KR101022859B1 - 홀 오프셋이 제거된 자동초점 모듈 및 그 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 홀 오프셋이 제거된 자동초점 모듈 및 그 제어 장치에 관한 것이다.

본 발명의 자동초점 모듈은 모듈 하우징; 렌즈베럴로 이루어진 렌즈 조립체;상기 모듈 하우징에 결합되고, 렌즈 조립체를 수용하고 있는 필터 하우징; 상기 렌즈 조립체의 측면에 부착되어 있는 자성체등을 구비한 액츄에이터; 및 상기 코일의 중앙에 위치하며 상기 자성체의 위치를 측정하여 출력하는 홀소자를 포함하며, 상기 홀 소자와 상기 자성체는 중심이 일치하는 것을 특징으로 한다.

홀 오프셋, 자동초점 모듈, 액츄에이터, 자성체

Description

홀 오프셋이 제거된 자동초점 모듈 및 그 제어 장치{Auto focusing module removed hall offset and control method thereof}

본 발명은 홀 오프셋이 제거된 자동초점 모듈 및 그 제어 장치에 관한 것이다.

최근 정보화 사회의 급격한 발달은 단순히 음성만을 전달하는 이동통신단말기 이외에도 다양한 기능이 추가된 복합 이동통신단말기의 개발을 요구하고 있다.따라서, 멀티미디어 시대에 맞추어 영상 송수신 등의 기능과 음성 송수신 기능이 함께 구현된 휴대용 복합 이동통신단말기가 구현되었다. 이러한 복합 이동통신단말기로는 사용자가 평소 휴대하고 다니는 이동통신단말기(일명 휴대폰)에 디지털 카메라 기능을 구현해 놓은 카메라폰이 있다.

사용자는 갑자기 어떤 장면이나, 업무상 필요한 피사체를 찍어 간직하고 싶을 때 이러한 카메라폰을 이용하여 원하는 장면을 찍어 내부에 저장할 수 있게 된다. 또한, 촬영한 영상을 이동통신단말기를 통해 무선으로 다른 이동통신단말기로 전송할 수 있으며 PC(Personal Computer)등과 연결되어, PC의 화면으로 출력하거나 PC에 저장할 수 있다.

이와 같은 이동통신단말기에 내장된 카메라 모듈은 기술이 발전함에 따라 점점더 고화소급으로 진행되어 가고 있으며, 이에 따라 카메라 모듈의 자동초점 조절 기능 또한 정밀한 제어를 필요로 한다.

이와 같은 이동통신단말기용 카메라 모듈에 있어서 자동초점 조절 기능을 구현하기 위한 액츄에이터로는 크게 피에조(piezo)와 VCA(Voice coil moter)타입의 두가지로 나눌 수 있다.

이 중 피에조 액츄에이터는 물체에 전압을 가하면 움직이는 압전효과를 이용한 것으로써, PWM(puls width modulater) 전압제어 방식으로 미세한 구동이 가능하여 고화소용 카메라 모듈의 액츄에이터로써 적합하나 가격이 고가이고 액츄에이터 구동의 반복성 및 신뢰성에 문제가 있음이 알려져 있다.

이에 반해 코일을 사용하는 VCA 액츄에이터는 전류제어 방식으로 상대적으로 저가이나, 정밀 구동이 어려운 단점이 있다.

이러한 정밀 구동상의 어려운 점을 극복하고자, VCA 액츄에이터는 홀 소자를 장착하여 폐회로 (closed loop)를 구성하여 VCA 구동의 정밀성을 높이고 있다.

하지만, 이 경우에도 VCA 액츄에이터에 홀 소자를 사용할 때 홀 소자의 초기 위치가 변화하게 되면 홀 오프셋이 발생되어 이로 인하여 정밀한 제어가 어렵다는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 자성체의 중심과 홀소자의 중심이 일치하도록 하여 홀 오프셋이 발생하지 않도록 하는 홀 오프셋이 제거된 자동초점 모듈 및 그 제어 장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 본 발명은, 피사체의 영상이 입사되는 경로를 제공하기 위하여 상면 개구를 구비하고 있고, 측면 개구가 형성되어 있으며 내부에 수용 공간이 형성되어 있는 모듈 하우징; 내부에 중공 형상으로 형성된 중공부를 구비하여 렌즈를 수납하고 있는 렌즈베럴로 이루어진 렌즈 조립체; 상기 모듈 하우징에 결합되고, 내부에 수용공간이 있어 렌즈 조립체를 수용하고 있으며, 측면 개구가 형성되어 있는 필터 하우징; 상기 렌즈 조립체의 측면에 부착되어 있는 자성체와, 상기 필터 하우징의 측면 개구의 외부에 부착되어 있는 요크와, 요크를 지지하는 베이스와, 요크의 내측에 부착되어 있는 인쇄회로기판과, 인쇄회로기판의 내측에 부착되어 있는 코일을 구비한 액츄에이터; 및 상기 코일의 중앙에 위치하며 상기 자성체의 위치를 측정하여 출력하는 홀소자를 포함하며, 상기 홀 소자와 상기 자성체는 중심이 일치하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 자성체를 구비한 렌즈 조립체의 렌즈베럴은 상기 모듈하우징의 상부면과 상기 필터 하우징의 하부면의 중심에 위치하고 있는 것을 특징 으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 렌즈 조립체에 부착된 자성체는 상기 액츄에이터의 코일에서 자기장이 인가되지 않으면 구동위치에 고정되어 지지되는 것을 특징으로 하며, 액츄에이터 제어 장치는 상기 렌즈 조립체의 자성체가 상기 액츄에이터의 코일에서 자기장이 인가되지 않아 구동위치에 고정되어 지지된 상태에서 목표 위치로 이동시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 액츄에이터 제어 장치는 상기 렌즈 조립체의 자성체가 상기 액츄에이터의 코일에서 자기장이 인가되지 않아 구동위치에 고정되어 지지된 상태에서 목표 위치를 광원측과 광원 반대측으로 이동시키는데 있어서 상기 광원측으로 이동시키는 거리와 광원의 반대측으로 이동시키는 거리가 동일한 경우에 동일한 구동전압을 상기 코일에 인가하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 자동초점모듈의 홀 소자로부터 입력되는 자성체의 위치를 알려주는 자성체 위치값의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 아날로그 디지털 변환기; 상기 아날로그 디지털 변환기에서 입력되는 자성체의 위치값에서 초기 위치값을 산출하여 출력하는 초기 위치 산출기; 및 상기 초기 위치 산출기에서 산출된 초기 위치값에 해당하는 만큼 상기 자성체를 이동하기 위한 구동신호를 생성하여 상기 자동초점 모듈의 액츄에이터로 출력하는 드라이버를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 자동초점모듈의 주파수 응답에 대한 상보적인 이득과 위상을 구비하고 있으며, 상기 자성체 위치값과 외부에서 입력되는 목표위치값의 차이를 필터링하여 상기 홀 소자의 비선형적인 특성을 제거하는 홀필터를 더 포함하며, 상기 드라이버는 정상 동작시에 상기 홀필터에서 출력되는 상기 자성체의 위치값과 외부에서 입력되는 목표위치값의 차이에 해당하는 구동신호를 생성하여 상기 자동초점 모듈의 액츄에이터로 출력하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 홀 소자를 사용하여 자성체의 위치를 측정할 때 홀 오프셋이 최소가 되도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 홀소자에 영향을 미치는 자성체의 자력이 상하 대칭이 됨에 따라 홀 신호의 증폭과 0~VDD의 정규화 변환 그리고 아날로그 디지털 변환의 디지털 코드 할당시 최대한 선형성이 보장된 홀 신호 특성을 얻을 수 있도록 하는 효과가 있다.

즉, 본 발명에 따르면, (+)와 (-)의 수십 mV의 홀 신호를 렌즈 베렐의 움직임에 따라 (+)와 (-) 방향으로 처리하기 용이하게 증폭되고, 디저털 변환된 대칭적인 신호를 얻을 수 있으며, 홀 소자와 자성체의 중심을 최대한 일치시킴에 따라 신호 자체의 홀 오프셋을 최소화할 수 있도록 하는 효과가 있다.

이제, 도 1 이하의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 홀 오프셋이 제거된 자동초점 모듈 및 그 제어 장치에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 홀 오프셋이 제거된 자동초점 모듈의 구성도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 홀 오프셋이 제거된 자동초점 모듈은 모듈 하우징(110), 렌즈조립체(120), 필터 하우징(130), 액츄에이터(140), 홀소자(150)를 포함하고 있으며, 필터 하우징(130)에 렌즈조립체(120)와 액츄에이터(140)가 조립된 상태에서, 상기 렌즈 조립체(120)와 액츄에이터(140)를 보호하기 위하여 모듈 하우징(110)이 상기 필터 하우징(130)에 장착된다.

여기에서, 상기 모듈 하우징(110)은 그 내부에 수용공간이 형성되어 있어 필터 하우징(130)과 결합할 때 내부에 필터 하우징(130)을 수납할 수 있도록 되어 있다.

또한, 모듈 하우징(110)은 피사체의 영상이 입사되는 경로를 제공하기 위하여 상면 개구를 구비하고 있고, 액츄에이터(140)를 위치시키기 용이하도록 측면 개구가 형성되어 있다.

이러한 모듈 하우징(110)은 상기 필터 하우징(130)에 결합되면서, 그 측면 개구가 상기 액츄에이터(140), 구체적으로 요크(144)에 의해 폐쇄된다.

다음으로, 상기 렌즈 조립체(120)는 그 내부에 중공 형상으로 형성된 중공부를 구비하여 렌즈(122)가 수납되도록 하고 있는 렌즈베럴(121)과, 렌즈베럴(121)의 중공부에 수납되어 입사되는 광을 처리할 수 있도록 하는 렌즈(122)를 구비하고 있다.

이러한 렌즈 조립체(120)는 렌즈베럴(121)의 내부 중공부에 렌즈(122)가 수납되어 완성된다.

그리고, 이러한 렌즈 조립체(120)의 렌즈베럴(121)에는 렌즈 조립체(120)가 필터 하우징(130)의 이동시에 지지가능하도록 필터 하우징(130)의 제1 가이드부(130a)에 대응되는 위치에 형성된 제2 가이드부(121a)를 포함하여 렌즈 조립체(120)가 필터 하우징(130)의 이동시에 지지가능하도록 한다.

물론, 렌즈 조립체(120)의 렌즈베럴(121)의 제2 가이드부(121a)와 필터 하우징(130)의 제1 가이드부(130a) 사이에는 가이드 볼(121b)이 위치하여 렌즈 조립체(120)가 필터 하우징(130)에 대하여 이동이 용이하도록 한다.

이와 같은 렌즈 조립체(120)의 렌즈베럴(121)의 측면에는 도 2의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이 액츄에이터(140)를 구성하는 자성체(141)가 부착되며, 액츄에이터(140)의 자성체(141)에 의해 제공되는 구동력에 의해 광축 방향을 따라 진퇴 운동하면서 초점 거리를 조절하게 된다.

여기에서, 상기 자성체(141)는 상기 액츄에이터(140)의 코일(142)과 대면하게 되며, 코일(142)과 상호 작용하면서 상기 렌즈 조립체(120)를 진퇴 운동시키는 구동력을 발생시키게 된다.

한편, 필터 하우징(130)은 모듈 하우징(110)에 결합되고, 전술한 렌즈 조립체(120)를 수용한다. 이를 위해 필터 하우징(130)은 내부에 수용공간이 형성되어 있다.

또한, 필터 하우징(130)은 상기 렌즈 조립체(120)를 이동가능하게 하는 액츄 에이터(140)의 일부분을 수용하기 위하여 측면에 개구가 형성되어 있다.

또한, 필터 하우징(130)은 상기 렌즈 조립체(120)가 상하 이동하는 경우에 지지할 수 있도록 내부 측면에 가이드부(130a)를 구비하고 있다.

이러한 필터 하우징(130)은 액츄에이터(140)의 코일에 접하는 면이 평평한 면으로 형성되어 있으며, 자성체(141)는 외부로 돌출되어 있다.

한편, 액츄에이터(140)는 렌즈 조립체(120)의 렌즈베럴(121)의 측면에 형성되는 자성체(141)와, 소정부위에 장방형 홀이 관통되게 형성되고 펄스 제어 방식으로 전류가 인가되는 코일(142)과, 홀소자(150)의 출력 신호를 외부로 제공하고 코일(142)에 인가전류를 전달하기 위한 인쇄회로기판(143) 그리고 소정 부위에 장방형 홀이 형성되어 있는 요크(144)와, 요크(144)를 지지하고 액츄에이터(140)를 필터 하우징(130)에 고정하기 위한 베이스(144a)를 구비하고 있다.

여기에서, 베이스(144a)는 평평한 평면으로 형성되어 종래 기술에서 사용되는 스토퍼(다른 명칭으로는 프리로드)가 구비되어 있지 않다. 이처럼, 베이스(144a)에 스토퍼가 구비되어 있지 않기 때문에 자성체(141)에 코일(142)에 의해 형성된 자력이 제거되면(즉, 코일(142)에 전류공급이 중단되면), 자성체(141)는 현재 위치하고 있는 지점에 정지하게 된다. 따라서, 종래 기술에서 처럼 코일(142)에 전류 공급이 중단되면, 자성체(141)가 스토퍼가 위치하는 지점으로 이동하여 재차 이동하지 않아도 되어 상대적으로 작은 전압(전류)를 사용하여 렌즈 조립체(120)을 원하는 위치로 이동시킬 수 있으며, 또한 신속하게 이동시킬 수 있다.

이와 같은 구성의 액츄에이터(140)에 있어서 도 3에 도시된 바와 같이 요크(144)에 인쇄회로기판(143)이 부착되고, 그 위에 홀소자(150)가 부착되며, 홀소자(150)가 회로기판(143)의 중앙에 위치하도록 코일(142)이 부착된다.

그리고, 이후에 도 4에 도시된 바와 같이 필터 하우징(130)의 측면 개구에 이와 같은 구성의 액츄에이터(140)가 부착된다.

이러한 구성의 액츄에이터(140)는 드라이버에서 인가되는 구동신호(직류, 또는 펄스폭 변조 신호)에 따라 코일(142)이 자기장을 형성하고 이에 따라 자성체(141)가 구동력을 발생시켜 렌즈 조립체(120)를 상하로 이동시키게 된다. 이때, 홀소자(150)는 자성체(141)의 위치를 검출하여 외부로 출력하게 된다.

즉, 상하 방향의 렌즈 베럴(121)의 위치에 따라 자성체(141)의 위치가 결정되고 이 자성체(141)의 자력의 변화는 홀소자(150)의 출력인 홀전압의 변화를 가져온다.

이때, 홀 소자(150)의 중심과 자성체(141)의 중심이 서로 일치하지 않으면 홀 오프셋이 발생하게 된다.

따라서, 홀 오프셋의 발생을 제거하려면 홀 소자(150)의 중심과 자성체(1410의 중심이 서로 일치하도록 조정할 필요가 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 자동초점 모듈의 홀 오프셋 제거 구조를 나타내는 단면도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 자동초점 모듈의 홀 오프셋 제거 구조는 자성체(141)의 중심과 홀소자(150)의 중심이 일치가 되어야 하고, 렌즈 베럴(121)의 상하 방향의 움직임에 따른 상하측의 자력의 변화는 서로 대칭이 되어야 한다. 이때, 홀 소자(150)에서 출력되는 홀 전압은 도 6a에 도시된 바와 같이 홀 오프셋 전압이 발생하지 않는다.

만약에, 홀 소자(150)의 중심과 렌즈 베럴(121)의 중심이 어긋나게 되면, 도 6b에 도시된 바와 같이 홀 소자(150)의 중심과 렌즈 베럴(121)의 중심이 어긋난 정도에 비례하게 홀 오프셋이 발생하게 된다. 따라서, 홀 소자(150)의 중심과 렌즈 베럴(121)의 중심이 서로 일치되도록 조정될 필요가 있다.

더욱이, 렌즈 베럴(121)이 모듈 하우징(110)의 상부면(110a)과 필터 하우징(130)의 하부면(130a)의 중심부에 위치하지 않으면, 가동 범위가 제한된다.

즉, 일예로 렌즈 베럴(121)이 모듈 하우징(110)의 상부면(110a)에 근접하게 되면, 광축을 향하여 이동가능한 가동범위가 제한되어 도 6c에 도시된 바와 같이 렌즈 베럴(121)을 상하로 구동하였을 때 상부 출력 전압이 제한된 구동 전압 곡선을 얻게 된다.

따라서, 이와 같이 렌즈 베럴(121)이 모듈 하우징(110)의 상부면(110a)과 필터 하우징(130)의 하부면(130a)의 중심부를 벗어나게 되어 발생하는 가동범위의 제한을 방지하기 위해서는 상측 이동 가능 거리와 하측 이동 가능 거리가 동일하여야 한다.

이처럼, 홀소자(150)의 중심과 렌즈 베럴(121)의 중심이 일치하도록 하면, 홀 전압의 아날로그 디지털 변화를 위한 16진수의 바이너리 할당이 대칭적으로 가능하다.

도 7은 본 발명이 적용되는 액츄에이터의 구동범위 설정예를 보여주는 도면이다.

도7에 도시된 바와 같이 전원전압의 범위가 본 발명의 홀 오프셋이 제거된 액츄에이터의 있어서 아날로그 디지털 변환기의 최대 범위로 할당될 수 있으며, 이 범위내에서 기구적으로 충돌하지 않는 영역으로써 가동 범위를 설정할 수 있다. 이때 설정된 가동 범위가 최대와 최소의 홀 신호가 출력되는 범위가 된다.

액츄에이터를 사용하여 자동초점을 실행하기 전 최초에, 액츄에이터를 기구적으로 충돌하는 범위까지 움직여 가동범위를 설정한다. 그 후 이 가동 범위보다 더 안쪽에 0을 기준으로 사용 범위를 설정한다.

사용 범위의 크기는 렌즈조립체의 근거리와 원거리의 초점거리의 간격에 의해 결정이 된다. 이와 같이 자동초점 조절의 동작시 실제 사용하는 범위인 근거리 초점 지점과 원거리 초점의 지점은 홀소자의 중심을 기구적으로 마주보고 있는 자성체의 중심과 일치되도록 조립하면, 홀소자의 중심인 0을 기준으로 위아래 대칭으로 설정이 된다.

여기에서, 홀 소자의 출력은 보통 수십 mV로써 자성체의 극성이 바뀌면 전압의 극성도 바뀐다. 이 홀 전압은 이후의 제어 장치에 구비된 홀 증폭기 등을 거치면서 0~VDD의 범위로 정규화 변환이 된다.

이때 자성체의 중심으로부터 (+)방향 이동의 최대 값은 전원전압인 일예로 2.8V로 설정하고, (-)방향 이동의 최소 값은 일예로 0V로 설정하는 데, 렌즈 베럴을 상하 방향으로 최대한 움직였을 때 부딪히는 부분의 전압을 일예로 2.8V와 0V의 전압으로부터 각각 10%씩 고려된 2.52V와 0.28V로 설정한다. 여기에서 10%는 사용자의 설정에 의해 변경이 될 수 있다. 이때 0.28V ~ 2.52V의 범위는 렌즈 베럴이 액츄에이터에 의해 움직일 수 있는 최대 가동 범위가 된다.

이 가동 범위의 설정은 실제 베럴을 상하측으로 움직이면서 출력되는 홀 전압을 어느 정도의 이득으로써 2.52V와 0.28V의 최대와 최소값을 갖는 범위로 변환할 것인가를 의미하므로 조정 범위라고도 한다.

이때 자성체와 홀소자의 중심이 일치될 때의 홀 신호는 도 6a와 같이 홀 오프셋이 없으나 자성체와 홀소자가 서로 중심이 벗어나 있으면 도 6b와 같이 홀 오프셋이 발생하게 된다. 따라서, 이를 해결하기 위해 변환후 오프셋 전압만큼 보상이 되도록 고려하여 정밀 구동을 실시하여야 한다.

즉, 홀 전압이 0~VDD의 전압으로 바뀌었을 때 바뀐 홀 오프셋의 양에 해당하는 전압만큼 이동을 시킨 후 이동된 위치에서 시작하여 액츄에이터의 정밀 구동을 실시하면 실제 홀 소자의 중심과 자성체의 중심과 벗어난 물리적인 양을 고려한 정밀 구동을 구현할 수 있다. 시작 위치의 이동시에는 전압의 부호 즉 홀 오프셋의 부호에 따른 이동의 방향을 결정한다.

도 8은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 자동초점모듈의 제어 장치의 구성도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 자동초점모듈의 제어 장치(210)는 홀증폭기(211)와, 아날로그 디지털 변환기(212)와, 초기 위치 산출기(213), 제어기(214), 홀 필터(215)와, 펄스폭 변조기(216)와, 드라이버(217) 로 이루어져 있다.

이와 같은 구성에서 자동초점모듈의 액츄에이터(구동부:101)는 렌즈 조립체를 광축 방향으로 진퇴운동시키며, 홀 소자(102)는 액츄에이터(101)에 설치되어 렌즈 조립체에 부착된 자성체의 자속변화에 따른 위치 변화를 감지하여 출력한다.

이와 같은 홀 소자(102)의 자성체의 위치 측정은 자성체의 광축에 따른 이동방향에 따라 비선형적인 특성을 나타내게 된다.

한편, 홀증폭기(211)는 홀소자(102)의 출력 신호를 증폭하여 출력한다.

그리고, 아날로그 디지털 변환기(112)는 홀 증폭기(211)의 아날로그 출력 신호를 디지털 신호에 변환하여 출력한다.

다음으로, 초기 위치 산출기(213)는 최초에 홀 증폭기(211)로부터 홀 소자(102)를 통하여 측정된 홀 전압을 입력받아 홀소자(102)가 액츄에이터(101)의 자성체(141)의 중심에서 상대적으로 어긋난 이동 거리를 알아낸다.

일예로, 홀소자(102)가 자성체(141)에 대하여 중심으로부터 광축을 향하여 이동한 상태에 있었다면 홀소자(102)의 초기 위치값은 플러스 값을 가지며 출력되고, 출력 특성 곡선은 도 6b에 도시된 바와 같이 위로 상향된 특성 곡선을 얻게 된다.

물론, 홀소자(102)가 자성체(141)에 대하여 중심으로부터 광축에서 멀어지도록 이동한 상태에 있었다면 홀소자(102)의 초기 위치값은 마이너스 전압값을 가지며 출력되고 출력 특성 곡선은 도 6b와 반대로 하향된 특성 곡선을 얻게 된다.

따라서, 초기 위치 산출기(213)는 홀 증폭기(211)의 출력을 아날로그 디지털 변환기(212)를 통하여 입력받아 자성체(141)에 대한 홀소자(102)의 초기 위치값을 산출할 수 있으며, 산출된 초기 위치값을 제어기(214)로 출력한다.

다음으로, 제어기(214)는 드라이버(217)를 초기 위치 산출기(213)에서 입력된 초기 위치값에 따라 제어한다.

즉, 제어기(214)는 초기 위치 산출기(213)로부터 초기 위치값이 입력되면 드라이버(217)로 초기 위치값에 해당하는 만큼 렌즈 베럴(121)을 이동하도록 구동 제어 신호를 출력한다.

그러면, 드라이버(217)는 액츄에이터(101)로 렌즈베럴(121)을 초기 위치값에 해당하는 만큼 이동하도록 구동 신호를 출력하여 렌즈 베럴(121)이 이동하도록 한다.

한편, 홀 필터(215)는 정상 구동시에 아날로그 디지털 변환기(212)로부터 디지털화된 자성체 위치값을 입력받고 이미지 센서 프로세서(220)로부터 자성체의 위치 목표값을 입력받아 그 차이를 산출한 후에 이득과 위상을 보정하여 출력한다.

그리고, 펄스폭 변조기(216)는 홀 필터(215)로부터 출력되는 이득과 위상이 보정된 자성체의 위치값과 목표값의 차이값에 따라 펄스 폭 변조를 수행하여 아날로그 신호를 출력한다.

다음으로, 드라이버(217)는 제어기(214)의 제어에 따라 액츄에이터(101)를 구동하여 렌즈 베럴(121)을 초기 위치값에 해당하는 만큼 이동시키거나, 정상 동작시에 펄스폭 변조기(216)의 출력값에 따라 액츄에이터(101)를 구동하여 렌즈 베럴(121)을 목표 위치까지 이동시킨다.

이와 같이 홀 전압이 0~VDD의 전압으로 바뀌었을 때 바뀐 홀 오프셋의 양에 해당하는 전압만큼 이동을 시킨 후 이동된 위치에서 시작하여 액츄에이터의 정밀 구동을 실시하면 실제 홀 소자의 중심과 자성체의 중심과 벗어난 물리적인 양을 고려한 정밀 구동을 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 홀 오프셋이 제거된 자동초점 모듈의 구성도.

도 2은 도 1의 자동초점모듈의 렌즈 조립체의 보빈에 자성체가 결합하는 결합예를 보여주는 도면.

도 3는 도 1의 액츄에이터의 결합예를 보여주는 도면.

도 4은 도 1의 액츄에이터가 필터 하우징에 결합되는 결합예를 보여주는 도면.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 자동초점 모듈의 홀 오프셋 제거 구조를 나타내는 단면도.

도 6a는 홀 오프셋이 제거된 출력 특성 곡선이고, 도 6b와 도 6c 는 홀 오프셋이 발생된 출력 특성 곡선.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 자동초점모듈의 구동범위 설정예를 보여주는 도면.

도 8은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 자동초점모듈의 제어 장치의 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110 : 모듈 하우징 120 : 렌즈조립체

130 : 필터 하우징 140 : 액츄에이터

150 : 홀소자

200 : 자동초점모듈 201 : 액츄에이터

202 : 홀소자 210 : 액츄에이터 제어 장치

211 : 홀증폭기 212 : 아날로그 디지털 변환기

213 : 초기 위치 산출기 214 : 제어기

215 : 홀 필터 216 : 펄스폭 변조기

Claims (7)

1. 피사체의 영상이 입사되는 경로를 제공하기 위하여 상면 개구를 구비하고 있고, 측면 개구가 형성되어 있으며 내부에 수용 공간이 형성되어 있는 모듈 하우징;

   내부에 중공 형상으로 형성된 중공부를 구비하여 렌즈를 수납하고 있는 렌즈베럴로 이루어진 렌즈 조립체;

   상기 모듈 하우징에 결합되고, 내부에 수용공간이 있어 렌즈 조립체를 수용하고 있으며, 측면 개구가 형성되어 있는 필터 하우징;

   상기 렌즈 조립체의 측면에 부착되어 있는 자성체와, 상기 필터 하우징의 측면 개구의 외부에 부착되어 있는 요크와, 요크를 지지하는 베이스와, 요크의 내측에 부착되어 있는 인쇄회로기판과, 인쇄회로기판의 내측에 부착되어 있는 코일을 구비한 액츄에이터; 및

   상기 코일의 중앙에 위치하며 상기 자성체의 위치를 측정하여 출력하는 홀소자를 포함하며,

   상기 홀 소자와 상기 자성체는 중심이 일치하는 것을 특징으로 하는 자동초점모듈.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 자성체를 구비한 렌즈 조립체의 렌즈베럴은 상기 모듈하우징의 상부면 과 상기 필터 하우징의 하부면의 중심에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 자동초점 모듈.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 렌즈 조립체에 부착된 자성체는 상기 액츄에이터의 코일에서 자기장이 인가되지 않으면 구동위치에 고정되어 지지되는 것을 특징으로 하며,

   액츄에이터 제어 장치는 상기 렌즈 조립체의 자성체가 상기 액츄에이터의 코일에서 자기장이 인가되지 않아 구동위치에 고정되어 지지된 상태에서 목표 위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 자동초점모듈.
4. 청구항 1에 있어서,

   액츄에이터 제어 장치는 상기 렌즈 조립체의 자성체가 상기 액츄에이터의 코일에서 자기장이 인가되지 않아 구동위치에 고정되어 지지된 상태에서 목표 위치를 광원측과 광원 반대측으로 이동시키는데 있어서 상기 광원측으로 이동시키는 거리와 광원의 반대측으로 이동시키는 거리가 동일한 경우에 동일한 구동전압을 상기 코일에 인가하는 것을 특징으로 하는 자동초점모듈.
5. 자동초점모듈의 홀 소자로부터 입력되는 자성체의 위치를 알려주는 자성체 위치값의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 아날로그 디지털 변환기;

   상기 아날로그 디지털 변환기에서 입력되는 자성체의 위치값에서 초기 위치값을 산출하여 출력하는 초기 위치 산출기; 및

   상기 초기 위치 산출기에서 산출된 초기 위치값에 해당하는 만큼 상기 자성체를 이동하기 위한 구동신호를 생성하여 상기 자동초점 모듈의 액츄에이터로 출력하는 드라이버를 포함하여 이루어진 자동초점 모듈의 제어 장치.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 자동초점모듈의 주파수 응답에 대한 상보적인 이득과 위상을 구비하고 있으며, 상기 자성체 위치값과 외부에서 입력되는 목표위치값의 차이를 필터링하여 상기 홀 소자의 비선형적인 특성을 제거하는 홀필터를 더 포함하며,

   상기 드라이버는 정상 동작시에 상기 홀필터에서 출력되는 상기 자성체의 위치값과 외부에서 입력되는 목표위치값의 차이에 해당하는 구동신호를 생성하여 상기 자동초점 모듈의 액츄에이터로 출력하는 것을 특징으로 하는 자동초점 모듈의 제어 장치.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 홀 소자에서 출력되는 자성체의 위치를 알려주는 자성체 위치값을 증폭하여 상기 홀필터로 출력하는 홀증폭기를 더 포함하여 이루어진 자동초점 모듈의 제어 장치.

Images