KR20220037164A - 액추에이터 구동장치 - Google Patents

액추에이터 구동장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20220037164A
KR20220037164A KR1020200119781A KR20200119781A KR20220037164A KR 20220037164 A KR20220037164 A KR 20220037164A KR 1020200119781 A KR1020200119781 A KR 1020200119781A KR 20200119781 A KR20200119781 A KR 20200119781A KR 20220037164 A KR20220037164 A KR 20220037164A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
actuator
current
target position
control
constant current
Prior art date
Application number
KR1020200119781A
Other languages
English (en)
Inventor
정성기
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020200119781A priority Critical patent/KR20220037164A/ko
Publication of KR20220037164A publication Critical patent/KR20220037164A/ko

Links

Images

Classifications

    • H04N5/2253—
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B5/00—Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • H04N5/23287—
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2205/00—Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G03B2205/0007—Movement of one or more optical elements for control of motion blur
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2205/00—Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G03B2205/0053—Driving means for the movement of one or more optical element

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Control Of Linear Motors (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터는 풀 브릿지를 구성하는 서로 상보적으로 도통하는 제1 상측 스위치와 제1 하측 스위치, 및 서로 상보적으로 도통하는 제2 상측 스위치와 제2 하측 스위치를 포함하고, 위상천이 동작하는 스위칭부, 상기 스위칭부의 출력 전압을 소정의 레벨의 전압으로 출력하는 변압기, 및 상기 변압기의 출력 신호를 정류하여 부하로 전달하는 출력측 회로부를 포함하고, 상기 부하에 흐르는 전류의 크기에 따라 상기 제1 상측 스위치와 상기 제2 하측 스위치가 동시에 온 상태를 유지하는 시간 또는 상기 제1 하측 스위치와 상기 제2 상측 스위치가 동시에 온 상태를 유지하는 시간이 비례하여 증가된다.

Description

액추에이터 구동장치{Actuator driving apparatus}
본 발명은 액추에이터 구동장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 미세 제어가 가능한 액추에이터 구동장치에 관한 발명이다.
최근에는 대부분의 휴대용 이동통신 단말기상에 메가 픽셀급의 카메라가 장착된 제품이 출시됨에 따라 카메라 탑재형 휴대전화 시장의 급속한 성장과 더불어 정지화상을 비롯한 동영상의 고해상도화 및 고화질화를 요구하는 소비자의 요구가 점차 늘어나고 있다.
이에 따라, 휴대폰에 탑재된 카메라의 기본적인 촬영 기능외에 자동 초점 조절기능이나 접사 및 광학 줌 기능 등이 복합적으로 구현될 수 있는 다기능의 휴대폰이 개발되고 있다.
최근에는 코일과 마그네트 간에 발생된 전자기장에 의해서 렌즈모듈을 이동시키는 VCM(Voice Coil Motor)이 사용되고 있다.
하지만, 상기 VCM은 카메라 모듈로 결합되면 여러 소자들의 영향으로 VCM의 코일에 흐르는 전류의 제어가 제한되어 렌즈모듈의 이동거리가 제한되는 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 미세 제어가 가능한 액추에이터 구동장치 및 액추에이터 구동방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 액추에이터 구동장치는 액추에이터를 구동하기 위한 전류를 생성하는 정전류 생성부; 및 상기 액추에이터의 이동 방향에 따라 상기 생성된 전류를 상기 액추에이터에 인가하는 전류 입력부를 포함하되, 상기 전류 입력부에서 상기 액추에이터로 인가되는 전류의 크기는 소정의 조건에서 가변된다.
또한, 상기 정전류 제어부는, 상기 액추에이터의 타겟 위치에 대응되는 기준 전압을 이용하여 정전류를 생성할 수 있다.
또한, 상기 전류 입력부는 상기 액추에이터의 이동방향에 따라 온오프되는 복수의 스위치를 포함하고, 상기 전류 입력부에서 상기 액추에이터로 인가되는 전류의 크기는 상기 스위치를 펄스폭 변조 제어함으로써 가변될 수 있다.
또한, 상기 펄스폭 변조 제어에 따라 가변되는 상기 스위치의 듀티는 상기 액추에이터와 타겟 위치의 오차에 반비례할 수 있다.
또한, 상기 전류 입력부에서 상기 액추에이터로 인가되는 전류의 크기가 가변되는 조건은, 상기 액추에이터가 타겟 위치에 위치하지 못하는 경우, 상기 액추에이터의 위치와 타겟 위치의 오차가 임계치 이하인 경우, 및 소정의 시간이 경과한 경우 중 적어도 하나의 조건을 포함할 수 있다.
또한, 상기 전류 입력부에서 상기 액추에이터로 인가되는 전류의 크기를 가변하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액추에이터 구동장치는 액추에이터를 구동하기 위한 전류를 생성하는 정전류 생성부; 상기 생성된 전류를 스위칭 동작을 통해 가변하는 스위치부; 및 제1 제어 및 제2 제어를 통해 상기 액추에이터를 구동하는 제어부를 포함하고, 상기 제1 제어는 상기 정전류 생성부에서 생성되어 제1 전류 값을 가지는 전류를 상기 액추에이터에 인가하여 상기 액추에이터를 구동하고, 상기 제2 제어는 상기 스위치부에 펄스폭 변조신호를 인가하여 상기 정전류 생성부에서 생성된 전류의 크기를 제2 전류 값으로 변경하고, 상기 제2 전류 값을 가지는 전류를 상기 액추에이터에 인가하여 상기 액추에이터를 구동한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 액추에이터 이동 초기에 상기 제1 제어를 통해 상기 액추에이터를 구동하고, 소정의 조건에서 상기 제2 제어를 통해 상기 액추에이터를 구동할 수 있다.
또한, 상기 제어부가 상기 제2 제어를 통해 상기 액추에이터를 구동하는 조건은, 상기 제1 제어를 통해 상기 액추에이터가 타겟 위치에 위치하지 못하는 경우, 상기 액추에이터의 위치와 타겟 위치의 오차가 임계치 이하인 경우, 및 소정의 시간이 경과한 경우 중 적어도 하나의 조건을 포함할 수 있다.
또한, 상기 펄스폭 변조신호에 따라 가변되는 상기 스위치부의 듀티는 상기 액추에이터와 타겟 위치의 오차에 반비례할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 액추에이터 구동방법은 타겟 위치에 대응되는 정전류를 생성하는 단계; 상기 정전류를 이용하여 액추에이터를 구동하는 단계; 상기 액추에이터의 위치가 상기 타겟 위치에 위치하는지 판단하는 단계; 상기 액추에이터의 위치가 상기 타겟 위치에 위치하지 않는 경우, 상기 정전류를 생성하는 단계 및 상기 액추에이터를 구동하는 단계를 반복하는 단계; 및 상기 정전류를 생성하는 단계 및 상기 액추에이터를 구동하는 단계를 소정 회수 이상 반복한 이후, 상기 액추에이터의 위치가 상기 타겟 위치에 위치하지 않는 경우, 상기 정전류를 상기 액추에이터에 인가하는 스위치부에 펄스폭 변조신호를 인가하여 상기 액추에이터에 인가되는 전류의 크기를 제어하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 펄스폭 변조신호에 따라 가변되는 상기 스위치부의 듀티는 상기 액추에이터와 타겟 위치의 오차에 반비례할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 액추에이터의 미세제어가 가능하다. 이를 통해, 구동 레졸루션(resolution)을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액추에이터 구동장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액추에이터 구동장치의 상세 블록도이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액추에이터 구동장치의 액추에이터 구동과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액추에이터 구동장치의 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 액추에이터 구동방법의 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합 또는 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 '연결', '결합', 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 "상(위)" 또는 "하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, "상(위)" 또는 "하(아래)"는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라, 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위)" 또는 "하(아래)"로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액추에이터 구동장치의 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액추에이터 구동장치는 정전류 생성부(110) 및 전류 입력부(120)로 구성되고, 스위치(121), 제어부(140)를 포함할 수 있다.
정전류 생성부(110)는 액추에이터(130)를 구동하기 위한 전류를 생성한다.
보다 구체적으로, 액추에이터(130)는 렌즈를 구동하기 위한 렌즈 구동장치일 수 있고, VCM(Voice Coil Motor)를 구동하는 액추에이터일 수 있다. 액추에이터(130)는 이동방향에 따라 자동초점(AF), 줌(zoom), 손떨림보정(OIS) 등을 구현할 수 있다. 액추에이터는 구현하고자 하는 기능에 따라 이동방향이 달라질 수 있다. 자동초점 또는 줌의 기능을 구현하는 경우, 렌즈를 광축방향을 따라 양방향으로 이동할 수 있고, 손떨림 보정의 기능을 구현하는 경우, 렌즈 또는 렌즈 모듈을 광축과 수직인 제1 방향 또는 광축방향 및 제1 방향과 수직하는 제2 방향을 따라 양방향으로 이동할 수 있다. 액추에이터(130)는 이동방향을 따라 이동하기 위하여, 렌즈에 배치된 자성체(마그네트) 및 자성체에 대향하는 코일을 포함할 수 있다. 코일에 전류가 인가되면, 코일과 자성체간 유도되는 전자기장에 의해 액추에이터(130)가 구동된다. 자성체와 코일의 위치는 서로 반대일 수 있다. 정전류 생성부(110)는 액추에이터(130)의 코일에 인가되어 액추에이터(130)를 구동하는 전류를 생성할 수 있다.
전류 입력부(120)는 액추에이터(130)의 이동 방향에 따라 상기 생성된 전류를 상기 액추에이터에 인가하는 전류 입력부를 포함한다.
보다 구체적으로, 액추에이터(130)는 이동 방향을 따라 양방향으로 이동할 수 있고, 이동방향이 (+) 방향인지 (-) 방향인지에 따라 액추에이터(130)에 인가되는 전류를 (+) 또는 (-) 값을 가지도록 인가하여 액추에이터의 이동 방향에 따라 이동하도록 구동할 수 있다.
전류 입력부(120)에서 액추에이터(130)로 인가되는 전류의 크기는 소정의 조건에서 가변될 수 있다. 특정 조건이 아닌 경우, 전류 입력부(120)는 정전류 생성부(110)에서 생성된 전류를 액추에이터의 이동방향을 고려하여 액추에이터(130)에 인가한다. 하지만, 전류의 크기를 제어할 필요가 있는 조건에서는 전류 입력부(120)에성 액추에이터(130)로 인가되는 전류의 크기는 가변될 수 있다. 전류 입력부(120)에서 액추에이터(130)로 인가되는 전류의 크기를 가변하는 과정에 대해서는 이하 자세히 설명하도록 한다.
액추에이터 구동장치는 도 3과 같이, 구현될 수 있다. 정전류 생성부(110)는 액추에이터(130)의 타겟 위치에 대응되는 기준 전압을 이용하여 정전류를 생성할 수 있다. 여기서, 타겟 위치는 액추에이터(130)를 이동하고자 하는 위치이다. 줌 기능을 수행하는 경우, 입력된 줌 배율에 따라 액추에이터(130)가 이동해야 하는 위치일 수 있다. 자동초점(AF) 또는 손떨림보정(OIS) 기능 등을 수행하는 경우, 자동초점 또는 손떨림의 감지를 통해 산출되는 액추에이터(130)가 이동해야 하는 위치일 수 있다.
정전류 제어부(140)는 정전류를 생성하기 위하여, 도 3과 같이, 비교기(113)를 포함할 수 있다. 정전류 생성부(110)에 인가되는 신호의 전압을 액추에이터(130)의 타겟 위치에 대응되는 기준 전압 V_ref(112)과 같도록 하여, 정전류(costant current) I_c(111)를 생성할 수 있다. 정전류(111)는 기준 전압(112)에 따라 크기가 달라진다. 이와 같이, 생성된 정전류는 전류 입력부(120)를 통해 액추에이터로 인가된다.
전류 입력부(120)는 액추에이터(130)의 이동 방향에 따라 정전류 생성부(110)에서 생성된 전류를 액추에이터의 코일에 인가한다. 이동 방향에 따라 전류의 입력단과 출력단의 위치를 변경하여 전류를 인가한다. 전류 입력부(120)는 복수의 스위치로 구성될 수 있다. 도 3과 같이, 직렬로 연결되는 제1 스위치(122) 및 제2 스위치(123)와 제3 스위치(124) 및 제4 스위치(125)로 구성될 수 있다. 제1 스위치( 및 제2 스위치(123)와 제3 스위치(124) 및 제4 스위치(125)는 병렬로 연결될 수 있다. 액추에이터 인가되는 입려단과 출력단 제1 스위치(122)와 제2 스위치(123) 사이 및 제3 스위치(124)와 제4 스위치(125) 사이에 형성될 수 있다. 액추에이터(130)가 이동방향에 따른 양방향 중 일 방향으로 이동하는 경우, 제1 스위치( 및 제4 스위치(125)는 턴온하고, 제2 스위치(123) 및 제3 스위치(124)는 턴오프하여, 출려단에 (+) V_out이 걸리도록 할 수 있다. 액추에티어가 상기 일 방향과 반대방향이 타 방향으로 이동하는 경우, 제2 스위치(123) 및 제3 스위치(124)는 턴온하고, 제1 스위치(122) 및 제4 스위치(125)는 턴오프하여, 출려단에 (-) V_out이 걸리도록 할 수 있다. 이와 같이, 출력단에 (+) 또는 (-) 즉 전류의 이동방향을 다르게 인가함으로써 액추에이터(130)가 양방향으로 이동할 수 있도록 구동시킬 수 있다.
정전류 생성부(110)에 인가되는 기준 전압의 입력단에는 기준 전압을 생성하기 위한 DAC(Digital Analog Converter)가 연결될 수 있다. 타겟 위치에 대응되는 기준 전압의 정확도를 높이기 위해서는 생성가능한 기준 전압의 제어단위가 작아야 하는데, 기준 전압을 생성하는 DAC의 레졸루션(resolution)에 따라 기준 전압의 제어단위에 한계가 있을 수 있다. 여기서, 레졸루션은 해상도 또는 분해능일 수 있다. DAC의 레졸루션 한계에 따라 기준 전압 및 정전류의 레졸루션에도 영향을 미쳐, 타겟 위치에 정확히 대응되는 정전류를 생성하기 어려울 수 있다.
정전류 생성부(110)에서 생성된 정전류를 이용하여 액추에이터(130)를 타겟의 위치로 이동하는 경우, 액추에이터(130)의 위치는 도 4와 같이 나타낼 수 있다. 그래프의 x축은 액추에이터(130)의 위치일 수 있다. 액추에이터(130)에 초기 위치 0에 위치할 때, 타겟의 위치가 입력되면, 타겟 위치에 대응하는 기준 전압을 이용하여 액추에이터(130)에 정전류가 인가된다. 액추에이터(130)가 이동시 관성 등에 따라 타겟 위치보다 더 많이 움직일 수 있는바, 액추에이터 피드백(feedback)을 구현할 수 있다. 액추에이터의 위치를 피드백함으로써 액추에이터(130)의 현재 위치에 따라 생성되는 정전류의 크기는 달라질 수 있고, 이동 방향도 달라질 수 있다. 정전류의 크기 및 인가되는 방향의 조절해가며, 액추에이터(130)가 타겟 위치로 이동할 수 있도록 제어한다. 일정 시간이 경과하면, 도 4(A)와 같이, 액추에이터(130)가 타겟 위치에 위치하는 것으로 보이나, 실제적으로, 앞서 설명한 바와 같이, 정전류의 레졸루션의 한계에 따라 도 4(B)와 같이, 액추에이터(130)가 정확한 타겟 위치로 가지 못하고, 진동(oscillation)할 수 있다. 이로 인해, 해당 액추에이터가 적용된 카메라 모듈에 영향을 미치게 된다.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 전류 입력부(120)에서 액추에이터(130)로 인가되는 전류의 크기는 소정의 조건에서 가변될 수 있다. 구체적으로, 전류 입력부(120)에서 액추에이터(130)로 인가되는 전류의 크기는 스위치(121)를 펄스폭 변조(PWM) 제어함으로써 가변될 수 있다. 펄스폭 변조(PWM, Pulse Width Modulation)는 펄스 신호를 이용하여 제어하되, 펄스의 폭을 변조하는 제어방식을 의미한다.
전류 입력부(120)에서 액추에이터(130)로 인가되는 전류의 크기를 가변하기 위하여 제어부(140)를 포함할 수 있다. 제어부(140)는 컨트롤러(controller)로 펄스폭 변조가 가능한 칩(Microchip)이거나 다양한 형태로 구현될 수 있다. 제어부(140)는 액추에이터 구동장치 내부에 포함되거나, 외부에 위치하여 제어신호를 인가할 수 있다. 제어부(140)는 정전류 생성부(110)의 기준 전압을 생성 및 인가하여 정전류 생성부(110)를 제어할 수도 있다.
액추에이터(130)에 정전류를 인가하는 경우, 도 5와 같이, V_out에는 일정한 값이 걸리게 되나, PWM 제어를 하는 경우, V_out에 주기를 가지는 펄스 형태의 신호가 걸리게 된다. 즉, 한 주기(510)당 일정한 듀티로 동작하도록 할 수 있다.
여기서, 듀티(Duty)는 주기당 동작하는 비율로, 스위치를 포함하는 전류 입력부(120)의 듀티는 스위치의 주기당 온되는 비율일 수 있다. 즉, 도 3의 스위치 중 일부를 턴온하여 코일에 전류를 인가함에 있어서, 주기당 일정 비율로 턴온된 스위치를 턴오프하여 듀티를 다르게 제어할 수 있다.
스위치(121)의 듀티를 제어함으로써 액추에이터에 인가되는 전류의 크기를 세밀하게 가변할 수 있다. 예를 들어, 정전류의 크기 100이라 할 때, 듀티가 90인 경우 가변되어 형성되는 전류의 크기는 90이 되고, 듀티가 99인 경우 전류의 크기는 99가 된다. 즉, 정전류만을 이용한 정전류 크기 단위가 10이라할 때, 스위치(121))에 대한 펄스폭 변조를 통해 듀티의 가변을 통해 정전류의 크기 단위를 10 이하로 줄일 수 있다. 보다 작은 단위 즉 99.5로 제어할 수 있다. 또한, 듀티는 선형적으로 제어하거나, 일정 단위로 제어할 수 있다. 이를 통해, 세밀한 제어가 가능하다. 제어의 최소단위는 펄스폭 변조에서 조절가능한 듀티의 최소단위일 수 있다.
펄스폭 변조 제어에 따라 가변되는 스위치(121)의 듀티는 액추에이터(130)와 타겟 위치의 오차에 반비례할 수 있다. 액추에이터(130)와 타겟 위치의 오차가 크면 액추에이터(130)에 인가되는 전류의 크기를 많이 가변해야 하는바, 펄스폭 변조 제어에 따라 가변되는 스위치(121)의 듀티는 작아지고, 액추에이터(130)와 타겟 위치의 오차가 작으면 액추에이터(130)에 인가되는 전류의 크기를 적게 가변해도 되는바, 펄스폭 변조 제어에 따라 가변되는 스위치(121)의 듀티는 커질 수 있다.
액추에이터(130)와 타겟 위치의 오차에 따라 펄스폭 변조 제어의 펄스폭 변조 정도 또는 펄스폭 변조에 따라 가변되는 스위치(121)의 듀티를 산출하고, 그에 따라 스위치(121)에 대해 펄스폭 변조 신호를 인가할 수 있다.
전류 입력부(120)에서 액추에이터(130)로 인가되는 전류의 크기가 가변되는 조건은 액추에이터(130)가 타겟 위치에 위치하지 못하는 경우, 액추에이터(130)의 위치와 타겟 위치의 오차가 임계치 이하인 경우, 및 소정의 시간이 경과한 경우 중 적어도 하나의 조건을 포함할 수 있다.
펄스폭 변조 신호 없이도 액추에이터(130)를 타겟 위치로 이동시킬 수 있는 경우, 전류 입력부(120)에서 액추에이터(130)로 인가되는 전류의 크기를 가변하지 않고, 정전류 생성부(110)에서 생성된 정전류를 그대로 액추에이터(130)로 인가할 수 있다.
하지만, 정전류를 이용한 구동 레졸루션의 한계에 따라 액추에이터(130)가 타겟 위치에 위치하지 못하는 경우, 전류 입력부(120)에서 액추에이터(130)로 인가되는 전류의 크기가 가변할 수 있다. 도 4(B)와 같이, 타겟 위치에 정확히 대응되는 정전류를 생성하지 못하는 경우, 전류 입력부(120)에서 액추에이터(130)로 인가되는 전류의 크기를 가변하여 액추에이터(130)의 위치를 타겟 위치로 이동시킬 수 있다.
또는, 액추에이터(130)의 위치와 타겟 위치의 오차가 임계치 이하인 경우, 전류 입력부(120)에서 액추에이터(130)로 인가되는 전류의 크기가 가변할 수 있다. 액추에이터(130)의 위치와 타겟 위치의 오차가 임계치를 초과하는 경우, 정전류로 제어하되, 액추에이터(130)의 위치와 타겟 위치의 오차가 임계치 이하가 되면, 전류 입력부(120)에서 액추에이터(130)로 인가되는 전류의 크기가 가변할 수 있다. 두 단계로 액추에이터(130)를 구동함으로써 빠르게 액추에이터(130)를 타겟 위치로 이동시킬 수 있다. 여기서, 두 단계는 거친 단계(coarse step) 및 세밀 단계(fine step)일 수 있다.
또는, 소정의 시간이 경과한 경우, 전류 입력부(120)에서 액추에이터(130)로 인가되는 전류의 크기가 가변할 수 있다. 미리 설정된 제1 시간 이후, 시간 경과 시점 이후에 전류 입력부(120)에서 액추에이터(130)로 인가되는 전류의 크기가 가변할 수 있다. 앞선 특정 조건을 만족하기를 기다리지 않고, 제1 시간 경과 이후 전류 입력부(120)에서 액추에이터(130)로 인가되는 전류의 크기가 가변하여 빠르게 액추에이터(130)를 타겟 위치로 이동시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 액추에이터 구동장치는 도 6의 과정을 통해 액추에이터를 구동할 수 있다. 먼저, 타겟(target)이 입력(S1)되면, 타겟에 대응되는 전류를 이용하여 전류 제어(S2)를 수행한다. 전류 제어(S2) 이후 coarse search로 타겟위치를 확인(S3)한다. coarse search로 타겟 위치로 이동시킬 수 있는 위치인지에 따라 타겟위치에 위치하지 않는 경우, 다시 전류 제어(S4)를 수행하고, 타겟위치에 위치하는 경우에는 fine search로 타겟 위치를 확인(S5)한다. fine search로 타겟 위치로 이동시킬 수 있는 위치인지에 따라 타겟위치에 위치하지 않는 경우, PWM 제어(S6)를 수행하고, 타겟위치에 위치하는 경우에는 제어를 완료(S7)한다.
이와 같이, 액추에이터(130)로 인가되는 전류의 크기가 가변함으로써, 액추에이터 구동 레졸루션을 향상시켜, 액추에이터의 세밀한 구동이 가능하다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액추에이터 구동장치의 블록도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액추에이터 구동장치는 정전류 생성부(210), 스위치부(220), 제어부(240)를 포함한다. 구체적으로, 액추에이터(230)를 구동하기 위한 전류를 생성하는 정전류 생성부(210), 상기 생성된 전류를 스위칭 동작을 통해 가변하는 스위치부(220), 및 제1 제어 및 제2 제어를 통해 액추에이터(230)를 구동하는 제어부(240)를 포함하고, 상기 제1 제어는 정전류 생성부(210)에서 생성되어 제1 전류 값을 가지는 전류를 액추에이터(230)에 인가하여 액추에이터(230)를 구동하고, 상기 제2 제어는 스위치부(220)에 펄스폭 변조신호를 인가하여 정전류 생성부(210)에서 생성된 전류의 크기를 제2 전류 값으로 변경하고, 상기 제2 전류 값을 가지는 전류를 액추에이터(230)에 인가하여 액추에이터(230)를 구동한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 액추에이터 구동장치에 대한 상세한 설명은 도 1 내지 도 6의 액추에이터 구동장치에 대한 상세한 설명에 대응되어 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
제어부(240)는 액추에이터(230) 이동 초기에 상기 제1 제어를 통해 액추에이터(230)를 구동하고, 소정의 조건에서 상기 제2 제어를 통해 액추에이터(230)를 구동할 수 있다. 여기서, 제1 제어는 coarse 제어이고, 제2 제어는 fine 제어일 수 있다.
제어부(240)가 상기 제2 제어를 통해 액추에이터(230)를 구동하는 조건은, 상기 제1 제어를 통해 액추에이터(230)가 타겟 위치에 위치하지 못하는 경우, 액추에이터(230)의 위치와 타겟 위치의 오차가 임계치 이하인 경우, 및 소정의 시간이 경과한 경우 중 적어도 하나의 조건을 포함할 수 있다.
상기 펄스폭 변조신호에 따라 가변되는 스위치부(220)의 듀티는 액추에이터(230)와 타겟 위치의 오차에 반비례할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 액추에이터 구동방법의 흐름도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 액추에이터 구동방법의 각 단계에 대한 상세한 설명은 도 1 내지 도 7의 액추에이터 구동장치에 대한 상세한 설명에 대응되는바, 이하 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액추에이터 구동방법은 S11 단계에서 타겟 위치에 대응되는 정전류를 생성한다. S11 단계 이전에 타겟 위치를 입력받을 수 있다. S12 단계에서 상기 정전류를 이용하여 액추에이터를 구동하고, S13 단계에서 상기 액추에이터의 위치가 상기 타겟 위치에 위치하는지 판단한다. 상기 액추에이터의 위치가 상기 타겟 위치에 위치하지 않는 경우, S14 단계에서 상기 정전류를 생성하는 S11 단계 및 상기 액추에이터를 구동하는 S12 단계를 반복한다. 상기 정전류를 생성하는 S11 단계 및 상기 액추에이터를 구동하는 S12 단계를 소정 회수 이상 반복한 이후, 상기 액추에이터의 위치가 상기 타겟 위치에 위치하지 않는 경우, S15 단계에서 상기 정전류를 상기 액추에이터에 인가하는 스위치부에 펄스폭 변조신호를 인가하여 상기 액추에이터에 인가되는 전류의 크기를 제어한다.
역기서, 상기 펄스폭 변조신호에 따라 가변되는 상기 스위치부의 듀티는 상기 액추에이터와 타겟 위치의 오차에 반비례할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.
본 실시 예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
110, 210: 정전류 생성부
120: 전류 입력부
121: 스위치
130, 230: 액추에이터
140, 240: 제어부
220: 스위치부

Claims (12)

  1. 액추에이터를 구동하기 위한 전류를 생성하는 정전류 생성부; 및
    상기 액추에이터의 이동 방향에 따라 상기 생성된 전류를 상기 액추에이터에 인가하는 전류 입력부를 포함하되,
    상기 전류 입력부에서 상기 액추에이터로 인가되는 전류의 크기는 소정의 조건에서 가변되는 액추에이터 구동장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정전류 제어부는,
    상기 액추에이터의 타겟 위치에 대응되는 기준 전압을 이용하여 정전류를 생성하는 액추에이터 구동장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전류 입력부는 상기 액추에이터의 이동방향에 따라 온오프되는 복수의 스위치를 포함하고,
    상기 전류 입력부에서 상기 액추에이터로 인가되는 전류의 크기는 상기 스위치를 펄스폭 변조 제어함으로써 가변되는 액추에이터 구동장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 펄스폭 변조 제어에 따라 가변되는 상기 스위치의 듀티는 상기 액추에이터와 타겟 위치의 오차에 반비례하는 액추에이터 구동장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전류 입력부에서 상기 액추에이터로 인가되는 전류의 크기가 가변되는 조건은,
    상기 액추에이터가 타겟 위치에 위치하지 못하는 경우, 상기 액추에이터의 위치와 타겟 위치의 오차가 임계치 이하인 경우, 및 소정의 시간이 경과한 경우 중 적어도 하나의 조건을 포함하는 액추에이터 구동장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전류 입력부에서 상기 액추에이터로 인가되는 전류의 크기를 가변하는 제어부를 포함하는 액추에이터 구동장치.
  7. 액추에이터를 구동하기 위한 전류를 생성하는 정전류 생성부;
    상기 생성된 전류를 스위칭 동작을 통해 가변하는 스위치부; 및
    제1 제어 및 제2 제어를 통해 상기 액추에이터를 구동하는 제어부를 포함하고,
    상기 제1 제어는 상기 정전류 생성부에서 생성되어 제1 전류 값을 가지는 전류를 상기 액추에이터에 인가하여 상기 액추에이터를 구동하고,
    상기 제2 제어는 상기 스위치부에 펄스폭 변조신호를 인가하여 상기 정전류 생성부에서 생성된 전류의 크기를 제2 전류 값으로 변경하고, 상기 제2 전류 값을 가지는 전류를 상기 액추에이터에 인가하여 상기 액추에이터를 구동하는 액추에이터 구동장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 액추에이터 이동 초기에 상기 제1 제어를 통해 상기 액추에이터를 구동하고, 소정의 조건에서 상기 제2 제어를 통해 상기 액추에이터를 구동하는 액추에이터 구동장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부가 상기 제2 제어를 통해 상기 액추에이터를 구동하는 조건은,
    상기 제1 제어를 통해 상기 액추에이터가 타겟 위치에 위치하지 못하는 경우, 상기 액추에이터의 위치와 타겟 위치의 오차가 임계치 이하인 경우, 및 소정의 시간이 경과한 경우 중 적어도 하나의 조건을 포함하는 액추에이터 구동장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 펄스폭 변조신호에 따라 가변되는 상기 스위치부의 듀티는 상기 액추에이터와 타겟 위치의 오차에 반비례하는 액추에이터 구동장치.
  11. 타겟 위치에 대응되는 정전류를 생성하는 단계;
    상기 정전류를 이용하여 액추에이터를 구동하는 단계;
    상기 액추에이터의 위치가 상기 타겟 위치에 위치하는지 판단하는 단계;
    상기 액추에이터의 위치가 상기 타겟 위치에 위치하지 않는 경우, 상기 정전류를 생성하는 단계 및 상기 액추에이터를 구동하는 단계를 반복하는 단계; 및
    상기 정전류를 생성하는 단계 및 상기 액추에이터를 구동하는 단계를 소정 회수 이상 반복한 이후, 상기 액추에이터의 위치가 상기 타겟 위치에 위치하지 않는 경우, 상기 정전류를 상기 액추에이터에 인가하는 스위치부에 펄스폭 변조신호를 인가하여 상기 액추에이터에 인가되는 전류의 크기를 제어하는 단계를 포함하는 액추에이터 구동방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 펄스폭 변조신호에 따라 가변되는 상기 스위치부의 듀티는 상기 액추에이터와 타겟 위치의 오차에 반비례하는 액추에이터 구동방법.
KR1020200119781A 2020-09-17 2020-09-17 액추에이터 구동장치 KR20220037164A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200119781A KR20220037164A (ko) 2020-09-17 2020-09-17 액추에이터 구동장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200119781A KR20220037164A (ko) 2020-09-17 2020-09-17 액추에이터 구동장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220037164A true KR20220037164A (ko) 2022-03-24

Family

ID=80935767

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200119781A KR20220037164A (ko) 2020-09-17 2020-09-17 액추에이터 구동장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220037164A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5847874A (en) Control apparatus for positional control of an optical system
US20050276080A1 (en) Method of controlling the duty of a PWM signal, PWM signal generating circuit, and image forming apparatus using same
KR940013148A (ko) 오토 포커스기능을 갖는 비디오 카메라 및 그 제어방법
JP2013160812A (ja) 像ぶれ補正装置、およびそれを備えた光学機器、撮像装置および像ぶれ補正装置の制御方法
JP2010088144A (ja) 高分子アクチュエータ制御装置その方法、および電子機器
JP4827687B2 (ja) ステップモータ駆動装置、レンズ駆動装置及びカメラ
JP2008178206A (ja) アクチュエータ駆動装置およびカメラ装置
JP2009157049A (ja) レンズ制御装置、レンズ鏡筒、撮像装置および光学機器
WO2006075657A1 (ja) オートフォーカス装置
KR101413097B1 (ko) 구동제어장치, 촬상장치 및 구동제어 방법
US11624968B2 (en) Optical element driving mechanism and control method thereof
KR20220037164A (ko) 액추에이터 구동장치
JP4850587B2 (ja) 光学機器
JP5964542B2 (ja) フォーカス制御回路
JPH03266820A (ja) 電動ズーム装置
JPH06201975A (ja) レンズ駆動制御装置
US5740470A (en) Vibration reducing camera
JP2013257486A (ja) 光学装置、撮像装置、および光学装置の制御方法
US11831253B2 (en) Driving control apparatus, driving control system, lens apparatus, driving control method, and memory medium
US8749895B2 (en) Zoom lens barrel
KR102223575B1 (ko) 충격에 의한 발진을 방지하는 af 구동 방법 및 이를 위한 장치
JP2013081294A (ja) スプリングリターン機構付きボイスコイルモータの駆動回路および駆動方法ならびにそれらを用いたレンズモジュールおよび電子機器
JPH0545575A (ja) オートフオーカス装置
JP3382402B2 (ja) レンズ位置制御装置及びそれを用いた光学機器
JP2007192929A (ja) 基準位置検出手段を有する駆動装置、それを用いた電子機器