KR101889058B1 - Driving apparatus for voice coil motor and driving method therefor - Google Patents

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권경수
고채동
도현우
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Abstract

A motor driving device for driving a motor having a driving coil and a position detecting coil comprises: an adder adding a driving signal for driving the motor and a position detecting signal; an amplifier amplifying an output of the adder; and a current controller generating a current control signal for controlling current of a final driving terminal of the amplifier. According to the present invention, the motor is driven by an electromagnetic induction method without having a hole sensor, and accurate position information of a camera module for auto focus can be obtained.

Description

보이스 코일 모터 구동 장치 및 그 구동 방법{DRIVING APPARATUS FOR VOICE COIL MOTOR AND DRIVING METHOD THEREFOR}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a voice coil motor driving apparatus,

본 발명은 보이스 코일 모터 구동 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a voice coil motor driving apparatus and a driving method thereof.

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.In the case of a motor used for autofocusing of a camera module mounted on a smart phone or the like, a voice coil motor is used. In this case, displacement of the lens module is generally measured using a hall sensor. However, mounting the Hall sensor on the lens module is not efficient from a cost point of view, and it is also difficult to supply power signals of three Hall sensors for driving a three-phase motor in terms of design.

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.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2015-0097998 (camera module and its autofocus method) discloses a camera module which does not include a hall sensor but employs an electromagnetic induction method. However, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2015-0097998 does not disclose a specific motor driving apparatus suitable for electromagnetic induction.

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.An object of the present invention is to solve the technical problems as described above, and it is an object of the present invention to provide a method of driving a motor by electromagnetic induction without a Hall sensor, An object of the present invention is to provide a coil motor driving apparatus and a driving method thereof.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 구동용 코일과 위치 검출용 코일을 구비한 모터를 구동하기 위한 장치는, 상기 모터를 구동하기 위한 구동 신호와 위치 검출용 신호를 합치는 가산기; 상기 가산기의 출력을 증폭하는 증폭기; 및 상기 증폭기의 최종 구동단의 전류를 제어하기 위한 전류 제어 신호를 생성하는 전류 제어기;를 포함한다.An apparatus for driving a motor having a driving coil and a position detecting coil according to a preferred embodiment of the present invention includes an adder for combining a driving signal for driving the motor and a position detecting signal; An amplifier for amplifying the output of the adder; And a current controller for generating a current control signal for controlling the current of the final driving stage of the amplifier.

구체적으로, 상기 전류 제어기는, 상기 위치 검출용 신호가 활성화되는 타이밍 정보를 이용하여, 상기 전류 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.Specifically, the current controller generates the current control signal using timing information in which the position detection signal is activated.

바람직하게는, 상기 전류 제어기는, 상기 위치 검출용 신호의 활성화 개시 시점보다 미리 설정된 제 1 시간만큼 앞선 제 1 시점과 상기 위치 검출용 신호의 활성화 개시 시점보다 미리 설정된 제 2 시간만큼 이후의 제 2 시점 사이에서, 상기 증폭기의 최종 구동단의 전류가 증가하도록 하는 상기 전류 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the current controller further includes a second time point that is set by a first time point that is earlier than a start time point of activation of the position detection signal by a first time that is preset and a second time that is set before the activation start time point of the position detection signal, And the current control signal for causing the current of the final driving stage of the amplifier to increase between the time points.

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 증폭기의 출력에서 나타나는 상기 위치 검출용 신호에 의한 전압의 크기는, 상기 증폭기의 출력에서 나타나는 상기 구동 신호에 의한 전압의 크기의 50% 미만인 것을 특징으로 한다.Preferably, the frequency of the position detection signal is at least 10 times faster than the frequency of the drive signal, and the pulse width at which the position detection signal is activated is less than 50% of the period of the position detection signal. The magnitude of the voltage by the position detection signal appearing at the output of the amplifier is less than 50% of the magnitude of the voltage by the drive signal appearing at the output of the amplifier.

아울러, 본 발명의 장치는, 상기 위치 검출용 코일의 전류값을 이용하여, 디지털 구동 신호를 생성하는 구동 제어기; 및 상기 구동 제어기로부터 출력된 디지털 구동 신호를 아날로그 구동 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환기;를 더 포함하는 것이 바람직하다.The apparatus of the present invention further includes: a drive controller for generating a digital drive signal using the current value of the position detection coil; And a digital-to-analog converter for converting the digital driving signal output from the driving controller into an analog driving signal.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 구동용 코일과 위치 검출용 코일을 구비한 모터를 구동하기 위한 방법은, 상기 모터를 구동하기 위한 구동 신호와 위치 검출용 신호를 합치는 가산 단계; 상기 가산 단계의 출력을 증폭하는 증폭 단계; 및 상기 증폭 단계에서 이용되는 증폭기의 최종 구동단의 전류를 제어하기 위한 전류 제어 신호 생성 단계;를 포함한다.A method of driving a motor including a driving coil and a position detecting coil according to a preferred embodiment of the present invention includes: an adding step of combining a driving signal for driving the motor and a position detecting signal; An amplifying step of amplifying the output of the adding step; And a current control signal generating step for controlling a current of a final driving stage of the amplifier used in the amplifying step.

구체적으로, 상기 전류 제어 신호 생성 단계는, 상기 위치 검출용 신호가 활성화되는 타이밍 정보를 이용하여, 상기 전류 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.Specifically, the current control signal generation step generates the current control signal using timing information in which the position detection signal is activated.

바람직하게는, 상기 전류 제어 신호 생성 단계는, 상기 위치 검출용 신호의 활성화 개시 시점보다 미리 설정된 제 1 시간만큼 앞선 제 1 시점과 상기 위치 검출용 신호의 활성화 개시 시점보다 미리 설정된 제 2 시간만큼 이후의 제 2 시점 사이에서, 상기 증폭기의 최종 구동단의 전류가 증가하도록 하는 상기 전류 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the current control signal generation step includes: a current control signal generation step of generating a current control signal based on a first time point, which is earlier than a start time point of activation of the position detection signal by a first time, The current control signal for causing the current of the final driving stage of the amplifier to increase between the second time point of the current control signal and the second time point of the current control signal.

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 증폭기의 출력에서 나타나는 상기 위치 검출용 신호에 의한 전압의 크기는, 상기 증폭기의 출력에서 나타나는 상기 구동 신호에 의한 전압의 크기의 50% 미만인 것을 특징으로 한다.Preferably, the frequency of the position detection signal is at least 10 times faster than the frequency of the drive signal, and the pulse width at which the position detection signal is activated is less than 50% of the period of the position detection signal. The magnitude of the voltage by the position detection signal appearing at the output of the amplifier is less than 50% of the magnitude of the voltage by the drive signal appearing at the output of the amplifier.

바람직하게는, 본 발명의 방법은, 상기 위치 검출용 코일의 전류값을 이용하여, 디지털 구동 신호를 생성하는 단계; 및 상기 디지털 구동 신호를 아날로그 구동 신호로 변환하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the method of the present invention further comprises: generating a digital driving signal by using the current value of the position detecting coil; And converting the digital driving signal into an analog driving signal.

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.According to the voice coil motor driving apparatus and the driving method therefor of the present invention, the position information of the camera module for autofocus can be obtained while driving the motor by the electromagnetic induction method without the hall sensor.

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.1 is a simplified cross-sectional view of a camera module to which a motor driven by a motor driving device of the present invention is applied.
2 is a configuration diagram of a voice coil motor driving apparatus according to a preferred embodiment of the present invention;
3 is an explanatory diagram of a drive signal and a position detection signal;
4 is a graph showing the relationship of position data values according to driving currents.
5 is an explanatory diagram of a method of applying a current by the motor driving apparatus of the present invention.

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.Hereinafter, a voice coil motor driving apparatus and a driving method thereof according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood that the following embodiments of the present invention are only for embodying the present invention and do not limit or limit the scope of the present invention. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims.

먼저, 도 1은 본 발명의 모터 구동 장치(1000)에 의해 구동되는 모터가 적용된 카메라 모듈의 간략화된 단면도를 나타낸다.1 is a simplified cross-sectional view of a camera module to which a motor driven by the motor driving apparatus 1000 of the present invention is applied.

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.As can be seen from Fig. 1, the motor to which the present invention is applied is not provided with a Hall sensor, and the electromagnetic induction phenomenon between the driving coil Coil_1 and the position detecting coil Coil_2 is used to drive the driving coil The distance between the driving coil Coil_1 and the coil for position detection Coil_2 is measured and fed back by detecting the intensity of the current in the coil Coil_1 or Coil_2 for position detection to enable the autofocus of the camera module . The image sensor IS serves to acquire an image, and the distance between the image sensor IS and the lens L becomes the focus distance.

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.The driving coil Coil_1 is a moving coil which moves together with the lens L according to the focus position, and the position detecting coil Coil_2 is a fixed coil. In addition, detection of the current intensity for position detection is possible by connecting a resistor to both ends of the coil (Coil_2) for position detection, which is a fixed coil, and amplifying it.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 보이스 코일 모터 구동 장치(1000)의 구성도를 나타낸다.FIG. 2 shows a block diagram of a voice coil motor driving apparatus 1000 according to a preferred embodiment of the present invention.

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(200)를 포함한다.2, the motor driving apparatus 1000 of the present invention combines a driving signal for driving the driving coil Coil_1 with a position detecting signal for the position detecting coil Coil_2, And a detection unit 200 for detecting a current value of the driving unit 100 and the position detection coil Coil_2 and outputting the detected current value as a digital signal.

아울러, 구동부(100)는, 구동 제어기(110), 디지털-아날로그 변환기(120), 신호 생성기(130), 가산기(140), 증폭기(150) 및 전류 제어기(미도시)를 포함한다. 또한, 검출부(200)는, 전류 검출기(210) 및 아날로그-디지털 변환기(220)를 포함한다.In addition, the driving unit 100 includes a driving controller 110, a digital-to-analog converter 120, a signal generator 130, an adder 140, an amplifier 150, and a current controller (not shown). The detector 200 also includes a current detector 210 and an analog-to-digital converter 220.

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(220)에 의해 디지털 신호로 변환된 전류 검출기(210)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.The driving controller 110 preferably uses a PID (Proportional Integral Derivative) control scheme. The drive controller 110 generates a digital drive signal using the current value of the position detection coil Coil_2. That is, the drive controller 110 receives the current value of the position detection coil Coil_2 detected by the current detector 210 converted into the digital signal by the analog-to-digital converter 220, Output. In addition, in order to apply a voltage to both ends of the coil Coil_1, it is preferable that the driving signal is a differential signal.

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.The digital-to-analog converter 120 converts the digital driving signal output from the driving controller 110 into an analog driving signal. The output of the digital-to-analog converter 120 is also a differential signal.

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.The signal generator 130 serves to generate a position detection signal. The signal generator 130 can generate a position detection signal by generating a narrow digital pulse waveform and then amplifying it. The position detection signal generated by the signal generator 130 is also a differential signal. That is, the position detection signal is a signal for measuring the intensity of the electromagnetic induction phenomenon of the drive coil Coil_1 and the position detection coil Coil_2.

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.The adder 140 serves to combine the drive signal for driving the drive coil Coil_1 with the position detection signal. The output signal of the adder 140 is also a differential signal.

가산기(140)에 의해 합쳐진 구동 신호와 위치 검출용 신호는 증폭기(150)에 의해 증폭되어 차동 신호의 형태로 출력되어, 구동용 코일(Coil_1)의 양단에 각각 인가되어 모터를 구동하게 된다.The driving signal and the position detection signal combined by the adder 140 are amplified by the amplifier 150 and output in the form of a differential signal to be applied to both ends of the driving coil Coil_1 to drive the motor.

전류 제어기는, 증폭기(150)의 최종 구동단의 전류를 제어하기 위한 전류 제어 신호를 생성하는 역할을 한다.The current controller serves to generate a current control signal for controlling the current of the final driving stage of the amplifier 150. [

전류 검출기(210)는, 검출된 위치 검출용 코일(Coil_2)의 전류값을 검출한다. 아울러, 아날로그-디지털 변환기(220)는, 전류 검출기(210)에 검출된 아날로그 신호의 전류값을 디지털 신호로 변환하는 역할을 한다.The current detector 210 detects the current value of the detected position detection coil Coil_2. In addition, the analog-to-digital converter 220 converts the current value of the analog signal detected by the current detector 210 into a digital signal.

하기에 본 발명의 모터 구동 장치(1000)의 동작 특징에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.The operation characteristics of the motor driving apparatus 1000 of the present invention will now be described in more detail.

도 3은 구동 신호 및 위치 검출용 신호의 설명도이다.3 is an explanatory diagram of a drive signal and a position detection signal.

위치 검출용 신호의 주파수는 구동 신호의 주파수보다 10배 이상 빠르고, 위치 검출용 신호가 활성화되는 펄스 폭은 위치 검출용 신호의 주기의 50% 미만인 것이 바람직하다. 증폭기(150)의 출력에서 나타나는 위치 검출용 신호에 의한 전압의 크기는, 증폭기(150)의 출력에서 나타나는 구동 신호에 의한 전압의 크기의 50% 미만인 것을 특징으로 한다.It is preferable that the frequency of the position detection signal is 10 times faster than the frequency of the drive signal and the pulse width at which the position detection signal is activated is less than 50% of the cycle of the position detection signal. The magnitude of the voltage by the position detection signal appearing at the output of the amplifier 150 is less than 50% of the magnitude of the voltage by the drive signal appearing at the output of the amplifier 150. [

예를 들면, 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, 증폭기(150)의 출력에서 나타나는 구동 신호에 의한 전압이 100V로 할 경우, 증폭기(150)의 출력에서 나타나는 위치 검출용 신호에 의한 전압의 크기는 40V 정도로 설정할 수 있을 것이다.For example, the frequency of the drive signal appearing at the output of the amplifier 150 is about 100 Hz, and the frequency of the position detection signal can be set to 25 kHz. At this time, the activated pulse width of the position detection signal is set to 1us. When the voltage by the drive signal appearing at the output of the amplifier 150 is 100V, the pulse width of the position detection signal by the position detection signal appearing at the output of the amplifier 150 The voltage can be set to about 40V.

즉, 구동 신호 대비 위치 검출용 신호는, 펄스 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.That is, it is preferable that the position detection signal relative to the drive signal has a narrow pulse width and a high frequency pulse wave, and the intensity thereof is also weak. The detection of the position by the narrow high frequency pulse wave affects the electromagnetic induction phenomenon between the driving coil Coil_1 and the position detecting coil Coil_2 without affecting the actual motor driving, The autofocusing of the camera module is enabled by measuring the distance between the driving coil Coil_1 and the position detecting coil Coil_2.

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.In order to obtain accurate position data, the current value measured according to the magnitude of | A1 | + | A2 |, which is the magnitude of the position detection signal appearing at both ends of the final driving coil Coil_1, must maintain linearity.

구동용 코일(Coil_1)에 전달되는 위치 검출용 신호의 크기는,

Figure 112017022826608-pat00001
에 비례하게 된다. 여기서, Rcoil은 구동용 코일(Coil_1)의 저항값이고, Rz는 증폭기(150)의 출력 저항값을 의미한다.The magnitude of the position detection signal transmitted to the driving coil (Coil_1)
Figure 112017022826608-pat00001
. Here, Rcoil is the resistance value of the driving coil (Coil_1), and Rz is the output resistance value of the amplifier (150).

그런데, 단위 이득 증폭기(150)의 출력 저항(Rz)은,

Figure 112017022826608-pat00002
에 비례한다. 즉, 단위 이득 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.The output resistance (Rz) of the unit gain amplifier (150)
Figure 112017022826608-pat00002
. That is, the output resistance Rz of the unit gain amplifier 150 depends on the output resistance Rout of the final driving stage. In addition, the output resistance Rout of the final driving stage changes in accordance with the value of the current flowing through the driving coil Coil_1. That is, the magnitude of the position detection signal varies depending on the drive signal.

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.In other words, depending on the driving current, the output resistance Rout of the final driving stage fluctuates, resulting in a difference in magnitude of the position detection signal. Thus, the linearity of the entire system deteriorates.

도 4는 구동 전류에 따른 위치 데이터값의 관계 그래프이다. 도 4로부터, 구동 전류값이 낮은 경우, 위치 데이터와의 선형성이 나빠지는 것을 알 수 있다.4 is a graph showing a relationship of position data values according to driving currents. From Fig. 4, it can be seen that the linearity with the position data is deteriorated when the driving current value is low.

상술한 바와 같은 비선형성을 개선하기 위해서 본 발명의 모터 구동 장치(1000)에서는, 증폭기(150)의 최종 구동단에 큰 전류를 흘려주는 것에 그 특징이 있다.In order to improve the non-linearity as described above, the motor driving apparatus 1000 of the present invention is characterized in that a large current is supplied to the final driving stage of the amplifier 150. [

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.However, if a large amount of current is continuously supplied, the consumption current increases. Therefore, in the present invention, the increase of current consumption is improved by increasing the current of the final driving stage only in a certain period.

도 5는 본 발명의 모터 구동 장치(1000)에 의한 전류의 인가 방법에 대한 설명도이다.5 is an explanatory diagram of a current application method by the motor driving apparatus 1000 of the present invention.

전류 제어기는, 위치 검출용 신호가 활성화되는 타이밍 정보를 이용하여, 전류 제어 신호를 생성한다. 구체적으로, 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, 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 증폭기(150)의 바이어스 전류를 증가시킬 수 있도록 전류 제어 신호를 생성한다.The current controller generates the current control signal using the timing information at which the position detection signal is activated. Specifically, the current controller, between the first point of time, which is earlier than the activation start point of the position detection signal by the first time set in advance, and the second point of time after the activation point of time of the position detection signal, And generates a current control signal for causing the current of the final driving stage of the amplifier 150 to increase. That is, the current controller generates the current control signal so as to increase the bias current of the amplifier 150 in the interval between the first and second points of time.

제 1 시간은 전류가 증가하여 안정화되는 데 필요한 시간이고, 제 2 시간은 위치 검출용 신호의 활성화가 개시된 후의 응답에 필요한 시간이다.The first time is a time required for the current to increase and stabilize, and the second time is a time required for a response after activation of the position detection signal is started.

하기에 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 보이스 코일 모터 구동 방법에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of driving a voice coil motor according to a preferred embodiment of the present invention will be described.

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.Since the voice coil motor driving method according to the preferred embodiment of the present invention uses the above-described motor driving apparatus 1000 of the present invention, it includes all the features of the motor driving apparatus 1000 Of course.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 보이스 코일 모터 구동 방법은, 피드백되어 입력된 신호를 이용하여 디지털 구동 신호를 출력하는 단계(S10); 디지털 구동 신호를 아날로그 구동 신호로 변환하는 단계(S20); 위치 검출용 신호를 생성하는 위치 검출용 신호 생성 단계(S30); S20 단계의 구동용 코일(Coil_1)을 구동하기 위한 구동 신호와 S30 단계의 위치 검출용 신호를 합치는 가산 단계(S40); 및 가산 단계(S40)의 출력을 증폭하는 증폭 단계(S50); 및 증폭 단계(S50)에서 이용되는 증폭기(150)의 최종 구동단의 전류를 제어하기 위한 전류 제어 신호 생성 단계(S60);를 포함한다.A method of driving a voice coil motor according to a preferred embodiment of the present invention includes: (S10) outputting a digital driving signal using a feedback input signal; Converting the digital driving signal into an analog driving signal (S20); A position detection signal generation step (S30) of generating a position detection signal; An adding step (S40) of combining a driving signal for driving the driving coil (Coil_1) in step S20 and a position detecting signal in step S30; And an amplifying step (S50) of amplifying the output of the adding step (S40); And a current control signal generation step (S60) for controlling the current of the final driving stage of the amplifier 150 used in the amplification step (S50).

아울러, 본 발명의 모터 구동 방법은, 위치 검출용 코일(Coil_2)의 전류값을 이용하여, 디지털 신호를 생성하는 단계(S70); 및 S70 단계의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 단계(S80);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the motor driving method of the present invention includes: a step (S70) of generating a digital signal by using a current value of a position detection coil Coil_2; And converting the digital signal of step S70 into an analog signal (step S80).

전류 제어 신호 생성 단계(S60)는, 위치 검출용 신호가 활성화되는 타이밍 정보를 이용하여, 전류 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.The current control signal generation step (S60) is characterized by generating the current control signal using the timing information at which the position detection signal is activated.

구체적으로 전류 제어 신호 생성 단계(S60)는, 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, 상기 증폭기(150)의 최종 구동단의 전류가 증가하도록 하는 전류 제어 신호를 생성하는 것이 바람직하다.Specifically, the current control signal generation step S60 is a step of generating a current control signal S60 by a first time point that is earlier than the activation timing of the position detection signal by the first time, It is preferable to generate a current control signal for increasing the current of the final driving stage of the amplifier 150 between the two timings.

아울러, 위치 검출용 신호의 주파수는 구동 신호의 주파수보다 10배 이상 빠르고, 위치 검출용 신호가 활성화되는 펄스 폭은 위치 검출용 신호의 주기의 50% 미만인 것을 특징으로 한다. 또한, 증폭기(150)의 출력에서 나타나는 위치 검출용 신호에 의한 전압의 크기는, 증폭기(150)의 출력에서 나타나는 구동 신호에 의한 전압의 크기의 50% 미만인 것을 특징으로 한다.Further, the frequency of the position detection signal is 10 times faster than the frequency of the drive signal, and the pulse width at which the position detection signal is activated is less than 50% of the cycle of the position detection signal. Further, the magnitude of the voltage by the position detection signal appearing at the output of the amplifier 150 is less than 50% of the magnitude of the voltage by the drive signal appearing at the output of the amplifier 150.

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.As described above, according to the voice coil motor driving apparatus 1000 and the driving method of the present invention, the motor is driven by the electromagnetic induction method without the hall sensor, and the position information of the accurate camera module for autofocus is obtained It can be seen that

1000 : 모터 구동 장치
100 : 구동부 200 : 검출부
110 : 구동 제어기 120 : 디지털-아날로그 변환기
130 : 신호 생성기 140 : 가산기
150 : 증폭기
210 : 전류 검출기 220 : 아날로그-디지털 변환기
Coil_1 : 구동용 코일 Coil_2 : 위치 검출용 코일
L : 렌즈 IS : 이미지 센서1000: Motor drive device
100: Driving unit 200:
110: drive controller 120: digital-to-analog converter
130: Signal generator 140:
150: Amplifier
210: current detector 220: analog-to-digital converter
Coil_1: Coil for driving Coil_2: Position detecting coil
L: Lens IS: Image sensor

Claims (14)

구동용 코일과 위치 검출용 코일을 구비한 모터를 구동하기 위한 장치에 있어서,
상기 모터를 구동하기 위한 구동 신호와 위치 검출용 신호를 합치는 가산기;
상기 가산기의 출력을 증폭하는 증폭기; 및
상기 증폭기의 최종 구동단의 전류를 제어하기 위한 전류 제어 신호를 생성하는 전류 제어기;를 포함하되,
상기 전류 제어기는,
상기 위치 검출용 신호가 활성화되는 타이밍 정보를 이용하여, 상기 전류 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.An apparatus for driving a motor having a driving coil and a position detecting coil,
An adder for combining a drive signal for driving the motor and a position detection signal;
An amplifier for amplifying the output of the adder; And
And a current controller for generating a current control signal for controlling a current of a final driving stage of the amplifier,
Wherein the current controller comprises:
And generates the current control signal by using timing information in which the position detection signal is activated. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 전류 제어기는,
상기 위치 검출용 신호의 활성화 개시 시점보다 미리 설정된 제 1 시간만큼 앞선 제 1 시점과 상기 위치 검출용 신호의 활성화 개시 시점보다 미리 설정된 제 2 시간만큼 이후의 제 2 시점 사이에서, 상기 증폭기의 최종 구동단의 전류가 증가하도록 하는 상기 전류 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.The method according to claim 1,
Wherein the current controller comprises:
Between a first point of time preceding the activation start point of the position detection signal by a first time set in advance and a second point of time later than a start point of activation of the position detection signal by a second time, And the current control signal to cause the current of the step to increase. 제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 위치 검출용 신호의 주파수는,
상기 구동 신호의 주파수보다 10배 이상 빠른 것을 특징으로 하는 장치.The method according to claim 1 or 3,
Wherein the frequency of the position detection signal
Wherein the frequency of the drive signal is ten times faster than the frequency of the drive signal. 제4항에 있어서,
상기 위치 검출용 신호가 활성화되는 펄스 폭은,
상기 위치 검출용 신호의 주기의 50% 미만인 것을 특징으로 하는 장치.5. The method of claim 4,
The pulse width at which the position detection signal is activated,
Is less than 50% of the period of the position detection signal. 제5항에 있어서,
상기 증폭기의 출력에서 나타나는 상기 위치 검출용 신호에 의한 전압의 크기는,
상기 증폭기의 출력에서 나타나는 상기 구동 신호에 의한 전압의 크기의 50% 미만인 것을 특징으로 하는 장치.6. The method of claim 5,
Wherein the magnitude of the voltage by the position detection signal, which appears at the output of the amplifier,
Wherein the voltage is less than 50% of the magnitude of the voltage by the drive signal appearing at the output of the amplifier. 제1항에 있어서,
상기 장치는,
상기 위치 검출용 코일의 전류값을 이용하여, 디지털 구동 신호를 생성하는 구동 제어기; 및
상기 구동 제어기로부터 출력된 디지털 구동 신호를 아날로그 구동 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.The method according to claim 1,
The apparatus comprises:
A drive controller for generating a digital drive signal using the current value of the position detection coil; And
And a digital-to-analog converter for converting the digital driving signal output from the driving controller into an analog driving signal. 구동용 코일과 위치 검출용 코일을 구비한 모터를 구동하기 위한 방법에 있어서,
상기 모터를 구동하기 위한 구동 신호와 위치 검출용 신호를 합치는 가산 단계;
상기 가산 단계의 출력을 증폭하는 증폭 단계; 및
상기 증폭 단계에서 이용되는 증폭기의 최종 구동단의 전류를 제어하기 위한 전류 제어 신호 생성 단계;를 포함하되,
상기 전류 제어 신호 생성 단계는,
상기 위치 검출용 신호가 활성화되는 타이밍 정보를 이용하여, 상기 전류 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 방법.A method for driving a motor having a driving coil and a position detecting coil,
An addition step of combining a drive signal for driving the motor and a position detection signal;
An amplifying step of amplifying the output of the adding step; And
And a current control signal generating step for controlling a current of a final driving stage of the amplifier used in the amplifying step,
The current control signal generation step includes:
Wherein the current control signal is generated using timing information in which the position detection signal is activated. 삭제delete 제8항에 있어서,
상기 전류 제어 신호 생성 단계는,
상기 위치 검출용 신호의 활성화 개시 시점보다 미리 설정된 제 1 시간만큼 앞선 제 1 시점과 상기 위치 검출용 신호의 활성화 개시 시점보다 미리 설정된 제 2 시간만큼 이후의 제 2 시점 사이에서, 상기 증폭기의 최종 구동단의 전류가 증가하도록 하는 상기 전류 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 방법.9. The method of claim 8,
The current control signal generation step includes:
Between a first point of time preceding the activation start point of the position detection signal by a first time set in advance and a second point of time later than a start point of activation of the position detection signal by a second time, Wherein the current control signal is generated to cause the current of the step to increase. 제8항 또는 제10항에 있어서,
상기 위치 검출용 신호의 주파수는,
상기 구동 신호의 주파수보다 10배 이상 빠른 것을 특징으로 하는 방법.11. The method according to claim 8 or 10,
Wherein the frequency of the position detection signal
Wherein the frequency of the drive signal is at least ten times faster than the frequency of the drive signal. 제11항에 있어서,
상기 위치 검출용 신호가 활성화되는 펄스 폭은,
상기 위치 검출용 신호의 주기의 50% 미만인 것을 특징으로 하는 방법.12. The method of claim 11,
The pulse width at which the position detection signal is activated,
Of the period of the position detection signal is less than 50% of the period of the position detection signal. 제12항에 있어서,
상기 증폭기의 출력에서 나타나는 상기 위치 검출용 신호에 의한 전압의 크기는,
상기 증폭기의 출력에서 나타나는 상기 구동 신호에 의한 전압의 크기의 50% 미만인 것을 특징으로 하는 방법.13. The method of claim 12,
Wherein the magnitude of the voltage by the position detection signal, which appears at the output of the amplifier,
Characterized in that it is less than 50% of the magnitude of the voltage by the drive signal appearing at the output of the amplifier. 제8항에 있어서,
상기 방법은,
상기 위치 검출용 코일의 전류값을 이용하여, 디지털 구동 신호를 생성하는 단계; 및
상기 디지털 구동 신호를 아날로그 구동 신호로 변환하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.9. The method of claim 8,
The method comprises:
Generating a digital driving signal by using the current value of the position detecting coil; And
And converting the digital driving signal to an analog driving signal.
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