KR102011443B1

KR102011443B1 - 위치 검출 장치 및 제어 방법

Info

Publication number: KR102011443B1
Application number: KR1020120116895A
Authority: KR
Inventors: 윤재무; 이진기
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2012-10-19
Filing date: 2012-10-19
Publication date: 2019-08-19
Anticipated expiration: 2032-10-19
Also published as: US9207067B2; KR20140052150A; US20140110563A1

Abstract

위치 검출 장치가 개시된다. 위치 검출 장치는 렌즈가 탑재된 이동체(moving body)를 이동시키는 구동부, 이동체에 각각 탑재되는 제1 센서부 및 제2 센서부, 제1 센서부 또는 제2 센서부로부터 발산되는 광을 반사시키는 변위 검출 패턴부 및 제1 센서부 및 제2 센서부를 교번적으로 턴-온 또는 턴-오프시켜 광을 발산하도록 제어하며, 변위 검출 패턴부에 의해 반사된 광이 센싱되면, 그 센싱 결과에 따라 렌즈의 위치를 검출하는 제어부를 포함하며, 제어부는, 제1 센서부에서 센싱된 신호 파형과 제2 센서부에서 센싱된 신호 파형 사이의 교차점을 기준으로 제1 센서부가 턴-온되는 구간 및 제2 센서부가 턴-온되는 구간을 결정한다. 이에 따라, 위치 검출 장치에서 소비되는 전력을 절약할 수 있다.

Description

위치 검출 장치 및 제어 방법{POSITION DETECTING APPARATUS AND CONTROLLING METHOD}

본 발명은 위치 검출 장치 및 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 위치 검출을 위한 광 센서를 제어하여 전력 소비를 줄일 수 있는 위치 검출 장치 및 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 이동체의 이동 위치를 검출하는 수단으로 MR 센서(Magneto Resistive Sensor)나 홀 센서(Hall Sensor)가 사용된다. 한편, 비용 절감을 위해서 광 센서가 사용되기도 한다.

광 센서는 발광부와 수광부를 포함한다. 광 센서를 이용하여 물체를 감지하는 방법으로는 투과 방식과 반사 방식이 있다. 투과 방식은 발광부와 수광부가 마주보도록 배치하여 발광부와 수광부 사이에 위치하는 물체를 감지하는 방식이다. 반사 방식은 발광부와 수광부를 동일한 면에 배치하여 발광부에서 발산된 빛이 물체에서 반사되면, 반사된 빛을 수광부가 센싱하여 물체를 감지하는 방식이다.

반사 방식을 이용하여 이동체의 이동 방향과 위치를 검출하기 위해서는 복수 개의 광 센서가 필요하며, 발광부를 턴-온 해야만 이동 방향과 위치를 검출할 수 있다. 따라서, 복수 개의 발광부를 구비한 경우 복수 개의 발광부를 턴-온 해야하므로 많은 전력이 소비된다. 최근, 전력 소비의 절감 또는 에너지의 효율적 이용에 대한 관심이 높아짐에 따라 전력 소비를 절감할 수 있는 기술에 대한 필요성이 대두되고 있다.

본 발명은 상술한 필요성에 따라 안출된 것으로, 본 발명은 위치 검출을 위한 광 센서의 소비 전력을 줄일 수 있는 위치 검출 장치 및 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따르면 위치 검출 장치는 렌즈가 탑재된 이동체(moving body), 상기 렌즈를 이동시키기 위한 사용자 명령을 입력받기 위한 입력부, 상기 사용자 명령에 따라 상기 이동체를 제1 방향 또는 제2 방향으로 이동시키는 구동부, 상기 이동체에 각각 탑재되는 제1 센서부 및 제2 센서부, 복수의 반사체가 기 설정된 간격으로 배치되어 상기 제1 센서부 또는 상기 제2 센서부로부터 발산되는 광을 반사시키는 변위 검출 패턴부 및 상기 제1 센서부 및 상기 제2 센서부를 교번적으로 턴-온 또는 턴-오프시켜 상기 광을 발산하도록 제어하며, 상기 변위 검출 패턴부에 의해 반사된 광이 상기 제1 또는 제2 센서부에 의해 센싱되면, 그 센싱 결과에 따라 상기 렌즈의 위치를 검출하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 제1 센서부에서 센싱된 신호 파형과 상기 제2 센서부에서 센싱된 신호 파형 사이의 교차점을 기준으로 상기 제1 센서부가 턴-온되는 구간 및 상기 제2 센서부가 턴-온되는 구간을 결정한다.

한편, 상기 제어부는 상기 이동체의 이동에 따라 상기 제1 센서부에서 센싱되는 광량을 이용하여 제1 정위상 파형을 생성하고 상기 제2 센서부에서 센싱되는 광량을 이용하여 제2 정위상 파형을 생성하며, 상기 제1 정위상 파형과 역위상을 가지는 제1 역위상 파형과 상기 제2 정위상 파형과 역위상을 가지는 제2 역위상 파형을 생성할 수 있다.

그리고, 상기 제어부는 상기 제1 정위상 파형과 상기 제2 정위상 파형의 교차점 및 상기 제2 역위상 파형의 교차점 사이의 제1 구간, 상기 제2 정위상 파형과 상기 제1 역위상 파형의 교차점 및 상기 제1 정위상 파형의 교차점 사이의 제2 구간, 상기 제1 역위상 파형과 상기 제2 역위상 파형의 교차점 및 상기 제2 정위상 파형의 교차점 사이의 제3 구간, 상기 제2 역위상 파형과 상기 제1 정위상 파형의 교차점 및 상기 제1 역위상 파형의 교차점 사이의 제4 구간을 검출하며, 상기 제1 구간 및 상기 제3 구간에서는 상기 제1 센서부만을 턴-온 시키고, 상기 제2 구간 및 상기 제4 구간에서는 상기 제2 센서부만을 턴-온 시킬 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 교차점을 중심으로 기 정의된 구간에서는 상기 제1 센서부 및 상기 제2 센서부를 모두 턴-온 시키고 상기 기 정의된 구간 외에는 교번적으로 턴-온 시킬 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 이동체가 이동을 시작하는 시점 또는 방향 전환을 하는 시점부터 기 정의된 시간 동안 상기 제1 센서부 및 상기 제2 센서부를 모두 턴-온 시키고 상기 기 정의된 시간 외에는 교번적으로 턴-온 시킬 수 있다.

본 발명의 상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따르면 렌즈, 제1 센서부 및 제2 센서부가 탑재된 이동체를 포함하는 위치 검출 장치에 있어서, 상기 렌즈를 이동시키기 위한 사용자 명령을 입력받는 단계, 상기 사용자 명령에 따라 상기 이동체를 제1 방향 또는 제2 방향으로 이동시키는 단계, 상기 제1 센서부 및 상기 제2 센서부를 교번적으로 턴-온 또는 턴-오프시켜 광을 발산하는 단계 및 상기 제1 센서부 또는 상기 제2 센서부로부터 발산되는 상기 광이 기 설정된 간격으로 배치된 복수의 반사체에 의해 반사되어 상기 제1 또는 제2 센서부에 의해 센싱되면, 센싱 결과에 따라 상기 렌즈의 위치를 검출하는 단계를 포함하며, 상기 제1 센서부가 턴-온되는 구간 및 상기 제2 센서부가 턴-온되는 구간은 상기 제1 센서부에서 센싱된 신호 파형과 상기 제2 센서부에서 센싱된 신호 파형 사이의 교차점을 기준으로 결정된다.

한편, 위치 검출 장치의 제어 방법은 상기 이동체의 이동에 따라 상기 제1 센서부에서 센싱되는 광량을 이용하여 제1 정위상 파형을 생성하고 상기 제2 센서부에서 센싱되는 광량을 이용하여 제2 정위상 파형을 생성하는 단계 및 상기 제1 정위상 파형과 역위상을 가지는 제1 역위상 파형과 상기 제2 정위상 파형과 역위상을 가지는 제2 역위상 파형을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

그리고, 위치 검출 장치의 제어 방법은 상기 제1 정위상 파형과 상기 제2 정위상 파형의 교차점 및 상기 제2 역위상 파형의 교차점 사이의 제1 구간, 상기 제2 정위상 파형과 상기 제1 역위상 파형의 교차점 및 상기 제1 정위상 파형의 교차점 사이의 제2 구간, 상기 제1 역위상 파형과 상기 제2 역위상 파형의 교차점 및 상기 제2 정위상 파형의 교차점 사이의 제3 구간, 상기 제2 역위상 파형과 상기 제1 정위상 파형의 교차점 및 상기 제1 역위상 파형의 교차점 사이의 제4 구간을 검출하는 단계를 더 포함하며, 상기 광을 발산하는 단계는 상기 제1 구간 및 상기 제3 구간에서는 상기 제1 센서부만을 턴-온 시키고, 상기 제2 구간 및 상기 제4 구간에서는 상기 제2 센서부만을 턴-온 시킬 수 있다.

한편, 상기 광을 발산하는 단계는 상기 교차점을 중심으로 기 정의된 구간에서는 상기 제1 센서부 및 상기 제2 센서부를 모두 턴-온 시키고 상기 기 정의된 구간 외에는 교번적으로 턴-온 시킬 수 있다.

그리고, 상기 광을 발산하는 단계는 상기 이동체가 이동을 시작하는 시점 또는 방향 전환을 하는 시점부터 기 정의된 시간 동안 상기 제1 센서부 및 상기 제2 센서부를 모두 턴-온 시키고 상기 기 정의된 시간 외에는 교번적으로 턴-온 시킬 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 광 센서의 소비 전력을 줄임으로써 위치 검출 장치의 소비전력을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치 검출 장치의 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치 검출 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 센서의 파형을 설명하는 도면.
도 4 내지 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서부의 턴 온 동작을 설명하는 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치 검출 장치의 제어 방법의 흐름도.

이하 본 발명의 다양한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치 검출 장치의 블록도이다.

위치 검출 장치(100)는 카메라에서 렌즈의 이동 방향과 이동 위치를 검출하기 위해 사용될 수 있다. 이하에서는 카메라의 렌즈의 이동과 관련된 정보를 검출하기 위한 실시 예를 설명한다. 그러나, 위치 검출 장치(100)는 카메라의 렌즈 이동 정보를 검출하기 위해서만 사용되는 것은 아니다. 예를 들어, 측정 장치, 로봇 등에서 일정한 이동체의 위치 정보를 검출하기 위해 사용될 수 있다. 위치 검출 장치(100)는 입력부(110), 구동부(120), 이동체(130), 제1 및 제2 센서부(140a, 140b), 변위 검출 패턴부(150), 제어부(160)를 포함한다.

입력부(110)는 이동체(130)를 이동시키기 위한 사용자 명령을 입력받는다. 사용자 명령은 이동체(130)를 제1 방향 또는 제2 방향으로 직접 이동시키는 명령이 될 수 있다. 또는, 사용자가 기 저장된 일정한 명령을 입력하면 위치 검출 장치(100)는 상기 명령에 부합될 수 있도록 이동체(130)를 이동시킬 수도 있다. 예를 들어, 사용자가 오토 포커싱(Auto Focusing: AF) 명령을 내리면 위치 검출 장치(100)는 렌즈를 통해 입력되는 화상의 해상도가 최대가 되도록 이동체(130)를 이동시킬 수 있다.

구동부(120)는 이동체(130)를 제1 방향 또는 제2 방향으로 이동시킨다. 제1 방향과 제2 방향은 직선 상에서 서로 반대 방향을 의미한다. 즉, 구동부(130)는 일직선상의 이동체(130)을 전후로 이동시킨다.

이동체(130)에는 렌즈가 탑재될 수 있다. 또한 제1 및 제2 센서부(140a, 140b)가 탑재된다. 상술한 바와 같이 이동체(130)는 직선 상에서 전후로 이동한다.

제1 및 제2 센서부(140a, 140b)는 광 센서로 구성될 수 있다. 제1 및 제2 센서부(140a, 140b)는 각각 발광부와 수광부를 포함한다. 발광부와 수광부는 이동체(130)에 일렬로 탑재된다. 광 센서는 반사 방식을 이용하므로, 발광부에서 발산된 빛이 물체에 닿아 반사되면, 수광부는 반사된 빛을 센싱함으로써 물체를 인식하게 된다. 이동체(130)의 이동에 따라 반사되는 빛의 변화 및 이동체(130)의 이동 정보를 검출하는 방법에 대해서는 후술하기로 한다.

변위 검출 패턴부(150)는 복수의 반사체가 일정한 간격으로 배치되어, 제1 및 제2 센서부(140a, 140b)에서 발산된 빛을 반사시킨다. 반사체는 상대적으로 더 많은 빛을 반사시키는 구성 부분이며, 반사체 이외의 영역에서도 빛은 반사된다. 예를 들어, 반사체는 거울(mirror)이 될 수 있다.

제어부(160)는 제1 및 제2 센서부(140a, 140b)의 온-오프를 제어한다. 예를 들어, 제어부(160)는 제1 및 제2 센서부(140a, 140b)를 모두 턴-온 또는 턴-오프 할 수 있다. 그리고, 제어부(160)는 변위 검출 패턴부(150)에 의해 반사된 빛이 제1 및 제2 센서부(140a, 140b)에 의해 센싱되면 센싱 결과를 분석하여 이동체(130)의 위치를 검출할 수 있다. 또한, 분석된 센싱 결과에 따라 제1 및 제2 센서부(140a, 140b)를 번갈아가며 턴-온 또는 턴-오프 할 수 있다. 예를 들어, 제어부(130)는 제1 및 제2 센서부(140a, 140b)에서 센싱된 신호 파형 사이의 교차점을 기준으로 제1 센서부(140a)가 턴-온되는 구간 및 제2 센서부(140b)가 턴-온되는 구간을 결정할 수 있다. 구체적인 전원 제어 방법은 후술하기로 한다. 상술한 예에서, 이동체(130)는 렌즈를 탑재하고 있으므로 검출된 이동체(130)의 위치는 렌즈의 위치가 된다.

도 1에서는 위치 검출 장치(100)의 블록도에 대해서 설명하였다. 다음에는, 위치 검출 장치(100)의 구성에 대해서 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치 검출 장치의 구성을 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 이동체(130)에는 제1 및 제2 센서부(140a, 140b)가 탑재되어 있다. 제1 센서부(140a)는 제1 발광부(141a)와 제1 수광부(142a)를 포함하며, 제2 센서부(140b)는 제2 발광부(141b)와 제2 수광부(142b)를 포함한다. 제1 발광부(141a), 제1 수광부(142a), 제2 발광부(141b)와 제2 수광부(142b)는 순서대로 일렬로 탑재되어 있다. 제1 및 제2 센서부(140a, 140b)와 변위 검출 패턴부(150)은 비교적 가까운 거리에 위치하고 있다. 따라서, 반사된 빛의 검출이 용이하며, 제1 발광부(141a)와 제1 수광부(142a)가 가까이 배치되는 것이 바람직하다. 제2 발광부(141b)와 제2 수광부(142b)도 마찬가지다.

이동체(130)는 변위 검출 패턴부(150)에 평행하게 직선상에서 움직인다. 이동체(130)는 변위 검출 패턴부(150)과 연결된 레일 상에 위치할 수 있다. 이 경우, 이동체(130)는 레일 상에서 변위 검출 패턴부(150)과 평행하게 움직일 수 있다. 변위 검출 패턴부(150)는 복수의 반사체(151)를 포함하고 있다. 변위 검출 패턴부(150)는 고정된 구성부이다. 도 1에서 설명한 바와 같이 반사체(151)는 제1 및 제2 발광부(141a, 141b)에서 발산된 빛을 상대적으로 많이 반사시키는 구성 부분이며, 변위 검출 패턴부(150)의 그 외 부분도 발산된 빛을 반사한다.

예를 들어, 이동체(130)가 이동하면 제1 및 제2 센서부(140a, 140b)는 변위 검출 패턴부(150)의 반사체(151) 부분 및 그 외 부분과 번갈아가며 마주하게 된다. 제1 및 제2 발광부(141a, 141b)에서 빛을 발산하면 제1 및 제2 수광부(142a, 142b)는 변위 검출 패턴부(150)에서 반사된 빛을 센싱한다. 즉, 이동체(130)의 이동에 따라 제1 또는 제2 발광부(141a, 141b)에서 발산된 빛의 전부가 반사체(151)에 반사되어 제1 또는 제2 수광부(142a, 142b)에 센싱되면 센싱되는 광량은 최대가 된다. 제1 또는 제2 발광부(141a, 141b)에서 발산된 빛의 전부가 반사체(151) 이외 부분에 반사되어 제1 또는 제2 수광부(142a, 142b)에 센싱되면 센싱되는 광량은 최소가 된다. 발산된 빛의 절반은 반사체(151)에서 반사되고 절반은 반사체(151) 이외 부분에 반사되어 센싱되면 광량은 중간 정도가 된다. 이동체(130)가 동일한 속도로 이동하는 경우 제1 및 제2 센서부(140a, 140b)에서 센싱되는 광량을 시간에 따라 연결하면 사인 곡선과 유사한 파형이 생성될 수 있다.

이와 같이 생성된 파형을 이용하여 렌즈의 위치를 검출할 수 있으며, 절전을 위한 센서부의 전원 공급을 제어할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 센서의 파형을 설명하는 도면이다.

도 3을 참조하면, 4개의 파형이 도시되어 있다. 제1 정위상 파형(11)은 제1 센서부(140a)에서 센싱되어 생성된다. 제2 정위상 파형(11)은 제2 센서부(140b)에서 센싱되어 생성된다. 제1 역위상 파형(21)은 제어부(160)에서 생성된 제1 정위상 파형(11)과 역위상을 갖는 가상의 파형이다. 제2 역위상 파형(22)은 제어부(160)에서 생성된 제2 정위상 파형(12)과 역위상을 갖는 가상의 파형이다. 제1 정위상 파형(11)과 제1 역위상 파형(21)은 180도의 위상차가 있다. 마찬가지로 제2 정위상 파형(12)과 제2 역위상 파형(22)는 180도의 위상차가 있다. 제1 정위상 파형(11), 제2 정위상 파형(12), 제1 역위상 파형(21) 그리고, 제2 역위상 파형(22)는 일정한 위상 차이가 날 수 있다. 예를 들어, 각 파형 간에는 90도의 위상차가 날 수 있다.

제1 구간(61)은 제1 정위상 파형(11)이 제2 정위상 파형(12)과 교차하는 지점부터 제2 역위상 파형(22)과 교차하는 지점까지의 구간으로 정의한다. 제2 구간(62)는 제2 정위상 파형(12)이 제1 역위상 파형(21)과 교차하는 지점부터 제1 정위상 파형(11)과 교차하는 지점까지의 구간으로 정의한다. 제3 구간(63)은 제1 역위상 파형(21)이 제2 역위상 파형(22)과 교차하는 지점부터 제2 정위상 파형(12)과 교차하는 지점까지의 구간으로 정의한다. 제4 구간은 제2 역위상 파형(22)이 제1 정위상 파형(11)과 교차하는 지점부터 제1 역위상 파형(21)과 교차하는 지점까지의 구간으로 정의한다.

이동체(130)의 위치는 제1 구간(61)에서의 제1 정위상 파형(11), 제2 구간(62)에서의 제2 정위상 파형(12), 제3 구간에서의 제1 역위상 파형(21), 제4 구간에서의 제2 역위상 파형(22)을 이용하여 검출될 수 있다.

제1 및 제2 센서부(140a, 140b)가 빛을 발산하면서 이동체(130)가 이동하면 제1 및 제2 센서부(140a, 140b)는 변위 검출 패턴부(150)에서 반사된 빛을 센싱한다. 제어부(160)은 센싱된 결과로부터 제1 정위상 파형(11) 및 제2 정위상 파형(12)을 생성할 수 있다. 제1 센서부(140a)와 제2 센서부(140b)는 배치된 위치가 다르므로 이동체(130)가 이동하는 시점의 파형은 서로 다른 위상을 갖는다. 예를 들어, 이동체가 제1 방향으로 이동하면 제1 정위상 파형(11)이 먼저 상승하고, 일정한 위상차를 가지고 제2 정위상 파형(12)이 상승한다. 따라서, 제어부(160)는 제1 정위상 파형(11)이 먼저 상승하는 경우 이동체(130)가 제1 방향으로 움직인다는 것을 감지할 수 있다. 반대로, 제2 방향으로 움직이는 경우, 제2 정위상 파형(12)이 먼저 상승하고, 일정한 위상차를 가지고 제1 정위상 파형(11)이 상승한다. 따라서, 제어부(160)는 제2 정위상 파형(12)이 먼저 상승하는 경우 이동체(130)가 제2 방향으로 움직인다는 것을 감지할 수 있다. 이동체(130)의 위치 및 방향을 검출하기 위해서 변위 검출 패턴부(150)의 반사체(151) 크기, 간격은 적절하게 구성될 수 있다. 이동체(130)에 탑재되는 제1 및 제2 센서부(140a, 140b)의 간격도 적절하게 조절될 수 있다. 또한, 초기 위치에 대한 정보를 저장하여 사용자의 명령이 종료되면 이동체(130)는 자동적으로 초기 위치로 이동할 수 있다.

상술한 바와 같이, 위치를 검출하기 위해서 각 구간(61, 62, 63, 64)에서는 하나의 센서부의 정보만을 사용한다. 따라서, 사용하지 않는 센서부는 턴-오프 시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 구간(61)에서는 제1 정위상 파형(11) 정보를 이용한다. 따라서, 제1 센서부(140a)만을 턴-온 할 수 있다. 제2 구간(62)에서는 제2 정위상 파형(12) 정보를 이용한다. 따라서, 제2 센서부(140b)만을 턴-온 할 수 있다. 제3 구간(63)에서는 제1 역위상 파형(21) 정보를 이용한다. 제1 역위상 파형(21)은 제1 정위상 파형(11)으로부터 생성된다. 따라서, 제1 센서부(140a)만을 턴-온 할 수 있다. 제4 구간(64)에서는 제2 역위상 파형(22) 정보를 이용한다. 제2 역위상 파형(22)은 제2 정위상 파형(12)으로부터 생성된다. 따라서, 제2 센서부(140b)만을 턴-온 할 수 있다.

각 구간에서는 하나의 센서부만을 턴-온 할 수 있으나, 방향의 판단 및 위치 검출의 안정성을 위해서 제어부(160)는 이동체(130)가 이동을 시작하는 시점 또는 방향 전환을 하는 시점부터 기 정의된 시간 동안은 제1 및 제2 센서부(140a, 140b)를 모두 턴-온 할 수도 있다. 예를 들어, 기 정의된 시간은 0.1초와 같이 절대적인 시간으로 정의될 수 있다. 또는, 제1 내지 제4 구간(61, 62, 63, 64) 중 하나의 구간에 해당하는 시간과 같이 상대적인 시간으로 정의될 수 있다. 제1 및 제2 센서부(140a, 140b)를 모두 턴-온 하는 시간은 위치 검출 장치(100) 또는 시스템의 특성이나 성능 등을 고려하여 설정될 수 있다.

도 4 내지 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서부의 턴 온 동작을 설명하는 도면이다. 이동체(130)가 제1 방향 또는 제2 방향으로 이동하는 중에도 제1 및 제2 센서부(140a, 140b)를 모두 턴-온 하는 구간을 설정할 수 있다.

도 4를 참조하면, 도 3에서 설명한 제1 내지 제4 구간(61, 62, 63,64)에 대응되는 제5 내지 도8 구간(71, 72, 73, 74)이 도시되어 있다. 도 3에서는 각 파형이 교차하는 지점을 경계로 구간을 설정하였지만, 도 4에서는 교차하는 지점을 최소값 또는 최대값으로 하여 일정 범위 이내를 하나의 구간으로 설정하고 있다. 예를 들어, 제5 구간(71)은 다음과 같이 설정될 수 있다. 제1 정위상 파형(11)이 제2 정위상 파형(12)과 교차하는 지점의 광량을 최소값(0%)으로 정의하고, 제2 역위상 파형(22)과 교차하는 지점의 광량을 최대값(100%)로 정의한다. 제5 구간(71)은 제1 정위상 파형(11)의 광량이 10%에서 90% 사이의 구간으로 설정될 수 있다.

마찬가지로, 제6 구간(72)은 제2 정위상 파형(12)이 제1 역위상 파형(21)과 교차하는 지점의 광량을 최소값(0%), 제1 정위상 파형(11)과 교차하는 지점의 광량을 최대값(100%)로 하여, 제2 정위상 파형(12)의 광량이 10%에서 90% 사이의 구간으로 설정될 수 있다. 제7 구간(73)은 제1 역위상 파형(21)이 제2 역위상 파형(22)과 교차하는 지점의 광량을 최소값(0%), 제2 정위상 파형(12)과 교차하는 지점의 광량을 최대값(100%)로 하여, 제1 역위상 파형(21)의 광량이 10%에서 90% 사이의 구간으로 설정될 수 있다. 제8 구간(74)은 제2 역위상 파형(22)이 제1 정위상 파형(11)과 교차하는 지점의 광량을 최소값(0%), 제1 역위상 파형(21)과 교차하는 지점의 광량을 최대값(100%)로 하여, 제2 역위상 파형(22)의 광량이 10%에서 90% 사이의 구간으로 설정될 수 있다.

도 3에서 설명한 바와 유사하게 제5 구간(71) 및 제7 구간(73)에서는 제1 센서부(140a)만 턴-온 할 수 있고, 제6 구간(73) 및 제8 구간(74)에서는 제2 센서부(140b)만 턴-온 할 수 있다. 제5 내지 제8 구간(71, 72, 73, 74) 사이의 완충 구간들(77a, 77b, 77c, 77d)에서는 제1 및 제2 센서부(140a, 140b)를 모두 턴-온 할 수 있다.

제5 내지 제8 구간(71, 72, 73, 74)을 설정하는 교차 지점의 광량의 10% 및 90%가 되는 지점은 하나의 실시 예일 뿐이며, 시스템의 성능, 이동체(130)의 속도, 위치 검출 장치(100)의 성능 등에 따라 다양하게 설정 가능하다. 예를 들어, 고속으로 이동하는 이동체(130)의 경우 광량의 20% 및 80%가 되는 지점을 경계로 하나의 구간이 설정될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 센서부(140a, 140b)에서 센싱되는 최대 광량(100%) 및 최소 광량(0%)을 기준으로 하여 광량이 10% 내지 90%가 되는 구간 또는 20% 내지 80%가 되는 구간이 하나의 구간으로 설정될 수도 있다.

다른 실시 예로서, 제1 및 제2 센서부(140a, 140b)에서 센싱되는 최대 광량, 최소 광량, 교차하는 지점의 광량은 미리 측정될 수 있으므로, 각 구간은 절대적인 값으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 센서부에서 센싱되는 최대 광량이 1100, 최소 광량이 100, 교차하는 두 지점의 광량이 400, 800이라면, 각 구간은 광량이 400에서 800 사이의 구간으로 설정될 수 있다. 또는 교차하는 두 지점 사이의 광량을 기준으로 10%에서 90%가 되는 광량, 즉, 광량이 440에서 760 사이의 구간으로 설정될 수도 있다. 상술한 바와 같이 구간을 설정하는 기준 지점은 교차하는 지점의 광량이 아닌, 센싱되는 최대 광량 및 최소 광량 지점으로 할 수도 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서부의 턴-온 동작의 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 제어부(160)는 제1 구간(61)인지 판단한다(S505). 제1 구간(61)은 제1 정위상 파형(11)이 제2 정위상 파형(12)과 교차하는 지점부터 제2 역위상 파형(22)과 교차하는 지점까지의 구간이다. 제1 구간(61)이라고 판단하면, 제1 센서부(140a)를 턴-온한다(S510). 센싱 광량이 10% 보다 적거나 90% 보다 많은지 판단한다(S515). 즉, 완충 구간인지 판단한다. 상술한 바와 같이 구간의 경계 기준은 다양하게 설정될 수 있다. 완충 구간이라고 판단하면, 제2 센서부(140b)를 턴-온한다(S520).

제어부(160)는 제2 구간(62)인지 판단한다(S525). 제2 구간(62)는 제2 정위상 파형(12)이 제1 역위상 파형(21)과 교차하는 지점부터 제1 정위상 파형(11)과 교차하는 지점까지의 구간이다. 제2 구간(62)이라고 판단하면, 제2 센서부(140b)를 턴-온한다(S530). 센싱 광량이 10% 보다 적거나 90% 보다 많은지 판단한다(S535). 즉, 완충 구간인지 판단한다. 완충 구간이라고 판단하면, 제1 센서부(140a)를 턴-온한다(S520).

제어부(160)는 제3 구간(63)인지 판단한다(S545). 제3 구간(63)은 제1 역위상 파형(21)이 제2 역위상 파형(22)과 교차하는 지점부터 제2 정위상 파형(12)과 교차하는 지점까지의 구간이다. 제3 구간(63)이라고 판단하면, 제1 센서부(140a)를 턴-온한다(S550). 센싱 광량이 10% 보다 적거나 90% 보다 많은지 판단한다(S555). 즉, 완충 구간인지 판단한다. 완충 구간이라고 판단하면, 제2 센서부(140b)를 턴-온한다(S560).

제어부(160)는 제4 구간(64)인지 판단한다(S565). 제4 구간은 제2 역위상 파형(22)이 제1 정위상 파형(11)과 교차하는 지점부터 제1 역위상 파형(21)과 교차하는 지점까지의 구간이다. 제4 구간(64)이라고 판단하면, 제2 센서부(140b)를 턴-온한다(S570). 센싱 광량이 10% 보다 적거나 90% 보다 많은지 판단한다(S575). 즉, 완충 구간인지 판단한다. 완충 구간이라고 판단하면, 제1 센서부(140a)를 턴-온한다(S580).

지금까지 본 발명의 다양한 실시 예에 대해서 설명하였다. 아래에서는 위치 검출 장치(100)에서 센서부의 전원을 제어하는 방법에 대해서 설명한다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치 검출 장치의 제어 방법의 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 위치 검출 장치는 렌즈를 이동시키기 위한 사용자 명령을 입력받는다(S610). 렌즈는 이동체에 탑재되어 있으며, 사용자 명령은 이동체를 제1 방향 또는 제2 방향으로 직접 이동시키는 명령이 될 수 있다. 또는, 사용자가 기 저장된 일정한 명령을 입력하면 위치 검출 장치는 상기 명령에 부합될 수 있도록 이동체를 이동시킬 수도 있다. 이동체를 제1 방향 또는 제2 방향으로 이동시킨다(S620). 제1 센서부와 제2 센서부를 교번적으로 턴-온 또는 턴-오프시켜 광을 발산시킨다(S630). 교번적으로 턴-온 또는 턴-오프시키는 방법은 상술하였으므로 여기에서는 생략한다. 반사된 광을 제1 또는 제2 센서부에 의해 센싱하고 센싱 결과에 따라 렌즈의 위치를 검출한다(S650). 제1 및 제2 센서부와 렌즈는 이동체에 탑재되어 있다. 따라서, 센싱 결과에 따라 검출된 위치는 제1 및 제2 센서부의 위치, 이동체의 위치, 렌즈의 위치가 될 수 있다.

상술한 다양한 실시 예에 따른 위치 검출 장치의 제어 방법은 프로그램으로 구현되어 디스플레이 장치에 제공될 수 있다.

일 예로, 렌즈를 이동시키기 위한 사용자 명령을 입력받는 단계, 상기 사용자 명령에 따라 이동체를 제1 방향 또는 제2 방향으로 이동시키는 단계, 제1 센서부 및 제2 센서부를 교번적으로 턴-온 또는 턴-오프시켜 광을 발산하는 단계, 반사된 광을 제1 또는 제2 센서부에 의해 센싱하고, 센싱 결과에 따라 상기 렌즈의 위치를 검출하는 단계를 포함하며, 상기 광을 발산하는 단계는 상기 제1 센서부에서 센싱된 신호 파형과 상기 제2 센서부에서 센싱된 신호 파형 사이의 교차점을 기준으로 상기 제1 센서부가 턴-온되는 구간 및 상기 제2 센서부가 턴-온되는 구간의 결정을 수행하는 프로그램이 저장된 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)가 제공될 수 있다.

비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

100 : 위치 검출 장치 110 : 입력부
120 : 구동부 130 : 이동체
140a : 제1 센서부 140b : 제2 센서부
141a : 제1 발광부 141b : 제2 발광부
142a : 제1 수광부 142b : 제2 수광부
150 : 변위 검출 패턴부 151 : 반사체
160 : 제어부

Claims

렌즈가 탑재된 이동체(moving body);
상기 렌즈를 이동시키기 위한 사용자 명령을 입력받기 위한 입력부;
상기 사용자 명령에 따라 상기 이동체를 제1 방향 또는 제2 방향으로 이동시키는 구동부;
상기 이동체에 각각 탑재되는 제1 센서부 및 제2 센서부;
복수의 반사체가 기 설정된 간격으로 배치되어 상기 제1 센서부 또는 상기 제2 센서부로부터 발산되는 광을 반사시키는 변위 검출 패턴부; 및
상기 제1 및 제2 센서부에서 센싱된 신호 파형의 교차점을 기준으로 상기 제1 및 제2 센서부의 턴 온 구간을 결정하고, 상기 결정된 턴 온 구간에 기초하여 상기 제1 및 제2 센서부를 교번적으로 턴 온 시켜 상기 광을 발산하도록 제어하며,
상기 변위 검출 패턴부에 의해 반사된 상기 광이 상기 제1 또는 제2 센서부에 의해 센싱되면, 상기 센싱된 결과에 기초하여 상기 렌즈의 위치를 검출하는 제어부;
를 포함하는 위치 검출 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 이동체의 이동에 따라 상기 제1 센서부에서 센싱되는 광량을 이용하여 제1 정위상 파형을 생성하고 상기 제2 센서부에서 센싱되는 광량을 이용하여 제2 정위상 파형을 생성하며,
상기 제1 정위상 파형과 역위상을 가지는 제1 역위상 파형과 상기 제2 정위상 파형과 역위상을 가지는 제2 역위상 파형을 생성하는 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
제2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1 정위상 파형과 상기 제2 정위상 파형의 교차점 및 상기 제2 역위상 파형의 교차점 사이의 제1 구간, 상기 제2 정위상 파형과 상기 제1 역위상 파형의 교차점 및 상기 제1 정위상 파형의 교차점 사이의 제2 구간, 상기 제1 역위상 파형과 상기 제2 역위상 파형의 교차점 및 상기 제2 정위상 파형의 교차점 사이의 제3 구간, 상기 제2 역위상 파형과 상기 제1 정위상 파형의 교차점 및 상기 제1 역위상 파형의 교차점 사이의 제4 구간을 검출하며,
상기 제1 구간 및 상기 제3 구간에서는 상기 제1 센서부만을 턴-온 시키고, 상기 제2 구간 및 상기 제4 구간에서는 상기 제2 센서부만을 턴-온 시키는 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 교차점을 중심으로 기 정의된 구간에서는 상기 제1 센서부 및 상기 제2 센서부를 모두 턴-온 시키고 상기 기 정의된 구간 외에는 교번적으로 턴-온 시키는 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 이동체가 이동을 시작하는 시점 또는 방향 전환을 하는 시점부터 기 정의된 시간 동안 상기 제1 센서부 및 상기 제2 센서부를 모두 턴-온 시키고 상기 기 정의된 시간 외에는 교번적으로 턴-온 시키는 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
렌즈, 제1 센서부 및 제2 센서부가 탑재된 이동체를 포함하는 위치 검출 장치에 있어서,
상기 렌즈를 이동시키기 위한 사용자 명령을 입력받는 단계;
상기 사용자 명령에 따라 상기 이동체를 제1 방향 또는 제2 방향으로 이동시키는 단계;
상기 제1 센서부 및 상기 제2 센서부에서 센싱된 신호 파형의 교차점을 기준으로 상기 제1 및 제2 센서부의 턴 온 구간을 결정하는 단계;
상기 결정된 턴 온 구간에 기초하여 상기 제1 및 제2 센서부를 교번적으로 턴 온 시켜 광을 발산하는 단계; 및
상기 제1 센서부 또는 상기 제2 센서부로부터 발산되는 상기 광이 기 설정된 간격으로 배치된 복수의 반사체에 의해 반사되어 상기 제1 또는 제2 센서부에 의해 센싱되면, 센싱 결과에 따라 상기 렌즈의 위치를 검출하는 단계;
를 포함하는 위치 검출 장치의 제어 방법.
제6항에 있어서,
상기 이동체의 이동에 따라 상기 제1 센서부에서 센싱되는 광량을 이용하여 제1 정위상 파형을 생성하고 상기 제2 센서부에서 센싱되는 광량을 이용하여 제2 정위상 파형을 생성하는 단계; 및
상기 제1 정위상 파형과 역위상을 가지는 제1 역위상 파형과 상기 제2 정위상 파형과 역위상을 가지는 제2 역위상 파형을 생성하는 단계;를 더 포함하는 위치 검출 장치의 제어 방법.
제7항에 있어서,
상기 결정하는 단계는,
상기 제1 정위상 파형과 상기 제2 정위상 파형의 교차점 및 상기 제2 역위상 파형의 교차점 사이의 제1 구간, 상기 제2 정위상 파형과 상기 제1 역위상 파형의 교차점 및 상기 제1 정위상 파형의 교차점 사이의 제2 구간, 상기 제1 역위상 파형과 상기 제2 역위상 파형의 교차점 및 상기 제2 정위상 파형의 교차점 사이의 제3 구간, 상기 제2 역위상 파형과 상기 제1 정위상 파형의 교차점 및 상기 제1 역위상 파형의 교차점 사이의 제4 구간을 검출하며,
상기 광을 발산하는 단계는,
상기 제1 구간 및 상기 제3 구간에서는 상기 제1 센서부만을 턴-온 시키고, 상기 제2 구간 및 상기 제4 구간에서는 상기 제2 센서부만을 턴-온 시키는 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치의 제어 방법.
제6항에 있어서,
상기 광을 발산하는 단계는,
상기 교차점을 중심으로 기 정의된 구간에서는 상기 제1 센서부 및 상기 제2 센서부를 모두 턴-온 시키고 상기 기 정의된 구간 외에는 교번적으로 턴-온 시키는 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치의 제어 방법.
제6항에 있어서,
상기 광을 발산하는 단계는,
상기 이동체가 이동을 시작하는 시점 또는 방향 전환을 하는 시점부터 기 정의된 시간 동안 상기 제1 센서부 및 상기 제2 센서부를 모두 턴-온 시키고 상기 기 정의된 시간 외에는 교번적으로 턴-온 시키는 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치의 제어 방법.