KR100930189B1 - 피에조 액츄에이터를 이용한 렌즈 위치 제어 장치 및 그방법 - Google Patents

피에조 액츄에이터를 이용한 렌즈 위치 제어 장치 및 그방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100930189B1
KR100930189B1 KR1020070101233A KR20070101233A KR100930189B1 KR 100930189 B1 KR100930189 B1 KR 100930189B1 KR 1020070101233 A KR1020070101233 A KR 1020070101233A KR 20070101233 A KR20070101233 A KR 20070101233A KR 100930189 B1 KR100930189 B1 KR 100930189B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lens
duty ratio
target position
error
target
Prior art date
Application number
KR1020070101233A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090036194A (ko
Inventor
권경수
박찬우
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020070101233A priority Critical patent/KR100930189B1/ko
Publication of KR20090036194A publication Critical patent/KR20090036194A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100930189B1 publication Critical patent/KR100930189B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G02B7/10—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens
    • G02B7/102—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens controlled by a microcomputer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G02B7/08—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification adapted to co-operate with a remote control mechanism
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
    • G02B7/36—Systems for automatic generation of focusing signals using image sharpness techniques, e.g. image processing techniques for generating autofocus signals
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B3/00—Focusing arrangements of general interest for cameras, projectors or printers
    • G03B3/10—Power-operated focusing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/67—Focus control based on electronic image sensor signals
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2205/00—Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G03B2205/0053—Driving means for the movement of one or more optical element
    • G03B2205/0061—Driving means for the movement of one or more optical element using piezoelectric actuators

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)

Abstract

본 발명은 피에조 액츄에이터를 이용한 렌즈 위치 제어 장치에 관한 것으로, 렌즈의 현재 위치를 검출하는 위치 센서부; 상기 위치 센서부로부터의 현재 위치와 기설정된 목표위치와의 위치오차에 따라 렌즈의 이동방향을 결정하는 구동채널을 선택하고, 상기 위치오차의 크기에 따라 듀티비를 가변하여, 가변된 듀티비를 이용하여 목표위치까지 렌즈의 이동 및 이동속도를 제어하는 렌즈 위치 제어부; 상기 렌즈 위치 제어부의 제어에 따라 구동 신호를 생성하고, 상기 구동신호를 기선택된 구동채널를 통해 공급하는 액츄에이터 구동부; 및 상기 액츄에이터 구동부로부터의 구동신호에 따라 렌즈의 위치를 이동시키는 피에조 액츄에이터를 포함하여,
또한, 상기 목표위치에 가까워짐에 따라 상기 렌즈의 이동속도를 점차적으로 낮추는 방법을 제안한다.
피에조 액츄에이터, 렌즈, 위치 제어, 듀티비, 펄스폭, 가변

Description

피에조 액츄에이터를 이용한 렌즈 위치 제어 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING POSITION OF LENS USING PIEZO ACTUATOR}
본 발명은 피에조 액츄에이터를 이용한 렌즈 위치 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 목표위치까지의 거리에 따라 속도조절을 위한 듀티비를 가변하여, 목표위치에 가까워짐에 따라 점차 저속으로 피에조 액츄에이터를 통해 렌즈 위치를 조절할 수 있고, 이에 따라 보다 정밀한 위치 제어를 수행할 수 있는 피에조 액츄에이터를 이용한 렌즈 위치 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
최근, 휴대폰용 카메라 모듈이 휴대폰의 필수기능으로 부각되면서 이에 따른 부가기능의 중요성이 높아지고 있다. 부가기능 중 현재 상용화되고 있는 자동 촛점기능(Auto Focus)의 실현을 위해서 렌즈 위치를 이동시켜야 하는데, 이를 위해서는 먼저 렌즈의 현재 위치를 검출하여야 하고, 현재 위치에 따라 렌즈의 위치를 목표 위치로 제어한다.
이와같이, 렌즈를 이동시키기 위해 액츄에이터(actuator)를 사용하며, 이러한 액츄에이터(actuator)의 종류로는 VCA(Voice Coiled Actuator)와 피에조 액츄에 이터(Piezoelectric Actuator)가 대표적이다.
또한, 렌즈 위치 검출을 하기 위해서는 포토 인트럽트(Photo Interrupt: PI)나, 홀 센서(Hall Sensor)가 사용된다.
도 1은 종래 피에조 엑츄에이터를 이용한 렌즈 위치 제어 장치의 구성도.
도 1에 도시된 종래 피에조 엑츄에이터를 이용한 렌즈 위치 제어 장치는, 자동 초점 알고리즘을 포함하여 목표위치를 설정하는 자동초점 설정부(10)와, 렌즈(60)의 현재 위치를 검출하는 렌즈 위치 센싱부(20)와, 상기 자동초점 설정부(10)로부터의 목표위치와 상기 렌즈 위치 센싱부(20)로부터의 현재위치와의 오차에 따라 렌즈의 위치를 제어하는 렌즈 위치 제어부(30)와, 상기 렌즈 위치 제어부(30)의 제어에 따라 액츄에이터 구동신호를 생성하는 액츄에이터 구동부(40)와, 상기 액츄에이터 구동부(40)의 액츄에이터 구동신호에 따라 렌즈(60)의 위치를 조절하는 액츄에이터(50)를 포함한다.
상기 렌즈 위치 센싱부(20)는 현재 렌즈 위치를 센싱하여 전압 또는 전류 형태로 출력한다. 상기 렌즈 위치 제어부(30)는 렌즈(60)의 이동 방향과 상기 액츄에이터 구동부(40)의 구동 시간을 결정한다. 그리고, 상기 액츄에이터 구동부(40)는 상기 렌즈(60)를 이동시키는 모터인 액츄에이터(50)를 구동시키는데, 상기 액츄에이터는 피에조 액츄에이터 또는 VCA 소자가 적용될 수 있다.
도 2는 종래 피에조 엑츄에이터를 이용한 렌즈 위치 제어 방법을 보이는 플 로우챠트이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 종래 피에조 엑츄에이터를 이용한 렌즈 위치 제어 방법을 설명하면, 먼저 상기 자동초점 설정부(10)에서 목표위치(Target Position)를 설정하고(S10), 이후 상기 렌즈 위치 제어부(30)가 실행모드로 판단되면(S20), 상기 자동초점 설정부(10)로부터 목표위치(Target Position)를 제공받아 현재위치(CurPos)와 비교하여(S30), 현재위치가 목표위치보다 작으면 렌즈의 이동 방향을 '+' 방향을 선정하여 상기 액츄에이터 구동부(40)에서 구동할 CH-B 채널을 설정하여 액츄에이터 구동을 제어한다(S40).
이와 반대로 현재위치가 목표위치보다 작지 않으면 렌즈의 이동 방향을 '-' 방향을 선정하여 상기 액츄에이터 구동부(40)에서 구동할 CH-A 채널을 설정하여 액츄에이터 구동을 제어한다(S50).
이러한 동작 과정은, 현재위치(CurPos)와 입력받은 목표위치(Target Position)를 비교하여 값이 서로 같아질 때까지 수행된다.
이와같은 제어 과정중 보다 자세한 내용은 도 3의 (a),(b)를 참조하여 설명한다.
도 3의 (a)는 CH-A 채널을 통한 렌즈 위치 제어에 대한 주요 동작 타이밍 챠트이고, 도 3의 (b)는 CH-B 채널을 통한 렌즈 위치 제어에 대한 주요 동작 타이밍 챠트이다.
도 3의 (a)를 참조하면, 제어 명령시, CH-A 채널을 통해 구동 신호가 출력되면, 현재위치가 목표위치에 도달하도록 렌즈를 위치를 제한다. 그런데, 이때 현재위치가 목표위치가 되도록 렌즈 위치를 제어하지만, 이동하는 액츄에이터를 통해 렌즈를 정지시키기 까지의 제동거리(-e0)가 발생된다.
도 3의 (b)를 참조하면, 제어 명령시, CH-B 채널을 통해 구동 신호가 출력되면, 현재위치가 목표위치에 도달하도록 렌즈를 위치를 제한다. 그런데, 이때 현재위치가 목표위치가 되도록 렌즈 위치를 제어하지만, 이동하는 액츄에이터를 통해 렌즈를 정지시키기 까지의 제동거리(+e0)가 발생된다. 이러한 제동거리에 대해 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 종래 렌즈 위치 제어 장치에 따른 제동 거리 설명도이다.
도 4를 참조하면, CH-A 채널을 통해 제어시 제동거리(-e0)가 발생되고, CH-B 채널을 통해 제어시 제동거리(+e0)가 발생되므로, 전체 제동거리는 '2e0'이 된다.
전술한 바와같이, 종래 렌즈 위치 제어시, 자동 초점 알고리즘에서 동일한 목표위치로 렌즈를 이동시켰을 때에 오차(error)가 이동방향으로 발생하므로 렌즈를 물리적으로 동일 지점에 위치시키지 못한다는 문제점이 있다.
이에 따라, 보다 정확한 렌즈 위치 제어와 선명한 사진을 얻기 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로써,그 목적은, 목표위치까지의 거리에 따라 속도조절을 위한 듀티비를 가변하여, 목표위치에 가까워짐에 따라 점차 저속으로 피에조 액츄에이터를 통해 렌즈 위치를 조절할 수 있는 피에조 액츄에이터를 이용한 렌즈 위치 제어 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 피에조 액츄에이터를 이용한 렌즈 위치 제어 장치는, 렌즈의 현재 위치를 검출하는 위치 센서부; 상기 위치 센서부로부터의 현재 위치와 기설정된 목표위치와의 위치오차에 따라 렌즈의 이동방향을 결정하는 구동채널을 선택하고, 상기 위치오차의 크기에 따라 듀티비를 가변하여, 가변된 듀티비를 이용하여 목표위치까지 렌즈의 이동 및 이동속도를 제어하는 렌즈 위치 제어부; 상기 렌즈 위치 제어부의 제어에 따라 구동 신호를 생성하고, 상기 구동신호를 기선택된 구동채널를 통해 공급하는 액츄에이터 구동부; 및 상기 액츄에이터 구동부로부터의 구동신호에 따라 렌즈의 위치를 이동시키는 피에조 액츄에이터를 포함하여, 상기 목표위치에 가까워짐에 따라 상기 렌즈의 이동속도를 점차적으로 낮추는 것을 특징으로 한다.
상기 렌즈 위치 제어부는, 목표위치 및 듀티비를 설정하는 목표위치 설정부; 상기 위치 센서부로부터의 현재 위치를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부; 상기 목표위치 설정부로부터의 목표위치와 상기 A/D 변환부로부터의 현재위치와의 위치오차를 산출하는 감산부; 상기 감산부로부터의 위치오차를 아날로그 신호로 변환하는 D/A 변환부; 및 상기 D/A 변환부로부터의 위치오차에 따라 기설정된 듀티비를 가변하고, 상기 가변된 듀티비에 해당되는 전압을 생성하여 상기 액츄에이터 구동부에 공급하는 듀티비 조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 렌즈 위치 제어부는, 상기 위치오차의 크기가 작아질수록 듀티비를 증가시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 피에조 액츄에이터를 이용한 렌즈 위치 제어 방법은, 목표위치 및 기본 듀티비를 설정한 후 실행모드를 수행하는 개시단계; 상기 목표위치가 현재위치보다 큰지를 비교하는 비교단계; 상기 목표위치가 현재위치보다 크지 않을 경우에는 제1 구동채널을 통해 기설정된 듀티비에 따라 렌즈의 위치 이동을 제어하는 제1 구동단계; 상기 제1 구동단계 수행중 상기 목표위치와 현재위치가 동일한지를 판단하는 제1 판단단계; 상기 목표위치가 현재위치보다 클 경우에는 제2 구동채널을 통해 기설정된 듀티비에 따라 렌즈의 위치 이동을 제어하는 제2 구동단계; 상기 제2 구동단계 수행중 상기 목표위치와 현재위치가 동일한지를 판단하는 제2 판단단계; 상기 제1 판단단계에서, 동일하지 않을 경우에는 상기 현재위치와 목표위치와의 위치오차 크기에 따라 듀티비를 가변한후 상기 제1 구동단계로 진행하는 제1 듀티비 가변단계; 및 상기 제2 판단단계에서, 동일하지 않을 경우에는 상기 현재 위치와 목표위치와의 위치오차 크기에 따라 듀티비를 가변한후 상기 제2 구동단계로 진행하는 제2 듀티비 가변단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 방법은, 상기 제1 판단단계와 제2 판단단계에서, 상기 렌즈의 현재위치와 목표위치가 동일한 경우에는, 실행모드를 종료하고 대기모드로 진행하는 실행모드 종료단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 듀티비 가변단계는, 상기 제1 판단단계에서, 동일하지 않을 경우에는 상기 현재위치와 목표위치와의 위치오차를 구하는 오차 계산 단계; 및 상기 현재위치와 목표위치와의 위치오차 크기에 따라 듀티비를 설정한 후 상기 제1 구동단계로 진행하는 듀비티 가변단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 듀비티 가변단계는, 상기 위치오차의 크기가 작아질수록 듀티비를 증가시키는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 듀티비 가변단계는, 상기 제2 판단단계에서, 동일하지 않을 경우에는 상기 현재위치와 목표위치와의 위치오차를 구하는 오차 계산 단계; 및 상기 현재위치와 목표위치와의 위치오차 크기에 따라 듀티비를 설정한 후 상기 제2 구동단계로 진행하는 듀비티 가변단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 듀비티 가변단계는, 상기 위치오차의 크기가 작아질수록 듀티비를 증가시키는 것을 특징으로 한다.
이와같은 본 발명에 의하면, 목표위치까지의 거리에 따라 속도조절을 위한 듀티비를 가변하여, 목표위치에 가까워짐에 따라 점차 저속으로 피에조 액츄에이터를 통해 렌즈 위치를 조절할 수 있고, 이에 따라 보다 정밀한 위치 제어를 수행할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명은 설명되는 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상에 대한 이해를 돕기 위해서 사용된다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 피에조 엑츄에이터를 이용한 렌즈 위치 제어 장치의 구성도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 렌즈 위치 제어 장치는, 렌즈의 현재 위치를 검출하는 위치 센서부(100)와, 상기 위치 센서부(100)로부터의 현재 위치와 기설정된 목표위치와의 위치오차에 따라 렌즈의 이동방향을 결정하는 구동채널을 선택하고, 상기 위치오차의 크기에 따라 듀티비를 가변하여, 가변된 듀티비를 이용하여 목표위치까지 렌즈의 이동 및 이동속도를 제어하는 렌즈 위치 제어부(200)와, 상기 렌즈 위치 제어부(200)의 제어에 따라 구동 신호를 생성하고, 상기 구동신호를 기선택된 구동채널를 통해 공급하는 액츄에이터 구동부(300)와, 상기 액츄에이 터 구동부(300)로부터의 구동신호에 따라 렌즈의 위치를 이동시키는 피에조 액츄에이터(400)를 포함한다.
이와같은 상기 렌즈 위치 제어 장치는, 상기 목표위치에 가까워짐에 따라 상기 렌즈의 이동속도를 점차적으로 낮출 수 있다.
상기 렌즈 위치 제어부(200)는, 목표위치 및 듀티비를 설정하는 목표위치 설정부(210)와, 상기 위치 센서부(100)로부터의 현재 위치를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부(220)와, 상기 목표위치 설정부(210)로부터의 목표위치와 상기 A/D 변환부(220)로부터의 현재위치와의 위치오차를 산출하는 감산부(230)와, 상기 감산부(230)로부터의 위치오차를 아날로그 신호로 변환하는 D/A 변환부(240)와, 상기 D/A 변환부(240)로부터의 위치오차에 따라 기설정된 듀티비를 가변하고, 상기 가변된 듀티비에 해당되는 전압을 생성하여 상기 액츄에이터 구동부(300)에 공급하는 듀티비 조절부(250)를 포함한다.
상기 렌즈 위치 제어부(200)는, 상기 위치오차의 크기가 작아질수록 듀티비를 증가시킬 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 피에조 엑츄에이터를 이용한 렌즈 위치 제어 방법을 보이는 플로우챠트이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 피에조 엑츄에이터를 이용한 렌즈 위치 제어 방법은, 목표위치 및 기본 듀티비를 설정한 후 실행모드를 수행하는 개시단계(S100,S200)와, 상기 목표위치가 현재위치보다 큰지를 비교하는 비교단계(S300) 와, 상기 목표위치가 현재위치보다 크지 않을 경우에는 제1 구동채널(CH-A)을 통해 기설정된 듀티비에 따라 렌즈의 위치 이동을 제어하는 제1 구동단계(S400)와, 상기 제1 구동단계(S400) 수행중 상기 목표위치와 현재위치가 동일한지를 판단하는 제1 판단단계(S450)와, 상기 목표위치가 현재위치보다 클 경우에는 제2 구동채널(CH-B)을 통해 기설정된 듀티비에 따라 렌즈의 위치 이동을 제어하는 제2 구동단계(S500)와, 상기 제2 구동단계(S500) 수행중 상기 목표위치와 현재위치가 동일한지를 판단하는 제2 판단단계(S550)와, 상기 제1 판단단계(S450)에서, 동일하지 않을 경우에는 상기 현재위치와 목표위치와의 위치오차 크기에 따라 듀티비를 가변한후 상기 제1 구동단계(S400)로 진행하는 제1 듀티비 가변단계(S600)와, 상기 제2 판단단계(S550)에서, 동일하지 않을 경우에는 상기 현재위치와 목표위치와의 위치오차 크기에 따라 듀티비를 가변한후 상기 제2 구동단계(S500)로 진행하는 제2 듀티비 가변단계(S700)를 포함한다.
또한, 상기 렌즈 위치 제어 방법은, 상기 제1 판단단계(S450)와 제2 판단단계(S550)에서, 상기 렌즈의 현재위치와 목표위치가 동일한 경우에는, 실행모드를 종료하고 대기모드로 진행하는 실행모드 종료단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 듀티비 가변단계(S600)는, 상기 제1 판단단계(S450)에서, 동일하지 않을 경우에는 상기 현재위치와 목표위치와의 위치오차를 구하는 오차 계산 단계(S610)와, 상기 현재위치와 목표위치와의 위치오차 크기에 따라 듀티비를 설정한 후 상기 제1 구동단계(S400)로 진행하는 듀비티 가변단계(S620)를 포함한다.
상기 듀비티 가변단계(S620)는, 상기 위치오차의 크기가 작아질수록 듀티비 를 증가시킬 수 있다.
상기 제2 듀티비 가변단계(S700)는, 상기 제2 판단단계(S550)에서, 동일하지 않을 경우에는 상기 현재위치와 목표위치와의 위치오차를 구하는 오차 계산 단계(S710)와, 상기 현재위치와 목표위치와의 위치오차 크기에 따라 듀티비를 설정한 후 상기 제2 구동단계(S500)로 진행하는 듀비티 가변단계(S720)를 포함한다.
상기 듀비티 가변단계(S720)는, 상기 위치오차의 크기가 작아질수록 듀티비를 증가시킬 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 위치오차-듀티비 상관 그래프이다.
도 7에서는, 위치오차가 클수록 듀티비는 낮고, 위치오차가 작을수록 듀티비는 높은 것을 보이고 있다.
도 8의 (a),(b)는, 시간-듀티비 상관 및 시간-속도 상관 그래프이다.
도 8의 (a)는 시간에 따른 듀티비의 변화를 보이는 그래프이고, 도 8의 (b)는 시간에 따른 속도 변화를 보이는 그래프이다.
도 8의 (a),(b)를 참조하면, 시간이 흐름에 따라 듀티비는 증가하여 속도는 점차적으로 낮아지는 것을 알 수 있다.
이하, 본 발명의 작용 및 효과를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 5를 참조하여 본 발명에 따른 렌즈 위치 제어 장치에 대해 설명한다.
도 5에서, 본 발명의 렌즈 위치 제어 장치는, 위치 센서부(100), 렌즈 위치 제어부(200), 액츄에이터 구동부(300) 및 피에조 액츄에이터(400)를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 위치 센서부(100)는, 상기 렌즈의 현재 위치를 검출하여 렌즈 위치 제어부(200)에 전달한다.
상기 렌즈 위치 제어부(200)는, 상기 위치 센서부(100)로부터의 현재 위치와 기설정된 목표위치와의 위치오차에 따라 렌즈의 이동방향을 결정하는 구동채널을 선택하고, 상기 위치오차의 크기에 따라 듀티비를 가변하여, 가변된 듀티비를 이용하여 목표위치까지 렌즈의 이동 및 이동속도를 제어한다.
이후, 상기 액츄에이터 구동부(300)는, 상기 렌즈 위치 제어부(200)의 제어에 따라 구동 신호를 생성하고, 상기 구동신호를 기선택된 구동채널를 통해 공급한다.
그리고, 상기 피에조 액츄에이터(400)는, 상기 액츄에이터 구동부(300)로부터의 구동신호에 따라 렌즈의 위치를 이동시킨다.
이와같은 본 발명의 렌즈 위치 제어 장치는, 상기 목표위치에 가까워짐에 따라 상기 렌즈의 이동속도를 점차적으로 낮출 수 있고, 이에 따라 렌즈를 보다 정확하게 목표위치로 이동시킬 수 있다.
이하, 상기 렌즈 위치 제어부(200)에 대해 자세히 설명한다.
상기 렌즈 위치 제어부(200)가 목표위치 설정부(210), A/D 변환부(220), 감산부(230), D/A 변환부(240) 및 듀티비 조절부(250)를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 목표위치 설정부(210)는, 목표위치 및 듀티비를 설정한다.
상기 A/D 변환부(220)는, 상기 위치 센서부(100)로부터의 현재 위치를 디지털 신호로 변환하여 감산부(230)로 출력한다.
상기 감산부(230)는, 상기 목표위치 설정부(210)로부터의 목표위치와 상기 A/D 변환부(220)로부터의 현재위치와의 위치오차를 산출하여 D/A 변환부(240)에 출력한다.
상기 D/A 변환부(240)는, 상기 감산부(230)로부터의 위치오차를 아날로그 신호로 변환하여 듀티비 조절부(250)에 출력한다.
상기 듀티비 조절부(250)는, 상기 D/A 변환부(240)로부터의 위치오차에 따라 기설정된 듀티비를 가변하고, 상기 가변된 듀티비에 해당되는 전압을 생성하여 상기 액츄에이터 구동부(300)에 공급한다.
이때, 상기 렌즈 위치 제어부(200)는, 상기 위치오차의 크기가 작아질수록 듀티비를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 위치오차의 크기가 작아진다는 것은, 렌즈의 현재위치가 목표위치에 점점 가까워 진다는 의미로서, 이 경우에는 듀비티를 증가시켜 이동 속도를 점차 낮출 수 있게 된다.
이하, 도 5 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 피에조 엑츄에이터를 이용한 렌즈 위치 제어 방법에 대해 설명한다.
도 6에 도시한 본 발명에 따른 렌즈 위치 제어 방법에서, 먼저 개시단계에서는, 목표위치 및 기본 듀티비를 설정한 후 실행모드를 수행한다(S100,S200).
다음, 비교단계에서는 상기 목표위치가 현재위치보다 큰지를 비교하여(S300),
이후, 상기 목표위치가 현재위치보다 크지 않을 경우에는 제1 구동단계를 수행하여 제1 구동채널(CH-A)을 통해 기설정된 듀티비에 따라 렌즈의 위치 이동을 제어한다(S400). 계속해서 제1 판단단계에서는, 상기 제1 구동단계(S400) 수행중 상기 목표위치와 현재위치가 동일한지를 판단한다(S450).
이와달리, 상기 목표위치가 현재위치보다 클 경우에는 제2 구동단계를 수행하여, 제2 구동채널(CH-B)을 통해 기설정된 듀티비에 따라 렌즈의 위치 이동을 제어한다(S500). 계속해서 제2 판단단계에서는 상기 제2 구동단계(S500) 수행중 상기 목표위치와 현재위치가 동일한지를 판단한다(S550).
이후, 제1 듀티비 가변단계에서는, 상기 제1 판단단계(S450)에서, 동일하지 않을 경우에는 상기 현재위치와 목표위치와의 위치오차 크기에 따라 듀티비를 가변한후 상기 제1 구동단계(S400)로 진행한다(S600).
또한, 제2 듀티비 가변단계에서는, 상기 제2 판단단계(S550)에서, 동일하지 않을 경우에는 상기 현재위치와 목표위치와의 위치오차 크기에 따라 듀티비를 가변한후 상기 제2 구동단계(S500)로 진행한다(S700).
이하, 상기 제1 듀티비 가변단계(S600)에 대해 자세히 설명한다.
상기 제1 듀티비 가변단계(S600)가 오차 계산 단계(S610)와 듀비티 가변단계(S620)를 포함하는 경우, 상기 오차 계산 단계(S610)는, 상기 제1 판단단계(S450)에서, 동일하지 않을 경우에는 상기 현재위치와 목표위치와의 위치오차를 구한다.
상기 듀비티 가변단계(S620)에서는, 상기 현재위치와 목표위치와의 위치오차 크기에 따라 듀티비를 설정한 후 상기 제1 구동단계(S400)로 진행한다.
이때, 상기 듀비티 가변단계(S620)는, 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 위치오차의 크기가 작아질수록 듀티비를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 위치오차의 크기가 작아진다는 것은, 렌즈의 현재위치가 목표위치에 점점 가까워 진다는 의미로서, 이 경우에는 듀비티를 증가시켜 이동 속도를 점차 낮추어, 결국 렌즈가 제동거리없이 목표위치에 정지할 수 있게 된다.
이하, 상기 제2 듀티비 가변단계(S700)에 대해 자세히 설명한다.
상기 제2 판단단계(S550)가 오차 계산 단계(S710)와 듀비티 가변단계(S720)를 포함하는 경우, 상기 오차 계산 단계(S710)는, 동일하지 않을 경우에는 상기 현재위치와 목표위치와의 위치오차를 구한다.
상기 듀비티 가변단계(S720)는, 상기 현재위치와 목표위치와의 위치오차 크기에 따라 듀티비를 설정한 후 상기 제2 구동단계(S500)로 진행한다.
이때, 상기 듀비티 가변단계(S720)는, 도 7에 도시한 바와같이, 상기 위치오차의 크기가 작아질수록 듀티비를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 위치오차의 크기가 작아진다는 것은, 전술한 바와같이, 렌즈의 현재위치가 목표위치에 점점 가까워 진다는 의미로서, 이 경우에는 듀비티를 증가시켜 이동 속도를 점차 낮추어, 결국 렌즈가 제동거리없이 목표위치에 정지할 수 있게 된다.
한편, 상기 렌즈 위치 제어 방법은 실행모드 종료단계를 포함할 수 있는데, 상기 실행모드 종료단계에서는, 상기 제1 판단단계(S450)와 제2 판단단계(S550)에서, 상기 렌즈의 현재위치와 목표위치가 동일한 경우에는, 실행모드를 종료하고 대기모드로 진행하는 실행모드 종료단계를 포함할 수 있다.
전술한 바와에 따르면, 본 발명의 렌즈 위치 제어에 의하면, 어느 이동 방향으로 제어하는 경우에도 제동거리가 거의 없게 되므로, 정확한 제어가 가능하게 되고, 이에 따라 신속한 제어도 가능해진다.
도 8의 (a),(b)를 참조하면, 시간이 흐름에 따라, 즉 렌즈의 현재위치가 목표위치에 가까워 짐에 따라, 듀티비가 증가하고, 이에 따라 이동 속도는 점차적으로 낮아지게 되어, 렌즈가 목표위치에 안정적으로 거의 제동거리 없이 이동될 수 있음을 알 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명에서, 물리적으로 운동에너지를 갖는 물체는 완전히 정지할 때까지 걸리는 제동거리가 존재하는데, 이러한 제동거리는 속도의 제곱에 비례하므로, 목표위치에 가까워 짐에 따라 이동속도를 줄여서, 목표위치에 도달하는 순간에는 이동속도가 아주 낮으므로, 제동거리가 거의 존재하지 않게 된다. 이에 따라 렌즈의 정확한 이동 및 신속한 이동 제어가 가능해진다.
도 1은 종래 피에조 엑츄에이터를 이용한 렌즈 위치 제어 장치의 구성도.
도 2는 종래 피에조 엑츄에이터를 이용한 렌즈 위치 제어 방법 을 보이는 플로우챠트.
도 3의 (a),(b)는 종래 렌즈 위치 제어 장치의 주요 동작 타이밍 챠트.
도 4는 종래 렌즈 위치 제어 장치에 따른 제동 거리 설명도.
도 5는 본 발명에 따른 피에조 엑츄에이터를 이용한 렌즈 위치 제어 장치의 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 피에조 엑츄에이터를 이용한 렌즈 위치 제어 방법 을 보이는 플로우챠트.
도 7은 본 발명에 따른 위치오차-듀티비 상관 그래프.
도 8의 (a),(b)는, 시간-듀티비 상관 및 시간-속도 상관 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 위치 센서부 200 : 렌즈 위치 제어부
210 : 목표위치 설정부 220 : A/D 변환부
230 : 감산부 240 : D/A 변환부
250 : 듀티비 조절부 300 : 액츄에이터 구동부
400 : 피에조 액츄에이터

Claims (9)

  1. 렌즈의 현재 위치를 검출하는 위치 센서부;
    상기 위치 센서부로부터의 현재 위치와 기설정된 목표위치와의 위치오차에 따라 렌즈의 이동방향을 결정하는 구동채널을 선택하고, 상기 위치오차의 크기에 따라 듀티비를 가변하여, 가변된 듀티비를 이용하여 목표위치까지 렌즈의 이동 및 이동속도를 제어하는 렌즈 위치 제어부;
    상기 렌즈 위치 제어부의 제어에 따라 구동 신호를 생성하고, 상기 구동신호를 기선택된 구동채널를 통해 공급하는 액츄에이터 구동부; 및
    상기 액츄에이터 구동부로부터의 구동신호에 따라 렌즈의 위치를 이동시키는 피에조 액츄에이터를 포함하여,
    상기 목표위치에 가까워짐에 따라 상기 렌즈의 이동속도를 점차적으로 낮추고,
    상기 렌즈 위치 제어부는, 상기 위치오차의 크기가 작아질수록 듀티비를 증가시키는 것
    을 특징으로 하는 피에조 액츄에이터를 이용한 렌즈 위치 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 렌즈 위치 제어부는,
    목표위치 및 듀티비를 설정하는 목표위치 설정부;
    상기 위치 센서부로부터의 현재 위치를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부;
    상기 목표위치 설정부로부터의 목표위치와 상기 A/D 변환부로부터의 현재위치와의 위치오차를 산출하는 감산부;
    상기 감산부로부터의 위치오차를 아날로그 신호로 변환하는 D/A 변환부; 및
    상기 D/A 변환부로부터의 위치오차에 따라 기설정된 듀티비를 가변하고, 상기 가변된 듀티비에 해당되는 전압을 생성하여 상기 액츄에이터 구동부에 공급하는 듀티비 조절부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 피에조 액츄에이터를 이용한 렌즈 위치 제어 장치.
  3. 삭제
  4. 목표위치 및 기본 듀티비를 설정한 후 실행모드를 수행하는 개시단계;
    상기 목표위치가 현재위치보다 큰지를 비교하는 비교단계;
    상기 목표위치가 현재위치보다 크지 않을 경우에는 제1 구동채널을 통해 기설정된 듀티비에 따라 렌즈의 위치 이동을 제어하는 제1 구동단계;
    상기 제1 구동단계 수행중 상기 목표위치와 현재위치가 동일한지를 판단하는 제1 판단단계;
    상기 목표위치가 현재위치보다 클 경우에는 제2 구동채널을 통해 기설정된 듀티비에 따라 렌즈의 위치 이동을 제어하는 제2 구동단계;
    상기 제2 구동단계 수행중 상기 목표위치와 현재위치가 동일한지를 판단하는 제2 판단단계;
    상기 제1 판단단계에서, 동일하지 않을 경우에는 상기 현재위치와 목표위치와의 위치오차 크기에 따라 듀티비를 가변한후 상기 제1 구동단계로 진행하는 제1 듀티비 가변단계; 및
    상기 제2 판단단계에서, 동일하지 않을 경우에는 상기 현재위치와 목표위치와의 위치오차 크기에 따라 듀티비를 가변한후 상기 제2 구동단계로 진행하는 제2 듀티비 가변단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 피에조 액츄에이터를 이용한 렌즈 위치 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 제1 판단단계와 제2 판단단계에서, 상기 렌즈의 현재위치와 목표위치가 동일한 경우에는, 실행모드를 종료하고 대기모드로 진행하는 실행모드 종료단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피에조 액츄에이터를 이용한 렌즈 위치 제어 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제1 듀티비 가변단계는,
    상기 제1 판단단계에서, 동일하지 않을 경우에는 상기 현재위치와 목표위치와의 위치오차를 구하는 오차 계산 단계; 및
    상기 현재위치와 목표위치와의 위치오차 크기에 따라 듀티비를 설정한 후 상기 제1 구동단계로 진행하는 듀비티 가변단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 피에조 액츄에이터를 이용한 렌즈 위치 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 듀비티 가변단계는,
    상기 위치오차의 크기가 작아질수록 듀티비를 증가시키는 것을 특징으로 하는 피에조 액츄에이터를 이용한 렌즈 위치 제어 방법.
  8. 제4항에 있어서, 상기 제2 듀티비 가변단계는,
    상기 제2 판단단계에서, 동일하지 않을 경우에는 상기 현재위치와 목표위치와의 위치오차를 구하는 오차 계산 단계; 및
    상기 현재위치와 목표위치와의 위치오차 크기에 따라 듀티비를 설정한 후 상기 제2 구동단계로 진행하는 듀비티 가변단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 피에조 액츄에이터를 이용한 렌즈 위치 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 듀비티 가변단계는,
    상기 위치오차의 크기가 작아질수록 듀티비를 증가시키는 것을 특징으로 하는 피에조 액츄에이터를 이용한 렌즈 위치 제어 방법.
KR1020070101233A 2007-10-09 2007-10-09 피에조 액츄에이터를 이용한 렌즈 위치 제어 장치 및 그방법 KR100930189B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070101233A KR100930189B1 (ko) 2007-10-09 2007-10-09 피에조 액츄에이터를 이용한 렌즈 위치 제어 장치 및 그방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070101233A KR100930189B1 (ko) 2007-10-09 2007-10-09 피에조 액츄에이터를 이용한 렌즈 위치 제어 장치 및 그방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090036194A KR20090036194A (ko) 2009-04-14
KR100930189B1 true KR100930189B1 (ko) 2009-12-07

Family

ID=40761229

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070101233A KR100930189B1 (ko) 2007-10-09 2007-10-09 피에조 액츄에이터를 이용한 렌즈 위치 제어 장치 및 그방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100930189B1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100965337B1 (ko) * 2008-09-22 2010-06-22 삼성전기주식회사 카메라모듈용 피에조 액추에이터의 구동장치 및 구동방법
JP2011250539A (ja) * 2010-05-25 2011-12-08 On Semiconductor Trading Ltd 駆動制御回路およびフォーカス制御回路
KR101415807B1 (ko) * 2012-03-22 2014-07-08 주식회사 에스앤에이 피에조 액츄에이터의 구동 장치 및 그 구동 방법
KR102341892B1 (ko) * 2020-01-23 2021-12-22 엘지이노텍 주식회사 카메라 모듈

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11119084A (ja) * 1997-10-20 1999-04-30 Nikon Corp レンズ駆動制御装置
JP2004056951A (ja) * 2002-07-23 2004-02-19 Minolta Co Ltd 圧電アクチュエータの駆動回路、駆動方法および撮像装置
JP2006350061A (ja) * 2005-06-17 2006-12-28 Casio Comput Co Ltd 移動制御装置、カメラ装置、移動制御方法および移動制御プログラム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11119084A (ja) * 1997-10-20 1999-04-30 Nikon Corp レンズ駆動制御装置
JP2004056951A (ja) * 2002-07-23 2004-02-19 Minolta Co Ltd 圧電アクチュエータの駆動回路、駆動方法および撮像装置
JP2006350061A (ja) * 2005-06-17 2006-12-28 Casio Comput Co Ltd 移動制御装置、カメラ装置、移動制御方法および移動制御プログラム

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090036194A (ko) 2009-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100930189B1 (ko) 피에조 액츄에이터를 이용한 렌즈 위치 제어 장치 및 그방법
KR101295433B1 (ko) 카메라의 자동초점조절 장치 및 방법
JP4798289B2 (ja) 形状記憶合金駆動装置
US8136356B2 (en) Shape memory alloy actuator system
KR100887136B1 (ko) 오토 포커스를 위한 압전 액추에이터 구동 장치 및 방법
JP5371323B2 (ja) 振動型アクチュエータ制御装置、レンズ鏡筒、撮像装置、振動型アクチュエータの制御方法、振動型アクチュエータの制御プログラム
TWI585507B (zh) 鏡頭馬達對焦曲線的校正方法及裝置
US8072851B2 (en) Position control apparatus and optical apparatus
KR100946062B1 (ko) 피에조 액츄에이터를 이용한 렌즈 위치 제어 장치 및 방법
CN104763698A (zh) 一种陶瓷压砖机动梁比例阀阀芯零位的自动调整方法
JP2007187983A (ja) 撮像装置、およびレンズ位置調整方法
US10209482B2 (en) Lens control device, imaging apparatus, lens device, imaging system, and method of controlling lens control device
US20100202771A1 (en) Lens device
JP2006030767A (ja) レンズ装置および撮像システム及び交換レンズシステム
JPH08101337A (ja) 自動焦点調節装置および焦点調節方法
JP2020148841A (ja) レンズ装置および撮像装置
US7511758B2 (en) Optical apparatus and camera system
TW201442512A (zh) 自動對焦設計系統、電子裝置及自動對焦設計方法
KR20110137053A (ko) 오토 포커스 실패 판단 방법
JP6744770B2 (ja) レンズ装置及びそれを有する撮像装置
KR101184522B1 (ko) 피에조 액츄에이터를 이용한 자동 초점 조절 장치
JP2017181718A (ja) レンズ制御装置及びそれを有するレンズシステム
KR100834916B1 (ko) 피에조의 최적 구동주파수 검색방법
KR101855340B1 (ko) 저소음을 위한 렌즈 구동 제어 방법
JP2002350708A (ja) レンズ鏡筒およびカメラ

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121002

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130916

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141001

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151005

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee