KR100842268B1 - Method for controlling micro actuator and Apparatus thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제어 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마이크로 액츄에이터 제어 방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a control method and an apparatus thereof, and more particularly, to a micro actuator control method and an apparatus thereof.
본 발명의 일 측면에 따르면, 마이크로 액츄에이터 제어 방법은(a) 명령신호 발생부에서 소정의 형식을 가진 명령신호를 생성하는 단계;와(b) 상기 생성된 명령신호에 상응하여 상기 마이크로 액츄에이터를 구동하는 단계;와(c) 상기 구동한 마이크로 액츄에이터의 위치변화를 위치센서가 검출하여 상기 위치변화에 상응하는 위치신호를 생성하는 단계;와 (d) 상기 생성된 위치신호를 저장부에 미리 저장된 기준 위치신호와 비교하여 미리 설정된 오차범위 내에 존재하는지 여부를 판단하는 단계;와 (e) 상기 생성된 위치신호가 상기 오차범위 내에 존재하는 경우, 상기 명령신호를 상기 저장부에 저장하는 단계;와 (f) 상기 저장부에 저장된 명령신호에 의해 상기 마이크로 액츄에이터를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 액츄에이터 제어 방법을 제시한다. 본 발명에 따른 마이크로 액츄에이터 제어 방법은 마이크로 액츄에이터 시스템의 구동을 위한 명령신호를 처음부터 최적화된 신호로 입력하여 마이크로 액츄에이터를 원하는 위치로 제어할 수 있다.According to an aspect of the present invention, a method of controlling a micro actuator may include: (a) generating a command signal having a predetermined format from a command signal generator; and (b) driving the micro actuator in response to the generated command signal. And (c) generating a position signal corresponding to the position change by detecting a position change of the driven micro actuator by the position sensor; and (d) storing the generated position signal in a storage unit in advance. Judging whether or not it is within a preset error range by comparing with the position signal; and (e) if the generated position signal is within the error range, storing the command signal in the storage unit; and ( f) controlling the micro actuator according to the command signal stored in the storage unit. The control method will be presented. In the method of controlling a micro actuator according to the present invention, a command signal for driving the micro actuator system may be input as an optimized signal from the beginning to control the micro actuator to a desired position.
마이크로 액츄에이터(Micro Actuator), 최적화(Optimizatioin) Micro Actuator, Optimization
Description
도 1a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 시스템의 개념적인 명령신호와 위치신호 그래프.1A is a conceptual command and position signal graph of a system in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
도 1b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 시스템의 실제적인 명령신호와 위치신호 그래프.1B is a graph of actual command and position signals of a system in accordance with one preferred embodiment of the present invention.
도 1c는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 마이크로 액츄에이터 위치제어를 위해 최적화된 명령신호와 위치신호 그래프. 1C is a graph of a command signal and a position signal optimized for controlling a micro actuator position according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 마이크로 액츄에이터 시스템. 2 is a microactuator system according to one preferred embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 마이크로 액츄에이터 위치제어를 위해 명령신호를 최적화하는 순서도.3 is a flow chart of optimizing command signals for micro actuator position control in accordance with one preferred embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 마이크로 액츄에이터 위치제어를 위해 명령신호를 최적화하는 장치의 블록도. 4 is a block diagram of an apparatus for optimizing command signals for micro actuator position control in accordance with one preferred embodiment of the present invention.
본 발명은 제어 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마이크로 액츄에이터 제어 방법 및 그 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a control method and an apparatus thereof, and more particularly, to a micro actuator control method and an apparatus thereof.
종래의 이동통신 단말기 시장에는 카메라 기능을 구비한 카메라폰이 주류를 이루고 있었으나, 동영상 서비스의 발달과 DMB 기술의 발전으로 인하여 DMB 방송 채널, 동영상 등을 시청할 수 있는 이동통신 단말기가 증가하고 있는 추세이다.In the conventional mobile communication terminal market, camera phones with camera functions have become mainstream, but mobile communication terminals that can watch DMB broadcasting channels and videos are increasing due to the development of video services and the development of DMB technology. .
이에 따라, 이미지, 동영상을 수행하기 위하여 이동통신 단말기의 디스플레이 화면이 더욱 커지는 문제점이 발생하였다. 이는 편리한 이동성이 요구되는 이동통신 단말기에는 좋지 않은 영향을 미치게 되었다. 결국, 이러한 문제를 극복하기 위하여 휴대폰, PDA 등의 소형 디스플레이 시스템에 영상투사 시스템을 적용하여 스크린 또는 벽면에 투사하고자 하는 시도가 이루어지고 있다.Accordingly, a problem arises in that the display screen of the mobile communication terminal becomes larger in order to perform an image and a video. This has a bad effect on the mobile communication terminal that requires convenient mobility. As a result, in order to overcome this problem, an attempt has been made to apply a projection system to a small display system such as a mobile phone or a PDA to project onto a screen or a wall.
영상투사 시스템에는 영상을 반사하기 위하여 수많은 반사 미러(Mirror)들이 별개로 제어되어 구동된다.In the image projection system, numerous reflection mirrors (Mirrors) are driven separately to reflect the image.
종래에는 영상투사 시스템을 구성하고 있는 반사 미러 각각을 구동하는 마이크로 액츄에이터에 대하여 갈바노미터(Galvanometer) 방식을 이용하였다. 더욱 자세하게 설명하면, 마이크로 액츄에이터를 구동하기 위하여 광소자를 구비한 엔코더를 이용하였으며 엔코더로부터 검출된 마이크로 액츄에이터의 위치 신호는 다시 되먹임(Feedback)되어 시스템의 명령신호와 일대일로 매칭되는 방식을 이용하였다.In the related art, a galvanometer method is used for the micro actuators that drive each of the reflection mirrors constituting the image projection system. In more detail, an encoder equipped with an optical element is used to drive the micro actuator, and the position signal of the micro actuator detected from the encoder is fed back to match the command signal of the system one to one.
하지만, 마이크로 액츄에이터 위치를 검출하기 위한 엔코더는 큰 부피를 차지하여 상술한 이동통신 단말기에 구비되기에는 적합지 않으며 복잡한 회로를 필요로 함으로 인하여 시스템이 복잡하고 고비용이 요구되는 문제점이 있었다. 즉, 마 이크로 액츄에이터의 정밀한 위치 검출을 위해서 엔코더를 이용하는 것은 시스템을 복잡하게 하며 비경제적으로 만드는 문제점이 있었다.However, the encoder for detecting the micro-actuator position occupies a large volume and is not suitable to be provided in the above-described mobile communication terminal, and there is a problem in that the system is complicated and expensive due to the need for a complicated circuit. In other words, using an encoder for precise position detection of a micro actuator has a problem of making the system complicated and uneconomical.
따라서, 상술한 문제점들을 해결하기 위한 본 발명을 목적은 시스템의 구동을 위한 명령신호를 처음부터 최적화된 신호로 입력하여 마이크로 액츄에이터를 원하는 위치로 제어할 수 있는 마이크로 액츄에이터 제어 방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention to solve the above problems is to provide a micro-actuator control method and apparatus for controlling the micro-actuator to a desired position by inputting a command signal for driving the system as an optimized signal from the beginning. have.
본 발명의 다른 목적은 종래의 방식인 광소자를 이용한 엔코더를 통하여 마이크로 액츄에이터의 위치를 검출하는 대신 홀 센서(또는 홀 IC)를 이용하여 영상투사 시스템의 부피를 줄일 수 있는 마이크로 액츄에이터 제어 방법 및 그 장치를 제공하는데 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 최적화된 명령신호를 입력하고 부피가 작은 홀 센서를 이용하여 마이크로 액츄에이터 시스템을 제어함으로써 시스템의 효율을 개선할 수 있는 마이크로 액츄에이터 제어방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a micro actuator control method and apparatus for reducing the volume of an image projection system using a hall sensor (or hall IC) instead of detecting the position of the micro actuator through an encoder using an optical device, which is a conventional method. To provide. Another object of the present invention is to provide a micro actuator control method and apparatus for improving efficiency of a system by inputting an optimized command signal and controlling a micro actuator system using a small Hall sensor.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention will be readily understood through the description of the following examples.
상기 목적을 달성하고 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면 마이크로 액츄에이터 제어 방법 및 그 장치가 제공된다.In order to achieve the above object and to solve the problems of the prior art, according to an aspect of the present invention, a micro actuator control method and apparatus are provided.
본 발명의 일측에 따르면, 마이크로 액츄에이터 제어 장치에서 수행되는 마이크로 액츄에이터 제어 방법은 (a) 명령신호 발생부에서 소정의 형식을 가진 명령신호를 생성하는 단계; (b) 상기 생성된 명령신호에 상응하여 상기 마이크로 액츄에이터를 구동하는 단계; (c) 상기 구동한 마이크로 액츄에이터의 위치변화를 위치센서가 검출하여 상기 위치변화에 상응하는 위치신호를 생성하는 단계; (d) 상기 생성된 위치신호를 저장부에 미리 저장된 기준 위치신호와 비교하여 미리 설정된 오차범위 내에 존재하는지 여부를 판단하는 단계; (e) 상기 생성된 위치신호가 상기 오차범위 내에 존재하는 경우, 상기 명령신호를 상기 저장부에 저장하는 단계; (f) 상기 저장부에 저장된 명령신호에 의해 상기 마이크로 액츄에이터를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.According to one aspect of the invention, the micro-actuator control method performed in the micro-actuator control apparatus includes the steps of: (a) generating a command signal having a predetermined format in the command signal generator; (b) driving the micro actuator according to the generated command signal; (c) generating a position signal corresponding to the position change by a position sensor detecting a position change of the driven micro actuator; (d) comparing the generated position signal with a reference position signal pre-stored in a storage unit to determine whether it exists within a preset error range; (e) if the generated position signal exists within the error range, storing the command signal in the storage unit; (f) controlling the micro actuator according to a command signal stored in the storage unit.
더 나아가, 상기 (e) 단계는, (e-1) 상기 생성된 위치신호가 상기 오차범위 내에 존재하지 않는 경우, 상기 생성한 명령신호를 보상하는 단계; 및 (e-2) 상기 보상한 명령신호에 상응하여 상기 마이크로 액츄에이터를 구동하는 단계를 포함하되, 상기 (e-2) 단계가 수행된 후 상기 (c) 단계부터 다시 수행될 수 있다.Further, step (e) may include: (e-1) compensating the generated command signal when the generated position signal does not exist within the error range; And (e-2) driving the micro actuator according to the compensated command signal, but may be performed again from the step (c) after the step (e-2) is performed.
또한, 상기 (e-1) 단계는, (e-3) 상기 생성된 위치신호와 상기 기준 위치신호를 일정한 주기로 샘플링하는 단계; 및 (e-4) 상기 주기에 상응하여 상기 생성된 위치신호가 상기 기준 위치신호보다 큰 경우 상기 생성된 명령신호를 작게 조정하며, 상기 생성된 위치신호가 상기 기준 위치신호보다 작은 경우 명령신호를 크게 조정하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, step (e-1) may include: (e-3) sampling the generated position signal and the reference position signal at regular intervals; And (e-4) if the generated position signal is larger than the reference position signal corresponding to the period, adjust the generated command signal to be smaller. If the generated position signal is smaller than the reference position signal, the command signal is adjusted. May comprise a step of making a large adjustment.
이 경우, 상기 (a) 단계에서, 상기 소정의 형식을 가진 명령신호는 삼각파형, 정현파형 또는 사각파형 중 어느 하나일 수 있다.In this case, in step (a), the command signal having the predetermined format may be one of a triangular waveform, a sinusoidal waveform, or a square waveform.
이에 덧붙여, 상기 마이크로 액츄에이터 제어 방법 중 상기 (f) 단계는, 상기 저장부에 저장된 명령신호와 상기 생성된 위치신호를 비교하여 작동오차신호를 생성하는 단계; 및 상기 생성한 작동오차신호를 전달받아 제어신호를 생성하고 상기 생성된 제어신호에 상응하여 상기 마이크로 액츄에이터를 구동하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the step (f) of the micro actuator control method may include: generating an operation error signal by comparing the command signal stored in the storage unit with the generated position signal; And generating a control signal by receiving the generated operation error signal and driving the micro actuator according to the generated control signal.
또한, 위치센서는 홀 센서 또는 레이져 바이브레이터 중 어느 하나일 수 있다.In addition, the position sensor may be either a Hall sensor or a laser vibrator.
본 발명의 바람직한 다른 일 예에 따른, 마이크로 액츄에이터 제어 장치는,According to another preferred embodiment of the present invention, a micro actuator control device,
저장부에 저장된 소정의 형식에 상응하는 명령신호를 생성하는 명령신호 발생부; 상기 마이크로 액츄에이터의 위치변화를 검출하여 상기 위치변화에 상응하는 위치신호를 생성하는 위치센서; 상기 명령신호, 미리 설정된 오차범위 및 기준 위치신호를 각각에 상응하여 소정의 형식으로 저장하는 저장부; 상기 생성된 위치신호를 상기 기준 위치신호와 비교하여 상기 설정된 오차범위 내에 존재하는 여부를 판단하며, 상기 생성된 위치신호가 상기 오차범위 내에 존재하지 않는 경우 상기 소정의 형식을 가진 명령신호를 보상하고, 상기 보상된 명령신호를 저장부에 소정의 형식으로 저장하는 최적화 장치; 및 상기 저장부에 저장된 명령신호에 의해 제어신호를 생성하고, 상기 생성된 제어신호에 상응하여 상기 마이크로 액츄에이터를 구동하는 구동 IC를 포함할 수 있다.A command signal generator for generating a command signal corresponding to a predetermined format stored in the storage unit; A position sensor for detecting a position change of the micro actuator and generating a position signal corresponding to the position change; A storage unit for storing the command signal, a preset error range, and a reference position signal in a predetermined format corresponding to each; The generated position signal is compared with the reference position signal to determine whether it exists within the set error range. When the generated position signal does not exist within the error range, the command signal having the predetermined format is compensated for. An optimization device for storing the compensated command signal in a storage unit in a predetermined format; And a driving IC configured to generate a control signal according to the command signal stored in the storage unit, and to drive the micro actuator according to the generated control signal.
물론, 상기 마이크로 액츄에이터 제어 장치는 상기 저장부에 소정의 형식으로 저장된 명령신호와 상기 생성된 위치신호를 비교하여 작동오차신호를 생성하는 신호비교부를 더 포함하되, 상기 구동 IC는 상기 생성한 작동오차신호를 전달받아 제어신호를 생성하고 상기 생성된 제어신호에 상응하여 상기 마이크로 액츄에이터를 구동할 수 있다.Of course, the micro-actuator control apparatus further includes a signal comparison unit for generating an operation error signal by comparing the command signal stored in a predetermined format with the generated position signal in the storage unit, wherein the driving IC generates the operation error signal. The control unit may receive a signal, generate a control signal, and drive the micro actuator according to the generated control signal.
이 때, 상기 최적화 장치는, 상기 생성된 위치신호를 상기 기준 위치신호와 일정한 주기로 샘플링하여 비교하고 상기 주기에 상응하여 상기 생성된 위치신호가 상기 설정된 오차범위 내에 존재하는지 여부를 판단하는 최적화 판별부; 및 상기 생성된 위치신호가 상기 설정된 오차범위 내에 존재하지 않는 경우 상기 기준 위치신호 및 상기 생성된 위치신호의 비교오차로부터 상기 주기에 상응하여 상기 소정의 형식을 가진 명령신호를 보상하여 상기 저장부에 저장하는 명령신호 보상부를 포함할 수 있다.At this time, the optimization device, the optimization determination unit for sampling and comparing the generated position signal with the reference position signal at a predetermined period and determines whether the generated position signal is within the set error range corresponding to the period; ; And when the generated position signal does not exist within the set error range, compensating the command signal having the predetermined format corresponding to the period from the comparison error between the reference position signal and the generated position signal. It may include a command signal compensation unit for storing.
또한, 상기 마이크로 액츄에이터 제어 장치의 상기 위치센서는 홀 센서 또는 레이져 바이브레이터 중 어느 하나일 수 있다.In addition, the position sensor of the micro-actuator control device may be any one of a hall sensor or a laser vibrator.
특히, 상기 마이크로 액츄에이터는 이동통신단말기에 구비된 영상투사 시스템에 포함되어 소정의 영상을 반사하여 투사하는 반사 미러에 결합할 수도 있다.In particular, the micro-actuator may be included in an image projection system included in the mobile communication terminal and coupled to a reflection mirror that reflects and projects a predetermined image.
또한, 상기 저장부에 저장되는 상기 소정의 형식의 명령신호는 삼각파형, 정현파형 또는 사각파형 중 어느 하나일 수 있다.In addition, the command signal of the predetermined type stored in the storage unit may be any one of a triangular waveform, a sinusoidal waveform, or a square waveform.
여기서, 상기 최적화 장치는 PC, 마이컴보드, 소프트웨어로 구현된 프로그램 중 어느 하나로 구현될 수 있다.The optimization device may be implemented by any one of a PC, a microcomputer, and a program implemented by software.
프로세스 수행 방법을 수행하기 위해 메모리 장치에서 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있으며, 상기 메모리 장치에 의해 판독될 수 있는 프로그램이 기록된 기록 매체에 저장된 상기 마이크로 액츄에이터 제어 방법은 (a) 명령신호 발생부에서 소정의 형식을 가진 명령신호를 생성하는 단계; (b) 상기 생성된 명령신호에 상응하여 상기 마이크로 액츄에이터를 구동하는 단계; (c) 상기 구동한 마이크로 액츄에이터의 위치변화를 위치센서가 검출하여 상기 위치변화에 상응하는 위치신호를 생성하는 단계; (d) 상기 생성된 위치신호를 저장부에 미리 저장된 기준 위치신호와 비교하여 미리 설정된 오차범위 내에 존재하는지 여부를 판단하는 단계; (e) 상기 생성된 위치신호가 상기 오차범위 내에 존재하는 경우, 상기 명령신호를 상기 저장부에 저장하는 단계; 및 (f) 상기 저장부에 저장된 명령신호에 의해 상기 마이크로 액츄에이터를 제어하는 단계를 실행할 수 있다. A program of instructions that can be executed in a memory device is tangibly embodied to perform a method of performing a process, and the microactuator control method stored in a recording medium on which a program that can be read by the memory device is recorded includes (a) an instruction. Generating a command signal having a predetermined format by the signal generator; (b) driving the micro actuator according to the generated command signal; (c) generating a position signal corresponding to the position change by a position sensor detecting a position change of the driven micro actuator; (d) comparing the generated position signal with a reference position signal pre-stored in a storage unit to determine whether it exists within a preset error range; (e) if the generated position signal exists within the error range, storing the command signal in the storage unit; And (f) controlling the micro actuator according to a command signal stored in the storage unit.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 본 발명의 특정 실시예들은 발명을 구체화하고 발명의 기술적 사상을 더욱 명확하게 하기 위한 예 일 뿐이며 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니다.The present invention may have various modifications and may have various embodiments. In addition, specific embodiments of the present invention are merely examples for clarifying the invention and clarifying the technical spirit of the invention and are not intended to limit the present invention to the specific embodiments.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Also, the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호 를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. Hereinafter, the same reference numerals are used for the same components in the drawings, and redundant description of the same components is omitted. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related known technology may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
우선, 마이크로 액츄에이터의 원하는 위치변화를 선형 동작으로 가정한다. 즉, 영사투사 시스템에서 마이크로 액츄에이터는 시간의 변화에 따라 증가하거나 감소하여 움직이는 선형동작을 수행하며 이를 위치신호로 생성하면 삼각파형의 형태를 가진다고 가정한다.First, it is assumed that the desired change in position of the micro actuator is a linear operation. That is, it is assumed that the micro actuator in the projection projection system increases or decreases with time and moves linearly. When this is generated as a position signal, it is assumed that the micro actuator has a triangular waveform.
물론, 본 발명의 일 예에 따라 영상투사 시스템에 대하여 설명하고 있으나 마이크로 액츄에이터가 구동되는 시스템은 다양하며 이에 따라 원하는 마이크로 액츄에이터의 구동 유형은 달라질 수 있다. 즉, 명령신호에 상응하는 마이크로 액츄에이터의 위치 변화는 단순히 삼각파형의 위치신호를 발생하도록 일어나지 않을 수 있다(예를 들어 정현파형, 사각파형 등). 이에 따라, 마이크로 액츄에이터의 위치변화에 따른 위치신화가 삼각파형인 것은 본 발명의 기술적 사상을 이해하기 쉽게 사용된 일 예임을 알 수 있을 것이다.Of course, the image projection system is described according to an example of the present invention, but the system in which the micro actuator is driven varies, and thus the driving type of the desired micro actuator may vary. That is, the position change of the micro actuator corresponding to the command signal may not occur simply to generate a triangular waveform position signal (for example, a sinusoidal waveform and a square waveform). Accordingly, it can be seen that the position myth according to the change of the position of the micro actuator is a triangular waveform is an example used to easily understand the technical idea of the present invention.
도 1a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 시스템의 개념적인 명령신호와 위치신호 그래프이다.1A is a conceptual command and position signal graph of a system in accordance with one preferred embodiment of the present invention.
도1a를 참조하면, 이상적인 되먹임 시스템인 경우, 명령신호가 삼각파형(100a)으로 입력되면 마이크로 액츄에이터는 명령신호에 상응하여 선형적으로 위치를 변화시키게 된다. 이 경우, 마이크로 액츄에이터의 위치변화를 위치센서(예를 들어 홀 센서, 레이져 바이브레이터)를 통하여 검출하면 동일한 삼각파형(110a)으로 형성된다. 하지만, 이는 개념적으로 시스템에 대한 제어가 수행된다고 가정한 경우를 나타낸 것으로 실제적인 시스템의 경우는 도 1b와 같이 마이크로 액츄에이터가 구동될 수 있다. Referring to FIG. 1A, in the case of an ideal feedback system, when a command signal is input to a
도 1b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 시스템의 실제적인 명령신호와 위치신호 그래프 이다.1B is a graph of actual command and position signals of a system in accordance with one preferred embodiment of the present invention.
도 1b를 참조하면, 실제적인 시스템인 경우 도 1a과 동일한 명령신호(100a, 100b)가 입력된다고 하더라도 마이크로 액츄에이터는 원하는 위치로 변화하기 않을 수 있다. 이 경우, 마이크로 액츄에이터의 위치변화를 홀 센서를 통하여 검출하면 보상된 파형(110b)으로 형성될 수 있다. 즉, 시스템에 구비된 마이크로 액츄에이터는 원하는 위치로 변화하지 못하며 결국 마이크로 액츄에이터에 결합된 영상투사 시스템의 반사 미러는 정밀하게 영상을 투사할 수 없다.Referring to FIG. 1B, the micro actuator may not change to a desired position even when the command signals 100a and 100b are input as in FIG. 1A. In this case, when the position change of the micro actuator is detected through the Hall sensor, it may be formed as a compensated
도 1c는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 마이크로 액츄에이터 위치제어를 위해 최적화된 명령신호와 위치신호 그래프이다.1C is a graph of a command signal and a position signal optimized for controlling a micro actuator position according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1c는 원하는 마이크로 액츄에이터의 위치 제어를 위하여(즉, 상술한 바와 같이 위치신호가 삼각파형(110c)으로 나타나도록) 입력되는 명령신호를 최적화 단계를 통하여 보상하고 그에 따라서 보상된 명령신호(100c)를 보여주고 있다.FIG. 1C shows the
즉, 최적화된 명령신호는 마이크로 액츄에이터 시스템이 구동되기 전(前) 도 1b와 같은 명령신호(100b)와 이에 상응하는 마이크로 액츄에이터의 위치신호(110b)를 최적 완성까지 반복하여 비교되어 계산된다. 물론, 영상투사 시스템에 구비된 각 마이크로 액츄에이터는 각각의 동작특성(예를 들어 전자기적 또는 물리적 특성)를 가지고 있으므로 각 마이크로 액츄에이터를 원하는 위치로 제어하기 위해서(즉, 원하는 위치신호가 삼각파형이 되도록)는 각 마이크로 액츄에이터에 상응하여 별도의 명령신호가 최적화 단계를 거쳐야 한다.That is, the optimized command signal is calculated by repeatedly comparing the
물론, 보상된 명령신호는 여러 가지 모양으로 표현될 수 있다. 또한, 도 1c와 같은 명령신호(100c)를 생성하기 위해서는 디지털 회로를 이용하여 구현될 수 있으나 아날로그 회로를 통하여서도 구현할 수 있다.Of course, the compensated command signal may be expressed in various shapes. In addition, in order to generate the
다만, 도 1c에서 본 발명의 일 실시에에 따른 마이크로 액츄에이터를 구동하기 위한 최적화된 명령신호(100c)는 톱니 파형으로 도시되고 있다.However, in FIG. 1C, the optimized
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 마이크로 액츄에이터 시스템이다.2 is a microactuator system according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 마이크로 액츄에이터 시스템(200)은 신호비교부(210), 구동IC(220), 마이크로 액츄에이터(230), 위치센서(240)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the
신호비교부(210)는 외부의 명령신호 발생부로부터 생성되어 전달된 명령신호와 마이크로 액츄에이터(230)의 위치변화를 위치센서(240)가 검출하여 생성한 위치신호를 결합하고 작동오차신호를 생성할 수 있다. 물론, 신호비교부(210)는 전달된 명령신호만으로 마이크로 액츄에이터(230)을 구동하는 경우에는 본 발명의 일 예에 따른 마이크로 액츄에이터 제어 장치에 구비되지 않을 수 있다. 이 경우, 전달된 명령신호는 직접적으로 마이크로 액츄에이터(230)의 구동신호로 작동하게 된다.The
구동 IC(220)는 신호비교부(210)로부터 생성되어 전달된 작동오차신호를 일정한 제어 전류(또는 전압)으로 증폭하여 제어신호를 생성할 수 있다. 물론, 상술한 바와 같이 전달된 작동오차신호는 명령신호와 위치신호의 결합 신호인 경우를 가정하고 설명하였으나 위치신호가 되먹임되지 않을 경우 명령신호가 작동오차신호로 작용할 수 있음은 본 발명의 기술적 사상으로 보아 자명하다 할 것이다. The driving
마이크로 액츄에이터(230)은 구동 IC(220)으로부터 전달된 제어신호가 인가되면 구동하며 영상투사 시스템의 반사 미러(Mirror)와 연결되어 반사 미러를 원하는 위치로 움직일 수 있다. 물론, 본 발명의 일 예에 따르면 마이크로 액츄에이터에 한정되어 보이나 실제적으로 본 발명의 기술적 사상은 모든 액츄에이터 제어에 적용 가능하다.The
위치센서(240)는 마이크로 액츄에이터(230)의 위치변화를 검출하고 이를 일정한 위치신호로 생성할 수 있다. 위치센서는 홀 센서, 레이져 바이브레이터(Laser Vibrator) 등일 수 있다. 특히, 홀 센서는 홀 효과(Hall Effect)를 이용하여 물체의 이동을 감지하는 센서이다. 특히, 홀 센서는 본 발명의 기술분야에서 공지되어 일반적으로 실시되고 있다. 또한, 홀 센서는 작은 부피와 적은 비용으로 인하여 소형화된 장치에 구비될 수 있다. 물론, 더욱 정밀한 마이크로 액츄에이터의 위치 변화의 검출을 위해 광소자를 이용한 센서를 이용할 수도 있다.The
위치센서(240)로부터 생성된 위치 신호는 다시 상술한 신호비교부(210)로 전달되어(이를 되먹임이라 한다) 외부의 명령신호 발생부로부터 전달된 명령신호와 비교될 수 있다. The position signal generated from the
또한, 도 2에서는 되먹임의 마이크로 액츄에이터 시스템으로 구성되어 있으나 시스템에 인가되는 명령신호를 그대로 마이크로 액츄에이터로 전달하는 개루프 시스템으로 구성될 수도 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 일 예에 다른 마이크로 액츄에이터 시스텡은 이동통신 단말기에 구비된 영상투사 시스템에 포함될 수 있다.In addition, although it is configured as a feedback micro-actuator system in FIG. 2, it may be configured as an open-loop system that delivers the command signal applied to the system as it is to the micro actuator. In addition, the micro-actuator system according to an embodiment of the present invention may be included in the image projection system provided in the mobile communication terminal.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 마이크로 액츄에이터 위치제어를 위해 명령신호를 보상하여 최적화하는 순서도이다. 본 발명의 일 예에 따르면, 마이크로 액츄에이터의 위치변화를 제어하기 위하여 마이크로 액츄에이터 시스템에 전달되는 명령신호를 적절하게 최적화시킬 수 있다. 결국, 이는 명령신호를 최적화하여 이 후 시스템의 구동시에 최적화된 명령신호를 입력하고자 함이다.3 is a flow chart of compensating and optimizing a command signal for micro actuator position control according to an exemplary embodiment of the present invention. According to an example of the present invention, the command signal transmitted to the micro actuator system may be appropriately optimized to control the position change of the micro actuator. After all, this is to optimize the command signal to input the optimized command signal at the time of driving the system afterwards.
단계300에서, 임의의 저장부에 일정한 형식으로 저장되어 있는 명령신호가 명령신호(예를 들어 삼각파형) 생성부를 통하여 마이크로 액츄에이터 시스템(200)에 입력된다. 단계300은 시스템에 입력되는 명령신호는 최적화되지 않은 상태이므로 임의의 저장부에 최초로 저장된 임의의 형식의 신호일 수 있다. 즉, 원하는 위치신호에 따라 초기에 입력되는 명령신호를 달라질 수 있다.In operation 300, a command signal stored in a predetermined format in an arbitrary storage unit is input to the
단계310에서, 입력된 최초 명령신호에 따라 마이크로 액츄에이터(230)은 구동되며 위치의 변화를 일으키게 된다.In step 310, the
단계320예서, 위치센서(예를 들어 홀 센서, 레이져 바이브레이터 등)을 통하여 마이크로 액츄에이터의 구동 특성(즉, 위치 변화에 따른 위치 신호)를 도출한다.In step 320, a driving characteristic (ie, a position signal according to a change in position) of the micro actuator is derived through a position sensor (for example, a hall sensor or a laser vibrator).
단계330에서, 본 발명의 일 예의 따른 임의의 저장부에 저장되어 있는 기준 위치신호(이 경우 기준 위치신호는 단계320에서 입력된 최초 명령신호 일 수 있다.)와 단계320으로부터 도출된 마이크로 액츄에이터의 위치신호을 비교하여 최적화 여부를 판단한다. 즉, 마이크로 액츄에이터 제어 장치는 생성된 위치 신호가 저장부에 저장된 기분 위치신호와 비교하여 미리 설정된 오차범위 내에 존재하는 여부를 판단할 수 있다.In step 330, the reference position signal (in this case, the reference position signal may be the first command signal input in step 320) stored in an arbitrary storage unit according to an example of the present invention, and the micro actuator derived from step 320. The position signal is compared to determine the optimization. That is, the micro-actuator control device may determine whether the generated position signal is within a preset error range by comparing with the mood position signal stored in the storage unit.
단계340에서, 최적화가 필요한 경우 명령신호를 보상한다. In step 340, the command signal is compensated when optimization is required.
본 발명의 일 예에 따른 최적화 단계를 더욱 상세하게 설명하면, 우선 기준 위치신호와 검출된 위치신호를 일정한 주기로 샘플링한다. 이 후, 각 주기에 마다 검출되어 생성된 위치신호가 미리 저장된 기준 위치신호보다 큰 경우는 명령신호를 작게 조정하고, 작은 경우에는 명령신호를 크게 조정하여 보상된 명령신호를 생성할 수 있다. 물론, 단계430은 최적화가 이루어질 때까지 반복될 수 있으며 시스템의 정밀도에 따라 최적화를 위한 비교 오차범위 등은 변경 가능하다.Referring to the optimization step according to an embodiment of the present invention in more detail, first, the reference position signal and the detected position signal are sampled at regular intervals. Thereafter, if the position signal detected and generated in each period is larger than the pre-stored reference position signal, the command signal may be adjusted to be small, and if it is small, the command signal may be adjusted to generate a compensated command signal. Of course, step 430 may be repeated until optimization is performed, and the comparison error range for optimization may be changed according to the precision of the system.
또한 본 발명의 일 에에 따른 최적화 과정은 최적화 장치를 통하여 처음 제조 공정시에만 수행될 수 있다. 이 경우, 최적화 과정을 통하여 구해진 보상된 명령신호는 임의의 저장부에 저장되어 각 마이크로 액츄에이터(영상투사 시스템의 반사 미러에 상응하는 마이크로 액츄에이터 만큼의 최적화과정이 수행되어야 한다.)에 상응하여 인가될 수 있다. 물론, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 실시간으로 최적화 과정이 수행되어 명령신호가 실기간으로 보상될 수도 있다.In addition, the optimization process according to an embodiment of the present invention can be performed only during the first manufacturing process through the optimization device. In this case, the compensated command signal obtained through the optimization process is stored in an arbitrary storage unit and applied in correspondence with each micro actuator (the optimization process corresponding to the micro actuator corresponding to the reflection mirror of the image projection system). Can be. Of course, according to another embodiment of the present invention, the optimization process may be performed in real time to compensate the command signal in real time.
상술한 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 액츄에이터 제어 방법은 기록매체 에 저장된 후 소정의 장치, 예를 들면, 이동 통신 단말기와 결합하여 수행될 수 있다. 여기서, 기록매체는 하드 디스크, 비디오 테이프, CD, VCD, DVD와 같은 자기 또는 광 기록매체이거나 또는 오프라인 또는 온라인 상에 구축된 클라이언트 또는 서버 컴퓨터의 데이터베이스일 수도 있다.The micro actuator control method according to the embodiment of the present invention described above may be performed in combination with a predetermined device, for example, a mobile communication terminal after being stored in a recording medium. Here, the recording medium may be a magnetic or optical recording medium such as a hard disk, a video tape, a CD, a VCD, a DVD, or a database of a client or server computer built offline or online.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 마이크로 액츄에이터 위치제어를 위해 명령신호를 최적화하는 장치의 블록도이다.4 is a block diagram of an apparatus for optimizing a command signal for micro actuator position control according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2에서 도시된 마이크로 액츄에이터 시스템은 단순히 명령신호 발생부(403)로부터 전달된 명령신호가 입력되어 구동하는 마이크로 액츄에이터만을 상정하여 설명하였다. 반면, 도4에서는 명령신호를 최적화하기 위한 장치가 결합된 마이크로 액츄에이터 시스템을 상정하여 설명한다. 이하, 도 2와 중복되어 동일한 내용에 대하여 설명되는 부분은 생략한다.The micro-actuator system illustrated in FIG. 2 has been described assuming only a micro-actuator for driving the command signal transmitted from the
본 발명의 일 예에 따른 최적화 장치(400)는 저장부(401), 명령신호 발생부(403), 명령신호 보상부(405), 최적화 판별부(407)을 포함한다. 물론, 최적화 장치(400)는 상술한 마이크로 액츄에이터 시스템에 연결되어 최적화 과정을 수행하게 된다.The
저장부(401)는 각 마이크로 액츄에이터에 상응하는 명령신호, 최적화된 명령신호, 기준 위치신호 등을 저장할 수 있다. 또한, 최적화 장치(400)와 별도로 구비될 수도 있다.The
명령신호 발생부(403)은 저장부에 저장되어 있는 명령신호, 최적화된 명령신호를 일정한 형식을 가진 아날로그 신호로 생성하여 마이크로 액츄에이터 시스 템(200)에 전달할 수 있다. 물론, 명령신호 발생부(403)도 최적화 장치(400)와 별도로 구비될 수 있음을 자명하다 할 것이다. 또한, 마이크로 액츄에이터 제어장치에 포함되어 일정한 명령신호를 전달할 수 있음도 자명하다 할 것이다.The
명령신호 보상부(405)는 최적화가 필요한 경우 명령신호 발생부(403)이 마이크로 액츄에이터 시스템에 전달할 명령신호를 일정한 방식으로 보상하여 보상할 수 있다. 즉, 보상된 명령신호는 저장부(401)에 전달되어 명령신호 발생부(403)가 마이크로 액츄에이터 시스템을 구동하기 위한 명령신호(예를 들어 도 1c의 100c에 도시된 명령신호)로 저장될 수도 있다. The
물론, 명령신호 보상부(405)에서 명령신호 발생부(403)에 바로 연결되어 보상된 명령신호가 전달될 수도 있다. 이 경우 실시간으로 최적화 과정이 수행될 수 있음은 물론이다. 본 발명의 일 예에 따른 최적화 과정을 도 3에서 설명하였는 바 생략한다.Of course, the command signal compensated by being directly connected to the
최적화 판별부(407)은 저장부에 기록되어 있는 기준 위치신호와 위치센서(예를 들어 홀 센서, 레이져 바이브레이터 등)(460)으로부터 검출된 마이크로 액츄에이터의 위치신호를 비교하여 최적화 여부를 판별활 수 있다. 상술한 바와 같이 최적화 정밀도 등에 따라 오차범위를 변경 가능하다 할 것이다. 물론, 기준 위치 신호는 최초로 입력되는 명령신호 일 수도 있음은 상술한 바와 같다.The
최적화 장치(400)는 다양한 장치로 구현 가능하다. 예를 들어 최적화 장치(400)는 PC, 마이컴보드, 소프트웨어에 구현된 프로그램일 수 있다.The
또한, 최적화 장치는 최초 공정시에 각 액츄에이터에 대한 최적화 과정을 수 행하는 경우 마이크로 액츄에이터 시스템과 별도로 구비될 수 있다. 이 경우, 최적화된 명령신호는 임의의 저장부에 기록되어 마이크로 액츄에이터 시스템에 명령신호로 전달될 수 있다.In addition, the optimization apparatus may be provided separately from the micro actuator system when performing the optimization process for each actuator during the initial process. In this case, the optimized command signal may be recorded in any storage unit and transferred to the micro actuator system as a command signal.
물론, 최적화 장치가 마이크로 액츄에이터 시스템에 연결되어 구비될 수 있음 또한 본 발명의 기술적 사상에 비추어보아 자명하다 할 것이다.Of course, the optimization device may be provided connected to the micro actuator system will also be apparent in view of the technical spirit of the present invention.
또한, 본 발명의 일 예에 따르면 최적화 장치를 통한 최적화 과정은 실시간으로 이루어질 수도 있으며 최초 공정시에만 수행될 수도 있다.In addition, according to an example of the present invention, the optimization process through the optimization device may be performed in real time or may be performed only at the initial process.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 마이크로 액츄에이터 제어 방법 및 그 장치는 마이크로 액츄에이터 시스템의 구동을 위한 명령신호를 처음부터 최적화된 신호로 입력하여 마이크로 액츄에이터를 원하는 위치로 제어할 수 있다.As described above, the method and apparatus for controlling a micro actuator according to the present invention can control the micro actuator to a desired position by inputting a command signal for driving the micro actuator system as an optimized signal from the beginning.
또한, 본 발명은 종래의 방식인 광소자를 이용한 엔코더를 통하여 마이크로 액츄에이터의 위치를 검출하는 대신 홀 센서(또는 홀 IC)를 이용하여 영상투사 시스템의 부피를 줄이고 경제성을 향상시킬 수 있다.In addition, the present invention can reduce the volume and economical efficiency of the image projection system by using a Hall sensor (or Hall IC) instead of detecting the position of the micro actuator through an encoder using an optical device of the conventional method.
또한, 본 발명은 최적화된 명령신호를 입력하고 부피가 작은 홀 센서를 이용하여 마이크로 액츄에이터 시스템을 제어함으로써 시스템의 효율을 개선할 수 있다.In addition, the present invention can improve the efficiency of the system by inputting the optimized command signal and controlling the micro actuator system using a small Hall sensor.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명 및 그 균등물의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those of ordinary skill in the art to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention and equivalents thereof described in the claims below It will be understood that various modifications and changes can be made.
Claims (14)
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