KR102414840B1 - 틸트리스 ois 회로 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 OIS 회로는, 제1 방향-제1 위치 검출센서로부터의 제1 방향-제1 센싱신호와, 제1 방향-제2 위치 검출센서로부터의 제1 방향-제2 센싱신호에 기초해 제1 방향 위치 검출신호를 생성하고, 상기 제1 방향-제1 센싱신호와 상기 제1 방향-제2 센싱신호에 기초해 틸트 검출신호를 생성하는 제1 신호 처리부; 제2 방향 위치 검출센서로부터의 제2 방향 센싱신호, 상기 제1 방향 위치 검출신호, 및 틸트 검출신호 각각에 기초하여, 제1 방향 위치 제어신호, 틸트 제어신호, 제2 방향 위치 제어신호를 생성하는 제어부; 상기 제1 방향 위치 제어신호 및 상기 틸트 제어신호에 기초해 제1 방향-제1 위치 제어신호 및 제1 방향-제2 위치 제어신호를 생성하는 제2 신호 처리부; 및 상기 제1 방향-제1 위치 제어신호, 상기 제1 방향-제2 위치 제어신호, 및 제2 방향 위치 제어신호에 기초하여 제1 방향-제1 구동신호, 제1방향-제2 구동신호, 및 제2 방향 구동신호를 생성하는 구동부; 를 포함한다.

Description

틸트리스 OIS 회로 및 장치{TILTLESS OIS CIRCUITS AND OIS DEVICE}
본 발명은 틸트리스 OIS 회로 및 장치 에 관한 것이다.
일반적으로, 스마트폰 등의 전자기기에 적용되는 카메라 모듈은 해상도, OIS(Optical Image Stabilization), 및 AF(Auto Focusing) 기능 등의 관점에서 점차 고성능화가 요구되고 있고, 소형화도 요구되고 있다.
또한, 전자 기기의 소형화에 따라 카메라 모듈의 기판 내의 부품들이 점차 집약화되고 있고, 이에 따라 기판 내의 부품간의 자계간섭이 없도록 요구되고 있다.
일 예로, OIS 제어 기능을 갖는 기존의 카메라 모듈은 X축 이동을 위한 볼가이드와 Y축 이동을 위한 볼가이드 2층으로 이루어진 구조를 포함할 수 있다. 이러한 2층의 볼가이드 구조는 슬림화에 불리하므로, 슬림화를 위해 볼 가이드를 없애고 X축 및 Y축으로 렌즈 모듈이 자유롭게 움직이게 할 필요가 있다.
그런데, 볼가이드가 없이 자유롭게 움직이도록 하면 렌즈 모듈의 틸트(tilt)가 발생할 수 있는 단점이 있어서, 기존의 카메라 모듈의 구조에서는 틸트의 감지 및 틸트 제어도 어렵다는 단점이 있었다.
따라서, 슬림화를 위해 2층 볼가이드 구조를 1층 볼 가이드 구조로 변경하는 구조를 채용하는 카메라 모듈에서는, 발생될 수 있는 틸트에 대한 제어 기술의 필요성이 있다.
(선행기술문헌)
(특허문헌 1) JP 특허공개공보 2017-090821 (2017.05.25)
(특허문헌 2) KR 특허공개공보 2015-0045463 (2015.04.28)
본 발명의 일 실시 예는, 카메라 모듈의 틸트(tilt) 제어를 위해, 렌즈의 광축에 수직인 어느 하나의 방향으로 구동을 위한 2개의 구동 코일을 포함하고, 2개의 구동코일에 대해 틸티(tilt) 제어와 위치이동 제어를 서로 분리하여 수행하는 틸트리스 OIS 회로 및 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 의해, 키메라 모듈의 하우징에 배치된 제1 방향-제1 위치 검출센서로부터의 제1 방향-제1 센싱신호와, 상기 하우징에 배치된 제1 방향-제2 위치 검출센서로부터의 제1 방향-제2 센싱신호에 기초해 제1 방향 위치 검출신호를 생성하고, 상기 제1 방향-제1 센싱신호와 상기 제1 방향-제2 센싱신호에 기초해 틸트 검출신호를 생성하는 제1 신호 처리부; 상기 하우징에 배치된 제2 방향 위치 검출센서로부터의 제2 방향 센싱신호, 상기 제1 방향 위치 검출신호, 및 틸트 검출신호 각각에 기초하여, 제1 방향 위치 제어신호, 틸트 제어신호, 제2 방향 위치 제어신호를 생성하는 제어부; 상기 제1 방향 위치 제어신호 및 상기 틸트 제어신호에 기초해 제1 방향-제1 위치 제어신호 및 제1 방향-제2 위치 제어신호를 생성하는 제2 신호 처리부; 및 상기 제1 방향-제1 위치 제어신호, 상기 제1 방향-제2 위치 제어신호, 및 제2 방향 위치 제어신호에 기초하여 제1 방향-제1 구동신호, 제1방향-제2 구동신호, 및 제2 방향 구동신호를 생성하는 구동부; 를 포함하는 틸트리스 OIS 회로가 제안된다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시 예에 의해, 렌즈배럴에 배치된 제1 방향 피검출부에 대향되어, 상기 렌즈배럴에 이격된 하우징에 서로 인접 배치된 제1 구동코일 및 제2 구동코일; 상기 하우징에 배치되어, 상기 제1 방향 피검출부의 위치를 검출하는 제1 방향-제1 위치 검출센서; 상기 하우징에 배치되어, 상기 제1 방향 피검출부의 위치를 검출하는 제1 방향-제2 위치 검출센서; 상기 렌즈배럴에 배치된 제2 방향 피검출부에 대향되어, 상기 하우징에 배치된 제3 구동코일; 상기 하우징에 배치되어, 상기 제2 방향 피검출부의 위치를 검출하는 제2 방향 위치 검출센서; 상기 제1 방향-제1 위치 검출센서로부터의 제1 방향-제1 센싱신호와 상기 제1 방향-제2 위치 검출센서로부터의 제1 방향-제2 센싱신호에 기초해 제1 방향 위치 검출신호를 생성하고, 상기 제1 방향-제1 센싱신호와 상기 제1 방향-제2 센싱신호에 기초해 틸트 검출신호를 생성하는 제1 신호 처리부; 상기 제1 방향 위치 검출신호, 틸트 검출신호, 상기 제2 방향 위치 검출센서로부터의 제2 방향 센싱신호 각각에 기초하여 제1 방향 위치 제어신호, 틸트 제어신호, 제2 방향 위치 제어신호를 생성하는 제어부; 상기 제1 방향 위치 제어신호 및 상기 틸트 제어신호에 기초해 제1 방향-제1 위치 제어신호 및 제1 방향-제2 위치 제어신호를 생성하는 제2 신호 처리부; 및 상기 제1 방향-제1 위치 제어신호, 상기 제1 방향-제2 위치 제어신호, 및 제2 방향 위치 제어신호에 기초하여 제1 방향-제1 구동신호, 제1방향-제2 구동신호, 및 제2 방향 구동신호를 생성하는 구동부; 를 포함하는 틸트리스 OIS 장치가 제안된다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 카메라 모듈의 틸트(tilt) 제어를 위해, 렌즈의 광축에 수직인 어느 하나의 방향으로 구동을 위한 2개의 구동 코일을 포함하고, 2개의 구동코일에 대해 틸티(tilt) 제어와 위치이동 제어를 서로 분리하여 수행함으로써, 기판내 부품간의 간섭을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 OIS 장치가 적용된 카메라 모듈의 일 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 OIS 장치의 일 예시도이다.
도 3은 심한 틸트 보정을 위한 틸트 보정부의 일 예시도이다.
도 4는 제1 신호 처리부의 구성 예시도이다.
도 5는 제2 신호 처리부의 구성 예시도이다.
도 6은 도 3의 틸트 보정부의 구성 예시도이다.
도 7은 제1 방향 피검출부 및 제2 방향 피검출부의 일 예시도이다.
도 8은 제1 방향 피검출부 및 제2 방향 피검출부의 일 예시도이다.
도 9는 제1 방향 거리-힘감도 상관계 그래프 예시도이다.
도 10은 제1 방향 위치 제어 설명 예시도이다.
도 11은 제1 방향 틸트 제어 설명 예시도이다.
도 12는 심한 틸트시의 위치 제어 설명 예시도이다.
도 13은 심한 틸트시의 틸트 제어 설명 예시도이다.
이하에서는, 본 발명은 설명되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다양하게 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 각 실시 예에 있어서, 하나의 예로써 설명되는 구조, 형상 및 수치는 본 발명의 기술적 사항의 이해를 돕기 위한 예에 불과하므로, 이에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다양하게 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 본 발명의 실시 예들은 서로 조합되어 여러 가지 새로운 실시 예가 이루어질 수 있다.
그리고, 본 발명에 참조된 도면에서 본 발명의 전반적인 내용에 비추어 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위해서, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 OIS 장치가 적용된 카메라 모듈의 일 예시도이다.
도 1을 참조하면, 카메라 모듈에 포함된 OIS 장치(20)는, 렌즈배럴(13), 하우징(14), 제1 방향 피검출부(MY), 제2 방향 피검출부(MX), 제1 구동코일(CY1), 제2 구동코일(CY2), 제3 구동코일(CX), 제1 방향-제1 위치 검출센서(HY1), 제1 방향-제2 위치 검출센서(HY2), 제2 방향 위치 검출센서(HX), 및 OIS 회로(50)를 포함할 수 있다.
상기 렌즈배럴(13)는, 상기 하우징(14)의 내측에 이동하도록 배치되어, 복수의 렌즈를 포함하여 AF를 위해 광축인 Z축 방향으로 위치 이동될 수 있고, OIS를 위해 광축에 수직인 Y축 또는 X축 방향으로 위치 이동될 수 있다. 상기 하우징(14)은, 상기 렌즈배럴(13)과 이격되어 카메라 모듈에 고정될 수 있다.
제1 방향 피검출부(MY)는, 상기 렌즈배럴(13)의 일측에 배치될 수 있다. 제2 방향 피검출부(MX)는, 상기 렌즈배럴(13)의 다른 일측에 배치될 수 있다. 일 예로, 제1 방향 피검출부(MY) 및 제2 방향 피검출부(MX)는 마그네트가 될 수 있다.
제1 구동코일(CY1) 및 제2 구동코일(CY2)는, 상기 렌즈배럴(13)에 이격된 하우징(14)에 서로 인접 배치될 수 있다. 제3 구동코일(CX)은, 상기 렌즈배럴(13)에 배치된 제2 방향 피검출부(MX)에 대향되어, 상기 하우징(14)에 배치될 수 있다.
일 예로, 제1 구동코일(CY1) 및 제2 구동코일(CY2)는 제1 기판(16)에 실장될 수 있고, 기판(16)은 하우징(14)에 배치될 수 있다. 그리고, 제3 구동코일(CX)은 제2 기판(17)에 실장될 수 있다.
제1 방향-제1 위치 검출센서(HY1)는, 상기 하우징(14)에 배치되어, 상기 제1 방향 피검출부(MY)의 위치를 검출할 수 있다. 제1 방향-제2 위치 검출센서(HY2)는, 상기 하우징(14)에 배치되어, 상기 제1 방향 피검출부(MY)의 위치를 검출할 수 있다. 제2 방향 위치 검출센서(HX)는, 상기 하우징(14)에 배치되어, 상기 제2 방향 피검출부(MX)의 위치를 검출할 수 있다.
일 예로, 상기 제1 방향-제1 위치 검출센서(HY1)는 제1 구동코일(CY1)에 배치될 수 있고, 제1 방향-제2 위치 검출센서(HY2)는 제2 구동코일(CY2)에 배치될 수 있으며, 제2 방향 위치 검출센서(HX)는, 제3 구동코일(CX)에 배치될 수 있다.
일 예로, 제1 방향-제1 위치 검출센서(HY1) 및 제1 방향-제2 위치 검출센서(HY2)의 해당 자석의 위치에 따른 검출값의 방향이 같도록 OIS 회로(50)에 연결할 수 있다.
OIS 회로(50)는, 상기 제1 방향-제1 위치 검출센서(HY1), 제1 방향-제2 위치 검출센서(HY2), 및 제2 방향 위치 검출센서(HX)로부터의 복수의 센싱 신호에 기초해서, 상기 제1 구동코일(CY1), 제2 구동코일(CY2), 및 제3 구동코일(CX) 각각에 해당 구동신호를 출력할 수 있다.
본 서류에서, 예를 들어, 렌즈배럴(13)의 복수의 렌즈에 대한 광축을 Z방향이라고 하면, 광축에 수직인 방향을 Y축 방향 및 X축 방향이라고 할 수 있다. 그리고, 제1 방향을 Y축 방향이라고 하면, 제2 방향을 X축 방향이라고 할 수 있다. 이와 다른 예로, 제1 방향을 X축 방향이라고 하면, 제2 방향을 Y축 방향이라고 할 수 있다. 본 발명의 설명에서, 설명의 편의상, 제1 방향을 Y축 방향이라고 하고, 제2 방향을 X축 방향으로 하여 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 각 도면에 대해, 동일한 부호 및 동일한 기능의 구성요소에 대해서는 가능한 불필요한 중복 설명은 생략될 수 있고, 각 도면에 대해 가능한 차이점에 대한 사항이 설명될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 OIS 장치의 일 예시도이다.
도 2를 참조하면, 전술한 바와 같이, OIS 장치(20)는, 제1 방향-제1 위치 검출센서(HY1), 제1 방향-제2 위치 검출센서(HY2), 제2 방향 위치 검출센서(HX), 제1 구동코일(CY1), 제2 구동코일(CY2), 제3 구동코일(CX) 및 OIS 회로(50)를 포함할 수 있다.
상기 OIS 회로(50)는, 제1 신호 처리부(100), 제어부(300), 제2 신호 처리부(500), 및 구동부(700)를 포함할 수 있다.
상기 제1 신호 처리부(100)는, 상기 하우징(14)에 배치된 제1 방향-제1 위치 검출센서(HY1)로부터의 제1 방향-제1 센싱신호(SY1)와, 상기 하우징(14)에 배치된 제1 방향-제2 위치 검출센서(HY2)로부터의 제1 방향-제2 센싱신호(SY2)에 기초해 제1 방향 위치 검출신호(SYdet) 및 틸트 검출신호(STdet)를 생성할 수 있다.
상기 제어부(300)는, 상기 하우징(14)에 배치된 제2 방향 위치 검출센서(HX)로부터의 제2 방향 센싱신호(SX), 상기 제1 방향 위치 검출신호(SYdet), 및 틸트 검출신호(STdet) 각각에 기초하여, 제1 방향 위치 제어신호(SC_Y), 틸트 제어신호(SC_T), 제2 방향 위치 제어신호(SC_X)를 생성할 수 있다.
상기 제2 신호 처리부(500)는, 상기 제1 방향 위치 제어신호(SC_Y) 및 상기 틸트 제어신호(SC_T)에 기초해 제1 방향-제1 위치 제어신호(SC_OY1) 및 제1 방향-제2 위치 제어신호(SC_OY2)를 생성할 수 있다.
상기 구동부(700)는, 상기 제1 방향-제1 위치 제어신호(SC_OY1), 상기 제1 방향-제2 위치 제어신호(SC_OY2), 및 제2 방향 위치 제어신호(SC_X)에 기초하여 제1 방향-제1 구동신호(Sd_Y1), 제1방향-제2 구동신호(Sd_Y2), 및 제2 방향 구동신호(Sd_X)를 생성할 수 있다.
도 3은 심한 틸트 보정을 위한 틸트 보정부의 일 예시도이다.
도 3을 참조하면, 예를 들어, 상기 OIS 회로(50)는 틸트 보정부(400)를 포함할 수 있다.
상기 틸트 보정부(400)는, 상기 제어부(300)로부터 입력되는 상기 제1 방향 위치 제어신호(SC_Y)에 대해 제1 보정 및 제2 보정을 수행하여 상기 제3 연산부(510) 및 제4 연산부(520)에 출력하고, 상기 제어부(300)로부터 입력되는 상기 틸트 제어신호(SC_T)에 대해 제3 보정 및 제4 보정을 수행하여 상기 제3 연산부(510) 및 제4 연산부(520)에 출력할 수 있다.
도 4는 제1 신호 처리부의 구성 예시도이다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 예를 들어, 상기 제1 신호 처리부(100)는, 제1 연산부(110)와 제2 연산부(120)를 포함할 수 있다.
상기 제1 연산부(110)는, 상기 제1 방향-제1 센싱신호(SY1)와 상기 제1 방향-제2 센싱신호(SY2)에 대해 평균연산을 수행하여 상기 제1 방향 위치 검출신호(SYdet)를 생성할 수 있다.
상기 제2 연산부(120)는, 상기 제1 방향-제1 센싱신호(SY1)와 상기 제1 방향-제2 센싱신호(SY2)에 대해 감산을 수행하여 상기 틸트 검출신호(STdet)를 생성할 수 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 제어부(300)는, 제1 방향 PID 제어기(310), 틸트 PID 제어기(320), 및 제2 방향 PID 제어기(330)를 포함할 수 있다.
상기 제1 방향 PID 제어기(310)는, 상기 제1 방향 위치 검출신호(SYdet)에 대해 PID 제어를 통해 상기 제1 방향 위치 제어신호(SC_Y)를 생성할 수 잇다.
상기 틸트 PID 제어기(320)는, 상기 틸트 검출신호(STdet)에 대해 PID 제어를 통해 상기 틸트 제어신호(SC_T)를 생성할 수 있다.
상기 제2 방향 PID 제어기(330)는, 상기 제2 방향 센싱신호(SX)에 대해 PID 제어를 통해 상기 제2 방향 위치 제어신호(SC_X)를 생성할 수 있다.
통상, PID 제어기는 PID 제어를 위한 PID 계수가 설정된다. 예를 들어, 제1 방향 PID 제어기(310) 및 틸트 PID 제어기(320)는, 위치 이동 및 틸티 제어를 위한 PID 계수를 서로 다르게 적용할 수 있다. 예를 들어 목표값이 바뀌는 제1 방향 PID 제어기(310)는 설정 타임(settling time)에 최적화하고, 틸트 PID 제어기(320)는 목표값이 고정이므로 제자리 제어에 최적화된 PID 계수를 적용할 수 있다.
도 5는 제2 신호 처리부의 구성 예시도이다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 상기 제2 신호 처리부(500)는, 제3 연산부(510)와 제4 연산부(520)를 포함할 수 있다.
상기 제3 연산부(510)는, 상기 제1 방향 위치 제어신호(SC_Y) 및 상기 틸트 제어신호(SC_T)에 대해 가산을 수행하여 제1 방향-제1 위치 제어신호(SC_OY1)를 생성할 수 있다. 일 예로, 상기 제3 연산부(510)은 가산기를 포함할 수 있다.
상기 제4 연산부(520)는, 상기 제1 방향 위치 제어신호(SC_Y1) 및 상기 틸트 제어신호(SC_T)에 대해 감산을 수행하여 제1 방향-제2 위치 제어신호(SC_OY2)를 생성할 수 있다. 일 예로, 상기 제4 연산부(520)은 감산기를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 구동부(700)는, 제1 방향-제1 구동기(711), 제1 방향-제2 구동기(712), 제2 방향 구동기(720)를 포함할 수 있다.
상기 제1 방향-제1 구동기(711)는, 상기 제1 방향-제1 위치 제어신호(SC_OY1)에 기초하여 상기 제1 방향-제1 구동신호(Sd_Y1)를 생성할 수 있다.
상기 제1 방향-제2 구동기(712)는, 상기 제1 방향-제2 위치 제어신호(SC_OY2)에 기초하여 상기 제1방향-제2 구동신호(Sd_Y2)를 생성할 수 잇다.
상기 제2 방향 구동기(720)는, 상기 제2 방향 위치 제어신호(SC_X)에 기초하여 상기 제2 방향 구동신호(Sd_X)를 생성할 수 있다.
도 6은 도 3의 틸트 보정부의 구성 예시도이다.
도 6을 참조하면, 상기 틸트 보정부(400)는, 제1 보정기(410), 제2 보정기(420), 제3 보정기(430), 및 제4 보정기(440)를 포함할 수 있다.
상기 제1 보정기(410)는, 상기 제1 방향 위치 제어신호(SC_Y)에 대해 제1 보정을 수행하여 상기 제2 신호 처리부(500)에 출력할 수 있다. 일 예로, 상기 제1 보정기(410)는, 상기 제1 방향 위치 제어신호(SC_Y)에 대해 제1 보정 계수(A)를 곱하여 보정할 수 있다.
상기 제2 보정기(420)는, 상기 제1 방향 위치 제어신호(SC_Y)에 대해 제2 보정을 수행하여 상기 제2 신호 처리부(500)에 출력할 수 있다. 일 예로, 상기 제2 보정기(420)는, 상기 제1 방향 위치 제어신호(SC_Y)에 대해 제2 보정 계수(B)를 곱하여 보정할 수 있다.
상기 제3 보정기(430)는, 상기 틸트 제어신호(SC_T)에 대해 제3 보정을 수행하여 상기 제2 신호 처리부(500)에 출력할 수 있다. 일 예로, 상기 제3 보정기(430)는, 상기 틸트 제어신호(SC_T)에 대해 제3 보정 계수(C)를 곱하여 보정할 수 있다.
상기 제4 보정기(440)는, 상기 틸트 제어신호(SC_T)에 대해 제4 보정을 수행하여 상기 제2 신호 처리부(500)에 출력할 수 있다. 일 예로, 상기 제4 보정기(440)는, 상기 틸트 제어신호(SC_T)에 대해 제4 보정 계수(D)를 곱하여 보정할 수 있다.
또한, 도 2 및 도 6를 참조하면, 상기 제2 신호 처리부(500)의 제3 연산부(510)는,
상기 제1 보정기(410)에서 보정된 제1 보정 제어신호(SC_CY1) 및 상기 제3 보정기(440)에서 보정된 제4 보정 제어신호(SC_CT1)를 가산하여 상기 제1 방향-제1 위치 제어신호(SC_OY1)를 생성할 수 있다.
상기 제2 신호 처리부(500)의 제4 연산부(520)는, 상기 제2 보정기(420)에서 보정된 제2 보정 제어신호(SC_CY2) 및 상기 제4 보정기(440)에서 보정된 제4 보정 제어신호(SC_CT2)를 감산하여 상기 제1 방향-제2 위치 제어신호(SC_OY2)를 생성할 수 있다.
도 7은 제1 방향 피검출부 및 제2 방향 피검출부의 일 예시도이다.
도 7을 참조하면, 제1 방향 피검출부(MY) 및 제2 방향 피검출부(MX) 각각은 금속 또는 마그네트가 될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 제1 방향 피검출부(MY)는, 제1 구동코일(CY1) 및 제2 구동코일(CY2) 각각에 대향되는 2개의 분극 마그네트(MY1,MY2)를 포함할 수 있다. 상기 2개의 분극 마그네트(MY1,MY2)는 서로 다른 분극방향을 포함할 수 있다. 이와 같은, 2개의 분극 마그네트(MY1,MY2)를 이용하는 경우에는 저 자계가 형성될 수 있어서, 대 자계에 비해 상대적으로 주변 영향이 저감될 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 방향 피검출부(MX)는 분극 마그네트가 될 수 있다.
한편, 상기 제2 방향 피검출부(MX)는 하나의 분극 마그네트를 포함하는 경우에는 하나의 분극 마그네트에 의해 대 자계(MF1)가 형성될 수 있는데, 이 경우의 큰 자계는 주변에 악영향을 미칠 가능성이 있다.
이 경우, 패러데이의 법칙에 의해 누설자속은 N극에서 S극으로 형성되는데 단극 자석은 누설자속이 길게 형성되기 때문에 대 자계가 형성될 수 있다.
도 8은 제1 방향 피검출부 및 제2 방향 피검출부의 일 예시도이다.
도 8을 참조하면, 예를 들어, 제3 구동코일(CX)는 2개의 구동코일(CX1,CX2)로 이루어질 수 있다. 상기 제2 방향 피검출부(MX)는, 2개의 구동코일(CX1,CX2) 각각에 대향되는 2개의 분극 마그네트(MX1,MX2)를 포함할 수 있다. 상기 2개의 분극 마그네트(MX1,MX2)는 서로 다른 분극방향을 포함할 수 있다.
이에 따라, 상기 제2 방향 피검출부(MX)는 2개의 분극 마그네트를 포함하는 경우에는 2개의 분극 마그네트에 의해, 도 7에 도시된 구조와 비교하여 상대적으로 작은 자계(MF1)가 형성될 수 있는데, 이 경우의 작은 자계는 주변에 대한 악영향이 저감될 수 있다.
예를 들어, 도 8에 도시된 바와같이, 제2 방향(예, X축 방향) 제어도 저 자계를 위해 2개의 분극 마그네트를 배치하므로 2개의 코일을 배치할 수도 있다. 이 경우, 패러데이의 법칙에 의해 누설자속은 N극에서 S극으로 형성되는데 2개의 분극 자석은 누설자속이 짧게 형성되기 때문에 저 자계가 형성될 수 있다.
도 9는 제1 방향 거리-힘감도 상관계 그래프 예시도이다.
도 9에서, 가로축은 제1 방향의 해당 구동코일(예, CY1)과 해당 피검출부(예, MY1)와의 거리이고, 세로축은 힘감도(force sensitivity)[Mn/mA]이다.
가로축에서 거리 '0'은 중간위치이고, 중간위치를 기준으로 우측은 서로 가까워지는 위치이고, 중간위치를 기준으로 좌측은 서로 멀어지는 위치이다.
도 9를 참조하면, 제1 방향의 해당 구동코일(예, CY1)과 해당 피검출부(예, MY1)와의 거리에 따라 힘감도(force sensitivity)[Mn/mA]가 변화함을 알 수 있으며, 이와 같이 거리에 따라 힘감도가 달라는 경우에는 거리에 따라 미치는 구동력(힘)이 달라질 수 있음을 의미하며, 이는 틸트 제어시 거리에 따라 달라는 힘감도를 보정할 필요성이 있음을 ?賓鎌? 수 있다.
이와 같은 이유로 인하여, 틸트가 심한 경우에는 도 3 밑 도 6에 도시된 바와같는 틸트 보정부(400)가 필요할 수 있다.
도 9를 참조하면, 본 발명이 적용되는 카메라 모듈의 OIS 장치는 해당 피검출부(예, 마그네트)와 해당 위치센서(예, 홀센서) 사이의 간격, 즉 에어갭(airgap)이 바뀌는 구조이므로, 해당 피검출부(예, 마그네트)와 해당 위치센서(예, 홀센서) 사이에 작용하는 구동력(=힘감도)은 위치에 따라 구동력이 거의 선형적으로 변화한다. 예를 들어, 에어갭이 작을수록 구동력은 세진다.
도 10은 제1 방향 위치 제어 설명 예시도이다.
도 10을 참조하면, 제1 방향 (예, Y축 방향)의 위치 제어를 위해서는 제1 구동코일(CY1) 및 제2 구동코일(CY2)은 해당 마그네트에 대해 동일한 방향으로 위치를 이동하도록 동작할 수 있다.
도 11은 제1 방향 틸트 제어 설명 예시도이다.
도 11을 참조하면, 제1 방향 (예, Y축 방향)의 틸트 제어를 위해서는 제1 구동코일(CY1) 및 제2 구동코일(CY2)은 해당 마그네트에 대해 서로 다른 방향으로 위치를 이동하도록 동작할 수 있다.
도 12는 심한 틸트시의 위치 제어 설명 예시도이고, 도 13은 심한 틸트시의 틸트 제어 설명 예시도이다.
도 12를 참조하면, 틸트가 심한 경우, 위치 제어시, 동일한 방향으로 작용하는 구동신호에 의해서 발생되는 힘의 크기가 서로 달라질 수 있다.
도 13을 참조하면, 틸트가 심한 경우, 틸트 제어시, 서로 다른 방향으로 작용하는 구동신호에 의해서 발생되는 힘의 크기가 서로 달라질 수 있다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 틸트(tilt)가 심한 경우에는 같은 힘을 주기 위해서는 제1방향 제1 코일(YL코일)과 제1방향 제2 코일(YR코일)에 다른 전류를 흘려야 힘의 균형을 맞출 수 있음을 암시한다.
예를 들어, 틸트(Tilt)가 심할 시 같은 전류로 구동하면 힘의 균형이 맞지 않아 틸트 제어와 위치 제어 시에 서로 간섭이 생길 수 있다. 틸트 제어 시 비교적 제1방향 제1 코일(YL코일)에 큰 힘이 가해져 위치는 아래로 이동하게 되고, 오른쪽 위치제어에서도 제1방향 제2 코일(YR코일)이 힘이 크므로 틸트가 더 심해질 수 있다.
이와 같은 심한 틸트가 있는 경우에는, 도 3 및 도 6에 도시한 바와 같은 틸트 보정부(400)를 통해서 틸트를 보정할 수 있다.
상기 틸트 보정부(400)에서, 제1 및 제2 센싱신호(SY1,SY2)에 비례하는 값을 제1방향 제1 코일(YL코일)과 제1방향 제2 코일(YR코일)의 전류에 1차식으로 보정할 수 있다. 이런 보정을 할 시에 PID 출력값인 전류와 구동력은 비례하게 되므로 제어에도 유리한 측면이 있다.
또한, 틸트가 심할 경우에도 힘의 균형을 맞출 수 있고, 틸트가 심하지 않도록 틸트 PID 제어기(320)의 제자리 특성을 강화할 수도 있다.
이상에서는 본 발명을 실시 예로써 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.
13: 렌즈배럴
14: 하우징
100: 제1 신호 처리부
300: 제어부
400: 틸트 보정부
500: 제2 신호 처리부
700: 구동부
MY: 제1 방향 피검출부
MX: 제2 방향 피검출부
CY1: 제1 구동코일
CY2: 제2 구동코일
CX: 제3 구동코일
HY1: 제1 방향-제1 위치 검출센서
HY2: 제1 방향-제2 위치 검출센서
HX: 제2 방향 위치 검출센서

Claims (16)

  1. 카메라 모듈의 하우징에 배치된 제1 방향-제1 위치 검출센서로부터의 제1 방향-제1 센싱신호와, 상기 하우징에 배치된 제1 방향-제2 위치 검출센서로부터의 제1 방향-제2 센싱신호에 기초해 제1 방향 위치 검출신호를 생성하고, 상기 제1 방향-제1 센싱신호와 상기 제1 방향-제2 센싱신호에 기초해 틸트 검출신호를 생성하는 제1 신호 처리부;
    상기 하우징에 배치된 제2 방향 위치 검출센서로부터의 제2 방향 센싱신호, 상기 제1 방향 위치 검출신호, 및 틸트 검출신호 각각에 기초하여, 제1 방향 위치 제어신호, 틸트 제어신호, 제2 방향 위치 제어신호를 생성하는 제어부;
    상기 제1 방향 위치 제어신호 및 상기 틸트 제어신호에 기초해 제1 방향-제1 위치 제어신호 및 제1 방향-제2 위치 제어신호를 생성하는 제2 신호 처리부; 및
    상기 제1 방향-제1 위치 제어신호, 상기 제1 방향-제2 위치 제어신호, 및 제2 방향 위치 제어신호에 기초하여 제1 방향-제1 구동신호, 제1방향-제2 구동신호, 및 제2 방향 구동신호를 생성하는 구동부;
    를 포함하는 틸트리스 OIS 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 신호 처리부는,
    상기 제1 방향-제1 센싱신호와 상기 제1 방향-제2 센싱신호에 대해 평균연산을 수행하여 상기 제1 방향 위치 검출신호를 생성하는 제1 연산부; 및
    상기 제1 방향-제1 센싱신호와 상기 제1 방향-제2 센싱신호에 대해 감산을 수행하여 상기 틸트 검출신호를 생성하는 제2 연산부;
    를 포함하는 틸트리스 OIS 회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제1 방향 위치 검출신호에 대해 PID 제어를 통해 상기 제1 방향 위치 제어신호를 생성하는 제1 방향 PID 제어기;
    상기 틸트 검출신호에 대해 PID 제어를 통해 상기 틸트 제어신호를 생성하는 틸트 PID 제어기; 및
    상기 제2 방향 센싱신호에 대해 PID 제어를 통해 상기 제2 방향 위치 제어신호를 생성하는 제2 방향 PID 제어기;
    를 포함하는 틸트리스 OIS 회로.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 신호 처리부는,
    상기 제1 방향 위치 제어신호 및 상기 틸트 제어신호에 대해 가산을 수행하여 제1 방향-제1 위치 제어신호를 생성하는 제3 연산부; 및
    상기 제1 방향 위치 제어신호 및 상기 틸트 제어신호에 대해 감산을 수행하여 제1 방향-제2 위치 제어신호를 생성하는 제4 연산부;
    를 포함하는 틸트리스 OIS 회로.
  5. 제1항에 있어서, 상기 구동부는,
    상기 제1 방향-제1 위치 제어신호에 기초하여 상기 제1 방향-제1 구동신호를 생성하는 제1 방향-제1 구동기:
    상기 제1 방향-제2 위치 제어신호에 기초하여 상기 제1방향-제2 구동신호를 생성하는 제1 방향-제2 구동기: 및
    상기 제2 방향 위치 제어신호에 기초하여 상기 제2 방향 구동신호를 생성하는 제2 방향 구동기;
    를 포함하는 틸트리스 OIS 회로.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제어부로부터 입력되는 상기 제1 방향 위치 제어신호에 대해 제1 보정 및 제2 보정을 수행하여 상기 제3 연산부 및 제4 연산부에 출력하고, 상기 제어부로부터 입력되는 상기 틸트 제어신호에 대해 제3 보정 및 제4 보정을 수행하여 상기 제3 연산부 및 제4 연산부에 출력하는 틸트 보정부;
    를 더 포함하는 틸트리스 OIS 회로.
  7. 제6항에 있어서, 상기 틸트 보정부는
    상기 제1 방향 위치 제어신호에 대해 제1 보정을 수행하여 상기 제2 신호 처리부에 출력하는 제1 보정기;
    상기 제1 방향 위치 제어신호에 대해 제2 보정을 수행하여 상기 제2 신호 처리부에 출력하는 제2 보정기;
    상기 틸트 제어신호에 대해 제3 보정을 수행하여 상기 제2 신호 처리부에 출력하는 제3 보정기; 및
    상기 틸트 제어신호에 대해 제4 보정을 수행하여 상기 제2 신호 처리부에 출력하는 제4 보정기;
    를 포함하는 틸트리스 OIS 회로.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제2 신호 처리부의 제3 연산부는,
    상기 제1 보정기에서 보정된 제1 보정 제어신호 및 상기 제3 보정기에서 보정된 제4 보정 제어신호를 가산하여 상기 제1 방향-제1 위치 제어신호를 생성하고,
    상기 제2 신호 처리부의 제4 연산부는,
    상기 제2 보정기에서 보정된 제2 보정 제어신호 및 상기 제4 보정기에서 보정된 제4 보정 제어신호를 감산하여 상기 제1 방향-제2 위치 제어신호를 생성하는
    틸트리스 OIS 회로.
  9. 렌즈배럴에 배치된 제1 방향 피검출부에 대향되어, 상기 렌즈배럴에 이격된 하우징에 서로 인접 배치된 제1 구동코일 및 제2 구동코일;
    상기 하우징에 배치되어, 상기 제1 방향 피검출부의 위치를 검출하는 제1 방향-제1 위치 검출센서;
    상기 하우징에 배치되어, 상기 제1 방향 피검출부의 위치를 검출하는 제1 방향-제2 위치 검출센서;
    상기 렌즈배럴에 배치된 제2 방향 피검출부에 대향되어, 상기 하우징에 배치된 제3 구동코일;
    상기 하우징에 배치되어, 상기 제2 방향 피검출부의 위치를 검출하는 제2 방향 위치 검출센서;
    상기 제1 방향-제1 위치 검출센서로부터의 제1 방향-제1 센싱신호와 상기 제1 방향-제2 위치 검출센서로부터의 제1 방향-제2 센싱신호에 기초해 제1 방향 위치 검출신호를 생성하고, 상기 제1 방향-제1 센싱신호와 상기 제1 방향-제2 센싱신호에 기초해 틸트 검출신호를 생성하는 제1 신호 처리부;
    상기 제1 방향 위치 검출신호, 틸트 검출신호, 상기 제2 방향 위치 검출센서로부터의 제2 방향 센싱신호 각각에 기초하여 제1 방향 위치 제어신호, 틸트 제어신호, 제2 방향 위치 제어신호를 생성하는 제어부;
    상기 제1 방향 위치 제어신호 및 상기 틸트 제어신호에 기초해 제1 방향-제1 위치 제어신호 및 제1 방향-제2 위치 제어신호를 생성하는 제2 신호 처리부; 및
    상기 제1 방향-제1 위치 제어신호, 상기 제1 방향-제2 위치 제어신호, 및 제2 방향 위치 제어신호에 기초하여 제1 방향-제1 구동신호, 제1방향-제2 구동신호, 및 제2 방향 구동신호를 생성하는 구동부;
    를 포함하는 틸트리스 OIS 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 신호 처리부는,
    상기 제1 방향-제1 센싱신호와 상기 제1 방향-제2 센싱신호에 대해 평균연산을 수행하여 상기 제1 방향 위치 검출신호를 생성하는 제1 연산부; 및
    상기 제1 방향-제1 센싱신호와 상기 제1 방향-제2 센싱신호에 대해 감산을 수행하여 상기 틸트 검출신호를 생성하는 제2 연산부;
    를 포함하는 틸트리스 OIS 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제1 방향 위치 검출신호에 대해 PID 제어를 통해 상기 제1 방향 위치 제어신호를 생성하는 제1 방향 PID 제어기;
    상기 틸트 검출신호에 대해 PID 제어를 통해 상기 틸트 제어신호를 생성하는 틸트 PID 제어기; 및
    상기 제2 방향 센싱신호에 대해 PID 제어를 통해 상기 제2 방향 위치 제어신호를 생성하는 제2 방향 PID 제어기;
    를 포함하는 틸트리스 OIS 장치.
  12. 제9항에 있어서, 상기 제2 신호 처리부는,
    상기 제1 방향 위치 제어신호 및 상기 틸트 제어신호에 대해 가산을 수행하여 제1 방향-제1 위치 제어신호를 생성하는 제3 연산부; 및
    상기 제1 방향 위치 제어신호 및 상기 틸트 제어신호에 대해 감산을 수행하여 제1 방향-제2 위치 제어신호를 생성하는 제4 연산부;
    를 포함하는 틸트리스 OIS 장치.
  13. 제9항에 있어서, 상기 구동부는,
    상기 제1 방향-제1 위치 제어신호에 기초하여 상기 제1 방향-제1 구동신호를 생성하는 제1 방향-제1 구동기:
    상기 제1 방향-제2 위치 제어신호에 기초하여 상기 제1방향-제2 구동신호를 생성하는 제1 방향-제2 구동기: 및
    상기 제2 방향 위치 제어신호에 기초하여 상기 제2 방향 구동신호를 생성하는 제2 방향 구동기;
    를 포함하는 틸트리스 OIS 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제어부로부터 입력되는 상기 제1 방향 위치 제어신호에 대해 제1 보정 및 제2 보정을 수행하여 상기 제3 연산부 및 제4 연산부에 출력하고, 상기 제어부로부터 입력되는 상기 틸트 제어신호에 대해 제3 보정 및 제4 보정을 수행하여 상기 제3 연산부 및 제4 연산부에 출력하는 틸트 보정부;
    를 더 포함하는 틸트리스 OIS 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 틸트 보정부는
    상기 제1 방향 위치 제어신호에 대해 제1 보정을 수행하여 상기 제2 신호 처리부에 출력하는 제1 보정기;
    상기 제1 방향 위치 제어신호에 대해 제2 보정을 수행하여 상기 제2 신호 처리부에 출력하는 제2 보정기;
    상기 틸트 제어신호에 대해 제3 보정을 수행하여 상기 제2 신호 처리부에 출력하는 제3 보정기; 및
    상기 틸트 제어신호에 대해 제4 보정을 수행하여 상기 제2 신호 처리부에 출력하는 제4 보정기;
    를 포함하는 틸트리스 OIS 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제2 신호 처리부의 제3 연산부는,
    상기 제1 보정기에서 보정된 제1 보정 제어신호 및 상기 제3 보정기에서 보정된 제4 보정 제어신호를 가산하여 상기 제1 방향-제1 위치 제어신호를 생성하고,
    상기 제2 신호 처리부의 제4 연산부는,
    상기 제2 보정기에서 보정된 제2 보정 제어신호 및 상기 제4 보정기에서 보정된 제4 보정 제어신호를 감산하여 상기 제1 방향-제2 위치 제어신호를 생성하는
    틸트리스 OIS 장치.
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