KR101892300B1 - Camera module and method for auto focsing the same - Google Patents
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Abstract
카메라 모듈의 오토 포커싱 방법은 구동 전류가 인가되지 않았을 때 탄성 부재에 의하여 기준면으로부터 이격된 보이스 코일 모터의 가동자의 자세를 판단하는 단계; 포커싱 동작을 위해 초기 구동 전류를 인가하여 상기 가동자를 상기 기준면에 밀착시키는 단계; 상기 가동자의 상기 자세에 대응하여 구동 전류가 인가되더라도 상기 기준면으로부터 구동되지 않는 상기 가동자의 미구동 구간 및 구동 전류에 의하여 구동이 개시되는 상기 가동자의 구동 구간을 판단하는 단계; 및 상기 미구동 구간의 오토 포커싱은 스킵(skip)하고, 상기 구동 구간으로부터 오토 포커싱을 수행하는 단계를 포함한다.A method of autofocusing a camera module includes: determining an attitude of a mover of a voice coil motor spaced apart from a reference plane by an elastic member when a driving current is not applied; Applying an initial driving current to bring the mover into close contact with the reference plane for focusing operation; Determining a driving period of the mover that is driven by a driving current and a non-driving period of the mover that is not driven from the reference plane even if a driving current is applied in correspondence with the attitude of the mover; And skipping the auto focusing of the non-driving interval and performing autofocusing from the driving interval.
Description
본 발명은 양방향으로 구동되는 양방향 카메라 모듈 및 양방향 카메라 모듈의 오토 포커싱 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a bidirectional camera module and bidirectional camera module autofocusing method which are driven in both directions.
최근 들어, 초소형 카메라 모듈이 내장된 휴대폰 및 타블릿 PC 등이 개발되고 있다.In recent years, mobile phones and tablet PCs having an ultra-small camera module are being developed.
종래 휴대폰 등에 적용되는 디지털 카메라 모듈의 경우, 외부광을 디지털 이미지 또는 디지털 영상으로 변경하는 이미지 센서 및 렌즈 사이의 간격을 조절할 수 없었으나, 최근 이미지 센서와 렌즈 사이의 간격을 조절하는 보이스 코일 모터와 같은 렌즈 구동 장치가 개발되어 카메라 모듈에서 보다 개선된 디지털 이미지 또는 디지털 영상을 얻을 수 있게 되었다.Conventionally, in the case of a digital camera module applied to a mobile phone or the like, the interval between the image sensor and the lens for changing the external light into a digital image or a digital image can not be adjusted. Recently, a voice coil motor The same lens driving device has been developed and it is possible to obtain a digital image or a digital image which is improved from the camera module.
일반적으로 카메라 모듈에 적용되는 보이스 코일 모터는 내부에 렌즈가 장착된 가동자가 베이스로부터 상부로 이동하여 렌즈 및 베이스의 후면에 배치된 이미지 센서 사이의 간격을 조절한다.A voice coil motor, which is generally applied to a camera module, moves a mover equipped with a lens therein from above the base to adjust the distance between the lens and the image sensor disposed on the rear surface of the base.
최근에는 보이스 코일 모터의 가동자를 베이스로부터 플로팅 시켜 가동자를 상방 또는 하방으로 이동시키면서 오토 포커싱을 구현하는 양방향 구동 보이스 코일 모터가 개발된 바 있다.Recently, a bi-directional driving voice coil motor has been developed in which the mover of the voice coil motor is floated from the base to move the mover upward or downward to realize auto focusing.
종래 보이스 코일 모터는 구동 신호가 인가되지 않았을 때 탄성 부재가 가동자를 눌러 베이스에 접촉시키는 구조를 갖는다.The conventional voice coil motor has a structure in which when the drive signal is not applied, the elastic member contacts the base by pressing the mover.
종래 양방향 구동 보이스 코일 모터의 가동자의 경우 보이스 코일 모터의 자세 및 가동자의 자중에 따라서 약 30㎛ 내지 50㎛의 변위를 갖는다.In the case of the mover of the conventional bidirectional drive voice coil motor, it has a displacement of about 30 μm to 50 μm depending on the attitude of the voice coil motor and the own weight of the mover.
그러나 종래 양방향 보이스 코일 모터의 가동자는 보이스 코일 모터의 자세에 따라 변위를 가질 뿐만 아니라 구동 신호를 인가하더라도 구동되지않는 미구동 구간을 포함하지만 이를 반영하지 못한 오토 포커싱 알고리즘에 의하여 오토 포커스 동작이 수행되기 때문에 오토 포커싱에 많은 시간이 소요되고 전류 소모가 큰 문제점을 갖는다.
However, the mover of the conventional bidirectional voice coil motor not only has a displacement in accordance with the attitude of the voice coil motor but also includes a non-driving period which is not driven even when a driving signal is applied, but an autofocusing operation is performed by an autofocusing algorithm Therefore, it takes a lot of time for auto-focusing and a large current consumption.
본 발명은 양방향으로 구동되는 가동자를 갖는 보이스 코일 모터의 자세에 따른 가동자의 변위를 판단 및 구동 신호를 인가하더라도 가동자가 구동되지 않는 미구동 구간을 판단하여 미구동 구간에서의 오토 포커싱을 스킵하여 오토 포커싱 시간을 단축한 카메라 모듈 및 카메라 모듈의 오토 포커싱 방법을 제공한다.According to the present invention, it is possible to determine the displacement of the mover according to the attitude of the voice coil motor having the mover driven in both directions and to determine the non-driving interval in which the mover is not driven even if the driving signal is applied, The present invention provides a camera module and a camera module autofocusing method that shortens the focusing time.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The technical object of the present invention is not limited to the above-mentioned technical objects and other technical objects which are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description will be.
일실시예로서, 카메라 모듈의 오토 포커싱 방법은 구동 전류가 인가되지 않았을 때 탄성 부재에 의하여 기준면으로부터 이격된 보이스 코일 모터의 가동자의 자세를 판단하는 단계; 포커싱 동작을 위해 초기 구동 전류를 인가하여 상기 가동자를 상기 기준면에 밀착시키는 단계; 상기 가동자의 상기 자세에 대응하여 구동 전류가 인가되더라도 상기 기준면으로부터 구동되지 않는 상기 가동자의 미구동 구간 및 구동 전류에 의하여 구동이 개시되는 상기 가동자의 구동 구간을 판단하는 단계; 및 상기 미구동 구간의 오토 포커싱은 스킵(skip)하고, 상기 구동 구간으로부터 오토 포커싱을 수행하는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided an auto focusing method of a camera module, comprising: determining an attitude of a mover of a voice coil motor spaced apart from a reference surface by an elastic member when a driving current is not applied; Applying an initial driving current to bring the mover into close contact with the reference plane for focusing operation; Determining a driving period of the mover that is driven by a driving current and a non-driving period of the mover that is not driven from the reference plane even if a driving current is applied in correspondence with the attitude of the mover; And skipping the auto focusing of the non-driving interval and performing autofocusing from the driving interval.
일실시예로서, 카메라 모듈의 오토 포커싱 방법은 구동 전류가 인가되지 않았을 때 탄성 부재에 의하여 기준면으로부터 이격된 보이스 코일 모터의 가동자의 자세를 판단하는 단계; 포커싱 동작을 위해 초기 구동 전류를 인가하여 상기 가동자를 상기 기준면에 밀착시키는 단계; 상기 가동자의 자세에 대응하여 복수개의 오토 포커스 알고리즘들 중 하나를 선택하는 단계; 및 선택된 오토 포커스 알고리즘에 의하여 구동 전류가 인가되더라도 구동되지 않는 상기 가동자의 미구동 구간의 오토 포커싱은 스킵 하고 상기 구동 전류에 의하여 구동되는 상기 가동자의 구동 구간으로부터 오토 포커싱을 수행하는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided an auto focusing method of a camera module, comprising: determining an attitude of a mover of a voice coil motor spaced apart from a reference surface by an elastic member when a driving current is not applied; Applying an initial driving current to bring the mover into close contact with the reference plane for focusing operation; Selecting one of a plurality of autofocus algorithms corresponding to the attitude of the mover; And performing autofocusing from a driving period of the mover driven by the driving current by skipping auto focusing of a non-driving period of the mover that is not driven even if a driving current is applied by the selected autofocus algorithm.
일실시예로서, 카메라 모듈은 구동 전류를 인가하지 않았을 때 기준면으로부터 이격된 렌즈를 포함하는 가동자를 양방향으로 구동하는 보이스 코일 모터; 상기 보이스 코일 모터의 자세를 판단하는 자세 감지 센서; 상기 자세 감지 센서가 판단한 상기 보이스 코일 모터의 자세에 대응하는 오토 포커스 알고리즘에 의하여 산출된 상기 렌즈의 최적 초점값을 이용하여 상기 보이스 코일 모터를 구동하기 위한 구동 신호를 발생시키는 이미지 신호 프로세서(ISP); 상기 렌즈를 통과한 광을 디지털 신호로 변경하는 이미지 센서; 및 상기 보이스 코일 모터, 상기 자세 감지 센서, 상기 이미지 신호 프로세서 및 상기 이미지 센서를 제어하는 제어부를 포함한다.
In one embodiment, the camera module includes: a voice coil motor for bi-directionally driving a mover including a lens spaced from a reference plane when a driving current is not applied; An orientation sensor for determining the orientation of the voice coil motor; An image signal processor (ISP) for generating a driving signal for driving the voice coil motor using an optimum focus value of the lens calculated by an autofocus algorithm corresponding to the posture of the voice coil motor determined by the posture sensor, ; An image sensor for converting light passing through the lens into a digital signal; And a control unit for controlling the voice coil motor, the orientation sensor, the image signal processor, and the image sensor.
본 발명에 따른 카메라 모듈 및 카메라 모듈의 오토 포커싱 방법은 양방향으로 구동되는 가동자를 갖는 보이스 코일 모터에 전류를 인가하여도 가동자가 구동되지 않는 미구동 구간에서의 오토 포커싱 동작은 스킵하고 인가된 전류에 의하여 가동자가 구동되는 구동 구간에서만 오토 포커싱 동작을 수행하여 오토 포커싱에 소요되는 시간을 단축 및 미구동 구간에서의 전류 소모를 감소시켜 소비전력을 감소시키는 효과를 갖는다.
The auto focus method of a camera module and a camera module according to the present invention is characterized in that auto focusing operation in a non-driving section in which a mover is not driven even when a current is applied to a voice coil motor having a mover driven in both directions is skipped, Accordingly, the autofocusing operation is performed only in the driving section in which the mover is driven, thereby reducing the time required for autofocusing and reducing current consumption in the non-driving section, thereby reducing power consumption.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈을 도시한 블럭도이다. 도 2는 도 1의 보이스 코일 모터를 개념적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 보이스 코일 모터의 사이드(side) 자세를 도시한 단면도이다. 도 4는 도 2에 도시된 보이스 코일 모터의 다운(down) 자세를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 오토 포커싱 방법을 도시한 순서도이다.
도 6은 도 1의 보이스 코일 모터가 업(up) 자세일 때 전류-거리 특성을 도시한 그래프이다.
도 7은 도 1의 보이스 코일 모터가 사이드(side) 자세일 때 전류-거리 특성을 도시한 그래프이다.
도 8은 도 1의 보이스 코일 모터가 다운(side) 자세일 때 전류-거리 특성을 도시한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 오토 포커싱 방법을 도시한 순서도이다.1 is a block diagram illustrating a camera module according to an embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view conceptually showing the voice coil motor of Fig.
3 is a sectional view showing the side posture of the voice coil motor shown in Fig. 4 is a sectional view showing the voice coil motor shown in Fig. 2 in the down position.
5 is a flowchart illustrating a method of auto-focusing a camera module according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing current-distance characteristics when the voice coil motor of Fig. 1 is in an up position. Fig.
7 is a graph showing current-distance characteristics when the voice coil motor of Fig. 1 is in a side posture.
8 is a graph showing the current-distance characteristic when the voice coil motor of Fig. 1 is in the side posture.
9 is a flowchart illustrating a method of autofocusing a camera module according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The sizes and shapes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience. In addition, terms defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may be changed according to the intention or custom of the user, the operator. The definitions of these terms should be interpreted based on the contents of the present specification and meanings and concepts in accordance with the technical idea of the present invention.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈을 도시한 블럭도이다. 도 2는 도 1의 보이스 코일 모터를 개념적으로 도시한 단면도이다.1 is a block diagram illustrating a camera module according to an embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view conceptually showing the voice coil motor of Fig.
도 1 및 도 2를 참조하면, 카메라 모듈(800)은 양방향으로 가동되는 가동자를 갖는 보이스 코일 모터(100), 자세 감지 센서(200), 오토 포커스 알고리즘(300), 이미지 신호 프로세서(400), 이미지 센서(500) 및 제어부(600)를 포함한다.1 and 2, the
도 2를 참조하면, 보이스 코일 모터(100)는 렌즈를 베이스로부터 멀어지는 방향 및 베이스에 근접하는 방향으로 업 또는 다운시켜 양방향으로 오토 포커싱 기능을 수행한다.Referring to FIG. 2, the
보이스 코일 모터(100)는 베이스(110), 고정자(120), 가동자(130), 탄성 부재(140) 및 커버(150)를 포함한다.The
베이스(110)는 중앙부에 광이 통과하는 개구가 형성된 플레이트 형상으로 형성되며, 베이스(110)는 가동자(130)의 하부 스톱퍼로서 역할한다. 베이스(110)의 상면에는 후술 될 가동자(130) 및 베이스(110)의 충돌에 따른 소음 및 진동을 방지하는 충격 흡수 부재가 배치될 수 있다.The
베이스(110)의 후면 또는 베이스(110)의 후방에는 이미지 센서(500)가 배치될 수 있다. 이미지 센서(500)는 가동자(130)의 렌즈를 통해 포커싱 된 광을 디지털 이미지 또는 동영상으로 변경시킨다.The
고정자(120)는 베이스(110) 상에 고정되며, 고정자(120)는 자기장을 발생시키는 제1 구동부(125)를 포함하며, 고정자(120)의 내부에는 수납공간이 형성된다.The
본 발명의 일실시예에서 제1 구동부(125)는, 예를 들어, 전류에 의하여 자기장을 발생시키기 위해 절연 수지에 의하여 절연된 긴 전선을 권선한 코일을 포함할 수 있다. 이와 다르게, 제1 구동부(125)는 자기장을 발생시키는 마그네트를 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시예에서, 고정자(120)의 제1 구동부(125)는 코일을 포함한다.In one embodiment of the present invention, the first driving
가동자(130)는 고정자(120)의 내부에 배치되며 가동자(130)는 렌즈(135)를 포함한다. 가동자(130)의 외측면에는 자기장을 발생시키는 제2 구동부(138)가 장착된다.The
본 발명의 일실시예에서, 고정자(120)의 제1 구동부(125)가 코일을 포함할 경우, 가동자(130)의 제2 구동부(138)는 마그네트를 포함할 수 있다. 이와 다르게, 고정자(120)의 제1 구동부(125)가 마그네트를 포함할 경우, 가동자(130)의 제2 구동부(138)는 코일을 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시예에서, 가동자(130)의 제2 구동부(138)는, 예를 들어, 마그네트를 포함한다.In an embodiment of the present invention, when the first driving
탄성 부재(140)는 일측이 가동자(130)에 고정되고 상기 일측과 대향 하는 타측이 고정자(120)에 고정되며, 탄성 부재(140)는 가동자(130)를 탄력적으로 지지한다.One side of the
본 발명의 일실시예에서, 탄성 부재(140)는 가동자(130)의 외주면 하단에 형성된 제1 탄성 부재(143) 및 가동자(130)의 외주면 상단에 형성된 제2 탄성 부재(146)를 포함할 수 있다.The
탄성 부재(140)는 고정자(120)의 제1 구동부(125) 또는 가동자(130)의 제2 구동부(138)에 구동 신호가 인가되지 않았을 때 보이스 코일 모터(100)의 자세와 상관없이 가동자(130)를 베이스(110)의 상면으로부터 소정 간격 이격 된다.The
즉, 탄성 부재(140)는 고정자(120)의 제1 구동부(125) 또는 가동자(130)의 제2 구동부(138)에 구동 신호가 인가되지 않았을 때 보이스 코일 모터(100)의 자세와 상관없이 가동자(130)를 베이스(110)의 상면으로부터 플로팅 시킨다.That is, when the driving signal is not applied to the first driving
따라서, 본 발명의 일실시예에서 가동자(130)가 베이스(110)의 상부로 부상 또는 가동자(130)가 베이스(110)의 상면에 접촉되기 위해서는 가동자(130)의 자중보다 큰 전자기력을 필요로 한다.Therefore, in order to allow the
커버(150)는 베이스(110)에 고정되며, 커버(150)는 고정자(120) 및 가동자(130)를 감싼다. 또한, 커버(150)는 가동자(130)를 멈추는 상부 스톱퍼로서 역할한다.The
도 1을 다시 참조하면, 자세 감지 센서(200)는 보이스 코일 모터(100)의 자세를 판단하여 센싱 신호를 출력한다.Referring back to FIG. 1, the
본 발명의 일실시예에서, 자세 감지 센서(200)는, 예를 들어, 중력의 방향을 감지하는 자이로 센서(gyro sensor)를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the
자이로 센서를 포함하는 자세 감지 센서(200)는, 예를 들어, 보이스 코일 모터(100)의 세 가지 자세를 센싱 한다. 물론 자세 감지 센서(200)는 보이스 코일 모터(100)의 세 가지 이상의 자세를 센싱할 수 있으나, 본 발명의 일실시예에서는 설명의 편의상 자세 감지 센서(200)가 업(up) 자세, 사이드(side) 자세 및 다운(down) 자세 등 세 가지 자세를 센싱하는 것을 설명하기로 한다.The
도 3은 도 2에 도시된 보이스 코일 모터의 사이드(side) 자세를 도시한 단면도이다. 도 4는 도 2에 도시된 보이스 코일 모터의 다운(down) 자세를 도시한 단면도이다.3 is a sectional view showing the side posture of the voice coil motor shown in Fig. 4 is a sectional view showing the voice coil motor shown in Fig. 2 in the down position.
도 2 내지 도 4들을 참조하면, 보이스 코일 모터(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 업(up) 자세, 도 3에 도시된 바와 같이 사이드 자세(side) 자세 및 도 4에 도시된 바와 같이 다운(down) 자세를 포함한다.Referring to FIGS. 2 to 4, the
도 2에 도시된 "업(up) 자세"는 보이스 코일 모터(100)의 가동자(130)의 렌즈(135)의 광축이 지면과 수직한 방향으로 형성되고 베이스(110)가 지면과 마주하게 배치된 자세로서 정의될 수 있다.The "up posture" shown in FIG. 2 is a state in which the optical axis of the
또한, 도 3에 도시된 "사이드(side) 자세"는 보이스 코일 모터(100)의 가동자(130)의 렌즈(135)의 광축이 지면과 나란한 방향으로 형성되고 베이스(110)가 지면과 수직 하게 배치된 자세로서 정의될 수 있다.3 shows that the optical axis of the
또한, 도 4에 도시된 "다운(down) 자세)는 보이스 코일 모터(100)의 가동자(130)의 렌즈(135)의 광축이 지면과 수직한 방향으로 형성되고 커버(150)가 지면과 마주게 배치된 자세로서 정의될 수 있다.4, the optical axis of the
오토 포커스 알고리즘(300)은 이미지 신호 프로세서(ISP;400)와 전기적으로 연결된다. 본 발명의 일실시예에서, 오토 포커스 알고리즘(300)은 이미지 신호 프로세서(400) 내부에 내장되거나 별도의 유닛으로 이미지 신호 프로세서(400)에 연결되어도 무방하다.The
오토 포커스 알고리즘(300)은 오토 포커싱을 정확하게 구현 및 빠른 오토 포커싱 응답 시간을 구현하기 위해서 피사체와의 거리에 따른 보이스 코일 모터(100)의 최적 초점 값을 검출하여 검출 신호를 출력한다.The
특히 본 발명의 일실시예에서 오토 포커스 알고리즘(300)은 자세 감지 센서(200)에 의하여 판단된 보이스 코일 모터(100)의 상기 자세들에 대응하여 보이스 코일 모터(100)의 가동자(130)의 렌즈(135) 및 이미지 센서(500) 사이의 최적 초점값을 검출하여 검출 신호를 출력한다.Particularly, in an embodiment of the present invention, the
오토 포커스 알고리즘(300)은, 예를 들어, 보이스 코일 모터(100)의 자세들의 개수에 대응하여 형성될 수 있다.The
이미지 신호 프로세서(ISP;400)는 오토 포커스 알고리즘(300)에 의하여 출력된 상기 검출 신호에 의하여 보이스 코일 모터(100)를 구동하기 위한 구동 신호를 출력하며, 이미지 신호 프로세서(ISP;400)로부터 출력된 구동 신호는 도시되지 않은 구동 유닛을 통해 보이스 코일 모터(100)로 제공되고 보이스 코일 모터(100)의 가동자(130)는 상기 구동 신호에 응답하여 구동된다.The image signal processor (ISP) 400 outputs a drive signal for driving the
도 1을 다시 참조하면, 제어부(500)는 데이터 버스 및/또는 콘트롤 버스를 통해 보이스 코일 모터(100), 자세 감지 센서(200), 오토 포커스 알고리즘(300), 이미지 신호 프로세서(400) 및 이미지 센서(500)와 연결된다.1, the
이하, 구동 신호가 인가되지 않았을 때 탄성 부재에 의하여 가동자가 베이스(110)로부터 이격된 보이스 코일 모터(100)를 이용한 카메라 모듈의 오토 포커싱 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of autofocusing a camera module using a
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 오토 포커싱 방법을 도시한 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a method of auto-focusing a camera module according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 5를 참조하면, 카메라 모듈의 오토 포커싱을 수행하기 위해서 먼저 보이스 코일 모터(100)가 현재 어떠한 자세를 취하고 있는지를 판단하는 단계가 수행된다. (단계 S10)Referring to FIGS. 1 and 5, in order to perform autofocusing of a camera module, a step of determining what position the
보이스 코일 모터(100)의 자세는, 예를 들어, 자이로 센서와 같은 자세 감지 센서(200)에 의하여 구현된다.The attitude of the
자세 감지 센서(200)는 보이스 코일 모터(100)의 자세, 예를 들어, 보이스 코일 모터(100)의 업(up) 자세, 사이드(side) 자세 및 다운(down) 자세에 대응하여 서로 다른 센싱 신호를 출력한다.The
자세 감지 센서(200)에 의하여 보이스 코일 모터(100)의 자세가 판단되면, 오토 포커싱 동작을 수행하기 위하여 오토 포커스 알고리즘(300)은 초기 구동 신호를 인가하여 가동자(130)를 베이스(110)의 상면에 접촉시킨다.(단계 S15)When the attitude of the
베이스(110)의 상면에 가동자(130)가 접촉되면, 이미지 신호 프로세서(ISP,400) 및 오토 포커스 알고리즘(300)에 의하여 보이스 코일 모터(100)의 자세에 대응하는 보이스 코일 모터(100)의 가동자(130)의 "미구동 구간" 및 "구동 구간"이 판단된다.(단계 S20)The
이하. "미구동 구간"은 보이스 코일 모터(100)에 구동 신호가 인가되어도 가동자(130)가 구동되지 않는 구간으로서 정의되며, "구동 구간"은 보이스 코일 모터(100)에 인가된 구동 신호에 의하여 가동자(130)가 구동되는 구간으로서 정의된다.Below. Is defined as a section in which the
이하, 보이스 코일 모터(100)의 자세에 따른 미구동 구간 및 구동 구간을 도 6 내지 도 8을 통해 설명하기로 한다.Hereinafter, the non-driving period and the driving period according to the posture of the
도 6은 도 1의 보이스 코일 모터가 업(up) 자세일 때 전류-거리 특성을 도시한 그래프이다.6 is a graph showing current-distance characteristics when the voice coil motor of Fig. 1 is in an up position. Fig.
도 6을 참조하면, 보이스 코일 모터(100)가 업(up) 자세로 배치되어 있기 때문에 보이스 코일 모터(100)의 가동자(130)가 구동되기 위해서는 가동자(130)의 자중 및 탄성 부재(140)의 탄성력보다 큰 전자기력을 필요로 한다.6, since the
따라서, 도 6에서 A[mA] 미만의 전류에서는 가동자(130)가 구동되지 않고 따라서 A[mA] 미만의 전류 구간은 가동자(130)가 구동되지 않는 미구동 구간이고 미구동 구간에서는 가동자(130)가 구동되지 않기 때문에 오토 포커스 동작이 이루어지지 않는다.Therefore, in the current of less than A [mA] in FIG. 6, the
한편, A[mA] 이상의 전류에서는 가동자(130)를 구동하는 전자기력이 가동자(130)의 자중 및 탄성 부재(140)의 탄성력보다 크게 되어 가동자(130)가 구동되고 따라서 A[mA] 이상의 전류 구간은 가동자(130)가 구동되는 구동 구간이고, 가동 구간에서는 가동자(130)가 구동되기 때문에 비로소 오토 포커스 동작이 이루어진다.On the other hand, when the current exceeds A [mA], the electromagnetic force for driving the
도 7은 도 1의 보이스 코일 모터가 사이드(side) 자세일 때 전류-거리 특성을 도시한 그래프이다.7 is a graph showing current-distance characteristics when the voice coil motor of Fig. 1 is in a side posture.
도 7을 참조하면, 보이스 코일 모터(100)가 사이드(up) 자세로 배치되어 있기 때문에 보이스 코일 모터(100)의 가동자(130)가 구동되기 위해서는 가동자(130)의 자중 및 탄성 부재(140)의 탄성력보다 큰 전자기력을 필요로 한다.7, since the
따라서, 도 7에서 B[mA](단,B는 A보다 작다) 미만의 전류에서는 가동자(130)가 구동되지 않고 따라서 B[mA] 미만의 전류 구간은 가동자(130)가 구동되지 않는 미구동 구간이고, 미구동 구간에서는 가동자(130)가 구동되지 않기 때문에 오토 포커스 동작이 이루어지지 않는다.Therefore, the
사이드 자세로 배치된 보이스 코일 모터(100)는 업 자세로 배치된 보이스 코일 모터(100)에 비하여 작은 전류에서 구동된다.The
한편, 도 7에서 B[mA] 이상의 전류가 보이스 코일 모터(100)에 제공될 경우, 가동자(130)를 구동하는 전자기력이 가동자(130)의 자중 및 탄성 부재(140)의 탄성력보다 크게 되어 가동자(130)가 구동되고 따라서 B[mA] 이상의 전류 구간은 가동자(130)가 구동되는 구동 구간이고, 가동 구간에서는 가동자(130)가 구동되기 때문에 비로소 오토 포커스 동작이 이루어진다.7, if the electromagnetic force for driving the
도 8은 도 1의 보이스 코일 모터가 다운(side) 자세일 때 전류-거리 특성을 도시한 그래프이다.8 is a graph showing the current-distance characteristic when the voice coil motor of Fig. 1 is in the side posture.
도 8을 참조하면, 보이스 코일 모터(100)가 다운(down) 자세로 배치되어 있기 때문에 보이스 코일 모터(100)의 가동자(130)가 구동되기 위해서는 탄성 부재(140)의 탄성력보다 큰 전자기력을 필요로 한다.8, since the
따라서, 도 8에서 C[mA](단, C는 B보다 작다) 미만의 전류에서는 가동자(130)가 구동되지 않고 따라서 C[mA] 미만의 전류 구간은 가동자(130)가 구동되지 않는 미구동 구간이고, 미구동 구간에서는 가동자(130)가 구동되지 않기 때문에 오토 포커스 동작이 이루어지지 않는다.Therefore, in FIG. 8, the
본 발명의 일실시예에서, 다운 자세로 배치된 보이스 코일 모터(100)는 사이드 자세로 배치된 보이스 코일 모터(100)에 비하여 작은 전류에서 구동된다.In one embodiment of the present invention, the
한편, 도 8에서 C[mA] 이상의 전류가 보이스 코일 모터(100)에 제공될 경우, 가동자(130)를 구동하는 전자기력이 탄성 부재(140)의 탄성력보다 크게 되어 가동자(130)가 구동되고 따라서 C[mA] 이상의 전류 구간은 가동자(130)가 구동되는 구동 구간이고, 가동 구간에서는 가동자(130)가 구동되기 때문에 비로소 오토 포커스 동작이 이루어진다.8, when the electric current exceeding C [mA] is supplied to the
도 6 내지 도 8에서, 보이스 코일 모터(100)는 업 자세, 사이드 자세 및 다운 자세에서 각각 공통적으로 미구동 구간 및 구동 구간을 갖는다. 즉, 보이스 코일 모터(100)는 자세와 상관없이 공통적으로 미구동 구간 및 구동 구간을 갖고 미구동 구간에서는 가동자(130)가 구동되지 않기 때문에 오토 포커싱 동작이 이루어지지 않으며 구동 구간에서만 오토 포커싱 동작이 이루어진다.6 to 8, the
도 7을 다시 참조하면, 단계 S10에서 보이스 코일 모터(100)의 가동자(130)의 자세가 판단되고, 가동자(130)가 베이스(110)의 상면에 접촉된 후, 단계 S20에서는 보이스 코일 모터(100)의 가동자(130)의 자세에 따라 이미지 신호 프로세스(ISP,400) 및 오토 포커스 알고리즘(300)에 의하여 미구동 구간 및 구동 구간이 결정(판단)된다.7, after the posture of the
보이스 코일 모터(100)의 가동자(130)의 자세가 판단되어 보이스 코일 모터(100)의 미구동 구간 및 구동 구간이 결정되면, 오토 포커스 알고리즘(300)에 의하여 미구동 구간에 대한 오토 포커스 동작은 스킵(skip)되고 구동 구간으로부터 오토 포커스 동작이 개시된다.(단계 S30)When the posture of the
이와 같이 미구동 구간에 대한 오토 포커스 동작을 스킵하고 구동 구간으로부터 오토 포커스 동작을 개시할 경우, 미구동 구간으로부터 시작하여 오토 포커싱 동작을 수행할 때에 비하여 오토 포커스를 수행하는데 요구되는 시간을 크게 감소시킬 수 있다.When the autofocus operation for the non-active section is skipped and the autofocus operation is started from the driving section, the time required to perform the autofocus operation is greatly reduced compared to the case where the autofocus operation is performed starting from the non-active section .
구체적으로 오토 포커스 동작을 수행하기 위해서 보이스 코일 모터(100)의 자세에 따라 결정된 구동 구간에서 가동자(130)에 설치된 렌즈의 초점치를 이미지 센서에서 측정한다.Specifically, in order to perform the autofocus operation, the focus of the lens provided on the
렌즈의 초점치가 최적 초점치가 아닐 경우, 보이스 코일 모터(100)에 전류를 소정 스텝만큼 증감하여 가동자(100)를 이동 시킨 후 렌즈의 현재 초점치와 이전 초점치와의 차이값인 DOFV(Difference of Focus Value)를 산출하여 초점 조절 상태를 판단한다.When the focal point of the lens is not the optimum focal point, the current is increased or decreased by a predetermined step in the
판단 결과 렌즈가 최적 초점 위치일 경우 가동자(130)를 현재 위치에 고정 시킨 후 이미지 센서를 이용하여 외부광을 이미지 또는 동영상으로 변환한다.As a result of the determination, if the lens is in the optimum focus position, the
비록 앞서 설명된 본 발명의 일실시예에서는 보이스 코일 모터의 자세를 자이로 센서에 의하여 판단한 후 가동자의 미구동 구간은 스킵하고 가동자의 구동 구간으로부터 오토 포커싱 동작을 수행하는 하나의 오토 포커스 알고리즘을 이용하여 빠른 시간내 오토 포커싱 기능을 수행하는 것이 도시 및 설명되고 있지만, 이와 다르게, 보이스 코일 모터의 자세에 대응하는 복수개의 오토 포커스 알고리즘에 의하여 오토 포커싱 기능을 구현하여도 무방하다.Although the above-described embodiment of the present invention uses an autofocus algorithm that performs autofocusing from the driving section of the mover by skipping the non-driving section of the mover after determining the posture of the voice coil motor by the gyro sensor The autofocusing function may be implemented by a plurality of autofocus algorithms corresponding to the posture of the voice coil motor.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 오토 포커싱 방법을 도시한 순서도이다.9 is a flowchart illustrating a method of autofocusing a camera module according to another embodiment of the present invention.
구체적으로, 도 1 및 도 9에 도시된 바와 같이 카메라 모듈로부터 오토 포커싱을 구현하기 위하여 먼저 구동 전류가 인가되지 않았을 때 탄성 부재(140)에 의하여 기준면인 베이스(110)로부터 이격된 가동자(130)의 자세를 자이로 센서와 같은 위치 감지 센서를 이용하여 판단한다.(단계 S40)1 and 9, in order to implement autofocusing from the camera module, a movable member 130 (not shown) spaced apart from the base 110 by the
이어서, 오토 포커싱 동작을 수행하기 위하여 가동자(130)에 초기 구동 전류를 인가하여 가동자(130)를 베이스(110) 상에 배치한다.(단계 S45)Subsequently, an initial driving current is applied to the
이어서, 보이스 코일 모터(100)의 가동자(130)의 자세에 대응하는 개수로 형성된 복수개의 오토 포커스 알고리즘들 중 하나의 오토 포커스 알고리즘을 선택한다.(단계 S50)Then, one of the plurality of autofocus algorithms formed in the number corresponding to the attitude of the
오토 포커스 알고리즘은 다운 자세에 대응하는 제1 오토 포커스 알고리즘, 상기 사이드 자세에 대응하는 제2 오토 포커스 알고리즘 및 상기 업 자세에 대응하는 제3 오토 포커스 알고리즘을 포함할 수 있다.The autofocus algorithm may include a first autofocus algorithm corresponding to the down posture, a second autofocus algorithm corresponding to the side posture, and a third autofocus algorithm corresponding to the up posture.
보이스 코일 모터(100)의 자세에 의하여 복수개의 오토 포커스 알고리즘 중 선택된 하나의 오토 포커스 알고리즘에 의하여 구동 전류가 인가되더라도 구동되지 않는 가동자(130)의 미구동 구간의 오토 포커싱은 스킵 하고, 상기 구동 전류에 의하여 구동되는 가동자(130)의 구동 구간으로부터 오토 포커싱을 수행하여 빠른 미구동 구간의 오토 포커싱을 수행할 때에 비하여 보다 단축된 시간 내에 오토 포커싱을 수행한다.(단계 S60)The autofocusing of a non-driving section of the
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 보이스 코일 모터에 전류를 인가하여도 가동자가 구동되지 않는 미구동 구간에서의 오토 포커싱 동작은 스킵하고 인가된 전류에 의하여 가동자가 구동되는 구동 구간에서만 오토 포커싱 동작을 수행하여 오토 포커싱에 소요되는 시간을 단축 및 미구동 구간에서의 전류 소모를 감소시켜 소비전력을 감소시키는 효과를 갖는다.As described above in detail, the auto focusing operation in the non-driving section in which the mover is not driven even when the current is applied to the voice coil motor is skipped and the auto focusing operation is performed only in the driving section in which the mover is driven by the applied current Thereby reducing the time required for auto focusing and reducing current consumption in the non-driving period, thereby reducing power consumption.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.
800...카메라 모듈 100...보이스 코일 모터
200...자세 감지 센서 300..오토 포커스 알고리즘
400...이미지 신호 프로세서 500...이미지 센서
600...제어부800 ...
200 ...
400 ...
600 ... controller
Claims (14)
상기 이미지 센서 위에 배치되는 베이스와, 상기 베이스 위에 배치되는 고정자와, 상기 고정자 안에 배치되는 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 탄성부재와, 구동 전류가 인가되면 상기 가동자를 이동시키는 구동부를 포함하는 보이스 코일 모터;
상기 보이스 코일 모터의 업(up) 자세, 사이드(side) 자세 및 다운(down) 자세를 감지하는 자세 감지 센서;
피사체와의 거리와 상기 자세 감지 센서에 의해 감지된 상기 보이스 코일 모터의 자세에 기초하여 상기 이미지 센서와 상기 가동자의 렌즈 사이의 초점값을 검출하여 검출 신호를 출력하는 오토 포커스 알고리즘;
상기 오토 포커스 알고리즘에 의해 출력되는 검출 신호에 기초하여 상기 보이스 코일 모터를 구동하기 위한 구동 신호를 출력하는 이미지 신호 프로세스;
데이터 버스 및 콘트롤 버스 중 적어도 하나를 통해 상기 보이스 코일 모터, 상기 자세 감지 센서, 상기 오토 포커스 알고리즘, 상기 이미지 신호 프로세스 및 상기 이미지 센서에 연결되는 제어부를 포함하고,
상기 구동부는 코일과 마그네트를 포함하고, 상기 가동자는 구동 전류가 인가되지 않는 초기 위치에서 상기 베이스로부터 이격되고, 상기 구동 전류는 상기 가동자를 이동시키기 위한 역방향 전류와 정방향 전류를 포함하는 카메라 모듈의 오토 포커싱 방법에 있어서,
상기 자세 감지 센서에 의해 상기 보이스 코일 모터의 자세를 결정하는 단계로서, 상기 보이스 코일 모터의 자세는 상기 가동자에 결합되는 렌즈가 위를 향하는 업 자세, 상기 렌즈의 광축이 지면과 평행한 사이드 자세 및 상기 렌즈가 아래를 향하는 다운 자세 중 어느 하나인 단계;
상기 구동부의 상기 코일에 초기 구동 전류를 인가하여 상기 가동자를 상기 초기 위치에서 기준면으로 이동시키는 단계로서, 상기 구동부의 상기 코일에 상기 초기 구동 전류가 인가되면 상기 가동자는 상기 초기 위치로부터 상기 베이스를 향하여 이동하고, 상기 초기 구동 전류는 상기 보이스 코일 모터가 상기 업 자세일 때 제1값을 가지고 상기 보이스 코일 모터가 상기 사이드 자세일 때 제2값을 가지고 상기 보이스 코일 모터가 상기 다운 자세일 때 제3값을 가지고, 상기 제2값은 상기 제1값 보다 작고 상기 제3값은 상기 제2값 보다 작은 단계;
상기 피사체와의 거리와 상기 보이스 코일 모터의 자세에 기초하여 상기 이미지 센서와 상기 가동자의 렌즈 사이의 초점값을 검출하여 상기 오토 포커스 알고리즘이 검출 신호를 출력하는 단계;
상기 오토 포커스 알고리즘에 의해 출력된 검출 신호에 기초하여 상기 이미지 신호 프로세스가 상기 보이스 코일 모터를 구동하기 위한 구동 전류를 출력하는 단계;
상기 보이스 코일 모터에 상기 이미지 신호 프로세스에 의해 출력된 구동 전류가 제공되는 단계;
상기 보이스 코일 모터에 제공되는 상기 구동 전류에 기초하여 상기 보이스 코일 모터의 상기 가동자를 상기 기준면에서 초점 위치로 이동시키는 단계를 포함하고,
상기 카메라 모듈의 오토 포커싱 방법은
상기 가동자의 상기 자세에 대응하여 구동 전류가 인가되더라도 상기 기준면으로부터 구동되지 않는 상기 가동자의 미구동 구간 및 구동 전류에 의하여 구동이 개시되는 상기 가동자의 구동 구간을 판단하는 단계; 및
상기 미구동 구간의 오토 포커싱은 스킵(skip)하고, 상기 구동 구간으로부터 오토 포커싱을 수행하는 단계를 더 포함하는 카메라 모듈의 오토 포커싱 방법.Image sensor;
And a driving unit for moving the mover when a driving current is applied, wherein the moving member includes a base disposed on the image sensor, a stator disposed on the base, a mover disposed in the stator, an elastic member supporting the mover, Coil motor;
An orientation sensor for sensing an up position, a side position and a down position of the voice coil motor;
An autofocus algorithm for detecting a focus value between the image sensor and the mover on the basis of the distance from the subject and the posture of the voice coil motor sensed by the posture sensor, and outputting a detection signal;
An image signal process for outputting a drive signal for driving the voice coil motor based on a detection signal output by the autofocus algorithm;
And a control unit connected to the voice coil motor, the orientation sensor, the autofocus algorithm, the image signal process, and the image sensor via at least one of a data bus and a control bus,
Wherein the driving unit includes a coil and a magnet, the mover is spaced apart from the base at an initial position where no driving current is applied, and the driving current is a current of the camera module including a reverse current and a forward current for moving the mover, In the focusing method,
Determining a posture of the voice coil motor by the posture detecting sensor, wherein the posture of the voice coil motor is a posture in which the lens coupled to the mover is in an upward posture, the optical axis of the lens is in a side posture And the downward-facing downward position of the lens;
Wherein the mover is moved from the initial position to the base when the initial driving current is applied to the coil of the driving unit by applying an initial driving current to the coil of the driving unit to move the mover from the initial position to the reference plane, The initial driving current has a first value when the voice coil motor is in the up position and a second value when the voice coil motor is in the side position and a third value when the voice coil motor is in the down position, Wherein the second value is less than the first value and the third value is less than the second value;
Detecting a focal point value between the image sensor and the mover lens based on a distance from the subject and a posture of the voice coil motor, and the autofocus algorithm outputting a detection signal;
Outputting a drive current for driving the voice coil motor based on the detection signal output by the autofocus algorithm;
Providing the voice coil motor with a drive current output by the image signal process;
And moving the mover of the voice coil motor from the reference plane to a focus position based on the drive current provided to the voice coil motor,
The auto focusing method of the camera module
Determining a driving period of the mover that is driven by a driving current and a non-driving period of the mover that is not driven from the reference plane even if a driving current is applied in correspondence with the attitude of the mover; And
Further comprising the step of skipping auto focusing of the non-driving interval and performing autofocusing from the driving interval.
상기 보이스 코일 모터의 자세를 판단하는 단계에서, 상기 가동자의 자세는 자이로 센서(gyro sensor)에 의하여 디텍팅 되는 카메라 모듈의 오토 포커싱 방법.The method according to claim 1,
Wherein the posture of the mover is detected by a gyro sensor in the step of determining the posture of the voice coil motor.
상기 보이스 코일 모터는 상기 가동자를 양방향으로 구동하는 카메라 모듈의 오토 포커싱 방법.The method according to claim 1,
Wherein the voice coil motor drives the mover in both directions.
상기 미구동 구간은 상기 다운 자세, 상기 사이드 자세 및 상기 업 자세의 순서대로 증가 되는 카메라 모듈의 오토 포커싱 방법.The method according to claim 1,
Wherein the non-driving section is increased in the order of the down position, the side position, and the up position.
상기 가동자를 상기 기준면에서 초점 위치로 이동시키는 단계는 상기 구동 구간에서 상기 가동자에 설치된 렌즈의 초점치를 측정하는 단계;
상기 구동 전류를 소정 스텝만큼 증감하여 상기 가동자 이동되면 상기 렌즈의 현재 초점치와 이전 초점치와의 차이값인 DOFV(Difference of Focus Value)를 산출하여 초점 조절 상태를 판단하는 단계; 및
판단 결과 상기 렌즈가 초점 위치일 경우 상기 가동자를 고정 시키는 단계를 포함하는 카메라 모듈의 오토 포커싱 방법.The method according to claim 1,
Wherein the step of moving the mover from the reference plane to the focal position comprises: measuring a focal point of the lens provided on the mover in the driving section;
Calculating DOFV (Difference of Focus Value) between the current focal point of the lens and the previous focal point when the mover is moved by increasing or decreasing the driving current by a predetermined step, and determining a focusing state; And
And fixing the mover if the lens is at the focus position.
상기 오토 포커스 알고리즘은 상기 보이스 코일 모터의 자세에 대응하는 개수로 형성된 카메라 모듈의 오토 포커싱 방법.The method according to claim 1,
Wherein the autofocus algorithm is formed in a number corresponding to the posture of the voice coil motor.
상기 오토 포커스 알고리즘은 상기 보이스 코일 모터에 구동 전류가 인가되어도 상기 가동자가 구동되지 않는 미구동 구간에서는 상기 초점값을 산출하지 않고 상기 구동 전류에 의하여 상기 가동자가 구동되는 구동 구간에서만 상기 초점값을 산출하는 카메라 모듈의 오토 포커싱 방법.The method according to claim 1,
Wherein the autofocus algorithm calculates the focus value only in a driving period in which the mover is driven by the driving current without calculating the focus value in a non-driving period in which the mover is not driven even when a driving current is applied to the voice coil motor The camera module is automatically focused.
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