KR101184522B1 - Auto focusing controlller using piezo actuator - Google Patents

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KR101184522B1 KR1020110005068A KR20110005068A KR101184522B1 KR 101184522 B1 KR101184522 B1 KR 101184522B1 KR 1020110005068 A KR1020110005068 A KR 1020110005068A KR 20110005068 A KR20110005068 A KR 20110005068A KR 101184522 B1 KR101184522 B1 KR 101184522B1
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안종수
김진국
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삼성전기주식회사
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    • G—PHYSICS
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    • 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
    • G03B13/00—Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
    • G03B13/32—Means for focusing
    • G03B13/34—Power focusing
    • G03B13/36—Autofocus systems

Abstract

본 발명은 피에조 액츄에이터를 이용한 자동 초점 조절 장치에 관한 것으로, 이미지 센서로부터 이미지를 전송받아 초점값을 산출하여 초점값 제어 신호를 출력하는 이미지 프로세서 ; 상기 이미지 프로세서에서 입력되는 초점값 제어 신호에 따라 최종 목표점으로 렌즈를 이동시키기 위한 가상 목표점들을 산출하여 산출된 가상 목표점들을 포함한 액츄에이터 제어 신호를 생성하여 출력하는 드라이버; 및 상기 드라이버로부터 입력되는 액츄에이터 제어 신호에 따라 렌즈를 피사체로부터 멀어지거나 가까워지도록 반복적으로 이동하면서 가상 목표점들을 경유하도록 이동시켜 최종 목표점으로 이동시키는 피에조 액츄에이터를 포함하는 피에조 액츄에이터를 이용한 자동 초점 조절 장치가 제공된다.The present invention relates to an autofocus adjusting apparatus using a piezo actuator, comprising: an image processor receiving an image from an image sensor and calculating a focus value to output a focus value control signal; A driver for generating and outputting an actuator control signal including virtual target points calculated by calculating virtual target points for moving a lens to a final target point according to a focus value control signal input from the image processor; And a piezo actuator for repeatedly moving the lens to move away from or close to a subject according to an actuator control signal input from the driver, and to move the lens through the virtual target points to move to the final target point. do.

Description

피에조 액츄에이터를 이용한 자동 초점 조절 장치{Auto focusing controlller using piezo actuator}Auto focusing controlller using piezo actuator

본 발명은 피에조 액츄에이터를 이용한 자동 초점 조절 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an autofocus adjusting device using a piezo actuator.

예를 들면, 비디오 카메라와 같은 비교적 대형 장치에서의 자동 초점 조절 장치는 거의 표준으로 정비되기에 이르렀다. 최근, 이 자동 초점 조절 장치를 카메라가 장착된 휴대 전화나 PDA와 같은 비교적 소형 장치에 사용하고 있다. For example, auto-focusing devices in relatively large devices such as video cameras have become almost standard. Recently, this auto focusing device has been used in relatively small devices such as mobile phones and PDAs equipped with cameras.

이와 같은 자동 초점 조절 장치에 있어서 자동 초점 조절을 하기 위하여, 카메라 렌즈를 움직이는 액츄에이터로서 현재 이용 가능한 디바이스로는, 예를 들면 스텝핑 모터나 피에조 액츄에이터가 일반적으로 사용되고 있다.In order to perform auto focus in such an auto focusing apparatus, as a device currently available as an actuator for moving a camera lens, for example, a stepping motor or a piezo actuator is generally used.

스텝핑 모터를 자동 초점 조절 장치에 사용하는 이점은 정확한 펄스 제어이다. 바꾸어 말하면, 스텝핑 모터에 의한 렌즈의 이동거리(펄스마다의 이동거리)는 매우 정확하다는 것이다.The advantage of using a stepping motor in an autofocus is precise pulse control. In other words, the moving distance (moving distance per pulse) of the lens by the stepping motor is very accurate.

그러나, 스텝핑 모터는 렌즈를 움직이기 위하여 리드 추진기나 기어와 같은 구동장치, 전기 회로, 센서 등을 필요로 하므로, 비교적 큰 디바이스로 되어 있다(일반적으로는 직경 6 내지 8 mm, 길이 6 내지 1O mm). 또한, 그 기계적 구동 때문에 소비 전력도 매우 크다(일반적으로는, 150 mA 이상이다).However, stepping motors are relatively large devices (generally 6 to 8 mm in diameter and 6 to 10 mm in length) because they require a drive such as a lead propeller or gear, an electric circuit, a sensor, etc. to move the lens. ). In addition, the power consumption is also very large (generally 150 mA or more) because of its mechanical drive.

한편, 피에조 액츄에이터(피에조 소자를 이용한 액츄에이터)는 스텝핑 모터에 비하여 작고, 얇고, 충격에 강하고, 소비 전력도 작다는 이점이 있다.On the other hand, piezo actuators (actuators using piezo elements) have advantages in that they are smaller, thinner, more resistant to impact, and smaller in power consumption than stepping motors.

그렇지만, 피에조 액츄에이터 또한 카메라 장착 휴대 전화 등의 소형 장치에사용하기 어렵다는 문제점이 있다. 그 이유는 피에조 액츄에이터의 불확실한 펄스 제어에 있다. 바꾸어 말하면, 피에조 액츄에이터에 의한 렌즈의 이동거리가 환경의 변화나 기계적인 변화(예를 들면, 부하의 변화)에 의하여 용이하게 변화되기 때문에 그 위치 측정에 있어서 정밀도가 떨어지고, 그 위치 설정에 있어서 정밀도가 떨어지는 문제가 있기 때문이다.
However, piezo actuators also have a problem in that they are difficult to use in small devices such as camera phones. The reason lies in the uncertain pulse control of the piezo actuator. In other words, since the moving distance of the lens by the piezo actuator is easily changed by environmental change or mechanical change (for example, load change), the precision is poor in the position measurement and the precision in the positioning is reduced. Because there is a problem falling.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 렌즈 위치의 제어에 있어서 피에조 액츄에이터를 사용하는 경우에 렌즈의 위치 측정에 있어 시간 지연을 제공하여 렌즈 위치의 측정 정밀도를 향상시키고, 가상 목표점을 이용하여 렌즈 위치를 조절하여 렌즈 위치 설정의 정밀도를 향상시킬 수 있도록 한 피에조 액츄에이터를 이용한 자동 초점 조절 장치를 제공하는 데 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and provides a time delay in measuring the position of the lens in the case of using a piezo actuator to control the lens position, thereby improving the measurement accuracy of the lens position, and a virtual target point. It is to provide an auto focusing device using a piezo actuator to adjust the lens position to improve the lens positioning accuracy.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이미지 센서로부터 이미지를 전송받아 초점값을 산출하여 초점값 제어 신호를 출력하는 이미지 프로세서 ; 상기 이미지 프로세서에서 입력되는 초점값 제어 신호에 따라 최종 목표점으로 렌즈를 이동시키기 위한 가상 목표점들을 산출하여 산출된 가상 목표점들을 포함한 액츄에이터 제어 신호를 생성하여 출력하는 드라이버; 및 상기 드라이버로부터 입력되는 액츄에이터 제어 신호에 따라 렌즈를 피사체로부터 멀어지거나 가까워지도록 반복적으로 이동하면서 가상 목표점들을 경유하도록 이동시켜 최종 목표점으로 이동시키는 피에조 액츄에이터를 포함한다.The present invention for achieving the above object, the image processor for receiving the image from the image sensor to calculate the focus value and outputs a focus value control signal; A driver for generating and outputting an actuator control signal including virtual target points calculated by calculating virtual target points for moving a lens to a final target point according to a focus value control signal input from the image processor; And a piezo actuator for moving the lens to the final target point while repeatedly moving the lens to move away from or close to the subject according to the actuator control signal input from the driver.

또한, 본 발명은 상기 렌즈의 위치를 특정하여 출력하는 위치 센서부를 더 포함한다.In addition, the present invention further includes a position sensor unit for specifying and outputting the position of the lens.

또한, 본 발명의 상기 드라이버는 액츄에이터 제어 신호의 출력이 완료된 후에 렌즈가 안정화되기 위하여 필요한 지연 시간을 산출하여 출력하는 타이밍 제어부를 포함하며, 상기 위치 센서부는 상기 타이밍 제어부에서 출력되는 지연 시간이 경과한 후에 상기 렌즈의 위치를 측정하여 출력하는 것을 특징으로 한다.In addition, the driver of the present invention includes a timing controller for calculating and outputting a delay time required for the lens to stabilize after the output of the actuator control signal is completed, the position sensor unit has elapsed the delay time output from the timing controller After that, the position of the lens is measured and output.

또한, 본 발명의 상기 이미지 프로세서는, 상기 이미지 센서로부터 출력되는 전기적인 신호를 디지털 신호로 변환하고, 디지털 신호를 프로세싱하여 영상 신호를 출력하며, 상기 이미지 센서를 제어하는 제어부; 및 상기 제어부를 통해 제공되는 영상 신호를 입력받아 AFC용 추적 알고리즘을 이용하여 초점 값을 계산하여 초점값 제어 신호를 출력하는 AF 알고리즘부를 포함한다.The image processor may further include a controller configured to convert an electrical signal output from the image sensor into a digital signal, process the digital signal to output an image signal, and control the image sensor; And an AF algorithm that receives an image signal provided through the control unit, calculates a focus value using an AFC tracking algorithm, and outputs a focus value control signal.

또한, 본 발명의 상기 드라이버는, 상기 이미지 프로세서에서 생성된 초점 값 제어 신호를 입력받아 변환한 후, 변환된 제어 신호를 출력하는 주 제어부; 및 상기 주제어부에서 입력되는 변환된 초점값 제어 신호에 따라 최종 목표점으로 렌즈를 이동시키기 위한 가상 목표점들을 산출하여 산출된 가상 목표점들을 포함한 액츄에이터 제어 신호를 생성하여 출력하는 제어 신호 생성부를 포함한다.
The driver may further include: a main controller configured to receive and convert a focus value control signal generated by the image processor and then output the converted control signal; And a control signal generator for generating and outputting an actuator control signal including the virtual target points calculated by calculating virtual target points for moving the lens to the final target point according to the converted focus value control signal input from the main controller.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
Prior to that, terms and words used in the present specification and claims should not be construed in a conventional and dictionary sense, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best explain its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 피에조 액츄에이터를 사용한 렌즈 제어에 있어서 렌즈 위치를 시간 지연을 이용하여 정밀하게 측정할 수 있도록 한다.According to the present invention as described above, it is possible to precisely measure the lens position using the time delay in the lens control using the piezo actuator.

또한, 상기와 같은 본 발명에 따르면, 렌즈 위치의 제어에 피에조 액츄에이터를 사용하는 경우의 가상 목표점들을 이용하여 렌즈 위치의 설정을 정확하게 할 수 있도록 한다.In addition, according to the present invention as described above, it is possible to accurately set the lens position using the virtual target points in the case of using the piezo actuator to control the lens position.

또한, 상기와 같은 본 발명에 따르면, 피에조 액츄에이터를 이용한 렌즈 제어에 있어서 렌즈 위치의 측정 정밀도와 렌즈 위치의 설정 정밀도를 향상시킬 수 있어 피에조 액츄에이터를 휴대폰 등의 소형 장치에 장착된 카메라의 초점 조절에 사용할 있도록 한다.
In addition, according to the present invention as described above, in the lens control using the piezo actuator, the measurement accuracy of the lens position and the setting accuracy of the lens position can be improved, so that the piezo actuator can be used to adjust the focus of a camera mounted on a small device such as a mobile phone. To be used.

도 1 은 본 발명에 따른 피에조 엑츄에이터를 이용한 자동 초점 조절 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1의 드라이버에 의해 피에조 액츄에이터가 구동되면서 렌즈를 이동시키기 위한 렌즈 이동 위치를 설정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도1 의 이미지 프로세서의 구성도이다.
도 4 는 도 1의 드라이버의 구성도이다.1 is a configuration diagram of an auto focusing apparatus using a piezo actuator according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram for describing a process of setting a lens shift position for moving a lens while the piezo actuator is driven by the driver of FIG. 1.
3 is a configuration diagram of the image processor of FIG. 1.
4 is a configuration diagram of the driver of FIG. 1.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시 예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.The objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments in conjunction with the accompanying drawings. It should be noted that, in the present specification, the reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements are assigned the same number as much as possible even if they are displayed on different drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 본 발명에 따른 피에조 엑츄에이터를 이용한 자동 초점 조절 장치의 구성도이다.1 is a configuration diagram of an auto focusing apparatus using a piezo actuator according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 피에조 액츄에이터를 이용한 자동 초점 조절 장치는, 렌즈(100a)와 피에조 액츄에이터(110b)를 포함하는 렌즈 모듈(100)과, 위치 센서부(101), 이미지 센서(102), 이미지 프로세서(103) 및 드라이버(104)를 구비하고 있다.Referring to FIG. 1, an autofocus adjusting apparatus using a piezo actuator according to the present invention includes a lens module 100 including a lens 100a and a piezo actuator 110b, a position sensor unit 101, and an image sensor ( 102, an image processor 103 and a driver 104.

여기에서, 렌즈(100a)는 집광을 위한 것으로, 피에조 액츄에이터(100b)에 의해 구동되며, 피사체를 향하여 가까워지거나 멀어지면서 초점을 조절한다.Here, the lens 100a is for condensing and is driven by the piezo actuator 100b, and adjusts the focus as it moves closer or further toward the subject.

그리고, 피에조 액츄에이터(100b)는 렌즈(100a)를 구동하여 AF 동작을 통해 피사체에 따라 초점을 맞춘다. The piezo actuator 100b drives the lens 100a to focus according to the subject through the AF operation.

상기 위치 센서부(101)는 렌즈의 현재 위치를 검출하여 이미지 프로세서(103)로 전송한다.The position sensor unit 101 detects the current position of the lens and transmits it to the image processor 103.

이때, 위치 센서부(101)는 렌즈의 현재 위치를 검출하는데 있어서 렌즈가 해당 위치로 이동하여 안정화되는 시간인 지연 시간이 지난 후에 렌즈(100a)의 현재 위치를 측정하여 전송한다. 이러한 지연 시간은 드라이버(104)에서 산출되어 위치 센서부(101)로 제공된다.At this time, the position sensor unit 101 measures and transmits the current position of the lens 100a after a delay time, which is a time at which the lens is moved and stabilized to detect the current position of the lens. This delay time is calculated by the driver 104 and provided to the position sensor unit 101.

이처럼, 위치 센서부(101)가 렌즈(100a)의 현재 위치를 검출할 때에 지연 시간이 지난 후에 렌즈(100a)의 현재 위치를 측정하게 되면 렌즈가 안정화된 이후에 렌즈(100a)의 현재 위치를 측정할 수 있어 렌즈(100a)의 위치를 측정하는 데 있어 정확(정밀)하게 측정할 수 있다.As such, when the position sensor unit 101 measures the current position of the lens 100a after a delay time when the current position of the lens 100a is detected, the current position of the lens 100a is measured after the lens is stabilized. It can measure, and it can measure accurately (precisely) in measuring the position of the lens 100a.

다음으로, 이미지 센서(102)는 CMOS 기술에 따라 구현되며, 렌즈 모듈(100)을 통해 피사체로부터 얻어진 광학 영상을 전기적인 신호로 변환한 다음, 영상 출력을 위한 포맷을 갖춘 이미지 정보로 변환하여 출력한다. Next, the image sensor 102 is implemented according to CMOS technology, and converts an optical image obtained from a subject into an electrical signal through the lens module 100, and then converts the optical image into an image information having a format for image output. do.

그리고, 이미지 프로세서(103)는 이미지 센서(102)로부터 출력되는 신호를 매 프레임 단위로 처리하고, 렌즈 모듈(100)을 구동하기 위한 초점값을 계산하여 초점값 제어 신호를 생성하여 출력한다.The image processor 103 processes the signal output from the image sensor 102 every frame, calculates a focus value for driving the lens module 100, and generates and outputs a focus value control signal.

드라이버(104)는 이미지 프로세서(103)로부터 제공되는 초점값 제어 신호를 입력받아 렌즈 모듈(100)의 피에조 액츄에이터(100b)를 구동하여 렌즈(100a)의 초점을 조절한다.The driver 104 receives the focus value control signal provided from the image processor 103 and drives the piezo actuator 100b of the lens module 100 to adjust the focus of the lens 100a.

이때, 상기 드라이버(104)는 렌즈(100a)의 위치를 이동시키는데 있어서 종래 스탬핑 모터를 사용하여 렌즈(100a)의 위치를 이동시키던 알고리즘을 사용하게 되는데, 이때 본 발명에 따른 피에조 액츄에이터(100b)가 종래 스탭핑 모터와 상이한 특성이 있어 이를 고려하여야 한다.In this case, the driver 104 uses an algorithm for moving the position of the lens 100a by using a conventional stamping motor to move the position of the lens 100a. In this case, the piezo actuator 100b according to the present invention is used. There are different characteristics from the conventional stepping motor and this should be considered.

특히, 스탭핑 모터는 구동력이 우수하여 원하는 위치에 정확하게 렌즈(100a)를 이동시키는데 반하여 본 발명에 따른 피에조 액츄에이터(100b)는 구동력이 약하여 원하는 위치에 정확하게 안착하는 경우가 드물다. In particular, the stepping motor has excellent driving force to move the lens 100a precisely to a desired position, whereas the piezo actuator 100b according to the present invention has a weak driving force and thus rarely accurately sits at a desired position.

따라서, 상기 드라이버(104)는 렌즈(100a)를 최종 목표점으로 위치를 이동시키는데 있어서 피사체로부터 멀어지거나 가까워지도록 반복적으로 위치를 이동시키면서 최종 목표점으로 렌즈(100a)의 위치를 이동시키게 된다.Accordingly, the driver 104 moves the position of the lens 100a to the final target point while repeatedly moving the position to move away from or close to the subject in moving the lens 100a to the final target point.

또한, 드라이버(104)는 본 발명에 따른 피에조 액츄에이터(100b)가 종래 스탭핑 모터에 비하여 제동력이 떨어지기 때문에 렌즈 모듈(100)의 무게(부하)에 의해 원하는 위치로 이동할 때 더 멀리 멀어지게 되는 문제점이 있는 바, 이를 해결하기 위하여 여유 거리를 두고 가상 목표점을 이용하여 위치를 이동시킨다.In addition, the driver 104 is farther away when the piezo actuator 100b according to the present invention moves to a desired position by the weight (load) of the lens module 100 because the braking force is lower than that of the conventional stepping motor. In order to solve this problem, the position is moved by using a virtual target point with a clearance distance.

일예로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 드라이버(104)는 렌즈(100a)를 최종 목표점으로 이동시키기 위하여 피사체로부터 멀어지는 방향(A방향)과 피사체를 향하여 가까워지는 방향(B방향)으로 렌즈(100a)를 이동시키면서 위치를 설정하게 된다.For example, as shown in FIG. 2, the driver 104 moves the lens 100 in a direction away from the subject (A direction) and in a direction closer to the subject (B direction) to move the lens 100a to the final target point. The position is set while moving 100a).

이때, 상기 드라이버(104)는 렌즈(100a)의 위치를 제1 목표점으로 이동시키기를 원하는 경우에 가상 제1 차 목표점을 목표 위치로 설정하여 이동시킨다.In this case, when the driver 104 wants to move the position of the lens 100a to the first target point, the driver 104 sets the virtual first target point to the target position and moves the same.

그러면, 본 발명의 피에조 액츄에이터(100a)의 제동력의 한계로 인하여 렌즈 모듈(100)이 상기 드라이버(104)에 의해 이동되는 위치가 제1차 목표점에 도달하거나 그보다 멀거나 가까울 수 있다.Then, due to the limitation of the braking force of the piezo actuator 100a of the present invention, the position where the lens module 100 is moved by the driver 104 may reach, or be closer to, the first target point.

이후에, 드라이버(104)는 렌즈(100a)를 피사체로부터 멀어지는 방향으로 이동시키며 이때, 제2 차 목표점에 대하여 위에서 제1 차 목표점과 관련하여 설명한 바와 같이 동일하게 가상 제2차 목표점을 목표 위치로 설정하여 이동시킨다.Subsequently, the driver 104 moves the lens 100a in a direction away from the subject, at which time the virtual secondary target point is moved to the target position in the same manner as described above with respect to the first target point. Set to move.

그러면, 렌즈 모듈(100)은 1차 목표점으로 이동시킬 때와 유사하게 본 발명의 피에조 액츄에이터(100b)의 제동력의 한계로 인하여 상기 드라이버(104)에 의해 이동되는 위치가 제2차 목표점에 도달하거나 그보다 멀거나 가까울 수 있다.Then, the lens module 100 is moved by the driver 104 due to the limitation of the braking force of the piezo actuator 100b of the present invention similarly to the movement to the primary target point or the second target point It may be farther or closer.

이후에, 상기 드라이버(104)는 렌즈(100a)를 피사체 방향으로 가까워지도록 이동시키거나 피사체 방향으로부터 멀어지도록 이동시키는 과정을 반복적으로 수행하여 최종 목표점으로 렌즈를 이동시킨다.Subsequently, the driver 104 repeatedly moves the lens 100a closer to the subject direction or away from the subject direction to move the lens to the final target point.

이처럼 드라이버(104)가 렌즈(100a)를 이동시킬 때에 여유 거리를 두어 가상 목표점을 중간 목표 지점으로 설정하게 되면 피에조 액츄에이터(100b)가 갖는 제동력의 한계를 극복할 수 있으며, 렌즈(100a)의 무게나 마찰력 등에서 상이한 이동거리를 갖는 제품들에 대하여 효과적인 초점 조절이 가능하게 된다.As such, when the driver 104 sets a virtual target point as an intermediate target point by allowing an extra distance when the lens 100a moves, the limit of braking force of the piezo actuator 100b may be overcome, and the weight of the lens 100a may be reduced. Effective focusing can be achieved for products with different travel distances in terms of friction and friction.

도 3은 도1 의 이미지 프로세서의 구성도이다. 3 is a configuration diagram of the image processor of FIG. 1.

도 3에 도시된 바와 같이,도 1 의 이미지 프로세서는 제어부(201) 및 AF 알고리즘부(202)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the image processor of FIG. 1 includes a controller 201 and an AF algorithm unit 202.

상기 제어부(201)는 이미지 센서(102)로부터 출력되는 전기적인 신호를 디지털 신호로 변환하고, 디지털 신호를 프로세싱하여 영상 신호를 출력하며, 이미지 센서(102)를 제어한다.The controller 201 converts an electrical signal output from the image sensor 102 into a digital signal, processes the digital signal to output an image signal, and controls the image sensor 102.

그리고, 상기 AF 알고리즘부(202)는 제어부(201)를 통해 제공되는 영상 신호를 입력받아 AFC용 추적 알고리즘을 이용하여 초점 값을 계산하여 초점값 제어 신호를 생성하여 출력한다.The AF algorithm unit 202 receives an image signal provided through the control unit 201, calculates a focus value using an AFC tracking algorithm, and generates and outputs a focus value control signal.

도 4 는 도 1의 드라이버의 구성도이다.4 is a configuration diagram of the driver of FIG. 1.

도 4 를 참조하면, 드라이버는 주 제어부(301), 제어 신호 생성부(302) 및 타이밍 제어부(303)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the driver includes a main controller 301, a control signal generator 302, and a timing controller 303.

상기 주 제어부(301)는 AF 알고리즘부(202)에서 생성된 초점 값 제어 신호를 제어 신호 생성부(302)의 입력 신호에 맞도록 변환한 후, 변환된 제어 신호를 제어 신호 생성부(302)에 제공함으로써, AF 알고리즘부(202)와 제어 신호 생성부(302)가 연동하여 동작할 수 있도록 한다.The main controller 301 converts the focus value control signal generated by the AF algorithm unit 202 to match the input signal of the control signal generator 302, and then converts the converted control signal into the control signal generator 302. The AF algorithm unit 202 and the control signal generator 302 can operate in conjunction with each other.

그리고, 상기 주 제어부(301)는 AF 알고리즘부(202)에서 출력되는 제어 신호를 타이밍 제어부(303)의 입력 신호에 맞도록 변환하여 타이밍 제어부(303)에 제공함으로써, AF 알고리즘부(202)와 타이밍 제어부(303)가 연동할 수 있도록 한다.In addition, the main controller 301 converts the control signal output from the AF algorithm unit 202 to match the input signal of the timing controller 303, and provides the converted control signal to the timing controller 303 to thereby provide the AF algorithm unit 202. The timing controller 303 may be linked.

또한, 주 제어부(301)는 타이밍 제어부(303)와 제어 신호 생성부(302)의 동작 상태를 확인하여 AF 알고리즘부(202)에 액츄에이터 제어 신호의 생성이 완료되었는지를 알려줌으로써, AF 알고리즘부(202)가 안정된 이미지를 가지고 AFC 기능을 할 수 있도록 한다.In addition, the main controller 301 checks the operation states of the timing controller 303 and the control signal generator 302 to inform the AF algorithm unit 202 whether the generation of the actuator control signal is completed. 202 allows a stable image to function as an AFC.

아울러, 주 제어부(301)는 피에조 액츄에이터에서 발생되는 액츄에이터 동작 상태와 관련된 정보가 입력되는 경우에 이를 이용하여 피에조 액츄에이터의 초기화 동작이나 제한된 동작 범위를 벗어나지 않도록 하는 기능과, 외부에서 입력되는 액츄에이터의 상태 정보를 이용하여 액츄에이터의 상태가 안정화되었는지를 확인하는 신호를 발생시키며 AF 알고리즘부(202)가 안정된 이미지 정보를 사용할 수 있도록 하는 기능을 수행한다.In addition, the main control unit 301 is a function that does not deviate from the initialization operation or the limited operating range of the piezo actuator using the information when the information related to the actuator operation state generated in the piezo actuator is input, and the state of the actuator input from the outside The information is used to generate a signal for confirming whether the actuator is stabilized and to perform the function of allowing the AF algorithm unit 202 to use the stable image information.

여기서, 액츄에이터의 초기화 동작은 액츄에이터의 제작시 정해져 있는 초기화 상태로 액츄에이터를 제어하는 과정을 나타내며, 동작 범위가 제한된다는 것은 액츄에이터의 사용전압, 위치, 주파수, 출력 신호의 듀티비, 제어 위상 신호가 제한된다는 것을 나타낸다.Here, the initialization operation of the actuator represents a process of controlling the actuator to the initialization state determined at the time of manufacture of the actuator, and the limited operating range means that the operating voltage, position, frequency, duty ratio of the output signal, and control phase signal are limited. It is shown.

한편, 제어 신호 생성부(302)는 주 제어부(301)에서 변환된 초점값 제어 신호를 입력받아 액츄에이터 제어 신호를 생성하여 출력한다.Meanwhile, the control signal generator 302 receives the focus value control signal converted by the main controller 301 and generates and outputs an actuator control signal.

이때, 상기 제어 신호 생성부(302)는 렌즈(100a)를 최종 목표점으로 이동시키기 위하여 피사체로부터 멀어지는 방향과 피사체를 향하여 가까워지는 방향으로 렌즈(100a)를 반복적으로 이동시키면서 위치를 설정하는 액츄에이터 제어 신호를 생성하여 출력한다. 즉, 상기 제어 신호 생성부(302)는 이미지 프로세서(103)에서 입력되는 초점값 제어 신호에 따라 최종 목표점으로 렌즈를 이동시키기 위한 가상 목표점들을 산출하여 산출된 가상 목표점들을 포함한 액츄에이터 제어 신호를 생성하여 출력한다.In this case, the control signal generator 302 sets an actuator control signal while repeatedly moving the lens 100a in a direction away from the subject and in a direction toward the subject to move the lens 100a to the final target point. Create and print That is, the control signal generator 302 generates an actuator control signal including the virtual target points calculated by calculating virtual target points for moving the lens to the final target point according to the focus value control signal input from the image processor 103. Output

이를 구체적으로 살펴보면, 상기 제어 신호 생성부(302)는 렌즈(100a)의 위치를 제1 목표점으로 이동시키기를 원하는 경우에 가상 제1 차 목표점을 목표 위치로 설정하여 이동시키며, 제1 목표점과 반대 방향이 제2 차 목표점으로 위치를 이동시키기를 원하는 경우에는 가상 제2차 목표점을 목표 위치로 설정하여 이동시키고, 이러한 과정을 반복하여 최종 목표점으로 렌즈(100a)를 이동시킬 수 있는 액츄에이터 제어 신호를 생성하여 출력한다.In detail, the control signal generator 302 sets and moves the virtual first target point to the target position when the position of the lens 100a is moved to the first target point, and is opposite to the first target point. If the direction is desired to move the position to the second target point, the virtual second target point is set to the target position and moved, and the above process is repeated to generate an actuator control signal that can move the lens 100a to the final target point. Create and print

다음으로, 타이밍 제어부(303)는 AF 알고리즘부(202)의 명령에 따라 액츄에이터 제어 신호의 출력이 완료된 후에 렌즈(100a)가 AF 알고리즘부(202)의 알고리즘에서 지시된 상태에서 안정화되기 위하여 필요한 추가적인 시간을 맞추기 위한 적절한 지연시간을 계산하여 주 제어부(301)와 위치 센서부(101)로 출력한다.Next, the timing controller 303 is further required for the lens 100a to stabilize in the state indicated by the algorithm of the AF algorithm unit 202 after the output of the actuator control signal is completed according to the command of the AF algorithm unit 202. An appropriate delay time for adjusting the time is calculated and output to the main control unit 301 and the position sensor unit 101.

이에 따라, 주 제어부(301)는 AF 알고리즘부(202)에 액츄에이터 안정화 상태에 관련된 제어 신호를 보낼 수 있게 되며, AF 알고리즘부(202)는 액츄에이터가 안정화된 상태를 파악할 수 있어 안정된 이미지를 가지고 AFC 기능을 수행할 수 있다.Accordingly, the main controller 301 can send a control signal related to the actuator stabilization state to the AF algorithm unit 202, and the AF algorithm unit 202 can grasp the state in which the actuator is stabilized and thus have a stable image. Function can be performed.

그리고, 위치 센서부(101)는 또한 렌즈(100a)가 AF 알고리즘부(202)의 알고리즘에서 지시된 상태에서 안정화되기 위하여 필요한 추가적인 시간, 즉 지연 시간을 상기 타이밍 제어부(303)에서 입력받아 지연시간이 지난 후에 렌즈(100a)의 위치를 측정할 수 있게 되어 렌즈(100a)의 위치를 정밀하게 측정할 수 있다.
The position sensor unit 101 also receives an additional time necessary for the lens 100a to stabilize in the state indicated by the algorithm of the AF algorithm unit 202, that is, a delay time from the timing controller 303. After this, the position of the lens 100a can be measured, so that the position of the lens 100a can be accurately measured.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.Although the above has been illustrated and described with respect to the preferred embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the above-described specific embodiments, it is common in the technical field to which the invention belongs without departing from the spirit of the invention claimed in the claims. Various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention.

100 : 렌즈 모듈 100a : 렌즈
100b: 피에조 액츄에이터 101 : 위치 센서부
102 : 이미지 센서 103 : 이미지 프로세서
104 : 드라이버 201 : 제어부
202 : AF 알고리즘부 301 : 주 제어부
302 : 제어 신호 생성부 303 : 타이밍 제어부100: lens module 100a: lens
100b: piezo actuator 101: position sensor unit
102: image sensor 103: image processor
104: driver 201: control unit
202: AF algorithm unit 301: main control unit
302: control signal generator 303: timing controller

Claims (5)

이미지 센서로부터 이미지를 전송받아 초점값을 산출하여 초점값 제어 신호를 출력하는 이미지 프로세서 ;
상기 이미지 프로세서에서 입력되는 초점값 제어 신호에 따라 최종 목표점으로 렌즈를 이동시키기 위한 가상 목표점들을 산출하여 산출된 가상 목표점들을 포함한 액츄에이터 제어 신호를 생성하여 출력하는 드라이버; 및
상기 드라이버로부터 입력되는 액츄에이터 제어 신호에 따라 렌즈를 피사체로부터 멀어지거나 가까워지도록 반복적으로 이동하면서 가상 목표점들을 경유하도록 이동시켜 최종 목표점으로 이동시키는 피에조 액츄에이터를 포함하는 피에조 액츄에이터를 이용한 자동 초점 조절 장치.
An image processor receiving an image from an image sensor and calculating a focus value and outputting a focus value control signal;
A driver for generating and outputting an actuator control signal including virtual target points calculated by calculating virtual target points for moving a lens to a final target point according to a focus value control signal input from the image processor; And
And a piezo actuator for repeatedly moving the lens to move away from or close to a subject according to an actuator control signal input from the driver, and to move the lens via the virtual target points to the final target point.
청구항 1에 있어서,
상기 렌즈의 위치를 특정하여 출력하는 위치 센서부를 더 포함하는 피에조 액츄에이터를 이용한 자동 초점 조절 장치.
The method according to claim 1,
Auto focusing apparatus using a piezo actuator further comprises a position sensor for specifying and outputting the position of the lens.
청구항 2에 있어서,
상기 드라이버는 액츄에이터 제어 신호의 출력이 완료된 후에 렌즈가 안정화되기 위하여 필요한 지연 시간을 산출하여 출력하는 타이밍 제어부를 포함하며,
상기 위치 센서부는 상기 타이밍 제어부에서 출력되는 지연 시간이 경과한 후에 상기 렌즈의 위치를 측정하여 이미지 프로세서로 출력하는 것을 특징으로 하는 피에조 액츄에이터를 이용한 자동 초점 조절 장치.
The method according to claim 2,
The driver includes a timing controller for calculating and outputting a delay time required for the lens to stabilize after the output of the actuator control signal is completed,
And the position sensor unit measures the position of the lens after the delay time output from the timing controller elapses and outputs the position to the image processor.
청구항 1항에 있어서,
상기 이미지 프로세서는,
상기 이미지 센서로부터 출력되는 전기적인 신호를 디지털 신호로 변환하고, 디지털 신호를 프로세싱하여 영상 신호를 출력하며, 상기 이미지 센서를 제어하는 제어부; 및
상기 제어부를 통해 제공되는 영상 신호를 입력받아 AFC용 추적 알고리즘을 이용하여 초점 값을 계산하여 초점값 제어 신호를 출력하는 AF 알고리즘부를 포함하는 피에조 액츄에이터를 이용한 자동 초점 조절 장치.
The method according to claim 1,
The image processor,
A control unit for converting an electrical signal output from the image sensor into a digital signal, processing the digital signal to output an image signal, and controlling the image sensor; And
And an AF algorithm unit for receiving an image signal provided through the controller and calculating a focus value using an AFC tracking algorithm to output a focus value control signal.
청구항 1에 있어서,
상기 드라이버는,
상기 이미지 프로세서에서 생성된 초점 값 제어 신호를 변환한 후, 변환된 제어 신호를 출력하는 주 제어부; 및
상기 주 제어부에서 입력되는 제어 신호에 따라 최종 목표점으로 렌즈를 이동시키기 위한 가상 목표점들을 산출하여 산출된 가상 목표점들을 포함한 액츄에이터 제어 신호를 생성하여 출력하는 제어 신호 생성부를 포함하는 피에조 액츄에이터를 이용한 자동 초점 조절 장치.The method according to claim 1,
The driver,
A main controller for converting a focus value control signal generated by the image processor and then outputting the converted control signal; And
Auto focus adjustment using a piezo actuator including a control signal generator for generating and outputting an actuator control signal including the calculated virtual target points by calculating the virtual target points for moving the lens to the final target point according to the control signal input from the main controller Device.
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