KR101314652B1 - 카메라 모듈 구동 제어 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라 모듈의 구동 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈 구동 제어 장치는, 광 축을 따라 이동 가능한 렌즈 모듈; 상기 렌즈 모듈의 최대 이동 가능 구간을 제한하는 제 1 및 제 2 스토퍼; 및 상기 렌즈 모듈이 상기 제 1 및 제 2 스토퍼로부터 소정 거리만큼 이격된 지점 사이에서 이동하도록 상기 최대 이동 가능 구간에 설정된 제 1 보정 값을 적용하여 유효 이동 구간을 설정하는 제어부를 포함한다. 본 발명에 따르면, 자동 초점 조절 기능의 수행 시에 소모되는 전류를 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

카메라 모듈 구동 제어 장치 및 방법{CONTROLLING APPARATUS FOR OPERATING CAMERA MODULE AND METHOD THEREOF}

본 발명은, 카메라 모듈에 관한 것으로, 특히 자동 초점 조절 장치가 탑재된 카메라 모듈의 구동 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 디지털 카메라 제작 기술의 발달로 소형, 경량화된 카메라 모듈을 장착한 휴대 기기들이 증가하고 있다. 일반적으로, 이러한 카메라 모듈은 촬영 시에 피사체와의 거리에 따라 발생하는 초점 흐트러짐을 보정하는 자동 초점 조절 기능을 채택하고 있다.

이러한 자동 초점 조절 기능은, 광 축을 따라 이동하는 렌즈 모듈의 진퇴 운동에 의하여 이루어진다. 일반적으로, 렌즈 모듈의 일 방향으로의 이동 시에는 전류에 의한 구동력이 이용되고, 타 방향으로 이동 시에는 상기 렌즈 모듈의 일 측에 부착된 자성체와 상기 자성체와 이격되어 대향 배치되는 금속 재질로 이루어진 요크 사이의 인력이 이용된다.

따라서, 상기 렌즈 모듈이 전류에 의한 구동력을 이용하여 상기 일 방향으로 이동할 때에 자성체와 요크 사이의 인력을 극복할 수 있는 많은 소모 전류가 필요한 문제점이 있다.

또한, 상기 렌즈 모듈이 상기 타 방향으로 이동할 때에는 자성체와 요크 사이의 인력에 의하여만 이동하므로 렌즈 모듈의 이동 속도가 느려지고 이는 자동 초점 조절 기능의 수행이 지연되는 문제점을 야기한다.

따라서, 본 발명은, 자동 초점 조절 기능의 수행 시에 소모되는 전류를 감소시킬 수 있는 방안을 제공한다.

또한, 본 발명은, 자동 초점 조절 기능이 신속하게 수행될 수 있도록 하는 방안을 제공한다.

그 외의 본 발명에서 제공하고자 하는 목적은, 하기의 실시 예들을 통하여 파악될 수 있다.

이를 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈 구동 제어 장치는, 광 축을 따라 이동 가능한 렌즈 모듈; 상기 렌즈 모듈의 최대 이동 가능 구간을 제한하는 제 1 및 제 2 스토퍼; 및 상기 렌즈 모듈이 상기 제 1 및 제 2 스토퍼로부터 소정 거리만큼 이격된 지점 사이에서 이동하도록 상기 최대 이동 가능 구간에 설정된 제 1 보정 값을 적용하여 유효 이동 구간을 설정하는 제어부를 포함한다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈 구동 제어 장치는, 광 축을 따라 이동 가능한 렌즈 모듈; 상기 렌즈 모듈의 최대 이동 가능 구간을 제한하는 제 1 및 제 2 스토퍼; 및 상기 렌즈 모듈이 상기 제 1 및 제 2 스토퍼로부터 소정 거리만큼 이격된 지점 사이에서 이동하도록 설정된 유효 이동 구간의 일 방향 끝점을 나타내는 제 1 설정 값과 타 방향 끝점을 나타내는 제 2 설정 값을 저장하는 메모리를 포함한다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈 구동 제어 장치는, 광 축을 따라 이동 가능한 렌즈 모듈; 상기 렌즈 모듈의 최대 이동 가능 구간을 제한하는 제 1 및 제 2 스토퍼; 상기 렌즈 모듈의 일 측에 결합되는 자성체; 상기 자성체와 이격되어 대향 배치되며 상기 렌즈 모듈의 구동력을 생성하는 코일; 및 상기 코일이 부착되는 요크를 포함하되, 상기 요크의 광 축 방향의 길이는 상기 자성체의 광 축 방향의 길이보다 길게 형성된다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 구동 제어 장치는, 광 축을 따라 이동 가능한 렌즈 모듈; 상기 렌즈 모듈의 위치를 검출하는 센서; 상기 렌즈 모듈의 최대 이동 가능 구간을 제한하는 제 1 및 제 2 스토퍼; 상기 렌즈 모듈이 상기 제 1 및 제 2 스토퍼로부터 소정 거리만큼 이격된 지점 사이에서 이동하도록 상기 최대 이동 가능 구간에 설정된 제 1 보정 값을 적용하여 유효 이동 구간을 설정하는 제어부; 및 상기 유효 이동 구간의 일 방향 끝 점을 나타내는 제 1 설정 값과 상기 유효 이동 구간의 타 방향 끝 점을 나타내는 제 2 설정 값을 저장하는 메모리를 포함하되, 상기 센서, 상기 제어부 및 상기 메모리는 원 칩(one-chip) 형태로 형성된다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따라, 광 축을 따라 이동 가능한 렌즈 모듈, 상기 렌즈 모듈의 최대 이동 가능 구간을 제한하는 제 1 및 제 2 스토퍼를 포함하는 카메라 모듈에서의 구동 제어 방법은, 상기 렌즈 모듈의 최대 이동 가능 구간을 검출하는 단계; 및 상기 렌즈 모듈이 상기 제 1 및 제 2 스토퍼로부터 소정 거리만큼 이격된 지점 사이에서 이동하도록 상기 최대 이동 가능 구간에 설정된 보정 값을 적용하여 유효 이동 구간을 설정하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 자동 초점 조절 기능의 수행 시에 소모되는 전류를 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 자동 초점 조절 기능의 수행이 신속하게 이루어질 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 선형화된 구동 파형에 따른 안정적인 초점 조절 기능을 수행할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 선형화된 전류 파형에 따른 안정적인 초점 조절 기능을 수행할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈을 설명하기 위한 예시도,
도 2의 (a)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자성체와 요크를 좀 더 상세히 설명하기 위한 예시도,
도 2의 (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈에서 자동 초점 조절 기능의 수행 시에 소모되는 전류를 보여주는 예시도,
도 3의 (a)는 종래 기술에 따른 자성체와 요크를 좀 더 상세히 설명하기 위한 예시도,
도 3의 (b)는 종래 기술에 따른 카메라 모듈에서 자동 초점 조절 기능의 수행 시에 소모되는 전류를 보여주는 예시도,
도 4의 (a)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 정면도,
도 4의 (b) 및 도 4의 (c)는 도 4의 (a)에 도시된 B-B'경로에 따른 단면도,
도 4의 (d)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 구동 파형을 보여주는 예시도,
도 4의 (e)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 전류 파형을 보여주는 예시도,
도 5의 (a)는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 카메라 모듈의 구동 파형을 보여주는 예시도,
도 5의 (b)는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 카메라 모듈의 전류 파형을 보여주는 예시도,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유효 이동 구간 설정을 설명하기 위한 예시도,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 드라이브 IC를 설명하기 위한 예시도.

이하에서, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

전술한 바와 같이, 자동 초점 조절 기능을 수행하는 종래의 카메라 모듈에서는 렌즈 모듈의 일 방향으로의 이동 시에는 자성체와 요크 간의 인력에 따라 발생하는 렌즈 모듈의 복귀력을 극복할 수 있는 많은 소모 전류가 필요하며, 렌즈 모듈의 타 방향으로의 이동 시에는 자성체와 요크 간의 인력에 따라 발생하는 렌즈 모듈의 복귀력만으로 렌즈 모듈이 이동하므로 렌즈 모듈의 이동 속도가 느린 단점이 있다.

이에, 본 발명의 일 실시 예에서는, 상기 자성체와 요크 간의 인력에 따른 렌즈 모듈의 복귀력을 최소화하여 렌즈 모듈의 이동 시에 필요로 하는 소모 전류를 줄일 수 있는 방안을 제공한다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에서는, 렌즈 모듈의 능동적인 양 방향 제어를 수행하여 렌즈 모듈이 빠르게 이동할 수 있도록 함으로써 향상된 자동 초점 조절 기능을 제공할 수 있도록 하는 방안을 제공한다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에서는, 선형화된 구동 파형과 전류 파형을 나타내는 안정적인 차종 초점 조절 기능을 제공할 수 있도록 하는 방안을 제공한다.

이하, 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명한다.

도 1의 (a)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 분해도이고, 도 1의 (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 조립도, 도 1의 (c)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 구동 모듈을 보여주는 예시도, 도 1의 (d)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 모듈을 보여주는 예시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈은, 광 축(A-A')을 따라 정렬 되는 하부 프레임(100), 메인 프레임(200), 렌즈 모듈(400), 구동 모듈(520) 및 상부 프레임(300)을 포함한다.

하부 프레임(100)은, 메인 프레임(200)의 하단에 결합되며 렌즈 모듈(400)의 하부 하우징의 역할을 한다. 하부 프레임(100)에는 광 축을 따라 입사되는 이미지를 검출하는 이미지 센서(112)가 장착된다. 이미지 센서(112)는 회로 기판(114)에 인쇄된 회로 패턴(미도시)에 와이어 본딩 또는 소켓 형태로 연결된다. 회로 기판(114)은 카메라 모듈이 장착되는 기기의 소정 회로부에 연결되는 커넥터(미도시)를 구비할 수 있다.

메인 프레임(200)은, 렌즈 모듈(400)을 수용하며, 하부 프레임(100) 및 상부 프레임(300)과 결합된다. 메인 프레임(200)의 내부는 렌즈 모듈(400)이 광 축을 따라 진퇴 운동할 수 있도록 촬영 경로가 형성된다.

상부 프레임(300)은, 메인 프레임(200)의 상단에 결합되며 렌즈 모듈(400)의 상부 하우징의 역할을 한다. 상부 프레임(300)에는 광 축을 따라 상부 프레임(300)을 관통하는 개구부(320)가 형성되어 촬영 경로를 제공한다. 상부 프레임(300)의 일 측에는 상부 프레임(300)과 메인 프레임(200)을 고정시키는 결속 편(312) 및 결속 후크(314)가 구비될 수 있다.

렌즈 모듈(400)은, 메인 프레임(200) 내에 형성된 촬영 경로에서 광 축을 따라 진퇴 운동 가능하게 수용되며, 적어도 하나의 렌즈를 구비한다.

구동 모듈(520)은, 렌즈 모듈(400)의 진퇴 운동에 필요한 구동력을 제공한다. 구동 모듈(520)은 자성체(522) 및 코일(512)을 포함한다. 자성체(522)는 렌즈 모듈(400)의 일 측에 장착되며, 코일(512)은 자성체(522)와 대향되도록 구동 모듈 프레임(510)에 장착된다

한편, 구동 모듈 프레임(510)은 렌즈 모듈(400)에 형성된 지지부(414)와 결합하여 렌즈 모듈(400)의 진퇴 운동을 가이드하는 가이드부(514)를 구비한다. 가이드부(514)에는 자성체(522)와 코일(512) 간의 간격을 유지하며 렌즈 모듈(400)의 진퇴 운동을 원활히 하는 볼 베어링(516)이 장착될 수 있다.

한편, 코일(512)이 장착된 상기 구동 모듈 프레임(510)의 내측에는 위치 센서부(532)가 구비된다. 위치 센서부(532)는, 렌즈 모듈(400)의 위치와 위치 변화를 감지하여 자동 초점 조절 기능의 수행에 필요한 제어 신호를 발생시킬 수 있다. 전술한 바와 같이, 렌즈 모듈(400)에는 자성체(522)가 설치되므로 자성체(522)의 위치를 감지함으로써 렌즈 모듈(400)의 위치를 검출할 수 있다. 이러한 자성체(522)의 위치를 감지할 수 있는 소자로는 홀 이펙트(hall effect) 효과를 이용하는 홀 센서가 이용될 수 있다.

구동 모듈 프레임(510)의 하부 및 상부 각각에는 렌즈 모듈(400)의 최대 이동 가능 구간을 제한하는 하부 스토퍼(518A) 및 상부 스토퍼(518B)가 구비된다. 따라서, 렌즈 모듈(400)은 하부 스토퍼 및 상부 스토퍼(518B)에 의하여 제한되는 최대 이동 가능 구간 사이에서 진퇴 운동을 할 수 있다.

구동 모듈 프레임(510)의 외측, 즉 구동 모듈 프레임(510)을 기준으로 자성체(522)의 반대 측에는 요크(미도시)가 구비된다. 요크는 금속 재질로 이루어져 자성체(522)와의 인력에 의하여 렌즈 모듈(400)을 구동 모듈 프레임(510) 방향으로 고정시키는 역할을 한다. 또한, 자성체(522)와의 인력에 의하여 렌즈 모듈(400)을 정렬시키는 역할도 한다.

이상에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 구성에 대하여 간략히 살펴보았다. 이하에서는, 관련되면 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 자성체와 요크의 구성에 대하여 좀 더 상세히 설명한다.

도 2의 (a)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자성체와 요크를 좀 더 상세히 설명하기 위하여 카메라 모듈의 일 부분을 광 축 방향을 따라 절단한 단면을 보여주는 예시도이다.

도 2의 (a)를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에서, 요크(519)의 광 축 방향의 길이는 자성체(522)의 광 축 방향의 길이보다 길게 형성된다. 바람직하게, 요크(519)는 자성체(522)의 모든 이동 구간(523)에서 요크(519)의 상 측이 자성체(522)의 상측보다 높게 위치하도록 형성된다. 요크(519)의 광 축 방향의 길이를 자성체(522)의 광 축 방향의 길이보다 길게 형성하는 이유는 자성체(522)와 요크(519) 간의 인력에 의하여 발생하는 렌즈 모듈(400)의 하부 방향으로의 복귀력을 최소화하기 위함이다. 이를 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

자성체(522)는 그 중심(Mc)이 요크(519)의 중심(Yc)에 정렬되는 방향으로 이동하려 하는데, 전술한 종래 기술에서처럼 요크(519)의 광 축 방향의 길이가 자성체(522)의 광 축 방향의 길이보다 짧게 형성된다면 요크(519)와 자성체(522) 간의 인력에 따른 하부 방향으로의 복귀력이 강하게 작용하고, 이에 따라 렌즈 모듈(400)의 상부 방향으로의 이동 시에 많은 소모 전류가 필요한 문제점이 있다.

이에 본 발명의 일 실시 예에서는, 요크(519)의 광 축 방향의 길이를 자성체(522)의 광 축 방향의 길이보다 길게 형성함으로써 렌즈 모듈(400)의 하부 방향으로의 복귀력이 최소화될 수 있도록 한다.

이러한 본 발명의 실시 예에 따르면, 렌즈 모듈(400)의 상부 방향으로의 이동 시에 소모 전류가 줄어드는 이점이 있다. 이러한 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈에서 자동 초점 조절 기능의 수행 시에 소모되는 전류를 도 2의 (b)에 도시하였다. 도 2의 (b)를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따라 Code 34~255 구간에서 자동 초점 조절 기능을 수행할 때 필요로 하는 최대 전류는 30mA임을 알 수 있다. 상기 Code 값은 이미지 센서 프로세서(Image Sensor Processor; ISP)로부터 수신되는 값으로서, 스토퍼(518A, 518B) 사이에서 렌즈 모듈(400)이 이동할 위치를 지시하는 값을 의미한다.

이러한 본 발명의 이점을 도 3에 도시된 종래 기술과 대비하여 좀 더 상세히 살펴본다.

도 3의 (a)는 종래 기술에 따른 자성체와 요크를 설명하기 위하여 카메라 모듈의 일 부분을 광 축 방향을 따라 절단한 단면을 보여주는 예시도이고, 도 3의 (b)는 도 3의 (a)에 도시된 바와 같은 카메라 모듈에서 렌즈 자동 초점 기능 수행 시에 필요로 하는 소모 전류를 보여주는 예시도이다.

도 3의 (a)를 참조하면, 종래 이용되는 카메라 모듈에서 요크(519')의 광 축 방향으로의 길이는 자성체(522')의 광 축 방향의 길이보다 짧게 형성되며, 자성체(522')의 모든 이동 구간(523')에서 자성체(522')의 상 측이 요크(519')의 상측보다 높게 위치한다. 따라서, 종래 기술에 의할 경우 자성체(522')와 요크(519') 간의 인력에 따른 복귀력이 하부 방향으로 강하게 작용한다. 이는, 전술한 바와 같이, 자성체(522')의 중심(Mc')이 요크(519')의 중심(Yc')에 정렬되는 방향으로 이동하려 하기 때문이다.

따라서, 종래 기술에 따를 경우, 렌즈 모듈을 광 축 방향을 따라 이동시키기 위하여는 상기 복귀력을 극복하는 힘이 필요로 하며, 이에 따라 소모 전류가 많아진다. 이러한 종래 기술에 따른 카메라 모듈에서 자동 초점 조절 기능의 수행 시에 소모되는 전류를 도 3의 (b)에 도시하였다. 도 3의 (b)를 참조하면, 종래 기술에 따를 때 Code 34~255 구간에서 소모 전류가 최대 80mA임을 알 수 있다. 도 2의 (b)를 참조하여 설명하였듯이, 본 발명의 일 실시 예에 따르면 Code 34~255 구간에서 필요로 하는 최대 소모 전류가 30mA임을 감안하면, 본 발명의 일 실시 예에 따를 때 종래 기술 대비 약 266%의 전력 개선 효과가 있음을 알 수 있다.

한편, 도 2의 (b) 및 도 3의(b)에 도시된 바와 같이, Code 0~34 구간에서는 전류 파형이 왜곡되는 현상이 있음을 알 수 있다. 나아가 Code 0~34 구간에서 구동 파형도 왜곡되는 현상이 나타날 수 있다. 이를 도 4를 참조하여 좀 더 상세히 설명한다.

도 4의 (a)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 정면도이고, 도 4의 (b) 및 도 4의 (c)는 도 4의 (a)에 도시된 B-B'경로에 따른 단면도이며, 도 4의 (d) 및 도 4의 (e)는 각각 구동 파형과 전류 파형을 보여주는 예시도이다.

도 4의 (d) 및 도 4의 (e)를 참조하면, Code 0~34 구간에서 구동 파형과 전류 파형이 왜곡되어 나타남을 알 수 있는데, 이는 도 4의 (b) 및 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이 렌즈 모듈(400)이 하부 스토퍼(518A) 및 상부 스토퍼(518B)에 밀착되는 경우가 발생하기 때문이다.

즉, 이러한 파형 왜곡 현상은 렌즈 모듈(400)이 하부 스토퍼(518A) 또는 상부 스토퍼(518B)에 밀착될 경우 과도한 전류가 인가되고, 이로 인해 코일이 과열되며, 과도한 전류에 의한 히스테리시스 성능이 국부적으로 낮아지기 때문이다.

따라서, 이러한 전류 왜곡을 제거하기 위하여, 이하에서 기재하는 본 발명의 일 실시 예에서는, 렌즈 모듈(400)이 스토퍼(518A, 518B)에 밀착되지 않은 상태에서 렌즈 초점 조절 기능을 수행할 수 있도록 하는 방안을 제공한다.

이를 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈은 제어부(미도시)를 더 포함한다. 일 실시 예에서, 제어부는, 코일(512)이 장착된 구동 모듈 프레임(510)의 내측, 즉 위치 센서부(532)에 인접하여 설치되거나, 위치 센서부(532)와 함께 하나의 칩(one-chip)으로 형성될 수 있다.

제어부는, 렌즈 모듈(400)이 하부 스토퍼(518A) 및 상부 스토퍼(518B)로부터 소정 거리만큼 이격된 지점 사이에서 진퇴 운동하도록 렌즈 모듈(400)의 최대 이동 가능 구간에 설정된 제 1 보정 값을 적용하여 유효 이동 구간을 설정한다. 즉, 제어부는, 렌즈 모듈(400)을 하부 스토퍼(518A)에 밀착시킨 상태에서 위치 센서부(532)에서 검출되는 렌즈 모듈(400)의 위치와, 렌즈 모듈(400)을 상부 스토퍼(518B)에 밀착시킨 상태에서 위치 센서부(532)에서 검출되는 렌즈 모듈(400)의 위치에 설정된 보정 값을 적용하여 렌즈 모듈(400)의 유효 이동 구간을 설정한다. 상기 최대 이동 가능 구간은, 렌즈 모듈(400)이 하부 스토퍼(518A)에 밀착된 상태에서 위치 센서부(532)에 의해 감지된 렌즈 모듈(400)의 위치와 렌즈 모듈(400)이 상부 스토퍼(518B)에 밀착된 상태에서 위치 센서부(532)에 의해 감지된 렌즈 모듈(400)의 위치 사이의 구간을 의미한다. 유효 이동 구간은 하부 스토퍼(518A)로부터 소정 간격 이격된 지점과 상부 스토퍼(518B)로부터 소정 간격 이격된 지점 사이의 구간으로, 렌즈 모듈(400)이 자동 초점 조절 수행 시에 이동 가능한 구간을 의미한다.

한편, 렌즈 모듈(400)의 위치 검출에는 다양한 방법이 이용될 수 있는데, 예를 들어, 홀 센서를 이용한 방법이나, 발광 다이오드와 포토 다이오드를 이용하는 방법 등이 이용될 수 있다.

이하에서는, 홀 센서를 이용하여 렌즈 모듈(400)의 위치를 검출하고, 검출된 렌즈 모듈(400)의 위치를 기반으로 렌즈 모듈의 유효 이동 구간을 설정하는 방법에 대하여 좀 더 상세히 살펴본다.

제어부는, 렌즈 모듈(400)이 하부 스토퍼(518A)에 밀착될 수 있는 전류를 구동 모듈(520)에 인가하고, 렌즈 모듈(400)이 하부 스토퍼(518A)에 밀착된 상태에서 홀 센서에서 검출되는 자속을 최대 이동 가능 구간의 최대 하한 위치에 대응하는 하한 값으로 설정한다. 이후, 제어부는 상기 하한 값에 설정된 제 1 보정 값을 적용하여 유효 이동 구간의 하한 값을 설정한다.

마찬가지로 제어부는, 렌즈 모듈(400)이 상부 스토퍼(518B)에 밀착될 수 있는 전류를 구동 모듈(520)에 인가하고, 렌즈 모듈(400)이 상부 스토퍼(518B)에 밀착된 상태에서 홀 센서에서 검출되는 자속을 최대 이동 가능 구간의 최대 상한 위치에 대응하는 상한 값으로 설정한다. 이후, 제어부는 상기 상한 값에 설정된 제 1 보정 값을 적용하여 유효 이동 구간의 상한 값을 설정한다.

그리고, 제어부는 설정된 유효 이동 구간에 관한 정보 즉, 유효 이동 구간의 하한 값과 상한 값을 메모리에 저장할 수 있다. 유효 이동 구간의 하한 값과 상한 값을 메모리에 저장하는 경우, 추후 별도의 보정 작업 없이 설정된 유효 이동 구간에서 초점 조절 기능을 수행할 수 있는 이점이 있다. 상기 상한 값과 하한 값은 위치 센서부(532)로부터 입력되는 신호를 설정된 비트 수로 디지털화한 값일 수 있다.

한편, 실시 예에 따라서, 유효 이동 구간의 상한 값과 하한 값 중 적어도 어느 하나를 설계자 또는 사용자가 입력하도록 할 수도 있고, 이러한 경우 유효 이동 구간의 상한 값 또는 하한 값을 기준으로 설정된 임의의 값을 가감하여 나머지 하나의 값을 설정할 수도 있다.

한편, 설정된 제 1 보정 값 역시 자속으로서 표현되며, 그 크기는 Drive IC에서 사용하는 스케일 간격에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, Drive IC에서 128mT 자속 구간을 128 등분으로 세분화하여 사용하는 경우 상기 제 1 보정 값은 1 등분의 자속 값인 1mT로 설정되거나 또는 1mT 보다 작은 값으로 설정될 수 있다. 또한, 상기 제 1 보정 값은 변수 값으로 설정될 수도 있다. 여기서 변수 값이란, 제품의 편차를 반영하기 위한 것으로, 예를 들어, 50.2mT, 50.7mT 및 50.9mT 자속 구간이 일률적으로 51mT 자속 구간이 되도록 하는 값을 의미한다.

이하에서는, 렌즈 모듈의 유효 이동 구간을 설정하는 일 실시 예를 도 5를 참조하여 좀 더 상세히 설명한다.

먼저, 제어부는 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 제 1 방향으로의 전류(- 전류)를 코일(512)에 인가하여 렌즈 모듈(400)을 하부 스토퍼(518A)에 밀착시킨 상태에서 위치 센서부(532)로부터 수신되는 신호에 따라 렌즈 모듈(400)의 최대 하한 위치에서의 자속을 검출하고, 제 2 방향으로의 전류(+ 전류)를 코일(512)에 인가하여 렌즈 모듈(400)을 상부 스토퍼(518B)에 밀착시킨 상태에서 위치 센서부(532)로부터 수신되는 신호에 따라 렌즈 모듈(400)의 최대 상한 위치에서의 자속을 검출한다.

이 후, 제어부는 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 검출된 자속을 이용하여 렌즈 모듈의 유효 이동 구간을 설정한다. 이를 설명하면 다음과 같다.

예를 들어, 유효 이동 구간의 설정을 위한 제 1 보정 값이 1mT이고, 렌즈 모듈(400)이 하부 스토퍼(518A)에 밀착된 상태에서 검출된 자속(X)이 10mT이라 가정하자. 즉, 최대 이동 가능 구간에서, 렌즈 모듈(400)의 최대 하한 위치는 10mT에 대응하는 위치인 것으로 가정하자. 이러한 경우 제어부는 자속(X) 10mT에 설정된 제 1 보정 값 1mT를 적용한 값인 11mT를 유효 이동 구간의 유효 하한 위치에 대응하는 자속(X')으로 설정한다.

마찬가지로, 유효 이동 구간의 설정을 위한 제 1 보정 값이 1mT이고, 렌즈 모듈(400)이 상부 스토퍼(518B)에 밀착된 상태에서 검출된 자속(Y)이 100mT이라 가정하자. 즉, 최대 이동 가능 구간에서, 렌즈 모듈(400)의 최대 상한 위치는 100mT에 대응하는 위치인 것으로 가정하자. 이러한 경우 제어부는 자속(Y) 100mT에 설정된 제 1 보정 값 1mT를 적용한 값인 99mT를 유효 이동 구간의 유효 상한 위치에 대응하는 자속(Y')으로 설정한다.

즉, 제어부는, 전술한 과정에 따라 렌즈 모듈(400)의 최대 이동 가능 구간에 대응하는 자속 범위(X-Y)에 설정된 제 1 보정 값을 적용하여 유효 이동 구간에 대응하는 자속 범위(X'-Y')를 설정한다. 유효 이동 구간의 설정이 완료되면, 자동 초점 조절 기능의 수행 시에, 렌즈 모듈(400)은 자속 범위(X-X')와 자속 범위(Y-Y')에 대응하는 구간으로는 이동을 하지 않게 된다. 즉, 자동 초점 조절 기능의 수행 시에 렌즈 모듈(400)은 스토퍼(518A, 518B)에 밀착되지 않는 범위 내에서 이동하게 되며 이에 따라 구동 파형과 전류 파형이 선형화되는 이점이 있다.

유효 이동 구간의 설정으로 선형화된 구동 파형과 전류 파형을 도 6의 (a) 및 도 6의 (b)에 도시하였다. 도 6의 (a) 및 도 6의 (b)를 참조하면, 유효 이동 구간을 설정하지 않을 때의 구동 파형과 전류 파형을 도시한 도 4의 (d) 및 도 4의 (e)에 비하여 선형성이 크게 향상되었음을 알 수 있다.

다시 도 5를 참조하여 설명하면, 제어부는, 설정된 하한 값과 상한 값에 따라 렌즈 모듈(400)의 유효 하한 위치가 하부 스토퍼(518A)로부터 과도하게 이격되거나, 유효 상한 위치가 상부 스토퍼(518B)로부터 과도하게 이격된 경우, 즉 설정된 임계 값보다 크게 이격된 경우 하한 값과 상한 값을 재보정할 수 있다. 이 때, 과도하게 이격되었는지의 여부는 스토퍼(518A, 518B)와 렌즈 모듈(400) 간의 간격을 측정하는 외부 기기로부터 수신된 측정 값에 의하여 판단될 수 있다.

이를 위해 제어부는, 설정된 제 2 보정 값을 유효 하한 위치 또는 유효 상한 위치에 가감하여 유효 이동 구간의 하한 값 및 상한 값을 재보정할 수 있다. 이 때, 상기 제 2 보정 값은 제 1 보정 값을 설정된 비율로 나눈 값일 수 있다. 바람직하게는 상기 설정된 비율은 1 내지 5의 범위에서 설정된다. 하한 값과 상한 값을 재보정하는 과정을 도 5의 (c) 및 도 5의 (d)를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

예를 들어, 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 유효 하한 위치(D'), 즉 유효 이동 구간에서 렌즈 모듈(400)이 하부 스토퍼(518A)와 가장 가까이 있게 되는 위치에서 렌즈 모듈(400)과 하부 스토퍼(518A) 사이의 거리가 20um로 설정되었다고 가정하자. 이 때, 유효 하한 위치(D')에서 렌즈 모듈(400)과 스토퍼 사이의 거리가 너무 과도하다고 판단되는 경우, 예를 들어 렌즈 모듈(400)과 하부 스토퍼(518A) 사이의 거리가 설정된 임계 값보다 큰 경우, 제어부는 재보정을 수행하여 유효 하한 위치(D')를 보정된 유효 하한 위치(D'')로 변경할 수 있다.

즉, 도 5의 (d)에 도시된 바와 같이, 유효 하한 위치(D')에 대응하는 자속(X')에 설정된 제 2 보정 값을 적용하여 보정된 유효 하한 위치(D'')에 대응하는 자속(X'')을 유효 하한 위치에 대응하는 값으로 설정할 수 있다.

이러한 재보정을 수행하는 경우, 좀 더 정밀한 자동 초점 기능을 수행할 수 있는 이점이 있다. 한편, 도 5를 참조하여 설명한 실시 예는 도 2를 참조하여 설명한 실시 예와 결합되어 사용될 수도 있고, 이와는 별개로 사용될 수도 있다.

이상에서는, 관련되는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 요크의 구조와, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유효 이동 구간 설정 방법에 대하여 살펴보았다. 이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따라 카메라 모듈에 실장되는 드라이브 회로에 대하여 살펴본다.

도 7의 (a)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 드라이브 IC(drive Integrated Chip) 실장 회로를 보여주는 예시도이고, 도 7의 (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 원 칩 형태의 드라이브 IC를 보여주는 예시도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 드라이브 IC는 구동 모듈 프레임(510)에 설치된다. 도 7에서는 드라이브 IC가 코일(512) 옆에 설치되는 것으로 도시하였으나 실시 예에 따라 그 위치를 달리할 수 있다. 예를 들어, 드라이브 IC는 코일 내부의 공간에 설치될 수도 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 원 칩 형태의 드라이브 IC는 제어부(710), 메모리(720), 위치 센서부(730) 및 구동부(740)를 포함한다.

제어부(710)는, 도 5를 참조하여 설명한 제어부에 대응된다. 즉, 제어부는, 유효 이동 구간의 설정을 위한 보정 작업을 수행한다. 또한, 제어부(710)는 유효 이동 구간의 설정이 완료되면 이미지 센서 프로세서에서 사용하는 Code 값을 설정된 유효 이동 구간에 맵핑하여 메모리(720)에 저장한다. 예를 들어, Code 0~255 값을 사용하는 경우 Code 0 값을 유효 이동 구간의 유효 하한 위치에 대응하여 저장하고, Code 255 값을 유효 이동 구간의 유효 상한 위치에 대응하여 저장할 수 있다. 이 때, 제어부(710)는 유효 하한 위치와 유효 상한 위치 사이를 등분하여 각 Code 값에 맵핑하여 저장할 수 있다. 또한, 유효 상한 위치와 유효 하한 위치만 메모리(720)에 저장하고 유효 상한 위치와 유효 하한 위치로 등분 값을 설정한 후 등분된 값을 이미지 센서 프로세서로부터 수신되는 Code 값에 맵핑할 수 있다.

또한, 제어부(710)는 렌즈 모듈(400)의 위치 제어 시에 이미지 센서 프로세서로부터 수신되는 Code 값에 맵핑되는 값을 독출하고, 독출된 값을 구동부(740)로 전달한다.

메모리(720)는, 유효 이동 구간에 관련된 정보를 저장한다. 예를 들어, 메모리(720)는 유효 이동 구간의 하한 값 및 상한 값을 저장할 수 있다. 또한, 유효 이동 구간의 설정과 재보정을 위한 제 1 보정 값 및 제 2 보정 값을 더 저장할 수 있다. 또한, 메모리(720)는, 이미지 센서 프로세서에서 사용하는 Code 값을 설정된 유효 이동 구간에 맵핑하여 저장할 수 있다.

위치 센서부(730)는, 도 1을 참조하여 설명한 위치 센서부(532)에 대응된다. 위치 센서부(730)는 자성체(522)의 위치 및 위치 변화를 감지함으로써 렌즈 모듈(400)의 현재 위치를 검출한다.

구동부(740)는, 제어부(710)로부터 입력되는 신호에 따라 렌즈 모듈(400)의 위치를 조절하기 위한 전류 방향 및 전류 량을 결정한 후, 결정된 바에 따라 전류를 출력(OUT1, OUT2) 한다.

이상에서 설명된 본 발명의 실시 예들은 임의의 다양한 방법으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예들은 하드웨어, 소프트웨어 또는 그 조합을 이용하여 구현될 수 있다. 소프트웨어로 구현되는 경우에, 다양한 운영 체제 또는 플랫폼을 이용하는 하나 이상의 프로세서 상에서 실행되는 소프트웨어로서 구현될 수 있다. 추가적으로, 그러한 소프트웨어는 다수의 적합한 프로그래밍 언어들 중에서 임의의 것을 사용하여 작성될 수 있고, 또한 프레임워크 또는 가상 머신에서 실행되는 실행가능 기계어 코드 또는 중간 코드로 컴파일 될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들이 하나 이상의 프로세서 상에서 실행되는 경우 이상에서 논의된 본 발명의 다양한 실시 예들을 구현하는 방법을 수행하기 위한 하나 이상의 프로그램이 기록된 프로세서 판독 가능 매체(예를 들어, 메모리, 플로피 디스크, 콤팩트 디스크, 광학 디스크 또는 자기 테이프 등)로 구현될 수 있다.

Claims (17)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 카메라 모듈의 구동 제어 장치에 있어서,
   광 축을 따라 이동 가능한 렌즈 모듈;
   상기 렌즈 모듈의 최대 이동 가능 구간을 제한하는 제 1 및 제 2 스토퍼; 및
   상기 렌즈 모듈이 상기 제 1 및 제 2 스토퍼로부터 소정 거리만큼 이격된 지점 사이에서 이동하도록 상기 최대 이동 가능 구간에 설정된 제 1 보정 값을 적용하여 유효 이동 구간을 설정하고, 상기 유효 이동 구간에서 상기 렌즈 모듈과 상기 제 1 및 제 2 스토퍼와의 최소 이격 거리가 설정된 임계 값보다 큰 경우 제 2 보정 값을 적용하여 보정된 유효 이동 구간을 설정하는 제어부
   를 포함하는 카메라 모듈 구동 제어 장치.
   
6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 2 보정 값은,
   상기 제 1 보정 값을 설정된 비율로 나눈 값인
   카메라 모듈 구동 제어 장치.
   
7. 카메라 모듈의 구동 제어 장치에 있어서,
   광 축을 따라 이동 가능한 렌즈 모듈;
   상기 렌즈 모듈의 최대 이동 가능 구간을 제한하는 제 1 및 제 2 스토퍼;
   상기 렌즈 모듈이 상기 제 1 및 제 2 스토퍼로부터 소정 거리만큼 이격된 지점 사이에서 이동하도록 설정된 유효 이동 구간의 일 방향 끝점을 나타내는 제 1 설정 값과 타 방향 끝점을 나타내는 제 2 설정 값을 저장하는 메모리; 및
   상기 렌즈 모듈이 상기 제 1 및 제 2 스토퍼로부터 소정 거리만큼 이격된 지점 사이에서 이동하도록 상기 최대 이동 가능 구간에 설정된 제 1 보정 값을 적용하여 유효 이동 구간을 설정하고, 상기 유효 이동 구간에서 상기 렌즈 모듈과 상기 제 1 및 제 2 스토퍼와의 최소 이격 거리가 설정된 임계 값보다 큰 경우 제 2 보정 값을 적용하여 보정된 유효 이동 구간을 설정하는 제어부
   를 포함하는 카메라 모듈 구동 제어 장치.
   
8. 카메라 모듈의 구동 제어 장치에 있어서,
   광 축을 따라 이동 가능한 렌즈 모듈;
   상기 렌즈 모듈의 최대 이동 가능 구간을 제한하는 제 1 및 제 2 스토퍼;
   상기 렌즈 모듈의 일 측에 결합되는 자성체;
   상기 자성체와 이격되어 대향 배치되며 상기 렌즈 모듈의 구동력을 생성하는 코일; 및
   상기 코일이 부착되는 요크를 포함하되, 상기 요크의 광 축 방향의 길이는 상기 자성체의 광 축 방향의 길이보다 길게 형성되는
   카메라 모듈 구동 제어 장치.
   
9. 제 8 항에 있어서, 상기 요크의 광 축 방향의 길이는,
   상기 요크와 상기 자성체를 동일한 광 축 방향의 연장선 상에 두었을 때 상기 렌즈 모듈의 최대 이동 가능 구간 전체에서 상기 자성체의 길이 방향의 양 단이 상기 요크의 길이 범위 내에 포함될 수 있도록, 상기 자성체의 광 축 방향의 길이보다 길게 형성되는
   카메라 모율 구동 제어 장치.
   
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 렌즈 모듈이 상기 제 1 및 제 2 스토퍼로부터 소정 거리만큼 이격된 지점 사이에서 이동하도록 상기 최대 이동 가능 구간에 설정된 제 1 보정 값을 적용하여 유효 이동 구간을 설정하는 제어부
    를 더 포함하는 카메라 모듈 구동 제어 장치.
    
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 렌즈 모듈의 위치를 검출하는 센서를 더 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 렌즈 모듈이 상기 제 1 및 제 2 스토퍼에 각각 밀착된 상태에서 상기 센서로부터 수신된 각각의 센싱 값에 상기 제 1 보정 값을 적용하여 상기 유효 이동 구간을 설정하는
    카메라 모듈 구동 제어 장치.
    
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 유효 이동 구간의 일 방향 끝 점을 나타내는 제 1 설정 값과 상기 유효 이동 구간의 타 방향 끝 점을 나타내는 제 2 설정 값을 저장하는 메모리
    를 더 포함하는 카메라 모듈 구동 제어 장치.
    
13. 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 설정 값 및 제 2 설정 값은,
    상기 센서로부터 수신되는 센싱 값을 설정된 비트수로 디지털화한 값인
    카메라 모듈 구동 제어 장치.
    
14. 제 10 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 유효 이동 구간에서 상기 렌즈 모듈과 상기 제 1 및 제 2 스토퍼와의 최소 이격 거리가 설정된 임계 값보다 큰 경우 제 2 보정 값을 적용하여 보정된 유효 이동 구간을 설정하는
    카메라 모듈 구동 제어 장치.
    
15. 제 14 항에 있어서, 상기 제 2 보정 값은,
    상기 제 1 보정 값을 설정된 비율로 나눈 값인
    카메라 모듈 구동 제어 장치.
    
16. 카메라 모듈의 구동 제어 장치에 있어서,
    광 축을 따라 이동 가능한 렌즈 모듈;
    상기 렌즈 모듈의 위치를 검출하는 센서;
    상기 렌즈 모듈의 최대 이동 가능 구간을 제한하는 제 1 및 제 2 스토퍼;
    상기 렌즈 모듈이 상기 제 1 및 제 2 스토퍼로부터 소정 거리만큼 이격된 지점 사이에서 이동하도록 상기 최대 이동 가능 구간에 설정된 제 1 보정 값을 적용하여 유효 이동 구간을 설정하고, 상기 유효 이동 구간에서 상기 렌즈 모듈과 상기 제 1 및 제 2 스토퍼와의 최소 이격 거리가 설정된 임계 값보다 큰 경우 제 2 보정 값을 적용하여 보정된 유효 이동 구간을 설정하는 제어부; 및
    상기 유효 이동 구간의 일 방향 끝 점을 나타내는 제 1 설정 값과 상기 유효 이동 구간의 타 방향 끝 점을 나타내는 제 2 설정 값을 저장하는 메모리
    를 포함하되, 상기 센서, 상기 제어부 및 상기 메모리는 원 칩(one-chip) 형태로 형성되는
    카메라 모듈 구동 제어 장치.
    
17. 광 축을 따라 이동 가능한 렌즈 모듈, 상기 렌즈 모듈의 최대 이동 가능 구간을 제한하는 제 1 및 제 2 스토퍼를 포함하는 카메라 모듈의 구동 제어 방법에 있어서,
    상기 렌즈 모듈의 최대 이동 가능 구간을 검출하는 단계;
    상기 렌즈 모듈이 상기 제 1 및 제 2 스토퍼로부터 소정 거리만큼 이격된 지점 사이에서 이동하도록 상기 최대 이동 가능 구간에 설정된 제 1 보정 값을 적용하여 유효 이동 구간을 설정하는 단계; 및
    상기 유효 이동 구간에서 상기 렌즈 모듈과 상기 제 1 및 제 2 스토퍼와의 최소 이격 거리가 설정된 임계 값보다 큰 경우 제 2 보정 값을 적용하여 보정된 유효 이동 구간을 설정하는 단계
    를 포함하는 카메라 모듈의 구동 제어 방법.

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