KR20170107819A - 홀 센서 옵셋 보정 회로 및 이를 갖는 카메라 모듈 - Google Patents

홀 센서 옵셋 보정 회로 및 이를 갖는 카메라 모듈 Download PDF

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KR20170107819A
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Abstract

본 발명은 구동 전원이 공급되면 자동으로 홀 센서의 옵셋을 보정하는 홀 센서 옵셋 보정 회로 및 카메라 모듈에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 홀 센서의 옵셋 보정 회로 및 카메라 모듈은 전원이 인가되면 전원이 인가되면 홀 센서의 양단 간의 전압을 비교하여, 상기 홀 센서의 양단 중 상기 옵셋 보정 전류가 인가되는 일단을 선택하는 선택부와, 상기 선택부에 의해 선택된 홀 센서의 일단에 공급되는 상기 옵셋 보정 전류의 전류 레벨을 조정하는 전류 조정부와, 상기 선택부에 의해 선택된 상기 홀 센서의 일단에 상기 옵셋 보정 전류를 공급하는 전류 공급부를 포함할 수 있다.

Description

홀 센서 옵셋 보정 회로 및 이를 갖는 카메라 모듈{HALL SENSOR OFFSET CORRECTION CIRCUIT AND CAMERA MODULE HAVING THEREOF}
본 발명은 홀 센서의 옵셋을 보정하는 홀 센서 옵셋 보정 회로 및 이를 갖는 카메라 모듈에 관한 것이다.
최근 들어, 정지영상을 촬영하기 위한 카메라 또는 동영상을 촬영하기 위한 캠코더 뿐만 아니라 모바일 기기에서 사용되는 카메라 모듈에도 좋은 화질의 영상을 얻고자 손 떨림에 의해 발생되는 화질 저화 현상을 개선하기 위해서 보정 장치에 관한 기술이 개발되고 있다.
최근에는 휴대폰에 장착된 카메라 모듈을 이용하여 사진 또는 동영상을 촬영 하는 것이 대중화되어 있는데, 휴대폰에 장착된 카메라 모듈은 모바일 기기의 소형화에 따라 크기에 제약이 따르게 된다. 이러한 제약은 결국 렌즈, 경통 크기 또는 이미지 센서 픽셀의 소형화를 필요로 하게 되고, 이에 따라 빛의 노출량이 줄어들게 되므로, 손 떨림에 의한 화질 저화 현상이 심화되는 문제점이 있다.
이러한 문제점 때문에 최근 모바일 기기에 장착되는 카메라 모듈에도 손 떨림 보정 기능의 채용이 점차 늘어나는 추세이다.
이러한 손 떨림 보정을 위해서는 손 떨림 정보를 추출할 수 있는 홀 센서가 채용되는데, 홀 센서는 옵셋이 존재하여 정밀한 손 떨림 정보를 추출하기 어려운 문제점이 있으며, 이에 따라, 홀 센서 제조시 옵셋을 보정하기 위한 캘리브레이션(calibration) 공정이 진행된다.
그러나, 상술한 캘리브레이션 공정 이후에 홀 센서가 카메라 모듈에 장착되어도 주변 조건, 환경 변화 등에 의해 홀 센서에 옵셋이 발생될 수 있으며 이를 보정하기 어려운 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2012-0116036호 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0114065호 미국공개특허공보 제2009/0001981호
본 발명의 일 실시예에 따르면, 구동 전원이 공급되면 자동으로 홀 센서의 옵셋을 보정하는 홀 센서 옵셋 보정 회로 및 이를 갖는 카메라 모듈이 제공된다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 홀 센서의 옵셋 보정 회로 및 카메라 모듈은 전원이 인가되면 홀 센서의 양단 간의 전압을 비교하여, 상기 홀 센서의 양단 중 상기 옵셋 보정 전류가 인가되는 일단을 선택하는 선택부와, 상기 선택부에 의해 선택된 홀 센서의 일단에 공급되는 상기 옵셋 보정 전류의 전류 레벨을 조정하는 전류 조정부와, 상기 선택부에 의해 선택된 상기 홀 센서의 일단에 상기 옵셋 보정 전류를 공급하는 전류 공급부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 구동 전원이 공급되면 자동으로 홀 센서의 옵셋을 보정할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀 센서의 옵셋 보정 회로의 개략적인 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀 센서의 옵셋 보정 회로의 개략적인 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀 센서의 옵셋 보정 회로의 동작을 나타내는 신호 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(100)은 모터 구동부(110), 모터(120), 렌즈(130), 홀 센서(140), 옵셋 제거 회로(150), 검출부(160) 및 제어부(170)를 포함할 수 있다.
모터 구동부(110)는 제어 신호에 따라 모터(120)를 구동시켜 렌즈(130)의 위치를 이동시킬 수 있다.
홀 센서(140)는 렌즈(130)의 위치 정보를 갖는 홀 신호를 출력할 수 있고, 검출부(160)는 홀 센서로부터의 홀 신호를 신호 처리하여 렌즈 위치 신호를 출력하고, 제어부(170)는 검출부(160)로부터의 렌즈 위치 신호에 따라 모터 구동부(110)의 모터 구동을 제어할 수 있다.
홀 센서(140)는 제품 제조시 캘리브레이션 공정을 거쳐 옵셋을 보정하고 출하될 수 있으나, 홀 센서(140)가 장착된 카메라 모듈(100)의 주변 환경 조건 또는 내부 조건 등에 의해 홀 센서(140)에 옵셋이 발생할 수 있다.
옵셋 보정 회로(150)는 카메라 모듈(100)의 구동을 위해 사용자가 카메라 모듈(100)을 채용한 전자 제품의 전원을 키거나 어플리케이션을 작동시켜, 전원이 인가되면 자동으로 홀 센서(140)의 옵셋을 보정할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀 센서의 옵셋 보정 회로의 개략적인 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 홀 센서의 옵셋 보정 회로(150)은 선택부(151), 전류 조정부(152) 및 전류 공급부(153)를 포함할 수 있다.
선택부(151)는 홀 센서의 양단 중 옵셋이 발생된 일단을 선택하여, 홀 센서의 양단 중 옵셋이 발생된 일단으로 옵셋 보정 전류가 전달되도록 선택할 수 있다.
전류 조정부(152)는 홀 센서의 양단 간의 전압차에 따라 상기 옵셋 보정 전류의 레벨을 조정할 수 있다.
전류 공급부(153)는 홀 센서의 양단 중 선택부(151)에 의해 선택된 일단으로 상기 옵셋 보정 전류를 공급할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀 센서의 옵셋 보정 회로의 개략적인 회로도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀 센서의 옵셋 보정 회로의 동작을 나타내는 신호 그래프이다.
먼저, 도 3을 참조하면, 선택부(151)는 제1 비교기(OP1), 딜레이(D) 및 래치(L)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 선택부(151)는 홀 센서(140)의 양단의 전압(VX1,VX2)을 비교하고, 홀 센서(140)의 양단 중 전압이 낮은 일단으로 옵셋 보상 전류가 공급될 수 있도록 선택 신호(Mux_sel)를 출력할 수 있다. (또한, 높은 일단으로 옵셋 보상 전류가 공급될 수 있도록 선택 신호(Mux_sel)를 출력할 수도 있다.)
제1 비교기(OP1)는 홀 센서(140)의 양단의 전압(VX1,VX2)을 비교하고, 제1 비교기(OP1)의 출력 신호(Vcomp)는 래치(L)에 전달될 수 있다.
딜레이(D)는 상기 전원 인가에 따른 인에이블 신호(ENable)를 일정 시간 딜레이시켜 래치(L)에 전달될 수 있다. 이에 따라, 제1 비교기(OP1)의 출력 신호(Vcomp)와 인에이블 신호(ENable)가 동시에 트리거되는 것을 방지하여 래치(L)의 동작이 안정적으로 수행되도록 할 수 있다.
래치(L)는 제1 비교기(OP1)의 출력 신호(Vcomp)의 하이 레벨 신호와 인에이블 신호(ENable)의 하이 레벨 신호가 입력되면 논리 동작하고, 인에이블 신호(ENable)가 하이 레벨 신호인 동안 제1 비교기(OP1)의 출력 신호(Vcomp)의 신호 레벨이 변동되어도 선택 신호(Mux_sel)의 레벨을 유지할 수 있다.
전류 조정부(152)는 제2 비교기(OP2), 클럭 생성기(ck), 카운터(co)를 포함할 수 있다.
제2 비교기(OP2)는 검출기(161)의 출력 신호(Vout)와 기준 신호(Vref)를 비교하고, 제2 비교기(OP2)의 출력 신호(Comp_out)은 클럭 생성기(ck)에 전달될 수 있다. 기준 신호(Vref)는 검출기(161)가 출력할 수 있는 최대 전압과 최소 전압의 중간 전압 레벨의 신호를 의미할 수 있다.
클럭 생성기(ck) 및 카운터(co)는 인에이블 신호(ENable)신호가 하이(high) 레벨이면 동작하고, 클럭 생성기(ck)는 제2 비교기(OP2)의 출력 신호(Comp_out)의 신호 레벨이 하이(high) 레벨인 동안 클럭 신호(count_clk)를 출력하고, 카운터(co)는 클럭 신호(count_clk)에 따라 전류 공급부(153)의 옵셋 보정 전류의 전류 레벨을 단계적으로 조정할 수 있다.
예를 들어, 카운터(co)는 업 카운트 동작하여 클럭 신호(count_clk)에 따라 전류 공급부(153)의 옵셋 보정 전류의 전류 레벨을 단계적으로 증가시킬 수 있다.
전류 공급부(153)는 전류 DA 컨버터(IDAC), 전류 미러(MI) 및 멀티플렉서(MUX)를 포함할 수 있다.
전류 DA 컨버터(IDAC)는 카운터(co)의 출력 신호(counter_out)에 따라 전류를 출력할 수 있다.
예를 들어, 카운터(co)의 출력 신호(counter_out)는 8비트의 디지털 신호일 수 있고, 전류 DA 컨버터(IDAC)는 8비트의 출력 신호(counter_out)를 아날로그 신호 형태로 변환하여 전류를 출력할 수 있다. 예를 들어, 카운터(co)는 0000_0000 부터 '1'씩 업 카운팅할 수 있다.
전류 미러(MI)는 전류 DA 컨버터(IDAC)의 전류를 미러링하여 상기 옵셋 보정 전류를 출력할 수 있다.
멀티플렉서(MUX)는 선택부(151)의 선택 신호(Mux_sel)에 따라 홀 센서의 양단 중 일단에 상기 옵셋 보정 전류를 전달할 수 있다.
도 3과 함께, 도 4를 참조하면, 예를 들어, 이상적으로는 평형 상태에 있어야하는 홀 센서에 주변 환경 또는 제품의 내부 환경에 의해 N형의 자계가 홀 센서에 인가되는 경우, 구동 전원(power)이 인가되면 홀 센서의 출력 전압(VX1,VX2)은 전압차가 발생될 수 있다. 구동 전원(power)이 일정 레벨 이상이 되면 구동 전원이 정상적으로 인가되었다는 신호(POR)가 발생되고, 이후 인에이블 신호(ENable)가 발생될 수 있다.
예를 들어, 홀 센서의 일단의 출력 전압(VX1)이 타단의 출력 전압(VX2)보다 전압 레벨이 낮다면, 검출부(160)의 검출기(161)의 출력 신호(Vout)의 신호 레벨은 하이 레벨이 되고, 제2 비교기(OP2)의 출력 신호(Comp_out)의 신호 레벨은 하이 레벨이 될 수 있다.
한편, 홀 센서의 출력 전압(VX1,VX2)간의 전압차에 의해 제1 비교기(OP1)의 출력 신호(Vcomp)의 신호 레벨은 로우 레벨에서 하이 레벨로 천이되고, 제1 비교기(OP1)의 출력 신호(Vcomp)의 하이 레벨 신호와 인에이브 신호(ENable)의 하이 레벨 신호가 래치(L)에 입력되면, 래치(L)가 동작하여 선택신호(Mux_sel)의 신호 레벨이 로우 레벨에서 하이 레벨로 바뀌면서, 홀 센서의 일단에 전류 공급부(153)으로부터의 옵셋 보상 전류가 전달될 수 있다. 이에 따라, 홀 센서의 일단의 전압(VX1)의 전압 레벨이 증가하게 되며, 카운터(co)는 제2 비교기(OP2)의 출력 신호(Comp_out)의 신호 레벨이 하이 레벨에서 로우 레벨로 변할 때까지 전류를 증가시키며, 제2 비교기(OP2)의 출력 신호(Comp_out)의 신호 레벨이 로우 레벨이 되면 전류 증가를 중단하고, 상기 옵셋 보정 전류는 전류 레벨이 유지된다.
즉, 홀 센서의 양단의 전압(VX1,VX2)이 평형 상태가 유지되어 홀 센서의 옵셋이 보정된다. 이후, 홀 센서는 렌즈의 위치 정보를 갖는 홀 신호를 출력하고 검출부(160)는 옵셋이 보정된 렌즈 위치 신호를 출력할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 구동 전원이 공급되면 자동으로 홀 센서의 옵셋을 보정할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
100: 카메라 모듈
110: 모터 구동부
120: 모터
130: 렌즈
140: 홀 센서
150: 옵셋 제거 회로
151: 선택부
152: 전류 조정부
153: 전류 공급부
160: 검출부
170: 제어부

Claims (11)

  1. 전원이 인가되면 홀 센서의 양단 간의 전압을 비교하여, 상기 홀 센서의 양단 중 상기 옵셋 보정 전류가 인가되는 일단을 선택하는 선택부;
    상기 선택부에 의해 선택된 홀 센서의 일단에 공급되는 상기 옵셋 보정 전류의 전류 레벨을 조정하는 전류 조정부; 및
    상기 선택부에 의해 선택된 상기 홀 센서의 일단에 상기 옵셋 보정 전류를 공급하는 전류 공급부
    를 포함하는 홀 센서의 옵셋 보정 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전류 조정부는 상기 홀 센서의 양단 간의 전압차에 응답하여 클럭 신호를 발생시키고, 상기 클럭 신호를 카운트하여 상기 옵셋 보정 전류의 레벨을 조정하며, 상기 전압차가 제거되면 상기 옵셋 보정 전류의 레벨을 유지하는 홀 센서의 옵셋 보정 회로.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 선택부는
    상기 홀 센서의 양단 간의 전압차를 비교하는 제1 비교기;
    상기 전원 인가에 따른 인에이블 신호를 일정 기간 딜레이시키는 딜레이; 및
    상기 제1 비교기의 출력 신호와 상기 인에이블 신호가 입력되면 상기 옵셋 보정 전류가 인가되는 일단을 선택하는 선택 신호를 출력하는 래치
    를 포함하는 홀 센서의 옵셋 보정 회로.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전류 조정부는
    상기 홀 센서의 검출 신호와 기준 신호를 비교하는 제2 비교기;
    상기 제2 비교기의 출력 신호에 기초하여 클럭 신호를 생성하는 클럭 생성기; 및
    상기 클럭 신호를 카운트하여 상기 전류 공급부의 옵셋 보정 전류의 레벨을 이산적으로 가변시키는 카운터
    를 포함하는 홀 센서의 옵셋 보정 회로.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전류 공급부는
    상기 전류 조정부의 제어에 따라 레벨이 조정되는 전류를 출력하는 전류 컨버터;
    상기 전류 컨버터로부터의 전류를 미러링하여 상기 옵셋 보정 전류를 출력하는 전류 미러;
    상기 선택부의 선택에 따라 상기 홀 센서의 양단 중 선택된 일단에 상기 옵셋 보정 전류를 전달하는 멀티플렉서
    를 포함하는 홀 센서의 옵셋 보정 회로.
  6. 제어 신호에 따라 모터를 구동하여 렌즈의 위치를 조정하는 모터 구동부;
    상기 렌즈의 위치를 검출하는 홀 센서;
    상기 홀 센서의 홀 신호를 신호 처리하여 렌즈 위치 신호를 출력하는 검출부;
    전원이 인가되면, 상기 홀 센서의 양단 간의 전압을 비교하고, 상기 홀 센서의 양단 중 일단을 선택하여 옵셋 보정 전류를 인가하는 옵셋 보정 회로; 및
    상기 검출부의 렌즈 위치 신호에 따라 상기 모터 구동부의 모터 구동을 제어하는 제어부
    를 포함하는 카메라 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 옵셋 보정 회로는
    상기 홀 센서의 양단 중 상기 옵셋 보정 전류가 인가되는 일단을 선택하는 선택부;
    상기 선택부에 의해 선택된 홀 센서의 일단에 공급되는 상기 옵셋 보정 전류의 전류 레벨을 조정하는 전류 조정부; 및
    상기 선택부에 의해 선택된 상기 홀 센서의 일단에 상기 옵셋 보정 전류를 공급하는 전류 공급부
    를 포함하는 카메라 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전류 조정부는 상기 홀 센서의 양단 간의 전압차에 응답하여 클럭 신호를 발생시키고, 상기 클럭 신호를 카운트하여 상기 옵셋 보정 전류의 레벨을 조정하며, 상기 전압차가 제거되면 상기 옵셋 보정 전류의 레벨을 유지하는 카메라 모듈.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 선택부는
    상기 홀 센서의 양단 간의 전압차를 비교하는 제1 비교기;
    상기 전원 인가에 따른 인에이블 신호를 일정 기간 딜레이시키는 딜레이; 및
    상기 제1 비교기의 출력 신호와 상기 인에이블 신호가 입력되면 상기 옵셋 보정 전류가 인가되는 일단을 선택하는 선택 신호를 출력하는 래치
    를 포함하는 카메라 모듈..
  10. 제7항에 있어서,
    상기 전류 조정부는
    상기 홀 센서의 검출 신호와 기준 신호를 비교하는 제2 비교기;
    상기 제2 비교기의 출력 신호에 기초하여 클럭 신호를 생성하는 클럭 생성기; 및
    상기 클럭 신호를 카운트하여 상기 전류 공급부의 옵셋 보정 전류의 레벨을 이산적으로 가변시키는 카운터
    를 포함하는 카메라 모듈.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 전류 공급부는
    상기 전류 조정부의 제어에 따라 레벨이 조정되는 전류를 출력하는 전류 컨버터;
    상기 전류 컨버터로부터의 전류를 미러링하여 상기 옵셋 보정 전류를 출력하는 전류 미러;
    상기 선택부의 선택에 따라 상기 홀 센서의 양단 중 선택된 일단에 상기 옵셋 보정 전류를 전달하는 멀티플렉서
    를 포함하는 카메라 모듈.
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