KR101181338B1

KR101181338B1 - Apparatus of Driving Actuator

Info

Publication number: KR101181338B1
Application number: KR1020110048660A
Authority: KR
Inventors: 권경수; 고채동
Original assignee: 주식회사 에스앤에이
Priority date: 2011-05-23
Filing date: 2011-05-23
Publication date: 2012-09-11

Abstract

PURPOSE: An actuator driving device is provided to selectively vary a channel width of a switching element being selected among a plurality of the switching elements so that an assembling deflection generating in the characteristic deflection of a piezoelectric element and a camera module can be compensated. CONSTITUTION: An actuator driving device(100) comprises an actuator(110), a power supply(120), a switching circuit part(130), and a switching controlling part(150). The actuator comprises a piezoelectric element(115) being transformed when a voltage is applied. The power supply supplies power to the actuator. The switching circuit part comprises a plurality of switching elements, thereby switching the power being supplied to the actuator. The switching controlling part controls the switching operation of the switching circuit part. The switching controlling part selectively varies a channel width of the switching element being selected among the plurality of switching elements.

Description

Actuator driving device {Apparatus of Driving Actuator}

본 발명은 액츄에이터 구동 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an actuator drive device.

휴대용 단말기는 기술의 발전에 따라 전화뿐만 아니라 음악, 영화, TV, 게임 등의 복합적인 부가 기능을 수행한다. 이에 따라, 휴대용 단말기의 부가 기능 수행을 위해 사용되는 카메라모듈(camera module)은 그 수요가 점점 증가하고 있다.Portable terminals perform complex additional functions such as music, movies, TV, and games as well as telephones according to the development of technology. Accordingly, the demand for camera modules used to perform additional functions of portable terminals is increasing.

일반적으로 카메라 모듈은 렌즈를 광축 방향으로 이송시키는 렌즈 이송 장치를 포함한다. 그리고, 렌즈 이송 장치는 렌즈 이송에 필요한 동력 발생 수단으로 전자 모터나 압전 소자 등과 같은 엑츄에이터를 사용한다. 이에 따라, 렌즈 이송 장치는 엑츄에이터에서 발생된 동력을 이용하여 렌즈를 광축 방향으로 이송시키고, 이송한 렌즈와 이에 인접하는 렌즈 간의 상대 거리를 변화시킴으로써 줌(zooming) 기능이나 자동 초점 조절(auto focusing) 기능을 구현한다.In general, the camera module includes a lens transfer device for transferring the lens in the optical axis direction. The lens transfer device uses an actuator such as an electronic motor or a piezoelectric element as a power generating means required for lens transfer. Accordingly, the lens conveying apparatus transfers the lens in the optical axis direction by using the power generated by the actuator, and changes the relative distance between the conveyed lens and the adjacent lens, thereby zooming or auto focusing. Implement the functionality.

현재 카메라 모듈은 액츄에이터를 이용하여 렌즈를 이송할 때 일정한 속도로만 렌즈를 이송하고 이송시의 충격을 완화하지 못하고 있다. 따라서, 정밀한 렌즈의 이송이 어려우며 소음이 발생하는 문제점이 카메라 모듈에서 나타나고 있다.
Currently, the camera module transfers the lens only at a constant speed when transferring the lens using the actuator and does not alleviate the shock during the transfer. Therefore, it is difficult to accurately convey the lens and a problem occurs in the camera module.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 액츄에이터에 인가되는 전압을 가변하여 액츄에이터가 물체를 정밀하게 이송할 수 있는 액츄에이터 구동 장치를 제공하는 것이다.
The problem to be solved by the present invention is to provide an actuator driving device that can accurately transfer an object by varying the voltage applied to the actuator.

본 발명의 일 측면에 따르면, 액츄에이터 구동 장치를 제공한다.According to one aspect of the invention, there is provided an actuator driving device.

액츄에이터 구동 장치 전압 인가시 변형되는 압전 소자를 구비하여 물체를 이송하는 액츄에이터, 액츄에이터에 전원을 공급하는 전원 공급부, 복수의 스위칭 소자를 구비하여 액츄에이터로 공급되는 전원을 스위칭하는 스위칭 회로부 및 스위칭 회로부의 스위칭 동작을 제어하고, 액츄에이터에 인가되는 전원이 변동 가능하도록 복수의 스위칭 소자 중 선택된 스위칭 소자의 채널 폭을 선택적으로 가변시키는 스위칭 제어부를 포함하되, 스위칭 회로부는 선택된 스위칭 소자가 미리 설정된 저항에 따른 채널 폭으로 형성된 복수의 서브 스위칭 소자를 구비한다.Actuator drive device An actuator for transferring an object with a piezoelectric element that is deformed when the voltage is applied, a power supply unit for supplying power to the actuator, a switching circuit unit for switching the power supplied to the actuator with a plurality of switching elements and switching of the switching circuit unit And a switching controller for controlling an operation and selectively varying a channel width of a selected switching element among the plurality of switching elements such that the power applied to the actuator is variable, wherein the switching circuit unit includes a channel width according to a predetermined resistance. It includes a plurality of sub-switching elements formed.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 스위칭 회로부는 전원 공급부 및 액츄에이터에 병렬로 연결된 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자, 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자 각각에 병렬로 연결되어 액츄에이터에 인가되는 전원의 진폭을 가변하고, 복수의 서브 스위칭 소자를 구비하는 제3 스위칭 소자 및 제4 스위칭 소자 및 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자 각각에 연결되어 액츄에이터에 인가되는 전원을 접지단으로 스위칭하는 제5 스위칭 소자 및 제6 스위칭 소자를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the switching circuit unit is connected to the first switching device and the second switching device, the first switching device and the second switching device connected in parallel to the power supply and the actuator in parallel to the power applied to the actuator A fifth switching element having a plurality of sub-switching elements and connected to each of the third and fourth switching elements and the first and second switching elements to switch the power applied to the actuator to the ground terminal; It may include a switching element and a sixth switching element.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 스위칭 제어부는 제3 스위칭 소자 및 제4 스위칭 소자 각각의 복수의 서브 스위칭 소자에 선택적으로 스위칭 신호를 제공하여 제3 스위칭 소자의 저항 및 제4 스위칭 소자의 저항을 조정할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the switching controller selectively provides a switching signal to a plurality of sub-switching elements of each of the third and fourth switching elements to provide a resistance of the third and fourth switching elements. I can adjust it.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 스위칭 제어부는 미리 설정된 범위 내에서 업 카운팅 또는 다운 카운팅을 수행하여 카운팅값에 대한 신호를 출력하는 카운터 및 카운터로부터 카운팅값에 대한 신호를 수신하여 수신된 신호에 상응하는 복수의 서브 스위칭 소자에 선택적으로 스위칭 신호를 출력하는 멀티플렉서를 포함할 수 있다.
According to an embodiment of the present disclosure, the switching controller receives a signal for a counting value from a counter and a counter that outputs a signal for a counting value by performing up counting or down counting within a preset range and corresponds to the received signal. It may include a multiplexer for selectively outputting a switching signal to a plurality of sub-switching device.

본 발명의 실시예에 따른 액츄에이터 구동 장치는 액츄에이터에 인가되는 전원이 변동 가능하도록 복수의 스위칭 소자 중 선택된 스위칭 소자의 채널 폭을 선택적으로 가변시킴으로써 압전 소자의 특성 편차 및 카메라 모듈에서 발생하는 조립 편차를 보상할 뿐만 아니라 보다 정밀한 물체의 이송 위치 제어가 가능하게 만든다.
The actuator driving apparatus according to the embodiment of the present invention selectively varies the channel width of the selected switching element among the plurality of switching elements such that the power applied to the actuator is variable, thereby preventing the characteristic deviation of the piezoelectric element and the assembly deviation occurring in the camera module. In addition to compensating, it also enables more precise control of the transport position of the object.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액츄에이터 구동 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 액츄에이터 구동 장치의 회로 구성을 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 스위칭 제어부에서 출력되는 스위칭 신호를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 액츄에이터 구동 장치의 스위칭 회로부와 스위칭 제어부를 나타내는 도면이다.
도 6 및 도 7은 도 5에 도시된 스위칭 회로부 및 스위칭 제어부에 의해 액츄에이터에 인가되는 전압 신호를 나타내는 도면이다.1 is a view showing an actuator driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a circuit configuration of the actuator driving device shown in FIG. 1.
3 and 4 are diagrams illustrating a switching signal output from the switching controller illustrated in FIG. 2.
5 is a diagram illustrating a switching circuit unit and a switching controller of an actuator driving apparatus according to another exemplary embodiment of the present disclosure.
6 and 7 are diagrams illustrating voltage signals applied to an actuator by the switching circuit unit and the switching controller shown in FIG. 5.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention may be variously modified and have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, numerals (e.g., first, second, etc.) used in the description of the present invention are merely an identifier for distinguishing one component from another.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Also, in this specification, when an element is referred to as being "connected" or "connected" with another element, the element may be directly connected or directly connected to the other element, It should be understood that, unless an opposite description is present, it may be connected or connected via another element in the middle.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 액츄에이터 구동 장치에 관하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, an actuator driving apparatus according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액츄에이터 구동 장치를 나타내는 도면이다.1 is a view showing an actuator driving apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 액츄에이터 구동 장치(100)는 액츄에이터(110), 전원 공급부(120), 스위칭 회로부(130) 및 스위칭 제어부(150)를 포함한다.Referring to FIG. 1, an actuator driving apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes an actuator 110, a power supply unit 120, a switching circuit unit 130, and a switching controller 150.

액츄에이터(110)는 렌즈의 위치를 변경한다. 이를 위해 액츄에이터(110)는 전압 인가시 형상이 변형되는 압전 소자(115)로 이루어진다. 여기서 압전 소자(115)는 전원 공급부(120)로부터 제공받은 구동 전압에 의해 늘어나거나 줄어든면서 변형된다.Actuator 110 changes the position of the lens. To this end, the actuator 110 includes a piezoelectric element 115 whose shape is deformed when a voltage is applied. Here, the piezoelectric element 115 is deformed while being increased or decreased by the driving voltage provided from the power supply unit 120.

전원 공급부(120)는 액츄에이터(110)에 구동 전원을 제공한다.The power supply unit 120 provides driving power to the actuator 110.

스위칭 회로부(130)는 도 2를 더 참조하여 상세하게 설명한다.The switching circuit unit 130 will be described in detail with reference to FIG. 2.

도 2는 도 1에 도시된 액츄에이터 구동 장치의 회로 구성을 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a circuit configuration of the actuator driving device shown in FIG. 1.

도 2를 더 참조하면, 스위칭 회로부(130)는 압전 소자(115)에 공급되는 전원 전압(VCC)을 스위칭한다. 여기서 스위칭 회로부(130)는 복수의 스위칭 소자(131,132,133,134,135,136)를 구비한다. 구체적으로, 스위칭 회로부(130)는 제1 스위칭 소자(131), 제2 스위칭 소자(132), 제3 스위칭 소자(133), 제4 스위칭 소자(134), 제5 스위칭 소자(135) 및 제6 스위칭 소자(136)를 포함한다.2, the switching circuit unit 130 switches the power supply voltage VCC supplied to the piezoelectric element 115. The switching circuit unit 130 includes a plurality of switching elements 131, 132, 133, 134, 135, and 136. In detail, the switching circuit unit 130 includes a first switching element 131, a second switching element 132, a third switching element 133, a fourth switching element 134, a fifth switching element 135, and a fifth switching element 135. 6 switching elements 136.

제1 스위칭 소자(131)와 제2 스위칭 소자(132) 각각은 전원 공급부(120)와 압전 소자(115)의 양단에 연결된다. 이때, 제1 스위칭 소자(131)와 제2 스위칭 소자(132)는 서로 병렬로 연결된다. 이러한 제1 스위칭 소자(131)와 제2 스위칭 소자(132)는 PMOS로 이루어진다.Each of the first switching element 131 and the second switching element 132 is connected to both ends of the power supply unit 120 and the piezoelectric element 115. In this case, the first switching element 131 and the second switching element 132 are connected in parallel with each other. The first switching element 131 and the second switching element 132 are made of PMOS.

제3 스위칭 소자(133)와 제4 스위칭 소자(134) 각각은 제1 스위칭 소자(131) 및 제2 스위칭 소자(132)에 병렬로 연결된다. 제3 스위칭 소자(133) 및 제4 스위칭 소자(134) 각각은 제1 스위칭 소자(131) 및 제2 스위칭 소자(132)와의 병렬 연결을 통해 저항값을 변경하여 압전 소자(115)에 인가되는 전압(VL)의 진폭을 조절한다. 이러한 제3 스위칭 소자(133) 및 제4 스위칭 소자(134)는 PMOS로 이루어진다.Each of the third switching element 133 and the fourth switching element 134 is connected in parallel to the first switching element 131 and the second switching element 132. Each of the third switching element 133 and the fourth switching element 134 is applied to the piezoelectric element 115 by changing a resistance value through parallel connection with the first switching element 131 and the second switching element 132. Adjust the amplitude of voltage VL. The third switching element 133 and the fourth switching element 134 are made of PMOS.

제5 스위칭 소자(135)와 제6 스위칭 소자(136) 각각은 제1 스위칭 소자(131), 제2 스위칭 소자(132), 압전 소자(115)의 양단 및 접지단과 연결된다. 제5 스위칭 소자(135) 및 제6 스위칭 소자(136) 각각은 압전 소자(115)에 인가되는 전류를 접지단으로 흐르도록 스위칭한다.Each of the fifth switching element 135 and the sixth switching element 136 is connected to both ends of the first switching element 131, the second switching element 132, and the piezoelectric element 115 and the ground end. Each of the fifth switching element 135 and the sixth switching element 136 switches a current applied to the piezoelectric element 115 to flow to the ground terminal.

스위칭 제어부(150)는 스위칭 회로부(130)의 스위칭 동작을 제어한다. 이를 통해 스위칭 제어부(150)는 압전 소자(115)으로의 구동 전압 인가를 제어한다. 구체적으로 스위칭 제어부(150)는 스위칭 회로부(130)의 제1 스위칭 소자(131) 내지 제6 스위칭 소자(136) 각각에 제1 스위칭 신호(S1) 내지 제 6 스위칭 신호(S6)를 제공한다. 이때, 스위칭 제어부(150)는 제1 스위칭 소자(131) 내지 제6 스위칭 소자(136) 각각의 게이트 단자에 하이 레벨의 스위칭 신호 또는 로우 레벨의 스위칭 신호를 제공한다.The switching controller 150 controls the switching operation of the switching circuit unit 130. Through this, the switching controller 150 controls the application of the driving voltage to the piezoelectric element 115. In detail, the switching controller 150 provides the first switching signal S1 to the sixth switching signal S6 to each of the first switching element 131 to the sixth switching element 136 of the switching circuit unit 130. In this case, the switching controller 150 provides a high level switching signal or a low level switching signal to the gate terminal of each of the first switching element 131 to the sixth switching element 136.

여기서 스위칭 제어부(150)가 제공하는 스위칭 신호에 대한 설명은 도 3을 더 참조하여 설명한다.The switching signal provided by the switching controller 150 will be described with reference to FIG. 3.

도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 스위칭 제어부에서 출력되는 스위칭 신호를 나타내는 도면이다.3 and 4 are diagrams illustrating a switching signal output from the switching controller illustrated in FIG. 2.

도 3을 더 참조하면, 스위칭 제어부(150)는 압전 소자(115)에 정방향 구동 전압이 인가되도록 제1 스위칭 소자(131) 및 제4 스위칭 소자(134) 각각에 하이 레벨을 유지하는 제1 스위칭 신호(S1)와 제4 스위칭 신호(S4)를 제공한다. 그리고, 스위칭 제어부(150)는 제3 스위칭 소자(133)와 제5 스위칭 소자(135) 각각에 동일한 파형을 이루는 제3 스위칭 신호(S3)와 제5 스위칭 신호(S5)를 제공한다. 이때, 스위칭 제어부(150)는 제2 스위칭 소자(132)와 제6 스위칭 소자(136) 각각에 동일한 파형을 이루는 제2 스위칭 신호(S2)와 제6 스위칭 신호(S6)를 제공한다.Referring to FIG. 3, the switching controller 150 may include a first switching that maintains a high level in each of the first switching element 131 and the fourth switching element 134 so that a forward driving voltage is applied to the piezoelectric element 115. The signal S1 and the fourth switching signal S4 are provided. In addition, the switching controller 150 provides a third switching signal S3 and a fifth switching signal S5 having the same waveform to each of the third switching element 133 and the fifth switching element 135. In this case, the switching controller 150 provides the second switching signal S2 and the sixth switching signal S6 having the same waveform to each of the second switching element 132 and the sixth switching element 136.

보다 상세하게 스위칭 제어부(150)는 제1 구간(T1) 동안 제3 스위칭 소자(133)와 제5 스위칭 소자(135) 각각에 하이 레벨의 제3 스위칭 신호(S3)와 제5 스위칭 신호(S5)를 제공하고, 제2 스위칭 소자(132)와 제6 스위칭 소자(136) 각각에 로우 레벨 상태의 제2 스위칭 신호(S2)와 제6 스위칭 신호(S6)를 제공한다. 이를 통해 스위칭 제어부(150)는 압전 소자(115)에 -VCC의 구동 전압이 인가되도록 스위칭 회로부(130)의 스위칭 동작을 제어한다.In more detail, the switching controller 150 may include a high level third switching signal S3 and a fifth switching signal S5 in each of the third switching element 133 and the fifth switching element 135 during the first period T1. And a second switching signal S2 and a sixth switching signal S6 in a low level state to each of the second switching element 132 and the sixth switching element 136. Through this, the switching controller 150 controls the switching operation of the switching circuit unit 130 to apply the driving voltage of -VCC to the piezoelectric element 115.

또한, 스위칭 제어부(150)는 제2 구간(T2) 동안 제2 스위칭 소자(132), 제3 스위칭 소자(133), 제5 스위칭 소자(135) 및 제6 스위칭 소자(136) 각각에 로우 레벨의 제2 스위칭 신호(S2), 제3 스위칭 신호(S3), 제5 스위칭 신호(S5) 및 제6 스위칭 신호(S6)를 제공한다. 이를 통해 스위칭 제어부(150)는 압전 소자(115)에 구동 전압이 -VCC부터 0까지 가변되어 인가되도록 스위칭 회로부(130)의 스위칭 동작을 제어한다.In addition, the switching controller 150 may have a low level in each of the second switching element 132, the third switching element 133, the fifth switching element 135, and the sixth switching element 136 during the second period T2. The second switching signal S2, the third switching signal S3, the fifth switching signal S5 and the sixth switching signal S6 are provided. As a result, the switching controller 150 controls the switching operation of the switching circuit unit 130 so that the driving voltage is varied from -VCC to 0 and applied to the piezoelectric element 115.

또한, 스위칭 제어부(150)는 제3 구간(T3) 동안 제2 스위칭 소자(132)와 제6 스위칭 소자(136) 각각에 하이 레벨의 제2 스위칭 신호(S2)와 제6 스위칭 신호(S6)를 제공하고, 제3 스위칭 소자(133)와 제5 스위칭 소자(135)에 로우 레벨의 제3 스위칭 신호(S3)와 제6 스위칭 신호(S6)를 제공한다. 이를 통해 스위칭 제어부(150)는 압전 소자(115)에 구동 전압이 0부터 VCC까지 가변되어 인가되도록 스위칭 회로부(130)의 스위칭 동작을 제어한다.In addition, the switching controller 150 may have a high level of the second switching signal S2 and the sixth switching signal S6 in each of the second switching element 132 and the sixth switching element 136 during the third period T3. The third switching signal S3 and the sixth switching signal S6 are provided to the third switching element 133 and the fifth switching element 135. Through this, the switching controller 150 controls the switching operation of the switching circuit unit 130 to be applied to the piezoelectric element 115 by varying the driving voltage from 0 to VCC.

도 4를 더 참조하면, 스위칭 제어부(150)는 압전 소자(115)에 역방향 구동 전압이 인가되도록 제2 스위칭 소자(132) 및 제3 스위칭 소자(133) 각각에 하이 레벨을 유지하는 제2 스위칭 신호(S2)와 제3 스위칭 신호(S3)를 제공한다. 그리고, 스위칭 제어부(150)는 제1 스위칭 소자(131)와 제5 스위칭 소자(135) 각각에 동일한 파형을 이루는 제1 스위칭 신호(S1)와 제5 스위칭 신호(S5)를 제공한다. 이때, 스위칭 제어부(150)는 제4 스위칭 소자(134)와 제6 스위칭 소자(136) 각각에 동일한 파형을 이루는 제4 스위칭 신호(S4)와 제6 스위칭 신호(S6)를 제공한다.Referring to FIG. 4, the switching controller 150 maintains a high level of the second switching element 132 and the third switching element 133 so that the reverse driving voltage is applied to the piezoelectric element 115. The signal S2 and the third switching signal S3 are provided. In addition, the switching controller 150 provides the first switching signal S1 and the fifth switching signal S5 having the same waveform to each of the first switching element 131 and the fifth switching element 135. In this case, the switching controller 150 provides the fourth switching signal S4 and the sixth switching signal S6 having the same waveform to each of the fourth switching element 134 and the sixth switching element 136.

보다 상세하게 스위칭 제어부(150)는 제1 구간(T1) 동안 제4 스위칭 소자(134)와 제6 스위칭 소자(136) 각각에 하이 레벨의 제4 스위칭 신호(S4)와 제6 스위칭 신호(S6)를 제공하고, 제1 스위칭 소자(131)와 제5 스위칭 소자(135) 각각에 로우 레벨 상태의 제1 스위칭 신호(S1)와 제5 스위칭 신호(S5)를 제공한다. 이를 통해 스위칭 제어부(150)는 압전 소자(115)에 VCC의 구동 전압이 인가되도록 스위칭 회로부(130)의 스위칭 동작을 제어한다.In more detail, the switching controller 150 may include a high level fourth switching signal S4 and a sixth switching signal S6 in each of the fourth switching element 134 and the sixth switching element 136 during the first period T1. ) And provide the first switching signal S1 and the fifth switching signal S5 in a low level state to each of the first switching element 131 and the fifth switching element 135. Through this, the switching controller 150 controls the switching operation of the switching circuit unit 130 to apply the driving voltage of the VCC to the piezoelectric element 115.

또한, 스위칭 제어부(150)는 제2 구간(T2) 동안 제1 스위칭 소자(131), 제4 스위칭 소자(134), 제5 스위칭 소자(135) 및 제6 스위칭 소자(136) 각각에 로우 레벨의 제1 스위칭 신호(S1), 제4 스위칭 신호(S4), 제5 스위칭 신호(S5) 및 제6 스위칭 신호(S6)를 제공한다. 이를 통해 스위칭 제어부(150)는 압전 소자(115)에 구동 전압이 VCC부터 0까지 가변되어 인가되도록 스위칭 회로부(130)의 스위칭 동작을 제어한다.In addition, the switching controller 150 has a low level in each of the first switching element 131, the fourth switching element 134, the fifth switching element 135, and the sixth switching element 136 during the second period T2. The first switching signal S1, the fourth switching signal S4, the fifth switching signal S5, and the sixth switching signal S6 are provided. As a result, the switching controller 150 controls the switching operation of the switching circuit unit 130 so that the driving voltage is varied from VCC to 0 and applied to the piezoelectric element 115.

또한, 스위칭 제어부(150)는 제3 구간(T3) 동안 제1 스위칭 소자(131)와 제5 스위칭 소자(135) 각각에 하이 레벨의 제1 스위칭 신호(S1)와 제5 스위칭 신호(S5)를 제공하고, 제4 스위칭 소자(134)와 제6 스위칭 소자(136)에 로우 레벨의 제4 스위칭 신호(S4)와 제6 스위칭 신호(S6)를 제공한다. 이를 통해 스위칭 제어부(150)는 압전 소자(115)에 구동 전압이 0부터 -VCC까지 가변되어 인가되도록 스위칭 회로부(130)의 스위칭 동작을 제어한다.In addition, the switching controller 150 may have a high level of the first switching signal S1 and the fifth switching signal S5 in each of the first switching element 131 and the fifth switching element 135 during the third period T3. And provide the fourth switching signal S4 and the sixth switching signal S6 having a low level to the fourth switching element 134 and the sixth switching element 136. In this way, the switching controller 150 controls the switching operation of the switching circuit unit 130 to be applied to the piezoelectric element 115 by varying the driving voltage from 0 to -VCC.

상술한 바와 같이 스위칭 제어부(150)가 1주기를 이루는 제1 구간(T1) 내지 제3 구간(T3) 동안 제1 스위칭 소자(131) 내지 제6 스위칭 소자(136) 각각에 제1 스위칭 신호(S1) 내지 제6 스위칭 신호(S6)를 제공하여 압전 소자(115)에 -VCC로부터 VCC까지 변동되는 정방향 구동 전압을 인가한다.As described above, the first switching signal is applied to each of the first switching element 131 to the sixth switching element 136 during the first period T1 to the third period T3 in which the switching controller 150 forms one cycle. S1) to sixth switching signals S6 are applied to the piezoelectric element 115 to apply a forward driving voltage that varies from -VCC to VCC.

또한, 스위칭 제어부(150)는 1주기를 이루는 제1 구간(T1) 내지 제3 구간(T3) 동안 제1 스위칭 소자(131) 내지 제6 스위칭 소자(136) 각각에 제1 스위칭 신호(S1) 내지 제6 스위칭 신호(S6)를 제공하여 압전 소자(115)에 VCC로부터 -VCC까지 변동되는 역방향 구동 전압을 인가한다.
In addition, the switching controller 150 may apply the first switching signal S1 to each of the first switching element 131 to the sixth switching element 136 during the first period T1 to the third period T3 forming one cycle. To sixth switching signal S6 is applied to the piezoelectric element 115 to apply a reverse driving voltage that varies from VCC to -VCC.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 액츄에이터 구동 장치의 스위칭 회로부와 스위칭 제어부를 나타내는 도면이다. 스위칭 회로부의 제3 스위칭 소자와 제4 스위칭 소자는 동일한 구조로 이루어질 수 있기 때문에 도 5에서는 제3 스위칭 소자에 대해서만 도시하였다. 또한, 도 5에서는 도 1 및 도 2에 도시된 액츄에이터, 전원 공급부 및 스위칭 회로부의 나머지 스위칭 소자들은 생략하였다. 이에 따라, 액츄에이터, 전원 공급부 및 스위칭 회로부의 나머지 스위칭 소자들에 대한 상세한 설명을 생략한다.5 is a diagram illustrating a switching circuit unit and a switching controller of an actuator driving apparatus according to another exemplary embodiment of the present disclosure. In FIG. 5, only the third switching device is illustrated since the third and fourth switching devices of the switching circuit unit may have the same structure. In addition, in FIG. 5, the remaining switching elements of the actuator, the power supply unit, and the switching circuit unit shown in FIGS. 1 and 2 are omitted. Accordingly, detailed descriptions of the remaining switching elements of the actuator, the power supply unit and the switching circuit unit are omitted.

도 5를 참조하면, 스위칭 회로부(130)의 제3 스위칭 소자(133)는 복수의 서브 스위칭 소자(M1,M2,…,Mn-1,Mn)로 이루어진다.Referring to FIG. 5, the third switching element 133 of the switching circuit unit 130 includes a plurality of sub switching elements M1, M2,..., Mn-1, Mn.

구체적으로 제3 스위칭 소자(133)는 제1 서브 스위칭 소자(M1) 내지 제n 서브 스위칭 소자(Mn)를 포함한다. 여기서 제1 서브 스위칭 소자(M1) 내지 제n 서브 스위칭 소자(Mn) 각각은 서로 병렬로 연결된다. 또한, 제1 서브 스위칭 소자(M1) 내지 제n 서브 스위칭 소자(Mn) 각각은 서로 다른 저항값을 갖는다. 이를 위해 제1 서브 스위칭 소자(M1) 내지 제n 서브 스위칭 소자(Mn) 각각은 서로 다른 채널 폭을 갖는다.In detail, the third switching element 133 includes first sub-switching elements M1 to n-th sub-switching elements Mn. Here, each of the first sub-switching elements M1 to n-th sub-switching elements Mn is connected in parallel with each other. In addition, each of the first sub-switching elements M1 to n-th sub-switching elements Mn has different resistance values. To this end, each of the first sub-switching elements M1 to n-th sub-switching elements Mn has a different channel width.

상세하게 제1 서브 스위칭 소자(M1)는 복수의 서브 스위칭 소자(M1,M2,…,Mn-1,Mn) 중 가장 작은 저항값을 갖는다. 또한, 제1 서브 스위칭 소자(M1)는 복수의 서브 스위칭 소자(M1,M2,…,Mn-1,Mn) 중 가장 사이즈로 형성된다. 여기서 서브 스위칭 소자의 사이즈는 채널 폭에 의해 설정된다. 반면에, 제n 서브 스위칭 소자(Mn)는 복수의 서브 스위칭 소자(M1,M2,…,Mn-1,Mn) 중 가장 큰 저항값을 갖는다. 또한, 제n 서브 스위칭 소자(Mn)는 복수의 서브 스위칭 소자(M1,M2,…,Mn-1,Mn) 중 가장 작은 사이즈로 형성된다. 즉, 복수의 서브 스위칭 소자(M1,M2,…,Mn-1,Mn) 각각은 사이즈에 반비례하는 저항값을 갖는다. 예를 들면, 제3 스위칭 소자(133)는 0.35㎛로 형성되고, 채널 폭이 약 20㎛ ~ 약 120㎛의 범위 내에서 변경될 수 있다. 제4 스위칭 소자(134)도 제3 스위칭 소자(133)와 동일하게 형성될 수 있다.In detail, the first sub-switching element M1 has the smallest resistance value among the plurality of sub-switching elements M1, M2, ..., Mn-1, Mn. In addition, the first sub-switching element M1 is formed at the largest size among the plurality of sub-switching elements M1, M2, ..., Mn-1, Mn. Here, the size of the sub switching element is set by the channel width. On the other hand, the nth sub-switching element Mn has the largest resistance value among the plurality of sub-switching elements M1, M2, ..., Mn-1, Mn. The nth sub-switching element Mn is formed to have the smallest size among the plurality of sub-switching elements M1, M2, ..., Mn-1, Mn. That is, each of the plurality of sub-switching elements M1, M2, ..., Mn-1, Mn has a resistance value inversely proportional to the size. For example, the third switching element 133 may be formed to be 0.35 μm, and the channel width may be changed within a range of about 20 μm to about 120 μm. The fourth switching element 134 may also be formed in the same manner as the third switching element 133.

한편, 스위칭 회로부(130)의 제1 스위칭 소자(131), 제2 스위칭 소자(132), 제5 스위칭 소자(135) 및 제6 스위칭 소자(136)는 동일한 사이즈(채널 폭)로 형성된다. 예를 들면, 제1 스위칭 소자(131), 제2 스위칭 소자(132), 제5 스위칭 소자(135) 및 제6 스위칭 소자(136)는 채널 길이가 0.35㎛로 형성되고, 채널 폭이 약 1000㎛로 형성된다.Meanwhile, the first switching element 131, the second switching element 132, the fifth switching element 135, and the sixth switching element 136 of the switching circuit unit 130 are formed to have the same size (channel width). For example, the first switching element 131, the second switching element 132, the fifth switching element 135, and the sixth switching element 136 have a channel length of 0.35 μm and a channel width of about 1000. It is formed in 탆.

스위칭 제어부(150)는 압전 소자(115)의 정방향 구동 전압 인가시 제3 스위칭 소자(133)의 제1 서브 스위칭 소자(M1) 내지 제n 서브 스위칭 소자(Mn) 각각에 제1 서브 스위칭 신호(S31) 내지 제n 서브 스위칭 신호(S3n)를 제공한다. 여기서 제1 서브 스위칭 신호(S31) 내지 제n 서브 스위칭 신호(S3n)는 제3 스위칭 신호(S3)에 포함되며 제1 스위칭 신호(S1) 내지 제6 스위칭 신호(S6)와 구분된다. 스위칭 제어부(150)는 제1 스위칭 신호(S1), 제2 스위칭 신호(S2), 제4 스위칭 신호(S4), 제5 스위칭 신호(S5) 및 제6 스위칭 신호(S6)도 정상적으로 출력한다.The switching controller 150 may apply a first sub-switching signal to each of the first sub-switching elements M1 to n-th subswitching elements Mn of the third switching element 133 when the forward driving voltage of the piezoelectric element 115 is applied. S31) to n-th sub-switching signal S3n. Here, the first sub switching signal S31 to the n th sub switching signal S3n are included in the third switching signal S3 and are distinguished from the first switching signal S1 to the sixth switching signal S6. The switching controller 150 also normally outputs the first switching signal S1, the second switching signal S2, the fourth switching signal S4, the fifth switching signal S5, and the sixth switching signal S6.

또한, 스위칭 제어부(150)는 압전 소자(115)의 역방향 구동 전압 인가시 제4 스위칭 소자(134)의 서브 스위칭 소자에 서브 스위칭 신호를 제공한다. 이때, 스위칭 제어부(150)는 제1 스위칭 신호(S1), 제2 스위칭 신호(S2), 제3 스위칭 신호(S3), 제5 스위칭 신호(S5) 및 제6 스위칭 신호(S6)도 정상적으로 출력한다.In addition, the switching controller 150 provides a sub-switching signal to the sub-switching element of the fourth switching element 134 when the reverse driving voltage of the piezoelectric element 115 is applied. In this case, the switching controller 150 also normally outputs the first switching signal S1, the second switching signal S2, the third switching signal S3, the fifth switching signal S5, and the sixth switching signal S6. do.

이러한 스위칭 제어부(150)는 카운터(151) 및 멀티플렉서(155)를 포함한다.The switching controller 150 includes a counter 151 and a multiplexer 155.

카운터(151)는 제1 서브 스위칭 소자(M1) 내지 제n 서브 스위칭 소자(Mn)에 상응하는 범위 내에서 업 카운팅 또는 다운 카운팅을 수행한다. 예를 들면, 카운터(151)는 n이 32일 경우 0 내지 31로 이루어진 5비트 디지털 값의 범위 내에서 순차적으로 업 카운팅을 수행할 수 있다. 이러한 카운터(151)는 카운팅 값에 대한 신호를 멀티플렉서(155)로 제공한다.The counter 151 performs up counting or down counting within a range corresponding to the first sub switching element M1 to the n th sub switching element Mn. For example, when n is 32, the counter 151 may sequentially perform up counting within a range of 5-bit digital values of 0 to 31. This counter 151 provides the multiplexer 155 with a signal for the counting value.

멀티플렉서(155)는 제1 서브 스위칭 신호(S31) 내지 제n 서브 스위칭 신호(S3n) 중 카운터(151)로부터 제공받은 카운팅 값에 상응하는 서브 스위칭 신호를 제3 스위칭 소자(133)에 제공한다.The multiplexer 155 provides the third switching device 133 with a sub switching signal corresponding to the counting value provided from the counter 151 among the first sub switching signals S31 to n th sub switching signals S3n.

이러한 스위칭 제어부(150)는 채널의 폭이 서로 다른 복수의 서브 스위칭 소자(M1,M2,…,Mn-1,Mn)에 스위칭 신호를 순차적 또는 선택적으로 제공함으로써 제3 스위칭 소자(133)의 저항값을 가변할 수 있다. 이를 통해 스위칭 제어부(150)는 제3 스위칭 소자(133)의 저항값을 가변함으로써 압전 소자(115)에 인가되는 구동 전압의 진폭을 제어할 수 있다.The switching controller 150 provides a resistance of the third switching element 133 by sequentially or selectively providing a switching signal to the plurality of sub switching elements M1, M2, ..., Mn-1, Mn having different channel widths. The value can be variable. As a result, the switching controller 150 may control the amplitude of the driving voltage applied to the piezoelectric element 115 by varying the resistance value of the third switching element 133.

압전 소자(115)에 인가되는 구동 전압의 진폭 제어에 대해서는 도 6 및 및 7을 더 참조하여 설명한다.The amplitude control of the driving voltage applied to the piezoelectric element 115 will be described with reference to FIGS. 6 and 7 further.

도 6 및 도 7은 도 5에 도시된 스위칭 회로부 및 스위칭 제어부에 의해 액츄에이터에 인가되는 전압 신호를 나타내는 도면이다.6 and 7 are diagrams illustrating voltage signals applied to an actuator by the switching circuit unit and the switching controller shown in FIG. 5.

도 6 및 도 7을 더 참조하면, 제3 스위칭 소자(133) 및 제4 스위칭 소자(134) 각각에서 서브 스위칭 소자의 사이즈에 따라 압전 소자(115)에 인가되는 구동 전압은 진폭과 기울기가 변동된다. 여기서 도 6은 압전 소자(115)에 인가되는 정방향 구동 전압의 변동을 나타내고, 도 7은 압전 소자(115)에 인가되는 역방향 구동 전압의 변동을 나타낸다. 이러한 구동 전압 신호를 통해 압전 소자(115)에 인가되는 구동 전압은 이상적인 파형에 가까운 아날로그 전압을 나타낼 수 있다. 특히, 이상적인 파형에 가까운 아날로그 파형은 압전 소자(115)를 비롯한 액츄에이터를 사용하는 카메라의 제종 공정에서 발생하는 렌즈의 이동 특성 차이를 보상하기 위해 필요하다. 이에 따라, 스위칭 회로부(130) 및 스위칭 제어부(150)는 전압 인가시 변형 특성이 강한 압전 소자와, 변형 특성이 약한 압전 소자의 물체 이송 특성 차이를 보상하기 위해 구동 전압의 기울기가 완만하도록 제어하여 액츄에이터(110)에 제공한다.6 and 7, in each of the third and fourth switching elements 133 and 134, the driving voltage applied to the piezoelectric element 115 varies in amplitude and inclination depending on the size of the sub-switching element. do. 6 illustrates a change in the forward driving voltage applied to the piezoelectric element 115, and FIG. 7 illustrates a change in the reverse driving voltage applied to the piezoelectric element 115. The driving voltage applied to the piezoelectric element 115 through the driving voltage signal may represent an analog voltage close to an ideal waveform. In particular, analog waveforms that are close to ideal waveforms are necessary to compensate for the difference in the movement characteristics of the lens generated in the process of removing the camera using the actuator including the piezoelectric element 115. Accordingly, the switching circuit 130 and the switching controller 150 may control the slope of the driving voltage to be gentle to compensate for the difference in the object transfer characteristics of the piezoelectric element having a strong deformation characteristic and the piezoelectric element having a weak deformation characteristic. It is provided to the actuator 110.

예를 들면, 스위칭 회로부(130)는 제3 스위칭 소자(133)의 채널 폭을 20㎛ ~ 120㎛의 범위에서 10㎛씩 변경하여 압전 소자(115)에 인가되는 정방향 구동 전압을 스위칭한다. 채널 폭이 20㎛일 때 압전 소자(115)에는 제1 전압 신호선(210)으로 나타나는 구동 전압이 인가된다. 또한, 채널 폭이 30㎛, 40㎛, 50㎛ 및 60㎛ 각각일 때 압전 소자(115)에는 제2 전압 신호선(220), 제3 전압 신호선(230), 제4 전압 신호선(240) 및 제5 전압 신호선(250)으로 나타난 구동 전압이 인가된다.For example, the switching circuit unit 130 changes the channel width of the third switching element 133 by 10 μm in a range of 20 μm to 120 μm to switch the forward driving voltage applied to the piezoelectric element 115. When the channel width is 20 μm, the driving voltage represented by the first voltage signal line 210 is applied to the piezoelectric element 115. In addition, when the channel width is 30 μm, 40 μm, 50 μm, and 60 μm, respectively, the piezoelectric element 115 includes a second voltage signal line 220, a third voltage signal line 230, a fourth voltage signal line 240, and a second voltage signal line 240. The driving voltage indicated by the 5 voltage signal line 250 is applied.

또한, 스위칭 회로부(130)는 제4 스위칭 소자(134)의 채널 폭을 20㎛ ~ 120㎛의 범위에서 10㎛씩 변경하여 압전 소자(115)에 인가되는 역방향 구동 전압을 스위칭한다. 채널 폭이 20㎛일 때 압전 소자(115)에는 제6 전압 신호선(310)으로 나타나는 구동 전압이 인가된다. 또한, 채널 폭이 30㎛, 40㎛, 50㎛ 및 60㎛ 각각일 때 압전 소자(115)에는 제7 전압 신호선(320), 제8 전압 신호선(330), 제9 전압 신호선(340) 및 제10 전압 신호선(350)으로 나타난 구동 전압이 인가된다.In addition, the switching circuit unit 130 changes the channel width of the fourth switching element 134 by 10 μm in a range of 20 μm to 120 μm to switch the reverse driving voltage applied to the piezoelectric element 115. When the channel width is 20 μm, the driving voltage represented by the sixth voltage signal line 310 is applied to the piezoelectric element 115. In addition, when the channel width is 30 μm, 40 μm, 50 μm, and 60 μm, respectively, the piezoelectric element 115 includes a seventh voltage signal line 320, an eighth voltage signal line 330, a ninth voltage signal line 340, and a fifth voltage signal line 340. The driving voltage indicated by the 10 voltage signal line 350 is applied.

상술된 구동 전압의 제어를 통해 스위칭 회로부(130) 및 스위칭 제어부(150)는 압전 소자(115)의 특성 편차 및 카메라 모듈에서 발생하는 조립 편차를 보상할 뿐만 아니라 보다 정밀한 물체의 이송 위치 제어를 가능하게 만든다.
Through the control of the driving voltage described above, the switching circuit unit 130 and the switching control unit 150 not only compensate for the characteristic deviation of the piezoelectric element 115 and the assembly deviation occurring in the camera module, but also enable the precise position control of the object. Make it.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas falling within the scope of the same shall be construed as falling within the scope of the present invention.

100: 액츄에이터 구동 장치
110: 액츄에이터
115: 압전 소자
120: 전원 공급부
130: 스위칭 회로부
150: 스위칭 제어부100: actuator driving device
110: actuator
115: piezoelectric element
120: power supply
130: switching circuit
150: switching control unit

Claims

An actuator for transferring an object having a piezoelectric element deformed when a voltage is applied;
A power supply for supplying power to the actuator;
A switching circuit unit having a plurality of switching elements to switch power supplied to the actuator; And
A switching control unit for controlling the switching operation of the switching circuit unit, and selectively varying the channel width of the switching element selected from the plurality of switching elements so that the power applied to the actuator is variable,
The switching circuit unit
And a plurality of sub-switching elements formed with a channel width according to a predetermined resistance.

The method according to claim 1,
The switching circuit unit
A first switching element and a second switching element connected in parallel to the power supply unit and the actuator;
A third switching element and a fourth switching element connected in parallel to each of the first switching element and the second switching element to vary an amplitude of a power applied to the actuator, and including the plurality of sub switching elements; And
And a fifth switching element and a sixth switching element connected to each of the first switching element and the second switching element to switch power applied to the actuator to a ground terminal.

The method of claim 2,
The switching control unit
And selectively providing a switching signal to a plurality of sub-switching elements of each of the third switching element and the fourth switching element to adjust the resistance of the third switching element and the resistance of the fourth switching element. Device.

The method according to claim 1,
The switching control unit
A counter configured to output a signal for a counting value by performing up counting or down counting within a preset range; And
And a multiplexer for receiving a signal for a counting value from the counter and selectively outputting a switching signal to the plurality of sub-switching elements corresponding to the received signal.