Veranschaulichung dienen, da verschiedene Änderungen und Modifikationen im Rahmen der Offenbarung für Fachleute auf dem Gebiet aus dieser detaillierten Beschreibung ersichtlich werden.
Bei der vorstehenden Beschreibung dieser Spezifikation sind Begriffe wie „erste“, „zweite“, „obere“ und „untere“ lediglich konzeptuelle Begriffe, die verwendet werden, um Komponenten relativ zueinander zu identifizieren, und sollten daher nicht als Begriffe interpretiert werden, die verwendet werden, um eine bestimmte Reihenfolge, Priorität oder Ähnliches anzugeben.
Die Zeichnungen zur Veranschaulichung der vorliegenden Offenbarung und deren Ausführungsformen können in etwas übertriebener Form gezeigt sein, um den technischen Inhalt der vorliegenden Offenbarung zu unterstreichen oder hervorzuheben, es sollte jedoch verstanden werden, dass von Fachleuten unter Berücksichtigung der obigen Beschreibung und der Illustrationen der Zeichnungen verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Bezugszeichenliste

100:: Betätigungsvorrichtung der vorliegenden Offenbarung
110:: Verkleidung 120: zweiter Träger
130:: erster Träger 140: Gehäuse
150:: Magnet 150-1: erster Magnet
150-2:: zweiter Magnet 150-2 160: Hall-Sensor (Positionssteuereinheit)
160-1:: erster Hall-Sensor 160-2: zweiter Hall-Sensor
170-1:: erste Kugel 170-2: zweite Kugel
51:: erste Antriebsspule 52: zweite Antriebsspule
55:: dritte Antriebsspule
200:: Positionssteuervorrichtung der vorliegenden Offenbarung
210:: Eingabeeinheit 220: Signalerzeugungseinheit
230:: DB-Einheit 240: Antriebssteuereinheit

Claims

Vorrichtung zur Betätigung eines optischen Reflektors mit: einem ersten Träger, der dazu ausgebildet ist, sich basierend auf einer ersten Richtung senkrecht zu einer optischen Achse zu drehen; einem zweiten Träger, der einen optischen Reflektor zum Reflektieren eines Lichts in Richtung auf ein Objektiv aufweist und in dem ersten Träger untergebracht ist, um sich basierend auf einer zweiten Richtung senkrecht sowohl zur optischen Achse als auch zur ersten Richtung relativ zu dem ersten Träger zu drehen; mehreren Magneten, die an dem zweiten Träger an verschiedenen Positionen vorgesehen sind; mehreren Hall-Sensoren, die zur Ausgabe von Signalen ausgebildet sind, die jeweils den Positionen der mehreren Magnete entsprechen; und einer Positionssteuereinheit, die zur Berechnung der von mehreren Hall-Sensoren eingegebenen Signale ausgebildet ist, um ein Positionssignal zu erzeugen, das ein Signal über eine aktuelle Position des zweiten Trägers ist.
Vorrichtung zur Betätigung eines optischen Reflektors nach Anspruch 1, wobei die mehreren Magnete Folgendes aufweisen: einen ersten Magneten, der an dem zweiten Träger vorgesehen ist; und einen zweiten Magneten, der an dem zweiten Träger an einer Position vorgesehen ist, die eine Bewegungsverschiebung entgegengesetzt zu einer Bewegungsverschiebung des ersten Magneten aufweist, wenn sich der zweite Träger dreht, wobei die mehreren Hall-Sensoren Folgendes aufweisen: einen ersten Hall-Sensor, der zur Ausgabe eines ersten Signals ausgebildet ist, das der Position des ersten Magneten entspricht; und einen zweiten Hall-Sensor, der zur Ausgabe eines ersten Signals ausgebildet ist, das der Position des zweiten Magneten entspricht.
Vorrichtung zur Betätigung eines optischen Reflektors nach Anspruch 1, wobei der Magnet einen einzelnen Pol an einer Fläche aufweiche, die den mehreren Hall-Sensoren zugewandt ist.
Vorrichtung zur Betätigung eines optischen Reflektors nach Anspruch 2, wobei der erste und der zweite Magnet den gleichen Pol an Flächen aufweisen, die dem ersten und dem zweiten Hall-Sensor zugewandt sind, und wobei die Positionssteuereinheit das Positionssignal erzeugt, indem sie die Subtraktion an dem ersten Signal und dem zweiten Signal durchführt.
Vorrichtung zur Betätigung eines optischen Reflektors nach Anspruch 2, wobei der erste und der zweite Magnet unterschiedliche Pole an Flächen aufweisen, die dem ersten und dem zweiten Hall-Sensor zugewandt sind, und wobei die Positionssteuereinheit das Positionssignal erzeugt, indem sie die Addition an dem ersten Signal und dem zweiten Signal durchführt.
Vorrichtung zur Betätigung eines optischen Reflektors nach Anspruch 2, wobei der erste und der zweite Hall-Sensor jeweils an dem ersten und dem zweiten Magneten an Positionen mit einer relativ großen Drehverschiebung vorgesehen sind.
Vorrichtung zur Steuerung einer Position eines optischen Reflektors mit: einem ersten Träger, der dazu ausgebildet ist, sich basierend auf einer ersten Richtung senkrecht zu einer optischen Achse zu drehen; einem zweiten Träger, der einen optischen Reflektor zum Reflektieren eines Lichts in Richtung auf ein Objektiv aufweist und in dem ersten Träger untergebracht ist, um sich basierend auf einer zweiten Richtung senkrecht sowohl zur optischen Achse als auch zur ersten Richtung relativ zu dem ersten Träger zu drehen; einem ersten und einem zweiten Magneten, die an dem zweiten Träger an verschiedenen Positionen vorgesehen sind; einem ersten und einem zweiten Hall-Sensor, die zur Ausgabe von Signalen ausgebildet sind, die jeweils den Positionen des ersten und des zweiten Magneten entsprechen, wobei die Vorrichtung ferner Folgendes aufweist: eine Eingabeeinheit, die zu Empfangen von Signalen von dem ersten und dem zweiten Hall-Sensor ausgebildet ist; und eine Signalerzeugungseinheit, die zur Berechnung der von dem ersten und dem zweiten Hall-Sensor eingegebenen Signale ausgebildet ist, um ein Positionssignal zu erzeugen, das ein Signal über eine aktuelle Position des zweiten Trägers ist.
Vorrichtung zur Steuerung einer Position eines optischen Reflektors nach Anspruch 7, ferner mit: einer Antriebssteuereinheit, die zur Steuerung einer Antriebskraft von einer dem erzeugten Positionssignal entsprechenden Größe und Richtung ausgebildet ist, die an eine Antriebsspule angelegt wird, die den zweiten Träger dreht.
Vorrichtung zur Steuerung einer Position eines optischen Reflektors nach Anspruch 7, wobei, wenn der erste und der zweite Magnet den gleichen Pol an Flächen aufweisen, die dem ersten und dem zweiten Hall-Sensor zugewandt sind, erzeugt die Signalerzeugungseinheit das Positionssignal, indem sie die Subtraktion am ersten und zweiten Signal durchführt.
Vorrichtung zur Steuerung einer Position eines optischen Reflektors nach Anspruch 7, wobei, wenn der erste und der zweite Magnet unterschiedliche Pole an Flächen aufweisen, die dem ersten und dem zweiten Hall-Sensor zugewandt sind, erzeugt die Signalerzeugungseinheit das Positionssignal, indem sie die Addition am ersten und zweiten Signal durchführt.
Vorrichtung zur Steuerung einer Position eines optischen Reflektors nach Anspruch 7, wobei der zweite Magnet an dem zweiten Träger an einer Position vorgesehen ist, die eine Bewegungsverschiebung entgegengesetzt zu einer Bewegungsverschiebung des ersten Magneten aufweist, wenn sich der zweite Träger dreht.
Verfahren zur Steuerung einer Position eines optischen Reflektors mit folgenden Schritten: einem Signaldetektionsschritt zur Detektion von Signalen, die jeweils Positionen mehrere Magnete entsprechen, die an einem Träger vorgesehen sind, der an einem Vorderende eines Objektivs vorgesehen ist und einen optisches Reflektor zum Reflektieren eines Lichts in Richtung auf das Objektiv aufweist, an einander gegenüberliegenden Flächen basierend auf einem Träger aus mehreren Hall-Sensoren; einem Positionssignal-Erzeugungsschritt zur Erzeugung eines Positionssignals des Trägers, indem die Subtraktion an den Signalen durchgeführt wird, wenn die mehreren Magnete den gleichen Pol an Flächen aufweisen, die jeweils den mehreren Hall-Sensoren zugewandt sind, und indem die Addition an den Signalen durchgeführt wird, wenn die mehreren Magnete unterschiedliche Pole an Flächen aufweisen, die jeweils den mehreren Hall-Sensoren zugewandt sind; und einem Positionssteuerschritt zur Steuerung einer Position des Trägers unter Verwendung des Positionssignals.