KR101285807B1 - 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치 및 방법 - Google Patents

카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동 장치는 카메라 렌즈가 이동할 위치에 해당하는 디지털 코드를 입력받는 코드 설정부, 상기 코드 설정부로부터 디지털 코드를 입력받고, 상기 디지털 코드에 입력 쉐이핑을 수행하여, 쉐이핑 신호를 초기 입력으로 하는 디지털 코드로 변환하는 링잉 제어부, 상기 코드 설정부 및 상기 링잉 제어부로부터 디지털 코드를 각각 입력받고, 상기 코드 설정부 및 상기 링잉 제어부로부터 입력받은 디지털 코드 중 어느 하나를 선택하는 신호 선택부, 상기 신호 선택부로부터 선택된 디지털 코드를 입력받아 카메라 렌즈의 초기 위치에 해당하는 미리 설정된 센터코드와 연산하여 보이스 코일 액츄에이터의 구동 전류에 따른 디지털 코드를 추출하고, 상기 보이스 코일 액츄에이터의 구동 방향에 따른 H-브릿지 회로의 제어신호를 생성하는 코드 변환부, 상기 코드 변환부로부터 상기 보이스 코일 액츄에이터의 구동 전류에 따른 디지털 코드를 입력받아 상기 보이스 코일 액츄에이터의 아날로그 구동 전류신호로 변환하여 H-브릿지 제어부로 전달하는 DAC, 상기 코드 변환부로부터 보이스 코일 액츄에이터의 구동 방향에 따른 H-브릿지 회로의 제어신호를 입력받아 상기 H-브릿지 회로를 정방향 또는 역방향으로 구동시키는 상기 H-브릿지 제어부를 포함한다.
이를 통해 본 발명은 보이스 코일 액츄에이터의 특성에 따라 센터코드 즉 전류 값이 0이 되는 카메라의 렌즈 위치를 미리 설정하고, 카메라의 렌즈 위치를 상하 이동시켜 기동전류를 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 보이스 코일 액츄에이터의 특성에 따라 미리 설정된 센터코드를 바탕으로 보이스 코일 액츄에이터의 상측 이동 전류와 하측 이동 전류의 비를 미리 설정하여 보이스 코일 액츄에이터의 구동전류를 효율적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 보이스 코일 액츄에이터의 높은 공진응답 특성을 저감하여 링잉(Ringing) 현상을 감소시키면서 카메라의 렌즈 위치를 이동시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DRIVING VOICE COIL MOTOR ACTUATOR OF CAMERA}
본 발명은 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 보이스 코일 액츄에이터(Voice Coil Actuator)가 카메라의 렌즈 위치를 저전력으로 상하 이동시킬 수 있도록 하기 위한 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 카메라 자동 초점조절용 액츄에이터로서는 모터의 회전운동을 기어를 통해 렌즈의 직선운동으로 변환시키는 기계식 액츄에이터가 널리 사용되어 왔다. 그러나 이러한 기계식 액츄에이터는 모터와 기어의 작동에 수반되는 마찰, 기계적 변형, 백래시(backlash)등으로 인한 정적-동적 오차를 피할 수 없었기 때문에 현실적으로 미세한 제어가 불가능하여 정밀한 초점조절이 어려웠고, 또한 모터와 기어의 점유 공간 때문에 카메라 소형화에 적합하지도 않았다.
이와 같은 기계식 액츄에이터의 한계를 극복할 수 있는 액츄에이터로서 보이스 코일 액츄에이터가 개발되었다.
보이스 코일 액츄에이터는 영구자석에 의해 형성되는 정적인 자기장 내에서 코일의 유도자기력이 생기는 로렌츠 힘을 직선의 운동으로 이용하는 액츄에이터로서, 비교적 짧은 거리를 정밀하게 직선 운동시켜주는 시스템을 구축하는데 적합하다.
이러한 보이스 코일 액츄에이터는 하우징 내에 설치된 카메라의 렌즈 모듈을 상하 이동시켜 렌즈의 위치를 조절한다.
하지만 초기에는 카메라의 렌즈 위치가 제일 하측에 위치하고 있어 보이스 코일 액츄에이터가 카메라의 렌즈 위치를 상측으로 이동시키기 위해서는 기동 전력이 많이 필요한 문제점이 있었다.
또한 보이스 코일 액츄에이터의 특성과는 상관없이 카메라의 렌즈 위치에 따른 전류 값이 미리 설정되어 있어, 카메라의 렌즈 위치를 변경하는데 필요한 전류를 효율적으로 사용하지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 보이스 코일 액츄에이터의 특성에 따라 센터코드 즉 전류 값이 0이 되는 카메라의 렌즈 위치를 미리 설정하고, 카메라의 렌즈 위치를 상하 이동시켜 전류를 효율적으로 사용할 수 있는 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동 장치 및 방법을 제공함을 그 목적으로 한다.
또한 본 발명은 보이스 코일 액츄에이터의 높은 공진응답 특성을 저감하여 링잉(Ringing) 현상을 감소시키면서 카메라의 렌즈 위치를 이동시킬 수 있는 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동 장치 및 방법을 제공함을 그 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동 장치는 카메라 렌즈가 이동할 위치에 해당하는 디지털 코드를 입력받는 코드 설정부, 상기 코드 설정부로부터 디지털 코드를 입력받고, 상기 디지털 코드에 입력 쉐이핑을 수행하여, 쉐이핑 신호를 초기 입력으로 하는 디지털 코드로 변환하는 링잉 제어부, 상기 코드 설정부 및 상기 링잉 제어부로부터 디지털 코드를 각각 입력받고, 상기 코드 설정부 및 상기 링잉 제어부로부터 입력받은 디지털 코드 중 어느 하나를 선택하는 신호 선택부, 상기 신호 선택부로부터 선택된 디지털 코드를 입력받아 카메라 렌즈의 초기 위치에 해당하는 미리 설정된 센터코드와 연산하여 보이스 코일 액츄에이터의 구동 전류에 따른 디지털 코드를 추출하고, 상기 보이스 코일 액츄에이터의 구동 방향에 따른 H-브릿지 회로의 제어신호를 생성하는 코드 변환부, 상기 코드 변환부로부터 상기 보이스 코일 액츄에이터의 구동 전류에 따른 디지털 코드를 입력받아 상기 보이스 코일 액츄에이터의 아날로그 구동 전류신호로 변환하여 H-브릿지 제어부로 전달하는 DAC, 상기 코드 변환부로부터 보이스 코일 액츄에이터의 구동 방향에 따른 H-브릿지 회로의 제어신호를 입력받아 상기 H-브릿지 회로를 정방향 또는 역방향으로 구동시키는 상기 H-브릿지 제어부를 포함한다.
또한 H-브릿지형으로 접속된 4개의 스위치 소자로 이루어지며, 상기 H-브릿지 제어부의 제어에 의해 양전류를 입력전류로 사용하면서 정방향 구동하여 보이스 코일 액츄에이터를 정방향으로 구동시키고, 상기 H-브릿지 제어부의 제어에 의해 음전류를 입력전류로 사용하면서 역방향 구동하여 보이스 코일 액츄에이터를 역방향으로 구동시키는 H-브릿지 회로를 더 포함한다.
또한 상기 링잉 제어부는 상기 코드 설정부로부터 디지털 코드를 입력받아 아날로그 구동신호로 변환하여 출력하는 디지털-아날로그 변환기, 상기 보이스 코일 액츄에이터의 공진주파수를 수신하여 상기 수신된 공진주파수를 이용한 쉐이핑 신호를 생성하는 입력 쉐이퍼 및 상기 디지털-아날로그 변환기로부터 제공되는 상기 아날로그 구동신호와 상기 입력 쉐이퍼로부터 제공되는 상기 쉐이핑 신호를 곱하여 쉐이핑 신호를 초기 입력으로 하는 구동 제어신호를 발생시키고, 상기 발생시킨 구동 제어신호를 상기 쉐이핑 신호를 초기 입력으로 하는 디지털 코드로 변환하는 연산기를 포함한다.
또한 상기 코드 변환부는 상기 신호 선택부로부터 입력받은 디지털 코드가 상기 미리 설정된 센터코드보다 크면, 상기 디지털 코드에서 상기 센터코드를 뺄셈 연산하여 상기 보이스 코일 액츄에이터의 구동 전류에 따른 디지털 코드를 추출하고, 상기 H-브릿지 회로를 정방향으로 구동시키는 신호를 생성하며, 상기 신호 선택부로부터 입력받은 디지털 코드가 상기 미리 설정된 센터코드보다 작으면, 상기 센터코드에서 상기 디지털 코드를 뺄셈 연산하여 상기 보이스 코일 액츄에이터의 구동 전류에 따른 디지털 코드를 추출하고, 상기 H-브릿지 회로를 역방향으로 구동시키는 신호를 생성한다.
본 발명의 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동 방법은 코드 설정부가 카메라 렌즈가 이동할 위치에 해당하는 디지털 코드를 입력받는 (a)단계, 링잉 제어부가 상기 코드 설정부로부터 입력된 디지털 코드에 입력 쉐이핑을 수행하여 쉐이핑 신호를 초기 입력으로 하는 디지털 코드로 변환하는 (b)단계, 신호 선택부가 상기 코드 설정부로부터 입력받은 디지털 코드 또는 상기 링잉 제어부로부터 입력받은 디지털 코드 중 어느 하나를 선택하는 (c)단계, 코드 변환부가 상기 신호 선택부를 통해 선택된 디지털 코드와 미리 설정된 센터 코드와 뺄셈 연산을 수행하여 보이스 코일 액츄에이터의 구동 전류에 따른 디지털 코드를 추출하는 (d)단계, 상기 코드 변환부가 상기 신호 선택부를 통해 선택된 디지털 코드와 상기 미리 설정된 센터 코드의 크기를 비교하여 상기 보이스 코일 액츄에이터의 구동 방향에 따른 H-브릿지 회로의 제어신호를 생성하는 (e)단계, DAC가 상기 코드 변환부로부터 보이스 코일 액츄에이터의 구동 전류에 따른 디지털 코드를 전달받아 보이스 코일 액츄에이터의 아날로그 구동 전류신호로 변환하여 구동회로로 전달하는 (f)단계, H-브릿지 제어부가 상기 코드 변환부로부터 H-브릿지 회로 제어신호를 전달받아 H-브릿지 회로가 양전류를 입력전류로 사용하면서 정방향 구동하여 보이스 코일 액츄에이터를 정방향으로 구동시키거나, 상기 H-브릿지 회로가 음전류를 입력전류로 사용하면서 역방향 구동하여 상기 보이스 코일 액츄에이터를 역방향으로 구동시키도록 제어하는 (g)단계를 포함한다.
또한 상기 (b)단계는 상기 코드 설정부로부터 입력된 디지털 코드를 아날로그 구동신호로 변환하는 (b1)단계, 상기 보이스 코일 액츄에이터의 공진주파수를 이용한 입력 쉐이핑을 수행하여 상기 아날로그 구동신호의 초기 입력을 변형하기 위한 쉐이핑 신호를 생성하는 (b2)단계, 상기 아날로그 구동신호와 상기 쉐이핑 신호를 곱하여 상기 쉐이핑 신호를 초기 입력으로 하는 상기 아날로그 구동 신호를 발생시키는 (b3)단계, 상기 쉐이핑 신호를 초기 입력으로 하는 상기 아날로그 구동 신호를 상기 디지털 코드로 변환하는 (b4)단계를 포함한다.
또한 상기 (d)단계는 상기 신호 선택부로부터 입력받은 디지털 코드가 상기 미리 설정된 센터코드보다 크면, 상기 디지털 코드에서 상기 센터코드를 뺄셈 연산하여 상기 보이스 코일 액츄에이터의 구동 전류에 따른 디지털 코드를 추출하고, 상기 신호 선택부로부터 입력받은 디지털 코드가 상기 미리 설정된 센터코드보다 작으면, 상기 센터코드에서 상기 디지털 코드를 뺄셈 연산하여 상기 보이스 코일 액츄에이터의 구동 전류에 따른 디지털 코드를 추출한다.
또한 상기 (e)단계는 상기 신호 선택부로부터 입력받은 디지털 코드가 상기 미리 설정된 센터코드보다 크면, 상기 H-브릿지 회로를 정방향으로 구동시키기 위한 제어신호를 생성하고, 상기 신호 선택부로부터 입력받은 디지털 코드가 상기 미리 설정된 센터코드보다 작으면, 상기 H-브릿지 회로를 역방향으로 구동시키기 위한 제어신호를 생성한다.
본 발명은 보이스 코일 액츄에이터의 특성에 따라 센터코드 즉 전류 값이 0이 되는 카메라의 렌즈 위치를 미리 설정하고, 카메라의 렌즈 위치를 상하 이동시켜 기동전류를 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 보이스 코일 액츄에이터의 특성에 따라 미리 설정된 센터코드를 바탕으로 보이스 코일 액츄에이터의 상측 이동 전류와 하측 이동 전류의 비를 미리 설정하여 보이스 코일 액츄에이터의 구동전류를 효율적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 보이스 코일 액츄에이터의 높은 공진응답 특성을 저감하여 링잉(Ringing) 현상을 감소시키면서 카메라의 렌즈 위치를 이동시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 링잉 제어부의 세부 구성도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동 장치의 동작을 나타낸 흐름도,
도 4는 종래의 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동시 소비되는 전력을 나타낸 그래프,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동시 소비되는 전력을 나타낸 그래프.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 링잉 제어부의 세부 구성도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치는 코드 설정부(110), 링잉(Ringing)제어부(120), 신호 선택부(130), 코드 변환부(Bi-Directional Code Conversion)(140), DAC(150), H-브릿지 제어부(H-bridge Control)(160)를 포함한다.
코드 설정부(110)는 이동할 카메라의 렌즈 위치에 해당하는 디지털 코드를 입력받는다.
이때 이동할 카메라의 렌즈 위치는 사용자로부터 입력받는 것이 바람직하며, 사용자로부터 이동할 카메라의 렌즈 위치가 선택되면 선택된 위치에 해당하는 디지털 코드가 코드 설정부(110)로 입력된다.
링잉제어부(120)는 보이스 코일 액츄에이터의 잔여 진동을 0으로 만들기 위한 입력 쉐이핑 기법을 구현하는 것으로, 기본적인 입력 쉐이핑(input shaping)기법은 보이스 코일 액츄에이터에 초기 입력을 인가하고, 임의의 시간 지연 후 초기 입력에 대한 반대 위상(phaes)의 진동을 부여하는 것이다.
초기 입력에 의한 보이스 코일 액츄에이터의 진동에 임의의 시간 지연 후 초기 입력에 의한 진동과 반대 위상의 진동을 부여하면, 보이스 코일 액츄에이터의 이동 중 또는 정지 시 보이스 코일 액츄에이터의 흔들림이 감소하게 되는 것이다.
이에 따라 링잉제어부(120)는 쉐이핑 신호를 인가하면 전술한 진동 제거 원리를 이용해 발생하는 진동의 역상의 진동을 인가함으로써 진동을 없앨 수 있다. 따라서 링잉제어부(120)는 고유의 공진주파수에 의해 입력 쉐이핑을 발생하고, 이에 따라 DAC(150)을 운용하여 보이스 코일 액츄에이터의 흔들림을 감소시킨다.
이러한 링잉제어부(120)는 도 2에 도시된 바와 같이 디지털-아날로그 변환기(121), 입력 쉐이퍼(122) 및 연산기(113)를 포함하여 구성된다.
디지털-아날로그 변환기(Digital-Analog converter)(121)는 코드 설정부(110)로부터 디지털 코드를 전달받고, 전달받은 디지털 코드를 아날로그 구동신호로 변환하여 출력한다.
입력 쉐이퍼(Input shaper)(122)는 보이스 코일 액츄에이터의 공진주파수를 수신하여 수신된 공진주파수를 이용한 쉐이핑 신호를 생성하여 출력한다.
연산기(123)는 디지털-아날로그 변환기(121)를 통해 생성된 아날로그 구동신호와 입력 쉐이퍼(122)를 통해 생성된 쉐이핑 신호를 곱하여 보이스 코일 액츄에이터의 공진을 제거할 수 있도록 입력 쉐이핑 된 구동 제어신호를 생성한다.
즉, 연산기(123)는 디지털-아날로그 변환기(121)로부터 제공되는 아날로그 구동신호와 입력 쉐이퍼(122)가 제공하는 쉐이핑 신호를 곱하여 쉐이핑 신호를 초기 입력으로 하는 구동 제어신호를 발생시키고, 발생시킨 구동 제어신호를 디지털 코드로 변환하여 신호 선택부(130)로 전달하게 된다.
신호 선택부(130)는 코드 설정부(110)로부터 입력되는 디지털 코드 또는 링잉제어부(120)를 통해 입력되는 쉐이핑 기법이 적용된 디지털 코드 중 어느 하나의 디지털 코드만이 코드 변환부(140)로 출력되도록 하며, 멀티플렉서(multiplexer)로 구비될 수 있다.
코드 변환부(140)는 신호 선택부(130)로부터 코드 설정부(110)로부터 입력된 디지털 코드 또는 쉐이핑 기법이 적용된 디지털 코드 중 어느 하나를 전달받으면 미리 설정된 센터코드(center code)를 추출한다.
이때 미리 설정된 센터코드는 보이스 코일 액츄에이터에 구동 전류를 제공하지 않는 상태, 즉 카메라 렌즈의 초기 위치정보에 따른 디지털 코드를 나타낸다.
코드 변환부(140)는 신호 선택부(130)로부터 전달받은 디지털 코드와 미리 설정된 센터코드를 미리 설정된 연산방법에 따라 연산하여 카메라 렌즈의 이동 거리에 따른 디지털 코드 즉 보이스 코일 액츄에이터의 구동 전류를 추출하고, 추출한 디지털 코드를 DAC(150)으로 전달한다.
그리고 코드 변환부(140)는 카메라의 렌즈가 이동해야 하는 방향에 따른 H-브릿지 회로(170)의 제어신호를 생성하여 H-브릿지 제어부(160)로 전달한다.
DAC(150)은 코드 변환부(140)로부터 카메라 렌즈의 이동 거리에 따른 디지털 코드를 전달받으면, 디지털 코드를 아날로그 구동 전류신호로 변환하여 보이스 액츄 에이터 구동을 위한 H-브릿지 제어부(160)로 전달한다
H-브릿지 제어부(160)는 코드 변환부(140)로부터 H-브릿지 회로(170)의 제어신호를 전달받으면, 전달받은 제어신호에 따라 H-브릿지 회로(170)를 제어한다.
이때 H-브릿지 제어부(160)는 보이스 코일 액츄에이터를 정방향으로 구동시키기 위한 디지털 코드 '1'을 전달받으면 트랜지스터 AH, BL을 온으로 하고, 트랜지스터 BH, AL은 오프로 하도록, 각각의 게이트 신호를 생성하여 H-브릿지 회로(170)를 제어한다.
또한 H-브릿지 제어부(160)는 보이스 코일 액츄에이터를 역방향으로 구동시키기 위한 디지털 코드 '0'을 전달받으면 트랜지스터 BH, AL을 온으로 하고, 트랜지스터 AH, BL은 오프로 하도록, 각각의 게이트 신호를 생성하여 H-브릿지 회로(170)를 제어한다.
H- 브릿지 회로(170)는 보이스 코일 액츄에이터(VCA)에 대하여 H-브릿지형으로 접속된 4개의 스위치 소자(P채널 전계 효과 트랜지스터 AH, BH와 N채널 전계 효과 트랜지스터 AL, BL)로 이루어지며, 상측 스위치 소자인 트랜지스터 AH, BH의 소스는 모두 전원 전압 Vcc가 인가되는 전원 입력 단자에 접속되어 있다. 하측 스위치 소자인 트랜지스터 AL, BL의 소스는 모두 접지 단자에 접속되어 있다.
트랜지스터 AH, BL의 드레인은 서로 접속되어 있고, 그 접속 노드는 보이스 코일 액츄에이터의 일단이 접속되는 제1 출력단자에 접속되어 있다.
또한 트랜지스터 BH, AL의 드레인은 서로 접속되어 있고, 그 접속 노드는 보이스 코일 액츄에이터의 타단이 접속되는 제2 출력단자에 접속되어 있다.
이러한 H-브릿지 회로(170)는 H-브릿지 제어부(160)로부터 입력되는 신호에 따라 스위치 소자를 온/오프하여 보이스 코일 액츄에이터로 전류를 전달하는 것으로, 양(+)전류와 음(-)전류를 입력전류로 사용하면서 보이스 코일 액츄에이터를 정방향 또는 역방향으로 구동시킬 수 있다.
H-브릿지 회로(170)는 H-브릿지 제어부(160)의 제어에 의해 트랜지스터 AH, BL을 온으로 하고, 트랜지스터 BH, AL은 오프되어(정방향) 보이스 코일 액츄에이터가 정방향으로 구동되도록 하고, H-브릿지 제어부(160)의 제어에 의해 트랜지스터 AH, BL을 오프로 하고(역방향), 트랜지스터 BH, AL은 온으로 하여 보이스 코일 액츄에이터가 역방향으로 구동되도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동 장치의 동작을 나타낸 흐름도이고, 도 4는 종래의 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동시 소비되는 전류를 나타낸 그래프이며, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동시 소비되는 전류를 나타낸 그래프이다.
이하 상세한 설명에서는 카메라 렌즈의 초기 위치정보에 해당하는 센터코드가 256코드, 512코드, 768코드인 것으로 가정하여 설명하기로 한다.
<센터코드가 256코드인 경우>
사용자로부터 384코드에 해당하는 위치로 카메라의 렌즈가 이동되도록 요청받으면, 코드 설정부(110)는 S301단계에서 384코드를 입력받아 링잉 제어부(120) 및 신호 선택부(130)로 전달한다.
링잉 제어부(120)는 코드 설정부(110)로부터 384코드를 입력받으면, 입력받은 384코드를 아날로그 구동신호로 변환하고, 보이스 코일 액츄에이터의 공진주파수를 수신하여, 수신된 공진주파수를 이용한 쉐이핑 신호를 생성한다.
그리고 링잉 제어부(120) 384코드의 아날로그 구동신호와 쉐이핑 신호를 연산하여 쉐이핑 신호를 초기 입력으로 하는 구동 제어신호를 발생시키고, 구동 제어신호를 디지털 코드로 변환하여 신호 선택부(130)로 전달한다.
신호 선택부(130)는 코드 설정부(110) 및 링잉 제어부(120)로부터 디지털 코드를 전달받으면 전달받은 디지털 코드 중 어느 하나를 코드 변환부(140)로 전달한다.
본 발명의 상세한 설명에서는 설명의 편의를 위하여 신호 선택부(130)가 코드 설정부(110)로부터 전달받은 디지털 코드를 코드 변환부(140)로 전달한 것으로 가정하여 설명하기로 한다.
코드 변환부(140)는 신호 선택부(130)로부터 384코드를 전달받으면 S302단계에서 미리 설정된 센터코드인 256코드를 추출한다.
그리고 코드 변환부(140)는 S303단계에서 384코드와 미리 설정된 센터코드 즉 256코드를 미리 설정된 방법으로 연산하여 카메라 렌즈의 이동 거리에 따른 디지털 코드 즉 보이스 코일 액츄에이터의 구동 전류에 따른 디지털 코드를 추출한다.
그리고 코드 변환부(140)는 카메라 렌즈의 이동 방향에 따른 H-브릿지 회로(170)의 제어신호를 생성한다.
이때 미리 설정된 연산 방법에 따라 카메라 렌즈의 이동 거리에 따른 디지털 코드 및 H-브릿지 회로(170)의 제어신호를 생성하는 방법은 센터코드가 신호 선택부(130)로부터 입력받은 디지털 코드보다 작으면 센터코드에서 디지털 코드를 뺄셈 연산하여 카메라 렌즈의 이동 거리에 따른 디지털 코드 즉 보이스 코일 액츄에이터의 구동 전류에 따른 디지털 코드를 추출하고, H-브릿지 회로(170)를 정방향으로 구동하는 디지털 코드 '1'을 생성한다.
반면, 센터코드가 신호 선택부(130)로부터 입력받은 디지털 코드보다 크면 디지털 코드에서 센터코드를 뺄셈 연산하여 카메라 렌즈의 이동 거리에 따른 디지털 코드 즉 보이스 코일 액츄에이터의 구동 전류에 따른 디지털 코드를 추출하고, H-브릿지 회로(170)를 역방향으로 구동하는 디지털 코드 '0'을 생성한다.
코드 변환부(140)는 센터코드가 384코드보다 작으므로, S304단계에서 신호 선택부(130)로부터 입력된 디지털 코드인 384코드에서 센터코드인 256코드를 뺄셈 연산하여 128코드를 추출하고, 추출한 128코드를 DAC(150)으로 전달한다.
그리고 코드 변환부(140)는 보이스 코일 액츄에이터의 구동 방향에 따른 H-브릿지 회로(170)의 제어신호가 정방향인 것으로 판단하고, 정방향에 해당하는 디지털 코드 '1'을 H-브릿지 제어부(160)로 전달한다.
이후 보이스 코일 액츄에이터는 카메라의 렌즈 모듈로 128코드에 해당하는 전류를 인가하여 카메라의 렌즈가 상측 방향으로 128코드에 해당하는 거리만큼 이동하도록 제어한다.
때문에 종래에는 카메라의 렌즈가 최하단에서 사용자로부터 입력된 디지털 코드에 해당하는 384코드의 위치만큼 이동하기 위해서는 도 4에 도시된 바와 같이 기동전류를 포함한 384코드에 해당하는 전류가 필요했던 반면, 본 발명의 실시 예에서는 카메라의 렌즈가 초기에 256코드의 위치에 위치해 있기 때문에 128코드의 위치에 해당하는 거리만큼만 이동하면 된다.
때문에 128코드에 해당하는 전류만으로 카메라의 렌즈 위치를 384코드에 해당하는 위치로 이동시킬 수 있다.
<센터코드가 512코드인 경우>
사용자로부터 384코드에 해당하는 위치로 카메라의 렌즈가 이동되도록 요청받으면, 코드 설정부(110)는 S301단계에서 384코드를 입력받아 링잉 제어부(120) 및 신호 선택부(130)로 전달한다.
링잉 제어부(120)는 코드 설정부(110)로부터 384코드를 입력받으면, 입력받은 384코드를 아날로그 구동신호로 변환하고, 보이스 코일 액츄에이터의 공진주파수를 수신하여, 수신된 공진주파수를 이용한 쉐이핑 신호를 생성한다.
그리고 링잉 제어부(120)는 384코드의 아날로그 구동신호와 쉐이핑 신호를 연산하여 쉐이핑 신호를 초기 입력으로 하는 구동 제어신호를 발생키시고, 구동 제어신호를 디지털 코드로 변환하여 신호 선택부(130)로 전달한다.
신호 선택부(130)는 코드 설정부(110) 및 링잉 제어부(120)로부터 디지털 코드를 전달받으면, 전달받은 디지털 코드 중 어느 하나를 코드 변환부(140)로 전달한다.
본 발명의 상세한 설명에서는 설명의 편의를 위하여 신호 선택부(130)가 코드 설정부(110)로부터 전달받은 디지털 코드를 코드 변환부(140)로 전달한 것으로 가정하여 설명하기로 한다.
코드 변환부(140)는 신호 선택부(130)로부터 384코드를 전달받으면 S302단계에서 미리 설정된 센터코드인 512코드를 추출한다.
그리고 코드 변환부(140)는 S303단계에서 384코드와 미리 설정된 센터코드 즉 512코드를 미리 설정된 방법으로 연산하여 카메라 렌즈의 이동 거리에 따른 디지털 코드 즉 보이스 코일 액츄에이터의 구동 전류에 따른 디지털 코드를 추출한다.
그리고 코드 변환부(140)는 카메라 렌즈의 이동 방향에 따른 H-브릿지 회로(170)의 제어신호를 생성한다.
이때 코드 변환부(140)는 센터코드가 384코드보다 크기 때문에 S305단계에서 센터코드인 512코드에서 신호 선택부(130)로부터 전달받은 디지털 코드인 384코드를 뺄셈 연산하여 128코드를 추출하고, 추출한 128코드를 DAC(150)으로 전달한다.
그리고 코드 변환부(140)는 보이스 코일 액츄에이터의 구동 방향에 따른 H-브릿지 회로(170)의 제어신호가 역방향인 것으로 판단하고, 역방향에 해당하는 디지털 코드 '0'을 H-브릿지 제어부(160)로 전달한다.
이후 보이스 코일 액츄에이터는 카메라의 렌즈 모듈로 128코드에 해당하는 전류를 인가하여 카메라의 렌즈가 하측 방향으로 128코드에 해당하는 거리만큼 이동하도록 제어한다.
때문에 종래에는 카메라의 렌즈가 최하단에서 사용자로부터 입력된 디지털 코드에 해당하는 384코드의 위치만큼 이동하기 위해서는 도 4에 도시된 바와 같이 기동전류를 포함하여 약 46mA의 전류가 필요했던 반면, 본 발명의 실시 예에서는 카메라의 렌즈가 초기에 512코드의 위치에 위치해 있기 때문에 128코드의 위치에 해당하는 거리만큼 하측으로 이동하면 된다.
때문에 도 5에 도시된 바와 같이 -22mA의 전류만으로 카메라의 렌즈 위치를 384코드에 해당하는 위치로 이동시킬 수 있다.
한편 본 발명에서는 도 5에 도시된 바와 같이 카메라 렌즈를 상하 이동시키기 위한 전류의 범위를 -28mA 내지 44mA 인 것으로 가정하였으나, 보이스 코일 액츄에이터의 상태에 따라 전류 분배 비율은 조절되어 설정된다. 때문에 카메라 렌즈를 최하단으로 이동시킬 경우 미리 설정된 범위에 따라 구동전류를 보이스 코일 액츄에이터로 전달하여 전류 소모율을 줄일 수 있다.
<센터코드가 768코드인 경우>
사용자로부터 384코드에 해당하는 위치로 카메라의 렌즈가 이동되도록 요청받으면, 코드 설정부(110)는 S301단계에서 384코드를 입력받아 링잉 제어부(120) 및 신호 선택부(130)로 전달한다.
링잉 제어부(120)는 코드 설정부(110)로부터 384코드를 입력받으면, 입력받은 384코드를 아날로그 구동신호로 변환하고, 보이스 코일 액츄에이터의 공진주파수를 수신하여, 수신된 공진주파수를 이용한 쉐이핑 신호를 생성한다.
그리고 링잉 제어부(120)는 384코드의 아날로그 구동신호와 쉐이핑 신호를 연산하여 쉐이핑 신호를 초기 입력으로 하는 구동 제어신호를 발생키시고, 구동 제어신호를 디지털 코드로 변환하여 신호 선택부(130)로 전달한다.
신호 선택부(130)는 코드 설정부(110) 및 링잉 제어부(120)로부터 디지털 코드를 전달받으면, 전달받은 디지털 코드 중 어느 하나를 코드 변환부(140)로 전달한다.
본 발명의 상세한 설명에서는 설명의 편의를 위하여 신호 선택부(130)가 코드 설정부(110)로부터 전달받은 디지털 코드를 코드 변환부(140)로 전달한 것으로 가정하여 설명하기로 한다.
코드 변환부(140)는 신호 선택부(130)로부터 384코드를 전달받으면 S302단계에서 미리 설정된 센터코드인 768코드를 추출한다.
그리고 코드 변환부(140)는 S303단계에서 384코드와 미리 설정된 센터코드 즉 768코드를 미리 설정된 방법으로 연산하여 카메라 렌즈의 이동 거리에 따른 디지털 코드 즉 보이스 코일 액츄에이터의 구동 전류에 따른 디지털 코드를 추출한다.
그리고 코드 변환부(140)는 카메라 렌즈의 이동 방향에 따른 H-브릿지 회로(170)의 제어신호를 생성한다.
이때 코드 변환부(140)는 센터코드가 384코드보다 크기 때문에 S305단계에서 센터코드인 768코드에서 신호 선택부(130)로부터 전달받은 디지털 코드인 384코드를 뺄셈 연산하여 384코드를 추출하고, 추출한 384코드를 DAC(150)으로 전달한다.
그리고 코드 변환부(140)는 보이스 코일 액츄에이터의 구동 방향에 따른 H-브릿지 회로(170)의 제어신호가 역방향인 것으로 판단하고, 역방향에 해당하는 디지털 코드 '0'을 H-브릿지 제어부(160)로 전달한다.
이후 보이스 코일 액츄에이터는 카메라의 렌즈 모듈로 384코드에 해당하는 전류를 인가하여 카메라의 렌즈가 하측 방향으로 384코드에 해당하는 거리만큼 이동하도록 제어한다.
때문에 종래에는 카메라의 렌즈가 최하단에서 사용자로부터 입력된 디지털 코드에 해당하는 384코드의 위치만큼 이동하기 위해서는 384코드에 해당하는 전류가 필요했던 반면, 본 발명의 실시 예에서는 카메라의 렌즈가 초기에 768코드의 위치에 위치해 있기 때문에 384코드의 위치에 해당하는 거리만큼 하측으로 이동하면 된다.
때문에 384코드에 해당하는 마이너스 전류만으로 카메라의 렌즈 위치를 384코드에 해당하는 위치로 이동시킬 수 있다.
한편 이 경우 종래에는 상측으로 384코드에 해당하는 거리만큼 카메라의 렌즈를 이동시켜야 하는 반면, 본 발명의 실시 예에서는 하측으로 384코드에 해당하는 거리만큼 이동시켜야해서 똑같은 전류가 필요할 것으로 판단할 수 있으나, 본 발명의 경우 카메라 렌즈의 초기 위치가 중간에 떠 있기 때문에 카메라 렌즈의 초기 위치가 최하단에 있는 것보다 기동전력이 적게든다.
때문에 본 발명의 경우 종래보다 적은 전류로 카메라의 위치를 이동시킬 수있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 보이스 코일 액츄에이터 생산시 보이스 코일 액츄에이터의 특성에 따라 센터코드를 변경하고, 센터코드에 따른 카메라 렌즈의 위치에 따라 카메라 렌즈의 상측 및 하측 이동시 필요한 전류를 분배하기 때문에 카메라의 렌즈 모듈을 구동하여 카메라 렌즈 이동시 전류 손실이 적게들 뿐 아니라 카메라의 렌즈가 중간에 떠있는 형태로 위치하여 기동전력이 적게든다.
이상의 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 제시하여 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경할 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
110: 코드 설정부 120: 링잉 제어부
121: 디지털-아날로그 변환기 122: 입력 쉐이퍼
123: 신호 선택부 140: 코드 변환부
150: DAC 160: H-브릿지 제어부
170: H-브릿지 회로

Claims (8)

  1. 카메라 렌즈가 이동할 위치에 해당하는 디지털 코드를 입력받는 코드 설정부;
    상기 코드 설정부로부터 디지털 코드를 입력받고, 상기 디지털 코드에 입력 쉐이핑을 수행하여, 쉐이핑 신호를 초기 입력으로 하는 디지털 코드로 변환하는 링잉 제어부;
    상기 코드 설정부 및 상기 링잉 제어부로부터 디지털 코드를 각각 입력받고, 상기 코드 설정부 및 상기 링잉 제어부로부터 입력받은 디지털 코드 중 어느 하나를 선택하는 신호 선택부;
    상기 신호 선택부로부터 선택된 디지털 코드를 입력받아 카메라 렌즈의 초기 위치에 해당하는 미리 설정된 센터코드와 연산하여 보이스 코일 액츄에이터의 구동 전류에 따른 디지털 코드를 추출하고, 상기 보이스 코일 액츄에이터의 구동 방향에 따른 H-브릿지 회로의 제어신호를 생성하는 코드 변환부;
    상기 코드 변환부로부터 상기 보이스 코일 액츄에이터의 구동 전류에 따른 디지털 코드를 입력받아 상기 보이스 코일 액츄에이터의 아날로그 구동 전류신호로 변환하여 H-브릿지 제어부로 전달하는 DAC;
    상기 코드 변환부로부터 상기 보이스 코일 액츄에이터의 구동 방향에 따른 H-브릿지 회로의 제어신호를 입력받아 상기 H-브릿지 회로를 정방향 또는 역방향으로 구동시키는 상기 H-브릿지 제어부를 포함하는 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동 장치.
  2. 제1 항 있어서,
    H-브릿지형으로 접속된 4개의 스위치 소자로 이루어지며, 상기 H-브릿지 제어부의 제어에 의해 양전류를 입력전류로 사용하면서 정방향 구동하여 상기 보이스 코일 액츄에이터를 정방향으로 구동시키고, 상기 H-브릿지 제어부의 제어에 의해 음전류를 입력전류로 사용하면서 역방향 구동하여 상기 보이스 코일 액츄에이터를 역방향으로 구동시키는 H-브릿지 회로를 더 포함하는 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 링잉 제어부는,
    상기 코드 설정부로부터 디지털 코드를 입력받아 아날로그 구동신호로 변환하여 출력하는 디지털-아날로그 변환기;
    상기 보이스 코일 액츄에이터의 공진주파수를 수신하여 상기 수신된 공진주파수를 이용한 쉐이핑 신호를 생성하는 입력 쉐이퍼; 및
    상기 디지털-아날로그 변환기로부터 제공되는 상기 아날로그 구동신호와 상기 입력 쉐이퍼로부터 제공되는 상기 쉐이핑 신호를 곱하여 쉐이핑 신호를 초기 입력으로 하는 구동 제어신호를 발생시키고, 상기 발생시킨 구동 제어신호를 상기 쉐이핑 신호를 초기 입력으로 하는 디지털 코드로 변환하는 연산기를 포함하는 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 코드 변환부는,
    상기 신호 선택부로부터 입력받은 디지털 코드가 상기 미리 설정된 센터코드보다 크면, 상기 디지털 코드에서 상기 센터코드를 뺄셈 연산하여 상기 보이스 코일 액츄에이터의 구동 전류에 따른 디지털 코드를 추출하고, 상기 H-브릿지 회로를 정방향으로 구동시키는 신호를 생성하며, 상기 신호 선택부로부터 입력받은 디지털 코드가 상기 미리 설정된 센터코드보다 작으면, 상기 센터코드에서 상기 디지털 코드를 뺄셈 연산하여 상기 보이스 코일 액츄에이터의 구동 전류에 따른 디지털 코드를 추출하고, 상기 H-브릿지 회로를 역방향으로 구동시키는 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동장치.
  5. 코드 설정부가 카메라 렌즈가 이동할 위치에 해당하는 디지털 코드를 입력받는 (a)단계;
    링잉 제어부가 상기 코드 설정부로부터 입력된 디지털 코드에 입력 쉐이핑을 수행하여 쉐이핑 신호를 초기 입력으로 하는 디지털 코드로 변환하는 (b)단계;
    신호 선택부가 상기 코드 설정부로부터 입력받은 디지털 코드 또는 상기 링잉 제어부로부터 입력받은 디지털 코드 중 어느 하나를 선택하는 (c)단계;
    코드 변환부가 상기 신호 선택부를 통해 선택된 디지털 코드와 미리 설정된 센터 코드와 뺄셈 연산을 수행하여 보이스 코일 액츄에이터의 구동 전류에 따른 디지털 코드를 추출하는 (d)단계;
    상기 코드 변환부가 상기 신호 선택부를 통해 선택된 디지털 코드와 상기 미리 설정된 센터 코드의 크기를 비교하여 상기 보이스 코일 액츄에이터의 구동 방향에 따른 H-브릿지 회로의 제어신호를 생성하는 (e)단계;
    DAC가 상기 코드 변환부로부터 보이스 코일 액츄에이터의 구동 전류에 따른 디지털 코드를 전달받아 보이스 코일 액츄에이터의 아날로그 구동 전류신호로 변환하여 구동회로로 전달하는 (f)단계;
    H-브릿지 제어부가 상기 코드 변환부로부터 상기 H-브릿지 회로 제어신호를 전달받아 H-브릿지 회로가 양전류를 입력전류로 사용하면서 정방향 구동하여 상기 보이스 코일 액츄에이터를 정방향으로 구동시키거나, 상기 H-브릿지 회로가 음전류를 입력전류로 사용하면서 역방향 구동하여 상기 보이스 코일 액츄에이터를 역방향으로 구동시키도록 제어하는 (g)단계를 포함하는 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동 방법.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 (b)단계는,
    상기 코드 설정부로부터 입력된 디지털 코드를 아날로그 구동신호로 변환하는 (b1)단계;
    상기 보이스 코일 액츄에이터의 공진주파수를 이용한 입력 쉐이핑을 수행하여 상기 아날로그 구동신호의 초기 입력을 변형하기 위한 쉐이핑 신호를 생성하는 (b2)단계;
    상기 아날로그 구동신호와 상기 쉐이핑 신호를 곱하여 상기 쉐이핑 신호를 초기 입력으로 하는 상기 아날로그 구동 신호를 발생시키는 (b3)단계;
    상기 쉐이핑 신호를 초기 입력으로 하는 상기 아날로그 구동 신호를 상기 디지털 코드로 변환하는 (b4)단계를 포함하는 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동 방법.
  7. 제5 항에 있어서, 상기 (d)단계는,
    상기 신호 선택부로부터 입력받은 디지털 코드가 상기 미리 설정된 센터코드보다 크면, 상기 디지털 코드에서 상기 센터코드를 뺄셈 연산하여 상기 보이스 코일 액츄에이터의 구동 전류에 따른 디지털 코드를 추출하고, 상기 신호 선택부로부터 입력받은 디지털 코드가 상기 미리 설정된 센터코드보다 작으면, 상기 센터코드에서 상기 디지털 코드를 뺄셈 연산하여 상기 보이스 코일 액츄에이터의 구동 전류에 따른 디지털 코드를 추출하는 것을 특징으로 하는 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동방법.
  8. 제5 항에 있어서, 상기 (e)단계는,
    상기 신호 선택부로부터 입력받은 디지털 코드가 상기 미리 설정된 센터코드보다 크면, 상기 H-브릿지 회로를 정방향으로 구동시키기 위한 제어신호를 생성하고,
    상기 신호 선택부로부터 입력받은 디지털 코드가 상기 미리 설정된 센터코드보다 작으면, 상기 H-브릿지 회로를 역방향으로 구동시키기 위한 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 카메라의 보이스 코일 액츄에이터 구동 방법.
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