KR102044213B1 - A closed-loop method for restricting VCM moving area, VCM driving device for the same, lens module for user device for the same, and user device for the same - Google Patents
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Abstract
경통 내에서 VCM 구동전류의 변화량에 대한 렌즈의 위치변화량이 선형성을 갖는 구간을 ADC의 전체출력범위에 대응시킴으로써, ADC가 출력하는 코드 당 이동거리를 일정하게 유지하고 렌즈위치제어의 정밀도를 높일 수 있는 VCM 구동장치를 공개한다.By varying the linear position of the lens with respect to the variation of the VCM driving current in the barrel to correspond to the entire output range of the ADC, the moving distance per code output from the ADC can be kept constant and the accuracy of the lens position control can be improved. Reveal the VCM drive
Description
본 발명은 전자장치에 관한 것으로서, 특히 렌즈를 구동하는 VCM(Voice Coil Motor)의 구동범위를 선형영역 내로 제어하는 기술에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
사용자 기기에 장착되는 광학렌즈(이하, 간단히 렌즈) 중 자동으로 초점이 조절되는 것이 있다. 자동 초점 조절을 위하여 상기 렌즈에는 VCM(Voice Coil Motor)이 장착되어 있을 수 있다. 이러한 구성에 따르면, VCM에 전류를 흘리면 렌즈가 광축방향(즉, 경통 내에서 렌즈의 이동방향)을 따라 이동하면서 초점거리가 조절된다. 렌즈가 경통의 바닥 위치(Bottom, 즉, 매크로 위치)에 있을 때에는 렌즈 설계에 따른 최소초점거리에 초점이 형성되고, 렌즈가 경통의 천장 위치(Top, 즉, 무한대 위치)에 있을 때에는 가장 먼 무한대거리에 초점이 형성될 수 있다. Some of the optical lenses (hereinafter, simply lenses) mounted on the user device are automatically adjusted in focus. The lens may be equipped with a voice coil motor (VCM) for auto focus adjustment. According to this configuration, when a current flows through the VCM, the focal length is adjusted while the lens moves along the optical axis direction (that is, the moving direction of the lens in the barrel). When the lens is at the bottom position of the barrel (bottom, ie macro position), focus is formed at the minimum focal length according to the lens design, and when the lens is at the ceiling position of the barrel (top, ie, infinity position), the furthest infinity Focus may be formed at a distance.
렌즈를 포함하는 촬상장치에는 자석(마그네틱) 및 코일이 설치될 수 있다. 이때, 자석은 렌즈에 고정되어 배치될 수 있다. 상기 VCM에 전류를 흘리면, 코일에 구동전류가 제공되고 자석 및 코일 간에 형성되는 전자기력에 의하여 렌즈의 위치가 변동될 수 있다. A magnet (magnetic) and a coil may be installed in the imaging device including the lens. In this case, the magnet may be fixedly disposed on the lens. When a current flows through the VCM, a driving current is provided to the coil, and the position of the lens may be changed by an electromagnetic force generated between the magnet and the coil.
피드백 방식으로 렌즈위치를 제어하는 기술에 있어서, VCM을 구동하기 위한 구동장치에는 상기 렌즈의 위치를 검출하도록 되어 있는 홀센서(hall sensor)가 포함되어 있을 수 있다. In the technique of controlling the lens position in a feedback manner, the driving device for driving the VCM may include a hall sensor configured to detect the position of the lens.
홀센서는 렌즈에 배치된 자석의 자력을 검출하여 렌즈의 위치에 관한 전압값을 출력할 수 있다. 홀센서에서 출력된 전압은 증폭된 후 ADC에 입력될 수 있다. The hall sensor may detect a magnetic force of a magnet disposed in the lens and output a voltage value regarding the position of the lens. The voltage output from the Hall sensor can be amplified and then input to the ADC.
상기 ADC의 코드(CODE)는 예컨대, 상기 ADC가 n비트의 디지털 값을 출력하는 경우 상기 ADC는 예컨대, 0부터 2n-1까지 출력범위를 갖고 있을 수 있다. 상기 ADC의 출력값을 기초로 렌즈의 경통 내의 위치를 조절할 수 있다. For example, when the ADC outputs n bits of digital values, the ADC may have an output range of 0 to 2 n −1, for example. The position in the barrel of the lens can be adjusted based on the output value of the ADC.
예컨대, ADC가 10비트 출력을 내보내는 경우, 이상적으로는 ADC가 0의 값을 출력했을 때에는 렌즈가 경통의 바닥에 위치하고, ADC가 1023(210-1)의 값을 출력했을 때에는 렌즈가 경통의 천장에 위치할 수 있다.For example, when the ADC is to export a 10-bit output, ideally, when it is the ADC outputs a value of 0, the lens is located at the bottom of the column, when it is the ADC outputs a value of 1023 (2 10 - 1) of the lens barrel It can be located on the ceiling.
한편, 렌즈가 경통의 바닥 위치로부터 일정 범위와 경통의 천장 위치로부터 일정 범위에 있을 때에는, VCM에 제공되는 전류의 변화에 대한 렌즈의 이동거리 변화의 선형성이 보장되지 않는다는 문제가 있다. 이때, VCM에 제공되는 전류의 변화에 대한 렌즈의 이동거리 변화의 선형성이 보장되는 영역인 선형영역 중 상기 바닥 위치에 가장 가까운 제1경계위치 및 상기 천장 위치에 가장 가까운 제2경계위치를 정의할 수 있다. 이제 상기 렌즈를 상기 선형영역에서만 사용하도록 설계할 수 있다. 이때, 상기 렌즈가 상기 바닥 위치에 있는 경우 여전히 상기 ADC가 0을 출력하고, 상기 천장 위치에 있는 경우 여전히 상기 ADC가 2n-1을 출력하는 상황을 생각할 수 있다. 이때 상기 렌즈가 상기 제1위치에 위치하는 경우 상기 ADC는 (0 + a) (a는 양의 정수)의 값을 출력할 것이고, 상기 제2위치에 위치하는 경우 상기 ADC는 (2n-1-b) (b는 양의 자연수)를 출력할 것이다. 즉, 상기 렌즈가 실제로 사용되는 상기 선형영역 내에 존재할 때에 상기 ADC이 출력은 (0 + a) 내지 (2n-1-b)의 범위로 제한될 것이다. 즉, 상기 ADC가 제공할 수 있는 출력범위 중 (0) 내지 (0 + a - 1), 그리고 (2n-1-b+1) 내지 (2n-1)은 사용되지 않고 버려질 것이다. 이로 인해, ADC의 입력 범위의 일부분을 사용하지 못하게 되면 렌즈위치를 측정한 측정값의 해상도가 그만큼 감소하게 된다는 문제가 있다. On the other hand, when the lens is in a certain range from the bottom position of the barrel and a certain range from the ceiling position of the barrel, there is a problem that the linearity of the change in the moving distance of the lens with respect to the change in the current provided to the VCM is not guaranteed. At this time, the first boundary position closest to the floor position and the second boundary position closest to the ceiling position are defined among the linear regions, which are regions in which the linearity of the change in the moving distance of the lens with respect to the change in the current provided to the VCM is guaranteed. Can be. The lens can now be designed to be used only in the linear region. In this case, it is conceivable that the ADC still outputs 0 when the lens is in the bottom position, and still outputs 2 n −1 when the ADC is in the ceiling position. In this case, when the lens is located at the first position, the ADC will output a value of (0 + a) (a is a positive integer), and when the lens is located at the second position, the ADC will (2 n -1). -b) (b is a positive natural number) That is, the output of the ADC will be limited in the range of (0 + a) to (2 n- 1-b) when the lens is in the linear region actually used. That is, (0) to (0 + a-1), and (2 n- 1-b + 1) to (2 n -1) of the output range that the ADC can provide will be discarded without being used. As a result, when a portion of the input range of the ADC is not available, the resolution of the measured value measured by the lens position is reduced.
상술한 내용은 본 발명의 이해를 돕기 위해 기재한 것으로서, 위의 모든 내용이 반드시 본 발명에 대한 선행기술임을 인정하는 것은 아니다.The above description is provided to help the understanding of the present invention, and not all of the above contents are necessarily admitted to be prior art to the present invention.
본 발명에서는 경통의 가용한 전 구간 중 VCM에 제공되는 전류의 변화에 대한 렌즈의 이동거리 변화의 선형성이 보장되는 선형구간의 최소위치 및 최대위치를 ADC의 출력범위의 최솟값 및 최댓값에 대응시킴으로써, VCM에 제공되는 전류의 변화에 따른 렌즈의 위치 변화량을 일정하게 유지하면서도, 렌즈위치 측정의 정밀도를 높일 수 있는 VCM 구동 거리 제어장치를 제공하고자 한다. In the present invention, by matching the minimum and maximum positions of the linear section to ensure the linearity of the change in the moving distance of the lens with respect to the change in the current provided to the VCM of all the available section of the barrel corresponding to the minimum and maximum of the output range of the ADC, An object of the present invention is to provide a VCM driving distance control device capable of increasing the accuracy of lens position measurement while maintaining a constant amount of lens position change according to a change in current provided to the VCM.
본 발명의 일 관점에 따라 제공되는 VCM 구동장치는, 경통의 바닥위치부터 천장위치까지 움직이도록 되어 있는 렌즈를 구동하는 VCM에 구동전류를 제공하는 구동부; 상기 렌즈의 현재 위치를 나타내는 차동신호를 출력하는 홀센서; 상기 차동신호를 입력받아 ADC의 입력단에 제공되는 정합신호를 생성하는 정합신호생성부; 상기 정합신호를 디지털 값으로 변환하는 상기 ADC; 및 상기 디지털 값을 기초로 상기 구동부를 제어하는 출력제어부;를 포함한다. 이때, 상기 정합신호는, 상기 렌즈가 상기 바닥위치보다 높은 제1경계위치에 있을 때에 상기 ADC의 허용입력전압 중 상기 ADC가 가장 작은 출력코드를 출력하도록 하는 제1전압을 갖고, 상기 렌즈가 상기 천장위치보다 낮은 제2경계위치에 있을 때에 상기 ADC의 허용입력전압 중 상기 ADC가 가장 큰 출력코드를 출력하도록 하는 제2전압을 갖는다. 이때, 상기 제1경계위치와 상기 제2경계위치는 상기 렌즈의 광축 상에서 서로 다른 위치일 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a VCM driving device comprising: a driving unit providing a driving current to a VCM for driving a lens that is to move from a bottom position to a ceiling position of a barrel; A Hall sensor for outputting a differential signal representing the current position of the lens; A matched signal generation unit configured to receive the differential signal and generate a matched signal provided to an input terminal of the ADC; The ADC for converting the matched signal into a digital value; And an output controller configured to control the driver based on the digital value. In this case, the matching signal has a first voltage which causes the ADC to output the smallest output code among the allowable input voltages of the ADC when the lens is in a first boundary position higher than the bottom position, and the lens is operated in the lens. It has a second voltage which causes the ADC to output the largest output code among the allowable input voltages of the ADC when in the second boundary position lower than the ceiling position. In this case, the first boundary position and the second boundary position may be different positions on the optical axis of the lens.
이때, 상기 출력제어부는 상기 렌즈가 상기 제1경계위치로부터 상기 제2경계위치까지의 선형영역 내에서 움직이도록 제어하도록 되어 있고, 상기 선형영역에서는 상기 VCM에 제공되는 전류의 변화에 대한 상기 렌즈의 이동거리 변화가 일정하고, 상기 선형영역 이외의 영역에서는 상기 VCM에 제공되는 전류의 변화에 대한 상기 렌즈의 이동거리 변화가 상기 렌즈의 위치에 따라 일정하지 않을 수 있다.In this case, the output control unit is configured to control the lens to move in a linear region from the first boundary position to the second boundary position, wherein the linear region of the lens with respect to the change of current provided to the VCM. The movement distance change is constant, and in the region other than the linear region, the movement distance change of the lens with respect to the change of the current provided to the VCM may not be constant according to the position of the lens.
이때, 상기 정합신호생성부는 상기 차동신호를 시프트하여 시프트전압을 생성하는 레벨천이부 및 상기 시프트전압을 증폭하는 증폭기를 포함하며, 상기 레벨천이부는, 상기 차동신호의 값을 소정의 값만큼 시프트하여 상기 시프트전압을 생성하도록 되어 있고, 상기 증폭기는, 상기 렌즈가 상기 제2경계위치에 있을 때의 상기 시프트전압의 제2값과, 상기 렌즈가 상기 제1경계위치에 있을 때의 상기 시프트전압의 제1값과의 제1차이값이, 상기 제2전압과 상기 제1전압과의 제2차이값과 동일하게 되도록 하는 증폭률을 가질 수 있다.In this case, the matched signal generator includes a level shifter for generating a shift voltage by shifting the differential signal and an amplifier for amplifying the shift voltage, and the level shifter shifts the value of the differential signal by a predetermined value. And generating the shift voltage, wherein the amplifier is configured to generate a second value of the shift voltage when the lens is in the second boundary position and a shift value of the shift voltage when the lens is in the first boundary position. The first difference value with the first value may have an amplification factor such that the first difference value is equal to the second difference value between the second voltage and the first voltage.
이때, 상기 정합신호생성부는, 상기 차동신호를 증폭하여 제2증폭신호를 생성하는 증폭기 및 상기 제2증폭신호를 시프트하여 상기 정합신호를 생성하는 레벨천이부를 포함하며, 상기 증폭기는, 상기 렌즈가 상기 제2경계위치에 있을 때의 상기 제2증폭신호의 제2값과, 상기 렌즈가 상기 제1경계위치에 있을 때의 상기 제2증폭신호의 제1값과의 제1차이값이, 상기 제2전압과 상기 제1전압과의 제2차이값과 동일하게 되도록 하는 증폭률을 가지며, 상기 레벨천이부는, 상기 렌즈가 상기 제1경계위치에 있을 때에 상기 제2증폭신호의 제1값을 시프트하여 상기 제1전압과 동일하게 만드는 시프트레벨을 적용하도록 되어있을 수 있다.The matched signal generator may include an amplifier for amplifying the differential signal to generate a second amplified signal and a level shifter to shift the second amplified signal to generate the matched signal. The first difference value between the second value of the second amplified signal when in the second boundary position and the first value of the second amplified signal when the lens is in the first boundary position is determined. An amplification factor that is equal to a second difference value between the second voltage and the first voltage, wherein the level shifter shifts the first value of the second amplified signal when the lens is in the first boundary position; To apply a shift level that is equal to the first voltage.
본 발명의 다른 관점에 따라 제공되는 VCM 구동장치는, 경통의 바닥위치부터 천장위치까지 움직이도록 되어 있는 렌즈의 현재 위치를 나타내는 차동신호를 출력하는 홀센서; 상기 차동신호를 입력받아 ADC의 입력단에 제공되는 정합신호를 생성하는 정합신호생성부; 및 상기 정합신호를 디지털 값으로 변환하는 상기 ADC를 포함한다. 이때, 상기 정합신호는, 상기 렌즈가 상기 바닥위치보다 높은 제1경계위치에 있을 때에 상기 ADC의 허용입력전압 중 상기 ADC가 가장 작은 출력코드를 출력하도록 하는 제1전압을 갖고, 상기 렌즈가 상기 천장위치보다 낮은 제2경계위치에 있을 때에 상기 ADC의 허용입력전압 중 상기 ADC가 가장 큰 출력코드를 출력하도록 하는 제2전압을 갖는다. 이때, 상기 제1경계위치와 상기 제2경계위치는 상기 렌즈의 광축 상에서 서로 다른 위치일 수 있다.According to another aspect of the present invention, a VCM driving device includes: a hall sensor for outputting a differential signal indicating a current position of a lens intended to move from a bottom position to a ceiling position of a barrel; A matched signal generation unit configured to receive the differential signal and generate a matched signal provided to an input terminal of the ADC; And the ADC for converting the matched signal into a digital value. In this case, the matching signal has a first voltage which causes the ADC to output the smallest output code among the allowable input voltages of the ADC when the lens is in a first boundary position higher than the bottom position, and the lens is operated in the lens. It has a second voltage which causes the ADC to output the largest output code among the allowable input voltages of the ADC when in the second boundary position lower than the ceiling position. In this case, the first boundary position and the second boundary position may be different positions on the optical axis of the lens.
본 발명의 다른 양상에 따라 제공되는 사용자 기기용 렌즈모듈은 상기 VCM 구동장치를 포함한다. A lens module for a user device provided according to another aspect of the present invention includes the VCM driving device.
본 발명의 다른 양상에 따라 제공되는 사용자기기는 상기 사용자 기기용 렌즈모듈을 포함한다.A user device provided according to another aspect of the present invention includes a lens module for the user device.
본 발명에 따르면 경통의 가용한 전 구간 중 VCM에 제공되는 전류의 변화에 대한 렌즈의 이동거리 변화의 선형성이 보장되는 선형구간의 최소위치 및 최대위치를 ADC의 출력범위의 최솟값 및 최댓값에 대응시킴으로써, VCM에 제공되는 전류의 변화에 따른 렌즈의 위치 변화량을 일정하게 유지하면서도, 렌즈위치 측정의 정밀도를 높일 수 있는 VCM 구동 거리 제어장치를 제공할 수 있다.According to the present invention, the minimum and maximum positions of the linear section where the linearity of the change in the moving distance of the lens with respect to the change in the current provided to the VCM during all the available sections of the barrel correspond to the minimum and maximum values of the output range of the ADC. It is possible to provide a VCM driving distance control device capable of increasing the precision of lens position measurement while maintaining a constant amount of lens position change according to a change in current provided to the VCM.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 VCM 구동장치의 구조를 나타낸 것이다.
도 2는 비교 실시예에 따라, VCM 구동장치에 포함된 홀센서로부터 출력된 차동신호를 ADC의 입력범위에 정합되도록 교정하는 순서를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 종래 기술에 따라 ADC에 제공되는 전압을 본 발명의 일 실시예에 따라 ADC에 제공되는 전압과 비교한 것이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따라, VCM에 제공되는 전류의 변화에 대한 렌즈의 위치 변화의 선형성이 보장되는 선형영역을 ADC의 전체 코드 범위에 매칭하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따라, VCM에 제공되는 전류의 변화에 대한 렌즈의 위치 변화의 선형성이 보장되는 선형영역을 ADC가 출력하는 전체 코드 범위에 매칭하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 상술한 제1실시예 또는 제2실시예에 따른 효과를 상기 비교 실시예에 따른 효과와 비교하기 위한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따란 VCM 구동장치의 구성도이다.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따라, VCM에 제공되는 전류의 변화에 대한 렌즈의 위치 변화의 선형성이 보장되는 선형영역을 ADC의 전체 코드 범위에 매칭하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따라, VCM에 제공되는 전류의 변화에 대한 렌즈의 위치 변화의 선형성이 보장되는 선형영역을 ADC가 출력하는 전체 코드 범위에 매칭하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 VCM 구동장치의 구성도이다.
도 11은 도 10에 나타낸 VCM 구동장치의 정합신호생성부의 내부구성을 나타낸 것이다. 1 illustrates a structure of a VCM driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for describing a procedure of correcting a differential signal output from a hall sensor included in a VCM driving device to match an input range of an ADC according to a comparative embodiment.
Figure 3 compares the voltage provided to the ADC according to the prior art with the voltage provided to the ADC according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram for describing a method of matching a linear region in which linearity of a position change of a lens with respect to a change in current provided to the VCM is matched to the entire code range of the ADC according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram for describing a method of matching a linear region in which linearity of a position change of a lens with respect to a change in current provided to a VCM is matched to the entire code range output by the ADC according to the second embodiment of the present invention. to be.
6 is a graph for comparing the effects according to the first embodiment or the second embodiment with the effects according to the comparative example.
7 is a configuration diagram of a VCM driving apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram for describing a method of matching a linear region in which linearity of a change in position of a lens with respect to a change in current provided to a VCM is matched to the entire code range of an ADC according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram for describing a method of matching a linear region in which linearity of a position change of a lens with respect to a change in current provided to a VCM is matched to the entire code range output by the ADC according to the fourth embodiment of the present invention. to be.
10 is a configuration diagram of a VCM driving apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 11 shows the internal structure of the matched signal generation unit of the VCM driving apparatus shown in FIG.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 설명한다. 그러나 본 발명은 본 명세서에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며 여러 가지 다른 형태로 구현될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어는 실시예의 이해를 돕기 위한 것이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 의도된 것이 아니다. 또한, 이하에서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings an embodiment of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be implemented in various other forms. The terminology used herein is for the purpose of understanding the embodiments and is not intended to limit the scope of the invention. Also, the singular forms used below include the plural forms unless the phrases clearly indicate the opposite meanings.
<본 발명의 일 실시예에 따른 VCM 구동장치의 구조><Structure of VCM Driving Device According to One Embodiment of the Present Invention>
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 VCM 구동장치(10)의 구조를 나타낸 것이다. 1 shows the structure of a
도 1에 나타낸 구조는 이하, 본 발명에 따른 실시예들뿐만 아니라 비교 실시예를 설명하기 위하여 사용될 수 있다.The structure shown in FIG. 1 can be used to explain the comparative examples as well as the examples according to the present invention.
VCM 구동장치(10)는 홀센서(Hall Sensor)(110), 레벨천이부(115), 증폭기(Gain)(120), ADC(130), PID 제어부(140), 출력제어부(Output Control, 145), 코일 구동부(150), LDO(141), EEPROM(142), BGR(143), 홀 바이어스 전압구동부(Hall Bias, 160), 및 I2C Interface(170)를 포함할 수 있다. The
상기 레벨천이부(115) 및 증폭기(Gain)(120)의 기능을 묶어서 정합신호생성부(12)라고 지칭할 수 있다. 정합신호생성부(12) 내에서, 도 1에 나타낸 것과 같이, 상기 레벨천이부(115)가 증폭기(Gain)(120)를 선행할 수 있지만, 이와 달리 도 7에 나타낸 것과 같이 상기 레벨천이부(115)가 증폭기(120)에 후행할 수도 있다.Functions of the
VCM 구동장치(10)는, 렌즈 및 상기 렌즈의 초점거리를 조절하는 VCM을 포함하는 촬상장치의 동작을 제어할 수 있다. 그리고 VCM 구동장치(10)는 홀센서(110)를 이용하여 렌즈의 위치를 감지하고 교정하는, 피드백을 이용하는 closed-loop 방식을 이용할 수 있다.The
홀센서(110)는 렌즈의 현재 위치에 관한 차동신호를 출력할 수 있다. 이때, 상기 홀센서(110)의 입력에 대한 출력의 민감도는, 홀센서(110)에 제공되는 홀센서 바이어스 전류에 따라 변경될 수 있다. 즉, 상기 홀센서(110)에서 출력하는 상기 차동신호의 크기는, 상기 홀센서(110)에 입력되는 물리량이 일정할 때에, 홀 바이어스 전압구동부(160)가 홀센서(110)에게 제공하는 바이어스 전류(bias current)에 비례하여 선형적으로 늘어 변화할 수 있다. The
증폭기(120)는 상기 차동신호를 입력받아 증폭하도록 되어 있을 수 있다. The
ADC(130)는 상기 증폭기(120)로부터 입력된 전압값을 디지털 값으로 변환하여 출력할 수 있다. The
PID 제어부(140)는 ADC(130)로부터 입력받은 디지털 값에 대하여 에러가 발생했는지 검사할 수 있으며, 출력제어부(145)에 상기 검사 과정을 거친 디지털 값을 제공할 수 있다.The
출력제어부(145)는 상기 디지털 값에 따라 VCM에게 제공할 구동전류에 관한 값을 갖는 출력값을 출력할 수 있다.The
코일 구동부(150)는 출력제어부(145)의 출력값에 따라 VCM을 구동할 수 있다.The
홀 바이어스 전압구동부(160)는 홀센서의 동작을 위한 바이어스 전압을 홀센서에 제공할 수 있다.The hall
<비교 실시예에 따른 홀센서 피드백전압 처리방법>Hall sensor feedback voltage processing method according to a comparative embodiment
도 2는 비교 실시예에 따라, VCM 구동장치(10)에 포함된 홀센서(110)로부터 출력된 차동신호를 ADC(130)의 입력범위에 정합되도록 교정하는 순서를 설명하기 위한 도면이다. FIG. 2 is a view for explaining a procedure of correcting a differential signal output from the
본 비교 실시예는, 본 발명의 실시예들의 이해를 돕기 위한 전제지식으로서 제공되는 것이며, 또한 본 발명의 실시예들과의 구성 및 효과의 비교를 위해 제공되는 것이다. 본 비교 실시예가 당연히 종래기술로서 인정되는 것은 아니다. The present comparative example is provided as a prerequisite knowledge to aid understanding of the embodiments of the present invention, and is also provided for the comparison of the configuration and effects with the embodiments of the present invention. Naturally, this comparative example is not recognized as a prior art.
도 2의 각 그래프의 가로축은 경통(20) 내의 렌즈의 위치(P)를 나타낸 것이며, 세로축은 전압값(V)을 나타낸 것이다. 2 represents the position P of the lens in the
이때, 차동신호의 크기(Vdiff)는 상기 홀센서(110)의 제1출력노드(N1)에서의 출력전압(V+), 및 제2출력노드(N2)에서의 출력전압(V-)의 차이값으로 주어질 수 있다.At this time, the magnitude Vdiff of the differential signal is the difference between the output voltage V + at the first output node N1 and the output voltage V− at the second output node N2 of the
도 2의 (a)는 렌즈의 위치(P)에 따라 홀센서(110)의 제1출력노드(N1)에서 출력되는 전압값(V+) 및 제2출력노드(N2)에서 출력되는 전압값(V-)을 나타낸 것이다. 2A illustrates a voltage value V + output from the first output node N1 of the
도 2의 (b)는, 렌즈의 각 위치에 대하여, 도 2의 (a)에 나타낸 제1출력노드(N1)에서 출력되는 전압값(V+)에서 제2출력노드(N2)에서 출력되는 전압값(V-)을 뺀 값을 나타낸 것으로서, 상기 차동신호의 크기(Vdiff)를 나타낸다.FIG. 2B shows the voltage output from the second output node N2 at the voltage value V + output from the first output node N1 shown in FIG. 2A for each position of the lens. A value obtained by subtracting the value V- represents the magnitude of the differential signal Vdiff.
도 2의 (c)는 도 2의 (b)에 나타낸 그래프의 최소값(-2α)이 0으로 변환되도록, 도 2의 (b)에 나타낸 그래프, 즉 차동신호의 크기(Vdiff)에 관한 그래프를 +2α만큼 시프트한 전압(Vs)을 나타낸다. 상기 시프트는 레벨천이부(115)에 의해 수행될 수 있다.FIG. 2C is a graph of the graph shown in FIG. 2B, that is, a graph of the magnitude Vdiff of the differential signal so that the minimum value (-2α) of the graph shown in FIG. 2B is converted to 0. The voltage Vs shifted by + 2α is shown. The shift may be performed by the
도 2의 (d)는, 도 2의 (c)에 나타낸 전압(Vs)의 최소값(0) 및 최댓값(4α)이 각각, ADC의 입력범위의 최소값(0) 및 최댓값(8α)과 동일하게 되도록, 상기 도 2의 (c)에 나타낸 그래프의 크기를 2배 증폭하여 얻은 전압(Vg)를 나타낸다. 상기 증폭은 증폭기(120)에 의해 수행될 수 있다.In FIG. 2D, the
도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 제1출력노드(N1)에서의 출력전압(V+)에 대한 그래프는 렌즈가 경통(20)의 바닥에 위치(B)할 때 Vcom-α 값을 갖고, 렌즈가 경통(20)의 천장에 위치(T)할 때 Vcom+α 값을 갖는 경우를 고려할 수 있다. 그리고 제2출력노드(N2)에서의 출력전압(V-)에 대한 그래프는 렌즈가 경통(20)의 바닥에 위치(B)할 때 Vcom+α 값을 갖고, 렌즈가 경통의 천장에 위치(T)할 때 Vcom-α 값을 갖는 경우를 고려할 수 있다. 이때, 제1출력노드(N1)의 출력전압(V+)에 대한 그래프 및 제2출력노드(N2)의 출력전압(V-)에 대한 그래프의 교차점에서의 전압값은 Vcom일 수 있다.As shown in FIG. 2A, the graph of the output voltage V + at the first output node N1 has a Vcom-α value when the lens is positioned at the bottom of the
이때, 렌즈의 위치에 따른 차동신호(Vdiff)의 크기는 도 2의 (b)에 나타낸 그래프와 같을 수 있다. 즉, 상기 차동신호(Vdiff)가 상기 바닥 위치(B)에서는 -2α의 값을 갖고 상기 천장 위치(T)에서는 +2α의 값을 가질 수 있다.In this case, the magnitude of the differential signal Vdiff according to the position of the lens may be the same as the graph shown in FIG. That is, the differential signal Vdiff may have a value of -2α at the floor position B and a value of + 2α at the ceiling position T.
홀센서(110)에서 출력된 차동신호(Vdiff)의 최소전압(-2α)이 ADC(130)의 허용입력의 최소전압(0)에 일치하도록 교정하기 위하여 차동신호(Vdiff)의 그래프를 시프트 시킬 수 있다. 그러면 도 2의 (c)에 나타낸 것과 같이, 상기 바닥 위치(B)에서는 0의 값을 갖고 상기 천장 위치(T)에서는 +4α의 값을 갖는 시프트된 신호(Vs)가 생성될 수 있다.The graph of the differential signal Vdiff is shifted to correct the minimum voltage (-2α) of the differential signal Vdiff output from the
이후, 예컨대 ADC(130)의 입력범위의 최소전압이 0이고 최대전압이 +8α 라고 한다면, 도 2의 (c)에 나타낸 상기 시프트된 신호(Vs)를 2배 증폭하여 만든 정합신호(Vg)를 제공할 수 있다. Thereafter, for example, if the minimum voltage of the input range of the
도 2의 (d)는 상기 정합신호(Vg)를 나타낸 그래프이다. 이 그래프를 통해, 렌즈가 경통(20)의 바닥 위치(B)에 있는 경우 ADC(130)의 입력단자에는 ADC(130)가 허용 가능한 입력범위의 최소값(0)이 입력되고, 천장 위치(T)에 있는 경우 ADC(130)의 입력단자에는 ADC(130)가 허용 가능한 입력범위의 최댓값(+8α)이 입력된다. 즉, 렌즈가 이동가능한 총 이동구간(B ~ T)이 ADC가 출력하는 디지털 출력값들의 집합으로 정의되는 전체 코드들(Full Codes)에 매칭된다.2D is a graph showing the matching signal Vg. Through this graph, when the lens is at the bottom position B of the
일반적으로, 경통(20) 내에서의 렌즈의 총 이동구간(B~T)을 ADC(130)가 출력하는 전체 코드(Full Code)에 매칭되도록 한 경우, 경통의 바닥위치(B)로부터 일정 범위와 경통의 천장위치(T)로부터 일정 범위는 선형성이 보장되지 않을 수 있다. 선형성이 보장되지 않는 경우, VCM 구동장치의 정밀도가 저하되거나, 이를 교정하기 위한 교정부를 부가해야 하기 때문에 시스템 복잡도가 높아질 수 있다.In general, when the total moving section (B ~ T) of the lens in the barrel (20) to match the full code (Full Code) output by the
<본 발명의 제1실시예><First embodiment of the present invention>
본 발명에서는, VCM 구동장치의 정밀도를 높이기 위해, 경통(20) 내에서 렌즈가 가질 수 있는 위치들(B~T) 중, VCM에 제공되는 전류의 변화에 대한 렌즈의 위치 변화의 선형성을 유지하는 위치들의 집합으로 정의되는 선형영역(B+D1 ~ T-D2)만을 사용하도록 할 수 있다. 이와 함께, 상기 렌즈가 상기 선형영역(B+D1 ~ T-D2)의 두 개의 경계위치 중 제1경계위치(B+D1)에 있는 경우 상기 홀센서(110)로부터 출력되는 차동신호로부터 생성되는 값을 상기 ADC의 허용입력의 최소값(0)과 동일하게 되도록 변화시키고, 상기 렌즈가 상기 선형영역의 상기 두 개의 경계위치 중 제2경계위치(T-D2)에 있는 경우 상기 홀센서(110)로부터 출력되는 차동신호로부터 생성되는 값을 상기 ADC의 허용입력의 최댓값(+8α)과 동일하게 되도록 변화시킴으로써, 상기 렌즈의 위치의 측정값의 정밀도를 최대한 유지시킬 수 있다. 즉, VCM 구동장치(=액추에이터 기구)의 선형성이 보장되는 렌즈의 이동구간(B+D1 ~ T-D2)을 ADC(130)가 출력하는 모든 디지털 값들로 정의되는 전체 코드(Full Code) 범위에 매칭되도록 할 수 있다.In the present invention, in order to increase the precision of the VCM driving apparatus, of the positions (B to T) that the lens may have in the
상기 D1은 상기 경통의 바닥 위치(B)에서 위쪽으로 이격된 거리를 나타내는 값이며, 상기 D2은 상기 경통의 천장 위치(T)에서 아래쪽으로 이격된 거리를 나타내는 값이다. D1과 D2는 같을 수도 있고 다를 수도 있다.D1 is a value representing a distance spaced upward from the bottom position (B) of the barrel, and D2 is a value representing a distance spaced downward from the ceiling position (T) of the barrel. D1 and D2 may be the same or different.
도 3은 종래 기술에 따라 ADC에 제공되는 전압을 본 발명의 일 실시예에 따라 ADC에 제공되는 전압과 비교한 것이다. 도 3의 그래프의 가로축은 렌즈의 경통 내 위치를 나타내며, 세로축은 ADC의 입력에 제공되는 전압의 크기를 나타낸 것이다.Figure 3 compares the voltage provided to the ADC according to the prior art with the voltage provided to the ADC according to an embodiment of the present invention. The horizontal axis of the graph of FIG. 3 represents the position in the barrel of the lens, and the vertical axis represents the magnitude of the voltage provided to the input of the ADC.
그래프(G1)는 렌즈의 실사용 이동구간이 경통의 바닥(B)부터 경통의 천장(T)까지를 모두 포함하도록 설계된 경우에 있어서, ADC의 입력전압이 가져야 하는 바람직한 값의 범위를 나타낸 것이다. The graph G1 shows a range of desirable values that the input voltage of the ADC should have when the actual moving section of the lens is designed to include both the bottom B of the barrel and the ceiling T of the barrel.
이에 비하여, 그래프(G2)는 렌즈의 총 이동구간이 선형성이 보장되는 최소위치(B+D1)부터 선형성이 보장되는 최대위치(T-D2)까지 만을 포함하도록 설계된 경우에 있어서, ADC의 입력전압이 가져야 하는 바람직한 갑의 범위를 나타낸 것이다.In contrast, when the graph G2 is designed such that the total moving section of the lens includes only the minimum position B + D1 where linearity is guaranteed to the maximum position T-D2 where linearity is guaranteed, the input voltage of the ADC This shows the range of the preferred pack that should have.
이하, 선형성이 보장되는 구간(B+D1 ~ T-D2)을 ADC의 전체 코드 범위에 매칭하는 방법을 설명한다. 여기서 상기 전체 코드는 상기 ADC가 출력하는 최소값부터 최댓값의 집합을 의미할 수 있다. 또한 상기 매칭한다는 것은, 렌즈가 상기 위치(B+D1)에 있을 때에 ADC가 최소값을 출력하고, 렌즈가 상기 위치(T-D2)에 있을 때에 ADC가 최댓값을 출력하도록 제어한다는 것을 의미할 수 있다.Hereinafter, a method of matching the intervals B + D1 to T-D2 with guaranteed linearity to the entire code range of the ADC will be described. Here, the entire code may mean a set of minimum to maximum values output by the ADC. The matching may also mean that the ADC outputs a minimum value when the lens is at the position B + D1 and the ADC outputs a maximum value when the lens is at the position T-D2. .
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따라, VCM에 제공되는 전류의 변화에 대한 렌즈의 위치 변화의 선형성이 보장되는 선형영역(B+D1 ~ T-D2)을 ADC의 전체 코드 범위에 매칭하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 4 shows a linear region (B + D1 to T-D2) in which the linearity of the positional change of the lens with respect to the change in current provided to the VCM is matched to the entire code range of the ADC according to the first embodiment of the present invention. It is a figure for demonstrating the method.
도 4의 그래프의 가로축은 경통 내의 렌즈의 위치를 나타내며, 세로축은 홀센서의 두 개의 출력단자에서 출력되는 전압의 크기를 나타낸다. The horizontal axis of the graph of FIG. 4 represents the position of the lens in the barrel, and the vertical axis represents the magnitude of the voltage output from the two output terminals of the hall sensor.
제1실시예에서는 렌즈의 위치에 따른 홀센서(110)의 반응 민감도를 제어하는 방식이다. 이를 위해 홀센서(110)에 바이어스 전압을 제공하는 홀 바이어스 전압구동부(160)를 제어할 수 있다. In the first embodiment, the response sensitivity of the
즉, 제1실시예에서는 홀센서(110)에서 출력되는 전압의 범위가 처음부터 선형성이 보장되는 구간에 매칭되도록 할 수 있다. 즉, 홀 바이어스 전압구동부(160)에서 출력되는 바이어스 전압(Vb)을 증감시킴으로써 홀센서(110)에서 출력되는 전압의 범위가 처음부터 선형성이 보장되는 구간에 매칭되도록 할 수 있다. 구체적으로는 다음과 같다.That is, in the first embodiment, the range of the voltage output from the
도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이, 홀센서(110)의 제1출력노드(N1)에서의 출력전압(V+)이 상기 선형영역(B+D1 ~ T-D2)의 제1경계위치(B+D1)에서는 Vcom-α를 갖고, 제2경계위치(T-D2)에서는 Vcom+α를 갖도록, 상기 바이어스 전압(Vb)이 Vb2이 되도록 제어할 수 있다. 이때, 상기 바이어스 전압(Vb)이 Vb2을 가지면, 홀센서(110)의 제2출력노드(N2)에서의 출력전압(V-)은 상기 선형영역(B+D1 ~ T-D2)의 제1경계위치(B+D1)에서는 Vcom+α를 갖고, 제2경계위치(T-D2)에서는 Vcom-α를 갖는다.As shown in FIG. 4A, the output voltage V + at the first output node N1 of the
도 4의 (b)는, 도 4의 (a)에 나타낸 제1출력노드(N1)에서 출력되는 전압값(V+)에서 제2출력노드(N2)에서 출력되는 전압값(V-)을 뺀 값을 나타낸 것으로서, 상기 차동신호의 크기(Vdiff)를 나타낸다. 상기 차동신호(Vdiff)가 상기 제1경계위치(B+D1)에서는 -2α의 값을 갖고 상기 제2경계위치(T-D2)에서는 +2α의 값을 가질 수 있다.4B is obtained by subtracting the voltage value V− output from the second output node N2 from the voltage value V + output from the first output node N1 shown in FIG. 4A. As a value, it represents the magnitude of the differential signal (Vdiff). The differential signal Vdiff may have a value of -2α at the first boundary position B + D1 and a value of + 2α at the second boundary position T-D2.
도 4의 (c)는 도 4의 (b)에 나타낸 그래프의 최소값(-2α)이 0으로 변환되도록, 도 4의 (b)에 나타낸 그래프, 즉 차동신호의 크기(Vdiff)에 관한 그래프를 +2α만큼 시프트된 전압(Vs)을 나타낸다. 상기 시프트된 전압(Vs)의 경우, 상기 제1경계위치(B+D1)에서는 0의 값을 갖고 상기 제2경계위치(T-D2)에서는 +4α의 값을 가질 수 있다.FIG. 4C is a graph of the graph shown in FIG. 4B, that is, a graph about the magnitude of the differential signal Vdiff so that the minimum value (-2α) of the graph shown in FIG. 4B is converted to 0. The voltage Vs shifted by + 2α. The shifted voltage Vs may have a value of 0 at the first boundary position B + D1 and a value of + 4α at the second boundary position T-D2.
도 4의 (d)는, 도 4의 (c)에 나타낸 전압(Vs)의 최소값(0) 및 최댓값(4α)이 각각, ADC(130)의 입력범위의 최소값(0) 및 최댓값(8α)과 동일하게 되도록, 상기 도 4의 (c)에 나타낸 그래프의 크기를 2배 증폭하여 얻은 전압(Vg)를 나타낸다. 이에 따르면, 렌즈가 경통(20)의 상기 제1경계위치(B+D1)에 있는 경우 ADC(130)의 입력단자에는 ADC(130)가 허용 가능한 입력범위의 최소값(0)이 입력되고, 상기 제2경계위치(T-D2)에 있는 경우 ADC(130)의 입력단자에는 ADC(130)가 허용 가능한 입력범위의 최댓값(+8α)이 입력된다. 즉, 렌즈가 이동가능한 총 이동구간(B ~ T) 중 상기 선형성이 유지되는 선형영역(B+D1 ~ T-D2)이, ADC(130)가 출력하는 디지털 출력값들의 집합으로 정의되는 전체 코드들(Full Codes)에 매칭된다.In FIG. 4D, the
<제2실시예>Second Embodiment
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따라, VCM에 제공되는 전류의 변화에 대한 렌즈의 위치 변화의 선형성이 보장되는 선형영역(B+D1 ~ T-D2)을 ADC(130)가 출력하는 전체 코드 범위에 매칭하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 5 illustrates that the
도 5의 그래프의 가로축은 경통 내의 렌즈의 위치를 나타내며, 세로축은 전압의 크기를 나타낸다. The horizontal axis of the graph of FIG. 5 represents the position of the lens in the barrel, and the vertical axis represents the magnitude of the voltage.
도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이, 홀센서(110)의 제1출력노드(N1)에서의 출력전압(V+)이 경통(20)의 바닥 위치(B)에서는 Vcom-α를 갖고, 천장 위치(T)에서는 Vcom+α를 갖도록, 상기 바이어스 전압(Vb)이 Vb1이 되도록 제어할 수 있다. 이때, 상기 바이어스 전압(Vb)이 Vb1을 가지면, 홀센서(110)의 제2출력노드(N2)에서의 출력전압(V-)은 상기 바닥 위치(B)에서는 Vcom+α를 갖고, 상기 천장 위치(T)에서는 Vcom-α를 갖는다.As shown in FIG. 5A, the output voltage V + at the first output node N1 of the
도 5의 (b)는, 도 5의 (a)에 나타낸 제1출력노드(N1)에서 출력되는 전압값(V+)에서 제2출력노드(N2)에서 출력되는 전압값(V-)을 뺀 값을 나타낸 것으로서, 상기 차동신호의 크기(Vdiff)를 나타낸다. 상기 차동신호(Vdiff)가 상기 바닥 위치(B)에서는 -2α의 값을 갖고 상기 천장 위치(T)에서는 +2α의 값을 가질 수 있다. 5B is obtained by subtracting the voltage value V− output from the second output node N2 from the voltage value V + output from the first output node N1 shown in FIG. 5A. As a value, it represents the magnitude of the differential signal (Vdiff). The differential signal Vdiff may have a value of −2α at the bottom position B and a value of + 2α at the ceiling position T. FIG.
이때, 차동신호(Vdiff)의 값은, 상기 선형영역(B+D1 ~ T-D2)의 제1경계위치(B+D1)에서는 -2α+β1의 값을 갖고, 제2경계위치(T-D2)에서는 +2α-β2의 값을 가질 수 있다. β1 과 β2는 각각 D1 및 D2와 관계되어 있는 값일 수 있다. 그리고 β1 과 β2는 서로 같은 값일 수도 있고 서로 다른 값일 수 있다.At this time, the value of the differential signal Vdiff has a value of −2α + β 1 at the first boundary position B + D1 of the linear region B + D1 to T-D2 and the second boundary position T -D2) may have a value of + 2α-β 2 . β 1 and β 2 may be values associated with D1 and D2, respectively. And be a value same as β 1 and β 2 is standing and can be a value different from each other.
도 5의 (c)는, 렌즈의 위치가 상기 선형영역(B+D1 ~ T-D2)의 제1경계위치(B+D1)에 있을 때에 상기 차동신호(Vdiff)의 값(-2α+β1)이 0으로 변환되도록, 도 5의 (b)에 나타낸 그래프, 즉 차동신호의 크기(Vdiff)에 관한 그래프를 +2α-β1만큼 시프트시킨 전압(Vs)을 나타낸다. 상기 시프트된 전압(Vs)의 경우, 상기 제1경계위치(B+D1)에서는 0의 값을 갖고 상기 제2경계위치(T-D2)에서는 +4α-β2-β1의 값을 가질 수 있다.FIG. 5C shows the value of the differential signal Vdiff (-2α + β) when the lens position is at the first boundary position B + D1 of the linear region B + D1 to T-D2. The voltage Vs obtained by shifting the graph shown in (b) of FIG. 5, that is, the graph of the magnitude Vdiff of the differential signal by +2 alpha-beta 1 so that 1 ) is converted to 0. The shifted voltage Vs may have a value of 0 at the first boundary position B + D1 and a value of + 4α-β 2 -β 1 at the second boundary position T-D2. have.
도 5의 (d)는, 도 5의 (c)에 나타낸 전압(Vs) 중 제1경계위치(B+D1)에서의 값(0) 및 제2경계위치(T-D2)에서의 값(+4α-β2-β1)이 각각, ADC(130)의 입력범위의 최소값(0) 및 최댓값(8α)과 동일하게 되도록, 상기 도 5의 (c)에 나타낸 그래프의 크기를 8α/(+4α-β2-β1)배 증폭하여 얻은 전압(Vg)를 나타낸다. 이에 따르면, 렌즈가 경통(20)의 상기 제1경계위치(B+D1)에 있는 경우 ADC(130)의 입력단자에는 ADC(130)가 허용 가능한 입력범위의 최소값(0)이 입력되고, 상기 제2경계위치(T-D2)에 있는 경우 ADC(130)의 입력단자에는 ADC(130)가 허용 가능한 입력범위의 최댓값(+8α)이 입력된다. 즉, 렌즈가 이동가능한 총 이동구간(B ~ T) 중 상기 선형성이 유지되는 선형영역(B+D1 ~ T-D2)이, ADC(130)가 출력하는 디지털 출력값들의 집합으로 정의되는 전체 코드들(Full Codes)에 매칭된다.FIG. 5D shows a
<본 발명에 따른 효과><Effects According to the Present Invention>
도 6은 상술한 제1실시예 또는 제2실시예에 따른 효과를 상기 비교 실시예에 따른 효과와 비교하기 위한 그래프이다. 6 is a graph for comparing the effects according to the first embodiment or the second embodiment with the effects according to the comparative example.
도 6의 (a)는 도 2에 나타낸 상기 비교 실시예를 이용한 경우, 경통(20)의 바닥위치(B)부터 천장위치(T)까지에 대한 ADC(130)의 출력코드들을 나타낸 것이다. 그래프의 가로축은 경통의 위치를 나타내며, 그래프의 세로축은 ADC의 출력코드(Code)를 나타낸다. 상기 출력코드는 0 내지 2n-1까지의 정수값을 가질 수 있다.6 (a) shows the output codes of the
도 6의 (a)에서, 상기 선형영역을 제1경계위치(B+D1)부터 제2경계위치(T-D2)라고 한다면, 상기 제1경계위치(B+D1)에서의 출력코드(Code) 값은 c일 수 있고, 상기 제2경계위치(T-D2)에서의 출력코드(Code) 값은 2n-1-d일 수 있다. 즉, 상기 비교 실시예를 이용하는 경우, 선형성이 보장되는 구간만을 사용하고자 한다면, 코드구간(0~c) 및 코드구간(2n-1-d ~ 2n-1)까지는 실제 사용할 필요가 없으므로 낭비될 수 있다.In FIG. 6A, if the linear region is referred to as the first boundary position B + D1 to the second boundary position T-D2, the output code Code at the first boundary position B + D1 is shown. ) Value may be c, and the output code value at the second boundary position T-D2 may be 2 n- 1-d. That is, in the case of using the comparative embodiment, if you want to use only the section that guarantees linearity, it is not necessary to actually use the code section (0 ~ c) and the code section (2 n- 1-d ~ 2 n -1) waste Can be.
이에 비하여, 도 6의 (b)는 도 4 또는 도 5에 나타낸 상기 제1실시예 또는 상기 제2실시예를 이용한 경우, 경통(20)의 상기 제1경계위치(B+D1)부터 제2경계위치(T-D2)까지에 대한 ADC(130)의 출력코드들을 나타낸 것이다. 그래프의 가로축은 경통의 위치를 나타내며, 그래프의 세로축은 ADC의 출력코드(Code)를 나타낸다. 상기 출력코드는 0 내지 2n-1까지의 정수값을 가질 수 있다.On the contrary, in FIG. 6B, when the first embodiment or the second embodiment shown in FIG. 4 or 5 is used, the second boundary position B + D1 to the second boundary of the
도 6의 (b)에서, 상기 제1경계위치(B+D1)에서의 출력코드(Code) 값은 0이고 , 상기 제2경계위치(T-D2)에서의 출력코드(Code) 값은 2n-1이다. 즉, 상기 제1실시예 또는 제2실시예를 이용하는 경우, 선형성이 보장되는 구간만을 사용하더라도, ADC(130)는 출력가능한 모든 코드 값들을 출력할 수 있다. In FIG. 6B, the output code value at the first boundary position B + D1 is 0, and the output code value at the second boundary position T-D2 is 2. n -1. That is, in the case of using the first embodiment or the second embodiment, the
결론적으로, 상기 선형성이 보장되는 영역만을 이용하는 경우, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 비교 실시예에 비하여, ADC(130)가 더 많은 코드 값들을 제공할 수 있으므로, 렌즈위치에 대한 해상도가 증가하게 된다는 이점이 있다.In conclusion, in the case of using only the region where the linearity is guaranteed, according to an embodiment of the present invention, since the
<변형된 실시예들>Modified Embodiments
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 VCM 구동장치의 구성도이다.7 is a configuration diagram of a VCM driving apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 7에서는 도 1에 나타낸 것과 비교해 보면, 정합신호생성부(12) 내의 레벨천이부(115)와 증폭기(120)의 순서가 뒤바뀐 구성을 갖는다.In FIG. 7, the order of the
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따라, VCM에 제공되는 전류의 변화에 대한 렌즈의 위치 변화의 선형성이 보장되는 선형영역을 ADC의 전체 코드 범위에 매칭하는 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 도 7에 따른 VCM 구동장치(10)를 이용하는 경우를 나타낸다.FIG. 8 is a diagram for describing a method of matching a linear region in which linearity of a position change of a lens with respect to a change in current provided to a VCM is matched to an entire code range of an ADC according to a third embodiment of the present invention. The case of using the
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따라, VCM에 제공되는 전류의 변화에 대한 렌즈의 위치 변화의 선형성이 보장되는 선형영역을 ADC가 출력하는 전체 코드 범위에 매칭하는 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 도 7에 따른 VCM 구동장치(10)를 이용하는 경우를 나타낸다.FIG. 9 is a diagram for describing a method of matching a linear region in which linearity of a position change of a lens with respect to a change in current provided to a VCM is matched to the entire code range output by the ADC according to the fourth embodiment of the present invention. As a case, the case where the
도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 증폭기(120)는 상기 차동신호(Vdiff)를 증폭하여 제2증폭신호(Vg2)를 생성한다. 그리고 상기 레벨천이부(115)는 상기 제2증폭신호(Vg2)를 시프트하여 정합신호(Vs2)를 생성한다. 도 9에서는 상기 차동신호(Vdiff)를 이득 G2= 8 α/( 4 α - β2 - β1 )으로 증폭한 후, (2 α - β1)*G2만큼 위로 시프트하여 Vs2를 얻는다.8 and 9, the
이때, 상기 증폭기(120)는, At this time, the
(1) 상기 렌즈가 상기 제2경계위치에 있을 때의 상기 제2증폭신호의 제2값과, 상기 렌즈가 상기 제1경계위치에 있을 때의 상기 제2증폭신호의 제1값과의 제1차이값이,(1) a second value of the second value of the second amplified signal when the lens is in the second boundary position and a first value of the second amplified signal when the lens is in the first boundary position; The primary difference is,
(2) 상기 렌즈가 상기 제2경계위치에 있을 때에 상기 ADC의 허용입력전압 중 상기 ADC가 가장 큰 출력코드를 출력하도록 하는 제2전압과, 상기 렌즈가 상기 제1경계위치에 있을 때에 상기 ADC의 허용입력전압 중 상기 ADC가 가장 작은 출력코드를 출력하도록 하는 제1전압과의 제2차이값(2) a second voltage which causes the ADC to output the largest output code among the allowable input voltages of the ADC when the lens is in the second boundary position, and the ADC when the lens is in the first boundary position A second difference value from the first voltage that causes the ADC to output the smallest output code among the allowable input voltages of
과 동일하게 되도록 하는 증폭률을 가질 수 있다.It may have an amplification factor to be equal to.
이때, 상기 레벨천이부(115)는, 상기 렌즈가 상기 제1경계위치에 있을 때에 상기 제2증폭신호의 제1값을 시프트하여 상기 제1전압과 동일하게 만드는 시프트레벨을 적용하도록 되어 있을 수 있다.In this case, the
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 VCM 구동장치의 구성도이다.10 is a configuration diagram of a VCM driving apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 10은 도 1 및 도 7과는 달리, 정합신호생성부(12)에 포함된 상기 레벨천이부(115) 및 증폭기(120)의 기능이 서로 구분될 수 있는 두 개의 블록으로 제공되지 않고, 일체형으로 제공될 수 있다.Unlike FIG. 1 and FIG. 7, FIG. 10 is not provided as two blocks in which the functions of the
도 11은 도 10에 나타낸 VCM 구동장치(10)의 정합신호생성부(12)의 내부구성을 나타낸 것이다. 정합신호생성부(12)는 '증폭-시프트부'로 지칭될 수도 있다.FIG. 11 shows the internal structure of the matching
정합신호생성부(12)는 제1연산증폭기(OP1), 제2연산증폭기(OP2), 제3연산증폭기(OP3), 제1저항(R1), 제2저항(R2), 제3저항(R3), 제4저항(R4), 제5저항(R5), 제8저항(R8), 및 제9저항(RG)을 포함할 수 있다.The
이때, 제1연산증폭기(OP1)의 비반전입력단자에는 홀센서에서 출력되는 차동신호 중 비반전신호(예컨대, V+)가 입력되고, 제2연산증폭기(OP2)의 비반전입력단자에는 상기 차동신호 중 반전신호(예컨대, V-)가 입력될 수 있다.In this case, a non-inverting signal (eg, V +) among the differential signals output from the hall sensor is input to the non-inverting input terminal of the first operational amplifier OP1, and the differential is input to the non-inverting input terminal of the second operational amplifier OP2. An inverted signal (eg, V−) may be input among the signals.
그리고 제1저항(R1)의 일단부와 타단부는 각각 상기 제1연산증폭기(OP1)의 출력단자(O1) 및 상기 제3연산증폭기(OP3)의 반전입력단자(-)에 연결될 수 있다. One end and the other end of the first resistor R1 may be connected to the output terminal O1 of the first operational amplifier OP1 and the inverting input terminal − of the third operational amplifier OP3, respectively.
또한, 제2저항(R2)의 일단부와 타단부는 각각 상기 제3연산증폭기(OP3)의 반전입력단자(-) 및 출력단자(O3)에 연결될 수 있다. One end and the other end of the second resistor R2 may be connected to the inverting input terminal (−) and the output terminal O3 of the third operational amplifier OP3, respectively.
또한, 제3저항(R3)의 일단부와 타단부는 각각 상기 제2연산증폭기(OP2)의 출력단자(O2) 및 상기 제3연산증폭기(OP3)의 비반전입력단자(+)에 연결될 수 있다. In addition, one end and the other end of the third resistor R3 may be connected to the output terminal O2 of the second operational amplifier OP2 and the non-inverting input terminal (+) of the third operational amplifier OP3, respectively. have.
또한, 제4저항(R4)의 일단부와 타단부는 각각 상기 제3연산증폭기(OP3)의 비반전입력단자(+) 및 시프트업전위(Vshift)에 연결될 수 있다. 시프트업전위(Vshift)는 미리 결정되어 제공된 값일 수 있다.One end and the other end of the fourth resistor R4 may be connected to the non-inverting input terminal (+) and the shift up potential (Vshift) of the third operational amplifier OP3, respectively. The shift up potential Vshift may be a predetermined value.
또한, 제5저항(R5)의 일단부와 타단부는 각각 상기 제1연산증폭기(OP1)의 출력단자(O1) 및 상기 제1연산증폭기(OP1)의 반전입력단자(-)에 연결될 수 있다.In addition, one end and the other end of the fifth resistor R5 may be connected to an output terminal O1 of the first operational amplifier OP1 and an inverting input terminal − of the first operational amplifier OP1, respectively. .
또한, 제8저항(R8)의 일단부와 타단부는 각각 상기 제2연산증폭기(OP2)의 출력단자(O2) 및 상기 제2연산증폭기(OP2)의 반전입력단자(-)에 연결될 수 있다.In addition, one end and the other end of the eighth resistor R8 may be connected to the output terminal O2 of the second operational amplifier OP2 and the inverting input terminal − of the second operational amplifier OP2, respectively. .
또한, 제9저항(RG)의 일단부와 타단부는 각각 상기 제1연산증폭기(OP1)의 반전입력단자(-) 및 상기 제2연산증폭기(OP2)의 반전입력단자(-)에 연결될 수 있다. In addition, one end and the other end of the ninth resistor RG may be connected to the inverting input terminal (-) of the first operational amplifier OP1 and the inverting input terminal of the second operational amplifier OP2, respectively. have.
이때, 제1저항(R1)과 제3저항(R3)의 값은 서로 동일하고, 제5저항(R5)과 제8저항(R8)의 값은 서로 동일하고, 제2저항(R2)과 제4저항(R4)의 값은 서로 동일할 수 있다.At this time, the values of the first resistor R1 and the third resistor R3 are the same, and the values of the fifth resistor R5 and the eighth resistor R8 are the same, and the second resistor R2 and the second resistor R3 are the same. The values of the four resistors R4 may be the same.
이때, 도 11에 나타낸 회로의 회로해석에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정합신호생성부(12)의 출력전압(VOUT)은, 수식 1과 같이 (V+ - V-)*(1+2R5/RG)(R2/R1) + Vshift 로 주어질 수 있다. At this time, according to the circuit analysis of the circuit shown in Figure 11, the output voltage (VOUT) of the matching
[수식 1][Equation 1]
VOUT = (V+ - V-)*(1+2R5/RG)(R2/R1) + Vshift VOUT = (V +-V-) * (1 + 2R5 / RG) (R2 / R1) + V shift
= (V+ - V-)*G3 + Vshift = (V + -V- ) * G 3 + V shift
수식 1을 살펴보면 곱셈 및 덧셈 연산이 한 차례씩 존재한다. 이를 해석해보면, 홀센서의 차동출력전압값인 ([V+] - [V-])은 우선 이득 G3=(1+2R5/RG)(R2/R1)배 만큼 증폭된다. 그 다음 상기 증폭된 값이 Vshift만큼 천이된다.In
도 7에 나타낸 회로와 비교해 보면, G3 = (1+2R5/RG)(R2/R1) = G2= 8 α/( 4 α - β2 - β1 )의 관계를 얻을 수 있고, Vshift = (2 α - β1)*G2의 관계를 만족한다는 점을 이해할 수 있다. Compared with the circuit shown in FIG. 7, a relationship of G 3 = (1 + 2R5 / RG) (R2 / R1) = G 2 = 8 α / (4 α-β 2 -β 1 ) can be obtained and V shift It can be understood that the relationship of (2 α-β 1 ) * G 2 is satisfied.
상술한 본 발명의 실시예들을 이용하여, 본 발명의 기술분야에 속하는 자들은 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에 다양한 변경 및 수정을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 특허청구범위의 각 청구항의 내용은 본 명세서를 통해 이해할 수 있는 범위 내에서 인용관계가 없는 다른 청구항에 결합될 수 있다.By using the embodiments of the present invention described above, those of ordinary skill in the art will be able to easily make various changes and modifications without departing from the essential characteristics of the present invention. The content of each claim in the claims may be combined in another claim without citations within the scope of the claims.
10: VCM 구동장치
12: 정합신호생성부
20: 경통
110: 홀센서
115: 레벨천이부
120: 증폭기
130: ADC
145: 출력제어부
150: 구동부
B: 바닥위치
B+D1: 제1경계위치
T: 천장위치
T-D2: 제2경계위치
Vdiff: 차동신호
Vg, Vs2: 정합신호
Vg2: 제2증폭신호
Vs: 시프트전압10: VCM drive
12: matching signal generator
20: barrel
110: Hall sensor
115: Level transition part
120: amplifier
130: ADC
145: output control unit
150: drive unit
B: floor position
B + D1: First boundary position
T: Ceiling location
T-D2: Second boundary position
Vdiff: differential signal
Vg, Vs2: Matched Signal
Vg2: second amplification signal
Vs: shift voltage
Claims (7)
상기 렌즈의 현재 위치를 나타내는 차동신호를 출력하는 홀센서(110);
상기 차동신호를 입력받아 ADC의 입력단에 제공되는 정합신호를 생성하는 정합신호생성부(12);
상기 정합신호를 디지털 값으로 변환하는 상기 ADC(130); 및
상기 디지털 값을 기초로 상기 구동부를 제어하는 출력제어부(145);
를 포함하며,
상기 정합신호는, 상기 렌즈가 상기 바닥위치보다 높은 제1경계위치에 있을 때에 상기 ADC의 허용입력전압 중 상기 ADC가 가장 작은 출력코드를 출력하도록 하는 제1전압을 갖고, 상기 렌즈가 상기 천장위치보다 낮은 제2경계위치에 있을 때에 상기 ADC의 허용입력전압 중 상기 ADC가 가장 큰 출력코드를 출력하도록 하는 제2전압을 가지며,
상기 제1경계위치와 상기 제2경계위치는 상기 렌즈의 광축 상에서 서로 다른 위치이며,
상기 정합신호생성부는 상기 차동신호를 시프트하여 시프트전압을 생성하는 레벨천이부(115) 및 상기 시프트전압을 증폭하는 증폭기(120)를 포함하며,
상기 레벨천이부는, 상기 차동신호의 값을 소정의 값만큼 시프트하여 상기 시프트전압을 생성하도록 되어 있고,
상기 증폭기는, 상기 렌즈가 상기 제2경계위치에 있을 때의 상기 시프트전압의 제2값과, 상기 렌즈가 상기 제1경계위치에 있을 때의 상기 시프트전압의 제1값과의 제1차이값이, 상기 제2전압과 상기 제1전압과의 제2차이값과 동일하게 되도록 하는 증폭률을 갖는,
VCM 구동장치.A driving unit 150 for providing a driving current to the VCM for driving the lens that is to move from the bottom position of the barrel to the ceiling position;
A hall sensor 110 for outputting a differential signal representing a current position of the lens;
A matched signal generator 12 receiving the differential signal and generating a matched signal provided to an input terminal of the ADC;
The ADC (130) for converting the matched signal into a digital value; And
An output controller 145 for controlling the driver based on the digital value;
Including;
The matching signal has a first voltage such that the ADC outputs the smallest output code among the allowable input voltages of the ADC when the lens is in a first boundary position higher than the bottom position, and the lens is in the ceiling position. Has a second voltage which causes the ADC to output the largest output code among the allowable input voltages of the ADC when in the lower second boundary position,
The first boundary position and the second boundary position are different positions on the optical axis of the lens,
The matched signal generator includes a level shifter 115 for generating a shift voltage by shifting the differential signal, and an amplifier 120 for amplifying the shift voltage.
The level shifting unit is configured to shift the value of the differential signal by a predetermined value to generate the shift voltage.
The amplifier has a first difference value between a second value of the shift voltage when the lens is in the second boundary position and a first value of the shift voltage when the lens is in the first boundary position. Has an amplification factor such that the second difference value between the second voltage and the first voltage is equal to
VCM drive.
상기 출력제어부는 상기 렌즈가 상기 제1경계위치로부터 상기 제2경계위치까지의 선형영역 내에서 움직이도록 제어하도록 되어 있고,
상기 선형영역에서는 상기 VCM에 제공되는 전류의 변화에 대한 상기 렌즈의 이동거리 변화가 일정하고, 상기 선형영역 이외의 영역에서는 상기 VCM에 제공되는 전류의 변화에 대한 상기 렌즈의 이동거리 변화가 상기 렌즈의 위치에 따라 일정하지 않은,
VCM 구동장치.The method of claim 1,
The output control unit is configured to control the lens to move in a linear region from the first boundary position to the second boundary position,
In the linear region, the change in the moving distance of the lens with respect to the change in the current provided to the VCM is constant, and in the region other than the linear region, the change in the moving distance of the lens with respect to the change in the current provided in the VCM is the lens. Inconsistent depending on the location of,
VCM drive.
상기 렌즈의 현재 위치를 나타내는 차동신호를 출력하는 홀센서(110);
상기 차동신호를 입력받아 ADC의 입력단에 제공되는 정합신호를 생성하는 정합신호생성부(12);
상기 정합신호를 디지털 값으로 변환하는 상기 ADC(130); 및
상기 디지털 값을 기초로 상기 구동부를 제어하는 출력제어부(145);
를 포함하며,
상기 정합신호는, 상기 렌즈가 상기 바닥위치보다 높은 제1경계위치에 있을 때에 상기 ADC의 허용입력전압 중 상기 ADC가 가장 작은 출력코드를 출력하도록 하는 제1전압을 갖고, 상기 렌즈가 상기 천장위치보다 낮은 제2경계위치에 있을 때에 상기 ADC의 허용입력전압 중 상기 ADC가 가장 큰 출력코드를 출력하도록 하는 제2전압을 가지며,
상기 제1경계위치와 상기 제2경계위치는 상기 렌즈의 광축 상에서 서로 다른 위치이며,
상기 정합신호생성부는, 상기 차동신호를 증폭하여 제2증폭신호를 생성하는 증폭기(120) 및 상기 제2증폭신호를 시프트하여 상기 정합신호를 생성하는 레벨천이부(115)를 포함하며,
상기 증폭기는, 상기 렌즈가 상기 제2경계위치에 있을 때의 상기 제2증폭신호의 제2값과, 상기 렌즈가 상기 제1경계위치에 있을 때의 상기 제2증폭신호의 제1값과의 제1차이값이, 상기 제2전압과 상기 제1전압과의 제2차이값과 동일하게 되도록 하는 증폭률을 가지며,
상기 레벨천이부는, 상기 렌즈가 상기 제1경계위치에 있을 때에 상기 제2증폭신호의 제1값을 시프트하여 상기 제1전압과 동일하게 만드는 시프트레벨을 적용하도록 되어 있는,
VCM 구동장치.A driving unit 150 for providing a driving current to the VCM for driving the lens that is to move from the bottom position of the barrel to the ceiling position;
A hall sensor 110 for outputting a differential signal representing a current position of the lens;
A matched signal generator 12 receiving the differential signal and generating a matched signal provided to an input terminal of the ADC;
The ADC (130) for converting the matched signal into a digital value; And
An output controller 145 for controlling the driver based on the digital value;
Including;
The matching signal has a first voltage such that the ADC outputs the smallest output code among the allowable input voltages of the ADC when the lens is in a first boundary position higher than the bottom position, and the lens is in the ceiling position. Has a second voltage which causes the ADC to output the largest output code among the allowable input voltages of the ADC when in the lower second boundary position,
The first boundary position and the second boundary position are different positions on the optical axis of the lens,
The matched signal generator includes an amplifier 120 for amplifying the differential signal to generate a second amplified signal and a level shifter 115 for shifting the second amplified signal to generate the matched signal.
The amplifier is configured such that a second value of the second amplified signal when the lens is in the second boundary position and a first value of the second amplified signal when the lens is in the first boundary position. An amplification factor such that a first difference value is equal to a second difference value between the second voltage and the first voltage,
The level shifting section is adapted to apply a shift level that shifts the first value of the second amplified signal to be equal to the first voltage when the lens is in the first boundary position,
VCM drive.
상기 차동신호를 입력받아 ADC의 입력단에 제공되는 정합신호를 생성하는 정합신호생성부(12); 및
상기 정합신호를 디지털 값으로 변환하는 상기 ADC(130)
를 포함하는, VCM 구동장치로서,
상기 정합신호는, 상기 렌즈가 상기 바닥위치보다 높은 제1경계위치에 있을 때에 상기 ADC의 허용입력전압 중 상기 ADC가 가장 작은 출력코드를 출력하도록 하는 제1전압을 갖고, 상기 렌즈가 상기 천장위치보다 낮은 제2경계위치에 있을 때에 상기 ADC의 허용입력전압 중 상기 ADC가 가장 큰 출력코드를 출력하도록 하는 제2전압을 가지며,
상기 제1경계위치와 상기 제2경계위치는 상기 렌즈의 광축 상에서 서로 다른 위치이며,
상기 정합신호생성부는 상기 차동신호를 시프트하여 시프트전압을 생성하는 레벨천이부(115) 및 상기 시프트전압을 증폭하는 증폭기(120)를 포함하며,
상기 레벨천이부는, 상기 차동신호의 값을 소정의 값만큼 시프트하여 상기 시프트전압을 생성하도록 되어 있고,
상기 증폭기는, 상기 렌즈가 상기 제2경계위치에 있을 때의 상기 시프트전압의 제2값과, 상기 렌즈가 상기 제1경계위치에 있을 때의 상기 시프트전압의 제1값과의 제1차이값이, 상기 제2전압과 상기 제1전압과의 제2차이값과 동일하게 되도록 하는 증폭률을 갖는,
VCM 구동장치.Hall sensor 110 for outputting a differential signal representing the current position of the lens to move from the bottom position of the barrel to the ceiling position;
A matched signal generator 12 receiving the differential signal and generating a matched signal provided to an input terminal of the ADC; And
The ADC 130 for converting the matching signal into a digital value
As comprising, VCM drive device,
The matching signal has a first voltage such that the ADC outputs the smallest output code among the allowable input voltages of the ADC when the lens is in a first boundary position higher than the bottom position, and the lens is in the ceiling position. Has a second voltage which causes the ADC to output the largest output code among the allowable input voltages of the ADC when in the lower second boundary position,
The first boundary position and the second boundary position are different positions on the optical axis of the lens,
The matched signal generator includes a level shifter 115 for generating a shift voltage by shifting the differential signal, and an amplifier 120 for amplifying the shift voltage.
The level shifting unit is configured to shift the value of the differential signal by a predetermined value to generate the shift voltage.
The amplifier has a first difference value between a second value of the shift voltage when the lens is in the second boundary position and a first value of the shift voltage when the lens is in the first boundary position. Has an amplification factor such that the second difference value between the second voltage and the first voltage is equal to
VCM drive.
A user device comprising the lens module for user device of claim 6.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant |