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KR101889215B1 - 보이스 코일 모터 구동 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

보이스 코일 모터 구동 장치 및 그 구동 방법 Download PDF

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KR101889215B1
KR101889215B1 KR1020170029027A KR20170029027A KR101889215B1 KR 101889215 B1 KR101889215 B1 KR 101889215B1 KR 1020170029027 A KR1020170029027 A KR 1020170029027A KR 20170029027 A KR20170029027 A KR 20170029027A KR 101889215 B1 KR101889215 B1 KR 101889215B1
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signal
coil
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driving
detecting
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권경수
고채동
도현우
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주식회사 에스앤에이
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Abstract

구동용 코일과 위치 검출용 코일을 구비한 모터를 구동하기 위한 장치는, 상기 장치는, 상기 위치 검출용 코일의 전류값을 검출하여 디지털 신호로 출력하는 검출부;를 포함하되, 상기 검출부는, 상기 위치 검출용 코일의 전류값을 검출하는 전류 검출기; 상기 전류 검출기로부터 출력된 신호를 처리하는 신호 처리기; 및 상기 신호 처리기로부터 출력된 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기;를 포함한다.

Description

보이스 코일 모터 구동 장치 및 그 구동 방법{DRIVING APPARATUS FOR VOICE COIL MOTOR AND DRIVING METHOD THEREFOR}
본 발명은 보이스 코일 모터 구동 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
스마트폰 등에 장착되는 카메라 모듈의 오토 포커스를 위해 사용되는 모터의 경우, 보이스 코일 모터를 사용하는 데, 이 경우 일반적으로는 홀 센서를 이용하여 렌즈 모듈의 변위를 측정한다. 그런데, 홀 센서를 렌즈 모듈에 장착하는 것은 비용적인 측면에서도 효율적이지 못하며, 설계 측면에서도 3상 모터 구동을 위한 3개의 홀 센서의 전원 신호를 공급해야 하는 등의 어려움이 있다.
국내공개특허공보 제10-2015-0097998호(카메라 모듈 및 그의 오토 포커스 방법)에는, 홀 센서를 구비하지 않고 전자기 유도 방식을 채용한 카메라 모듈이 개시되어 있다. 그런데, 국내공개특허공보 제10-2015-0097998호에는 전자기 유도에 적합한 구체적인 모터 구동 장치는 개시되어 있지 않다.
본 발명은 전술한 바와 같은 기술적 과제를 해결하는 데 목적이 있는 발명으로서, 홀 센서의 구비 없이 전자기 유도 방식에 의해 모터를 구동하되, 오토 포커스를 위한 정확한 카메라 모듈의 위치 정보를 획득할 수 있는 보이스 코일 모터 구동 장치 및 그 구동 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 장치는, 구동용 코일과 위치 검출용 코일을 구비한 모터를 구동하기 위한 장치로서, 상기 위치 검출용 코일의 전류값을 검출하여 디지털 신호로 출력하는 검출부;를 포함하되, 상기 검출부는, 상기 위치 검출용 코일의 전류값을 검출하는 전류 검출기; 상기 전류 검출기로부터 출력된 신호를 처리하는 신호 처리기; 및 상기 신호 처리기로부터 출력된 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기;를 포함한다.
상기 신호 처리기는, 상기 전류 검출기로부터 출력된 신호를 대역 통과시키는 대역 통과 필터;를 포함할 수 있다 구체적으로, 상기 대역 통과 필터는, 상기 구동용 코일과 상기 위치 검출용 코일의 전자기 유도 현상의 세기 측정을 위해 입력된 위치 검출용 신호를 상기 위치 검출용 코일에 의해 검출한 신호인 위치 검출 신호가 포함된 주파수 영역을 대역 통과시키는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 신호 처리기는, 상기 전류 검출기로부터 출력된 신호를 입력받아 샘플링 및 홀드를 하는 샘플 앤 홀드 회로; 및 상기 샘플 앤 홀드 회로의 출력 신호를 저역 통과시키는 아날로그 저역 통과 필터;를 포함할 수도 있다. 구체적으로, 상기 샘플 앤 홀드 회로는, 상기 구동용 코일과 상기 위치 검출용 코일의 전자기 유도 현상의 세기 측정을 위해 입력된 위치 검출용 신호를 상기 위치 검출용 코일에 의해 검출한 신호인, 위치 검출 신호의 각 펄스의 피크 지점을 연결하여 출력하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 본 발명의 장치는, 상기 모터를 구동하기 위한 구동 신호 및 상기 위치 검출용 코일을 위한 위치 검출용 신호를 합쳐서 증폭하여 출력하는 구동부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 아울러, 상기 위치 검출용 신호의 주파수는 상기 구동 신호의 주파수보다 10배 이상 빠르고, 상기 위치 검출용 신호가 활성화되는 펄스 폭은 상기 위치 검출용 신호의 주기의 50% 미만인 것이 바람직하다.
또한, 상기 구동부의 출력에서 나타나는 상기 위치 검출용 신호에 의한 전압의 크기는, 상기 구동부의 출력에서 나타나는 상기 구동 신호에 의한 전압의 크기의 50% 미만인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 방법은, 구동용 코일과 위치 검출용 코일을 구비한 모터를 구동하기 위한 방법으로서, 상기 위치 검출용 코일의 전류값을 검출하여 디지털 신호로 출력하는 검출 단계;를 포함하되, 상기 검출 단계는, 상기 위치 검출용 코일의 전류값을 검출하는 전류 검출 단계; 상기 전류 검출 단계로부터 출력된 신호를 처리하는 신호 처리 단계; 및 상기 신호 처리 단계로부터 출력된 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 신호 처리 단계는, 상기 전류 검출 단계로부터 출력된 신호를 대역 통과시키는 대역 통과 단계;를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 대역 통과 단계는, 상기 구동용 코일과 상기 위치 검출용 코일의 전자기 유도 현상의 세기 측정을 위해 입력된 위치 검출용 신호를 상기 위치 검출용 코일에 의해 검출한 신호인, 위치 검출 신호가 포함된 주파수 영역을 대역 통과시키는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 신호 처리 단계는, 상기 전류 검출 단계로부터 출력된 신호를 입력받아 샘플링 및 홀드를 하는 샘플 앤 홀드 단계; 및 상기 샘플 앤 홀드 단계의 출력 신호를 저역 통과시키는 아날로그 저역 통과 단계;를 포함할 수도 있다. 구체적으로, 상기 샘플 앤 홀드 단계는, 상기 구동용 코일과 상기 위치 검출용 코일의 전자기 유도 현상의 세기 측정을 위해 입력된 위치 검출용 신호를 상기 위치 검출용 코일에 의해 검출한 신호인, 위치 검출 신호의 각 펄스의 피크 지점을 연결하여 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 방법은, 상기 모터를 구동하기 위한 구동 신호 및 상기 위치 검출용 코일을 위한 위치 검출용 신호를 합쳐서 증폭하여 출력하는 구동 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 아울러, 상기 위치 검출용 신호의 주파수는 상기 구동 신호의 주파수보다 10배 이상 빠르고, 상기 위치 검출용 신호가 활성화되는 펄스 폭은 상기 위치 검출용 신호의 주기의 50% 미만인 것이 바람직하다.
또한, 상기 구동 단계의 출력에서 나타나는 상기 위치 검출용 신호에 의한 전압의 크기는, 상기 구동 단계의 출력에서 나타나는 상기 구동 신호에 의한 전압의 크기의 50% 미만인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 보이스 코일 모터 구동 장치 및 그 구동 방법에 따르면, 홀 센서의 구비 없이 전자기 유도 방식에 의해 모터를 구동하되, 오토 포커스를 위한 정확한 카메라 모듈의 위치 정보를 획득할 수 있다.
도 1은 본 발명의 모터 구동 장치에 의해 구동되는 모터가 적용된 카메라 모듈의 간략화된 단면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 보이스 코일 모터 구동 장치의 구성도.
도 3은 구동 신호 및 위치 검출용 신호의 설명도.
도 4는 구동 전류에 따른 위치 데이터값의 관계 그래프.
도 5는 본 발명의 모터 구동 장치에 의한 전류의 인가 방법에 대한 설명도.
도 6은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 검출부의 구성도.
도 7은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 검출부의 구성도.
도 8은 구동용 코일이 목표 위치에 도달한 이후의 위치 검출 신호와 샘플 앤 홀드 회로의 출력 파형의 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예들에 따른 보이스 코일 모터 구동 장치 및 그 구동 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 하기의 실시예들은 본 발명을 구체화하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 본 발명의 상세한 설명 및 실시예들로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리 범위에 속하는 것으로 해석된다.
먼저, 도 1은 본 발명의 모터 구동 장치(1000)에 의해 구동되는 모터가 적용된 카메라 모듈의 간략화된 단면도를 나타낸다.
도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명이 적용될 모터는 홀 센서를 구비하지 않고, 구동용 코일(Coil_1)과 위치 검출용 코일(Coil_2) 사이에서의 전자기 유도 현상을 이용하여, 구동용 코일(Coil_1) 또는 위치 검출용 코일(Coil_2)에서의 전류의 세기를 검출하는 것에 의해 구동용 코일(Coil_1)과 위치 검출용 코일(Coil_2) 사이의 거리를 측정하고 피드백하여, 카메라 모듈의 오토 포커스를 가능하게 한다. 이미지 센서(IS)는 이미지를 획득하는 역할을 하고, 이미지 센서(IS)와 렌즈(L) 사이의 거리가 포커스 거리가 된다.
구동용 코일(Coil_1)은, 렌즈(L)와 함께 포커스 위치에 따라 이동하는 이동 코일이고, 위치 검출용 코일(Coil_2)은 고정 코일이다. 아울러, 위치 검출을 위한 전류의 세기의 검출은 고정 코일인 위치 검출용 코일(Coil_2)의 양단에 저항을 연결하고 증폭하는 것에 의해 가능하다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 보이스 코일 모터 구동 장치(1000)의 구성도를 나타낸다.
도 2로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 모터 구동 장치(1000)는, 구동용 코일(Coil_1)을 구동하기 위한 구동 신호와 위치 검출용 코일(Coil_2)을 위한 위치 검출용 신호를 합쳐서 증폭하여 출력하는 구동부(100) 및 위치 검출용 코일(Coil_2)의 전류값을 검출하여 디지털 신호로 출력하는 검출부(200A, 200B)를 포함한다.
아울러, 구동부(100)는, 구동 제어기(110), 디지털-아날로그 변환기(120), 신호 생성기(130), 가산기(140), 제 1 증폭기(150) 및 전류 제어기(미도시)를 포함한다.
하기에 구동부(100)에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
구동 제어기(110)는, PID(Proportional Integral Derivative) 제어 방식을 이용하는 것이 바람직하다. 구동 제어기(110)는, 위치 검출용 코일(Coil_2)의 전류값을 이용하여, 디지털 구동 신호를 생성하는 역할을 한다. 즉, 구동 제어기(110)는, 아날로그-디지털 변환기(230A, 230B)에 의해 디지털 신호로 변환된 전류 검출기(210A, 210B)에 의해 검출된 위치 검출용 코일(Coil_2)의 전류값을 피드백 받아, 디지털 구동 신호를 출력한다. 아울러, 구동용 코일(Coil_1)의 양단에 전압을 인가하기 위하여 구동 신호는 차동 신호인 것이 바람직할 것이다.
디지털-아날로그 변환기(120)는, 구동 제어기(110)로부터 출력된 디지털 구동 신호를 아날로그 구동 신호로 변환한다. 디지털-아날로그 변환기(120)의 출력 또한 차동 신호가 된다.
신호 생성기(130)는, 위치 검출용 신호를 생성하는 역할을 한다. 신호 생성기(130)는 폭이 좁은 디지털 펄스 파형을 생성한 후, 증폭하는 것에 의해 위치 검출용 신호를 생성할 수 있다. 신호 생성기(130)에 의해 생성되는 위치 검출용 신호 또한, 차동 신호인 것을 특징으로 한다. 즉, 위치 검출용 신호는, 구동용 코일(Coil_1)과 위치 검출용 코일(Coil_2)의 전자기 유도 현상의 세기 측정을 위한 신호이다.
가산기(140)는, 구동용 코일(Coil_1)을 구동하기 위한 구동 신호와 위치 검출용 신호를 합치는 역할을 한다. 가산기(140)의 출력 신호 또한 차동 신호가 된다.
가산기(140)에 의해 합쳐진 구동 신호와 위치 검출용 신호는 제 1 증폭기(150)에 의해 증폭되어 차동 신호의 형태로 출력되어, 구동용 코일(Coil_1)의 양단에 각각 인가되어 모터를 구동하게 된다.
전류 제어기는, 제 1 증폭기(150)의 최종 구동단의 전류를 제어하기 위한 전류 제어 신호를 생성하는 역할을 한다.
하기에 본 발명의 구동부(100)의 동작 특징에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 구동 신호 및 위치 검출용 신호의 설명도이다.
위치 검출용 신호의 주파수는 구동 신호의 주파수보다 10배 이상 빠르고, 위치 검출용 신호가 활성화되는 펄스 폭은 위치 검출용 신호의 주기의 50% 미만인 것이 바람직하다. 제 1 증폭기(150)의 출력에서 나타나는 위치 검출용 신호에 의한 전압의 크기는, 제 1 증폭기(150)의 출력에서 나타나는 구동 신호에 의한 전압의 크기의 50% 미만인 것을 특징으로 한다.
예를 들면, 제 1 증폭기(150)의 출력에서 나타나는 구동 신호의 주파수는 약 100Hz 정도이고, 위치 검출용 신호의 주파수를 25kHz로 설정할 수 있다. 이때의 위치 검출용 신호의 활성화되는 펄스 폭은 1us으로 설정하고, 제 1 증폭기(150)의 출력에서 나타나는 구동 신호에 의한 전압이 100V로 할 경우, 제 1 증폭기(150)의 출력에서 나타나는 위치 검출용 신호에 의한 전압의 크기는 40V 정도로 설정할 수 있을 것이다.
즉, 구동 신호 대비 위치 검출용 펄스는, 폭이 좁고 고주파의 펄스파로, 그 세기 또한 약한 것이 바람직하다. 이러한 좁은 고주파의 펄스파에 의해 위치 검출을 하게 되면, 실제 모터의 구동에는 영향을 미치지 않으면서도, 구동용 코일(Coil_1)과 위치 검출용 코일(Coil_2) 사이에서의 전자기 유도 현상에는 영향을 미쳐서, 구동용 코일(Coil_1)과 위치 검출용 코일(Coil_2) 사이의 거리를 측정하는 것에 의해 카메라 모듈의 오토 포커스를 가능하게 한다.
정확한 위치 데이터를 얻기 위해서는, 최종적인 구동용 코일(Coil_1) 양단에 나타나는 위치 검출용 신호의 크기값인 |A1|+|A2|의 크기에 따라 측정되는 전류값이 선형성을 유지하여야 한다.
구동용 코일(Coil_1)에 전달되는 위치 검출용 신호의 크기는,
Figure 112017022828419-pat00001
에 비례하게 된다. 여기서, Rcoil은 구동용 코일(Coil_1)의 저항값이고, Rz는 제 1 증폭기(150)의 출력 저항값을 의미한다.
그런데, 단위 이득 제 1 증폭기(150)의 출력 저항(Rz)은,
Figure 112017022828419-pat00002
에 비례한다. 즉, 단위 이득 제 1 증폭기(150)의 출력 저항(Rz)은, 최종 구동단의 출력 저항(Rout)에 따라 달라진다. 아울러, 최종 구동단의 출력 저항(Rout)은 구동용 코일(Coil_1)에 흐르는 전류값에 따라 변한다. 즉, 구동 신호에 따라, 위치 검출용 신호의 크기가 달라지게 된다.
다시 말하면, 구동 전류에 따라, 최종 구동단의 출력 저항(Rout)이 변동하고, 이로 인해 위치 검출용 신호의 크기가 다르게 된다. 따라서, 전체 시스템의 선형성이 나빠지게 된다.
도 4는 구동 전류에 따른 위치 데이터값의 관계 그래프이다. 도 4로부터, 구동 전류값이 낮은 경우, 위치 데이터와의 선형성이 나빠지는 것을 알 수 있다.
상술한 바와 같은 비선형성을 개선하기 위해서 본 발명의 모터 구동 장치(1000)에서는, 제 1 증폭기(150)의 최종 구동단에 큰 전류를 흘려주는 것에 그 특징이 있다.
다만, 계속적으로 큰 전류를 흘려주게 되면 소비 전류가 증가하는 문제가 발행한다. 따라서, 본 발명에서는 일정 구간에서만 최종 구동단의 전류를 증가시키는 것에 의해 소비 전류 증가를 개선하였다.
도 5는 본 발명의 모터 구동 장치(1000)에 의한 전류의 인가 방법에 대한 설명도이다.
전류 제어기는, 위치 검출용 신호의 활성화 개시 시점보다 미리 설정된 제 1 시간만큼 앞선 제 1 시점과 위치 검출용 신호의 활성화 개시 시점보다 미리 설정된 제 2 시간만큼 이후의 제 2 시점 사이에서, 제 1 증폭기(150)의 최종 구동단의 전류가 증가하도록 하는 전류 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다. 즉, 전류 제어기는, 제 1 시점과 제 2 시점 사이의 구간에서 제 1 증폭기(150)의 바이어스 전류를 증가시킬 수 있도록 전류 제어 신호를 생성한다.
제 1 시간은 전류가 증가하여 안정화되는 데 필요한 시간이고, 제 2 시간은 위치 검출용 신호의 활성화가 개시된 후의 응답에 필요한 시간이다.
하기에 본 발명의 검출부(200A, 200B)에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저, 도 6은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 검출부(200A)의 구성도를 나타낸다.
도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 검출부(200A)는, 전류 검출기(210A), 신호 처리기(220A), 아날로그-디지털 변환기(230A) 및 디지털 저역 통과 필터(240A)를 포함한다.
전류 검출기(210A, 210B)는, 위치 검출용 코일(Coil_2)의 전류값을 검출한다. 신호 처리기(220A는, 전류 검출기(210A)로부터 출력된 신호를 처리하는 역할을 한다. 아울러, 아날로그-디지털 변환기(230A)는, 신호 처리기(220A)로부터 출력된 신호를 디지털 신호로 변환하는 역할을 한다. 또한, 디지털 저역 통과 필터(240A)는 잡음을 제거하는 역할을 한다.
구체적으로, 신호 처리기(220A)는 대역 통과 필터(221A) 및 제 2 증폭기(222A)를 포함한다.
대역 통과 필터(221A)는, 전류 검출기(210A로부터 출력된 신호를 대역 통과시키는 역할을 한다. 구체적으로 대역 통과 필터(221A)는, 구동용 코일(Coil_1)과 위치 검출용 코일(Coil_2)의 전자기 유도 현상의 세기 측정을 위해 입력된 위치 검출용 신호를 위치 검출용 코일(Coil_2)에 의해 검출한 신호인, 위치 검출 신호가 포함된 주파수 영역을 대역 통과시키는 것을 특징으로 한다. 위치 검출용 코일(Coil_2)에 의해 전류 검출기(210A)를 이용하여 검출한 신호에는 구동 신호에 의한 성분도 포함되어 이 구동 신호에 의한 성분은 제거하고, 위치 검출용 신호에 의한 위치 검출 신호만 남겨 둘 필요가 있다. 일반적으로 구동 신호의 경우에는 아주 느린 주파수이기 때문에, 위치 검출 신호만 남겨 둘 수 있도록 대역 통과시키는 것에 의해, 구동 신호에 의한 성분의 영향을 제거할 수 있게 된다.
제 2 증폭기(222A)는, 대역 통과 필터(221A)의 신호를 증폭하는 역할을 한다.
제 1 실시예에 따른 검출부(200A)의 신호 주파수는, 위치 검출용 신호의 주파수와 동일하여, 아날로그-디지털 변환기(230A)의 성능적인 제한도 있어서 고주파 대역 영역에 여전히 잡음이 남는 까닭에 디지털 저역 통과 필터(240A)를 아날로그-디지털 변환기(230A)의 후단에 배치할 필요가 있다. 예를 들어, 위치 검출용 신호의 주파수를 25kHz라고 할 때, 아날로그-디지털 변환기(230A)도 25kHz를 사용할 경우, 보장되는 신호의 대역은 12.5kHz 정도로 아날로그-디지털 변환기(230A)의 출력 신호에는 고주파 대역 영역에 여전히 잡음이 남게 된다. 이 잡음의 제거를 위해 디지털 저역 통과 필터(240A)가 요구되는 것이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 검출부(200B)의 구성도를 나타낸다.
도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 검출부(200B)는, 전류 검출기(210B), 신호 처리기(220B) 및 아날로그-디지털 변환기(230B)를 포함한다.
전류 검출기(210B)는, 위치 검출용 코일(Coil_2)의 전류값을 검출한다. 신호 처리기(220B)는, 전류 검출기(210B)로부터 출력된 신호를 처리하는 역할을 한다. 아울러, 아날로그-디지털 변환기(230B)는, 신호 처리기(220B)로부터 출력된 신호를 디지털 신호로 변환하는 역할을 한다.
구체적으로, 신호 처리기(220B)는 샘플 앤 홀드 회로(221B), 아날로그 저역 통과 필터(222B) 및 제 3 증폭기(223B)를 포함한다.
샘플 앤 홀드 회로(221B)는, 전류 검출기(210B)로부터 출력된 신호를 입력받아 샘플링 및 홀드를 하는 역할을 한다. 구체적으로, 샘플 앤 홀드 회로(221B)는, 구동용 코일(Coil_1)과 위치 검출용 코일(Coil_2)의 전자기 유도 현상의 세기 측정을 위해 입력된 위치 검출용 신호를 위치 검출용 코일(Coil_2)에 의해 검출한 신호인, 위치 검출 신호의 각 펄스의 피크 지점을 연결하여 출력하는 것을 특징으로 한다.
도 8은 구동용 코일(Coil_1)이 목표 위치에 도달한 이후의 위치 검출 신호와 샘플 앤 홀드 회로(221B)의 출력 파형의 예시도이다.
구동용 코일(Coil_1)이 목표 위치에 도달한 이후에도 위치 검출 신호는, 동일한 신호를 계속적으로 나타내는 것이 아니라 다소 흔들리는 형태로 나타나게 된다.
샘플 앤 홀드 회로(221B)는, 위치 검출 신호의 각 펄스의 피크 지점을 연결하여 출력하므로, 샘플 앤 홀드 회로(221B)의 출력 신호의 주파수는, 샘플 앤 홀드 회로(221B)의 입력 주파수 보다 느리게 나타날 수 있다.
샘플 앤 홀드 회로(221B)의 출력 신호에 남은 잡음은, 상대적으로 낮은 대역폭의 아날로그 저역 통과 필터(222B)에 의해 저역 통과시키는 것에 의해 효과적으로 제거될 수 있다. 즉, 아날로그 저역 통과 필터(222B)에 의한 잡음 감소 효과가 크게 나타날 수 있다. 아날로그 저역 통과 필터(222B)에 의한 잡음의 제거에 의해 샘플 앤 홀드 회로(221B)의 출력 신호는 일종의 평균화가 되어, 다소 흔들리는 형태의 위치 검출 신호로부터 안정된 형태의 신호 출력이 가능하여, 더욱 정확한 포커스 위치를 검출할 수 있게 된다.
제 3 증폭기(223B)는, 아날로그 저역 통과 필터(222B)의 출력을 증폭하는 역할을 한다.
하기에 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 보이스 코일 모터 구동 방법에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 보이스 코일 모터 구동 방법은, 상술한 본 발명의 모터 구동 장치(1000)를 이용하므로, 별도의 설명이 없더라도 모터 구동 장치(1000)의 모든 특징을 포함하고 있음은 물론이다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 보이스 코일 모터 구동 방법은, 모터를 구동하기 위한 구동 신호 및 위치 검출용 코일(Coil_2)을 위한 위치 검출용 신호를 합쳐서 증폭하여 출력하는 구동 단계(S100) 및 위치 검출용 코일(Coil_2)의 전류값을 검출하여 디지털 신호로 출력하는 검출 단계(S200A, S200B)를 포함한다.
위치 검출용 신호의 주파수는 구동 신호의 주파수보다 10배 이상 빠르고, 위치 검출용 신호가 활성화되는 펄스 폭은 상기 위치 검출용 신호의 주기의 50% 미만인 것이 바람직하다. 아울러, 구동 단계(S100)의 출력에서 나타나는 위치 검출용 신호에 의한 전압의 크기는, 구동 단계(S100)의 출력에서 나타나는 구동 신호에 의한 전압의 크기의 50% 미만인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 검출 단계(S200A, S200B)는 다양한 방법에 의해 구현될 수 있다.
먼저, 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 검출 단계(S200A)에 대해 설명하기로 한다. 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 검출 단계(S200A)는, 상술한 제 1 실시예에 따른 검출부(200A)를 이용한다.
본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 검출 단계(S200A)는, 위치 검출용 코일(Coil_2)의 전류값을 검출하는 전류 검출 단계(S210A), 전류 검출 단계(S210A)로부터 출력된 신호를 처리하는 신호 처리 단계(S220A), 신호 처리 단계(S220A)로부터 출력된 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환 단계(S230A) 및 아날로그-디지털 변환 단계(S230A)의 출력을 저역 통과시키는 단계(S240A)를 포함한다.
구체적으로, 신호 처리 단계(S220A)는, 전류 검출 단계(S210A)로부터 출력된 신호를 대역 통과시키는 대역 통과 단계(S221A) 및 대역 통과 단계(S221A)의 신호를 증폭하는 증폭 단계(S222A)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
대역 통과 단계(S221A)는, 구동용 코일(Coil_1)과 위치 검출용 코일(Coil_2)의 전자기 유도 현상의 세기 측정을 위해 입력된 위치 검출용 신호를 위치 검출용 코일(Coil_2)에 의해 검출한 신호인, 위치 검출 신호가 포함된 주파수 영역을 대역 통과시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 검출 단계(S200B)에 대해 설명하기로 한다. 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 검출 단계(S200B)는, 상술한 제 2 실시예에 따른 검출부(200B)를 이용한다.
본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 검출 단계(S200B)는, 위치 검출용 코일(Coil_2)의 전류값을 검출하는 전류 검출 단계(S210B), 전류 검출 단계(S210B)로부터 출력된 신호를 처리하는 신호 처리 단계(S220B) 및 신호 처리 단계(S220B)로부터 출력된 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환 단계(S230B)를 포함한다.
신호 처리 단계(S220B)는, 전류 검출 단계(S210B)로부터 출력된 신호를 입력받아 샘플링 및 홀드를 하는 샘플 앤 홀드 단계(S221B), 샘플 앤 홀드 단계(S221B)의 출력 신호를 저역 통과시키는 아날로그 저역 통과 단계(S222B) 및 아날로그 저역 통과 단계(S222B)의 출력을 증폭하는 증폭 단계(S223B)를 포함한다.
샘플 앤 홀드 단계(S221B)는, 구동용 코일(Coil_1)과 위치 검출용 코일(Coil_2)의 전자기 유도 현상의 세기 측정을 위해 입력된 위치 검출용 신호를 위치 검출용 코일(Coil_2)에 의해 검출한 신호인, 위치 검출 신호의 각 펄스의 피크 지점을 연결하여 출력하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 보이스 코일 모터 구동 장치(1000) 및 그 구동 방법에 따르면, 홀 센서의 구비 없이 전자기 유도 방식에 의해 모터를 구동하되, 오토 포커스를 위한 정확한 카메라 모듈의 위치 정보를 획득할 수 있음을 알 수 있다.
1000 : 모터 구동 장치
100 : 구동부 200A, 200B : 검출부
110 : 구동 제어기 120 : 디지털-아날로그 변환기
130 : 신호 생성기 140 : 가산기
150 : 제 1 증폭기
210A, 210B : 전류 검출기 220A, 220B : 신호 처리기
230A, 230B : 아날로그-디지털 변환기 240A : 디지털 저역 통과 필터
221A : 대역 통과 필터 222A : 제 2 증폭기
221B : 샘플 앤 홀드 회로
222B : 아날로그 저역 통과 필터 223B : 제 3 증폭기
Coil_1 : 구동용 코일 Coil_2 : 위치 검출용 코일
L : 렌즈 IS : 이미지 센서

Claims (18)

  1. 삭제
  2. 구동용 코일과 위치 검출용 코일을 구비한 모터를 구동하기 위한 장치에 있어서,
    상기 장치는,
    상기 위치 검출용 코일의 전류값을 검출하여 디지털 신호로 출력하는 검출부;를 포함하고,
    상기 검출부는,
    상기 위치 검출용 코일의 전류값을 검출하는 전류 검출기;
    상기 전류 검출기로부터 출력된 신호를 처리하는 신호 처리기; 및
    상기 신호 처리기로부터 출력된 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기;를 포함하되,
    상기 신호 처리기는,
    상기 전류 검출기로부터 출력된 신호를 대역 통과시키는 대역 통과 필터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 대역 통과 필터는,
    상기 구동용 코일과 상기 위치 검출용 코일의 전자기 유도 현상의 세기 측정을 위해 입력된 위치 검출용 신호를 상기 위치 검출용 코일에 의해 검출한 신호인, 위치 검출 신호가 포함된 주파수 영역을 대역 통과시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 구동용 코일과 위치 검출용 코일을 구비한 모터를 구동하기 위한 장치에 있어서,
    상기 장치는,
    상기 위치 검출용 코일의 전류값을 검출하여 디지털 신호로 출력하는 검출부; 및
    상기 모터를 구동하기 위한 구동 신호 및 상기 위치 검출용 코일을 위한 위치 검출용 신호를 합쳐서 증폭하여 출력하는 구동부;를 포함하고,
    상기 검출부는,
    상기 위치 검출용 코일의 전류값을 검출하는 전류 검출기;
    상기 전류 검출기로부터 출력된 신호를 처리하는 신호 처리기; 및
    상기 신호 처리기로부터 출력된 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기;를 포함하고,
    상기 위치 검출용 신호의 주파수는,
    상기 구동 신호의 주파수보다 10배 이상 빠른 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 위치 검출용 신호가 활성화되는 펄스 폭은,
    상기 위치 검출용 신호의 주기의 50% 미만인 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 구동부의 출력에서 나타나는 상기 위치 검출용 신호에 의한 전압의 크기는,
    상기 구동부의 출력에서 나타나는 상기 구동 신호에 의한 전압의 크기의 50% 미만인 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 삭제
  11. 구동용 코일과 위치 검출용 코일을 구비한 모터를 구동하기 위한 방법에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 위치 검출용 코일의 전류값을 검출하여 디지털 신호로 출력하는 검출 단계;를 포함하되,
    상기 검출 단계는,
    상기 위치 검출용 코일의 전류값을 검출하는 전류 검출 단계;
    상기 전류 검출 단계로부터 출력된 신호를 처리하는 신호 처리 단계; 및
    상기 신호 처리 단계로부터 출력된 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환 단계;를 포함하고,
    상기 신호 처리 단계는,
    상기 전류 검출 단계로부터 출력된 신호를 대역 통과시키는 대역 통과 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 대역 통과 단계는,
    상기 구동용 코일과 상기 위치 검출용 코일의 전자기 유도 현상의 세기 측정을 위해 입력된 위치 검출용 신호를 상기 위치 검출용 코일에 의해 검출한 신호인, 위치 검출 신호가 포함된 주파수 영역을 대역 통과시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 구동용 코일과 위치 검출용 코일을 구비한 모터를 구동하기 위한 방법에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 위치 검출용 코일의 전류값을 검출하여 디지털 신호로 출력하는 검출 단계; 및
    상기 모터를 구동하기 위한 구동 신호 및 상기 위치 검출용 코일을 위한 위치 검출용 신호를 합쳐서 증폭하여 출력하는 구동 단계;를 포함하고,
    상기 검출 단계는,
    상기 위치 검출용 코일의 전류값을 검출하는 전류 검출 단계;
    상기 전류 검출 단계로부터 출력된 신호를 처리하는 신호 처리 단계; 및
    상기 신호 처리 단계로부터 출력된 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환 단계;를 포함하고,
    상기 위치 검출용 신호의 주파수는,
    상기 구동 신호의 주파수보다 10배 이상 빠른 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 위치 검출용 신호가 활성화되는 펄스 폭은,
    상기 위치 검출용 신호의 주기의 50% 미만인 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 구동 단계의 출력에서 나타나는 상기 위치 검출용 신호에 의한 전압의 크기는,
    상기 구동 단계의 출력에서 나타나는 상기 구동 신호에 의한 전압의 크기의 50% 미만인 것을 특징으로 하는 방법.
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