KR20100106015A - System for measuring actuator of cellular phone's camera - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 휴대폰 카메라의 액츄에이터 측정시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an actuator measurement system of a mobile phone camera.
최근 들어 휴대폰은 상대방과의 음성 및 문자 전송은 물론 사진촬영, 음악녹음, DMB방송 수신 등의 기능을 할 수 있는 것이 보편화 되어 있어, 상기 휴대폰 하나로 일상 업무에서 편리하게 사용하고 실정이다.In recent years, the mobile phone has been widely used to perform functions such as photographing, recording music, receiving DMB broadcasting, as well as transmitting voice and texts with the other party.
이와 같이 다양한 기능을 수행하는 휴대폰의 사진촬영기능을 수행하는 카메라모듈은 피사체의 반사광을 입사 받는 렌즈와, 렌즈와 결합되어 전진 이동하면서 피사체와 초점을 맞추는 코일이 귄취 된 보빈과, 보빈의 외측에 전자력으로 보빈을 전진하는 마그네트가 구비된 하우징 및 인쇄회로기판을 포함하는 액츄에이터로 구성되어 사진촬영기능 수행시 액츄에이터의 보빈과 마그네트 간에 작용하는 플레밍의 왼손법칙에 의하여 보빈을 전후진 이동하면서 렌즈부로 피사체와의 초점을 맞추어 촬영하도록 되어 있다.As described above, a camera module which performs a photo taking function of a mobile phone which performs various functions includes a lens receiving an incident light of a subject, a bobbin having a coil that focuses on the subject while moving forward by being combined with the lens, and an outside of the bobbin. It consists of a housing equipped with a magnet for advancing the bobbin by an electromagnetic force and an actuator including a printed circuit board. It is supposed to focus with and photograph.
그러나, 이러한 휴대폰의 카메라모듈은 조립 결함이나 부품 자체 결함 및 기타 요인 등에 의하여 종종 구동 성능 특성에 변화가 발생하게 된다.However, the camera module of such a mobile phone often causes changes in driving performance characteristics due to assembly defects, component defects, and other factors.
특히 카메라모듈의 액츄에이터 구동 성능 특성에 변화가 발생하였을 경우, 액츄에이터의 보빈은 피사체와 정확한 거리(지점)에서 촬영이 이루어지지 않고 촬영 지점을 벗어난 곳에서 촬영이 이루어지게 되어 해상도가 떨어지게 되는 결함을 보이는 문제점이 있다.In particular, when there is a change in the actuator driving performance characteristics of the camera module, the bobbin of the actuator is not taken at the exact distance (point) from the subject, but the shot is taken out of the shooting point, resulting in a defect in resolution. There is a problem.
그래서 조립이 완료된 액츄에이터는 구동 성능 특성을 측정하게 되는데, 종래에는 변위센서를 이용하여 성능을 측정하거나 경사도 센서를 이용하여 틸트를 측정하였다. 그 결과, 전류(전압)에 대한 변위, 전류(전압)에 대한 틸트 및 X축 틸트에 대한 Y축 틸트 등은 측정할 수 있었다.Thus, the assembled actuator measures the drive performance characteristics. In the related art, the performance was measured using a displacement sensor or the tilt was measured using an inclination sensor. As a result, displacement with respect to current (voltage), tilt with respect to current (voltage), Y-axis tilt with respect to X-axis tilt, and the like could be measured.
그러나, 실제 카메라모듈에서는 무한대부터 매크로(접사)까지의 변위 값에 대한 틸트의 측정이 필요하다. 다시 말해, 실제 렌즈의 임의의 위치(변위)에서 틸트의 특성을 확인함으로써 해상력의 양부를 유추할 필요가 있는데, 종래에는 상기한 바와 같이 변위 값과 틸트 값을 각각 측정하기 때문에 이에 대한 확인이 불가능하였다.However, in the actual camera module, it is necessary to measure the tilt of the displacement value from infinity to macro (macro). In other words, it is necessary to infer the amount of resolution by checking the characteristics of the tilt at an arbitrary position (displacement) of the actual lens, but it is impossible to confirm this because the displacement value and the tilt value are each measured as described above. It was.
따라서, 본 발명의 목적은 휴대폰 카메라의 액츄에이터 구동 성능 중 임의의 위치에서의 틸트 특성을 정확하게 측정해 낼 수 있는 액츄에이터 측정시스템을 제공한다. Accordingly, an object of the present invention is to provide an actuator measuring system capable of accurately measuring tilt characteristics at any position of actuator driving performance of a mobile phone camera.
상기의 목적을 실현하기 위하여, 본 발명은 지그에 재치되는 액츄에이터; 상 기 액츄에이터에 레이저 광을 조사하여 변위를 감지하는 변위센서; 상기 액츄에이터에 레이저 광을 조사하여 틸트를 감지하는 경사도 센서; 상기 변위센서에서 감지되는 변위와 상기 경사도 센서에 감지되는 틸트를 아날로그 신호로 변환하는 컨트롤러; 상기 컨트롤러에서 변환된 아날로그 신호를 중계하는 중계기; 및 상기 중계기에서 중계된 신호를 받아 상기 액츄에이터의 구동 성능 및 경사도 성능을 기설정된 알고리즘으로 측정함과 아울러 상기 액츄에이터의 구동전압을 출력하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 입력된 변위 값과 틸트 값에 기초하여 상기 알고리즘을 통하여 변위 대 틸트 파형을 출력한다.In order to realize the above object, the present invention is an actuator mounted on a jig; Displacement sensor for detecting the displacement by irradiating the laser light to the actuator; An inclination sensor for detecting a tilt by irradiating a laser light to the actuator; A controller for converting the displacement sensed by the displacement sensor and the tilt sensed by the gradient sensor into an analog signal; A repeater for relaying the analog signal converted by the controller; And a controller which receives the signal relayed by the repeater and measures the driving performance and the gradient performance of the actuator by a predetermined algorithm, and outputs the driving voltage of the actuator, wherein the controller is configured to input the displacement value and the tilt value. Based on the above algorithm, a displacement versus tilt waveform is output.
상기한 구조에 의하면, 경사도 센서와 변위 센서를 이용하여 전류 대 변위에 따른 성능 또는 전류 대 경사도에 따는 성능, 또는 X, Y축의 어느 방향으로 액츄에이터가 움직이면서 경사가 발생하는지 이외에 변위에 따른 틸트를 측정 및 분석할 수 있어 렌즈의 임의의 위치에서의 해상력의 양부를 유추할 수 있다.According to the above structure, the tilt sensor and the displacement sensor are used to measure the tilt according to the displacement in addition to the performance according to the current vs. displacement or the current vs. slope, or in which direction the actuator moves in the X and Y axes. And analysis to infer the amount of resolution at any location of the lens.
또한, 대량생산시 측정시간을 단축할 수 있고, 설비대수를 줄일 수 있다.In addition, it is possible to shorten the measurement time in mass production and to reduce the number of facilities.
이하 첨부되는 도면에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 틸트 측정시스템의 블록도이다.1 is a block diagram of a tilt measurement system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 틸트 측정시스템은 지그(10), 액츄에이터(20), 경사도 센서(25), 변위센서(30), 컨트롤러(40), 중계기(50), 컴퓨터(60), 및 증폭기(70)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the tilt measurement system of the present invention includes a
지그(10)는 측정하고자 하는 액츄에이터(20)를 재치 고정하며, 액츄에이터(20)를 X, Y, 및 Z축 단으로 고정하도록 구성된다.The
액츄에이터(20)는 카메라모듈의 구동부로서, 촬영하고자 하는 피사체에 대하여 초점을 맞추기 위해 전후진 구동한다. 상기한 바와 같이, 액츄에이터(20)는 렌즈와 결합하여 전후진 이동하면서 피사체와 초점을 맞추는 코일이 귄취 된 보빈과, 보빈의 외측에 전자력으로 보빈을 전진하는 마그네트가 구비된 하우징 및 인쇄회로기판으로 구성된다.The
변위센서(30)는 지그(10)에 고정된 액츄에이터(20)의 하부로부터 레이저 광을 발사하여 액츄에이터(20)의 움직임에 따른 레이저 광의 변위를 감지하며, 레이저 발광부와 수광부로 구성된다.The
컨트롤러(40)는 변위센서(30)로부터 감지되어 입력되는 레이저 광 신호를 전기적인 아날로그 신호로 변환하여 출력하며, 가령 엔코더로 구성된다.The
중계기(50)는 컨트롤러(40)로부터 출력되는 아날로그 신호를 중계하며, 가령 비엔씨(BNC) 케이블로 입력되는 신호를 각 출력단으로 중계한다.The
컴퓨터(60)는 입력되는 신호를 연산, 비교, 및 판단 제어하고, 판단된 상태를 모니터로 표시하는 통상의 데스크 탑 또는 노트북 컴퓨터를 포함하며, 컴퓨터(60)의 내부에는 데이터를 수집하는 데이터 수집장치(DAQ; 62)와 측정에 필요한 소정의 알고리즘을 포함한다.The
컴퓨터(60)에 포함된 알고리즘은 액츄에이터(20)가 움직이기 시작하는 지점의 시작전압(START VOLTAGE) 또는 시작전류(START CURRENT), 액츄에이터(20)가 상 승할 때와 하강할 때의 변위차이(HYSTERESIS), 액츄에이터(20)가 일정 전압 또는 전류 위치에서의 변위 및 액츄에이터가 스토퍼까지 이동하는 거리(STROKE), 액츄에이터(20)가 Macro(접사) 위치에 도달했을 때의 전압(Macro Voltage) 또는 전류(Macro Current), 액츄에이터(20)의 구동전압과 변위에 대한 기울기(SENSITIVITY), 지정 구간 내에서의 기울기의 변화를 보여주는 정수의 비선형(INL; integral non linearity), 미분의 비선형(DNL;Difference non Linearity), 코일 저항(Resistance), 또는 다이나믹 틸트(Dynamic Tilt)를 측정하는 프로그램으로 구성된다.The algorithm included in the
시작전압(START VOLTAGE) 또는 시작전류(START CURRENT)는 기울기와 X축과 만나는 지점의 전압 또는 전류, 일정변위 이상의 전압 또는 전류, 전체 기울기와 변화값, 미분방정식, 각도를 이용한 계산, 측정 구간 내에서의 최적 기울기와 X점이 만나는 지점으로 측정하게 된다.START VOLTAGE or START CURRENT is the voltage or current at the point where the slope meets the X axis, voltage or current above a certain displacement, total slope and change value, differential equation, calculation using angle, calculation It is measured by the point where the optimal slope at and the X point meet.
증폭기(70)는 컴퓨터(60)의 데이터 수집장치(62)로부터 출력되는 구동전압을 액츄에이터(20)가 구동할 수 있는 크기의 전압(또는 전류)으로 증폭하며, 증폭된 전압(또는 전류)은 액츄에이터(20)에 공급됨과 동시에 컴퓨터(60)의 데이터 수집장치(62)에 입력된다. 만약, 데이터 수집장치의 출력 전압 및 출력 전류의 용량이 클 경우 증폭기를 사용하지 않을 수 있다. The
상기와 같이 구성에 의하면, 액츄에이터(20)를 지그(10)의 X축과 Y축에 재치 고정한 상태에서, 컴퓨터(60)의 입력부를 통해서 측정될 액츄에이터(20)의 사양에 맞는 시작전압 또는 시작전류, 변위, 거리, 기울기, 저항, 및 경사도를 입력한다.According to the configuration as described above, in the state that the
이어서 컴퓨터(60)의 입력부를 통해서 측정을 시작하면, 컴퓨터(60)의 데이터 수집장치(62)에서는 구동전압(또는 전류)을 증폭기(70)에 출력하고, 증폭기(70)에서는 구동전압을 액츄에이터(20)를 구동시킬 수 있는 크기의 전압(또는 전류)으로 증폭하여 입력함과 아울러 증폭된 전압(또는 전류)은 컴퓨터(60)의 데이터 수집장치(62)에 입력한다. 이때 입력 전압(또는 전류)은 도 2(a)와 같은 삼각파로 입력하는데, 그외에 계단파나 사인파 등 측정 목적에 따라 다양한 방법으로 입력할 수 있다.Subsequently, when the measurement is started through the input of the
액츄에이터(20)는 입력되는 구동전압에 의하여 움직임(이동)을 시작하게 되고, 변위센서(30)는 레이저 광을 조사하여 액츄에이터(20)가 최소 지점에서 최대 지점까지의 움직임에 따른 반사 광신호를 수신하여 컨트롤러(40)를 통해서 아날로그 신호로 변환한 후, 중계기(50)를 통해서 컴퓨터(60)의 데이터 수집장치(62)에 입력한다. 또한, 액츄에이터(20)의 상부에 위치한 경사도 센서(25)는 레이저 광을 조사하여 액츄에이터(20)가 움직이기 시작할 때부터의 경사도 변화를 반사 광신호로 수신하여 컨트롤러(40)를 통해서 아날로그 신호로 변환한 후 컴퓨터의 데이터 수집장치(62)에 입력한다. The
여기에서 컴퓨터(60)의 데이터 수집장치(62)에 입력된 아날로그 신호인 변위 값과 경사도 값을 이용하여 액츄에이터(20)의 양부를 판단한다.Herein, it is determined whether the
구체적으로, 컴퓨터(60)의 데이터 수집장치(62)는 액츄에이터(20)의 움직임에 따른 도 2(b)에 도시한 바와 같이 직류 전압에 의한 선형적인 파형의 변위로 수집하고, 컴퓨터(60)는 데이터 수집장치(62)에 입력된 도 2(b)의 파형 변위 신호와 도 2(a)의 입력전압을 기설정된 알고리즘으로 연산하여, 도 2(c)에 도시한 바와 같은 히스테리시스 곡선 파형을 출력한다.Specifically, the
이와 같이 출력되는 히스테리시스 곡선 파형에 기초하여 기설정된 소정의 알고리즘으로 시작전압 또는 시작전류, 변위, 거리, 및 기울기를 측정 및 계산하게 된다.Based on the hysteresis curve waveform output as described above, a predetermined algorithm is used to measure and calculate a start voltage or start current, displacement, distance, and slope.
즉, 액츄에이터(20)의 측정 및 계산은 도 2(c)의 히스테리시스 곡선(y = ax + b)에서 a는 임의의 두 점 x, y 좌표를 찾아서 기울기를 구하고, b의 값은 x축, y축을 입력하여 구할 수 있다.That is, in the measurement and calculation of the
따라서, 시작전압이나 시작전류는 상기 y = ax + b와 y = 0인 함수를 이용하여 두 선이 만나는 점을 찾아 구하면 된다.Therefore, the starting voltage or the starting current can be found by finding a point where two lines meet by using a function of y = ax + b and y = 0.
또한, 변위(HYSTERESIS)는 세팅시 계산할 전체의 데이터의 개수를 입력하고 전압에 대해 상승할 때와 하강할 때의 변위 차를 계산하여 찾으면 되고, 최대 변위는 최대치로 움직일 수 있는 변위 값을 계산하고 그때의 전압을 확인하는 것으로 구하면 된다.In addition, the displacement (HYSTERESIS) can be found by inputting the total number of data to be calculated when setting and calculating the displacement difference between rising and falling voltage, and calculating the displacement value that can be moved to the maximum value. This is done by checking the voltage at that time.
거리(STROKE)는 y = ax + b에서 특정 위치의 x 좌표값을 입력하고 x 좌표값에 해당하는 근사치를 찾아내어 y 좌표값을 찾는다. 즉, 전압에 대한 변위 값을 배열한 상태에서 찾아낸다.The distance STROKE finds the y coordinate value by inputting the x coordinate value of a specific position at y = ax + b and finding an approximation corresponding to the x coordinate value. That is, it finds in the state which arrange | positions the displacement value with respect to voltage.
또한, 기울기(SENSITIVITY)는 y = ax + b에서, 임의의 두 점의 근사값 x, y 좌표를 입력하여 계산하거나 최적의 조정방법을 이용하여 계산한다.In addition, the slope SENSITIVITY is calculated by inputting an approximate x, y coordinate of any two points at y = ax + b or using an optimal adjustment method.
상기의 기울기는 두 점의 구간 내의 데이터를 이용하여 가장 이상적인 선으 로 변환하는 최적 피팅(Best Fitting) 방법을 사용하기도 한다.The slope may use a best fitting method that converts the data into the most ideal line by using data within the interval of two points.
이러한 과정을 거쳐 측정된 값은 액츄에이터(20)의 사양에 따라 기 설정된 시작전압이나 시작전류, 변위, 거리, 정수의 비선형, 미분의 비선형, 기울기와 비교하여 액츄에이터(20)의 측정값이 기설정된 입력 범위 내에 존재하면 양호를 판정하게 되고, 반대로 기설정된 입력범위 내를 벗어나면 불량으로 판정하게 되는 것이다.The measured value through this process is compared with the preset start voltage, start current, displacement, distance, integer nonlinearity, differential nonlinearity, and slope according to the specification of the
또한 경사도 센서(25)에서 받은 틸트 값을 이용하여 X 또는 Y의 어떤 위치에서 틸트가 발생하는지를 확인할 수 있고, 경사도 센서(25)로부터의 틸트 값과 입력전압이나 입력전류의 값을 이용하여 전류 또는 전압에 대한 틸트 값을 측정할 수 있다.In addition, the tilt value received from the
또한, 변위센서(30)의 변위 값과 경사도 센서(25)의 틸트 값을 이용하여 특정 변위에서의 틸트 값 또는 특정 변위 구간에서의 틸트 값을 측정할 수 있으며, 일반적으로 카메라 모듈용 액츄에이터에서 중요한 무한대 부근 즉 변위로 0 ~ 30㎛ 부근에서의 틸트 값과 접사 부근의 틸트 값, 또는 전체 구간이나 설정된 구간 내에서의 틸트 값을 구할 수 있다.In addition, using the displacement value of the
도 3은 상기의 과정으로 산출한 변위 대 틸트 파형을 나타내며, 특정 변위에서의 틸트를 확인할 수 있는바, 접사 또는 무한대에서의 틸트 확인으로 카메라 모듈에서의 해상력을 유추할 수 있다. 여기서, X축은 변위를 나타내고 Y축은 틸트를 나타낸다.Figure 3 shows the displacement vs. tilt waveform calculated by the above process, it is possible to check the tilt at a specific displacement bar, it is possible to infer the resolution in the camera module by checking the tilt in macro or infinity. Here, X axis represents displacement and Y axis represents tilt.
이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경을 가할 수 있음은 물론이다. 가령, 상기의 컴퓨터를 동일한 기능을 수행하는 제어부로 구성하고 전체를 하나의 측정장치로 구성할 수 있다. 또한, 상기의 실시 예에서는 경사도 센서가 액츄에이터의 상부에 위치하는 것을 예로 들었지만 이와 달리 액츄에이터의 하부에 위치할 수도 있다.In the above description, the embodiment of the present invention has been described, but various changes can be made at the level of those skilled in the art. For example, the computer may be configured as a control unit that performs the same function, and the whole computer may be configured as a single measuring device. In addition, in the above embodiment, although the inclination sensor is positioned as an upper portion of the actuator as an example, it may alternatively be located in the lower portion of the actuator.
따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 실시 예에 한정되어 해석될 수 없으며, 이하에 기재되는 특허청구범위에 의해 해석되어야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited to the above embodiment, but should be interpreted by the claims described below.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액츄에이터 측정시스템의 블록도이다.1 is a block diagram of an actuator measurement system according to an embodiment of the present invention.
도 2(a)(b)(c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대폰카메라의 액츄에이터 측정 시스템의 측정 입출력 파형도이다.2 (a) (b) (c) is a measurement input and output waveform diagram of the actuator measurement system of the mobile phone camera according to an embodiment of the present invention.
도 3은 변위 값과 틸트 값에 의한 변위 대 틸트 파형을 나타낸다.3 shows the displacement versus tilt waveform by the displacement value and the tilt value.
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