(57)【要約】【課題】本発明は、圧電アクチュエータの駆動装置及び方法に関する。【解決手段】上記圧電アクチュエータ駆動装置は、上記レンズの位置を検出しレンズ位置検出値を生成するレンズ位置検出部と、上記レンズ位置検出値とオートフォーカスのためのレンズ位置目標値を比較し上記レンズの移動方向を決定するレンズ制御部と、上記レンズ制御部により決定された上記レンズの移動方向に上記レンズを移動させるように上記圧電アクチュエータを駆動するためのアクチュエータ駆動信号を生成するアクチュエータ駆動部を含み、上記レンズ制御部は上記アクチュエータ駆動部の動作を一時中断させ、上記アクチュエータ駆動部の動作が一時中断された間、上記レンズ位置検出部が検出したレンズ位置のレンズ位置検出値の入力を受け上記レンズ位置目標値と比較することを特徴とする。【選択図】図２
2009025818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オートフォーカスのためにレンズの位置を移動させる圧電アクチュエータを駆動するための装置において、
前記レンズの位置を検出しレンズ位置検出値を生成するレンズ位置検出部と、
前記レンズ位置検出値とオートフォーカスのためのレンズ位置目標値を比較し前記レンズの移動方向を決定するレンズ制御部と、
前記レンズ制御部により決定された前記レンズの移動方向に前記レンズを移動させるように前記圧電アクチュエータを駆動するためのアクチュエータ駆動信号を生成するアクチュエータ駆動部を含み、
前記レンズ制御部は、前記アクチュエータ駆動部の動作を一時中断させ、前記アクチュエータ駆動部の動作が一時中断された間、前記レンズ位置検出部が検出したレンズ位置のレンズ位置検出値の入力を受け前記レンズ位置目標値と比較することを特徴とする圧電アクチュエータ駆動装置。
【請求項２】
前記レンズ位置検出部は、
前記レンズの位置を検出しそれに相応するアナログ信号を出力する位置センサーと、
前記位置センサーのアナログ信号をデジタルに変換し前記レンズ位置検出値を生成するアナログ／デジタル変換機を含むことを特徴とする請求項１に記載の圧電アクチュエータ駆動装置。
【請求項３】
前記レンズ制御部は、
前記アクチュエータ駆動部の動作が一時中止される間、前記位置センサーから入力されるアナログ信号を用いてレンズ位置検出値を新規生成し、前記アクチュエータ駆動部が動作する間、以前の前記レンズ位置検出値を続けて維持するように前記アナログ／デジタル変換機を制御することを特徴とする請求項２に記載の圧電アクチュエータ駆動装置。
【請求項４】
オートフォーカスのために決定されたレンズ位置目標値と実際のレンズの位置を検出したレンズ位置検出値を比較し前記レンズ位置目標値と前記レンズ位置検出値が実質的に同一になるように前記レンズの位置を移動させる圧電アクチュエータを駆動するための方法において、
前記レンズ位置目標値を決定する段階と、
前記レンズ位置検出値を新規生成するか否かを判断する段階と、
前記レンズ位置検出値を新規生成すると判断される場合、前記圧電アクチュエータを駆動するための駆動信号の発生を中止する段階と、
前記駆動信号の発生が中止された間、生成されたレンズ位置検出値と前記レンズ位置目標値を比較し、その結果による前記圧電アクチュエータを駆動するための駆動信号を生成する段階と、
を含むことを特徴とする圧電アクチュエータ駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電アクチュエータ（Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ａｃｔｕａｔｏｒ）の駆動装置及び方法に関するもので、より詳細には駆動パルスによるスイッチングノイズを取り除くことによりカメラモジュール等のオートフォーカス性能をより向上させることができる圧電アクチュエータの駆動装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、移動通信端末機の性能向上及びコンバージェンスにより端末機用カメラモジュールは端末機に必須的な部品となった。また、移動通信端末機に含まれたカメラに対する性能向上及び付加機能等の要求が増加しながら、移動通信端末機用カメラモジュールにズーム機能、オートフォーカス機能等が採用されている。
【０００３】
特に、オートフォーカス機能を具現するためには、所望の位置にレンズを移動さえるための手段が求められる。レンズを移動させるための手段としてはアクチュエータが主に用いられ、代表的なアクチュエータの種類にはＶＣＡ（Ｖｏｉｃｅ  Ｃｏｉｌ  Ａｃｔｕａｔｏｒ）と圧電アクチュエータ（Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ａｃｔｕａｔｏｒ）がある。移動通信端末機に適用されるためには小型化及び低電力化が求められるため、ＶＣＡより小型で、且つ消費電力が少ない圧電アクチュエータが主に用いられる。
【０００４】
また、オートフォーカス機能を具現するためには、所望の位置にレンズを移動させるためにレンズの現在位置を検出する手段も必ず必要である。レンズ位置を検出するための手段としてはＰＩ（Ｐｈｏｔｏ  Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｒ）またはホールセンサー（Ｈａｌｌ  Ｓｅｎｓｏｒ）等が用いられている。
【０００５】
従来には、レンズの位置検出とレンズの移動を同時に行った。即ち、図１に図示されたように、ＰＩ(Ｐｈｏｔｏ  Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｒ）またはホールセンサー（Ｈａｌｌ  Ｓｅｎｓｏｒ）等がレンズの位置を検出した検出信号（レンズ位置検出電圧）を生成する過程と、レンズを移動させるために圧電アクチュエータを駆動するためのアクチュエータ駆動信号を生成する過程が共に行われた。圧電アクチュエータを駆動するための駆動信号は、図１に図示されたように大きな値のピークを有するパルス電流が用いられるため、これによりレンズ位置を検出した検出信号（レンズ位置検出電圧）に'Ｎ'と表示されたようなスイッチングノイズが発生するようになる。
【０００６】
従って、従来の圧電アクチュエータ駆動方式を適用した場合、レンズ位置を検出した検出信号に発生するスイッチングノイズにより正確な位置検出が行われないことができ、さらにオートフォーカスの性能に悪影響を及ぼすという問題点が発生することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述の従来技術の問題点を解決するために提案されたもので、その目的は、圧電アクチュエータ駆動に用いられる駆動信号により発生するスイッチングノイズの影響を取り除いた状態でレンズの位置を検出することにより正確なレンズ位置検出が可能で、これによりオートフォーカスの性能向上を図ることができる圧電アクチュエータの駆動装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、正確なレンズ位置検出が可能で、これによりオートフォーカスの性能を向上させることができる圧電アクチュエータの駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための技術的手段として、本発明は、オートフォーカスのためにレンズの位置を移動させる圧電アクチュエータを駆動するための装置において、上記レンズの位置を検出しレンズ位置検出値を生成するレンズ位置検出部と、上記レンズ位置検出値とオートフォーカスのためのレンズ位置目標値を比較し上記レンズの移動方向を決定するレンズ制御部と、上記レンズ制御部により決定された上記レンズの移動方向に上記レンズを移動させるように上記圧電アクチュエータを駆動するためのアクチュエータ駆動信号を生成するアクチュエータ駆動部を含み、上記レンズ制御部は、上記アクチュエータ駆動部の動作を一時中断させ、上記アクチュエータ駆動部の動作が一時中断された間、上記レンズ位置検出部が検出したレンズ位置のレンズ位置検出値の入力を受け上記レンズ位置目標値と比較することを特徴とする圧電アクチュエータ駆動装置を提供する。
【００１０】
好ましくは、上記レンズ位置検出部は、上記レンズの位置を検出しそれに相応するアナログ信号を出力する位置センサーと、上記位置センサーのアナログ信号をデジタルに変換し上記レンズ位置検出値を生成するアナログ／デジタル変換機を含むことができる。
【００１１】
この場合、上記レンズ制御部は、上記アクチュエータ駆動部の動作が一時中止される間、上記位置センサーから入力されるアナログ信号を用いてレンズ位置検出値を新規生成し、上記アクチュエータ駆動部が動作する間、以前の上記レンズ位置検出値を続けて維持するように上記アナログ／デジタル変換機を制御することができる。
【００１２】
上記他の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、オートフォーカスのために決定されたレンズ位置目標値と実際のレンズの位置を検出したレンズ位置検出値を比較し上記レンズ位置目標値と上記レンズ位置検出値が実質的に同一になるように上記レンズの位置を移動させる圧電アクチュエータを駆動するための方法において、上記レンズ位置目標値を決定する段階と、上記レンズ位置検出値を新規生成するか否かを判断する段階と、上記レンズ位置検出値を新規生成すると判断される場合、上記圧電アクチュエータを駆動するための駆動信号の発生を中止する段階と、上記駆動信号の発生が中止された間生成されたレンズ位置検出値と上記レンズ位置目標値を比較し、その結果による上記圧電アクチュエータを駆動するための駆動信号を生成する段階を含むことを特徴とする圧電アクチュエータ駆動方法を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
以上で説明したように、本発明によると、レンズ位置検出信号に圧電アクチュエータ駆動に用いられる駆動信号により発生するスイッチングノイズが発生することを遮断することにより、正確なレンズ位置検出が可能である効果がある。また、これによりカメラモジュールのオートフォーカス性能を向上させることができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付の図面を参照して本発明の多様な実施形態をより詳細に説明する。しかし、本発明の実施形態は、様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲が以下で説明する実施形態に限定されるものではない。本発明の実施形態は、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。従って、図面に図示された構成要素の形状及び大きさ等はより明確な説明のために誇張されることができる。
【００１５】
図２は、本発明の圧電アクチュエータ駆動装置のブロック構成図である。
【００１６】
図２を参照すると、本発明の圧電アクチュエータ駆動装置は、レンズ位置検出部２１、レンズ制御部２２及びアクチュエータ駆動部２３を含むことができる。本発明はオートフォーカスのため、その位置が移動されるレンズ２０と、上記レンズ２０を移動させるための手段として提供される圧電アクチュエータ２４を備えたカメラモジュールに適用されることができる。
【００１７】
上記レンズ位置検出部２１は移動するレンズ２０の現在位置を検出し、その位置に相応するレンズ位置検出値を生成及び出力する。上記レンズ位置検出部２１は、上記レンズ２０の位置を検出しそれに相応するアナログ信号を出力する位置センサー２１１、及び上記位置センサー２１１のアナログ信号をデジタルに変換し上記レンズ位置検出値を生成するアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換機２１２を含むことができる。
【００１８】
上記位置センサー２１１は、当技術分野に知られている多様な形態のセンサーが選択的に用いられることができる。特に上記位置センサー２１１はＰＩ(Ｐｈｏｔｏ  Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｒ）またはホールセンサー（Ｈａｌｌ  Ｓｅｎｓｏｒ）で具現されることができる。
【００１９】
また、上記アナログ／デジタル変換機２１２は、上記位置センサー２１１で検出されたレンズ位置に相応するアナログ信号（例えば、電圧値）を変換し、レンズ制御部２２に入力されるデジタル形式のレンズ位置検出値を生成する。
【００２０】
上記レンズ制御部２２は、上記レンズ位置検出部２１で生成されたレンズ位置検出値とオートフォーカスのためのレンズ位置目標値を比較し上記レンズ２０の移動方向を決定する。また、アクチュエータ駆動部２３は、上記レンズ制御部２２により決定された上記レンズの移動方向に上記レンズ２０を移動させるように上記圧電アクチュエータ２４を駆動するためのアクチュエータ駆動信号を生成する。
【００２１】
上記レンズ位置検出値は、上述のレンズ位置検出部２１で検出された現在レンズ位置に対する情報を有する信号で、上記レンズ位置目標値はカメラモジュール内のイメージ信号プロセッサ（Ｉｍａｇｅ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ：ＩＳＰ）等に内臓されたオートフォーカスアルゴリズム２５により決定される。上記オートフォーカスアルゴリズム２５は、被写体に対してフォーカスを達成することができるレンズ位置を自動演算し、その位置に該当する情報を有する信号であるレンズ位置目標値を生成出力する。
【００２２】
上記レンズ制御部２２は、上記レンズ位置検出値とレンズ位置目標値を比較してレンズの移動方向を決定し、アクチュエータ駆動部２３がレンズの位置を適切に移動することができるようにする。例えば、レンズ位置検出値がレンズ位置目標値より小さい場合、レンズ制御部２２はアクチュエータ駆動部２３がチャンネル−Ｂ(ＣＨ−Ｂ)に圧電アクチュエータ駆動信号（駆動パルス）を出力するようにし、チャンネル−Ａ(ＣＨ−Ａ)はハイ（ｈｉｇｈ）状態を維持するようにすることで、圧電アクチュエータ２４がレンズ２０を前進移動させるようにする。また、反復的にレンズ２０の位置を新たに検出してレンズ位置検出値がレンズ位置目標値と実質的に同一になるまで圧電アクチュエータ２４を駆動させる。これと類似に、レンズ位置検出値がレンズ位置目標値より大きい場合、レンズ制御部２２はアクチュエータ駆動部２３がチャンネル−Ａ（ＣＨ−Ａ）に圧電アクチュエータ駆動信号（駆動パルス）を出力するようにし、チャンネル−Ｂ(ＣＨ−Ｂ)はハイ（ｈｉｇｈ）状態を維持するようにすることで、圧電アクチュエータ２４がレンズ２０を後進移動させるようにする。また、反復的にレンズ２０の位置を新たに検出してレンズ位置検出値がレンズ位置目標値と実質的に同一になるまで圧電アクチュエータ２４を駆動させる。上記例において、圧電アクチュエータを駆動させるための駆動信号とレンズの移動方向との関係は設計により多様に変更されることができるもので、本発明を限定するものではない。
【００２３】
本発明で、上記レンズ制御部２２は、上記レンズ位置検出部２１で現在のレンズ位置を検出する間、上記アクチュエータ駆動部２３の動作を一時中断させる。即ち、上記レンズ制御部２２は、上記アクチュエータ駆動部２３の動作が一時中断された間、上記レンズ位置検出部２１が検出したレンズ位置のレンズ位置検出値の入力を受け上記レンズ位置目標値と比較することを特徴とする。本発明は、レンズ位置検出部２１でレンズの位置を検出し検出されたレンズ位置に対する検出値を生成する間、アクチュエータ駆動部２３の動作を中止させ圧電アクチュエータを駆動するための駆動信号の生成を中断する。これにより、圧電アクチュエータを駆動するための駆動信号によりレンズ位置検出過程で発生するスイッチングノイズを取り除くことにより、正確なレンズ位置の検出が可能になり、さらにオートフォーカスの正確度を向上させる。
【００２４】
図５は、圧電アクチュエータの駆動信号とレンズ位置検出電圧の関係を図示したものである。図５を参照すると、圧電アクチュエータの駆動区間Ｐ１、Ｐ３では圧電アクチュエータ駆動信号によりレンズ位置検出電圧にスイッチングノイズＮが発生したが、圧電アクチュエータの駆動信号が発生しない区間Ｐ２ではレンズ位置検出電圧にスイッチングノイズが発生しないことが確認できた。従って、圧電アクチュエータ駆動信号を発生させない区間をレンズ位置を検出する区間Ｐ２として用いることによりレンズ位置検出電圧に対するスイッチングノイズを取り除き、正確な位置検出を可能にすることができる。
【００２５】
一方、上記レンズ制御部２２は、上記アクチュエータ駆動部２３の動作が一時中止される間、上記アナログ／デジタル変換機２１２が上記位置センサー２１１から入力されるアナログ信号を利用してレンズ位置検出値を新規生成するように制御し、上記アクチュエータ駆動部２３が動作する間には以前の上記レンズ位置検出値を続けて維持するように上記アナログ／デジタル変換機２１２を制御することが好ましい。本発明で、位置センサー２１１はレンズの位置を持続的に検出して出力するようにし、上記レンズ制御部２２はレンズ位置検出値の入力が必要な場合にアクチュエータ駆動部２３の動作を中止させ、アクチュエータ駆動部２３の動作が中止された間、上記アナログ／デジタル変換機２１２が上記位置センサー２１１から入力されるアナログ信号を変換しレンズ位置検出値を生成するようにすることができる。一方、アクチュエータ駆動部２３の動作が行われる間には、上記アナログ／デジタル変換機２１２が上記位置センサー２１１から入力されるアナログ信号を変換せず、以前に変換されたデジタル信号を持続的に維持することができる。これはアクチュエータ駆動部２３の動作により位置センサー２１１の電源をオン／オフさせることよりアナログ／デジタル変換機２１２の動作を制御することがより効率的であるためである。
【００２６】
本発明は、上述の圧電アクチュエータ駆動装置による圧電アクチュエータ駆動方法も提供する。図３は本発明の圧電アクチュエータ駆動方法のフローチャートである。
【００２７】
図２及び図３を参照すると、本発明による圧電アクチュエータ駆動方法は、先ずレンズ位置目標値を決定する段階Ｓ３１から始まる。カメラモジュールのオートフォーカスアルゴリズム２５を通じレンズ位置目標値が決定され、このレンズ位置目標値はレンズ制御部２２に入力される。
【００２８】
次いで、上記レンズ位置検出値を新規生成するか否かを判断するＳ３２。この段階Ｓ３２において、上記レンズ制御部２２はオートフォーカスのためのレンズ移動のために入力を受けたレンズ位置目標値と比較するレンズ位置検出値を新たに生成し、これの入力を受けるか否かを判断する。
【００２９】
次いで、上記レンズ位置検出値を新規生成しなければならないと判断される場合、圧電アクチュエータ２４を駆動するための駆動信号の発生を中止させるＳ３３。即ち、上記レンズ制御部２２は圧電アクチュエータ２４を駆動するための駆動信号により発生するスイッチングノイズを遮断するため、アクチュエータ駆動部２３の動作を中止させることにより圧電アクチュエータ駆動信号を遮断する。
【００３０】
次いで、上記駆動信号の発生が中止された間、レンズ位置検出値を生成しＳ３４、生成されたレンズ位置検出値がレンズ制御部２２に入力が終了するとＳ３５、レンズ制御部２２はレンズ位置検出値とレンズ位置目標値を比較し、その結果による上記圧電アクチュエータを駆動するための駆動信号を生成しレンズ位置を制御するＳ３６。
【００３１】
レンズ位置の制御が終了Ｓ３７されるまで、即ちオートフォーカスが終了するまで上記の過程が反復されることができる。
【００３２】
図４は本発明の圧電アクチュエータ駆動方法のうち、オートフォーカスのための圧電アクチュエータ駆動方法をより詳細に図示したフローチャートである。図４は図３の段階Ｓ３６と段階Ｓ３７をより詳細に図示したものと理解することができる。
【００３３】
図４を参照すると、レンズ位置検出値が入力された後、上記レンズ制御部２２はレンズ位置目標値とレンズ位置検出値を比較してレンズ位置目標値とレンズ位置検出値が同一であるとＳ４１、オートフォーカスが完了されたものと判断しレンズ移動をしない。
【００３４】
レンズ位置目標値とレンズ位置検出値が同一でないと、レンズ位置目標値とレンズ位置検出値の大きさを比較するＳ４２。例えば、レンズ位置目標値がレンズ位置検出値より大きいと、上記レンズ制御部２２はアクチュエータ駆動部２３でチャンネルＢ(ＣＨ−Ｂ)を通じ駆動信号（駆動パルス）を圧電アクチュエータ２４に伝達し、チャンネルＡ(ＣＨ−Ａ)をハイ状態にあるように制御するＳ４３。これによりレンズの位置を前進させることができる。また、レンズ位置目標値がレンズ位置検出値より小さいと、上記レンズ制御部２２はアクチュエータ駆動部２３でチャンネルＡ(ＣＨ−Ａ)を通じ駆動信号（駆動パルス）を圧電アクチュエータ２４に伝達し、チャンネルＢ(ＣＨ−Ｂ)をハイ状態にあるように制御するＳ４５。これによりレンズの位置を後進させることができる。
【００３５】
次いで、レンズを移動させた後レンズ位置目標値とレンズ位置検出値が同一であるか否かを判断しＳ４４、Ｓ４５、同一でない場合は図３の段階Ｓ３３に戻り再びレンズ位置検出値の入力を受け、上述のようなレンズ移動過程を繰り返すことができる。上記段階Ｓ４４、Ｓ４５はレンズ位置制御が終了したか否かを判断する図３の段階Ｓ３７と実質的に同一の段階と理解することができる。
【００３６】
このように、本発明はレンズ位置を検出するレンズ位置検出部でレンズ位置目標値と比較されるレンズ位置検出値を検出及び生成する場合、圧電アクチュエータに駆動信号を提供するアクチュエータ駆動部の動作を中止させることにより圧電アクチュエータ駆動信号により発生するスイッチングノイズの発生を遮断することができる。従って、スイッチングノイズ成分が存在しないレンズ検出号（レンズ検出電圧）によりレンズ移動を制御することにより正確なオートフォーカスを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】従来の圧電アクチュエータ駆動方法を説明するため、レンズ位置検出電圧とアクチュエータ駆動信号の関係を図示した図面である。
【図２】本発明の圧電アクチュエータ駆動装置のブロック構成図である。
【図３】本発明の圧電アクチュエータ駆動方法のフローチャートである。
【図４】本発明の圧電アクチュエータ駆動方法のうち、オートフォーカスのための圧電アクチュエータ駆動方法をより詳細に図示したフローチャートである。
【図５】本発明の圧電アクチュエータ駆動方法を説明するため、レンズ位置検出電圧とアクチュエータ駆動信号の関係を図示した図面である。
【符号の説明】
【００３８】
２０  レンズ
２１  レンズ位置検出部
２１１  位置センサー
２１２  アナログ／デジタル変換機
２２  レンズ制御部
２３  アクチュエータ駆動部
２４  アクチュエータ
２５  オートフォーカスアルゴリズム
【図１】
2009025818.tif 000003
【図２】
2009025818.tif 000004
【図３】
2009025818.tif 000005
【図４】
2009025818.tif 000006
【図５】
2009025818.tif 000007