KR100247766B1 - 비디오 카메라의 리니어모터 위치검출장치 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 포커스렌즈의 이동위치를 보다 정밀하게 검출할 수 있도록 한 비디오 카메라의 리니어모터 위치검출장치에 관한 것으로서, 본 발명의 특징은 위치마그네트의 이동 위치를 검출하고 이에 따른 3상신호를 출력하는 MR센서와, 상기 MR센서로부터 출력된 3상신호에 따라 리니어모터의 이동 위치를 검출하는 장치에 있어서, 상기 MR센서의 3상신호를 입력받고 이를 소정레벨로 증폭시켜 1차증폭신호를 출력하는 각각의 1차증폭기; 상기한 각각의 1차증폭신호와 기준전압 공급부로부터 별도의 기준전압을 각각 입력받고 이를 재차 소정레벨로 증폭시켜 2차증폭신호를 출력하는 각각의 2차증폭기; 상기한 각각의 2차증폭신호를 순차적으로 선택하여 이에 따른 선택신호를 출력하는 멀티플렉서; 상기 멀티플렉서의 선택신호를 소정 주기로 검출하는 신호검출기; 상기 신호검출기의 검출신호를 디지털신호로 변환하는 A/D 컨버터; 및 상기 A/D컨버터의 디지털신호를 입력받아 상기 리니어모터의 위치를 검출하는 마이컴으로 구성된다.

Description

비디오 카메라의 리니어모터 위치검출장치

본 발명은 비디오 카메라의 자동초점조절용 리니어모터(AFLM; Auto Focus Linear Motor)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 포커스렌즈를 직선 왕복 이동시키기 위한 자동초점조절용 리니어모터를 통하여 포커스렌즈의 이동위치를 보다 정밀하게 검출할 수 있도록 한 비디오 카메라의 리니어모터 위치검출장치에 관한 것이다.

일반적으로, 캠코더 등을 포함한 비디오 카메라는 피사체로부터 조사된 광의 초점을 자동으로 조절한 후 촬상소자에 도달시킨 영상을 기록매체에 녹화하고, 녹화된 영상을 재생하기 위한 장치로서 최근에 그 활용이 보편화되어 널리 사용되는 추세이다.

이러한, 비디오 카메라는 피사체로부터의 광을 고배율로 확대하거나 또는 축소시키기 위한 줌 렌즈와 이와 동일하게 이동되는 포커스렌즈를 통하여 촬상소자에 도달되어 그의 면에 일정한 상이 맺힌다. 이때, 포커스렌즈는 스텝핑모터의 구동력에 의해 직선왕복 이동되면서 피사체의 입사광을 촬상소자에 포커싱하였지만, 스텝핑모터를 적용함에 따라서 기구적인 부하 즉, 백래시 및 기어들간의 마찰이 발생되고, 특히 소비전력이 증가될 뿐만 아니라, 포커스렌즈의 고속이동 및 정밀위치제어가 불가능한 단점이 있었다.

이와 같은 단점을 해결하기 위해 종래에는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 줌 렌즈를 통과한 입사광을 포커싱(focusing)하기 위한 포커스렌즈를 직선 왕복 이동시킬 수 있도록 촬상장치에 적용되는 리니어모터가 제공되었다. 촬상장치는 렌즈경통(도시되지않음)의 후방에 가이드핀(10)이 고정된 배럴마스터(barrel master)(12)가 다수의 고정나사(14)에 의해 체결되고, 배럴마스터(12)의 내측 상, 하면에는 "ㄷ"자 형상의 요크(16)가 고정나사(14)에 의해 고정되어 있으며, 요크(16) 내측면에는 마그네트(18)가 부착된다.

가이드핀(10)과 2.5mm정도의 공극간격을 갖는 요크(16)에는 셀보빈(20)이 왕복 이동 가능하게 삽입된다. 셀보빈(20)의 전면에는 줌 렌즈(미도시)를 통과한 입사광의 초점을 조절하기 위한 포커스렌즈(22)가 부착되고, 이의 외측에는 일부분이 외부로 노출되는 플렉시블 커넥터(24)와 결선된 구동코일(26)이 장방형의 형상으로 권선된다.

그리고, 셀보빈(20) 일측에는 위치마그네트(28)가 고정되며, 배럴마스터(12) 일면에는 위치마그네트(28)의 위치와 대응되도록 MR(Magnetic Resistive)센서(30)가 장착된다. 이 MR센서(30)는 위치마그네트(28)의 이동을 감지하여 3상의 사인파를 출력한다.

이와 같이 구성된 종래의 자동초점조절용 리니어모터에 있어서는, 포커스렌즈(22)가 부착된 셀보빈(20)을 요크(16)에 삽입시킨 상태에서 비디오 카메라를 작동시키지 않으면, 요크(16)에 삽입된 셀보빈(20)은 가이드핀(10)을 따라 배럴마스터 (12)내부에서 자유롭게 직선 이동한다.

그리고, 비디오 카메라를 작동시키기 위해 외부로 인출된 플렉시블 커넥터(24)를 통하여 셀보빈(20)에 권선되어 있는 구동코일(26)로 전류를 인가하면, 구동코일(26)에서 발생되는 자기장과 마그네트(18)간의 상호작용에 의해 셀보빈(20)이 가이드핀(10)을 따라 직선왕복 이동한다. 즉, 구동코일(26)과 마그네트(18)에서 생성된 전자력이 셀보빈(20) 자체의 하중과 중력을 이기게 되므로 셀보빈(20)이 직선이동 가능한 상태를 유지한다.

이때, 셀보빈(20)은 이의 일측에 고정된 위치마그네트(28) 및 MR센서(30)로부터 3상신호로 출력되는 피드백(feed back)의 위치신호에 의해서 그 이동위치를 제어하며, 줌 렌즈를 따라 초점조정을 하기 위하여 일정한 위치에서 정지하여 피사체의 영상 촬영을 준비를 완료한다.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 자동초점조절용 리니어모터에 있어서는, 이 리니어모터의 이동위치에 따른 MR센서의 3상신호를 멀티플렉서로 입력하여 각각의 신호를 순차적으로 선택하고, 이를 A/D컨버터를 통하여 마이컴에 인가하여 그 이동위치를 검출하게 됨으로써 상기한 MR센서의 3상신호가 매우 미약하여 보다 정밀한 위치검출을 할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 포커스렌즈를 직선 왕복 이동시키기 위한 자동초점조절용 리니어모터를 통하여 포커스렌즈의 이동위치를 보다 정밀하게 검출할 수 있도록 한 비디오 카메라의 리니어모터 위치검출장치를 제공함에 있다.

도 1은 촬상장치에 적용되는 종래의 자동초점조절용 리니어모터를 도시한 분해사시도,

도 2는 도 1에 도시된 자동초점조절용 리니어모터를 조립한 단면도,

도 3은 도 2에 도시된 리니어모터의 측면도,

도 4는 본 발명에 따른 비디오 카메라의 리니어모터 위치검출장치의 바람직한 실시예를 나타낸 블록 구성도,

도 5는 연산증폭기로 구성한 도 4의 상세 회로도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

30 : MR 센서 41, 42, 43 : 1차증폭기

44, 45, 46 : 2차증폭기 47 : 기준전압 공급부

48 : 멀티플렉서 49 : 신호검출기

50 : A/D 컨버터 51 : 마이컴

OP1∼OP7 : 연산증폭기 R1∼R3 : 저항

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 위치마그네트의 이동 위치를 검출하고 이에 따른 3상신호를 출력하는 MR센서와, 상기 MR센서로부터 출력된 3상신호에 따라 리니어모터의 이동 위치를 검출하는 장치에 있어서, 상기 MR센서의 3상신호를 입력받고 이를 소정레벨로 증폭시켜 1차증폭신호를 출력하는 각각의 1차증폭기; 상기한 각각의 1차증폭신호와 기준전압 공급부로부터 별도의 기준전압을 각각 입력받고 이를 재차 소정레벨로 증폭시켜 2차증폭신호를 출력하는 각각의 2차증폭기; 상기한 각각의 2차증폭신호를 순차적으로 선택하여 이에 따른 선택신호를 출력하는 멀티플렉서; 상기 멀티플렉서의 선택신호를 소정 주기로 검출하는 신호검출기; 상기 신호검출기의 검출신호를 디지털신호로 변환하는 A/D 컨버터; 및 상기 A/D컨버터의 디지털신호를 입력받아 상기 리니어모터의 위치를 검출하는 마이컴으로 구성된다.

또한, 상기 각각의 1차증폭기는 전압플로워를 구성한 연산증폭기로 되고, 상기 각각의 2차증폭기는 반전단자에 각각의 1차증폭신호가 인가되고 비반전단자에 기준전압이 인가되어 소정레벨로 증폭된 신호를 출력하도록 하는 연산증폭기로 됨이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 비디오 카메라의 리니어모터 위치검출장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 비디오 카메라의 리니어모터 위치검출장치의 바람직한 실시예를 나타낸 블록 구성도이고, 도 5는 연산증폭기로 구성한 도 4의 상세 회로도이다.

도시된 바와 같이 MR센서(30)는 위치마그네트(28)의 이동 위치를 검출하여 이에 따른 3상의 사인파 신호를 출력한다.

상기 MR센서(30)로부터 출력된 3상의 사인파 신호에 따라 리니어모터의 이동 위치를 검출하되, 각각의 1차증폭기(41)(42)(43)는 상기 MR센서(30)의 3상신호(A, B, C)를 각각 1대1 대응하여 입력받고, 이를 소정레벨로 증폭시켜 1차증폭신호(A´, B´, C´)를 출력하며 여기서, 상기 각각의 1차증폭기(41)(42)(43)는 도 5에 도시된 바와 같이 전압플로워를 구성한 각각의 연산증폭기(OP1)(OP2)(OP3)로 구성된다.

또한, 각각의 2차증폭기(44)(45)(46)는 상기한 각각의 1차증폭신호(A´, B´, C´)와 기준전압 공급부(47)로부터 별도의 기준전압을 각각 입력받고 이를 재차 소정레벨로 증폭시켜 2차증폭신호(A˝, B˝, C˝)를 출력한다.

여기서, 상기 각각의 2차증폭기(44)(45)(46)는 반전단자(-)에 각각의 1차증폭신호(A´, B´, C´)가 인가되고 비반전단자(+)에 기준전압이 인가되어 소정레벨로 증폭된 신호를 출력하도록 하는 연산증폭기(OP4)(OP5)(OP6)로 구성되며, 상기한 기준전압부(47)도 연산증폭기(OP7)로 그 출력레벨을 조절함이 바람직하다. 부호 R1, R2, R3은 저항이다.

멀티플렉서(48)는 상기한 각각의 2차증폭신호(A˝, B˝, C˝)를 순차적으로 선택하여 이에 따른 선택신호를 출력하고, 아울러 신호검출기(49; Sample ＆ Hold)는 상기 멀티플렉서(48)의 선택신호를 소정 주기 간격으로 샘플링하여 검출한다.

그리고, A/D 컨버터(50)는 상기 신호검출기(49)의 검출신호를 디지털신호로 변환하고, 마이컴(51)은 상기 A/D컨버터(50)의 디지털신호를 입력받아 리니어모터의 위치를 검출하도록 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 리니어모터 위치검출장치의 작용을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이 리니어모터의 MR센서(30)는 위치마그네트(28)의 이동 위치를 검출하여 이 위치마그네트(28)의 자기장 변화에 따른 3상의 사인파 신호를 출력한다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이 위치마그네트(28)가 고정된 셀보빈(20)의 이동 위치를 배럴마스터(12)에 고정된 MR센서(30)로 검출한 다음, 이의 검출된 위치신호에 의해 셀보빈(20)은 줌에 따른 일정 위치에 정지되어 촬상소자에 상을 초점 조정하게 된다.

이를 위하여, 상기 MR센서(30)로부터 출력된 3상의 사인파 신호(A, B, C)에 따라 리니어모터의 이동 위치를 검출하되, 상기 MR센서(30)의 3상신호(A, B, C)를 각각의 1차증폭기(41)(42)(43)를 통하여 입력받고, 이를 소정레벨로 증폭시켜 1차증폭신호(A´, B´, C´)를 출력한다.

여기서, 상기 각각의 1차증폭기(41)(42)(43)는 도 5에 도시된 바와 같이 전압플로워를 구성한 각각의 연산증폭기(OP1)(OP2)(OP3)를 통하여 충분한 전류 증폭을 얻도록 함으로써 미약한 3상신호의 불안전성을 배제한다.

이후, 상기한 각각의 1차증폭신호(A´, B´, C´)와 기준전압 공급부(47)로부터 별도의 기준전압을 각각의 2차증폭기(44)(45)(46)로 각각 입력받아 이를 재차 소정레벨로 증폭시켜 2차증폭신호(A˝, B˝, C˝)를 출력하게 된다.

상기 각각의 2차증폭기(44)(45)(46)는 그 내부에 구성된 연산증폭기(OP4)(OP5)(OP6)에 각각의 저항(R1)(R2)(R3)을 통하여 반전단자(-)에 1차증폭신호(A´, B´, C´)가 인가되고, 비반전단자(+)에 기준전압이 인가되어 소정레벨로 증폭된 2차증폭신호(A˝, B˝, C˝)를 출력한다.

이때, 상기한 2차증폭신호(A˝, B˝, C˝)는 통상의 예로서, 30㎷의 1차증폭신호(A´, B´, C´)를 1.5V의 2차증폭신호(A˝, B˝, C˝)로 약 50배정도 증폭하게 되고, 아울러 0V의 전압을 기준으로 출력되는 1차증폭신호(A´, B´, C´)에 기준접압만큼의 바이어스를 가함으로써, 소망하는 대역으로 오프셋(Offset)을 조절하게 된다. 한편, 상기한 기준전압부(47)도 비반전단자(+)에 전원이 입력되는 연산증폭기(OP7)로 그 출력레벨을 조절함이 바람직하다.

이후, 멀티플렉서(48)를 통하여 상기한 각각의 2차증폭신호(A˝, B˝, C˝)를 순차적으로 선택하여 이에 따른 선택신호를 출력하고, 아울러 신호검출기(49; Sample ＆ Hold)는 상기 멀티플렉서(48)의 선택신호를 소정 주기 간격으로 샘플링하여 검출한다.

또한, 상기 신호검출기(49)의 검출신호는 A/D 컨버터(50)를 거쳐 디지털신호로 변환되고, 마이컴(51)은 상기 A/D컨버터(50)의 디지털신호를 입력받아 리니어모터의 위치를 검출하게 된다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 비디오 카메라의 리니어모터 위치검출장치에 의하면, 포커스렌즈를 직선 왕복 이동시키기 위한 자동초점조절용 리니어모터를 통하여 포커스렌즈의 이동위치를 보다 정밀하게 검출할 수 있게 되는 효과가 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (3)

1. 위치마그네트의 이동 위치를 검출하고 이에 따른 3상신호를 출력하는 MR센서와, 상기 MR센서로부터 출력된 3상신호에 따라 리니어모터의 이동 위치를 검출하는 장치에 있어서,

   상기 MR센서의 3상신호를 입력받고 이를 소정레벨로 증폭시켜 1차증폭신호를 출력하는 각각의 1차증폭기;

   상기한 각각의 1차증폭신호와 기준전압 공급부로부터 별도의 기준전압을 각각 입력받고 이를 재차 소정레벨로 증폭시켜 2차증폭신호를 출력하는 각각의 2차증폭기;

   상기한 각각의 2차증폭신호를 순차적으로 선택하여 이에 따른 선택신호를 출력하는 멀티플렉서;

   상기 멀티플렉서의 선택신호를 소정 주기로 검출하는 신호검출기;

   상기 신호검출기의 검출신호를 디지털신호로 변환하는 A/D 컨버터; 및

   상기 A/D컨버터의 디지털신호를 입력받아 상기 리니어모터의 위치를 검출하는 마이컴으로 구성됨을 특징으로 하는 비디오 카메라의 리니어모터 위치검출장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 각각의 1차증폭기는

   전압플로워를 구성한 연산증폭기로 됨을 특징으로 하는 비디오 카메라의 리니어모터 위치검출장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 각각의 2차증폭기는

   반전단자에 각각의 1차증폭신호가 인가되고 비반전단자에 기준전압이 인가되어 소정레벨로 증폭된 신호를 출력하도록 하는 연산증폭기로 됨을 특징으로 하는 비디오 카메라의 리니어모터 위치검출장치.

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