KR100968851B1 - 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치 및 그 방법 - Google Patents

카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100968851B1
KR100968851B1 KR1020090135487A KR20090135487A KR100968851B1 KR 100968851 B1 KR100968851 B1 KR 100968851B1 KR 1020090135487 A KR1020090135487 A KR 1020090135487A KR 20090135487 A KR20090135487 A KR 20090135487A KR 100968851 B1 KR100968851 B1 KR 100968851B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
shaping
input
voice coil
coil actuator
Prior art date
Application number
KR1020090135487A
Other languages
English (en)
Inventor
고민정
박진
이정현
이승권
Original Assignee
주식회사 동운아나텍
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 주식회사 동운아나텍 filed Critical 주식회사 동운아나텍
Priority to KR1020090135487A priority Critical patent/KR100968851B1/ko
Priority to US12/773,783 priority patent/US8379903B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100968851B1 publication Critical patent/KR100968851B1/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
    • G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/032—Reciprocating, oscillating or vibrating motors
    • H02P25/034—Voice coil motors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치 및 그 방법이 개시된다. 보이스 코일 액츄에이터 구동장치에서, 입력 쉐이핑 실행부가 보이스 코일 액츄에이터의 공진주파수를 이용한 쉐이핑신호를 생성하여 입력 쉐이핑이 이루어진 구동 제어신호를 출력하면, 구동 회로부는 쉐이핑신호를 초기 입력으로 하는 구동 제어신호에 의해 후단에 연결된 보이스 코일 액츄에이터의 작동을 제어하게 된다. 쉐이핑신호는 보이스 코일 액츄에이터의 공진을 제거하기 위한 것으로, 2-스텝 쉐이핑신호, 멀티-스텝 쉐이핑신호, 선형 쉐이핑신호, 토글 쉐이핑신호 등의 형태일 수 있다. 이에 따르면, 보이스 코일 액츄에이터의 높은 공진응답 특성을 저감하여 원하지 않는 진동을 제어하고, 오토 포커스 기능을 보다 정밀하게 구현할 수 있다.
카메라, VCA, 입력 쉐이핑

Description

카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치 및 그 방법{APPARATUS FOR DRIVING VOICE COIL ACTUATOR OF CAMERA AND METHOD THEREOF}
본 발명은 보이스 코일 액츄에이터(VCA: Voice coil actuator)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치 및 그 방법에 관한 것이다.
휴대폰 등의 모바일 기기에 통상적으로 쓰이고 있는 카메라 모듈은 보이스 코일 액츄에이터를 장착하고, 이를 구동하여 렌즈를 움직여 위치를 변화시킴으로써 특정 피사체에 대한 초점을 맞추는 오토 포커스(Auto-Focus)을 수행하게 된다.
보이스 코일 액츄에이터(Voice coil actuator)는 스피커의 보이스 코일에 흐르는 보이스 전류와 영구자석에서 발생하는 자기력 사이에 플레밍의 왼손법칙에 의한 힘이 발생하여 스피커의 진동판이 앞뒤로 진동하는 것에 착안하여 개발된 모터이다. DC 모터 또는 스테핑 모터가 회전운동을 하는 것에 비하여, 보이스 코일 액츄에이터는 짧은 거리를 직선 왕복 운동하기 때문에 정밀 트래킹이나 포커싱에 유용하게 사용될 수 있다.
전술한 보이스 코일 액츄에이터는 자체가 큰 코일(L: 인덕터) 성분으로 구성되어 있다. 그런데, 보이스 코일 액츄에이터의 인덕터(L) 성분은 특유의 공진주파수로 인해 높은 공진응답 특성을 보이고, 구동 시 링잉(Ringing) 현상을 일으켜 카메라의 오토 포커스 기능에 영향을 주거나 오동작을 일으키게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은, 보이스 코일 액츄에이터의 높은 공진응답 특성을 저감하여 원하지 않는 진동을 제어함으로써 보이스 코일 액츄에이터의 오동작이 발생하지 않도록 하고, 흔들림 없이 오토 포커스 기능을 구현하여 카메라의 사용 용이성 및 오토 포커스 기능의 효율성을 개선할 수 있는 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치 및 그 방법을 제공함에 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치는 보이스 코일 액츄에이터의 공진주파수를 이용한 입력 쉐이핑을 수행하여 구동 제어신호의 초기 입력을 변형하는 입력 쉐이핑 실행부; 및 상기 입력 쉐이핑 실행부에서 제공되는 입력 쉐이핑이 이루어진 구동 제어신호에 의해 후단에 연결된 상기 보이스 코일 액츄에이터의 작동을 제어하는 구동 회로부를 포함한다.
나아가, 상기 입력 쉐이핑 실행부는 디지털 입력코드를 수신하여 아날로그 구동신호로 변환하여 출력하는 디지털-아날로그 변환기; 상기 보이스 코일 액츄에이터의 공진주파수를 수신하여 상기 수신된 공진주파수를 이용한 쉐이핑신호를 생성하는 입력 쉐이퍼; 및 상기 디지털-아날로그 변환기로부터 제공되는 상기 아날로그 구동신호와 상기 입력 쉐이퍼로부터 제공되는 상기 쉐이핑신호를 곱하여 상기 쉐이핑신호를 초기 입력으로 하는 상기 구동 제어신호를 발생시키는 연산기를 포함할 수 있다.
나아가, 상기 입력 쉐이핑 실행부는 타겟위치에 상응하는 신호의 크기를 2단의 스텝으로 분배하여 크기가 변화하는 2-스텝 쉐이핑신호를 발생시키되, 각 스텝마다 위상을 180° 만큼씩 지연시켜 출력할 수 있다.
나아가, 상기 입력 쉐이핑 실행부는 타겟위치에 상응하는 신호의 크기를 4 이상 16 이하의 자연수인 N개의 스텝으로 분배하여 크기가 순차적으로 변화하는 멀티-스텝 쉐이핑신호를 발생시키되, 각 스텝마다 위상을 360°/N 만큼씩 지연시켜 출력할 수 있다.
나아가, 상기 입력 쉐이핑 실행부는 상기 쉐이핑신호를 16-스텝 이상으로 생성하여 상기 구동 제어신호의 초기 입력이 선형(linear type)적 특성을 가지도록 쉐이핑할 수 있다.
나아가, 상기 입력 쉐이핑 실행부는 초기의 토글 구간을 갖는 토글 쉐이핑신호를 생성할 수 있다.
나아가, 상기 입력 쉐이핑 실행부는 제1 기준신호 및 제2 기준신호를 컨벌루션하여 상기 구동 제어신호의 초기 입력을 변형하기 위한 쉐이핑신호를 발생시킬 수 있다. 상기 제1 기준신호 및 제2 기준신호 각각은 2-스텝 쉐이핑신호, 4-스텝 이상 16-스텝 이하의 멀티-스텝 쉐이핑신호, 16-스텝 이상의 선형 쉐이핑신호, 토글 쉐이핑신호 등의 형태일 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동방법은 디지털 입력코드를 수신하여 아날로그 구동신호로 변환하여 출력하는 변환 단계; 보이스 코일 액츄에이터의 공진주파수를 이용한 입력 쉐이핑을 수행하여 구동 제어신호의 초기 입력을 변형하기 위한 쉐이핑신호를 생성하는 입력 쉐이핑 단계; 상기 아날로그 구동신호와 상기 쉐이핑신호를 곱하여 상기 쉐이핑신호를 초기 입력으로 하는 상기 구동 제어신호를 발생시키는 구동 제어 단계; 및 상기 구동 제어신호에 의해 후단에 연결된 상기 보이스 코일 액츄에이터의 작동을 제어하는 구동 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 보이스 코일 액츄에이터의 높은 공진응답 특성을 저감하여 원하지 않는 진동을 제어함으로써 보이스 코일 액츄에이터의 오동작이 발생하지 않도록 하고, 흔들림 없이 오토 포커스 기능을 구현하여 카메라의 사용 용이성 및 오토 포커스 기능의 효율성을 개선할 수 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카메 라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치 및 그 방법에 대해서 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치의 구성도이다.
보이스 코일 액츄에이터 구동장치(100)는 보이스 코일 액츄에이터(200)의 높은 공진응답 특성을 저감하기 위하여 보이스 코일 액츄에이터(200) 특유의 공진주파수를 이용한 입력 쉐이핑 기법을 적용하며, 이를 통해 카메라에 장착된 보이스 코일 액츄에이터(200)의 링잉(ringing) 현상을 감소시켜 오동작 없이 안정적으로 보이스 코일 액츄에이터(200)를 구동할 수 있도록 하고, 그로 인해 정확한 오토 포커스가 이루어질 수 있도록 한다.
도 1을 참조하면, 보이스 코일 액츄에이터(200)를 구동하기 위하여 사용하는 보이스 코일 액츄에이터 구동장치(100)는 입력 쉐이핑 실행부(110) 및 구동 회로부(120)를 포함한다.
입력 쉐이핑 실행부(110)는 보이스 코일 액츄에이터(200)의 공진주파수를 이용한 입력 쉐이핑을 수행하여 구동 제어신호의 초기 입력을 변형하고, 이를 통해 보이스 코일 액츄에이터(200)의 공진을 효과적으로 제거하기 위한 것이다. 일 실시예에서, 입력 쉐이핑 실행부(110)는 디지털-아날로그 변환기(111), 입력 쉐이퍼(112) 및 연산기(113)를 포함하여 구성할 수 있다.
디지털-아날로그 변환기(digital-analog converter)(110)는 디지털 입력코드를 수신하고, 수신된 디지털 입력코드를 아날로그 구동신호로 변환하여 출력한다.
입력 쉐이퍼(input shaper)(120)는 보이스 코일 액츄에이터(200)의 공진주파 수를 수신하여 수신된 공진주파수를 이용한 쉐이핑신호를 생성하여 출력한다.
연산기(113)는 디지털-아날로그 변환기(111)를 통해 생성된 입력과 입력 쉐이핑 실행부(110)를 통해 생성된 입력을 곱하여 보이스 코일 액츄에이터(200)의 공진을 제거할 수 있도록 입력 쉐이핑된 구동 제어신호를 생성한다. 즉, 연산기(113)는 디지털-아날로그 변환기(111)로부터 제공되는 아날로그 구동신호와 입력 쉐이핑 실행부(110)가 제공하는 쉐이핑신호를 곱하여 쉐이핑신호를 초기 입력으로 하는 구동 제어신호를 발생시켜 구동 회로부(120)로 전달하게 된다.
구동 회로부(120)는 입력 쉐이핑 실행부(110)로부터 쉐이핑신호를 초기 입력으로 하는 구동 제어신호를 수신하고, 입력 쉐이핑이 이루어진 구동 제어신호에 응답하여 후단에 연결된 보이스 코일 액츄에이터(200)의 작동을 제어하기 위한 구동신호를 생성한다.
예컨대, 디지털-아날로그 변환기(111)가 오토 포커스를 위한 렌즈 모듈의 위치정보(디지털 입력코드)를 수신한 후 해당코드의 비트 조합에 따른 아날로그 전압(아날로그 구동신호, 쉐이핑되지 않은 구동 제어신호)을 출력하고, 입력 쉐이핑 실행부(110)가 이 아날로그 전압의 초기 입력을 변형하기 위한 쉐이핑신호를 제공하면, 연산기(113)를 통해 입력 쉐이핑된 전압(쉐이핑된 구동 제어신호)이 출력되며, 구동 회로부(120)가 입력 쉐이핑된 전압을 이용하여 보이스 코일 액츄에이터(200)의 구동에 적합한 구동전류(구동신호)를 제공한다.
보이스 코일 액츄에이터(200)는 카메라의 렌즈 모듈을 상하로 이동시킨다. 일례로, 보이스 코일 액츄에이터(200)는 렌즈 모듈의 상하 정지 및 운동 제한을 위 한 하측 판 스프링, 상측 판 스프링, 하측 스프링 몰드, 상측 스프링 몰드를 구비하며, 그 외 인덕터(L)로 구성된 자계의 통로를 형성하는 요크(york), 전류에 의해 자장을 형성하는 보빈 등을 구비한다. 이러한 보이스 코일 액츄에이터(200)는 자성 발생체인 보빈에 의해 발생된 자성과 요크에 의한 자계 통로를 따라 렌즈 모듈의 포커스 숫나사선과 렌즈 모듈의 포커스 암나사선의 체결체가 액추에이터 구동을 위한 전류를 조절하는 구동 회로부(120)의 구동신호에 의해 상/하 이동한다. 도 1과 같은 보이스 코일 액츄에이터 구동장치(100)는 인가된 신호에 대한 입력 쉐이핑을 수행하고, 이를 통해 오토 포커스 동작 시 링잉 현상을 개선하여 보이스 코일 액츄에이터(200)의 공진을 효과적으로 제거할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 쉐이핑 실행부의 동작을 설명하기 위한 파형도로서, N이 2 이상의 자연수일 때 N-스텝 쉐이핑신호의 생성을 예시한 것이다.
기본적인 입력 쉐이핑(input shaping) 기법은 보이스 코일 액츄에이터(200)에 초기 입력을 인가하고, 임의의 시간 지연 후 초기 입력에 대한 반대 위상(phase)의 진동을 부여하는 것이다. 입력 쉐이핑 실행부(110)는 보이스 코일 액츄에이터(200)의 잔여 진동을 0으로 만들기 위한 입력 쉐이핑 기법을 구현하는 것으로, 쉐이핑신호를 인가하면 전술한 진동 제거 원리를 이용해 발생하는 진동의 역상의 진동을 인가함으로써 진동을 없앨 수 있다. 전술한 입력 쉐이핑 실행부(110)는 고유의 공진주파수에 의해 입력 쉐이핑을 발생하고, 이에 따라 구동 회로부(120)를 운용하여 보이스 코일 액츄에이터(200)의 흔들림을 감소시킨다. 초기 입 력에 의한 보이스 코일 액츄에이터(200)의 진동에 임의의 시간 지연 후 초기 입력에 의한 진동과 반대 위상의 진동을 부여하면, 보이스 코일 액츄에이터(200)의 이동 중 또는 정지 시 보이스 코일 액츄에이터(200)의 흔들림이 감소하게 되는 것이다.
일 실시예에서, 입력 쉐이핑 실행부(110)는 기준신호가 되는 구동제어 신호의 크기(amplitude)를 타겟위치로 잡고, 타겟위치에 상응하는 신호의 크기를 N개(N은 2 이상의 자연수)의 스텝으로 분배하여 크기가 순차적으로 변화하는 계단식의 N-스텝 쉐이핑신호를 발생시킨다. 이러한 쉐이핑신호에서, 각 스텝마다 신호의 위상은 360°/N 만큼씩 지연하여 출력된다.
(a)는 2-스텝 쉐이핑신호, (b), (c)는 4-스텝 이상의 멀티-스텝 쉐이핑신호, (d)는 N을 16 이상의 개수로 작게 나누어 스텝 수를 확장한 선형(linear) 쉐이핑신호를 예시하고 있다. (a)와 같이, 입력 쉐이핑 기법을 이용해 보이스 코일 액츄에이터(200)에 2-스텝의 쉐이핑신호를 입력하면 어느 정도 진동을 제거할 수 있으며, 이는 (b) 내지 (c)의 개념으로 확장 적용될 수 있다.
입력 쉐이핑 실행부(110)는 보이스 코일 액츄에이터(200)의 공진주기가 Tvib이고, 타겟위치에 상응하는 신호의 크기가 A라고 할 때, 스텝별로 신호의 크기가 A/N 만큼씩 증가하도록 N-스텝 쉐이핑신호의 각 스텝을 Tvib/N 동안 순차적으로 인가함으로써, Tvib 이내에 N-스텝 쉐이핑신호의 크기가 타겟위치인 A까지 도달하도록 입력 쉐이핑을 수행한다.
보이스 코일 액츄에이터(200)의 공진주기가 Tvib라면 N-스텝 쉐이핑신호의 각 스텝을 Tvib/N 동안 순차적으로 인가하고, 각 스텝의 순차적 인가에 의해 보이스 코일 액츄에이터(200)의 N-스텝 쉐이핑신호의 크기가 타겟위치까지 도달하도록 입력 쉐이핑을 수행한다. 스텝 수가 증가할수록 각 스텝의 신호 크기는 작아지게 되며, N개의 스텝을 이루는 신호들의 파형이 서로 상쇄되는 공진주기를 갖도록 각 스텝의 위상이 분배된다.
(a), (b), (c)에서 N은 각각 2, 4, 8이고, 구동 제어신호의 타겟위치를 A라고 할 때, 각 스텝신호의 크기는 A/2, A/4, A/8이다.
(a)의 경우 입력 쉐이핑 실행부(110)는 타겟위치에 상응하는 신호의 크기를 2단의 스텝으로 분배하여 크기가 변화하는 2-스텝 쉐이핑신호를 발생시키되, 각 스텝마다 위상을 180° 만큼씩 지연시켜 출력한다. 첫번째 스텝신호를 인가한 후 180° 만큼 위상이 지연된 두번째 스텝신호를 인가하는 것이다.
(a)의 2-스텝 쉐이핑신호를 살펴보면, 입력 쉐이핑 실행부(110)는 제2 스텝신호를 이용해 처음 인가되는 제1 스텝신호의 진동과 역상의 진동을 발생시켜 타겟위치까지 이동하는 동안에 발생할 수 있는 링잉 현상을 개선하고, 보이스 코일 액츄에이터(200)의 진동을 억제한다. 즉, 보이스 코일 액츄에이터(200)의 초기 입력의 진동과, 초기 입력에 대한 임의 시간 지연 후의 진동은 서로 합해지면서 상쇄되어 진동을 억제하게 된다. 고유의 공진주파수를 갖는 보이스 코일 액츄에이터(200)에 180° 지연된 위상을 가진 파형을 입력하여 보이스 코일 액츄에이터(200)의 진동을 제거하는 것이다. 제1 스텝신호가 타겟위치(A)의 절반위치(A/2)까지 이동하면서 진동이 발생하며, 이 진동은 제1 스텝신호와 역상의 진동을 발생시키는 위상을 갖는 제2 스텝신호가 나머지 타겟위치(A)로 이동하면서 상쇄된다.
(b) 내지 (d)는 (a)의 원리를 멀티-스텝 및 선형 타입으로 확장시킨 것이다.
입력 쉐이핑 실행부(110)는 타겟위치에 상응하는 신호의 크기를 4 이상의 자연수인 N개의 스텝으로 분배하여 크기가 순차적으로 변화하는 멀티-스텝 쉐이핑신 호를 발생시키되, 각 스텝마다 위상을 360°/N 만큼씩 지연시켜 출력한다. (b)의 4-스텝 쉐이핑신호의 경우 첫번째, 두번째, 세번째, 네번째 스텝신호에서 0°, 90°, 180°, 270°의 위상변화가 일어나는 것이다. (c)는 8-스텝 쉐이핑신호의 예시이다. (b), (c)와 같이 (a)의 스텝을 세분화하여 쉐이핑신호를 인가할 수 있으며, 이러한 멀티-스텝 방식을 통하여 보이스 코일 액츄에이터(200)의 진동을 제거할 수 있다. 쉐이핑신호의 각 스텝을 세분화하는 입력 쉐이핑 방식은 (d)와 같이 선형성을 띠는 쉐이핑신호로 확장될 수 있다.
도 3은 도 2의 효과를 설명하기 위한 그래프로서, 2-스텝 방식과 비교하여 선형 방식이 링잉이 줄어드는 것을 나타내고 있다.
계단식 입력으로 이루어지는 쉐이핑신호의 스텝을 변화시키면 (a), (b), (c), (d)의 2-스텝 < 4-스텝 < 8-스텝 < 선형 방식의 순으로 링잉 특성이 우수하다. 즉, 쉐이핑신호의 스텝 수가 증가할수록 스텝신호의 공진으로 인한 각 사인파형의 크기가 작아지므로, 입력 쉐이핑 과정에서 오차가 발생해도 링잉이 적게 발생한다.
선형 방식의 입력 쉐이핑을 수행하는 경우, 입력 쉐이핑 실행부(110)는 쉐이핑신호의 스텝을 16개 이상으로 미세하게 분배하여 구동 제어신호의 초기 입력이 (d)와 같이 선형(linear type)적 특성을 가지도록 쉐이핑한다.
특히 (d)의 선형 방식의 경우, 공진주기를 벗어날 경우에도 진동에 의한 선형 타입 쉐이핑신호의 에러율은 매우 작은 값으로 나타나므로, 공진주기에 맞는 선형 방식의 입력 쉐이핑을 수행함으로써 오차에 둔감하게 공진을 상쇄시킬 수 있다.
도 3의 주파수(ω)-에러율(error) 그래프를 참조하면, 선형 방식의 에러율 곡선이 2-스텝 방식보다 0에 가깝게 아래로 내려와 있으므로, 선형 방식이 2-스텝 방식에 비해 에러율 특성이 좋음을 알 수 있다. 선형 방식은 공진주기를 벗어난 경우에도 에러율이 작고, 2-스텝 방식에 비해 링잉이 덜 발생하게 된다.
멀티-스텝이나 선형 방식을 적용하면 각 스텝의 크기가 줄어들기 때문에 쉐이핑신호의 주파수가 보이스 코일 액츄에이터(200)의 공진주파수와 틀어졌을 때 발생할 수 있는 링잉을 줄일 수 있다.
예컨대, 도 3에서 입력 쉐이핑 실행부(110)는 보이스 코일 액츄에이터(200)의 공진주파수 F와 같은 주파수의 쉐이핑신호를 생성하여 링잉 현상을 제거한다. 보이스 코일 액츄에이터(200)의 고유 공진주파수와 쉐이핑신호의 주파수가 일치할 경우 진동은 발생하지 않는다. 쉐이핑신호의 주파수가 보이스 코일 액츄에이터(200)의 고유 공진주파수 F에서 벗어나 오차가 발생하는 경우, 2-스텝 방식에 비해 선형 방식이 에러율이 작고, 발생하는 진동의 크기도 작다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 입력 쉐이핑 실행부의 동작을 설명하기 위한 파형도이다.
다른 실시예에서, 입력 쉐이핑 실행부(110)는 입력 쉐이핑 시, 초기의 토글 구간을 갖는 토글 쉐이핑신호를 생성 및 출력한다. 도 4와 같은 토글 쉐이핑신호를 인가하면 입력 쉐이핑이 없는 경우에 비해 보이스 코일 액츄에이터(200)의 진동을 더 짧은 시간 안에 상쇄시키면서 타겟위치로 이동할 수 있다. 부분적인 신호들이 서로 상쇄 효과를 일으키므로, 입력 쉐이핑 없이 바로 구동 제어신호를 타겟위치까지 인가하는 경우에 비해 링잉 감소 효과를 얻을 수 있는 것이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 입력 쉐이핑 실행부의 동작을 설명하기 위한 파형도이다.
입력 쉐이핑 실행부(110)는 제1 기준신호 및 제2 기준신호를 컨벌루션하여 구동 제어신호의 초기 입력을 변형하기 위한 쉐이핑신호를 발생시켜 보이스 코일 액츄에이터(200)의 공진을 제거할 수 있다. 도 5는 (a)의 쉐이핑신호와 (b)의 쉐이핑신호를 컨벌루션하여 (c)와 같은 새로운 형태의 쉐이핑신호를 생성하는 경우를 예시하고 있다. 각 스텝이 Tvib/2 동안 인가되고, 스텝별로 신호의 크기가 A/2 만큼 증가하는 (a), (b) 두 개의 2-스텝 쉐이핑신호들을 컨벌루션하면 스텝별 주기 및 크기가 (c)와 같이 변화하는 컨벌루션 타입의 쉐이핑신호를 얻을 수 있다.
이와 같이, 입력 쉐이핑 실행부(110)는 카메라에서 보이스 코일 액츄에이터(200)의 링잉을 감소시키기 위해 컨벌루션을 통한 다양한 입력파형을 생성할 수 있을 것이다. 컨벌루션에 의해 발생하는 입력은 전술한 쉐이핑신호들, 예컨대, 2-스텝 쉐이핑신호, 4-스텝 이상 16-스텝 이하의 멀티-스텝 쉐이핑신호, 16-스텝 이상의 선형 쉐이핑신호, 토글 쉐이핑신호 등을 서로 컨벌루션한 것으로, 컨벌루션 방식에 따라 다양한 형태가 될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동방법의 흐름도이다.
보이스 코일 액츄에이터 구동장치(100)에서, 디지털-아날로그 변환기(111)는 외부에서 디지털 입력코드를 수신하여 아날로그 구동신호로 변환하여 연산기(113)로 출력한다(S110).
입력 쉐이핑 실행부(110)는 보이스 코일 액츄에이터(200)의 고유 공진주파수를 이용한 입력 쉐이핑을 수행하여 구동 제어신호의 초기 입력을 변형하기 위한 쉐이핑신호를 생성한다(S120). 여기서, 구동 제어신호를 입력 쉐이핑하기 위한 쉐이핑신호는 도 2의 (a)와 같은 2-스텝 쉐이핑신호이거나, (b), (c)와 같이 스텝별로 크기가 순차적으로 변화하고, 각 스텝마다 신호의 위상이 360°/N 만큼씩 지연되는 계단식의 멀티-스텝 쉐이핑신호일 수 있다. 또는, 도 2의 (d)와 같이 선형적 특성을 가지는 선형 쉐이핑신호이거나, 도 4와 같이 토글 구간을 갖는 토글 쉐이핑신호일 수 있다. 토글 쉐이핑신호는 초기의 토글 구간에서 시작위치와 타겟위치를 1회 이상 왕복한 후 타겟위치로 도달한다. 혹은, 쉐이핑신호가 2-스텝이나 4-스텝 이상의 멀티-스텝 쉐이핑신호, 선형 쉐이핑신호, 토글 쉐이핑신호 등의 순수 쉐이핑신호들을 기준신호로 하여, 기준신호들을 서로 컨벌루션한 타입의 신호일 수도 있다.
연산기(113)는 디지털-아날로그 변환기(111)로부터 입력된 아날로그 구동신호와, 입력 쉐이핑 실행부(110)의 쉐이핑신호를 곱하여 해당 쉐이핑신호를 초기 입력으로 하는 입력 쉐이핑된 구동 제어신호를 발생시킨다(S130).
입력 쉐이핑이 이루어진 구동 제어신호를 수신한 구동 회로부(120)는 수신된 구동 제어신호에 의거하여 레벨 쉬프트, 전류 공급 등의 동작을 수행함으로써 후단에 연결된 보이스 코일 액츄에이터(200)의 작동을 제어하게 된다(S140).
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 쉐이핑 실행부의 동작을 설명하기 위한 파형도이다.
도 3은 도 2의 효과를 설명하기 위한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 입력 쉐이핑 실행부의 동작을 설명하기 위한 파형도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 입력 쉐이핑 실행부의 동작을 설명하기 위한 파형도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동방법의 흐름도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
110: 입력 쉐이핑 실행부 111: 디지털-아날로그 변환기
112: 입력 쉐이퍼 113: 연산기
120: 구동 회로부 200: 보이스 코일 액츄에이터

Claims (17)

  1. 보이스 코일 액츄에이터의 공진주파수를 이용한 입력 쉐이핑을 수행하여 구동 제어신호의 초기 입력을 변형하는 입력 쉐이핑 실행부; 및
    상기 입력 쉐이핑 실행부에서 제공되는 입력 쉐이핑이 이루어진 구동 제어신호에 의해 후단에 연결된 상기 보이스 코일 액츄에이터의 작동을 제어하는 구동 회로부를 포함하는 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 입력 쉐이핑 실행부는,
    디지털 입력코드를 수신하여 아날로그 구동신호로 변환하여 출력하는 디지털-아날로그 변환기;
    상기 보이스 코일 액츄에이터의 공진주파수를 수신하여 상기 수신된 공진주파수를 이용한 쉐이핑신호를 생성하는 입력 쉐이퍼; 및
    상기 디지털-아날로그 변환기로부터 제공되는 상기 아날로그 구동신호와 상기 입력 쉐이퍼로부터 제공되는 상기 쉐이핑신호를 곱하여 상기 쉐이핑신호를 초기 입력으로 하는 상기 구동 제어신호를 발생시키는 연산기를 포함하는 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 입력 쉐이핑 실행부는 타겟위치에 상응하는 신호의 크기를 2단의 스텝으로 분배하여 크기가 변화하는 2-스텝 쉐이핑신호를 발생시키되, 각 스텝마다 위상을 180° 만큼씩 지연시켜 출력하는 것을 특징으로 하는 카메라의 보이스 코일 액츄에이터의 구동장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 입력 쉐이핑 실행부는 타겟위치에 상응하는 신호의 크기를 4 이상 16 이하의 자연수인 N개의 스텝으로 분배하여 크기가 순차적으로 변화하는 멀티-스텝 쉐이핑신호를 발생시키되, 각 스텝마다 위상을 360°/N 만큼씩 지연시켜 출력하는 것을 특징으로 하는 카메라의 보이스 코일 액츄에이터의 구동장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 입력 쉐이핑 실행부는 상기 보이스 코일 액츄에이터의 공진주기가 Tvib이고, 상기 타겟위치에 상응하는 신호의 크기가 A일 때, 스텝별로 신호의 크기가 A/N 만큼씩 증가하도록 각 스텝을 Tvib/N 동안 순차적으로 인가하여 Tvib 이내에 상기 멀티-스텝 쉐이핑신호의 크기가 A까지 도달하도록 하는 것을 특징으로 하는 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 입력 쉐이핑 실행부는 스텝 수가 증가할수록 각 스텝의 신호 크기가 작아지도록 하는 것을 특징으로 하는 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 입력 쉐이핑 실행부는 N개의 스텝을 이루는 신호들의 파형이 서로 상쇄되는 공진주기를 갖도록 각 스텝의 위상을 분배하는 것을 특징으로 하는 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 입력 쉐이핑 실행부는 쉐이핑신호를 통해 상기 구동 제어신호의 초기 입력이 선형(linear type)적 특성을 가지도록 쉐이핑하는 것을 특징으로 하는 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 입력 쉐이핑 실행부는 초기의 토글 구간을 갖는 토글 쉐이핑신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 입력 쉐이핑 실행부는 제1 기준신호 및 제2 기준신호를 컨벌루션하여 상기 구동 제어신호의 초기 입력을 변형하기 위한 쉐이핑신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 기준신호 및 상기 제2 기준신호는 2-스텝 쉐이핑신호, 4-스텝 이상 16-스텝 이하의 멀티-스텝 쉐이핑신호, 선형 쉐이핑신호, 토글 쉐이핑신호 중 어느 하나의 형태인 것을 특징으로 하는 보이스 코일 액츄에이터 구동장치.
  12. 디지털 입력코드를 수신하여 아날로그 구동신호로 변환하여 출력하는 변환 단계;
    보이스 코일 액츄에이터의 공진주파수를 이용한 입력 쉐이핑을 수행하여 구동 제어신호의 초기 입력을 변형하기 위한 쉐이핑신호를 생성하는 입력 쉐이핑 단계;
    상기 아날로그 구동신호와 상기 쉐이핑신호를 곱하여 상기 쉐이핑신호를 초기 입력으로 하는 상기 구동 제어신호를 발생시키는 구동 제어 단계; 및
    상기 구동 제어신호에 의해 후단에 연결된 상기 보이스 코일 액츄에이터의 작동을 제어하는 구동 단계를 포함하는 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 입력 쉐이핑 단계에서,
    상기 쉐이핑신호는 2-스텝으로 신호의 크기가 변화하고, 두번째 스텝에서 신호의 위상이 첫번째 스텝에 비해 180° 만큼 지연되는 2-스텝 쉐이핑신호인 것을 특징으로 하는 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 입력 쉐이핑 단계에서,
    상기 쉐이핑신호는 4 이상 16 이하의 자연수인 N에 대하여, 스텝별로 크기가 순차적으로 변화하고, 각 스텝마다 신호의 위상이 360°/N 만큼씩 지연되는 계단식의 멀티-스텝 쉐이핑신호인 것을 특징으로 하는 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 입력 쉐이핑 단계에서,
    상기 쉐이핑신호는 선형적 특성을 가지는 선형 쉐이핑신호인 것을 특징으로 하는 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동방법.
  16. 제12항에 있어서, 상기 입력 쉐이핑 단계에서,
    상기 쉐이핑신호는 초기의 토글 구간을 갖는 토글 쉐이핑신호인 것을 특징으로 하는 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동방법.
  17. 제12항에 있어서, 상기 입력 쉐이핑 단계에서,
    상기 쉐이핑신호는 제1 기준신호 및 제2 기준신호를 컨벌루션한 타입의 신호이고, 상기 제1 기준신호 및 상기 제2 기준신호는 2-스텝 쉐이핑신호, 4-스텝 이상 16-스텝 이하의 멀티-스텝 쉐이핑신호, 선형 쉐이핑신호, 토글 쉐이핑신호 중 어느 하나의 형태인 것을 특징으로 하는 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동방법.
KR1020090135487A 2009-12-31 2009-12-31 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치 및 그 방법 KR100968851B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090135487A KR100968851B1 (ko) 2009-12-31 2009-12-31 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치 및 그 방법
US12/773,783 US8379903B2 (en) 2009-12-31 2010-05-04 Apparatus for driving voice coil actuator of camera and method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090135487A KR100968851B1 (ko) 2009-12-31 2009-12-31 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치 및 그 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100968851B1 true KR100968851B1 (ko) 2010-07-09

Family

ID=42645325

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090135487A KR100968851B1 (ko) 2009-12-31 2009-12-31 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치 및 그 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8379903B2 (ko)
KR (1) KR100968851B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160127635A (ko) 2015-04-27 2016-11-04 주식회사 동운아나텍 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치 및 그 방법
WO2016175503A3 (ko) * 2015-04-27 2016-12-29 주식회사 동운아나텍 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치 및 그 방법
WO2018004035A1 (ko) * 2016-06-30 2018-01-04 엘지전자 주식회사 카메라 모듈 및 그의 오토 포커스 방법
KR101843277B1 (ko) * 2016-08-11 2018-05-14 삼성전기주식회사 보이스 코일 모터의 액추에이터 구동장치 및 구동방법
KR20190044393A (ko) * 2017-10-20 2019-04-30 삼성전기주식회사 보이스 코일 모터의 액추에이터 구동시스템 및 구동방법

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5685022B2 (ja) * 2010-08-12 2015-03-18 ローム株式会社 スプリングリターン機構付きボイスコイルモータの駆動回路および駆動方法ならびにそれらを用いたレンズモジュールおよび電子機器
KR101548828B1 (ko) * 2013-12-30 2015-08-31 삼성전기주식회사 모터 구동 장치 및 방법, 그를 이용한 보이스 코일 모터 시스템
US9716833B2 (en) 2014-09-02 2017-07-25 Qualcomm Incorporated Actuator ring characteristic measurement method
EP4361721A1 (en) * 2022-10-28 2024-05-01 Goodix Technology (Belgium) B.V. Uncertainty-based motion control module to adjust lens position in a camera system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07115781A (ja) * 1993-10-15 1995-05-02 Nikon Corp 超音波モータと振動検出素子とを備えた装置
KR20090009481A (ko) * 2007-07-20 2009-01-23 삼성전자주식회사 모바일 기기용 카메라 모듈에서 진동으로 인한 노이즈를제어하는 장치 및 방법
KR20090010685A (ko) * 2007-07-24 2009-01-30 삼성전기주식회사 압전 모터 구동 방법 및 이를 이용한 오토 포커싱 방법
KR20090032824A (ko) * 2007-09-28 2009-04-01 삼성전기주식회사 자동 초점 조절시 발생하는 진동을 개선한 렌즈 구동 장치및 방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07162732A (ja) 1993-12-08 1995-06-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 自動焦点調節装置とビデオカメラ
JPH07270879A (ja) 1994-02-09 1995-10-20 Nikon Corp アクチュエータを備えるカメラおよびカメラシステム
US7483232B2 (en) * 1999-03-04 2009-01-27 Convolve, Inc. Dynamic system control method
KR100843629B1 (ko) 2006-08-16 2008-07-04 유성정밀 주식회사 광학구동장치 구동부의 방진 제어방법
KR100888620B1 (ko) 2007-08-09 2009-03-11 세아메카텍(주) 크레인의 인풋쉐이핑 제어장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07115781A (ja) * 1993-10-15 1995-05-02 Nikon Corp 超音波モータと振動検出素子とを備えた装置
KR20090009481A (ko) * 2007-07-20 2009-01-23 삼성전자주식회사 모바일 기기용 카메라 모듈에서 진동으로 인한 노이즈를제어하는 장치 및 방법
KR20090010685A (ko) * 2007-07-24 2009-01-30 삼성전기주식회사 압전 모터 구동 방법 및 이를 이용한 오토 포커싱 방법
KR20090032824A (ko) * 2007-09-28 2009-04-01 삼성전기주식회사 자동 초점 조절시 발생하는 진동을 개선한 렌즈 구동 장치및 방법

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160127635A (ko) 2015-04-27 2016-11-04 주식회사 동운아나텍 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치 및 그 방법
WO2016175503A3 (ko) * 2015-04-27 2016-12-29 주식회사 동운아나텍 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치 및 그 방법
CN107210696A (zh) * 2015-04-27 2017-09-26 动运株式会社 相机的音圈电机驱动装置及其方法
KR101783832B1 (ko) * 2015-04-27 2017-10-10 주식회사 동운아나텍 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치 및 그 방법
US9948226B2 (en) 2015-04-27 2018-04-17 Dong Woon Anatech Co., Ltd. Apparatus for driving voice coil actuator of camera and method thereof
CN107210696B (zh) * 2015-04-27 2019-11-08 动运株式会社 相机的音圈电机驱动装置及其方法
WO2018004035A1 (ko) * 2016-06-30 2018-01-04 엘지전자 주식회사 카메라 모듈 및 그의 오토 포커스 방법
US11002939B2 (en) 2016-06-30 2021-05-11 Lg Electronics Inc. Camera module and method for auto focus thereof
KR101843277B1 (ko) * 2016-08-11 2018-05-14 삼성전기주식회사 보이스 코일 모터의 액추에이터 구동장치 및 구동방법
US11081952B2 (en) 2016-08-11 2021-08-03 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Voice coil motor actuator and method
KR20190044393A (ko) * 2017-10-20 2019-04-30 삼성전기주식회사 보이스 코일 모터의 액추에이터 구동시스템 및 구동방법
KR102536603B1 (ko) * 2017-10-20 2023-05-25 삼성전기주식회사 보이스 코일 모터의 액추에이터 구동시스템 및 구동방법

Also Published As

Publication number Publication date
US8379903B2 (en) 2013-02-19
US20110158461A1 (en) 2011-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100968851B1 (ko) 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치 및 그 방법
KR101783832B1 (ko) 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치 및 그 방법
KR102093804B1 (ko) 사운드 생성 장치
TWI568039B (zh) 用以驅動一壓電負載之系統及製造其之方法
US8570089B2 (en) Improving the response of an under-damped system
CN1176042A (zh) 自适应预补偿扬声器失真的装置和方法
CN106357148A (zh) 振动致动器的控制设备和控制方法
JP2009229602A (ja) カメラシステム、ボイスコイルモータの駆動装置、およびボイスコイルモータの駆動方法
KR101578037B1 (ko) 빠른 af를 위한 렌즈 구동 제어 방법 및 이를 위한 장치
CN104320110A (zh) 音圈马达的整形信号及驱动的控制方法、驱动芯片电路
JP2010279134A (ja) 電源装置及び電源装置の制御回路
KR101843277B1 (ko) 보이스 코일 모터의 액추에이터 구동장치 및 구동방법
JP2012044730A (ja) スプリングリターン機構付きボイスコイルモータの駆動回路および駆動方法ならびにそれらを用いたレンズモジュールおよび電子機器
CN110943715A (zh) 一种脉宽及占空比调制信号产生电路及方法
JP4730435B2 (ja) Ｐｗｍインバータ装置
CN107248832B (zh) 一种音圈马达驱动方法和系统
KR102078078B1 (ko) 열 노이즈를 감소시키도록 pwm(pulse-width modulation) 출력을 구동하기 위한 조정 가능한 시간 지속기간
KR101137463B1 (ko) 왕복동형 렌즈 액츄에이터의 구동 방법
KR101548828B1 (ko) 모터 구동 장치 및 방법, 그를 이용한 보이스 코일 모터 시스템
CN107093973A (zh) 一种音圈马达驱动方法
JP5731951B2 (ja) 線形運動デバイスの制御装置、線形運動デバイスの制御方法
CN112054801A (zh) 数模转换器装置和数模转换方法
KR101285807B1 (ko) 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치 및 방법
JP2015130753A (ja) アクチュエータ駆動装置及びその制御方法、並びに撮像装置及びその制御方法
CN111510603A (zh) 音圈马达的驱动方法和系统、摄像模组和手机

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated 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: 20130610

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160630

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170703

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180508

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190508

Year of fee payment: 10