KR101812281B1

KR101812281B1 - 보이스 코일 모터 구동제어장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR101812281B1
Application number: KR1020167022255A
Authority: KR
Inventors: 이승권; 이선표; 이호준; 조신원
Original assignee: 주식회사 동운아나텍
Priority date: 2016-06-30
Filing date: 2016-06-30
Publication date: 2017-12-26
Also published as: US20180205333A1; CN107949983A; CN107949983B; US10608563B2; WO2018004037A3; WO2018004037A2

Abstract

본 발명은 카메라 모듈의 렌즈를 이동시키는 보이스 코일 모터(Voice Coil Motor:이하 VCM이라 함)의 구동제어에 관한 것으로, 특히 렌즈 초기 구동 혹은 랜딩(landing) 시에 소음을 저감시키고 이동시간을 단축시킬 수 있는 VCM 구동제어방법에 관한 것으로, 카메라 동작 명령에 응답하여 미리 설정된 제1변곡점까지 제1기울기를 가지고 선형 증가하는 전류를 상기 VCM에 인가하는 단계와, 상기 변곡점에서 인피니트 포지션까지 상기 제1기울기보다 작은 제2기울기를 가지고 선형 증가하는 전류를 상기 VCM에 인가하여 렌즈를 인피니트 포지션으로 이동시키는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

Description

보이스 코일 모터 구동제어장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROL DRIVING OF A VCM}

본 발명은 카메라 모듈의 렌즈를 이동시키는 보이스 코일 모터(Voice Coil Motor:이하 VCM이라 함)의 구동제어에 관한 것으로, 특히 렌즈 초기 구동 혹은 랜딩(landing) 시에 소음을 저감시키고 이동시간을 단축시킬 수 있는 VCM 구동제어장치 및 VCM 구동제어방법에 관한 것이다.

스마트폰, 디지털 카메라와 같은 휴대용 IT 기기들에는 동영상을 촬영하거나 사진을 찍기 위한 카메라 모듈이 내장된다. 이러한 카메라 모듈에는 피사체에 대한 초점을 맞추기 위해 렌즈를 이동시키는 수단으로서 VCM이 구비된다.

도 1은 VCM이 적용된 일반적인 카메라 모듈의 단면을 예시한 것이다. 도 1에 도시한 바와 같이 렌즈(110)의 측면과 결합되어 있는 VCM 액츄에이터(120)가 하우징(130)의 보빈 지지부(bobbin support; 131)의 상부에 위치해 있다. VCM 액츄에이터(120)는 영구자석(122)과 보빈(121)으로 이루어져 있다.

상술한 구조를 가지는 카메라 모듈(100)은 동작 모드에서 카메라 정지모드로 전환하는 경우 카메라 전원이 오프된다. 이러한 경우 스프링(160)의 힘에 의해 보빈(121)이 렌즈(110)를 바닥면(133)까지 이동시킨다. 이와 같이 렌즈(110)가 바닥면(133)까지 이동시 보빈(121)의 하단부(123)와 하우징(130)의 보빈 지지부(131)가 충돌하여 소음이 발생된다. 이러한 소음을 VCM 이음(異音)이라고도 한다.

이러한 소음 발생을 억제하기 위해 동작 모드에서 카메라 정지모드로 전환시 VCM에 인가되는 전류를 오프하지 않고 선형적으로 감소시켜 보빈(121)의 하단부(123)와 하우징(130)의 보빈 지지부(131)가 충돌하여 발생되는 소음을 최소화하는 기술도 소개되고 있다. 그러나 이러한 기술 역시 VCM 이음을 최소화할 수 있는 방법이기는 하나, VCM 인가전류를 선형적으로 감소시키기에 렌즈가 바닥면까지 이동하는데 시간이 지연된다는 단점을 안고 있다.

또한 렌즈를 움직이기 위한 구동 초기에도 도 2에 도시한 바와 같이 선형적으로 증가하는 전류가 VCM에 인가되는데, 시동 전류 스프링의 탄성계수, 정지 마찰력 등에 의해 렌즈가 움직이기 시작하거나 멈추기 시작할 때 스프링 변형으로 인한 소음이 발생한다. 이와 같이 렌즈 구동 초기에 VCM에 인가되는 전류에 의한 소음 역시 제거 혹은 최소화할 수 있는 방안이 필요하다.

참고적으로 도 2는 렌즈를 초기 구동시키기 위해 VCM에 인가되는 전류와 렌즈의 변위를 도시한 것이며, 도 3은 렌즈를 랜딩 위치로 복원시키기 위해 VCM에 인가되는 전류와 렌즈의 변위를 도시한 것이다. 특히 도 3에서는 카메라모듈의 자세(face up, Horizontal, face down)에 따라 렌즈의 변위를 구분 표시하였다. 도 3을 참조해 보면, 카메라모듈의 자세에 따라 서로 다른 전류값에서 렌즈가 랜딩위치로 복원된다는 것을 알 수 있다. 아울러 도 2에서 '스타트 전류(Start Current)'는 렌즈가 스타트할 때 VCM에 인가되는 전류이기에, 하기 설명에서는 이하 렌즈가 스타트하기까지 VCM에 인가되는 전류를 스타트 전류로 명명하기로 한다.

미국공개공보 US2012/0200763A1 대한민국 공개특허공보 10-2006-0080821

이에 본 발명은 상술한 단점 해결 및 필요성에 따라 창안된 발명으로써, 본 발명의 목적은 카메라 모듈의 렌즈 초기 구동시와 랜딩시에 VCM 이음발생을 저감시킬 수 있는 VCM 구동제어장치 및 VCM 구동제어방법을 제공함에 있으며,

더 나아가 본 발명의 또 다른 목적은 VCM 이음이 최소화되도록 VCM 구동을 제어하되, 그 제어시간을 단축시킬 수 있는 VCM 구동제어장치 및 그 제어방법을 제공함에 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 VCM 구동제어방법은 카메라 모듈의 렌즈를 이동시키는 보이스 코일 모터(VCM)의 구동을 제어하기 위한 방법으로,

카메라 동작 명령에 응답하여 미리 설정된 제1변곡점까지 제1기울기를 가지고 선형 증가하는 전류를 상기 VCM에 인가하는 단계와;

상기 변곡점에서 인피니트 포지션까지 상기 제1기울기보다 작은 제2기울기를 가지고 선형 증가하는 전류를 상기 VCM에 인가하여 렌즈를 인피니트 포지션으로 이동시키는 단계;를 포함하되, 상기 제1변곡점은 파킹 위치에서 렌즈가 스타트할 때 VCM에 인가되는 렌즈 스타트 전류의 직전 값으로 설정됨을 특징으로 한다.

더 나아가 상기 VCM 구동제어방법은,

카메라 동작 오프 명령에 응답하여 미리 설정된 제2변곡점까지 제3기울기를 가지고 선형 감소하는 전류를 상기 VCM에 인가하여 렌즈 랜딩시의 VCM 이음을 저감시키는 단계와;

상기 제2변곡점에서 파킹 포지션까지 상기 제3기울기 보다 큰 제4기울기를 가지고 선형 감소하는 전류를 상기 VCM에 인가하여 렌즈를 파킹시키는 단계;를 더 포함하되, 상기 제2변곡점은 상기 렌즈 스타트 전류의 직후 값으로 설정됨을 또 다른 특징으로 한다.

또한 상기 제1변곡점 혹은 상기 제2변곡점은 렌즈를 인피니트 포지션에 위치시키기 위해 VCM에 인가되는 전류값의 25% 이상 50% 이하에 해당하는 전류값으로 설정됨을 또 다른 특징으로 하며,

상기 제1변곡점 혹은 제2변곡점은 카메라 모듈의 자세(face up, Horizontal, face down)에 따라 가변되는 렌즈 스타트 전류값에 맞춰 변경 설정되되, 변경 설정되는 각각의 상기 제1변곡점 혹은 상기 제2변곡점은 렌즈를 인피니트 포지션에 위치시키기 위해 VCM에 인가되는 전류값의 25% 이상 50% 이하에 해당하는 전류값으로 설정됨을 특징으로 한다.

한편 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 VCM 구동제어장치는,

사용자의 카메라 동작 제어명령에 따라 카메라 모듈의 렌즈를 인피니트 포지션 혹은 파킹 포지션으로 이동시키기 위한 VCM 구동제어신호를 생성하여 출력하기 위한 제어부와;

상기 VCM 구동제어신호를 아날로그 신호로 변환하기 위한 디지털-아날로그 컨버터(DAC)와;

아날로그 신호로 변환된 상기 VCM 구동제어신호에 대응하는 전류를 생성하여 VCM에 인가하기 위한 모터 구동부;를 포함하되, 상기 제어부는,

카메라 동작 명령에 응답하여 미리 설정된 제1변곡점까지 제1기울기를 가지고 선형 증가하는 전류를 상기 VCM에 인가하기 위한 VCM 구동제어신호를 생성하며, 상기 제1변곡점에서 인피니트 포지션까지 상기 제1기울기보다 작은 제2기울기를 가지고 선형 증가하는 전류를 상기 VCM에 인가하기 위한 VCM 구동제어신호를 생성하여 출력함을 특징으로 하며,

더 나아가 상기 제어부는,

카메라 동작 오프 명령에 응답하여 미리 설정된 제2변곡점까지 제3기울기를 가지고 선형 감소하는 전류를 상기 VCM에 인가하기 위한 VCM 구동제어신호를 생성하며, 상기 제2변곡점에서 파킹 포지션까지 상기 제3기울기 보다 큰 제4기울기를 가지고 선형 감소하는 전류를 상기 VCM에 인가하기 위한 VCM 구동제어신호를 생성하여 출력함을 또 다른 특징으로 한다.

상기 제1변곡점 및 상기 제2변곡점 각각은 카메라 모듈의 렌즈가 파킹 위치에서 스타트할 때 VCM에 인가되는 렌즈 스타트 전류의 직전 값 및 직후 값으로 각각 설정되어 상기 제어부의 내부 메모리에 저장 이용됨을 특징으로 하며,

상기 제1변곡점 혹은 상기 제2변곡점은 렌즈를 인피니트 포지션에 위치시기 위해 VCM에 인가되는 전류값의 25% 이상 50% 이하에 해당하는 전류값으로 설정됨을 또 다른 특징으로 한다.

상술한 과제 해결 수단에 따르면, 본 발명은 렌즈를 파킹 포지션에서 인피니트 포지션으로 이동시키는 경우에, 렌즈 스타트 전류값에 근접한 전류값(변곡점)까지는 상대적으로 큰 제1기울기를 가지고 선형 증가하는 전류가 VCM에 인가되도록 제어하고, 상기 변곡점에서 인피니트 포지션 위치까지는 상기 제1기울기 보다 작은 제2기울기를 가지고 선형 증가하는 전류가 VCM에 인가되도록 제어함으로써, 렌즈를 인피니트 포지션까지 이동시키는데 소요되는 시간을 감소시키는 동시에, VCM 이음을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

동일한 방법으로 렌즈를 파킹 포지션으로 이동시키는 경우에도 완만한 기울기로 제2변곡점까지 선형 감소하는 전류를 인가하는 방식으로 렌즈를 이동시켜 렌즈 스타트 전류값 부근에서 발생되는 VCM 이음을 저감시키고, 상기 제2변곡점 이후 파킹 포지션까지는 급격한 기울기로 선형 감소하는 전류를 인가하여 파킹 포지션으로의 이동시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 VCM이 적용된 일반적인 카메라 모듈의 단면 예시도.
도 2는 렌즈를 초기 구동시키기 위해 VCM에 인가되는 전류와 렌즈의 변위 그래프 예시도.
도 3은 렌즈를 랜딩 위치로 복원시키기 위해 VCM에 인가되는 전류와 렌즈의 변위 그래프 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 VCM 구동제어장치의 블럭 구성 예시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 VCM 구동제어 흐름 예시도.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 VCM 인가 전류와 렌즈의 변위 그래프 예시도.
도 7은 카메라 동작 명령에 응답하여 다이렉트로 VCM에 전류를 인가한 종전 방식의 전류 인가 타이밍 예시도.
도 8은 도 7에 기초한 소음측정 실험결과 예시도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전류 인가 타이밍 예시도.
도 10은 도 9에 기초한 소음측정 실험결과 예시도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 혹은 구성, 예를 들면 카메라 모듈의 기구적 구성과 같은 공지 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

참고적으로 하기에서 사용되는 용어 중 인피니트 포지션(infinite position)은 카메라 모듈에 동작 전원이 공급될 경우 파킹 포지션(parking position)에서 이동하여 위치하게 되는 초기 구동위치로 정의하기로 한다. 업계에서는 카메라 전방 1m에 사물을 놓고 포커싱이 맞는 위치를 인피니트 포지션으로 설정하는 것이 일반적이다. 이에 반하여 파킹 포지션은 카메라 동작 오프시 렌즈가 위치하는 곳으로 정의하기로 한다. 아울러 카메라 동작 제어명령은 카메라를 구동시키기 위한 카메라 동작 명령과 카메라 구동을 정지시키기 위한 카메라 동작 오프 명령을 포함하는 것으로 정의하기로 한다. 물론 오토 포커싱, 줌 인, 줌 아웃 명령 또한 카메라 동작 제어명령의 하나일 수 있다. 또한 렌즈 스타트 전류값은 파킹 위치에서 렌즈가 스타트할 때 VCM에 인가된 전류값인 것으로 정의하기로 한다.

우선 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 VCM 구동제어장치의 블럭 구성도를 예시한 것이다.

도 4를 참조하면, 카메라 모듈의 렌즈를 이동시키는 VCM(165)의 구동을 제어하기 위한 장치는,

사용자의 카메라 동작 제어명령에 따라 카메라 모듈의 렌즈를 인피니트 포지션 혹은 파킹 포지션으로 이동시키기 위한 VCM 구동제어신호를 생성하여 출력하기 위한 제어부(110)와,

상기 VCM 구동제어신호를 아날로그 신호로 변환하기 위한 디지털-아날로그 컨버터(DAC,140)와,

아날로그 신호로 변환된 상기 VCM 구동제어신호에 대응하는 전류(i(t))를 생성하여 VCM(165)에 인가하기 위한 모터 구동부(150)를 포함한다.

상기 제어부(110)는 유저 인터페이스부(100)를 통해 입력되는 사용자 명령에 따라 휴대폰, 디지털 카메라와 같은 디바이스에 탑재된 카메라 모듈의 동작을 전반적으로 제어하는데, 카메라 모듈의 동작을 전반적으로 제어하기 위한 제어 프로그램 데이터는 액세스 가능한 메모리(120)에 저장된다.

이러한 제어부(110)의 제어 동작으로서 일 예를 들면, 제어부(110)는 VCM 이음발생을 최소화하기 위해 카메라 동작 명령에 응답하여 미리 설정된 제1변곡점(도 6a의 P1)까지 제1기울기를 가지고 선형 증가하는 전류를 상기 VCM(165)에 인가하기 위한 VCM 구동제어신호를 생성하며, 상기 변곡점(도 6a의 P1)에서 인피니트 포지션까지 상기 제1기울기보다 작은 제2기울기를 가지고 선형 증가하는 전류를 상기 VCM(165)에 인가하기 위한 VCM 구동제어신호를 생성하여 출력한다.

또한 제어부(110)는 카메라 동작 오프 명령에 응답하여 미리 설정된 제2변곡점(도 6b의 P2)까지 제3기울기를 가지고 선형 감소하는 전류를 상기 VCM(165)에 인가하기 위한 VCM 구동제어신호를 생성하며, 상기 제2변곡점(P2)에서 파킹 포지션까지 상기 제3기울기 보다 큰 제4기울기를 가지고 선형 감소하는 전류를 상기 VCM(165)에 인가하기 위한 VCM 구동제어신호를 생성하여 출력한다.

참고적으로 상기 제1변곡점(P1) 및 제2변곡점(P2)은 카메라 모듈의 렌즈가 파킹 위치에서 스타트할 때 VCM(165)에 인가되는 전류값(실험에 의해 획득 가능함)의 직전 값(렌즈 랜딩시에는 직후 값이 됨)(바람직하게는 렌즈를 인피니트 포지션에 위치시키기 위해 VCM에 인가되는 전류값의 25% 이상 50% 이하에 해당하는 전류값으로 설정)으로 설정되어 메모리(120) 혹은 제어부(110)의 내부 메모리 또는 레지스터에 저장되어 이용 가능하다. 상기 제1변곡점(P1) 및 제2변곡점(P2)은 동일한 전류값으로 설정될 수도 있지만, 각 카메라 모듈의 기구적 특성 및 동작 특성에 따라 서로 다른 전류값을 가질 수도 있다. 중요한 사실은 중력, 정지 마찰력 등에 의해 카메라 모듈의 자세(face up, Horizontal, face down)에 따라 렌즈 스타트 전류도 가변된다는 점이다. 이에 상기 제1변곡점 및 제2변곡점은 카메라 모듈의 자세에 따라 가변되는 렌즈 스타트 전류값에 맞춰 변경 설정되되, 변경 설정되는 각각의 제1변곡점 및 제2변곡점은 렌즈를 인피니트 포지션에 위치시키기 위해 VCM에 인가되는 전류값의 25% 이상 50% 이하에 해당하는 전류값으로 설정될 수 있다.

도 4에서 미설명된 유저 인터페이스부(100)는 디바이스에 따라 사용자 명령을 입력하기 위한 조작 버튼들을 포함하며, 경우에 따라서는 촬영영상, 디바이스 동작 상태를 표시하기 위한 표시부를 더 포함할 수 있다.

메모리(120)에는 카메라 모듈의 구동을 제어하기 위한 제어 프로그램 데이터가 저장됨은 물론 실험에 의해 획득된 상기 변곡점(P1,P2:)에 대한 정보가 저장된다.

영상신호 처리부(130)는 카메라 모듈을 구성하는 이미지 센서로부터 얻어진 영상신호를 처리한다. 이미지 센서는 통상 카메라 모듈의 렌즈 하부에 배치된다.

카메라 모듈의 기구적 구성을 도 1을 참조하여 부연 설명하면, 도 1은 렌즈가 바닥면(파킹 포지션)까지 이동된 VCA(Voice Coil Actuator)(120)의 상태를 도시한 것이다. 도 1에서 렌즈 구동부(104)는 VCA(120), 스프링(160) 및 하우징(130)을 포함한다. VCA(120)는 초점을 맞추기 위하여 렌즈(110)를 광축을 따라 직선이동시키는 역할을 하며, 보빈(121)과 영구자석(122)으로 이루어져 있다. 보빈(121)은 렌즈(110)의 측면에 결합되어 있으며 코일(도시되지 않음)이 감겨있다. 보빈(121)은 코일에 흐르는 전류의 양에 따라 렌즈(110)의 위치를 조절한다. 영구자석(122)은 보빈(121)의 바깥쪽에 배치되어 있다. 보빈(121)의 하단부(123)는, 카메라 모듈(100)이 촬영동작을 수행하고 있을 때 하우징(130)의 보빈 지지부(131)와 간격(h)을 두고 있다. 보빈(121)의 하단부(123)와 하우징(130)의 보빈 지지부(131) 사이의 간격(h)은 렌즈(110)의 하면과 바닥면(133) 사이의 간격과 동일하다. 스프링(160)은 카메라 전원이 오프되었을 때 렌즈(110)를 바닥면(133)으로 이동시키는 역할을 하며, VCA(120)의 상부에 배치된 상부 스프링(161)과 VCA(120)의 하부에 배치된 하부스프링(162)으로 이루어져 있다. 하우징(130)은 카메라 모듈(100) 내부의 구성요소들을 감싸서 보호하고 지지하는 역할을 하며, 보빈 지지부(131) 및 렌즈 하단지지부(132)를 포함한다. 렌즈 하단지지부(132)의 상면은 카메라 전원이 오프되었을 때 렌즈(110)와 접촉하는 바닥면(133)을 형성한다. 이러한 카메라 모듈 구성 중 렌즈(110)를 이동시키는 VCA(120)를 설명의 편의상 VCM(165)으로 통일하여 명명하기로 하며, 바닥면(133)을 파킹 포지션으로 명명하기로 한다.

이하 상술한 구성을 가지는 VCM 구동제어장치의 동작을 첨부 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 VCM 구동제어 흐름도를 예시한 것이며, 도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 VCM 인가 전류와 렌즈의 변위 그래프를 각각 도시한 것이다. 하기에서는 설명의 편의상 카메라 모듈의 자세를 수평(Horizontal) 상태인 것으로 가정하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 하며, 수평 상태에서 얻어진 렌즈 스타트 전류값과, 수평 상태에서 얻어진 렌즈 스타트 전류값에 매핑된 제1변곡점(P1) 및 제2변곡점(P2)을 이용하여 VCM(165) 구동을 제어하는 방법에 대해 설명하기로 한다.

도 5를 참조하면, 우선 카메라의 동작 전원이 오프된 상태에서는 카메라 모듈의 렌즈(110)가 바닥면(133), 즉 파킹 포지션에 위치한다. 만약 유저 인터페이스부(100)를 통해 카메라 동작명령이 수신(S10단계)되면, 제어부(110)는 렌즈(110)를 초기 구동위치인 인피니트 포지션으로 이동시킨다.

이를 위해 제어부(110)는 도 6a에 도시한 바와 같이 미리 설정된 제1변곡점(P1)까지 제1기울기를 가지고 선형 증가하는 전류를 VCM(165)에 인가(S20단계)한다. 상기 제1변곡점(P1)은 파킹 위치에서 렌즈(110)가 인가전류에 의해 스타트할 때의 전류값(렌즈 스타트 전류값, 실험에 의해 획득 가능하다)의 직전 값(바람직하게는 렌즈를 인피니트 포지션에 위치시기 위해 VCM에 인가되는 전류값의 25% 이상 50% 이하에 해당하는 전류값으로 설정)으로 설정된다. 참고적으로 상기 제1변곡점(P1)은 VCM(165)에 인가되는 전류값에 대응하는 디지털 코드값을 가지며, 이를 하기에서는 설명의 편의상 전류값(current)으로 명명하기로 한다.

상기 제1변곡점(P1)을 렌즈 스타트 전류값의 직전 값으로 설정하는 이유는 렌즈를 초기 구동시켜 인피니트 포지션까지 이동시키는데 소요되는 시간을 단축함은 물론, VCM 이음을 최소화하는데 이용하기 위함이다. 즉, 도 6a에 도시한 바와 같이 종전의 선형 제어 방식의 기울기(Linear Slope Control:LSC)와 같이 1코드 스텝 단위로 VCM 인가전류를 선형 증가시키면 VCM 이음은 저감되지만, 인피니트 포지션까지 렌즈를 이동시키는 시간이 지연된다. 이에 본 발명에서는 수평 상태에서의 렌즈 스타트 전류 직전의 제1변곡점(P1)까지 인가 전류를 급속히 선형 증가(예를 들면 5코드 스텝 단위)(LSC1)시키는 방식으로 렌즈의 초기 구동 시간을 단축한다.

이와 같이 제1변곡점(P1)까지 제1기울기를 가지고 선형 증가하는 전류가 VCM(165)에 인가되도록 제어한 후, 제어부(110)는 상기 변곡점(P1)에서 인피니트 포지션까지 상기 제1기울기보다 작은 제2기울기를 가지고 선형 증가하는 전류를 상기 VCM(165)에 인가(S30단계)하여 렌즈를 초기 구동 위치인 인피니트 포지션으로 이동시킨다. 상기 제2기울기의 값을 가지고 선형 증가하는 전류(i(t))는 렌즈 스타트 전류값을 포함할 수 있도록 설정되어야 하며, VCM 이음이 최소가 되도록 선형 증가하는 기울기를 갖도록 설정되어야 한다.

이와 같이 렌즈 스타트 전류값에 근접한 직전의 전류값(변곡점 P1)까지는 상대적으로 큰 제1기울기를 가지고 선형 증가하는 전류가 VCM(165)에 인가되도록 제어하고, 상기 변곡점 P1에서 인피니트 포지션 위치까지는 상기 제1기울기 보다 작은 제2기울기를 가지고 선형 증가하는 전류가 VCM(165)에 인가되도록 제어하면, 렌즈를 인피니트 포지션까지 이동시키는데 소요되는 시간을 도 6a에서와 같이 종전 T2에서 T1으로 줄일 수 있고, 완만하게 선형적으로 증가하는 전류의 인가로 인해 VCM 이음을 최소화할 수 있게 되는 것이다.

한편 카메라 동작 중 사용자에 의해 카메라 동작 오프 명령이 수신되면(S40단계), 제어부(110)는 카메라 동작 오프 명령에 응답하여 도 6b에 도시한 바와 같이 미리 설정된 제2변곡점(P2)까지 제3기울기를 가지고 선형 감소(1코드 스텝 단위로)하는 전류가 VCM(165)에 인가(S50단계)되도록 제어한다. 상기 제2변곡점(P2)은 상기 제1변곡점(P1)과 동일한 값을 가질 수 있으며, 상기 제1변곡점(P1)과는 다른 값을 가질 수도 있되 렌즈 스타트 전류값 보다 작은 직전의 전류값을 가진다. 이 역시 실험에 의해 얻어질 수 있는 값이다. 중요한 점은 상기 제1변곡점(P1)과 제2변곡점(P2)이 렌즈 스타트 전류값에 의해 발생하는 VCM 이음을 최소화시키기 위해 렌즈 스타트 전류값 보다 작은 직전의 전류값(바람직하게는 렌즈를 인피니트 포지션에 위치시기 위해 VCM에 인가되는 전류값의 25% 이상 50% 이하에 해당하는 전류값)으로 설정되어야 한다는 것이다.

상술한 바와 같이 제2변곡점(P2)까지 제3기울기를 가지고 완만하게 선형 감소하는 전류가 VCM(165)에 인가되도록 제어한 후, 제어부(110)는 도 6b에 도시한 바와 같이 상기 제2변곡점(P2)에서 파킹 포지션까지 상기 제3기울기 보다 큰 제4기울기를 가지고 선형 감소(5코드 스텝 단위로)하는 전류가 상기 VCM(165)에 인가(S60단계)되도록 제어하여 렌즈를 파킹시킨다.

이와 같이 렌즈 스타트 전류값에 근접한 전류값(변곡점 P3)까지는 상대적으로 작은 기울기를 가지고 선형 감소하는 전류가 VCM(165)에 인가되도록 제어하여 VCM 이음을 최소화하고, 상기 변곡점 P2에서 파킹 포지션 위치까지는 상기 제3기울기 보다 큰 제4기울기를 가지고 큰 폭으로 선형 감소하는 전류가 VCM(165)에 인가되도록 제어하여 파킹 포지션까지 이동시키는데 소요되는 시간을 종전 LSC의 T4에서 T3로 줄일 수 있다.

아울러 변곡점 P2에서 파킹 포지션 위치까지 선형적으로 감소하는 전류가 VCM(165)에 인가되도록 제어하면, 인가 전류의 점진적 감소 없이 바로 전원을 오프하는 경우에 발생할 수 있는 렌즈와 바닥면의 충돌로 인한 소음을 줄일 수 있다.

도 7은 카메라 동작 명령에 응답하여 다이렉트로 VCM에 전류를 인가한 종전 방식의 전류 인가 타이밍를 도시한 것이며, 도 8은 도 7에 기초한 소음측정 실험결과를 예시한 것이다. 한편, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전류 인가 타이밍도를 도시한 것이며, 도 10은 도 9에 기초한 소음측정 실험결과를 예시한 것이다.

도 7과 도 9를 비교해 보면, 도 9에서는 카메라 동작 명령에 응답하여 도 7에서와 같이 다이렉트로 VCM에 전류를 인가하는 방식이 아니라, 실험에 의해 얻어진 제1변곡점까지 제1기울기를 가지고 급격히 선형 증가하는 방식으로 VCM에 전류를 인가하고, 상기 제1변곡점에서 인피니트 포지션까지 제2기울기를 가지고 선형 증가하는 방식으로 VCM에 전류를 인가하되, 상기 제2기울기는 제1기울기 보다 작은 기울기 값을 가지도록 제어하는 방식의 전류 인가 타이밍도를 도시한 것이다.

도 7과 도 9에 도시한 바와 같은 방식으로 VCM에 전류를 인가하였을 때의 VCM 이음을 측정한 결과를 각각 도 8 및 도 10에 예시하였다. 도 8 및 도 10의 표를 대비해 보면, 본 발명의 실시예에 따라 VCM 구동을 제어하였을 경우의 VCM 이음이 다이렉트 방식으로 제어하는 경우에 비해 상대적으로 줄어들었다는 것을 알 수 있었다.

따라서 본 발명은 다이렉트 방식으로 VCM에 전류를 인가하는 방법에 비해 VCM 이음이 저감된 발명이라 할 수 있으며, 카메라 동작 명령에 응답하여 점진적으로 선형 증가하는 방식으로 VCM에 전류를 인가하는 종전 방법에 비해 렌즈를 인피니트 포지션까지 이동시키는데 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 유용한 발명이라 할 수 있다.

이상은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims

카메라 모듈의 렌즈를 이동시키는 보이스 코일 모터(VCM)의 구동을 제어하기 위한 방법에 있어서,
카메라 동작 명령에 응답하여 미리 설정된 제1변곡점까지 제1기울기를 가지고 선형 증가하는 전류를 상기 VCM에 인가하는 단계와;
상기 제1변곡점에서 인피니트 포지션까지 상기 제1기울기보다 작은 제2기울기를 가지고 선형 증가하는 전류를 상기 VCM에 인가하여 렌즈를 인피니트 포지션으로 이동시키는 단계;를 포함하되, 상기 제1변곡점은 파킹 위치에서 렌즈가 스타트할 때 VCM에 인가되는 렌즈 스타트 전류의 직전 값으로 설정됨을 특징으로 하는 VCM 구동제어방법.
청구항 1에 있어서, 카메라 동작 오프 명령에 응답하여 미리 설정된 제2변곡점까지 제3기울기를 가지고 선형 감소하는 전류를 상기 VCM에 인가하여 렌즈 랜딩시의 VCM 이음을 저감시키는 단계와;
상기 제2변곡점에서 파킹 포지션까지 상기 제3기울기 보다 큰 제4기울기를 가지고 선형 감소하는 전류를 상기 VCM에 인가하여 렌즈를 파킹시키는 단계;를 더 포함하되, 상기 제2변곡점은 상기 렌즈 스타트 전류의 직후 값으로 설정됨을 특징으로 하는 VCM 구동제어방법.
청구항 2에 있어서, 상기 제1변곡점 혹은 상기 제2변곡점은 렌즈를 인피니트 포지션에 위치시기 위해 VCM에 인가되는 전류값의 25% 이상 50% 이하에 해당하는 전류값으로 설정됨을 특징으로 하는 VCM 구동제어방법.
청구항 2에 있어서, 상기 제1변곡점 혹은 제2변곡점은 카메라 모듈의 자세(face up, Horizontal, face down)에 따라 가변되는 렌즈 스타트 전류값에 맞춰 변경 설정되되, 변경 설정되는 각각의 상기 제1변곡점 혹은 상기 제2변곡점은 렌즈를 인피니트 포지션에 위치시키기 위해 VCM에 인가되는 전류값의 25% 이상 50% 이하에 해당하는 전류값으로 설정됨을 특징으로 하는 VCM 구동제어방법.
사용자의 카메라 동작 제어명령에 따라 카메라 모듈의 렌즈를 인피니트 포지션 혹은 파킹 포지션으로 이동시키기 위한 VCM 구동제어신호를 생성하여 출력하기 위한 제어부와;
상기 VCM 구동제어신호를 아날로그 신호로 변환하기 위한 디지털-아날로그 컨버터(DAC)와;
아날로그 신호로 변환된 상기 VCM 구동제어신호에 대응하는 전류를 생성하여 VCM에 인가하기 위한 모터 구동부;를 포함하되, 상기 제어부는,
카메라 동작 명령에 응답하여 미리 설정된 제1변곡점까지 제1기울기를 가지고 선형 증가하는 전류를 상기 VCM에 인가하기 위한 VCM 구동제어신호를 생성하며, 상기 제1변곡점에서 인피니트 포지션까지 상기 제1기울기보다 작은 제2기울기를 가지고 선형 증가하는 전류를 상기 VCM에 인가하기 위한 VCM 구동제어신호를 생성하여 출력함을 특징으로 하는 VCM 구동제어장치.
청구항 5에 있어서, 상기 제어부는,
카메라 동작 오프 명령에 응답하여 미리 설정된 제2변곡점까지 제3기울기를 가지고 선형 감소하는 전류를 상기 VCM에 인가하기 위한 VCM 구동제어신호를 생성하며, 상기 제2변곡점에서 파킹 포지션까지 상기 제3기울기 보다 큰 제4기울기를 가지고 선형 감소하는 전류를 상기 VCM에 인가하기 위한 VCM 구동제어신호를 생성하여 출력함을 특징으로 하는 VCM 구동제어장치.
청구항 5에 있어서, 상기 제1변곡점은 카메라 모듈의 렌즈가 파킹 위치에서 스타트할 때 VCM에 인가되는 렌즈 스타트 전류의 직전 값으로 설정되어 상기 제어부의 내부 메모리에 저장 이용됨을 특징으로 하는 VCM 구동제어장치.
청구항 6에 있어서, 상기 제2변곡점은 카메라 모듈의 렌즈가 파킹 위치에서 스타트할 때 VCM에 인가되는 렌즈 스타트 전류의 직후 값으로 설정되어 상기 제어부의 내부 메모리에 저장 이용됨을 특징으로 하는 VCM 구동제어장치.
청구항 7 또는 청구항 8에 있어서, 상기 제1변곡점 혹은 상기 제2변곡점은 렌즈를 인피니트 포지션에 위치시기 위해 VCM에 인가되는 전류값의 25% 이상 50% 이하에 해당하는 전류값으로 설정됨을 특징으로 하는 VCM 구동제어장치.
청구항 6에 있어서, 상기 제1변곡점 혹은 제2변곡점은 카메라 모듈의 자세(face up, Horizontal, face down)에 따라 가변되는 렌즈 스타트 전류값에 맞춰 변경 설정되되, 변경 설정되는 각각의 상기 제1변곡점 혹은 상기 제2변곡점은 렌즈를 인피니트 포지션에 위치시키기 위해 VCM에 인가되는 전류값의 25% 이상 50% 이하에 해당하는 전류값으로 설정됨을 특징으로 하는 VCM 구동제어장치.
청구항 1에 있어서, 상기 제1변곡점은 렌즈를 인피니트 포지션에 위치시기 위해 VCM에 인가되는 전류값의 25% 이상 50% 이하에 해당하는 전류값으로 설정됨을 특징으로 하는 VCM 구동제어방법.
청구항 1에 있어서, 상기 제1변곡점은 카메라 모듈의 자세(face up, Horizontal, face down)에 따라 가변되는 렌즈 스타트 전류값에 맞춰 변경 설정되되, 변경 설정되는 상기 제1변곡점은 렌즈를 인피니트 포지션에 위치시키기 위해 VCM에 인가되는 전류값의 25% 이상 50% 이하에 해당하는 전류값으로 설정됨을 특징으로 하는 VCM 구동제어방법.
청구항 5에 있어서, 상기 제1변곡점은 카메라 모듈의 자세(face up, Horizontal, face down)에 따라 가변되는 렌즈 스타트 전류값에 맞춰 변경 설정되되, 변경 설정되는 상기 제1변곡점은 렌즈를 인피니트 포지션에 위치시키기 위해 VCM에 인가되는 전류값의 25% 이상 50% 이하에 해당하는 전류값으로 설정됨을 특징으로 하는 VCM 구동제어장치.