KR100533643B1

KR100533643B1 - 가변 구형파 구동장치

Info

Publication number: KR100533643B1
Application number: KR10-2004-0021355A
Authority: KR
Inventors: 민병운; 김현진; 전형준
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2004-03-29
Filing date: 2004-03-29
Publication date: 2005-12-06
Also published as: KR20050096087A; JP2005286980A; US20050213653A1; JP3851325B2; TW200533020A; CN1677177B; CN1677177A; TWI236788B; US7333541B2

Abstract

본 발명은 피드백 제어 및 바이어스 제어를 이용하여 구형파를 제어하는 가변 구형파 구동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 가변 구형파 구동장치는, 클럭펄스를 발생하는 발진부(120); 상기 발진부(120)로부터의 클럭펄스를 분주하여 클럭신호 및 구형파 신호를 출력하는 분주/듀티 제어부(130); 바이어스 전압에 따라 상기 분주/듀티 제어부(130)로부터의 구형파 신호를 증폭하여 서로 역 위상관계인 제1 구형파 신호 및 제2 구형파 신호를 생성하여 구형파 구동신호로 출력하는 구동부(140); 사용자에 의해 가변 가능한 설정전압과 상기 구동부(140)의 바이어스전압을 비교하여, 그 비교 결과 신호를 출력하는 피드백제어부(150); 상기 피드백제어부(150)로부터의 비교 결과 신호에 따라 스위칭 신호를 생성하는 스위칭제어부(160); 및 상기 스위칭제어부(160)로부터의 스위칭 신호에 따라 입력전압을 충전 및 방전시켜, 상기 구동부(140)의 바이어스전압을 조절하는 바이어스전압 조절부(170)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

가변 구형파 구동장치{VARIABLE SQUARE WAVE DRIVING APPARATUS}

본 발명은 HHP(Hand Held Phone)등의 카메라 모듈(Camera Module)에 적용되는 가변 구형파 구동장치에 관한 것으로, 특히 카메라 모듈에 적용되는 가변 구형파 구동장치에서, 피드백 제어 및 바이어스 제어를 이용하여 구형파를 제어하도록 함으로써, 구형파를 가변시킬 수 있어 액체렌즈의 곡률을 정확하게 제어할 수 있고, 이에 따라 적용되는 카메라 모듈의 포커스 및 줌을 보다 정밀하고 안정되게 조절할 수 있도록 하는 가변 구형파 구동장치에 관한 것이다.

일반적으로, 액체렌즈(Liquid Lens; LL)는 투명한 바디 내부에 비중이 서로 다른 두 액체가 내장되고, 이 액체의 곡률을 구동전압으로 조절할 수 있어, 별도의 기계적인 메카니즘 없이도 적용되는 카메라 모듈의 포커스 및 줌을 제어할 수 있는 것으로 알려져 있다.

한편, 액정렌즈를 이용하는 광학적 장치(optical devices)는, 예를 들어, 미국특허번호 제4,190,330호 및 제6,433,770호에 주지된바 있다.

기존의 액정렌즈중 미국특허번호 제4,190,330호에 개시된 액정렌즈는 도 1에 도시된 바와 이루어져 있다.

도 1은 종래의 액정렌즈의 분해 사시도로서, 도 1에 도시된 액정렌즈는 서로 마주보고 광학적으로 투명하게 코팅된 오목한 표면을 갖는 투명 기판(13) 및 편광기(11)와, 액정 배열층(15)으로 코팅된 전기적 도전성 전극(14)을 포함한다. 상기 편광기(11)는 상기 배열층(15)의 공간내에 포함되는 액정물질의 지향기(directors)상에 배치되는 바람직한 방향인 X축 방향으로 배열된다. 상기 전극(14)은 전압발생기(16)에 접속되고, 상기 전압발생기(16)에 의한 전기장이 상기 전극(14)간에 발생된다.

상기 전극(14)간의 전기장의 세기가 증가함에 따라, 액정 물질의 지향기는 상기 전기장 세기에 직접 관련된 양만큼 Z축 방향으로 움직이게 된다.

이러한 액정렌즈를 구동시키기 위한 구동장치가 연구 및 개발되고 있는데, 이러한 액정렌즈의 종래 구동장치중 미국특허 제6,433,770호에 개시된 구동회로는 도 2에 도시되어 있다.

도 2에 도시된 구동회로는 광을 감지하는 검출부(1)와, 상기 검출부(1)로부터의 신호를 필터링하는 필터/버퍼부(2)와, 사전에 설정된 주파수를 발생시키고, 상기 필터/버퍼부(2)로부터의 신호에 따라 상기 주파수의 듀티 사이클을 제어하는 발진부(3)로 이루어져 있다.

이러한 종래의 구동회로는 주위 광에 응답하여 광농도를 가변시키고, 이에 따라 액정렌즈의 밝기를 일정하게 조절할 수 있다.

그러나, 이러한 종래의 액정렌즈의 구동회로는 액체렌즈의 곡률을 제어할 수 없으므로, 이러한 곡률 제어를 통해서 가능한 포커스 제어도 할 수 없는 문제점이 있다.

이에 따라, 액체렌즈의 곡률을 제어하는 것이 필요하고, 더 나아가 상기 액체렌즈의 곡률을 보다 정확하게 제어하는 것도 필요하다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 그 목적은 카메라 모듈에 적용되는 가변 구형파 구동장치에서, 피드백 제어 및 바이어스 제어를 이용하여 구형파를 제어하도록 함으로써, 구형파를 가변시킬 수 있어 액체렌즈의 곡률을 정확하게 제어할 수 있고, 이에 따라 적용되는 카메라 모듈의 포커스 및 줌을 보다 정밀하고 안정되게 조절할 수 있도록 하는 가변 구형파 구동장치를 제공하는데 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 가변 구형파 구동장치는

서로 역위상을 갖는 한쌍의 구형파 구동신호를 제어하는 가변 구형파 구동장치에 있어서,

입력전압을 공급받아 각부에 필요한 전압을 공급하는 전원부;

사전에 설정된 주파수를 갖는 클럭펄스를 발생하는 발진부;

상기 발진부로부터의 클럭펄스를 사전에 설정된 각 분주비로 분주하여 클럭신호 및 구형파 신호를 출력하는 분주/듀티 제어부;

바이어스 전압에 따라 결정되는 증폭률로, 상기 분주/듀티 제어부로부터의 구형파 신호를 증폭하고, 이 증폭된 구형파신호에 따라, 서로 역위상 관계인 상기 제1,제2 구형파 신호를 생성하여 한쌍의 구형파 구동신호로서 출력하는 구동부;

사용자에 의해 가변 가능한 설정전압과 상기 구동부의 바이어스전압을 비교하여, 그 비교 결과 신호를 출력하는 피드백제어부;

상기 피드백제어부로부터의 비교 결과 신호에 따라 스위칭 신호를 생성하는 스위칭제어부; 및

상기 스위칭제어부로부터의 스위칭 신호에 따라 입력전압을 충전 및 방전시키고, 이 충전 및 방전에 의해 상기 구동부의 바이어스전압을 조절하는 바이어스전압 조절부

를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 가변 구형파 구동장치는

서로 역위상을 갖는 한쌍의 구형파 구동신호에 의해 동작하고, 이 구형파 구동신호의 피크 투 피크 값에 따라 제어되는 액체렌즈

를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전원부는 소비전력을 줄이기 위해, 입력되는 절전신호에 따라 동작온 또는 동작오프 되도록 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 스위칭제어부는 상기 피드백제어부로부터의 비교 결과 신호와 상기 분주/듀티 제어부의 클럭신호를 논리곱 연산하여 스위칭 신호를 생성하는 논리곱 연산부를 포함한다.

또한, 상기 스위칭제어부는 보다 정확한 동작을 위해서, 상기 분주/듀티 제어부의 클럭신호에 동기되어 동작하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 가변 구형파 구동장치의 구성도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 가변 구형파 구동장치는 서로 역위상을 갖는 한쌍의 구형파 구동신호를 제어하는 장치이다.

이러한 본 발명의 가변 구형파 구동장치는 입력전압(VB)을 공급받아 각부에 필요한 전압을 공급하는 전원부(110)와, 사전에 설정된 주파수를 갖는 클럭펄스(Cp)를 발생하는 발진부(120)와, 상기 발진부(120)로부터의 클럭펄스(Cp)를 사전에 설정된 각 분주비로 분주하여 클럭신호(Sclk) 및 구형파 신호(Ss)를 출력하는 분주/듀티 제어부(130)와, 바이어스 전압(Vbias)에 따라 결정되는 증폭률로, 상기 분주/듀티 제어부(130)로부터의 구형파 신호(Ss)를 증폭하여 제1 구형파 신호(So1)를 생성하고, 상기 구형파 신호(So1)를 반전시켜 제2 구형파 신호(So2)를 생성하며, 서로 역위상 관계인 상기 제1,제2 구형파 신호(So1,So2)를 한쌍의 구형파 구동신호(Sout)로서 출력하는 구동부(140)와, 사용자에 의해 가변 가능한 설정전압(Vset)과 상기 구동부(140)의 바이어스전압(Vbias)을 비교하여, 그 비교 결과 신호(Sd)를 출력하는 피드백제어부(150)와, 상기 피드백제어부(150)로부터의 비교 결과 신호(Sd)에 따라 스위칭 신호(Ssw)를 생성하는 스위칭제어부(160)와, 상기 스위칭제어부(160)로부터의 스위칭 신호(Ssw)에 따라 입력전압(VB)을 충전 및 방전시키고, 이 충전 및 방전에 의해 상기 구동부(140)의 바이어스전압(Vbias)을 조절하는 바이어스전압 조절부(170)를 포함한다.

또한, 상기 가변 구형파 구동장치는 서로 역위상을 갖는 한쌍의 구형파 구동신호에 의해 동작하고, 이 구형파 구동신호의 피크 투 피크 값에 따라 제어되는 액체렌즈(LL)를 더 포함한다.

상기 전원부(110)는 입력되는 절전신호(PS)에 따라 동작온 또는 동작오프되고, 동작온시 입력전압(VB)을 공급받아 각부에 필요한 전압을 공급하도록 이루어지는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 절전신호(PS)는 사용자의 선택에 기초한 신호에 해당될 수 있고, 또는 본 발명의 가변 구형파 구동장치가 적용되는 휴대폰 등의 단말기에서 카메라 모듈의 사용 상태에 기초한 신호에 해당될 수 있다.

도 4는 본 발명의 가변 구형파 구동장치가 적용되는 액체렌즈의 단면도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 구동장치가 적용되는 액체렌즈는 양 외측에 설치된 투명한 윈도우층(W1,W2)과, 상기 구형파 구동신호(Sout)를 공급하기 위해, 상기 윈도우층(W1,W2)의 내측 가장자리 각각에 형성되어 전극으로 작용하는 두 개의 금속층(M1,M2)과, 상기 두 금속층(M1,M2) 사이에, 상기 두 금속층(M1,M2)을 전기적으로 절연시키기 위해 형성된 절연층(I)으로 이루어져 있다. 또한, 상기 윈도우층(W1,W2), 금속층(M1,M2) 및 절연층(I)에 의해서 형성된 내부 공간에는 비중이 서로 다른 두 액체(L1,L2)가 서로 혼합되지 않고 구분되는 영역으로 내장되며, 또한 상기 두 액체 각각은 광축에 대해서 대략적으로 수직하게 배열된다.

도 5는 본 발명의 분주/듀티 제어부의 구성도이다.

도 5를 참조하면, 상기 분주/듀티 제어부(130)는 상기 발진부(120)로부터의 클럭펄스(Cp)를 사전에 설정된 각 분주비로 분주하여 복수의 분주된 펄스를 출력하고, 또한, 상기 클럭펄스(Cp)를 사전에 설정된 구형파 분주비로 분주하여 구형파 신호(Ss)를 출력하는 분주부(131)와, 상기 분주부(131)로부터의 복수의 분주된 신호를 부정논리곱 연산하여 클럭신호(Sclk)를 생성하는 부정논리곱 연산부(132)를 포함한다.

도 6은 본 발명의 스위칭제어부의 구성도이다.

도 6을 참조하면, 상기 스위칭제어부(160)는 상기 피드백제어부(150)로부터의 비교 결과 신호(Sd)에 따라 펄스 시간 변조 방식(PTM)으로 스위칭 신호(Ssw)를 생성하도록 이루어질 수 있는데, 이때, 보다 정확한 동작을 위해서는, 상기 스위칭제어부(160)는 상기 분주/듀티 제어부(130)의 클럭신호(Sclk)에 동기되어 동작하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 펄스 시간 변조 방식(PTM: Pulse Time Modulation)은 신호파의 크기에 따라서 펄스의 시간을 바꾸는 변조 방식으로, 여기에는 신호의 크기에 따라 펄스의 폭을 바꾸는 펄스폭 변조(PWM)와, 신호의 크기에 따라 펄스의 위치를 바꾸는 펄스 위치 변조(PPM)와, 신호의 크기에 따라 펄스의 주파수를 바꾸는 펄스 주파수 변조(PFM)가 포함된다.

본 발명의 스위칭 제어부(160)에는 펄스 시간 변조 방식(PTM)에 포함되는 변조방식중에서 하나가 적용될 수 있다.

상기 스위칭 제어부(160)에 펄스 주파수 변조(PFM)가 적용되는 경우, 상기 스위칭제어부(160)는 상기 분주/듀티 제어부(130)의 클럭신호(Sclk)에 동기되어, 상기 피드백제어부(150)로부터의 비교 결과 신호(Sd)를 출력하는 동기부(161)와, 상기 동기부(161)의 출력신호와 상기 분주/듀티 제어부(130)의 클럭신호(Sclk)를 논리곱 연산하여 스위칭 신호(Ssw)를 생성하는 논리곱 연산부(162)와, 상기 논리곱 연산부(162)로부터의 스위칭 신호(Ssw)를 출력하는 버퍼부(163)를 포함한다.

여기서, 상기 동기부(161)는 D-플립플롭 등으로 구현될 수 있다.

도 7은 본 발명의 바이어스전압 조절부의 구성도이다.

도 7을 참조하면, 상기 바이어스전압 조절부(170)는 상기 스위칭제어부(160)로부터의 스위칭 신호(Ssw)에 따라 입력전압(VB)단과 접지단과의 연결을 온/오프 스위칭하는 스위칭부(171)와, 상기 스위칭부의 온/오프 스위칭에 따라, 입력전원(VB)을 충전 및 방전하여 상기 구동부(140)의 바이어스전압(Vbias)을 조절하는 충방전부(172)를 포함한다.

도 8은 본 발명의 주요 신호의 타이밍 챠트이다.

도 8에서, Cp는 상기 발진부(120)에서 출력되는 클럭펄스이고, SD1-SD4는 상기 분주/듀티 제어부(130)의 분주부(131)에서 출력되는 분주된 펄스이며, Sclk는 상기 분주/듀티 제어부(130)에서 출력되는 클럭신호이고, Ss는 분주/듀티 제어부(130)의 분주부(131)에서 출력되는 구형파 신호이다. 그리고, Sout는 서로 역위상 관계인 상기 제1,제2 구형파 신호(So1,So2)를 포함하는 한쌍의 구형파 구동신호이다.

도 9는 본 발명의 스위칭 신호에 관련된 신호의 타이밍도이다.

도 9에서, Vbias는 상기 바이어스전압 조절부(170)에 의해 상기 구동부(140)로 공급되는 바이어스 전압이고, Vset는 액체렌즈의 곡률을 조절하기 위해서 사용자에 의해 가변적으로 설정되는 전압이고, Sd는 상기 피드백 제어부(150)에서 출력되는 신호이며, Sd'는 상기 Sd가 Sclk에 의해 동기된 신호이다. 그리고, Ssw는 상기 스위칭 제어부(160)에서 출력되는 신호이다.

도 10a,10b는 본 발명의 구형파 구동신호의 파형도이다.

도 10a는 최저 피크 투 피크값(Vpp-min)을 갖는 구형파 구동신호의 파형도이고, 도 10b는 최고 피크 투 피크값(Vpp-max)을 갖는 구형파 구동신호의 파형도이다.

도 11은 본 발명에 따른 액체렌즈의 곡률조절 원리도이다.

도 11에서는 본 발명의 가변 구형파 구동장치에 의해서, 상기 액체렌즈의 곡률이 조절되는 원리를 보이고 있다.

이하, 본 발명의 작용 및 효과를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 가변 구형파 구동장치는 액체렌즈(LL)를 구동시키는데, 이 액체렌즈(LL)는 서로 역위상을 갖는 한쌍의 구형파 구동신호(Sout)에 의해 동작하고, 이 구형파 구동신호의 피크 투 피크 값(Vpp)에 따라 곡률이 제어되는데, 이러한 액체렌즈의 곡률 제어과정에 대해 후술한다.

먼저, 본 발명의 액체렌즈(LL)의 구동장치의 전원부(110)는 대략 2.5V-5V 범위중 임의의 입력전압(VB)을 공급받아 각부에 필요한 전압을 공급하는데, 여기서, 상기 전원부(110)는 입력되는 절전신호(PS)에 따라 동작온 또는 동작오프될 수 있고, 동작온시 입력전압(VB)을 공급받아 각부에 필요한 전압을 공급한다.

이때, 본 발명의 발진부(120)는 사전에 설정된 주파수를 갖는 클럭펄스(Cp)를 발생하여 분주/듀티 제어부(130)로 출력한다. 예를 들면, 상기 클럭펄스(Cp)는 대략 4MHz-10MHz 범위내에서 설정될 수 있다.

또한, 상기 분주/듀티 제어부(130)는 상기 발진부(120)로부터의 클럭펄스(Cp)를 사전에 설정된 각 분주비로 분주하여 클럭신호(Sclk) 및 구형파 신호(Ss)를 출력하는데, 이에 대해 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 상기 분주/듀티 제어부(130)의 분주부(131)는 상기 발진부(120)로부터의 클럭펄스(Cp)를 사전에 설정된 각 분주비로 분주하여 복수의 분주된 펄스(SD1-SD4)를 출력한다. 또한, 상기 클럭펄스(Cp)를 사전에 설정된 구형파 분주비로 분주하여 구형파 신호(Ss)를 출력한다.

예를 들어, 상기 클럭펄스(Cp)가 8MHz이고, 상기 각 분주비가 "1,1/2,1/4,1/8"로 설정되고, 상기 구형파 분주비가 '1/8000'로 설정되면, 상기 분주부(131)에 의해 상기 클럭펄스 '8MHz'가 각 분주비 "1,1/2,1/4,1/8"로 분주되므로, 상기 복수의 분주된 펄스(SD1,SD2,SD3,SD4)의 각 주파수는 '8MHz,4MHz,2MHz,1MHz'가 된다. 그리고, 상기 클럭펄스 '8MHz'가 구형파 분주비 '1/8000'로 분주되므로, 상기 구형파 신호(Ss)의 주파수는 대략 '1KHz'가 된다.

그리고, 상기 분주/듀티 제어부(130)의 부정논리곱 연산부(132)는 상기 분주부(131)로부터의 복수의 분주된 신호(SD1,SD2,SD3,SD4)를 부정논리곱 연산하여 클럭신호(Sclk)를 생성하는데, 예를 들면, 도 5의 부정논리곱 연산부(132)는 도 8에 도시한 바와 같은 '8MHz,4MHz,2MHz,1MHz'의 분주된 펄스(SD1-SD4)를 부정논리곱 연산하여, 도 8에 도시한 바와 같이 대략 1MHz의 클럭신호(Sclk)를 출력한다.

한편, 상기 피드백제어부(150)는 상기 액체렌즈(LL)의 곡률을 조절하기 위해 사용자에 의해 가변 가능한 설정전압(Vset)과 상기 구동부(140)의 바이어스전압(Vbias)을 비교하여, 그 비교 결과 신호(Sd)를 출력한다. 이에 대해서 도 3 및 도 9를 참조하여 설명한다.

도 3에 도시된 상기 피드백제어부(150)는 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 설정전압(Vset)보다 상기 바이어스전압(Vbias)이 낮으면 상기 비교 결과 신호(Sd)를 하이레벨로 출력하고, 반대로, 상기 설정전압(Vset)보다 상기 바이어스전압(Vbias)이 높으면 상기 비교 결과 신호(Sd)를 로우레벨로 출력한다.

그 다음, 상기 스위칭제어부(160)는 상기 피드백제어부(150)로부터의 비교 결과 신호(Sd)에 따라 스위칭 신호(Ssw)를 생성하는데, 이에 대해서는 도 3 내지 도 6을 참조하여 설명한다.

도 3 내지 도 6을 참조하여, 상기 스위칭제어부(160)에 펄스 주파수 변조(PFM)가 적용되는 경우에 대해서 설명하면, 상기 스위칭제어부(160)의 동기부(161)는 상기 피드백제어부(150)로부터의 비교 결과 신호(Sd)를 상기 분주/듀티 제어부(130)의 클럭신호(Sclk)에 동기시켜, 도 9에 도시된 바와같은 동기된 신호(Sd')를 출력한다.

여기서, 상기 피드백제어부(150)로부터의 비교 결과 신호(Sd)를 상기 분주/듀티 제어부(130)의 클럭신호(Sclk)에 동기시키는 이유는 보다 정확한 스위칭 제어를 위함이다.

그리고, 상기 스위칭제어부(160)의 논리곱 연산부(162)는 상기 동기부(161)에서 출력되는 동기된 신호(Sd')와 상기 분주/듀티 제어부(130)의 클럭신호(Sclk)를 논리곱 연산하여 스위칭 신호(Ssw)를 생성하고, 그 다음, 버퍼부(163)는 상기 논리곱 연산부(162)로부터의 스위칭 신호(Ssw)를 출력한다.

그 다음, 상기 바이어스전압 조절부(170)는 상기 스위칭제어부(160)로부터의 스위칭 신호(Ssw)에 따라 입력전압(VB)을 충전 및 방전시키고, 이 충전 및 방전에 의해 상기 구동부(140)의 바이어스전압(Vbias)을 조절하는데, 이에 대해서는 도 3 내지 도 7을 참조하여 설명한다.

도 3 내지 도 7을 참조하면, 상기 바이어스전압 조절부(170)의 스위칭부(171)는 상기 스위칭제어부(160)로부터의 스위칭 신호(Ssw)에 따라 입력전압(VB)단과 접지단과의 연결을 온/오프 스위칭한다.

예를 들어, 상기 스위칭부(171)가 'P채널 MOS FET'로 구현된 경우, 상기 스위칭 신호(Ssw)가 하이레벨이면 상기 스위칭부(171)가 오프되어 상기 입력전압(VB)단과 접지단과의 연결이 오프되고, 상기 입력전압(VB)이 코일(C1) 및 다이오드(D1)를 통해서 커패시터(C1)에 충전되면서 상기 바이어스전압(Vbias)이 승압된다. 이와 반대로, 상기 스위칭 신호(Ssw)가 로우레벨이면 상기 스위칭부(171)가 온되어 상기 입력전압(VB)단과 접지단과의 연결이 온되고, 이에 따라, 상기 입력전압(VB)은 접지로 바이패스됨과 동시에, 상기 커패시터(C1)에 충전된 전압이 바이어스전압(Vbias)단으로 방전되어 상기 바이어스전압(Vbias)이 감압된다.

예를 들어, 상기 바이어스전압(Vbias)이 설정전압(Vset)보다 낮을 경우에는, 상기 동기된 신호(Sd')가 하이레벨이 되어, 상기 스위칭부(171)가 상기 클럭신호(Sclk)의 주파수(예,1MHz)에 따라 온/오프 동작을 반복하고, 이에 따라, 상기 충방전부(172)가 상기 입력전압(VB)의 충방전을 반복적으로 수행하여, 상기 바이어스전압(Vbias)이 상기 설정전압(Vset)을 향하여 점차적으로 승압된다.

반면에, 상기 바이어스전압(Vbias)이 설정전압(Vset)보다 높을 경우에는, 상기 동기된 신호(Sd')가 로우레벨이 되어, 상기 스위칭부(171)가 온상태로 유지되며, 이에 따라, 상기 충방전부(172)가 방전을 수행함에 따라 상기 바이어스전압(Vbias)이 상기 설정전압(Vset)을 향하여 점차적으로 감압된다.

이러한 동작 과정을 통해서, 상기 바이어스전압(Vbias)은 펄스 주파수 변조 방식으로 상기 설정전압(Vset)으로 조절되고, 이에 따르면, 상기 설정전압(Vset)을 사용자가 가변하여 상기 바이어스전압을 사용자가 원하는 전압으로 조절할 수 있게 되고, 이렇게 조절되는 바이어스전압(Vbias)이 상기 구동부(140)에 제공된다.

예를 들어, 상기 입력전압(VB)이 대략 2.5V-5V 인 경우, 바이어스전압(Vbias)은 대략 0.8V에서 2.5V까지 조절될 수 있다.

그 다음, 상기 구동부(140)는 바이어스 전압(Vbias)에 따라 결정되는 증폭률로, 상기 분주/듀티 제어부(130)로부터의 구형파 신호(Ss)를 증폭하여 제1 구형파 신호(So1)를 생성하고, 상기 구형파 신호(So1)를 반전시켜 제2 구형파 신호(So2)를 생성하며, 도 7에 도시한 바와 같이, 서로 역위상 관계인 상기 제1,제2 구형파 신호(So1,So2)를 한쌍의 구형파 구동신호(Sout)로서 상기 액체렌즈(LL)에 출력한다.

즉, 상기 바이어스전압(Vbias)에 의해, 상기 액체렌즈의 구형파 구동신호(Sout)에 포함되는 구동신호(So1,So2)의 피크 투 피크값(Vpp)이 대략 0.0V에서 40V까지 조절되는데, 예를 들어, 상기 바이어스전압(Vbias)이 대략 0.8V에서 2.5V까지 조절되는 경우, 상기 구동신호(So1,So2)의 피크 투 피크값(Vpp)은 도 10a에 도시한 바와 같이 3.19V의 최소 피크 투 피크값(Vpp-min)에서 도 10b에 도시한 바와 같이 38.4V의 최고 피크 투 피크값(Vpp-max)까지 조절될 수 있음을 알 수 있다.

또한, 도 11을 참조하면, 본 발명의 구동장치가 적용되는 액체렌즈는 구형파 구동신호(Sout)에 포함되는 제1,제2 구동신호(So1,So2)의 양단에 걸리는 피크 투 피크값(Vpp)에 따라, 상기 액체렌즈의 곡률이 조절되고, 이 곡률조절로 인하여 본 발명의 구동장치가 적용되는 카메라 모듈의 포커싱 및 줌이 달성될 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 가변 구형파 구동장치에 의하면, 액체렌즈에 가해지는 구형파 구동신호에 포함된 제1,제2 구형파 신호(So1,So2)의 피크 투 피크값에 의해 상기 액체렌즈의 곡률을 변화시켜 본 발명의 가변 구형파 구동장치가 적용되는 카메라 모듈의 포커스(focus) 또는 줌(Zoom)기능을 수행할 수 있게 되고, 또한, 피드백 제어방식을 채용으로 액체렌즈의 곡율조절을 정확하고, 정밀하게 제어할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, HHP(Hand Held Phone)등의 카메라 모듈(Camera Module)에 적용되는 가변 구형파 구동장치에서, 카메라 모듈에 적용되는 가변 구형파 구동장치에서, 피드백 제어 및 바이어스 제어를 이용하여 구형파를 제어하도록 함으로써, 구형파를 가변시킬 수 있어 액체렌즈의 곡률을 정확하게 제어할 수 있고, 이에 따라 적용되는 카메라 모듈의 포커스 및 줌을 보다 정밀하고 안정되게 조절할 수 있다.

또한, 본 발명이 적용되는 카메라 모듈은 이미지 촬영기능을 갖는 장치에 사용될 수 있고, 특히 액체렌즈를 이용하는 커메라 모듈은 소형으로 이루어질 수 있고, 또한, 포커스 및 줌기능을 수행을 위한 기계적인 메카니즘이 필요하지 않으므로, 소형이 요구되고, 낮은 소비전력이 요구되는 휴대폰 등의 이동통신 단말기에 적용되는 것이 유리하다.

이상의 설명은 본 발명의 구체적인 실시 예에 대한 설명에 불과하므로, 본 발명은 이러한 구체적인 실시 예에 한정되지 않으며, 또한, 본 발명에 대한 상술한 구체적인 실시 예로부터 그 구성의 다양한 변경 및 개조가 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.

도 1은 종래의 액정렌즈의 분해 사시도이다.

도 2는 종래의 액정렌즈의 구동회로도이다.

도 3은 본 발명에 따른 가변 구형파 구동장치의 구성도이다.

도 5는 본 발명의 분주/듀티 제어부의 구성도이다.

도 6은 본 발명의 스위칭제어부의 구성도이다.

도 7은 본 발명의 바이어스전압 조절부의 구성도이다.

도 8은 본 발명의 주요 신호의 타이밍 챠트이다.

도 10a,10b는 본 발명의 구형파 구동신호의 파형도이다.

도 11은 본 발명에 따른 액체렌즈의 곡률조절 원리도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

110 : 전원부 120 : 발진부

130 : 분주/듀티 제어부 131 : 분주부

132 : 부정논리곱 연산부 140 : 구동부

150 : 피드백제어부 160 : 스위칭제어부

161 : 동기부 162 : 논리곱 연산부

163 : 버퍼부 170 : 바이어스전압 조절부

171 : 스위칭부 172 : 충방전부

LL : 액체렌즈 Cp : 클럭펄스

Sclk : 클럭신호 Ss : 구형파 신호

Vbias : 바이어스 전압 So1,So2 : 구형파 신호

Sout : 구형파 구동신호 Vset : 설정전압

Sd : 비교 결과 신호 Sd' : 동기된 비교 결과 신호

Ssw : 스위칭 신호 VB : 입력전압

PS ; 절전신호

Claims

서로 역위상을 갖는 한쌍의 구형파 구동신호를 제어하는 가변 구형파 구동장치에 있어서,

입력전압을 공급받아 각부에 필요한 전압을 공급하는 전원부;

사전에 설정된 주파수를 갖는 클럭펄스를 발생하는 발진부;

상기 발진부로부터의 클럭펄스를 사전에 설정된 각 분주비로 분주하여 클럭신호 및 구형파 신호를 출력하는 분주/듀티 제어부;

바이어스 전압에 따라 결정되는 증폭률로, 상기 분주/듀티 제어부로부터의 구형파 신호를 증폭하고, 이 증폭된 구형파신호에 따라, 서로 역위상 관계인 상기 제1,제2 구형파 신호를 생성하여 한쌍의 구형파 구동신호로서 출력하는 구동부;

사용자에 의해 가변 가능한 설정전압과 상기 구동부의 바이어스전압을 비교하여, 그 비교 결과 신호를 출력하는 피드백제어부;

상기 피드백제어부로부터의 비교 결과 신호에 따라 스위칭 신호를 생성하는 스위칭제어부; 및

상기 스위칭제어부로부터의 스위칭 신호에 따라 입력전압을 충전 및 방전시키고, 이 충전 및 방전에 의해 상기 구동부의 바이어스전압을 조절하는 바이어스전압 조절부

를 구비하는 것을 특징으로 하는 가변 구형파 구동장치.
제1항에 있어서, 상기 전원부는

입력되는 절전신호에 따라 동작온 또는 동작오프되고, 동작온시 입력전압을 공급받아 각부에 필요한 전압을 공급하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 가변 구형파 구동장치.
제1항에 있어서, 상기 분주/듀티 제어부는

상기 발진부로부터의 클럭펄스를 사전에 설정된 각 분주비로 분주하여 복수의 분주된 펄스를 출력하고, 또한, 상기 클럭펄스를 사전에 설정된 구형파 분주비로 분주하여 구형파 신호를 출력하는 분주부; 및

상기 분주부로부터의 복수의 분주된 신호를 부정논리곱 연산하여 클럭신호를 생성하는 부정논리곱 연산부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 구형파 구동장치.
제1항에 있어서, 상기 스위칭제어부는

상기 분주/듀티 제어부의 클럭신호에 동기되어, 상기 피드백제어부로부터의 비교 결과 신호에 따라 스위칭 신호를 생성하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 가변 구형파 구동장치.
제1항에 있어서, 상기 스위칭제어부는

상기 분주/듀티 제어부의 클럭신호에 동기되어, 상기 피드백제어부로부터의 비교 결과 신호에 따라 펄스 시간 변조 방식으로 스위칭 신호를 생성하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 가변 구형파 구동장치.
제1항에 있어서, 상기 스위칭제어부는

상기 피드백제어부로부터의 비교 결과 신호와 상기 분주/듀티 제어부의 클럭신호를 논리곱 연산하여 스위칭 신호를 생성하는 논리곱 연산부를

포함하는 것을 특징으로 하는 가변 구형파 구동장치.
제1항에 있어서, 상기 스위칭제어부는

상기 분주/듀티 제어부의 클럭신호에 동기되어, 상기 피드백제어부로부터의 비교 결과 신호를 출력하는 동기부;

상기 동기부의 출력신호와 상기 분주/듀티 제어부의 클럭신호를 논리곱 연산하여 스위칭 신호를 생성하는 논리곱 연산부; 및

상기 논리곱 연산부로부터의 스위칭 신호를 출력하는 버퍼부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 구형파 구동장치.
제1항에 있어서, 상기 바이어스전압 조절부는

상기 스위칭제어부로부터의 스위칭 신호에 따라 입력전압단과 접지단과의 연결을 온/오프 스위칭하는 스위칭부; 및

상기 스위칭부의 온/오프 스위칭에 따라, 입력전원을 충전 및 방전하여 상기 구동부의 바이어스전압을 조절하는 충방전부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 구형파 구동장치.
제1항에 있어서, 상기 가변 구형파 구동장치는

서로 역위상을 갖는 한쌍의 구형파 구동신호에 의해 동작하고, 이 구형파 구동신호의 피크 투 피크 값에 따라 제어되는 액체렌즈

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 구형파 구동장치.
제9항에 있어서, 상기 전원부는

입력되는 절전신호에 따라 동작온 또는 동작오프되고, 동작온시 입력전압을 공급받아 각부에 필요한 전압을 공급하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 가변 구형파 구동장치.
제9항에 있어서, 상기 분주/듀티 제어부는

상기 발진부로부터의 클럭펄스를 사전에 설정된 각 분주비로 분주하여 복수의 분주된 펄스를 출력하고, 또한, 상기 클럭펄스를 사전에 설정된 구형파 분주비로 분주하여 구형파 신호를 출력하는 분주부; 및

상기 분주부로부터의 복수의 분주된 신호를 부정논리곱 연산하여 클럭신호를 생성하는 부정논리곱 연산부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 구형파 구동장치.
제9항에 있어서, 상기 스위칭제어부는

상기 분주/듀티 제어부의 클럭신호에 동기되어, 상기 피드백제어부로부터의 비교 결과 신호에 따라 스위칭 신호를 생성하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 가변 구형파 구동장치.
제9항에 있어서, 상기 스위칭제어부는

상기 분주/듀티 제어부의 클럭신호에 동기되어, 상기 피드백제어부로부터의 비교 결과 신호에 따라 펄스 시간 변조 방식으로 스위칭 신호를 생성하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 가변 구형파 구동장치.
제9항에 있어서, 상기 스위칭제어부는

상기 피드백제어부로부터의 비교 결과 신호와 상기 분주/듀티 제어부의 클럭신호를 논리곱 연산하여 스위칭 신호를 생성하는 논리곱 연산부를

포함하는 것을 특징으로 하는 가변 구형파 구동장치.
제9항에 있어서, 상기 스위칭제어부는

상기 분주/듀티 제어부의 클럭신호에 동기되어, 상기 피드백제어부로부터의 비교 결과 신호를 출력하는 동기부;

상기 동기부의 출력신호와 상기 분주/듀티 제어부의 클럭신호를 논리곱 연산하여 스위칭 신호를 생성하는 논리곱 연산부; 및

상기 논리곱 연산부로부터의 스위칭 신호를 출력하는 버퍼부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 구형파 구동장치.
제9항에 있어서, 상기 바이어스전압 조절부는

상기 스위칭제어부로부터의 스위칭 신호에 따라 입력전압단과 접지단과의 연결을 온/오프 스위칭하는 스위칭부; 및

상기 스위칭부의 온/오프 스위칭에 따라, 입력전원을 충전 및 방전하여 상기 구동부의 바이어스전압을 조절하는 충방전부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 구형파 구동장치.