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KR102052982B1 - Method for calibrating VCM driving device and the VCM driving device - Google Patents

Method for calibrating VCM driving device and the VCM driving device Download PDF

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KR102052982B1
KR102052982B1 KR1020160002131A KR20160002131A KR102052982B1 KR 102052982 B1 KR102052982 B1 KR 102052982B1 KR 1020160002131 A KR1020160002131 A KR 1020160002131A KR 20160002131 A KR20160002131 A KR 20160002131A KR 102052982 B1 KR102052982 B1 KR 102052982B1
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주식회사 지니틱스
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Abstract

VCM 구동장치 및 상기 VCM 구동장치의 교정방법에 관한 것으로서, 상기 교정방법은, VCM에 의해 자동으로 초점이 조절되는 렌즈가 사용자의 의도에 맞는 초점위치를 가질 수 있도록, VCM 구동장치가 호스트로부터 교정명령을 수신하는 단계, VCM 구동장치가 홀센서의 바이어스 전압을 교정하는 단계, VCM 구동장치가 렌즈의 위치에 관한 값을 감지하여 출력하는 센서부의 출력값을 교정하는 단계를 포함한다.A VCM drive and a method for calibrating the VCM drive, wherein the calibration method, the VCM drive is calibrated from the host so that the lens that is automatically adjusted by the VCM can have a focus position according to the user's intention Receiving a command; correcting, by the VCM driving device, a bias voltage of the hall sensor; and correcting, by the VCM driving device, an output value of a sensor unit that detects and outputs a value relating to a position of a lens.

Figure R1020160002131
Figure R1020160002131

Description

VCM 구동장치를 교정하는 교정방법 및 교정기능을 포함하는 VCM 구동장치{Method for calibrating VCM driving device and the VCM driving device}Method for calibrating VCM driving device and the VCM driving device}

본 발명은 전자장치에 관한 것으로서, 특히 렌즈를 구동하는 VCM(Voice Coil Motor)에 구동전류를 공급하는 VCM 구동장치의 상태를 교정하는 기술에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic device, and more particularly, to a technique for correcting a state of a VCM driving device supplying a driving current to a voice coil motor (VCM) driving a lens.

사용자 기기에 장착되는 광학렌즈(이하, 간단히 렌즈) 중 자동으로 초점 조절이 되는 것이 있다. 자동초점 조절을 위하여 상기 렌즈에는 VCM(Voice Coil Motor)이 장착되어 있을 수 있다. 이러한 구성에 따르면, VCM에 전류를 흘리면 렌즈가 광축방향으로 이동하면서 초점거리가 조절되게 된다. 렌즈가 광축 상의 '매크로 위치'에 있을 때에는 렌즈 설계에 따른 최소초점거리에 초점이 형성되고, 렌즈가 광축 상의 '무한대 위치'에 있을 때에는 가장 먼 무한대거리에 초점이 형성될 수 있다. Some of the optical lenses (hereinafter, simply lenses) mounted on the user device are automatically adjusted. The lens may be equipped with a voice coil motor (VCM) for auto focus adjustment. According to this configuration, when a current flows through the VCM, the focal length is adjusted while the lens moves in the optical axis direction. When the lens is in the 'macro position' on the optical axis, the focus is formed at the minimum focal length according to the lens design, and when the lens is in the 'infinity position' on the optical axis, the focal point may be formed at the farthest infinity distance.

상기 매크로 위치와 무한대 위치는 렌즈 자체의 설계 사양에 의해 결정된다. 설계자의 설계의도에 따른다면, VCM에 '무한 대응전류'를 제공하면 렌즈가 상기 무한대 위치에 머물러야 하고, VCM에 '매크로 대응전류'를 제공하면 렌즈가 상기 매크로 위치에 머물러야 한다. 그러나 설계의도와 달리 렌즈, VCM, 및 VCM에 전류를 제공하는 VCM 구동장치에는 공정오차가 존재할 수 있으며, 렌즈, VCM, 및 VCM 구동장치를 서로 결합하여 조립할 때에도 오차가 발생할 수 있다. 이러한 오차 때문에 VCM에 상기 '무한 대응전류'를 제공하더라도 렌즈가 상기 무한대 위치에 머무르지 않는 경우가 발생할 수 있으며, VCM에 '매크로 대응전류'를 제공하더라도 렌즈가 상기 매크로 위치에 머무르지 않는 경우가 발생할 수 있다. 따라서 렌즈, VCM, 및 VCM 구동장치를 서로 결합한 직후 상기 오차를 교정하기 위한 교정방법을 제공할 필요가 있다. The macro position and the infinity position are determined by the design specifications of the lens itself. According to the designer's design intent, the lens should remain at the infinity position when the VCM is provided with 'infinite corresponding current', and when the 'macro correspondence current' is provided to the VCM, the lens should remain at the macro position. However, unlike the design intention, there may be a process error in the VCM driving device providing current to the lens, the VCM, and the VCM, and an error may occur even when the lens, the VCM, and the VCM driving device are combined with each other. Due to this error, the lens may not remain in the infinity position even when the VCM is provided with the 'infinite correspondence current', and the lens does not stay in the macro position even when the VCM is provided with the 'macro response current'. May occur. Therefore, there is a need to provide a correction method for correcting the error immediately after coupling the lens, the VCM, and the VCM drive with each other.

특히 렌즈의 위치를 피드백 타입의 클로즈드 루프(closed loop) 방식으로 제어는 경우에는, 렌즈의 현재 위치를 정확하게 측정해야만 성공적인 피드백 제어를 할 수 있는데, 공정오차에 의하여 렌즈의 현재 위치를 정확하게 측정할 수 없다는 문제가 있다.In particular, when the lens position is controlled by a closed loop method of feedback type, successful feedback control can be performed by accurately measuring the current position of the lens, and the current position of the lens can be accurately measured by a process error. There is no problem.

피드백 방식으로 렌즈위치를 제어하는 기술에 있어서, VCM 구동장치에는 촬상장치에 포함된 렌즈의 위치를 검출하도록 되어 있는 홀센서가 포함되어 있을 수 있다. 그런데 이 홀센서의 출력전압은 상기 렌즈의 위치 뿐만이 아니라 상기 홀센서에 제공되는 바이어스 전압에 의해 변동될 수 있다. 최초 설계 시에는 상기 홀센서에 바람직한 초기 바이어스 전압이 제공되도록 설계될 수 있지만, 그 결과 출력되는 상기 홀센서의 출력전압이 실제 렌즈의 현재 위치를 정확하게 반영하지 못할 수 있다는 문제가 있다. In the technique of controlling the lens position in a feedback manner, the VCM driving apparatus may include a hall sensor configured to detect the position of the lens included in the imaging apparatus. However, the output voltage of the Hall sensor may be changed not only by the position of the lens but also by the bias voltage provided to the Hall sensor. In the initial design, the Hall sensor may be designed to provide a desirable initial bias voltage. However, the output voltage of the hall sensor may not accurately reflect the current position of the actual lens.

본 발명에서는 VCM에 의해 자동으로 초점이 조절되는 렌즈가 사용자의 의도에 맞는 초점위치를 가질 수 있도록 VCM 구동장치를 교정하는 기술을 제공하고자 한다.In the present invention, to provide a technique for calibrating the VCM drive so that the lens that is automatically adjusted by the VCM has a focus position that is suitable for the user's intention.

구체적으로는, 사용자가 상기 렌즈를 상기 무한대 위치로 이동시키고자 할 때에 실제로 상기 렌즈를 상기 무한대 위치로 이동시킬 수 있도록 하는 교정전류를 제공하고, 사용자가 상기 렌즈를 상기 매크로 위치로 이동시키고자 할 때에 실제로 상기 렌즈를 상기 매크로 위치로 이동시킬 수 있도록 VCM 구동장치를 교정하는 기술을 제공하고자 한다.Specifically, a correction current is provided so that the user can actually move the lens to the infinity position when the user wants to move the lens to the infinity position, and the user wants to move the lens to the macro position. It is intended to provide a technique for calibrating a VCM drive to actually move the lens to the macro position.

또한, VCM 구동장치를 교정하기 위하여, VCM 구동장치에 포함된 홀센서에 제공되는 바이어스 전압을 교정하는 방법을 제공하고자 한다.In addition, to calibrate the VCM driver, it is to provide a method for calibrating the bias voltage provided to the Hall sensor included in the VCM driver.

본 발명의 일 관점에 따라, 렌즈의 현재 위치에 관한 교정전 위치값(131)을 출력하는 센서부, 상기 렌즈를 구동하는 VCM(Voice Coil Motor)에 제공되는 전류(I)를 출력하는 구동부(150), 및 상기 교정전 위치값을 기초로 상기 구동부의 동작을 제어하는 제어부(140)를 포함하는 VCM 구동장치(10)가, 상기 VCM 구동장치의 상태를 교정하는 VCM 구동장치 교정방법을 제공할 수 있다. 이때, 상기 센서부는 상기 렌즈의 위치에 관한 전압을 출력하는 홀센서를 포함하며, 상기 VCM 구동장치가, 상기 렌즈를 매크로 위치에 두었을 때에 상기 센서부가 미리 설계되어 있는 제1값(MIN)을 출력하도록 하거나, 또는 상기 렌즈를 무한대 위치에 두었을 때에 상기 센서부가 미리 설계되어 있는 제2값(MAX)을 출력하도록, 상기 홀센서에 제공되는 바이어스 전압을 교정하는 단계, 상기 VCM 구동장치가, 상기 렌즈를 상기 매크로 위치에 두었을 때에 상기 센서부가 상기 제1값(MIN)을 출력하고, 그리고 상기 렌즈를 상기 무한대 위치에 두었을 때에 상기 센서부가 상기 제2값(MAX)을 출력하도록, 상기 제어부의 설정상태를 교정하는 단계를 포함할 수 있다.According to an aspect of the invention, the sensor unit for outputting the pre-calibration position value 131 about the current position of the lens, the driving unit for outputting the current (I) provided to the VCM (Voice Coil Motor) for driving the lens ( 150) and a control unit 140 for controlling the operation of the drive unit based on the pre-calibration position value provides a VCM drive calibration method for calibrating the state of the VCM drive device. can do. In this case, the sensor unit includes a Hall sensor for outputting a voltage relating to the position of the lens, the VCM driving device, when the lens is placed in the macro position of the first value (MIN) is designed in advance Correcting the bias voltage provided to the hall sensor so as to output or output the second value MAX which is previously designed by the sensor unit when the lens is placed at an infinity position. The sensor unit outputs the first value MIN when the lens is placed at the macro position, and the sensor unit outputs the second value MAX when the lens is placed at the infinity position, It may include the step of calibrating the setting state of the control unit.

이때, 호스트가, 사용자 인터페이스를 통해 상기 VCM 구동장치를 교정할 것을 요구하는 사용자 입력을 수신하는 단계, 및 상기 호스트가, 교정명령을 상기 VCM 구동장치에게 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.In this case, the host may further include receiving a user input requesting to calibrate the VCM driver through a user interface, and providing the calibration command to the VCM driver by the host.

그리고 상기 바이어스 전압을 교정하는 단계는, 상기 VCM 구동장치가, 상기 홀센서의 바이어스 전압을 초기값(VB_I)으로 설정하는 단계, 상기 VCM 구동장치가 상기 렌즈를 무한대 위치에서 유지시킨 상태에서 상기 센서부가 상기 제2값(MAX)을 출력하도록, 상기 VCM 구동장치가, 상기 홀센서의 바이어스 전압을 조절하는 제1조절단계, 상기 VCM 구동장치가, 상기 제1조절단계에서 조절된 바이어스 전압을 제1바이어스 전압값(VB_INF)으로 저장하는 단계, 상기 VCM 구동장치가, 상기 홀센서의 바이어스 전압을 다시 상기 초기값(VB_I)으로 설정하는 단계, 상기 VCM 구동장치가 상기 렌즈를 매크로 위치에서 유지시킨 상태에서 상기 센서부가 상기 제1값(MIN)을 출력하도록, 상기 VCM 구동장치가, 상기 홀센서의 바이어스 전압을 조절하는 제2조절단계, 상기 VCM 구동장치가, 상기 제2조절단계에서 조절된 바이어스 전압을 제2바이어스 전압값(VB_MAC)으로 저장하는 단계, 및 상기 VCM 구동장치가, 상기 홀센서의 바이어스 전압을 상기 제1값(MIN)과 상기 제2값(MAC) 중 더 크지 않은 값으로 교정하는 단계를 포함할 수 있다.The calibrating of the bias voltage may include: setting, by the VCM driver, the bias voltage of the hall sensor to an initial value VB_I, while the VCM driver maintains the lens at an infinite position. The VCM driver adjusts the bias voltage of the Hall sensor, and the VCM driver adjusts the bias voltage adjusted in the first adjustment step to output the second value MAX. Storing the 1 bias voltage value VB_INF, and setting the bias voltage of the hall sensor back to the initial value VB_I, wherein the VCM driving device maintains the lens at a macro position. In the second control step of adjusting the bias voltage of the Hall sensor, the VCM driving device, the VCM driving device, so that the sensor unit outputs the first value (MIN) in the state, Storing the bias voltage adjusted in the second adjusting step as a second bias voltage value VB_MAC, and the VCM driving apparatus stores the bias voltage of the hall sensor in the first value MIN and the second value. (MAC) may include calibrating to a lesser value.

그리고 상기 제어부의 설정상태를 교정하는 단계는, 상기 교정전 위치값을 독립변수로 하는 1차방정식의 계수를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.The calibrating the setting state of the controller may include calculating a coefficient of the first equation using the pre-calibration position value as an independent variable.

본 발명의 일 관점에 따른 VCM 구동장치는, 렌즈의 현재 위치에 관한 교정전 위치값(PU)을 출력하도록 되어 있으며, 상기 렌즈의 위치에 관한 전압을 출력하는 홀센서를 포함하는, 센서부, 상기 렌즈를 구동하는 VCM에 제공되는 전류를 출력하는 구동부, 상기 교정전 위치값을 기초로 상기 구동부의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제어부는, 상기 렌즈를 매크로 위치에 두었을 때에 상기 센서부가 미리 설계되어 있는 제1값(MIN)을 출력하도록 하거나, 또는 상기 렌즈를 무한대 위치에 두었을 때에 상기 센서부가 미리 설계되어 있는 제2값(MAX)을 출력하도록, 상기 홀센서에 제공되는 바이어스 전압을 교정하는 단계, 및 상기 렌즈를 매크로 위치에 두었을 때에 상기 센서부가 상기 제1값(MIN)을 출력하고, 그리고 상기 렌즈를 무한대 위치에 두었을 때에 상기 센서부가 상기 제2값(MAX)을 출력하도록, 상기 제어부의 설정상태를 교정하는 단계를 수행하도록 되어 있을 수 있다.According to an aspect of the present invention, a VCM driving device includes: a sensor unit configured to output a pre-calibration position value PU related to a current position of a lens, and including a hall sensor to output a voltage related to the position of the lens; The driving unit may output a current provided to the VCM driving the lens, and the controller may control an operation of the driving unit based on the pre-calibration position value. At this time, the control unit outputs the first value MIN which is previously designed when the lens is placed in the macro position, or when the lens is placed at the infinity position, the sensor unit is designed in advance. Correcting the bias voltage provided to the hall sensor to output a second value MAX, and when the lens is placed in the macro position, the sensor unit outputs the first value MIN, and the lens May be configured to calibrate the setting state of the control unit such that the sensor unit outputs the second value MAX when is set to an infinite position.

이때, 상기 제어부는, 상기 바이어스 전압을 교정하는 단계를 수행하기 위하여, 상기 홀센서의 바이어스 전압을 초기값(VB_I)으로 설정하는 단계, 상기 VCM 구동장치가 상기 렌즈를 상기 무한대 위치에서 유지시킨 상태에서 상기 센서부가 상기 제2값(MAX)을 출력하도록, 상기 홀센서의 바이어스 전압을 조절하는 제1조절단계, 상기 제1조절단계에서 조절된 바이어스 전압을 제1바이어스 전압값(VB_INF)으로 저장하는 단계, 상기 홀센서의 바이어스 전압을 다시 상기 초기값(VB_I)으로 설정하는 단계, 상기 VCM 구동장치가 상기 렌즈를 상기 매크로 위치에서 유지시킨 상태에서 상기 센서부가 상기 제1값(MIN)을 출력하도록, 상기 홀센서의 바이어스 전압을 조절하는 제2조절단계, 상기 제2조절단계에서 조절된 바이어스 전압을 제2바이어스 전압값(VB_MAC)으로 저장하는 단계, 및 상기 홀센서의 바이어스 전압을 상기 제1값(MIN)과 상기 제2값(MAC) 중 더 크지 않은 값으로 교정하는 단계를 수행하도록 되어 있을 수 있다.At this time, the control unit, in order to perform the step of correcting the bias voltage, setting the bias voltage of the Hall sensor to an initial value (VB_I), the state in which the VCM driving device maintains the lens in the infinity position In the first control step of adjusting the bias voltage of the Hall sensor, so that the sensor unit outputs the second value (MAX) in the first control step, and stores the bias voltage adjusted in the first adjustment step as a first bias voltage value (VB_INF) And setting the bias voltage of the hall sensor back to the initial value VB_I. The sensor unit outputs the first value MIN while the VCM driving device maintains the lens in the macro position. In order to control the bias voltage of the Hall sensor, the bias voltage adjusted in the second regulation step may be stored as a second bias voltage value VB_MAC. Phase, and it may be adapted to perform the step of correcting the bias voltage of the Hall sensor with the first value (MIN) and the second value (MAC) of the value that is larger.

그리고 상기 제어부는, 상기 교정전 위치값(PU)을 수신하여 교정된 위치값(PC)으로 변환하여 출력하는 보정부(141), 상기 교정된 위치값과 사용자 입력한 위치 목표값(PT)의 차이값을 산출하는 에러 검출부(142), 및 상기 차이값을 기초로 상기 구동부에 제공하는 제어신호를 생성하는 구동전류 제어부(143)를 포함할 수 있다.The control unit may receive the pre-calibration position value PU and convert the converted position value PC into a calibrated position value PC, and output the correction unit 141. An error detector 142 for calculating a difference value and a driving current controller 143 for generating a control signal provided to the driver based on the difference value may be included.

본 발명의 일 관점에 따른 자동초점 제어 시스템은, VCM에 의해 초점거리가 제어되는 렌즈, 및 상기 VCM의 구동전류를 제공하는 VCM 구동장치를 포함하며, 상기 VCM 구동장치는, 상기 렌즈의 현재 위치에 관한 교정전 위치값(PU)을 출력하도록 되어 있으며, 상기 렌즈의 위치에 관한 전압을 출력하는 홀센서를 포함하는 센서부, 상기 렌즈를 구동하는 VCM에 제공되는 전류를 출력하는 구동부, 및 상기 교정전 위치값을 기초로 상기 구동부의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제어부는, 상기 렌즈를 매크로 위치에 두었을 때에 상기 센서부가 미리 설계되어 있는 제1값(MIN)을 출력하도록 하거나, 또는 상기 렌즈를 무한대 위치에 두었을 때에 상기 센서부가 미리 설계되어 있는 제2값(MAX)을 출력하도록, 상기 홀센서에 제공되는 바이어스 전압을 교정하는 단계, 및 상기 렌즈를 상기 매크로 위치에 두었을 때에 상기 센서부가 상기 제1값(MIN)을 출력하고, 그리고 상기 렌즈를 상기 무한대 위치에 두었을 때에 상기 센서부가 상기 제2값(MAX)을 출력하도록, 상기 제어부의 설정상태를 교정하는 단계를 수행하도록 되어 있을 수 있다.An autofocus control system according to an aspect of the present invention includes a lens whose focal length is controlled by a VCM, and a VCM driving device providing a driving current of the VCM, wherein the VCM driving device includes a current position of the lens. A sensor unit configured to output a pre-correction position value PU relating to the sensor, the sensor unit including a hall sensor for outputting a voltage relating to the position of the lens, a driving unit for outputting a current provided to the VCM driving the lens, and the It may include a control unit for controlling the operation of the drive unit based on the position value before calibration. At this time, the control unit outputs the first value MIN which is previously designed when the lens is placed in the macro position, or when the lens is placed at the infinity position, the sensor unit is designed in advance. Correcting the bias voltage provided to the hall sensor to output a second value MAX, and when the lens is placed in the macro position, the sensor portion outputs the first value MIN, and The sensor may be configured to correct the setting state of the controller so that the sensor unit outputs the second value MAX when the lens is positioned at the infinity position.

본 발명에 따르면, VCM에 의해 자동으로 초점이 조절되는 렌즈가 사용자의 의도에 맞는 초점위치를 가질 수 있도록 VCM 구동장치를 교정할 수 있다. 즉, 사용자가 렌즈를 무한대 위치로 이동시키고자 할 때에 실제로 상기 렌즈를 상기 무한대 위치로 이동시킬 수 있도록 하는 교정전류를 제공하고, 사용자가 상기 렌즈를 매크로 위치로 이동시키고자 할 때에 실제로 상기 렌즈를 상기 매크로 위치로 이동시킬 수 있도록 하는 교정전류를 제공할 수 있다. 또한, VCM 구동장치를 교정하기 위하여, VCM 구동장치에 포함된 홀센서에 제공되는 바이어스 전압을 교정할 수 있다.According to the present invention, the VCM driving device can be calibrated so that a lens whose focus is automatically adjusted by the VCM can have a focusing position suitable for a user's intention. That is, it provides a correction current that allows the user to actually move the lens to the infinity position when the user wants to move the lens to the infinity position, and actually moves the lens when the user wants to move the lens to the macro position. It is possible to provide a calibration current to move to the macro position. In addition, in order to calibrate the VCM driver, the bias voltage provided to the Hall sensor included in the VCM driver may be calibrated.

도 1은 일 실시예에 따른 '자동초점렌즈 구동 시스템'을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 '자동초점렌즈 구동 시스템'의 구성도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 PID 제어부의 입출력 흐름을 자세히 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀센서의 바이어스 전압을 교정하는 프로세스의 순서도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀센서 바이어스 전압이 교정되기 이전에 센서부가 출력하는 ADC 출력값을 렌즈의 위치에 따라 나타낸 그래프이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀센서 바이어스 전압의 교정전 제1경우의 그래프를 나타낸 것이고, 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀센서 바이어스 전압이 교정된 제1경우의 그래프를 나타낸 것이며, 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀센서 바이어스 전압의 교정전 제2경우의 그래프를 나타낸 것이고, 도 6d는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀센서 바이어스 전압이 교정된 제2경우의 그래프를 나타낸 것이다.
1 illustrates an 'autofocus lens driving system' according to an exemplary embodiment.
Figure 2 shows the configuration of the 'autofocus lens driving system' according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 shows the input and output flow of the PID control unit according to an embodiment of the present invention in detail.
4 is a flowchart of a process of calibrating a bias voltage of a hall sensor according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph illustrating an ADC output value output from a sensor unit according to a position of a lens before the Hall sensor bias voltage is corrected according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 6A is a graph of a first case before calibration of the Hall sensor bias voltage according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a graph of a first case of correcting the Hall sensor bias voltage according to an embodiment of the present invention. 6C is a graph illustrating a second case before calibration of the Hall sensor bias voltage according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6D is a graph in which the Hall sensor bias voltage is corrected according to an embodiment of the present invention. The graph of two cases is shown.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 설명한다. 그러나 본 발명은 본 명세서에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며 여러 가지 다른 형태로 구현될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어는 실시예의 이해를 돕기 위한 것이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 의도된 것이 아니다. 또한, 이하에서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings an embodiment of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be implemented in various other forms. The terminology used herein is for the purpose of understanding the embodiments and is not intended to limit the scope of the invention. Also, the singular forms used below include the plural forms unless the phrases clearly indicate the opposite meanings.

도 1은 일 실시예에 따른 '자동초점렌즈 구동 시스템'을 나타낸 것이다.1 illustrates an 'autofocus lens driving system' according to an exemplary embodiment.

하우징(21)은 렌즈(220) 및 자석(23)을 포함하는 경통(lens barrel)(22), 렌즈(220)의 이동을 원활하도록 하는 볼(ball)(24), 및 코일(240)을 포함할 수 있다. 렌즈(220)는 렌즈가 상하로 움직임에 따라 자동초점을 맞추도록 되어 있다. The housing 21 includes a lens barrel 22 including a lens 220 and a magnet 23, a ball 24 for smoothly moving the lens 220, and a coil 240. It may include. The lens 220 is configured to automatically focus as the lens moves up and down.

렌즈를 '목표위치'에 이동시키고자 할 때에, VCM을 피드백 제어하는 방식을 이용하여 렌즈를 상기 '목표위치'로 이동시킬 수 있다. 이때, 상기 피드백 제어를 위하여 홀센서(110)는 렌즈(220)의 현재 위치에 관한 '현재 위치값'을 감지하여 출력할 수 있다. 그리고 상기 검출된 '현재 위치값(131, PU)'이 상기 '목표위치'와 동일해질 때까지 VCM을 피드백 제어하게 된다. When the lens is to be moved to the 'target position', the lens may be moved to the 'target position' using a method of feedback control of the VCM. In this case, for the feedback control, the hall sensor 110 may detect and output a 'current position value' regarding the current position of the lens 220. The VCM is feedback controlled until the detected 'current position value 131 (PU)' is equal to the 'target position'.

상기 '목표위치'는 렌즈(220)의 광축인 y축 상에서 정의될 수 있으며, 매크로 위치(y=0)에서 무한대 위치(y=1023) 사이의 값을 가질 수 있다. 이때, 상기 피드백 제어가 성공하려면, 렌즈(220)가 y=n 위치( n=0, ..., 1023)에 존재하는 경우 홀센서가 출력하는 현재 위치값(131)을 상기 n에 대응시켜야 한다. 이하, 본 명세서의 설명의 편의를 위하여 렌즈의 위치는 0 내지 1023의 정수값을 갖는 예를 제시한다. The 'target position' may be defined on the y axis, which is the optical axis of the lens 220, and may have a value between the macro position (y = 0) and the infinity position (y = 1023). In this case, in order for the feedback control to be successful, when the lens 220 exists at the y = n position (n = 0, ..., 1023), the current position value 131 outputted by the hall sensor must correspond to the n. do. Hereinafter, for the convenience of description of the present specification, the position of the lens will be given an example having an integer value of 0 to 1023.

이를 위하여, 렌즈(220)가 현재 y=n 위치(n=0, ..., 1023)에 존재하는 경우, 홀센서(110)가 출력하는 값이 렌즈(220)의 현재 위치값인 n과 동일하게 되도록 설계할 수 있다. 그러나 이러한 설계에도 불구하고, PIC 제어부를 포함하는 VCM 구동장치의 공정오차에 때문에, 렌즈가 y=n 위치에 있는 경우 홀센서가 출력하는 값이 n에서 벗어날 수 있다는 문제가 있다. To this end, when the lens 220 is present at the y = n position (n = 0, ..., 1023), the value output from the hall sensor 110 is n and the current position value of the lens 220. It can be designed to be the same. However, despite this design, due to the process error of the VCM driving apparatus including the PIC controller, there is a problem that the value output from the hall sensor may deviate from n when the lens is in the y = n position.

이하, 도 2 및 도 3의 구성은 상술한 문제점을 해결하기 위한 구성도이다.2 and 3 are configuration diagrams for solving the above-described problems.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 '자동초점렌즈 구동 시스템'의 구성도를 나타낸 것이다. Figure 2 shows the configuration of the 'autofocus lens driving system' according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 VCM 구동장치(10)는 홀센서(hall sensor)(110), 증폭기(Gain AMP)(120), ADC(130), PID 제어부(PID control)(140), 구동부(Driver)(150), 홀센서 바이어스 전압구동부(160), 호스트 클록 입력단자(171), 호스트 데이터 입력단자(172), 및 구동전류 출력단자(173)를 포함할 수 있다.VCM driving apparatus 10 according to an embodiment of the present invention is a hall sensor (hall sensor) 110, an amplifier (Gain AMP) 120, ADC 130, PID control (PID control) 140, the driver The driver 150 may include a hall sensor bias voltage driver 160, a host clock input terminal 171, a host data input terminal 172, and a driving current output terminal 173.

VCM 구동장치(10)는, 렌즈(220), 렌즈(220)를 통해 입사된 빛을 수광하는 이미지센서(230), 렌즈(220)의 초점거리를 조절하는 VCM(210)을 포함하는 촬상장치(20)의 동작을 제어할 수 있다. 그리고 VCM 구동장치(10)는 홀 센서(110)를 이용하여 렌즈(220)의 위치를 감지할 수 있다. The VCM driving apparatus 10 includes an imaging device including a lens 220, an image sensor 230 for receiving light incident through the lens 220, and a VCM 210 for adjusting a focal length of the lens 220. The operation of 20 can be controlled. In addition, the VCM driving apparatus 10 may detect the position of the lens 220 using the hall sensor 110.

촬상장치(20)에는 자석(250) 및 코일(240)이 설치되어 있을 수 있다. 자석(250)은 렌즈(220)에 고정되어 배치되어 있을 수 있다. 코일(240)에 구동전류(I)가 제공되면 자석(250) 및 코일(240) 간에 형성되는 전자기력에 의하여 렌즈(220)의 위치가 변동될 수 있다. The magnet 250 and the coil 240 may be installed in the imaging device 20. The magnet 250 may be fixed to the lens 220. When the driving current I is provided to the coil 240, the position of the lens 220 may be changed by an electromagnetic force formed between the magnet 250 and the coil 240.

VCM 구동장치(10)에 포함된 홀센서(110)는 렌즈(220)에 배치된 자석(250)의 자력을 검출하여 렌즈(220)의 위치에 관한 전압값(VO)을 출력할 수 있다. 홀센서(110)에는, 홀센서(110)의 동작을 위한 바이어스 전압(VB)이 제공될 수 있다. 바이어스 전압(VB)은 홀센서 바이어스 전압구동부(160)가 제공할 수 있다. 홀센서 바이어스 전압구동부(160)가 제공하는 바이어스 전압(VB)은 PID 제어부(140)에 의해 제어될 수 있다. The hall sensor 110 included in the VCM driving apparatus 10 may detect a magnetic force of the magnet 250 disposed in the lens 220 and output a voltage value VO regarding the position of the lens 220. The hall sensor 110 may be provided with a bias voltage VB for the operation of the hall sensor 110. The bias voltage VB may be provided by the hall sensor bias voltage driver 160. The bias voltage VB provided by the hall sensor bias voltage driver 160 may be controlled by the PID controller 140.

홀센서(110)는 렌즈(220)의 위치에 관련된 전압 값을 출력하도록 설계될 수 있다. 예컨대 홀센서(110)는 렌즈(220)가 매크로 위치에 있을 때에는 ADC(130)가 0의 값을 출력하고, 렌즈(220)가 무한대 위치에 있을 때에는 ADC(130)가 1023(=CODE_M)의 값을 출력하도록 하는 전압값(VO)을 출력하도록 설계될 수 있다. 그러나 공정오차가 존재하는 경우 정확한 값을 출력하지 못하는 경우가 발생할 수도 있다.The hall sensor 110 may be designed to output a voltage value related to the position of the lens 220. For example, the Hall sensor 110 outputs a value of 0 when the lens 220 is in the macro position, and the ADC 130 outputs 1023 (= CODE_M) when the lens 220 is in the infinity position. It can be designed to output a voltage value VO to output a value. However, if a process error exists, it may not be possible to output the correct value.

홀센서(110), 증폭부(120), 및 ADC(130)는 센서부(100)를 구성한다.The hall sensor 110, the amplifier 120, and the ADC 130 constitute the sensor unit 100.

PID 제어부(140)는 호스트 클록 입력단자(171), 호스트 데이터 입력단자(172)를 통해 호스트(30)가 제공하는 명령을 수신할 수 있다. 호스트(30)는 렌즈(220)의 초점거리가 사용자의 의도에 맞는 값을 갖도록 하는 명령을 제공할 수 있다. 따라서 호스트(30)는 사용자 인터페이스(40)를 통해 사용자의 입력을 수신할 수 있다.The PID controller 140 may receive a command provided by the host 30 through the host clock input terminal 171 and the host data input terminal 172. The host 30 may provide a command for the focal length of the lens 220 to have a value suitable for a user's intention. Accordingly, the host 30 may receive a user input through the user interface 40.

PID 제어부(140)는 구동부(150)에 디지털값을 제공할 수 있고, 구동부(150)는 상기 디지털값에 따라 VCM(210)에게 구동전류(I)를 제공할 수 있다. The PID controller 140 may provide a digital value to the driver 150, and the driver 150 may provide a driving current I to the VCM 210 according to the digital value.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 PID 제어부의 입출력 흐름을 자세히 나타낸 것이다.Figure 3 shows the input and output flow of the PID control unit according to an embodiment of the present invention in detail.

PID 제어부(140)는 보정부(141), 에러검출부(142), 및 구동전류제어부(143)를 포함할 수 있다. 보정부(141)는 센서부(100)로부터 출력된 값(131, PU)을 입력받아 보정하여 에러검출부(142)로 보정된 값(132, PC)을 출력할 수 있다. 에러검출부(142)는 상기 PC 값을 사용자가 설정한 렌즈의 목표위치에 관한 값, PT(position target, 133)과 비교하여 오차값(err)을 결정할 수 있다. 구동전류제어부(143)는 상기 오차값(err)과 PT값을 입력받아 구동부(150)로 구동전류제어값을 출력할 수 있다.The PID controller 140 may include a corrector 141, an error detector 142, and a driving current controller 143. The correction unit 141 may receive the value 131 (PU) output from the sensor unit 100, correct it, and output the corrected value 132 (PC) to the error detector 142. The error detector 142 may determine the error value err by comparing the PC value with a value relating to a target position of the lens set by the user and a position target 133. The driving current controller 143 may receive the error value err and the PT value and output the driving current control value to the driving unit 150.

도 1에서 상술한 문제를 해결하기 위해 본 발명에서는 후술하는 교정방법을 이용한다.In order to solve the problem described above in FIG. 1, the present invention uses a calibration method described below.

<홀센서의 바이어스 전압을 교정하는 프로세스><Process to Calibrate Bias Voltage of Hall Sensor>

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀센서의 바이어스 전압을 교정하는 프로세스의 순서도를 나타낸 것이다. 4 is a flowchart of a process of calibrating a bias voltage of a hall sensor according to an embodiment of the present invention.

단계(S10)에서, 홀센서의 바이어스 전압(VB)을 초기값(VB_I)으로 설정할 수 있다.In step S10, the bias voltage VB of the hall sensor may be set to an initial value VB_I.

이때, 바람직한 실시예에서 초기값(VB_I)은 다음의 조건을 만족하도록 할 수 있다. 즉, 초기값(VB_I)은 렌즈(220)가 매크로 위치에 있을 때에 '센서부(100)'의 출력값이 미리 설정된 MIN(ex: '0')보다 큰 값을 갖도록 하고, 렌즈가 무한대 위치에 있을 때에 '센서부(100)'의 출력값이 미리 설정된 MAX(ex: '1023')보다 작은 값을 갖도록 하는 값으로 설정될 수 있다. 센서부(100)의 출력값은 ADC의 출력값이다.In this case, in the preferred embodiment, the initial value VB_I may satisfy the following condition. That is, the initial value VB_I is such that when the lens 220 is in the macro position, the output value of the 'sensor part 100' has a value larger than the preset MIN (ex: '0'), and the lens is positioned at the infinity position. When present, the output value of the 'sensor unit 100' may be set to a value that has a smaller value than a preset MAX (ex: '1023'). The output value of the sensor unit 100 is the output value of the ADC.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀센서 바이어스 전압이 교정되기 이전에 센서부(100)가 출력하는 ADC 출력값을 렌즈의 위치에 따라 나타낸 그래프이다. 즉, 홀센서 바이어스 전압이 초기값(VB_I)으로 설정된 경우의 그래프를 의미할 수 있다. 상기 그래프의 가로축은 렌즈의 실제 위치(MACRO~INFINITE)를 나타내며, 세로축은 상기 렌즈의 위치에 대한 ADC의 출력값(PU)을 나타낸다. 5 is a graph illustrating an ADC output value output from the sensor unit 100 according to the position of the lens before the Hall sensor bias voltage is corrected according to an exemplary embodiment of the present invention. That is, it may mean a graph when the Hall sensor bias voltage is set to the initial value VB_I. The horizontal axis of the graph represents the actual positions (MACRO to INFINITE) of the lens, and the vertical axis represents the output value PU of the ADC with respect to the position of the lens.

단계(S20)에서 렌즈(220)를 무한대 위치로 이동시킬 수 있다. VCM 구동장치(10)를 교정하기 이전에, 렌즈(220)의 위치를 정교하게 제어하지 못할 수도 있지만, 무한대 위치 또는 매크로 위치로 이동시킬 수는 있다. 그러면, '센서부(100)'는 상기 MAX 보다 작은 E_INF(ex: '1000')을 출력할 수 있다.In operation S20, the lens 220 may be moved to an infinity position. Prior to calibrating the VCM drive 10, the position of the lens 220 may not be precisely controlled, but may be moved to an infinity position or a macro position. Then, the sensor unit 100 may output an E_INF (ex: '1000') smaller than the MAX.

단계(S30)에서, 렌즈가 무한대 위치를 유지하도록 하고, 이때 '센서부(100)'가 상기 MAX를 출력하도록 하는 바이어스 전압 VB_INF을 찾아내어 저장할 수 있다. In operation S30, the lens may be held at an infinite position, and at this time, the bias voltage VB_INF for causing the sensor 100 to output the MAX may be found and stored.

이때, 본 발명에 일 실시예에 있어서, 상기 바이어스 전압을 VB_I보다 증가시키게 되면, 상기 센서부(100)는, 렌즈가 무한대 위치에 있을 때에, 상기 E_INF 보다 더 큰 값을 출력하도록 설계되어 있을 수 있다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 VCM 구동장치(10)에서, VB_INF > VB_I인 관계가 성립하도록 되어 있다.At this time, in one embodiment of the present invention, if the bias voltage is increased than VB_I, the sensor unit 100 may be designed to output a value larger than the E_INF when the lens is in an infinite position. have. Therefore, in the VCM driving apparatus 10 according to an embodiment of the present invention, a relationship in which VB_INF> VB_I is established.

단계(S110)에서, 홀센서의 바이어스 전압(VB)을 다시 상기 초기값(VB_I)으로 설정할 수 있다.In step S110, the bias voltage VB of the hall sensor may be set back to the initial value VB_I.

단계(S120)에서 렌즈를 매크로 위치로 이동시킬 수 있다. 그러면, '센서부(100)'는 상기 MIN보다 큰 E_MAC (ex: '50')을 출력할 수 있다.In operation S120, the lens may be moved to the macro position. Then, the sensor unit 100 may output an E_MAC (ex: '50') larger than the MIN.

단계(S130)에서, 렌즈가 상기 매크로 위치를 갖도록 유지하도록 하고, 이때 '센서부(100)'가 상기 MIN을 출력하도록 하는 바이어스 전압 VB_MAC을 찾아내어 저장할 수 있다. 이때, VB_MAC > VB_I인 관계가 성립한다.In operation S130, the lens may be maintained to have the macro position, and at this time, the bias voltage VB_MAC for causing the sensor unit 100 to output the MIN may be found and stored. At this time, the relationship VB_MAC> VB_I is established.

이때, 본 발명에 있어서, 상기 바이어스 전압을 VB_I보다 키우게 되면, 상기 센서부(100)는, 렌즈가 매크로 위치에 있을 때에, 상기 E_MAC 보다 더 작은 값을 출력하도록 설계되어 있을 수 있다.In this case, in the present invention, when the bias voltage is increased than VB_I, the sensor unit 100 may be designed to output a smaller value than the E_MAC when the lens is in the macro position.

단계(S200)에서, VB_MAC과 VB_INF 중 더 작은 값을 최종 바이어스 전압 VB_F로 결정하고, 단계(210)에서, 홀센서의 바이어스 전압을 VB_F로 고정시킨다. 이후 VCM 구동장치(10)를 사용할 때에, 홀센서의 바이어스 전압은 VB_F로 계속 고정되어 있을 수 있다.In step S200, the smaller of VB_MAC and VB_INF is determined as the final bias voltage VB_F, and in step 210, the bias voltage of the hall sensor is fixed to VB_F. Then, when using the VCM driver 10, the bias voltage of the Hall sensor may be kept fixed to VB_F.

<센서부(100)의 출력값을 교정하는 교정식을 결정하는 프로세스><The process of determining the calibration formula for calibrating the output value of the sensor unit 100>

단계(S200)이후, '센서부(100)'가 PID 제어부(140)에게 제공하는 데이터(131)를 보정하기 위한 보정식 및 상기 보정식에 사용되는 계수를 결정할 수 있다. 이때, 후술할 두 가지 경우로 나누어 결정할 수 있다.After step S200, a correction equation for correcting data 131 provided to the PID controller 140 by the sensor unit 100 and a coefficient used in the correction equation may be determined. At this time, it can be determined by dividing into two cases to be described later.

도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀센서 바이어스 전압의 교정전 제1경우의 그래프를 나타낸 것이다. 6A illustrates a graph of the first case before calibration of the Hall sensor bias voltage according to an embodiment of the present invention.

상기 제1경우는, VB_MAC < VB_INF 인 경우로서, 렌즈가 매크로 위치에 있는 경우 '센서부(100)'가 미리 설정된 MIN(ex: 0)과 동일한 값을 출력하도록 바이어스 전압이 보정되어 있는 경우이다. 그리고 이때 렌즈가 무한대 위치에 있는 경우에는 '센서부(100)'가 MAX(ex: 1023)보다 작은 값, 예컨대 E_INF(ex: 1000)이라는 값을 출력하도록 되어 있는 경우이다. 즉, 홀센서 바이어스 전압 VB_F=VB_MAC인 경우에 해당할 수 있다.The first case is a case where VB_MAC <VB_INF, where the bias voltage is corrected such that the sensor 100 outputs the same value as the preset MIN (ex: 0) when the lens is in the macro position. . In this case, when the lens is at the infinity position, the 'sensor unit 100' is configured to output a value smaller than MAX (ex: 1023), for example, a value of E_INF (ex: 1000). That is, it may correspond to the case where the Hall sensor bias voltage VB_F = VB_MAC.

이때, 사용자 입력으로 렌즈가 y=0(=MIN)에 위치하도록 하는 명령을 주었다고 가정하면, '센서부(100)'는 렌즈가 실제로 y=0 위치에 도달하면 0을 출력하게 된다. 목표로하는 위치값인 y=0이 센서부(100)가 출력한 값 0과 동일하므로 이때에는 피드백 제어가 올바르게 수행될 수 있다.In this case, it is assumed that the user input is a command to position the lens at y = 0 (= MIN), the sensor unit 100 outputs 0 when the lens actually reaches the y = 0 position. Since the target position value y = 0 is equal to the value 0 output from the sensor unit 100, feedback control may be correctly performed at this time.

그러나 사용자 입력으로 렌즈가 y=1023(=MAX)에 위치하도록 하는 명령을 주었다고 가정하면, '센서부(100)'는 렌즈가 실제로 y=1023에 위치에 도달하면 1000을 출력하게 된다. 목표로하는 위치값인 1023이 센서부(100)가 출력한 값이 1000과 다르기 때문에, 실제로 렌즈가 목표위치에 도달하였음에도 불구하고, PID 제어부는 아직 오차가 존재한다고 잘못 판단하여 계속하여 렌즈의 위치를 보정하려고 할 수 있다. 따라서 이 때에는 피드백 제어가 올바르게 수행될 수 없다. 따라서 렌즈가 y=1023에 위치한 경우 출력되는 '센서부(100)'의 출력값 1000을 1023로 변환시키는 스케일링 과정이 필요하다. However, assuming that the user inputs a command to position the lens at y = 1023 (= MAX), the sensor unit 100 outputs 1000 when the lens actually reaches a position at y = 1023. Since the target position value 1023 is different from the output value of the sensor unit 100 by 1000, even though the lens actually reaches the target position, the PID control unit incorrectly determines that an error still exists and continues to position the lens. You may try to correct it. Therefore, feedback control cannot be performed correctly at this time. Therefore, when the lens is located at y = 1023, a scaling process of converting the output value 1000 of the 'sensor unit 100' outputted to 1023 is required.

따라서 이 첫 번째의 경우 스케일링 교정식1 및 상기 교정식1에 포함되는 계수(SF1)를 결정한다. 상기 계수(SF1)는, MAX(ex: 1023)을, 렌즈가 무한대 위치에 있는 경우에 '센서부(100)'가 출력하는 값인 E_INF(ex: 1000)으로 나눈 값이다. Therefore, in this first case, the scaling correction 1 and the coefficient SF1 included in the correction 1 are determined. The coefficient SF1 is a value obtained by dividing MAX (ex: 1023) by E_INF (ex: 1000), which is a value output by the sensor unit 100 when the lens is at an infinite position.

SF1 = MAX / E_INF (ex: = 1023/1000)SF1 = MAX / E_INF (ex: = 1023/1000)

PID 제어부(140)의 보정부(141)에서는 '센서부(100)'에서 출력하는 값 PU(position uncalibrated)을 상기 SF를 이용하여 변환한다. 이 변환된 값을 PC(position calibrated)라고 하면, 교정식1은 다음과 같이 주어진다.The correction unit 141 of the PID controller 140 converts the value PU (position uncalibrated) output from the 'sensor unit 100' using the SF. If this converted value is called PC (position calibrated), the correction equation 1 is given by

[교정식1][Calibration Formula 1]

PC = SF1 * PUPC = SF1 * PU

단, SF1 = MAX / E_INFSF1 = MAX / E_INF

여기서 MAX는 미리 설계된 값이고, E_INF은 상기 홀센서의 바이어스 전압 교정프로세스를 통해 얻을 수 있는 값이므로 교정식1이 확정될 수 있다. Since MAX is a predesigned value and E_INF is a value that can be obtained through the bias voltage calibration process of the hall sensor, calibration Equation 1 can be determined.

PID 제어부(140)는 상기 PC 값을 렌즈의 목표위치에 관한 값, PT(position target)과 비교하여 오차값(err)을 결정할 수 있다. 상기 오차값이 0에 가까워지도록 피드백 제어를 할 수 있다. 오차값의 절대값이 미리 결정된 값보다 작아지면 렌즈가 목표위치에 도달한 것으로 판단하여 제어를 종료할 수 있다.The PID controller 140 may determine the error value err by comparing the PC value with a value relating to a target position of the lens and a position target (PT). Feedback control may be performed such that the error value approaches zero. When the absolute value of the error value is smaller than the predetermined value, it may be determined that the lens has reached the target position and the control may be terminated.

도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀센서 바이어스 전압이 교정된 제1경우의 그래프를 나타낸 것이다. 즉, 상기 교정식1이 적용된, 렌즈 위치에 따른 보정부(141)의 출력값(PC)을 나타낸 그래프이다. 상기 그래프의 가로축과 세로축은 도 6a와 동일할 수 있다. 6B illustrates a graph of a first case in which a Hall sensor bias voltage is corrected according to an embodiment of the present invention. That is, it is a graph showing the output value PC of the correction unit 141 according to the lens position to which the correction formula 1 is applied. The horizontal and vertical axes of the graph may be the same as in FIG. 6A.

도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀센서 바이어스 전압의 교정전 제2경우의 그래프를 나타낸 것이다. 상기 그래프의 가로축과 세로축은 도 6a와 동일할 수 있다. 상기 제2경우는, VB_MAC > VB_INF 인 경우로서, 렌즈가 무한대 위치에 있는 경우 '센서부(100)'가 MAX(ex: 1023)의 값을 출력하도록 바이어스 전압이 보정되어 있는 경우이다. 그리고 렌즈가 매크로 위치에 있는 경우에는 '센서부(100)'가 MIN(ex:0)보다 큰 값, 예컨대 E_MAC(ex: 100)이라는 값을 출력하도록 되어 있는 경우이다. 즉, 홀센서 바이어스 전압 VB_F=VB_INF인 경우에 해당할 수 있다.6C is a graph illustrating a second case before calibration of the hall sensor bias voltage according to an exemplary embodiment of the present invention. The horizontal and vertical axes of the graph may be the same as in FIG. 6A. In the second case, VB_MAC> VB_INF is a case where the bias voltage is corrected such that the 'sensor part 100' outputs the value of MAX (ex: 1023) when the lens is at an infinite position. When the lens is in the macro position, the 'sensor unit 100' is configured to output a value larger than MIN (ex: 0), for example, a value of E_MAC (ex: 100). That is, it may correspond to the case where the Hall sensor bias voltage VB_F = VB_INF.

이때, 사용자 입력으로 렌즈가 y=1023(=MAX)에 위치하도록 하는 명령을 주었다고 가정하면, '센서부(100)'는 렌즈가 실제로 y=1023(=MAX) 위치에 도달하면 MAX(ex: 1023)을 출력하게 된다. 목표로 하는 위치값인 y=1023이 센서부(100)가 출력한 값이 1023과 동일하므로 이때에는 피드백 제어가 올바르게 수행될 수 있다.In this case, assuming that the user input the command to position the lens at y = 1023 (= MAX), the sensor unit 100 is MAX (ex: 1023). Since the target position value y = 1023 is equal to the value output by the sensor unit 1023, the feedback control can be correctly performed at this time.

그러나 사용자 입력으로 렌즈가 y=0(=MIN)에 위치하도록 하는 명령을 주었다고 가정하면, '센서부(100)'는 렌즈가 실제로 y=0(=MIN)에 위치에 도달하면 E_MAC(ex: 100)을 출력하게 된다. 목표로 하는 위치값인 y=0이 센서부(100)가 출력한 값이 E_MAC(ex: 100)과 다르기 때문에, 실제로 렌즈가 목표위치에 도달하였음에도 불구하고, PID 제어부는 아직 오차가 존재한다고 잘못 판단하여 계속하여 렌즈의 위치를 보정하려고 할 수 있다. 따라서 이 때에는 피드백 제어가 올바르게 수행될 수 없다. 따라서 렌즈가 y=0에 위치한 경우 출력되는 '센서부(100)'의 출력값 E_MAC(ex: 100)을 0으로 변환하는 스케일링 과정이 필요하다.However, assuming that the user input has a command to position the lens at y = 0 (= MIN), the sensor unit 100, when the lens actually reaches the position y = 0 (= MIN) E_MAC (ex: Will print 100). Since the target position value y = 0 is different from the E_MAC (ex: 100) output value by the sensor unit 100, the PID controller incorrectly indicates that an error still exists even though the lens has actually reached the target position. Judgment may continue to attempt to correct the position of the lens. Therefore, feedback control cannot be performed correctly at this time. Therefore, a scaling process of converting the output value E_MAC (ex: 100) of the 'sensor part 100' outputted when the lens is positioned at y = 0 to 0 is required.

따라서 상기 제2경우, 스케일링 교정식2 및 상기 교정식2에 포함되는 계수를 결정한다. 교정식2의 독립변수 PU에 MAX를 대입하면 종속변수 PC에 MAX가 출력되어야 한다. 그리고 교정식2의 독립변수 PU에 E_MAC를 대입하면 종속변수 PC에 MIN이 출력되어야 한다. 이러한 교정식2는 아래와 같이 주어질 수 있다. Therefore, in the second case, the scaling correction equation 2 and the coefficients included in the correction equation 2 are determined. Substituting MAX into the independent variable PU of Equation 2 should output MAX to the dependent variable PC. And when E_MAC is substituted into the independent variable PU of correction 2, MIN should be output to the dependent variable PC. This correction equation 2 can be given as follows.

[교정식2][Calibration 2]

PC=SF2*PU+kPC = SF2 * PU + k

이때, 교정식2는 아래의 조건을 만족해야 한다.At this time, the calibration formula 2 must satisfy the following conditions.

[조건][Condition]

MAX = SF2*MAX + kMAX = SF2 * MAX + k

MIN = SF2*E_MAC + kMIN = SF2 * E_MAC + k

위 조건을 만족하려면, 교정식2의 각 계수는 아래의 값을 가져야 한다.In order to satisfy the above condition, each coefficient of Calibration 2 should have the following value.

SF2 = (MIN-MAX)/(E_MAC-MAX)SF2 = (MIN-MAX) / (E_MAC-MAX)

k = MAX - (MIN-MAX)*MAX/(E_MAC-MAX)k = MAX-(MIN-MAX) * MAX / (E_MAC-MAX)

= MAX(1-SF2)= MAX (1-SF2)

위와 같이 계수 SF2, k가 결정되면 교정식2는 아래와 같은 교정식2-1과 같이 주어지게 된다.When the coefficients SF2 and k are determined as above, the calibration equation 2 is given by the following calibration equation 2-1.

[교정식2-1][Calibration 2-1]

PC = PU*(MIN-MAX)/(E_MAC-MAX) + MAX - (MIN-MAX) * MAX/(E_MAC-MAX)PC = PU * (MIN-MAX) / (E_MAC-MAX) + MAX-(MIN-MAX) * MAX / (E_MAC-MAX)

만일 MIN = 0 이라면, 교정식2는 아래의 교정식2-2와 같이 단순화될 수 있다.If MIN = 0, the equation 2 can be simplified to the equation 2-2 below.

[교정식2-2][Calibration 2-2]

PC = -PU*MAX/(E_MAC-MAX) + MAX + MAX * MAX/(E_MAC-MAX)PC = -PU * MAX / (E_MAC-MAX) + MAX + MAX * MAX / (E_MAC-MAX)

= (-PU*MAX + MAX*MAX)/(E_MAC-MAX) + MAX  = (-PU * MAX + MAX * MAX) / (E_MAC-MAX) + MAX

= -PU*MAX*(1-MAX)/(E_MAC-MAX) + MAX  = -PU * MAX * (1-MAX) / (E_MAC-MAX) + MAX

만일 MIN = 0, MAX = 1023, E_MAC = 100 라면,If MIN = 0, MAX = 1023, E_MAC = 100,

교정식2는 아래와 같이 주어질 수 있다.Equation 2 can be given by

PC = PU*(0-1023)/(100-1023) + 1023 - (0-1023)*(1023)/(100-1023)PC = PU * (0-1023) / (100-1023) + 1023-(0-1023) * (1023) / (100-1023)

= 1.108342*PU - 110.8342 = 1.108342 * PU-110.8342

여기서 MIN, MAX는 미리 설계된 값이고, E_MAC은 상기 홀센서의 바이어스 전압 교정프로세스를 통해 얻을 수 있는 값이므로 교정식2가 확정될 수 있다. Herein, MIN and MAX are predesigned values, and E_MAC is a value that can be obtained through the bias voltage calibration process of the Hall sensor.

도 6d는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀센서 바이어스 전압이 교정된 제2경우의 그래프를 나타낸 것이다. 즉, 상기 교정식2가 적용된, 렌즈 위치에 따른 보정부(141)의 출력값(PC)을 나타낸 그래프이다. 상기 그래프의 가로축과 세로축은 도 6a와 동일할 수 있다. 6D is a graph illustrating a second case in which a Hall sensor bias voltage is corrected according to an embodiment of the present invention. That is, it is a graph showing the output value PC of the correction unit 141 according to the lens position to which the correction formula 2 is applied. The horizontal and vertical axes of the graph may be the same as in FIG. 6A.

상술한 두 개의 프로세스를 통해 VCM 구동장치 중 (1) 홀센서 바이어스 전압 및 (2) 홀센서와 ADC를 포함하는 센서부(100)의 출력값(PU)을 교정하는 교정식이 확정될 수 있다. 이렇게 하면 VCM 구동장치의 교정이 완료된다. Through the above two processes, a calibration equation for calibrating the output value PU of the sensor unit 100 including (1) the Hall sensor bias voltage and (2) the Hall sensor and the ADC of the VCM driving apparatus may be determined. This completes the calibration of the VCM drive.

일단 VCM 구동장치의 교정이 완료되면, 호스트를 통해 MIN~MAX 사이의 값이 VCM 구동장치에 입력되어, 정확한 VCM 피드백 제어를 수행할 수 있다.Once the calibration of the VCM drive is completed, a value between MIN and MAX is input to the VCM drive through the host to perform accurate VCM feedback control.

상술한 본 발명의 실시예들을 이용하여, 본 발명의 기술 분야에 속하는 자들은 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에 다양한 변경 및 수정을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 특허청구범위의 각 청구항의 내용은 본 명세서를 통해 이해할 수 있는 범위 내에서 인용관계가 없는 다른 청구항에 결합될 수 있다.By using the embodiments of the present invention described above, those belonging to the technical field of the present invention will be able to easily make various changes and modifications without departing from the essential characteristics of the present invention. The contents of each claim of the claims may be combined with other claims that are not cited within the scope of the claims.

Claims (8)

렌즈의 현재 위치에 관한 교정전 위치값을 출력하는 센서부, 상기 렌즈를 구동하는 VCM에 제공되는 전류를 출력하는 구동부, 및 상기 교정전 위치값을 기초로 상기 구동부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 VCM 구동장치가, 상기 VCM 구동장치의 상태를 교정하는 VCM 구동장치 교정방법으로서,
상기 센서부는 상기 렌즈의 위치에 관한 전압을 출력하는 홀센서를 포함하며,
상기 VCM 구동장치가, 상기 렌즈를 매크로 위치에 두었을 때에 상기 센서부가 출력하는 상기 교정전 위치값이 미리 설계되어 있는 제1값이 되도록 상기 홀센서에 제공되는 바이어스 전압을 교정하거나, 또는 상기 렌즈를 무한대 위치에 두었을 때에 상기 센서부가 출력하는 상기 교정전 위치값이 미리 설계되어 있는 제2값이 되도록 상기 홀센서에 제공되는 바이어스 전압을 교정하는 단계; 및
상기 VCM 구동장치가, 상기 렌즈를 상기 매크로 위치에 두었을 때에 상기 센서부가 출력하는 상기 교정전 위치값을 상기 제1값으로 변환하고, 그리고 상기 렌즈를 상기 무한대 위치에 두었을 때에 상기 센서부가 출력하는 상기 교정전 위치값을 상기 제2값으로 변환하도록, 상기 제어부의 설정상태를 교정하는 단계
를 포함하는,
VCM 구동장치의 교정방법.
A sensor unit for outputting a pre-calibration position value of the current position of the lens, a driver for outputting a current provided to the VCM driving the lens, and a controller for controlling the operation of the driving unit based on the pre-calibration position value. As a VCM drive device, the VCM drive device calibration method for calibrating the state of the VCM drive device,
The sensor unit includes a Hall sensor for outputting a voltage relating to the position of the lens,
The VCM driving apparatus corrects the bias voltage provided to the hall sensor so that the pre-calibration position value output by the sensor unit when the lens is placed in the macro position becomes a first value which is designed beforehand, or the lens Calibrating the bias voltage provided to the hall sensor so that the pre-calibration position value outputted by the sensor unit becomes a second value which is previously designed when the position is set to the infinite position; And
The VCM drive converts the pre-correction position value output by the sensor portion when the lens is placed in the macro position to the first value, and outputs the sensor portion when the lens is placed in the infinity position. Calibrating the setting state of the control unit to convert the pre-calibration position value to the second value
Including,
How to calibrate VCM drive.
제1항에 있어서,
호스트가, 사용자 인터페이스를 통해 상기 VCM 구동장치를 교정할 것을 요구하는 사용자 입력을 수신하는 단계; 및
상기 호스트가, 교정명령을 상기 VCM 구동장치에게 제공하는 단계;
를 더 포함하는,
VCM 구동장치의 교정방법.
The method of claim 1,
Receiving, by a host, a user input requesting to calibrate the VCM driver via a user interface; And
Providing, by the host, a calibration command to the VCM driver;
Further comprising,
How to calibrate VCM drive.
제1항에 있어서,
상기 바이어스 전압을 교정하는 단계는,
상기 VCM 구동장치가, 상기 홀센서의 바이어스 전압을 초기값으로 설정하는 단계;
상기 VCM 구동장치가 상기 렌즈를 무한대 위치에서 유지시킨 상태에서 상기 센서부가 상기 제2값을 출력하도록, 상기 VCM 구동장치가, 상기 홀센서의 바이어스 전압을 조절하는 제1조절단계;
상기 VCM 구동장치가, 상기 제1조절단계에서 조절된 바이어스 전압을 제1바이어스 전압값으로 저장하는 단계;
상기 VCM 구동장치가, 상기 홀센서의 바이어스 전압을 다시 상기 초기값으로 설정하는 단계;
상기 VCM 구동장치가 상기 렌즈를 매크로 위치에서 유지시킨 상태에서 상기 센서부가 상기 제1값을 출력하도록, 상기 VCM 구동장치가, 상기 홀센서의 바이어스 전압을 조절하는 제2조절단계;
상기 VCM 구동장치가, 상기 제2조절단계에서 조절된 바이어스 전압을 제2바이어스 전압값으로 저장하는 단계; 및
상기 VCM 구동장치가, 상기 홀센서의 바이어스 전압을 상기 제1값과 상기 제2값 중 더 크지 않은 값으로 교정하는 단계
를 포함하는,
VCM 구동장치의 교정방법.
The method of claim 1,
Correcting the bias voltage,
Setting, by the VCM driver, the bias voltage of the hall sensor to an initial value;
A first adjusting step of adjusting, by the VCM driving device, the bias voltage of the hall sensor so that the sensor unit outputs the second value while the VCM driving device maintains the lens at an infinite position;
Storing, by the VCM driving device, the bias voltage adjusted in the first adjustment step as a first bias voltage value;
Setting, by the VCM driver, the bias voltage of the hall sensor back to the initial value;
A second adjusting step of adjusting, by the VCM driving device, the bias voltage of the Hall sensor so that the sensor unit outputs the first value while the VCM driving device maintains the lens in a macro position;
Storing, by the VCM driver, the bias voltage adjusted in the second adjusting step as a second bias voltage value; And
Correcting, by the VCM driver, the bias voltage of the hall sensor to a lesser one of the first value and the second value;
Including,
How to calibrate VCM drive.
제1항에 있어서,
상기 제어부의 설정상태를 교정하는 단계는, 상기 교정전 위치값을 독립변수로 하는 1차방정식의 계수를 산출하는 단계를 포함하는,
VCM 구동장치의 교정방법.
The method of claim 1,
The step of calibrating the setting state of the control unit includes the step of calculating a coefficient of the first equation using the pre-calibration position value as an independent variable,
How to calibrate VCM drive.
렌즈의 현재 위치에 관한 교정전 위치값을 출력하도록 되어 있으며, 상기 렌즈의 위치에 관한 전압을 출력하는 홀센서를 포함하는, 센서부;
상기 렌즈를 구동하는 VCM에 제공되는 전류를 출력하는 구동부;
상기 교정전 위치값을 기초로 상기 구동부의 동작을 제어하는 제어부;
를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 렌즈를 매크로 위치에 두었을 때에 상기 센서부가 출력하는 상기 교정전 위치값이 미리 설계되어 있는 제1값이 되도록 상기 홀센서에 제공되는 바이어스 전압을 교정하거나, 또는 상기 렌즈를 무한대 위치에 두었을 때에 상기 센서부가 출력하는 상기 교정전 위치값이 미리 설계되어 있는 제2값이 되도록 상기 홀센서에 제공되는 바이어스 전압을 교정하는 단계; 및
상기 렌즈를 상기 매크로 위치에 두었을 때에 상기 센서부가 출력하는 상기 교정전 위치값을 상기 제1값으로 변환하고, 그리고 상기 렌즈를 상기 무한대 위치에 두었을 때에 상기 센서부가 출력하는 상기 교정전 위치값을 상기 제2값으로 변환하도록, 상기 제어부의 설정상태를 교정하는 단계
를 수행하도록 되어 있는,
VCM 구동장치.
A sensor unit configured to output a pre-correction position value relating to a current position of the lens, the sensor unit including a hall sensor to output a voltage relating to the position of the lens;
A driver for outputting a current provided to the VCM for driving the lens;
A control unit controlling an operation of the driving unit based on the pre-calibration position value;
Including;
The control unit,
When the lens is placed in the macro position, the bias voltage provided to the Hall sensor may be corrected such that the pre-calibration position value outputted by the sensor unit is a first value which is designed beforehand, or the lens is placed at an infinite position. Correcting a bias voltage provided to the hall sensor so that the pre-calibration position value outputted by the sensor unit becomes a second value which is designed beforehand; And
The pre-correction position value output by the sensor unit when the lens is placed at the macro position is converted to the first value, and the pre-correction position value output by the sensor unit when the lens is placed at the infinity position. Calibrating the setting state of the control unit to convert a to the second value.
Is designed to perform
VCM drive.
제5항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 바이어스 전압을 교정하는 단계를 수행하기 위하여,
상기 홀센서의 바이어스 전압을 초기값으로 설정하는 단계;
상기 VCM 구동장치가 상기 렌즈를 상기 무한대 위치에서 유지시킨 상태에서 상기 센서부가 상기 제2값을 출력하도록, 상기 홀센서의 바이어스 전압을 조절하는 제1조절단계;
상기 제1조절단계에서 조절된 바이어스 전압을 제1바이어스 전압값으로 저장하는 단계;
상기 홀센서의 바이어스 전압을 다시 상기 초기값으로 설정하는 단계;
상기 VCM 구동장치가 상기 렌즈를 상기 매크로 위치에서 유지시킨 상태에서 상기 센서부가 상기 제1값을 출력하도록, 상기 홀센서의 바이어스 전압을 조절하는 제2조절단계;
상기 제2조절단계에서 조절된 바이어스 전압을 제2바이어스 전압값으로 저장하는 단계; 및
상기 홀센서의 바이어스 전압을 상기 제1값과 상기 제2값 중 더 크지 않은 값으로 교정하는 단계
를 수행하도록 되어 있는,
VCM 구동장치.
The method of claim 5,
The control unit, in order to perform the step of correcting the bias voltage,
Setting a bias voltage of the hall sensor to an initial value;
A first adjusting step of adjusting a bias voltage of the hall sensor so that the sensor unit outputs the second value while the VCM driving device maintains the lens at the infinity position;
Storing the bias voltage adjusted in the first adjustment step as a first bias voltage value;
Setting a bias voltage of the hall sensor back to the initial value;
A second adjusting step of adjusting a bias voltage of the hall sensor so that the sensor unit outputs the first value while the VCM driving device maintains the lens in the macro position;
Storing the bias voltage adjusted in the second adjustment step as a second bias voltage value; And
Correcting the bias voltage of the hall sensor to a lesser one of the first value and the second value;
Is designed to perform
VCM drive.
제5항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 교정전 위치값을 수신하여 교정된 위치값으로 변환하여 출력하는 보정부;
상기 교정된 위치값과 사용자가 입력한 위치 목표값의 차이값을 산출하는 에러 검출부; 및
상기 차이값을 기초로 상기 구동부에 제공하는 제어신호를 생성하는 구동전류 제어부;
를 포함하는,
VCM 구동장치.
The method of claim 5,
The control unit,
A correction unit which receives the pre-calibration position value and converts it into a calibrated position value and outputs it;
An error detector for calculating a difference value between the corrected position value and a position target value input by the user; And
A driving current controller configured to generate a control signal provided to the driving unit based on the difference value;
Including,
VCM drive.
VCM에 의해 초점거리가 제어되는 렌즈; 및 상기 VCM의 구동전류를 제공하는 VCM 구동장치를 포함하며,
상기 VCM 구동장치는,
상기 렌즈의 현재 위치에 관한 교정전 위치값을 출력하도록 되어 있으며, 상기 렌즈의 위치에 관한 전압을 출력하는 홀센서를 포함하는, 센서부;
상기 렌즈를 구동하는 VCM에 제공되는 전류를 출력하는 구동부; 및
상기 교정전 위치값을 기초로 상기 구동부의 동작을 제어하는 제어부;
를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 렌즈를 매크로 위치에 두었을 때에 상기 센서부가 출력하는 상기 교정전 위치값이 미리 설계되어 있는 제1값이 되도록 상기 홀센서에 제공되는 바이어스 전압을 교정하거나, 또는 상기 렌즈를 무한대 위치에 두었을 때에 상기 센서부가 출력하는 상기 교정전 위치값이 미리 설계되어 있는 제2값이 되도록 상기 홀센서에 제공되는 바이어스 전압을 교정하는 단계; 및
상기 렌즈를 상기 매크로 위치에 두었을 때에 상기 센서부가 출력하는 상기 교정전 위치값을 상기 제1값으로 변환하고, 그리고 상기 렌즈를 상기 무한대 위치에 두었을 때에 상기 센서부가 출력하는 상기 교정전 위치값을 상기 제2값으로 변환하도록, 상기 제어부의 설정상태를 교정하는 단계
를 수행하도록 되어 있는,
자동초점 제어 시스템.

A lens whose focal length is controlled by the VCM; And a VCM driving device providing a driving current of the VCM.
The VCM drive device,
A sensor unit configured to output a pre-correction position value relating to a current position of the lens, and including a hall sensor to output a voltage relating to the position of the lens;
A driver for outputting a current provided to the VCM for driving the lens; And
A control unit controlling an operation of the driving unit based on the pre-calibration position value;
Including;
The control unit,
When the lens is placed in the macro position, the bias voltage provided to the Hall sensor may be corrected such that the pre-calibration position value outputted by the sensor unit is a first value which is designed beforehand, or the lens is placed at an infinite position. Correcting a bias voltage provided to the hall sensor so that the pre-calibration position value outputted by the sensor unit becomes a second value which is designed beforehand; And
The pre-correction position value output by the sensor unit when the lens is placed at the macro position is converted to the first value, and the pre-correction position value output by the sensor unit when the lens is placed at the infinity position. Calibrating the setting state of the control unit to convert a to the second value.
Is designed to perform
Auto focus control system.

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