(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】2021508846
(43)【公表日】20210311
(54)【発明の名称】感知された温度情報を利用してレンズ曲率を変化させるレンズ曲率可変装置
(51)【国際特許分類】
   G02B 3/14 20060101AFI20210212BHJP
   G02B 7/04 20210101ALI20210212BHJP
   G02B 7/08 20210101ALI20210212BHJP
   G02B 26/08 20060101ALI20210212BHJP
【FI】
   !G02B3/14
   !G02B7/04 Z
   !G02B7/08 C
   !G02B26/08 H
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
【全頁数】52
(21)【出願番号】2020534925
(86)(22)【出願日】20180720
(85)【翻訳文提出日】20200706
(86)【国際出願番号】KR2018008208
(87)【国際公開番号】WO2019124662
(87)【国際公開日】20190627
(31)【優先権主張番号】62/609,905
(32)【優先日】20171222
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】10-2018-0008046
(32)【優先日】20180123
(33)【優先権主張国】KR
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ
(71)【出願人】
【識別番号】517099982
【氏名又は名称】エルジー イノテック カンパニー リミテッド
【住所又は居所】大韓民国,07796,ソウル,カンソ−グ,マコク チョンカン 10−ロ,30
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100165191
【弁理士】
【氏名又は名称】河合 章
(74)【代理人】
【識別番号】100114018
【弁理士】
【氏名又は名称】南山 知広
(74)【代理人】
【識別番号】100159259
【弁理士】
【氏名又は名称】竹本 実
(72)【発明者】
【氏名】ソン ソンフン
【住所又は居所】大韓民国,ソウル 06772,ソチョ−ク,ヤンジェ デロ 11ギル,19
(72)【発明者】
【氏名】チョン チェフン
【住所又は居所】大韓民国,ソウル 06772,ソチョ−ク,ヤンジェ デロ 11ギル,19
(72)【発明者】
【氏名】ユン イェリム
【住所又は居所】大韓民国,ソウル 06772,ソチョ−ク,ヤンジェ デロ 11ギル,19
(72)【発明者】
【氏名】イ チョンヨン
【住所又は居所】大韓民国,ソウル 06772,ソチョ−ク,ヤンジェ デロ 11ギル,19
【テーマコード(参考)】
2H044
2H141
【Fターム(参考)】
2H044BF00
2H044DB00
2H044DC10
2H044DE00
2H141MA12
2H141MB37
2H141MB43
2H141MC06
2H141ME01
2H141ME23
2H141ME24
2H141MF04
2H141MG09
2H141MZ13
2H141MZ15
2H141MZ17
(57)【要約】
本発明は、感知された温度情報を利用してレンズ曲率を変化させるレンズ曲率可変装置に関するものである。本発明の一実施例に係るレンズ曲率可変装置は、印加される電気信号に基づいて曲率が変化する液体レンズの曲率を変化させるためのレンズ曲率可変装置として、液体レンズに電気信号を印加するレンズ駆動部と、電気信号に基づいて形成された液体レンズの曲率を感知するためのセンサ部と、液体レンズ周辺の温度を感知する温度感知部と、感知された曲率に基づいて、液体レンズの目標曲率を形成するようにレンズ駆動部を制御する制御部とを含み、制御部は、目標曲率を形成するために、感知された温度に基づいて、変更された電気信号をレンズ駆動部から液体レンズに出力するように制御する。これによって、感知された温度情報を利用して迅速かつ正確にレンズの曲率を変化させることができるようになる。
【選択図】図7
【特許請求の範囲】
【請求項1】
印加される電気信号に基づいて曲率が変化する液体レンズの曲率を変化させるためのレンズ曲率可変装置において、
前記液体レンズに前記電気信号を印加するレンズ駆動部と、
前記電気信号に基づいて形成された液体レンズの曲率を感知するためのセンサ部と、
前記液体レンズ周辺の温度を感知する温度感知部と、
前記感知された曲率に基づいて、前記液体レンズの目標曲率を形成するように前記レンズ駆動部を制御する制御部と、を含み、
前記制御部は、前記目標曲率を形成するために、前記感知された温度に基づいて、変更された電気信号を前記レンズ駆動部から前記液体レンズに出力するように制御することを特徴とする、レンズ曲率可変装置。
【請求項2】
前記制御部は、前記感知された温度に応じて、前記液体レンズに印加される複数のパルスの時間差であるディレイを変化させることを特徴とする、請求項1に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項3】
少なくとも1つの基準ディオプトリに基づいた温度別のディレイ情報を格納するメモリーをさらに含み、
前記制御部は、前記感知された温度および前記メモリーに格納されたディレイ情報を利用して、前記液体レンズに印加される複数のパルスの時間差であるディレイを変化させることを特徴とする、請求項2に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項4】
前記メモリーは、前記少なくとも1つの基準ディオプトリに基づいた温度別のオフセット情報またはゲイン情報をさらに格納し、
前記制御部は、前記感知された温度に応じて、前記センサ部でセンシングされた信号のオフセットまたはゲインを補償するための補償信号を前記センサ部に出力することを特徴とする、請求項3に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項5】
前記目標曲率を形成するために、前記感知された温度および基準温度の差に基づいて、変更された電気信号を前記レンズ駆動部から前記液体レンズに出力するように制御することを特徴とする、請求項1に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項6】
前記基準温度に応じた曲率情報、前記液体レンズに印加される複数のパルスの時間差であるディレイ情報、前記液体レンズのキャパシタンスを格納するメモリーをさらに含み、
前記制御部は、前記感知された温度と前記基準温度との差を演算し、前記差に基づいて、前記液体レンズに印加される複数のパルスの時間差であるディレイを変化させることを特徴とする、請求項5に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項7】
前記制御部は、
前記感知された温度が第1温度である場合、第1目標曲率を形成するために、前記レンズ駆動部から前記液体レンズに出力される複数のパルスの間の時間差であるディレイ値が第1レベルとなるように制御し、
前記感知された温度が前記第1温度より高い第2温度である場合、前記第1目標曲率を形成するために、前記ディレイ値が前記第1レベルより低い第2レベルとなるように制御することを特徴とする、請求項1に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項8】
前記制御部は、前記感知された温度が高いほど、第1目標曲率を形成するために、前記レンズ駆動部から前記液体レンズに出力される複数のパルスの間の時間差であるディレイ値が小さくなるように制御することを特徴とする、請求項1に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項9】
前記制御部は、前記感知された温度に応じて、前記センサ部でセンシングされた信号を補償するための補償信号を前記センサ部に出力することを特徴とする、請求項1に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項10】
前記制御部は、前記感知された温度に応じて、前記センサ部でセンシングされた信号のオフセットまたはゲインを補償する補償信号を前記センサ部に出力することを特徴とする、請求項9に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項11】
前記制御部は、前記感知された温度と基準温度との差が大きくなるほど、オフセットの変化量が増加する補償信号を前記センサ部に出力することを特徴とする、請求項9に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項12】
前記制御部は、前記感知された温度に応じて、前記センサ部でセンシングされた信号を補償し、前記補償されたセンシング信号に基づいて、前記レンズ駆動部が動作するように制御することを特徴とする、請求項1に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項13】
前記センサ部は、前記液体レンズ内の電極上の絶縁体と電気伝導性水溶液との間の境界領域の面積の大きさまたは前記面積の変化を感知することを特徴とする、請求項1に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項14】
前記センサ部は、前記液体レンズ内の電極上の絶縁体と電気伝導性水溶液との間の境界領域の面積の大きさまたは前記面積の変化に対応して、前記電気伝導性水溶液と前記電極とが形成するキャパシタンスを感知することを特徴とする、請求項1に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項15】
前記センサ部は、前記感知されたキャパシタンスを電圧信号に変換することを特徴とする、請求項14に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項16】
前記レンズ駆動部から出力される複数の電気信号を前記液体レンズに供給する複数の導電性ラインと、
前記複数の導電性ラインのうちいずれか1つと前記センサ部との間に配置されるスイッチング素子とをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項17】
前記センサ部は、前記スイッチング素子のオン期間の間、前記液体レンズ内の電極上の絶縁体と電気伝導性水溶液との間の境界領域の面積の大きさまたは前記面積の変化を感知することを特徴とする、請求項16に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項18】
前記液体レンズは、
共通電極と、
前記共通電極と離隔して配置される複数の電極と、
前記共通電極と複数の電極との間に配置される液体および前記電気伝導性水溶液と、を備えることを特徴とする、請求項1に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項19】
前記制御部は、前記共通電極および複数の電極のうち少なくとも1つにパルスが印加される間、前記センサ部で感知されるキャパシタンスに基づいて、前記液体レンズの曲率を演算し、前記演算された曲率と前記目標曲率に基づいて、パルス幅可変信号を前記レンズ駆動部に出力することを特徴とする、請求項18に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項20】
前記制御部は、前記演算された曲率が前記目標曲率より小さくなる場合、前記液体レンズに印加される複数のパルスの時間差であるディレイが増加するように制御することを特徴とする、請求項19に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項21】
前記制御部は、
前記演算された曲率と目標曲率とに基づいて、曲率エラーを演算するイコライザーと、
前記演算された曲率エラーに基づいて、前記パルス幅可変信号を生成して出力するパルス幅可変制御部と、を含むことを特徴とする、請求項19に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項22】
前記レンズ駆動部は、
スイッチング素子のスイッチング動作によって、前記電気信号を前記液体レンズに供給し、
前記スイッチング素子の一端に接続される検出素子を備え、
前記センサ部は、前記検出素子によって検出される電気信号を感知することを特徴とする、請求項1に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項23】
前記センサ部は、
相互に直列接続される第1上側スイッチング素子および第1下側スイッチング素子と、
前記第1上側スイッチング素子および前記第1下側スイッチング素子と並列接続され、相互に直列接続される第2上側スイッチング素子および第2下側スイッチング素子と、を備え、
前記検出素子は、前記第1下側スイッチング素子および前記第2下側スイッチング素子のうちいずれか1つと接地端との間に接続されることを特徴とする、請求項22に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項24】
前記液体レンズは、
共通電極と、
前記共通電極と離隔して配置される複数の電極と、
前記共通電極と複数の電極との間に配置される液体および前記電気伝導性水溶液を、を備え、
前記センサ部は、前記共通電極または前記複数の電極のうち第1電極に印加されるパルスのレベルが変化する時点に、前記検出素子によって検出される電気信号を感知することを特徴とする、請求項22に記載のレンズ曲率可変装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、感知された温度情報を利用してレンズ曲率を変化させるレンズ曲率可変装置に関するものであり、より詳しくは感知された温度情報を利用して迅速かつ正確にレンズの曲率を変化させることができるレンズ曲率可変装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
レンズは、光の経路を変換する装置である。レンズは、多様な電子機器に用いられ、特に、カメラに用いられる。
【0003】
カメラ内のレンズを通過した光は、イメージセンサを通じて電気信号に変換され、変換された電気信号に基づいてイメージが獲得される。
【0004】
一方、撮影イメージの焦点を調節するために、レンズの位置を変化させることが必要である。しかし、カメラが小型の電子機器に用いられる場合、レンズの位置を変化させるために、相当な空間が確保される必要がある不都合がある。
【0005】
そこで、撮影イメージの焦点を調節するために、レンズの位置を可変ではなく、他の方法が研究されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の目的は、感知された温度情報を利用して迅速かつ正確にレンズの曲率を変化させることができるレンズ曲率可変装置を提供することにある。
【0007】
本発明の別の目的は、感知された温度情報を利用して迅速かつ正確にレンズの曲率を感知できるレンズ曲率可変装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するための本発明の一実施例に係るレンズ曲率可変装置は、印加される電気信号に基づいて曲率が変化する液体レンズの曲率を変化させるためのレンズ曲率可変装置として、液体レンズに電気信号を印加するレンズ駆動部と、電気信号に基づいて形成された液体レンズの曲率を感知するためのセンサ部と、液体レンズ周辺の温度を感知する温度感知部と、感知された曲率に基づいて、液体レンズの目標曲率を形成するようにレンズ駆動部を制御する制御部とを含み、制御部は、目標曲率を形成するために、感知された温度に基づいて、変更された電気信号をレンズ駆動部から液体レンズに出力するように制御する。
【発明の効果】
【0009】
本発明の一実施例に係るレンズ曲率可変装置は、印加される電気信号に基づいて曲率が変化する液体レンズの曲率を変化させるためのレンズ曲率可変装置として、液体レンズに電気信号を印加するレンズ駆動部と、電気信号に基づいて形成された液体レンズの曲率を感知するためのセンサ部と、液体レンズ周辺の温度を感知する温度感知部と、感知された曲率に基づいて、液体レンズの目標曲率を形成するようにレンズ駆動部を制御する制御部とを含み、制御部は、目標曲率を形成するために、感知された温度に基づいて、変更された電気信号をレンズ駆動部から液体レンズに出力するように制御することで、感知された温度情報を利用して迅速かつ正確にレンズの曲率を変化させることができるようになる。
【0010】
特に、感知された温度に応じて、液体レンズに印加される複数のパルスの時間差であるディレイを変化させることで、感知された温度情報を利用して迅速かつ正確にレンズの曲率を変化させることができるようになる。
【0011】
一方、メモリーに格納された情報および感知された温度に応じて、液体レンズに印加される複数のパルスの時間差であるディレイを変化させることで、感知された温度情報を利用して迅速かつ正確にレンズの曲率を変化させることができるようになる。
【0012】
一方、感知された温度に応じて、センサ部でセンシングされた信号のオフセットを補償するための補償信号をセンサ部に出力することで、レンズの曲率を正確に検出できるようになる。
【0013】
特に、センサ部が、液体レンズ内の電極上の絶縁体と電気伝導性水溶液の間の境界領域の面積の大きさまたは面積の変化に対応するキャパシタンスを感知することで、レンズの曲率を正確に検出できるようになる。
【0014】
一方、センサ部は、液体レンズ内の電極上の絶縁体と電気伝導性水溶液の間の境界領域の面積の大きさまたは面積の変化に対応するキャパシタンスを感知することができ、これをフィードバックして、レンズの曲率が変化するように液体レンズに電気信号を印加することで、迅速かつ正確にレンズの曲率を変化させることができるようになる。
【0015】
一方、レンズ駆動部から出力される複数の電気信号を液体レンズに供給する複数の導電性ラインと、複数の導電性ラインのうちいずれか1つとセンサ部の間に配置されるスイッチング素子とを含み、センサ部が、スイッチング素子のオン期間の間、液体レンズ内の電極上の絶縁体と電気伝導性水溶液の間の境界領域の面積の大きさまたは面積の変化を感知することで、容易にレンズの曲率を感知できるようになる。
【0016】
一方、レンズ駆動部は、スイッチング素子のスイッチング動作によって電気信号を液体レンズに供給し、スイッチング素子の一端に接続される検出素子を備え、センサ部は、検出素子によって検出される電気信号を感知することで、迅速かつ正確にレンズの曲率を感知できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1a】本発明の実施例に係るカメラの内部断面図である。
【図1b】図1aのカメラの内部ブロック図である。
【図1c】図1aのカメラの構造図の一例である。
【図1d】図1aのカメラの構造図の別の例である。
【図2】レンズの駆動方式を説明する図面である。
【図3a】液体レンズ駆動方式を説明する図面である。
【図3b】液体レンズ駆動方式を説明する図面である。
【図4a】液体レンズの構造を示す図面である。
【図4b】液体レンズの構造を示す図面である。
【図4c】液体レンズの構造を示す図面である。
【図5a】液体レンズのレンズ曲率の変化を説明する図面である。
【図5b】液体レンズのレンズ曲率の変化を説明する図面である。
【図5c】液体レンズのレンズ曲率の変化を説明する図面である。
【図5d】液体レンズのレンズ曲率の変化を説明する図面である。
【図5e】液体レンズのレンズ曲率の変化を説明する図面である。
【図6】本発明に係るカメラの内部ブロック図の一例である。
【図7】本発明の実施例に係るカメラの内部ブロック図の一例である。
【図8a】図7の説明に参照される図面である。
【図8b】図7の説明に参照される図面である。
【図9a】図7の説明に参照される図面である。
【図9b】図7の説明に参照される図面である。
【図9c】図7の説明に参照される図面である。
【図10】図7の説明に参照される図面である。
【図11a】図7の説明に参照される図面である。
【図11b】図7の説明に参照される図面である。
【図11c】図7の説明に参照される図面である。
【図11d】図7の説明に参照される図面である。
【図12a】図7の説明に参照される図面である。
【図12b】図7の説明に参照される図面である。
【図13a】本発明の別の実施例に係るカメラの内部ブロック図の一例である。
【図13b】本発明のさらに別の実施例に係るカメラの内部ブロック図の一例である。
【図14】本発明のさらに別の実施例に係るカメラの内部ブロック図の一例である。
【図15a】図14の説明に参照される図面である。
【図15b】図14の説明に参照される図面である。
【図16a】本発明の実施例に係る感知された温度に応じた曲率可変装置の動作説明に参照される図面である。
【図16b】本発明の実施例に係る感知された温度に応じた曲率可変装置の動作説明に参照される図面である。
【図16c】本発明の実施例に係る感知された温度に応じた曲率可変装置の動作説明に参照される図面である。
【図16d】本発明の実施例に係る感知された温度に応じた曲率可変装置の動作説明に参照される図面である。
【図17a】本発明の実施例に係る感知された温度に応じた曲率可変装置の動作説明に参照される図面である。
【図17b】本発明の実施例に係る感知された温度に応じた曲率可変装置の動作説明に参照される図面である。
【図17c】本発明の実施例に係る感知された温度に応じた曲率可変装置の動作説明に参照される図面である。
【図18a】本発明の実施例に係る感知された温度に応じた曲率可変装置の動作説明に参照される図面である。
【図18b】本発明の実施例に係る感知された温度に応じた曲率可変装置の動作説明に参照される図面である。
【図19】本発明の実施例に係る感知された温度に応じた曲率可変装置の動作説明に参照される図面である。
【図20a】本発明の実施例に係る感知された温度に応じた曲率可変装置の動作説明に参照される図面である。
【図20b】本発明の実施例に係る感知された温度に応じた曲率可変装置の動作説明に参照される図面である。
【図21】本発明の実施例に係る感知された温度に応じた曲率可変装置の動作説明に参照される図面である。
【図22a】本発明の実施例に係る感知された温度に応じた曲率可変装置の動作説明に参照される図面である。
【図22b】本発明の実施例に係る感知された温度に応じた曲率可変装置の動作説明に参照される図面である。
【図22c】本発明の実施例に係る感知された温度に応じた曲率可変装置の動作説明に参照される図面である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、図面を参照して本発明をより詳しく説明する。
【0019】
以下の説明で用いられる構成要素に対する接尾辞「モジュール」および「部」は、単純に本明細書の作成が容易となるように付与されるものとして、それ自体で特に重要な意味または役割を付与するものではない。よって、上記「モジュール」および「部」は、相互に混用されることもある。
【0020】
図1aは、本発明の実施例に係るカメラの内部断面図である。
【0021】
まず、図1aは、カメラ195内の第1カメラ195aと第2カメラ195bに対する断面図の一例である。
【0022】
第1カメラ195aは、第1絞り194a、第1レンズ193a、第1イメージセンサ820aを備えることができ、第2カメラ195bは、第2絞り194b、第2レンズ193b、第2イメージセンサ820bを含むことができる。
【0023】
第1絞り194aは、第1レンズ193aに入射する光を開閉し、第2絞り194bは、第2レンズ193bに入射する光を開閉することができる。
【0024】
第1イメージセンサ820aは、RGBをセンシングするために、RGBフィルター910aと、光信号を電気信号に変換するセンサアレイ911aを含むことができる。
【0025】
第2イメージセンサ825aは、RGBをセンシングするために、RGBフィルター915aと、光信号を電気信号に変換するセンサアレイ911bを含むことができる。
【0026】
これによって、第1イメージセンサ820aと第2イメージセンサ815aは、それぞれRGBイメージをセンシングして出力することができる。
【0027】
図1bは、図1aのカメラの内部ブロック図である。
【0028】
図面を参照すると、カメラ195は、第1カメラ195a、第2カメラ195bおよびイメージプロセッサ830を含むことができる。
【0029】
第1カメラ195aは、第1レンズ193aと、第1イメージセンサ820aを備え、第2カメラ195bは、第2レンズ193bと、第2イメージセンサ820bを含むことができる。
【0030】
イメージプロセッサ830は、第1および第2イメージセンサ820a、820bからの電気信号に基づいて、RGBイメージを生成することができる。
【0031】
一方、第1および第2イメージセンサ820a、820bは、電気信号に基づいて、露出時間が調節される。
【0032】
図1cは、図1aのカメラの構造図の一例である。
【0033】
図面を参照すると、カメラ195は、下部フレームCSb上にブラケットBRbによって固定されるイメージセンサ820、上部フレームCSによって支持され、イメージセンサ820上に配置される赤外線遮断フィルターFIT、上部フレームCS内のブラケットBRKによって支持され、赤外線遮断フィルターFIT上に配置される第1ハードレンズHLSb、上部フレームCS内のブラケットBRKによって支持され、第1ハードレンズHLSb上に配置される液体レンズ500、上部フレームCS内のブラケットBRKによって支持され、液体レンズ500上に配置される第2ハードレンズHLSa、上部フレームCS内のブラケットBRKによって支持され、第2ハードレンズHLSa上に配置されるガラスGLSを含むことができる。
【0034】
外部光は、ガラスGLS、第2ハードレンズHLSa、液体レンズ500、第1ハードレンズHLSb、赤外線遮断フィルターFITを経て、イメージセンサ820にて電気信号に変換されることになる。
【0035】
図1dは、図1aのカメラの構造図の別の例である。
【0036】
図面を参照すると、図1cのカメラ195は、図1dのカメラ195の構造と類似しているが、液体レンズ500の温度を感知するために、液体レンズ周辺の温度を感知する温度感知部991がさらに備えられることにその差がある。
【0037】
特に、図面では、温度感知部991は、上部フレームCS内のブラケットBRKに配置されることを例示するが、これに限定されるものではなく、多様な位置に配置されてもよい。
【0038】
一方、液体レンズ500に対しては、図3aを参照して後述する。
【0039】
図2は、レンズの駆動方式を説明する図面である。
【0040】
まず、図2の(a)は、焦点位置401からの光が、レンズ403、ビームスプリッタ405、マイクロレンズ407およびイメージセンサ409に伝達されて、イメージセンサ409に大きさFaの像PHができることを示す。
【0041】
特に、図2の(a)は、焦点位置401に対応して、焦点が正確に合わせられたことを例示する。
【0042】
次に、図2の(b)は、図2の(a)に比べて、レンズ403の位置が、焦点位置401の方向に移動して、イメージセンサ409にFaより小さい大きさである大きさFbの像PHができることを示す。
【0043】
特に、図2の(b)は、焦点位置401に対応して、焦点が過剰に前に合わせられたことを例示する。
【0044】
次に、図2の(c)は、図2の(a)に比べて、レンズ403の位置が、焦点位置401の反対方向に移動して、イメージセンサ409にFaより大きい大きさである大きさFcの像PHができることを示す。
【0045】
特に、図2の(c)は、焦点位置401に対応して、焦点が過剰に後に合わせられたことを例示する。
【0046】
即ち、図2は、撮影イメージの焦点を調節するために、レンズの位置を変化させることを例示する。
【0047】
図2のように、レンズ403の位置を変化させる方式として、ボイスコイルモーター(Voice Coil Motor:VCM)方式が用いられている。
【0048】
しかし、このようなボイスコイルモーター(VCM)方式は、図1の移動端末のように小型の電子機器に用いられる場合、レンズの移動のための相当な空間が確保される必要がある不都合がある。
【0049】
一方、移動端末に用いられるカメラ195の場合、オートフォーカスの他に、ブレ防止(Optical Image Stabilization:OIS)機能が必要である。
【0050】
ここで、ボイスコイルモーター(VCM)方式を用いる場合、図2のように、左右方向などの一次元方向の移動しかできず、ブレ防止に適していないという問題がある。
【0051】
本発明では、このような問題点を解決するために、ボイスコイルモーター(VCM)方式ではなく、液体レンズ駆動方式を用いることにする。
【0052】
液体レンズ駆動方式は、液体レンズに電気信号を印加して液体の曲率を変化させることで、オートフォーカスのためにレンズの移動が不必要であり、ブレ防止機能実装時に、二次元方向または三次元方向のブレ防止が可能であるという長所がある。
【0053】
図3a〜図3bは、液体レンズ駆動方式を説明する図面である。
【0054】
まず、図3aの(a)は、液体レンズ500に第1電圧V1が印加され、液体レンズが凹レンズのように動作することを例示する。
【0055】
次に、図3aの(b)は、液体レンズ500に第1電圧V1より大きい第2電圧V2が印加され、液体レンズが光の進行方向を変更しないことを例示する。
【0056】
次に、図3aの(c)は、液体レンズ500に第2電圧V2より大きい第3電圧V3が印加され、液体レンズが凸レンズのように動作することを例示する。
【0057】
一方、図3aでは、印加される電圧のレベルに応じて、液体レンズの曲率またはディオプトリが変化することを例示するが、これに限定されるものではなく、印加されるパルスのパルス幅に応じて、液体レンズの曲率またはディオプトリが変化してもよい。
【0058】
次に、図3bの(a)は、液体レンズ500内の液体が同じ曲率を有することで、凸レンズのように動作することを例示する。
【0059】
即ち、図3bの(a)によれば、入射光Lpaaが集中されて、該当する出力光Lpabが出力されることになる。
【0060】
次に、図3bの(b)は、液体レンズ500内の液体が非対称曲面を有することで、光の進行方向が上側に変更されることを例示する。
【0061】
即ち、図3bの(b)によれば、入射光Lpaaが上側に集中されて、該当する出力光Lpacが出力されることになる。
【0062】
図4a〜図4cは、液体レンズの構造を示す図面である。特に、図4aは液体レンズの上面図を示し、図4bは液体レンズの下面図を示し、図4cは図4aおよび図4cのI−I’の断面図を示す。
【0063】
特に、図4aは、図3a〜図3bの液体レンズ500の右側面に対応する図面であり、図4bは、図3a〜図3bの液体レンズ500の左側面に対応する図面である。
【0064】
図面を参照すると、液体レンズ500は、図4aのように、上部に共通電極(COM)520が配置される。この時、共通電極(COM)520は、チューブ形態に配置され、共通電極(COM)520の下部領域に、特に、中空に対応する領域に液体530が配置される。
【0065】
一方、図面では図示されないが、共通電極(COM)520の絶縁のために、共通電極(COM)520と液体の間に絶縁体(図示されない)が配置されてもよい。
【0066】
そして、図4bのように、共通電極(COM)520の下部、特に、液体530の下部に複数の電極(LA〜LD)540a〜540dが配置される。複数の電極(LA〜LD)540a〜540dは、特に、液体530を取り囲む形態に配置されてもよい。
【0067】
そして、複数の電極(LA〜LD)540a〜540dと液体530の間に、絶縁のための複数の絶縁体550a〜550dがそれぞれ配置される。
【0068】
即ち、液体レンズ500は、共通電極(COM)520と、共通電極(COM)520と離隔して配置される複数の電極(LA〜LD)540a〜540dと、前記共通電極(COM)520と複数の電極(LA〜LD)540a〜540dの間に配置される液体530および電気伝導性水溶液(図4c)の595を含むことができる。
【0069】
図4cを参照すると、液体レンズ500は、第1基板510上の複数の電極(LA〜LD)540a〜540dと、複数の電極(LA〜LD)540a〜540dを絶縁するための複数の絶縁体550a〜550d、複数の電極(LA〜LD)540a〜540d上の液体530と、液体530上の電気伝導性水溶液(electroconductive aqueous solution)595と、液体530と離隔して配置される共通電極(COM)520、共通電極(COM)520上の第2基板515を含むことができる。
【0070】
共通電極520は、中空を有し、チューブ形態に形成される。そして、中空領域に、液体530および電気伝導性水溶液595が配置される。液体530は、図4a〜図4bのように、円形に配置される。この時の液体530は、オイルなどの非伝導性液体であってもよい。
【0071】
一方、中空領域の下部から上部に行くほどその大きさが大きくなり、これによって、複数の電極(LA〜LD)540a〜540dは、下部から上部に行くほどその大きさが小さくなる。
【0072】
図4cでは、複数の電極(LA〜LD)540a〜540dのうち第1電極(LA)540aと、第2電極(LB)540bが傾斜するように形成され、下部から上部に行くほどその大きさが小さくなることを例示する。
【0073】
一方、図4a〜図4cとは異なって、複数の電極(LA〜LD)540a〜540dが、共通電極520の位置である上部に形成され、共通電極520が下部に形成されてもよい。
【0074】
一方、図4a〜図4cでは、複数の電極として4つの電極を例示するが、これに限定されるものではなく、2つ以上の多様な個数の電極が形成されてもよい。
【0075】
一方、図4cで、共通電極520にパルス形態の電気信号が印加されてから所定時間の後、第1電極(LA)540aと第2電極(LB)540bにパルス形態の電気信号が印加される場合、共通電極520と第1電極(LA)540a、第2電極(LB)540bの間の電位差が発生し、これによって、電気伝導性を有する電気伝導性水溶液595の形状が変化し、電気伝導性水溶液595の形状変化に対応して、液体530の内部の液体530の形状が変化する。
【0076】
一方、本発明では、複数の電極(LA〜LD)540a〜540dと共通電極520にそれぞれ印加される電気信号に応じて形成される液体530の曲率を容易かつ迅速に感知する方法を提示する。
【0077】
このために、本発明でのセンサ部962は、液体レンズ500内の第1電極540a上の第1絶縁体550aと電気伝導性水溶液595の間の境界領域Ac0の面積の大きさまたは面積の変化を感知する。
【0078】
図4cでは、境界領域Ac0の面積としてAM0を例示する。特に、第1電極540a上の第1絶縁体550aの傾斜部分のうち電気伝導性水溶液595と接触する境界領域Ac0の面積がAM0であることを例示する。
【0079】
図4cでは、液体530が凹凸ではなく、第1基板510等と平行であることを例示する。この時の曲率は、例えば0と定義することができる。
【0080】
一方、図4cのように、第1電極540a上の第1絶縁体550aの傾斜部分のうち電気伝導性水溶液595と接触する境界領域Ac0に対して、次の数学式1によってキャパシタンスCが形成される。
【0081】
【数1】
【0082】
この時のεは誘電体550aの誘電率、Aは境界領域Ac0の面積、dは第1誘電体550aの厚さを示す。
【0083】
ここで、ε、dは、固定値であると仮定すると、キャパシタンスCに大きい影響を及ぼすのは境界領域Ac0の面積である。
【0084】
即ち、境界領域Ac0の面積が大きいほど、境界領域Ac0に形成されるキャパシタンスCが大きくなる。
【0085】
一方、液体530の曲率が変化するほど、境界領域Ac0の面積が変化するので、本発明では、センサ部962を利用して境界領域Ac0の面積を感知したり、または境界領域Ac0に形成されるキャパシタンスCを感知する。
【0086】
一方、図4cのキャパシタンスは、CAc0と定義することができる。
【0087】
図5a〜図5eは、液体レンズ500の多様な曲率を例示する図面である。
【0088】
まず、図5aは、複数の電極(LA〜LD)540a〜540dと共通電極520にそれぞれ電気信号を印加することで、液体530に第1曲率Riaが形成されることを例示する。
【0089】
図5aでは、液体530に第1曲率Riaが形成されることで、境界領域Aaaの面積としてAMa(>AM0)を例示する。特に、第1電極540a上の第1絶縁体550aの傾斜部分のうち電気伝導性水溶液595と接触する境界領域Aaaの面積がAMaであることを例示する。
【0090】
数学式1によれば、図4cに比べて、図5aにおける境界領域Aaaの面積がより大きくなるので、境界領域Aaaのキャパシタンスがより大きくなる。一方、図5aのキャパシタンスは、CAaaと定義することができ、図4cのキャパシタンスであるCAc0より大きい値を有することになる。
【0091】
この時の第1曲率Riaは正極性の値を有すると定義することができる。例えば、第1曲率Riaが+2レベルを有すると定義することができる。
【0092】
次に、図5bは、複数の電極(LA〜LD)540a〜540dと共通電極520にそれぞれ電気信号を印加することで、液体530に第2曲率Ribが形成されることを例示する。
【0093】
図5bでは、液体530に第2曲率Ribが形成されることで、境界領域Abaの面積としてAMb(>AMa)を例示する。特に、第1電極540a上の第1絶縁体550aの傾斜部分のうち電気伝導性水溶液595と接触する境界領域Abaの面積がAMbであることを例示する。
【0094】
数学式1によれば、図5aに比べて、図5bにおける境界領域Abaの面積がより大きくなるので、境界領域Abaのキャパシタンスがより大きくなる。一方、図5bのキャパシタンスは、CAbaと定義することができ、図5aのキャパシタンスであるCAaaより大きい値を有することになる。
【0095】
この時の第2曲率Ribは、第1曲率Riaより大きさが大きい正極性の値を有すると定義することができる。例えば、第2曲率Ribが+4レベルを有すると定義することができる。
【0096】
一方、図5a、図5bによれば、液体レンズ500は凸レンズとして動作し、これによって、入射光LP1が集中した出力光LP1aが出力される。
【0097】
次に、図5cは、複数の電極(LA〜LD)540a〜540dと共通電極520にそれぞれ電気信号を印加することで、液体530に第3曲率Ricが形成されることを例示する。
【0098】
特に、図5cでは、左側境界領域Acaの面積としてAMaを例示するが、右側境界領域Acbの面積としてAMb(>AMa)を例示する。
【0099】
特に、第1電極540a上の第1絶縁体550aの傾斜部分のうち電気伝導性水溶液595と接触する境界領域Acaの面積がAMaであり、第2電極540b上の第2絶縁体550bの傾斜部分のうち電気伝導性水溶液595と接触する境界領域Acbの面積がAMbであることを例示する。
【0100】
これによって、左側境界領域Acaのキャパシタンスは、CAaaであり、右側境界領域Acbのキャパシタンスは、CAbaである。
【0101】
この時の第3曲率Ricは正極性の値を有すると定義することができる。例えば、第3曲率Ricが+3レベルを有すると定義することができる。
【0102】
一方、図5cによれば、液体レンズ500は凸レンズとして動作し、これによって、入射光LP1が一側により集中した出力光LP1bが出力される。
【0103】
次に、図5dは、複数の電極(LA〜LD)540a〜540dと共通電極520にそれぞれ電気信号を印加することで、液体530に第4曲率Ridが形成されることを例示する。
【0104】
図5dでは、液体530に第4曲率Ridが形成されることで、境界領域Adaの面積としてAMd(<AM0)を例示する。特に、第1電極540a上の第1絶縁体550aの傾斜部分のうち電気伝導性水溶液595と接触する境界領域Adaの面積がAMdであることを例示する。
【0105】
数学式1によれば、図4cに比べて、図5dにおける境界領域Adaの面積がより小さくなるので、境界領域Adaのキャパシタンスがより小さくなる。一方、図5dのキャパシタンスは、CAdaと定義することができ、図4cのキャパシタンスであるCAc0より小さい値を有することになる。
【0106】
この時の第4曲率Ridは負極性の値を有すると定義することができる。例えば、第4曲率Ridが−2レベルを有すると定義することができる。
【0107】
次に、図5eは、複数の電極(LA〜LD)540a〜540dと共通電極520にそれぞれ電気信号を印加することで、液体530に第5曲率Rieが形成されることを例示する。
【0108】
図5eでは、液体530に第5曲率Rieが形成されることで、境界領域Aeaの面積としてAMe(<AMd)を例示する。特に、第1電極540a上の第1絶縁体550aの傾斜部分のうち電気伝導性水溶液595と接触する境界領域Aeaの面積がAMeであることを例示する。
【0109】
数学式1によれば、図5dに比べて、図5eにおける境界領域Aeaの面積がより小さくなるので、境界領域Aeaのキャパシタンスがより小さくなる。一方、図5eのキャパシタンスは、CAeaと定義することができ、図5dのキャパシタンスであるCAdaより小さい値を有することになる。
【0110】
この時の第5曲率Rieは負極性の値を有すると定義することができる。例えば、第5曲率Rieが−4レベルを有すると定義することができる。
【0111】
一方、図5d、図5eによれば、液体レンズ500は凹レンズとして動作し、これによって、入射光LP1が発散した出力光LP1cが出力される。
【0112】
図6は、本発明に係るカメラの内部ブロック図の一例である。
【0113】
図面を参照すると、図6のカメラ195xは、レンズ曲率可変装置800、イメージセンサ820、イメージ処理部860、ジャイロセンサ815、液体レンズ500を含むことができる。
【0114】
レンズ曲率可変装置800は、レンズ駆動部860、パルス幅可変制御部840、電源供給部890を備える。
【0115】
図6のレンズ曲率可変装置800の動作を説明すると、パルス幅可変制御部840が目標曲率に対応して、パルス幅可変信号Vを出力し、レンズ駆動部860がパルス幅可変信号Vと電源供給部890の電圧Vxを利用して液体レンズ500の複数の電極および共通電極に当該電圧を出力することができる。
【0116】
即ち、図6のレンズ曲率可変装置800は、液体レンズの曲率を変化させるために、オープンループシステム(Open Loop System)で動作する。
【0117】
このような方式によれば、目標曲率に対応して、液体レンズ500の複数の電極および共通電極に当該電圧を出力する他に、実際液体レンズ500の曲率を感知できないという短所がある。
【0118】
また、図6のレンズ曲率可変装置800によれば、ブレ防止のために、液体レンズ500の曲率の変化が必要な場合、曲率が感知されないので、正確な曲率の変化が困難である短所がある。
【0119】
ここで、本発明では、図6のように、レンズ曲率可変装置800をオープンループシステム(Open Loop System)で実装しなくて、クローズループシステム(closed Loop System)で実装することにする。
【0120】
即ち、液体レンズ500の曲率を把握するために、液体レンズ500内の液体内部の電極上の絶縁体と、電気伝導性水溶液595と接触する境界領域Ac0に形成されるキャパシタンスを感知し、感知されるキャパシタンスをフィードバックして、目標曲率と現在曲率の差を演算し、その差に対応して制御を行う。
【0121】
これによれば、迅速かつ正確に液体レンズ500の曲率を把握することができ、また、目標曲率に対応するように、液体レンズ500の曲率を迅速かつ正確に制御できるようになる。これについては、図7以下を参照してより詳しく記述する。
【0122】
図7は、本発明の実施例に係るカメラの内部ブロック図の一例である。
【0123】
図面を参照すると、本発明の実施例に係るカメラ195mは、液体レンズ500の曲率を変化させるレンズ曲率可変装置900と、液体レンズ500からの光を電気信号に変換するイメージセンサ820と、イメージセンサ820からの電気信号に基づいてイメージ処理をするイメージ処理部930を含むことができる。
【0124】
特に、図7のカメラ195mは、ジャイロセンサ915をさらに含むことができる。
【0125】
イメージ処理部930は、イメージに対する焦点情報AFを出力することができ、ジャイロセンサ915は、ブレ情報OISを出力することができる。
【0126】
これによって、レンズ曲率可変装置900内の制御部970は、焦点情報AFとブレ情報OISに基づいて、目標曲率を決定することができる。
【0127】
一方、本発明の実施例に係るレンズ曲率可変装置900は、液体レンズ500の温度を感知する温度感知部991と、液体レンズ500に電気信号を印加するレンズ駆動部960と、電気信号に基づいて形成された液体レンズ500の曲率を感知するためのセンサ部962と、感知された曲率に基づいて、液体レンズ500の目標曲率を形成するようにレンズ駆動部960を制御する制御部970、メモリー2420を含むことができる。
【0128】
センサ部962は、液体レンズ500内の電極上の絶縁体と電気伝導性水溶液595の間の境界領域Ac0の面積の大きさまたは面積の変化を感知することができる。これによって、迅速かつ正確にレンズの曲率を感知できるようになる。
【0129】
温度感知部991は、液体レンズ500の温度、特に、曲率が変化する液体530の温度を感知するために、液体レンズ500周辺の温度を感知することができる。
【0130】
このために、温度感知部991は、サーミスタ(thermistor)等を含むことができる。例えば、感知された温度に反比例するNTCまたは感知された温度に比例するPTCなどを含むことができる。
【0131】
一方、温度感知部991で感知された温度情報ITは、センサ部962または制御部970に伝達される。
【0132】
一方、制御部970は、目標曲率を形成するために、感知された温度に基づいて、変更された電気信号をレンズ駆動部960から液体レンズ500に出力するように制御することができる。これによれば、感知された温度情報を利用して迅速かつ正確にレンズの曲率を変化させることができるようになる。
【0133】
一方、制御部970は、感知された温度に応じて、液体レンズ500に印加される複数のパルスの時間差であるディレイを変化させることで、感知された温度情報を利用して迅速かつ正確にレンズの曲率を変化させることができるようになる。
【0134】
一方、制御部970は、メモリー2420に格納された情報および感知された温度に応じて、液体レンズ500に印加される複数のパルスの時間差であるディレイを変化させることで、感知された温度情報を利用して迅速かつ正確にレンズの曲率を変化させることができるようになる。
【0135】
一方、制御部970は、感知された温度に応じて、センサ部962でセンシングされた信号のオフセットを補償するための補償信号をセンサ部962に出力することで、レンズの曲率を正確に検出できるようになる。
【0136】
一方、本発明の実施例に係るレンズ曲率可変装置900は、印加される電気信号に基づいて曲率が変化する液体レンズ500をさらに備えることができる。
【0137】
一方、本発明の実施例に係るレンズ曲率可変装置900は、電源を供給する電源供給部990と、センサ部962で感知されたキャパシタンスと関連した信号をデジタル信号に変換するADコンバータ967をさらに備えることができる。
【0138】
一方、レンズ曲率可変装置900は、レンズ駆動部960で、液体レンズ500内の各電極(共通電極、複数の電極)に電気信号を供給するための複数の導電性ラインCA1、CA2と、複数の導電性ラインのうちいずれか1つ(CA2)とセンサ部962の間に配置されるスイッチング素子SWLをさらに含むことができる。
【0139】
図面では、液体レンズ500内の複数の電極のうちいずれか1つに電気信号を印加するための導電性ラインCA2とセンサ部962の間に、スイッチング素子SWLが配置されることを例示する。この時、導電性ラインCA2と、スイッチング素子SWLの一端または液体レンズ500との接点をnode Aと命名することができる。
【0140】
一方、本発明では、液体レンズ500の曲率感知のために、複数の導電性ラインCA1、CA2を通じて、液体レンズ500内の各電極(共通電極、複数の電極)に電気信号を印加する。これによって、図5a〜図5eなどのように、液体530に曲率が形成される。
【0141】
例えば、第1期間の間、スイッチング素子SWLがターンオンされる。
【0142】
この時、スイッチング素子SWLがターンオンされてセンサ部962と導通された状態で、液体レンズ500内の電極に電気信号が印加される場合、液体レンズ500内に曲率が形成され、曲率形成に対応する電気信号が、スイッチング素子SWLを経てセンサ部962に供給される。
【0143】
これによって、センサ部962は、スイッチング素子SWLのオン期間の間、液体レンズ500からの電気信号に基づいて、液体レンズ500の液体レンズ500内の電極上の絶縁体と電気伝導性水溶液595の間の境界領域Ac0の面積の大きさまたは面積の変化を感知したり、境界領域Ac0のキャパシタンスを感知することができる。
【0144】
次に、第2期間の間、スイッチング素子SWLがターンオフされ、液体レンズ500内の電極に電気信号が継続して印加される。これによって、液体530に曲率が形成される。
【0145】
次に、第3期間の間、スイッチング素子SWLがターンオフされ、液体レンズ500内の電極に電気信号が印加されないか、ローレベルの電気信号が印加される。
【0146】
次に、第4期間の間、スイッチング素子SWLがターンオンされる。
【0147】
この時、スイッチング素子SWLがターンオンされてセンサ部962と導通された状態で、液体レンズ500内の電極に電気信号が印加される場合、液体レンズ500内に曲率が形成され、曲率形成に対応する電気信号が、スイッチング素子SWLを経てセンサ部962に供給される。
【0148】
一方、第1期間の間感知されたキャパシタンスに基づいて演算された曲率が目標曲率より小さい場合、制御部970は、目標曲率に到達するようにするために、駆動部960に供給されるパルス幅可変制御信号のパルス幅が増加するように制御することができる。
【0149】
これによって、共通電極530と複数の電極にそれぞれ印加されるパルスの時間差が大きくなり、これによって、液体530に形成された曲率が大きくなる。
【0150】
第4期間の間、スイッチング素子SWLがターンオンされてセンサ部962と導通された状態で、液体レンズ500内の電極に電気信号が印加される場合、液体レンズ500内に曲率が形成され、曲率形成に対応する電気信号が、スイッチング素子SWLを経てセンサ部962に供給される。
【0151】
これによって、センサ部962は、スイッチング素子SWLのオン期間の間、液体レンズ500からの電気信号に基づいて、液体レンズ500の液体レンズ500内の電極上の絶縁体と電気伝導性水溶液595の間の境界領域Ac0の面積の大きさまたは面積の変化を感知したり、境界領域Ac0のキャパシタンスを感知することができる。
【0152】
これによって、制御部970は、感知されるキャパシタンスに基づいて、曲率を演算することができ、目標曲率に到達したのか否かを判断することができる。一方、目標曲率に到達した場合、制御部970は、該当する電気信号を各電極に供給するように制御することができる。
【0153】
これによれば、電気信号の供給に応じて液体530の曲率を形成し、直ちに液体の曲率を感知できるようになる。よって、迅速かつ正確に液体レンズ500の曲率を把握できるようになる。
【0154】
一方、図面におけるレンズ駆動部960とセンサ部962は、1つのモジュール965で形成されてもよい。
【0155】
一方、図面におけるレンズ駆動部960とセンサ部962、制御部970、電源供給部990、ADコンバータ967、スイッチング素子SWLは、システムオンチップ(system on chip、SOC)として、1つのチップ(chip)で実装することができる。
【0156】
一方、液体レンズ500は、図4a〜図4cで説明したように、共通電極(COM)520と、共通電極(COM)520上の液体530と、液体530上の電気伝導性水溶液595と、液体530と離隔して配置される複数の電極(LA〜LD)540a〜540dを含むことができる。
【0157】
一方、センサ部962は、図5a〜図5eで説明したように、液体レンズ500内の電極上の絶縁体と電気伝導性水溶液595の間の境界領域Ac0の、面積、または面積の変化、またはこれに対応するキャパシタンスを感知することができる。
【0158】
一方、センサ部962で感知されたキャパシタンスと関連したアナログ信号は、ADコンバータ967を通じてデジタル信号に変換され、制御部970に入力される。
【0159】
一方、図5a〜図5eで説明したように、液体レンズ500の曲率が大きくなるほど境界領域Ac0の面積が大きくなり、結局境界領域Ac0のキャパシタンスが大きくなる。
【0160】
本発明では、このような特性を利用して、センサ部962で感知されたキャパシタンスを利用して曲率を演算する。
【0161】
一方、制御部970は、液体レンズ500の曲率が大きくなるようにするために、液体レンズ500に印加される電圧のレベルまたはパルス幅が増加するように制御することができる。
【0162】
一方、図5cのように、複数の電極(LA〜LD)540a〜540dのうち第1電極540aと第3電極540cに異なるレベルの電圧または異なるパルス幅の電圧が印加される場合、液体530の第1端部Acaの第1キャパシタンスと、液体530の第2端部Acbの第2キャパシタンスが異なるようになる。
【0163】
これによって、センサ部962は、液体530の第1端部Acaと、第2端部Acbのそれぞれのキャパシタンスを感知することができる。
【0164】
このように、一方、液体レンズ500内の液体530の端部周辺のキャパシタンスを感知することで、レンズの曲率を正確に検出できるようになる。
【0165】
即ち、一方、液体レンズ500内の電極上の絶縁体と電気伝導性水溶液595の間の複数の境界領域のキャパシタンスを感知することで、液体レンズの曲率を正確に検出できるようになる。
【0166】
一方、共通電極(COM)520に一定電圧が印加され、複数の電極(LA〜LD)540a〜540dにパルスが印加される場合、センサ部962は、複数の電極(LA〜LD)540a〜540d上の絶縁体と電気伝導性水溶液595の間の複数の境界領域に対するキャパシタンスを感知することができる。
【0167】
一方、複数の電極(LA〜LD)540a〜540dに一定電圧が印加され、共通電極(COM)520にパルスが印加される場合、センサ部962は、共通電極(COM)520上の絶縁体と電気伝導性水溶液595の間の境界領域に対するキャパシタンスを感知することができる。
【0168】
一方、制御部970は、センサ部962で感知されたキャパシタンスに基づいて、液体レンズ500の曲率を演算することができる。
【0169】
この時、制御部970は、センサ部962で感知されたキャパシタンスが大きくなるほど、液体レンズ500の曲率が大きくなると演算することができる。
【0170】
そして、制御部970は、液体レンズ500が目標曲率を有するように制御することができる。
【0171】
一方、制御部970は、センサ部962で感知されたキャパシタンスに基づいて、液体レンズ500の曲率を演算し、演算された曲率と目標曲率に基づいて、パルス幅可変信号Vをレンズ駆動部960に出力することができる。
【0172】
これによって、レンズ駆動部960は、パルス幅可変信号Vと電源供給部990の電圧LV1、LV2を利用して複数の電極(LA〜LD)540a〜540dの複数の電極および共通電極520に当該電気信号を出力することができる。
【0173】
このように、液体レンズ500のキャパシタンスを感知し、これをフィードバックして、レンズの曲率が変化するように液体レンズ500に電気信号を印加することで、迅速かつ正確にレンズの曲率を変化させることができるようになる。
【0174】
一方、制御部970は、演算された曲率と目標曲率に基づいて、曲率エラーを演算するイコライザー972と、演算された曲率エラーΦに基づいて、パルス幅可変信号Vを生成して出力するパルス幅可変制御部940を含むことができる。
【0175】
これによって、制御部970は、演算された曲率が目標曲率より大きくなる場合、演算された曲率エラーΦに基づいて、パルス幅可変信号Vのデューティーが増加するように制御したり、または液体レンズ500に印加される複数のパルスの時間差であるディレイが増加するように制御することができる。これによって、迅速かつ正確に液体レンズ500の曲率を変化させることができるようになる。
【0176】
一方、制御部970は、イメージ処理部930からの焦点情報AFと、ジャイロセンサ915からのブレ情報OISを受信し、焦点情報AFとブレ情報OISに基づいて、目標曲率を決定することができる。
【0177】
この時、決定された目標曲率のアップデート周期は、感知された液体レンズ500のキャパシタンスに基づいて、演算された曲率のアップデート周期より長いことが好ましい。
【0178】
結局、演算された曲率のアップデート周期が、目標曲率のアップデート周期より小さいので、速やかに液体レンズ500の曲率を変化させて、所望の曲率に変更できるようになる。
【0179】
図8a〜図12bは、図7の説明に参照される図面である。
【0180】
まず、図8aは、図6のレンズ曲率可変装置800と図7のレンズ曲率可変装置900における液体レンズ500の曲率変化曲線を示す図面である。
【0181】
図面を参照すると、GRoは、図6のレンズ曲率可変装置800における液体レンズ500の曲率変化曲線を示し、GRcは、図8aのレンズ曲率可変装置900における液体レンズ500の曲率変化曲線を示す。
【0182】
特に、Tx時点に目標曲率への変化のための電圧がそれぞれ液体レンズ500に印加され、Ty時点に電圧印加が中止されることを例示する。
【0183】
両曲線を比較すると、オープンループシステムの図6のレンズ曲率可変装置800の場合、目標ディオプトリ(target diopter)に遅くセトリング(settling)され、正確ではないが、クローズループシステムの図7のレンズ曲率可変装置900の場合、迅速かつ正確にセトリングされることが分かる。
【0184】
オープンループシステムの図6のレンズ曲率可変装置800に比べて、クローズループシステムの図7のレンズ曲率可変装置900の場合、セトリングタイミングが略70%程度はやくなる。
【0185】
結局、クローズループシステムの図7のレンズ曲率可変装置900を用いると、迅速かつ正確に曲率およびディオプトリ(diopter)を形成することができる。
【0186】
一方、ディオプトリは、図5a〜図5eで記述した液体530の曲率に対応するものであってもよい。これによって、液体530の曲率が大きくなるほどディオプトリが大きくなり、曲率が小さいほどディオプトリが小さいと定義することができる。
【0187】
例えば、図5a〜図5bのように、曲率が+2、+4レベルを有する場合、ディオプトリも凸レンズに対応する+2、+4レベルを有すると定義することができ、図4cのように、曲率が0レベルである場合、ディオプトリが、平面レンズに対応する0レベルを有すると定義することができ、図5d〜図5eのように、曲率が−2、−4レベルを有する場合、ディオプトリも凹レンズに対応する−2、−4レベルを有すると定義することができる。
【0188】
図8bは、図7のレンズ曲率可変装置900のうち共通電極(COM)、第1電極(LA、スイッチング素子SWLに対するタイミング図を例示する。
【0189】
図面を参照すると、T1とT3時点の間の期間DT1の間、スイッチング素子SWLがオンされる。
【0190】
一方、センサ部962を通じて、境界領域Ac0のキャパシタンスを感知するために、T1とT3時点の間の期間DT1中に、液体レンズ500に曲率が形成されるようにすることが好ましい。
【0191】
一方、センサ部962におけるセンシングの正確性、安定性のために、本発明では、T1とT3時点の間の期間DT1の間、液体レンズ500内の共通電極と、複数の電極のうちいずれか1つにパルスが印加されるものとする。
【0192】
特に、図8bのように、共通電極530に、T2時点にDT2のパルス幅を有するパルスが印加される。これによって、T2時点以後に液体レンズ500に曲率が形成される。
【0193】
これによって、センサ部962は、T1とT3時点の間の期間DT1の間、T2時点からT3時点の間の期間の間、液体レンズ500内の電極上の絶縁体と電気伝導性水溶液595の間の境界領域Ac0の面積の大きさまたは面積の変化に対応して、電気伝導性水溶液595と電極が形成するキャパシタンスを感知することができる。
【0194】
一方、センサ部962は、T2時点からT3時点の間の期間の間、液体レンズ500内の電極上の絶縁体と電気伝導性水溶液595の間の境界領域Ac0の面積の大きさまたは面積の変化に対応する電気伝導性水溶液595と電極の間の電位差または電流を感知することもできる。
【0195】
次に、T4時点に第1電極(LA)にDT3のパルス幅を有するパルスが印加される。
【0196】
即ち、T2時点に共通電極(COM)にハイレベルの電圧が印加され、T4時点に第1電極(LA)にハイレベルの電圧が印加される。
【0197】
共通電極(COM)に印加されるパルスと、第1電極(LA)に印加されるパルスの時間差DFF1によって、液体レンズ500内の液体530に形成される曲率が変化する。
【0198】
例えば、パルスの時間差DFF1が大きくなるほど、電極、電気伝導性水溶液595と接触する境界領域Ac0の面積の大きさが増加し、これによって、キャパシタンスが大きくなり、結局曲率が大きくなる。
【0199】
図9aと図9bは、センサ部の多様な方式を示す図面である。
【0200】
まず、図9aは、別途の追加パルス信号の印加なしに、キャパシタンスを感知できるセンサ部962aを示す。
【0201】
図9aのレンズ曲率可変装置900a内のセンサ部962aは、Continuous Sensing方式で動作することができる。
【0202】
このために、図9aのセンサ部962aは、複数の電極(LA〜LD)540a〜540dの少なくとも1つの電極からの電気信号をフィルタリングするフィルター1112と、フィルター1112からの電気信号のピークを検出するピーク検出器(peak detector)1114と、ピーク検出器1114からの電気信号を増幅する増幅器(Programmable gain amplifier:PGA)1116を含むことができる。
【0203】
具体的に、図9aのセンサ部962aは、複数の電極(LA〜LD)540a〜540dの少なくとも1つの電極に接続されたスイッチング素子SWLのターンオン区間の間、液体レンズ500のキャパシタンスを感知することができる。
【0204】
一方、図9aのセンサ部962aは、制御部970からの補償信号に基づいて、オフセット補償またはゲイン補償を行うことができる。
【0205】
特に、制御部970は、感知された温度が増加するほど、センサ部962aでセンシングされた信号のオフセットを補償するために、オフセットが減少するように制御することができる。
【0206】
一方、制御部970は、感知された温度が基準温度より大きく、感知された温度と基準温度の差が増加するほど、基準温度のオフセットに対してオフセットの変化量が増加する補償信号をセンサ部962aに出力することができる。
【0207】
具体的に、制御部970は、感知された温度が基準温度より大きく、感知された温度と基準温度の差が増加するほど、センサ部962aでセンシングされた信号のオフセットを補償するために、オフセットが減少するように制御することができる。
【0208】
一方、制御部970は、オフセット補償以外に、傾きに対応するゲインを補償するように制御することができる。
【0209】
一方、制御部970は、感知された温度に応じて、センサ部962でセンシングされた信号のオフセットとゲインを補償する補償信号をセンサ部962aに出力することができる。
【0210】
次に、図9bは、共通電極(COM)520に別途の追加パルス信号を印加して、追加パルス信号印加中に、キャパシタンスを感知できるセンサ部962bを示す。
【0211】
図9bのレンズ曲率可変装置900b内のセンサ部962bは、Discrete Sensing方式で動作することができる。
【0212】
このために、図9bのセンサ部962bは、複数の電極(LA〜LD)540a〜540dの少なくとも1つの電極からのキャパシタンスを電圧に変換する変換部1122と、電圧を増幅する増幅器1124を含むことができる。
【0213】
具体的に、複数の電極(LA〜LD)540a〜540dの少なくとも1つの電極に接続されたスイッチング素子SWLのターンオン区間の間、共通電極(COM)520に追加パルス信号が印加され、図9bのセンサ部962bは、スイッチング素子SWLのターンオン区間の間、追加パルス信号に基づいて形成された液体レンズ500のキャパシタンスを感知することができる。
【0214】
一方、センサ部962bは、制御部970からの補償信号に基づいて、センシング信号に対する補償を行うことができる。
【0215】
特に、制御部970は、感知された温度が増加するほど、センサ部962bでセンシングされた信号のオフセットを補償するために、オフセットが減少するように制御することができる。
【0216】
一方、制御部970は、感知された温度が基準温度より大きく、感知された温度と基準温度の差が増加するほど、基準温度のオフセットに対してオフセットの変化量が増加する補償信号をセンサ部962bに出力することができる。
【0217】
具体的に、制御部970は、感知された温度が基準温度より大きく、感知された温度と基準温度の差が増加するほど、センサ部962bでセンシングされた信号のオフセットを補償するために、オフセットが減少するように制御することができる。
【0218】
一方、制御部970は、オフセット補償以外に、傾きに対応するゲインを補償するように制御することができる。
【0219】
一方、制御部970は、感知された温度に応じて、センサ部962bでセンシングされた信号のオフセットとゲインを補償する補償信号をセンサ部962bに出力することができる。
【0220】
一方、図9aおよび図9bの全てに適用可能なレンズ駆動部は、図10のように例示できる。
【0221】
一方、温度感知部991で感知された温度が増加するほど、液体レンズ500内の電極上の絶縁体と電気伝導性水溶液の間の境界領域の面積に対応するキャパシタンスCは増加する。
【0222】
図面を参照すると、液体レンズ500内の液体530は温度に敏感であり、特に、温度が増加するほどその変化がより激しい特性がある。これによって、図面のように、温度感知部991で感知された温度が高いほど、電気伝導性水溶液の間の境界領域の面積に対応するキャパシタンスCが大きくなる。
【0223】
このような特性を補償するために、図9aまたは図9bの説明で説明したように、センサ部962aまたは962bは、感知された温度が基準温度より大きく、感知された温度と基準温度の差が増加するほど、基準温度のオフセットに対してオフセットの変化量が増加する補償信号を制御部970から受信することができる。
【0224】
特に、センサ部962aまたは962bは、感知された温度が基準温度より大きく、感知された温度と基準温度の差が増加するほど、センサ部962でセンシングされた信号のオフセットを補償するために、オフセットが減少する補償信号を制御部970から受信することができる。
【0225】
一方、センサ部962aまたは962bは、オフセット補償以外に、傾きに対応するゲインを補償するための補償信号を制御部970から受信することができる。
【0226】
図10は、図9aまたは図9bのレンズ駆動部の内部回路図の一例である。
【0227】
図面を参照すると、図10のレンズ駆動部960aは、レンズを駆動する第1駆動部961と、センサを駆動する第2駆動部1310を含むことができる。
【0228】
一方、レンズ駆動部960aは、第2駆動部1310にパルス幅可変信号を出力するパルス幅制御部1320をさらに備えることができる。
【0229】
一方、パルス幅制御部1320は、図7のパルス幅制御部940内に備えられてもよい。
【0230】
第1駆動部961は、相互に直列接続される第1上側、下側スイッチング素子Sa、S’a、相互に直列接続される第2上側、下側スイッチング素子Sb、S’bを含むことができる。
【0231】
この時、第1上側、下側スイッチング素子Sa、S’aと、第2上側、下側スイッチング素子Sb、S’bは相互に並列接続される。
【0232】
第1上側スイッチング素子Saと、第2上側スイッチング素子Sbには、電源供給部990からのLV2レベルの電源が供給される。
【0233】
第2駆動部1310は、相互に直列接続される第3上側、下側スイッチング素子Sc、S’cを含むことができる。
【0234】
第3上側スイッチング素子Scには、レベルが低い追加パルスを生成するために、電源供給部990からのLV2レベルより低いLV1レベルの電源が供給される。
【0235】
第1上側スイッチング素子Saと第1下側スイッチング素子S’aの間のノードまたは第3上側スイッチング素子Scと第3下側スイッチング素子S’cの間のノードを通じて共通電極520に電圧が印加され、第2上側スイッチング素子Sbと第2下側スイッチング素子S’bの間のノードを通じて第1電極(LA)540aに電圧が印加される。
【0236】
図11aは、図10のレンズ駆動部960aの動作を説明するための波形図の一例であり、図11bは、図9aのセンサ部962aの動作を説明するために参照される図面である。
【0237】
図面を参照すると、T1とT3時点の間の期間DT1の間、スイッチング素子SWLにハイレベルが印加され、スイッチング素子SWLがオンされる。
【0238】
一方、T1とT3時点の間の期間DT1の間、Sbスイッチング素子とS’bスイッチング素子にそれぞれローレベルの制御信号LAP、LAMが印加され、Sbスイッチング素子とS’bスイッチング素子がフローティングされる。
【0239】
Sbスイッチング素子とS’bスイッチング素子は、相補的にターンオンされるが、スイッチング素子SWLがオンされる期間の間、全てフローティングされる。
【0240】
一方、T2時点に、Saスイッチング素子に印加される制御信号CMHPはハイレベル、S’aスイッチング素子に印加される制御信号CMHMはローレベルに変わる。
【0241】
一方、Saスイッチング素子とS’aスイッチング素子は、常に相補的にターンオンされる。
【0242】
一方、T2時点に、Saスイッチング素子に印加される制御信号CMHPはハイレベルに変わり、T4時点に、Sbスイッチング素子に印加される制御信号LApがハイレベルに変わる。
【0243】
T1とT3時点の間の期間DT1のうちT2時点にDT2のパルス幅を有するパルスが印加される。これによって、T2時点以後に液体レンズ500に曲率が形成される。
【0244】
これによって、センサ部962は、T1とT3時点の間の期間DT1の間、T2時点からT3時点の間の期間の間、液体レンズ500内の電極上の絶縁体と電気伝導性水溶液595の間の境界領域Ac0の面積の大きさまたは面積の変化に対応するキャパシタンスを感知することができる。
【0245】
具体的に、T2時点からT3時点の間の期間の間、フィルター1112にLV3レベルの信号が印加され、ピーク検出器114がこれを検出し、PGA1116が増幅される。これによって、T2時点からT3時点の間の期間の間、液体レンズ500内の電極上の絶縁体と電気伝導性水溶液595の間の境界領域Ac0の面積の大きさまたは面積の変化に対応するキャパシタンスを感知することができる。
【0246】
一方、即ち、T2時点に共通電極(COM)にハイレベルの電圧が印加され、T4時点に第1電極(LA)にハイレベルの電圧が印加される。
【0247】
共通電極(COM)に印加されるパルスと、第1電極(LA)に印加されるパルスの時間差DFF1によって、液体レンズ500内の液体530に形成される曲率が変化する。
【0248】
例えば、パルスの時間差DFF1が大きくなるほど、電極、電気伝導性水溶液595と接触する境界領域Ac0の面積の大きさが増加し、これによって、キャパシタンスが大きくなり、結局曲率が大きくなる。
【0249】
一方、図11aの場合、図10の第2駆動部1310は動作しない。
【0250】
次に、T5時点に、共通電極520が接地され、T6時点に、第1電極(LA)540aが接地される。以後、T7およびT8時点は、T1およびT2時点などを繰り返す。
【0251】
図11cは、図10のレンズ駆動部960aの動作を説明するための波形図の別の例であり、図11dは、図9aのセンサ部962aの動作を説明するために参照される図面である。
【0252】
図11cは、図11aの波形図と類似しているが、図10の第2駆動部1310内のスイッチング素子Sc、S’cの動作のための制御信号CMLP、CMLMが図示されることにその差がある。
【0253】
センサ部SWLは、T1とT2の期間の間ターンオンされ、T2以後からターンオフされる。
【0254】
一方、T2時点に、Saスイッチング素子に印加される制御信号CMHPはハイレベルに変わり、T3時点に、Sbスイッチング素子に印加される制御信号LApがハイレベルに変わる。
【0255】
T1とT2の期間中に、Scスイッチング素子がターンオンされる。これによって、図11dのように、電源供給部990bから供給されるLV1レベルを有する追加パルスSMPが、共通電極(COM)に印加される。
【0256】
これによって、センサ部962は、T1とT2時点の間の期間DT1の間、液体レンズ500内の電極上の絶縁体と電気伝導性水溶液595の間の境界領域Ac0の面積の大きさまたは面積の変化に対応するキャパシタンスを感知することができる。
【0257】
具体的に、T1時点からT2時点の間の期間の間、フィルター1112にLV3レベルより低いLV5レベルの信号が印加され、ピーク検出器114がこれを検出し、PGA1116が増幅される。これによって、T1時点からT2時点の間の期間の間、液体レンズ500内の電極上の絶縁体と電気伝導性水溶液595の間の境界領域Ac0の面積の大きさまたは面積の変化に対応するキャパシタンスを感知することができる。
【0258】
次に、T3時点に共通電極CQMに、DT2のパルス幅を有し、LV1レベルより大きいLV2レベルを有するパルスSLPが印加される。
【0259】
次に、T4時点に第1電極(LA)にDT3のパルス幅を有するパルスが印加される。
【0260】
共通電極CQMに印加されるパルスと、第1電極(LA)に印加されるパルスの時間差DFF1によって、液体レンズ500内の液体530に形成される曲率が変化する。
【0261】
例えば、パルスの時間差DFF1が小さいほど、電極、電気伝導性水溶液595と接触する境界領域Ac0の面積の大きさが増加し、これによって、キャパシタンスが大きくなり、結局曲率が小さくなることができる。
【0262】
図11eは、図10のレンズ駆動部960aの動作を説明するための波形図のまた別の例であり、図11fは、図9bのセンサ部962bの動作を説明するために参照される図面である。
【0263】
図11eは、図11cの波形図と類似しているが、図11cとは異なって、T1〜T2の期間の間、図10の第2駆動部1310内のスイッチング素子Sc、S’cの動作のための制御信号CMLP、CMLMが、1つのパルスではなく、複数のパルスを有することにその差がある。
【0264】
これによって、図11fのように、T1〜T2の期間の間、共通電極(COM)に、複数のパルスSMPaが印加される。
【0265】
これによって、センサ部962は、T1とT2時点の間の期間DT1の間、液体レンズ500内の電極上の絶縁体と電気伝導性水溶液595の間の境界領域Ac0の面積の大きさまたは面積の変化に対応するキャパシタンスを感知することができる。
【0266】
具体的に、T1時点からT2時点の間の期間の間、C2Vコンバータ1122にLV3複数のパルス信号が印加され、SC増幅器1124が複数のパルス信号を増幅することができる。これによって、T1時点からT2時点の間の期間の間、液体レンズ500内の電極上の絶縁体と電気伝導性水溶液595の間の境界領域Ac0の面積の大きさまたは面積の変化に対応するキャパシタンスを感知することができる。特に、センサ部962の出力により、キャパシタンスに対応する電圧信号が出力される。
【0267】
図13aは、本発明の別の実施例に係るカメラの内部ブロック図の一例である。
【0268】
図面を参照して説明すると、図13aのカメラ195nおよびレンズ曲率可変装置900bは、図7のカメラ195mおよびレンズ曲率可変装置900と類似しているが、センサ部962が、複数の電極(LA〜LD)540a〜540dに対応する複数の液体530の端部のキャパシタンスを感知することにその差がある。
【0269】
このために、共通電極(COM)520にローレベルの電圧が印加され、複数の電極(LA〜LD)540a〜540dにパルス信号が印加される。
【0270】
一方、センサ部9620の動作のために、複数の電極(LA〜LD)540a〜540dと液体レンズ500の間に接続される導電性ラインCA〜CDとセンサ部962の間に複数のスイッチング素子SWLa〜SWLdが備えられることが好ましい。
【0271】
センサ部962は、複数のスイッチング素子SWLa〜SWLdがターンオンされる区間の間、複数の電極(LA〜LD)540a〜540dに印加されるパルス信号に基づいて、複数の電極(LA〜LD)540a〜540d上の絶縁体と電気伝導性水溶液の間の境界領域に対するキャパシタンスを感知し、これを制御部970に伝達することができる。
【0272】
これによって、液体レンズ500の複数の境界領域に対するキャパシタンスを感知できるようになる。
【0273】
さらに、図13aのカメラ195nで、手ブレ補正に対応して、複数の電極(LA〜LD)540a〜540dに印加される電圧を変化させて、非対称曲率形成などが可能であるので、手ブレ補正を正確かつ迅速に行うことができるようになる。
【0274】
特に、ジャイロセンサ915は、x軸ブレ情報OISx、y軸ブレ情報OISyを出力することができる。x軸ブレ情報OISx、y軸ブレ情報OISyは制御部970に入力される。
【0275】
制御部970は、イメージ処理部930からのイメージに対する焦点情報AFに基づいて、目標曲率を設定することができる。
【0276】
一方、制御部970は、x軸ブレ情報OISxに基づいて、目標x軸チルト(tilt)を設定し、y軸ブレ情報OISyに基づいて、目標y軸チルト(tilt)を設定することができる。
【0277】
制御部970は、センサ部960でセンシングされた信号をフィードバックして、目標曲率を形成することができる。
【0278】
一方、制御部970は、センサ部960でセンシングされた信号をフィードバックして、目標x軸チルト(tilt)と目標y軸チルト(tilt)を形成することができる。
【0279】
一方、図7と類似して、図13aのカメラ195nおよびレンズ曲率可変装置900bは、液体レンズ500の温度、特に、曲率が変化する液体530の温度を感知するために、液体レンズ500周辺の温度を感知する温度感知部991を含むことができる。
【0280】
このために、温度感知部991は、サーミスタ(thermistor)等を含むことができる。例えば、感知された温度に反比例するNTCまたは感知された温度に比例するPTCなどを含むことができる。
【0281】
一方、温度感知部991で感知された温度情報は、センサ部962または制御部970に伝達される。
【0282】
図13bは、本発明のさらに別の実施例に係るカメラの内部ブロック図の一例である。
【0283】
図面を参照して説明すると、図13bのカメラ195oおよびレンズ曲率可変装置900cは、図7のカメラ195mおよびレンズ曲率可変装置900と類似しているが、センサ部962が、複数の電極(LA〜LD)540a〜540dに対応する液体の端部のキャパシタンスを感知することにその差がある。
【0284】
このために、複数の電極(LA〜LD)540a〜540dにローレベルの電圧が印加され、共通電極(COM)520にパルス信号が印加される。
【0285】
一方、センサ部9620の動作のために、複数の電極(LA〜LD)540a〜540dと液体レンズ500の間に接続される導電性ラインCA〜CDではなく、共通電極(COM)と液体レンズ500の間に接続される導電性ラインCMとセンサ部962の間に、スイッチング素子SWLが備えられることが好ましい。
【0286】
センサ部962は、スイッチング素子SWLがターンオンされる区間の間、共通電極(COM)に印加されるパルス信号に基づいて、電極上の絶縁体と電気伝導性水溶液の間の境界領域に対するキャパシタンスを感知し、これを制御部970に伝達することができる。
【0287】
これによって、液体レンズ500の境界領域に対するキャパシタンスを感知できるようになる。
【0288】
さらに、図13bのカメラ195oで、手ブレ補正に対応して非対称曲率形成などが可能であるので、手ブレ補正を正確かつ迅速に行うことができるようになる。
【0289】
特に、ジャイロセンサ915は、x軸ブレ情報OISx、y軸ブレ情報OISyを出力することができる。x軸ブレ情報OISx、y軸ブレ情報OISyは制御部970に入力される。
【0290】
制御部970は、イメージ処理部930からのイメージに対する焦点情報AFに基づいて、目標曲率を設定することができる。
【0291】
一方、制御部970は、x軸ブレ情報OISxに基づいて、目標x軸チルト(tilt)を設定し、y軸ブレ情報OISyに基づいて、目標y軸チルト(tilt)を設定することができる。
【0292】
制御部970は、センサ部960でセンシングされた信号をフィードバックして、目標曲率を形成することができる。
【0293】
一方、制御部970は、センサ部960でセンシングされた信号をフィードバックして、目標x軸チルト(tilt)と、目標y軸チルト(tilt)を形成することができる。
【0294】
一方、図7と類似して、図13bのカメラ195oおよびレンズ曲率可変装置900cは、液体レンズ500の温度、特に、曲率が変化する液体530の温度を感知するために、液体レンズ500周辺の温度を感知する温度感知部991を含むことができる。
【0295】
このために、温度感知部991は、サーミスタ(thermistor)等を含むことができる。例えば、感知された温度に反比例するNTCまたは感知された温度に比例するPTCなどを含むことができる。
【0296】
一方、温度感知部991で感知された温度情報は、センサ部962または制御部970に伝達される。
【0297】
図14は、本発明のさらに別の実施例に係るカメラの内部ブロック図の一例である。
【0298】
図面を参照すると、図14のカメラ195mは、図7のカメラ195mと類似するが、複数の導電性ラインのうちいずれか1つ(CA2)とセンサ部962の間に配置されるスイッチング素子SWLが配置されないことにその差がある。よって、その差を中心に記述するようにする。
【0299】
図14のセンサ部962は、レンズ駆動部960内に備えられる検出素子(図示されない)によって検出される電気信号を感知することができる。
【0300】
即ち、センサ部962と液体レンズ500の間に、別途のスイッチング素子なしに、センサ部962を利用してレンズ駆動部960内に備えられる検出素子(図示されない)によって検出される電気信号を感知する。
【0301】
このようなセンサ部962の動作のために、本発明の実施例に係るレンズ駆動部960は、スイッチング素子(S’aまたはS’b)のスイッチング動作によって電気信号を液体レンズに供給し、スイッチング素子(S’aまたはS’b)の一端に接続される検出素子(図示されない)を含むことができる。
【0302】
レンズ駆動部960は、相互に直列接続される第1上側スイッチング素子Saと、第1下側スイッチング素子S’aと、第1上側および第1下側スイッチング素子Sa、Sbと並列接続され、相互に直列接続される第2上側スイッチング素子Sbと第2下側スイッチング素子S’bを含むことができる。
【0303】
そして、レンズ駆動部960は、第2下側スイッチング素子S’bと接地端GNDの間に配置される検出素子(図示されない)を含むことができる。
【0304】
これによれば、第2下側スイッチング素子S’bのターンオン時、検出素子(図示されない)に所定の電気信号が供給され、センサ部962は、検出素子(図示されない)によって検出される電気信号を感知することができる。
【0305】
特に、センサ部962は、第2下側スイッチング素子S’bのターンオン時、検出素子(図示されない)によって検出される電気信号に基づいて、液体レンズ500の液体レンズ500内の電極上の絶縁体と電気伝導性水溶液595の間の境界領域Ac0の面積の大きさまたは面積の変化を感知したり、境界領域Ac0のキャパシタンスを感知することができる。
【0306】
これによれば、センサ部9620におけるセンシングのために、別途のスイッチング素子が不必要となるので、製造コストなどが低減され、スイッチング素子の別途の駆動が不必要となる。
【0307】
一方、液体レンズ500内の電極に電気信号が印加される場合、液体レンズ500内に曲率が形成され、曲率形成に対応する電気信号がセンサ部962に供給される。
【0308】
一方、第1期間の間感知されたキャパシタンスに基づいて演算された曲率が目標曲率より小さい場合、制御部970は、目標曲率に到達するようにするために、駆動部960に供給されるパルス幅可変制御信号のパルス幅が増加するように制御することができる。
【0309】
これによって、共通電極530と複数の電極にそれぞれ印加されるパルスの時間差が大きくなり、これによって、液体530に形成された曲率が大きくなる。
【0310】
結局、制御部970は、感知されるキャパシタンスに基づいて、曲率を演算することができ、目標曲率に到達したのか否かを判断することができる。一方、目標曲率に到達した場合、制御部970は、該当する電気信号を各電極に供給するように制御することができる。
【0311】
これによれば、電気信号の供給に応じて液体530の曲率を形成し、直ちに液体の曲率を感知できるようになる。よって、迅速かつ正確に液体レンズ500の曲率を把握できるようになる。
【0312】
一方、図14のカメラ195mは、液体レンズ500の温度、特に、曲率が変化する液体530の温度を感知するために、液体レンズ500周辺の温度を感知する温度感知部991を含むことができる。
【0313】
このために、温度感知部991は、サーミスタ(thermistor)等を含むことができる。例えば、感知された温度に反比例するNTCまたは感知された温度に比例するPTCなどを含むことができる。
【0314】
一方、温度感知部991で感知された温度情報は、センサ部962または制御部970に伝達される。
【0315】
図15a〜図15bは、図14の説明に参照される図面である。
【0316】
図15aと図15bは、センサ部の多様な方式を示す図面である。
【0317】
まず、図15aのレンズ曲率可変装置900c内のセンサ部962cは、レンズ駆動部960の検出素子(図示されない)によって検出される電気信号SENSのレベルを合算する積分器1134と、積分器1134で合算された電気信号を増幅する増幅器1136を含むことができる。
【0318】
特に、センサ部962cは、共通電極(COM)520または複数の電極(LA〜LD)540a〜540dのうち第1電極(LA)に印加されるパルスのレベルが変化する間、積分器1134によって、検出素子(図示されない)で検出される電気信号SENSのレベルを合算し、増幅器1136によって、積分器1134で合算されたレベルを増幅することができる。
【0319】
一方、共通電極(COM)520または複数の電極(LA〜LD)540a〜540dのうち第1電極(LA)に印加されるパルスのレベルが変化する間の電気信号SENSのレベル合算値は、液体レンズ500内の電極上の絶縁体と電気伝導性水溶液の間の境界領域の面積の大きさまたは面積の変化に応じて変化する。
【0320】
即ち、共通電極(COM)520または複数の電極(LA〜LD)540a〜540dのうち第1電極(LA)に印加されるパルスのレベルが変化する間の電気信号SENSのレベル合算値は、RC時定数に対応する。
【0321】
上述したように、液体レンズ500内の電極上の絶縁体と電気伝導性水溶液の間の境界領域の面積の大きさまたは面積の変化がキャパシタンスに対応するので、電気信号SENSのレベル合算値を利用して液体レンズ500のキャパシタンスを演算することができる。
【0322】
これによって、図15aのセンサ部962cは、液体レンズ500のキャパシタンスを感知することができる。
【0323】
一方、共通電極(COM)520に印加される第1パルスと複数の電極(LA〜LD)540a〜540dのうち第1電極(LA)に印加される第2パルスの時間差が大きいほど、積分器1134の出力値が大きくなる。
【0324】
即ち、第1パルスと第2パルスの時間差が大きいほど液体レンズ500のキャパシタンスが大きくなる。一方、第1パルスと第2パルスの時間差をディレイ(delay)と命名することができる。
【0325】
次に、図15bのレンズ曲率可変装置900c内のセンサ部962dは、レンズ駆動部960の検出素子(図示されない)によって検出される電気信号SENSのゼロクロッシングを検出するゼロクロッシング検出部1144を含むことができる。
【0326】
特に、センサ部962dは、共通電極(COM)520または複数の電極(LA〜LD)540a〜540dのうち第1電極(LA)に印加されるパルスのレベルが変化する間、ゼロクロッシング検出部1144を通じて、レンズ駆動部960の検出素子(図示されない)によって検出される電気信号SENSのゼロクロッシングを検出することができる。
【0327】
そして、複数の電極(LA〜LD)540a〜540dのうち第1電極(LA)に印加されるパルスのレベルが変化する時点からゼロクロッシング検出時点までの期間を、タイマーなどでカウントすることができる。
【0328】
一方、複数の電極(LA〜LD)540a〜540dのうち第1電極(LA)に印加されるパルスのレベルが変化する時点からゼロクロッシング検出時点までの期間は、RC時定数に対応する。
【0329】
上述したように、液体レンズ500内の電極上の絶縁体と電気伝導性水溶液の間の境界領域の面積の大きさまたは面積の変化がキャパシタンスに対応するので、電気信号SENSのレベル合算値を利用して液体レンズ500のキャパシタンスを演算することができる。
【0330】
これによって、図15bのセンサ部962dは、液体レンズ500のキャパシタンスを感知することができる。
【0331】
図16a〜図22bは、本発明の実施例に係る感知された温度に応じた曲率可変装置の動作説明に参照される図面である。
【0332】
まず、図16aは、共通電極(COM)520に印加される第1パルスと複数の電極(LA〜LD)540a〜540dのうち第1電極(LA)に印加される第2パルスの時間差であるディレイ(delay)が大きくなるほど、センサ部962で感知される液体レンズ500内のキャパシタンス(ADCまたはcapacitance)が増加することを例示する。
【0333】
次に、図16bは、ディレイ(delay)が大きくなるほど、形成された曲率に対応するディオプトリ(diopter)が増加することを例示する。
【0334】
特に、液体レンズ500の温度(45℃〜5℃)に応じて、相互に異なるオフセット(oFa〜ofe)と、相互に異なる傾きを有し、それによって、相互に異なるディオプトリを有することを例示する。
【0335】
本発明は、このように温度変化に敏感な液体レンズ500の特性を考慮して、目標曲率を形成するために、感知された温度に基づいて、変更された電気信号をレンズ駆動部960から液体レンズ500に出力するものとする。
【0336】
例えば、温度が25℃である場合、第1パルスと第2パルスの時間差であるディレイ(delay)をD1に設定すると、D1aのディオプトリを実装することができるが、温度が45℃である場合、ディレイ(delay)をD1に設定すると、D1aより大きいD1bのディオプトリが実装される。
【0337】
これによって、制御部970は、感知された温度と基準温度の差を演算し、差に基づいて、液体レンズ500に印加される複数のパルスの時間差であるディレイを変化させることができる。
【0338】
例えば、制御部970は、感知された温度が基準温度より大きく、感知された温度と基準温度の差が大きいほど、液体レンズ500に印加される複数のパルスの時間差であるディレイが小さくなるように制御することができる。
【0339】
具体的に、制御部970は、感知された温度が第1温度である場合、第1目標曲率を形成するために、レンズ駆動部960から液体レンズ500に出力される複数のパルスの間の時間差であるディレイ値が第1レベルとなるように制御し、感知された温度が第1温度より高い第2温度である場合、第1目標曲率を形成するために、ディレイ値が第1レベルより低い第2レベルとなるように制御することができる。
【0340】
一方、制御部970は、感知された温度が高いほど、第1目標曲率を形成するために、レンズ駆動部960から液体レンズ500に出力される複数のパルスの間の時間差であるディレイ値が小さくなるように制御することができる。
【0341】
即ち、温度が45℃である場合、D1aのディオプトリを実装するために、ディレイ(delay)をD1より小さいD2に設定することが好ましい。
【0342】
一方、制御部970は、感知された温度が第1温度より低い第3温度である場合、第1目標曲率を形成するために、ディレイ値が第1レベルより高い第3レベルとなるように制御することができる。
【0343】
即ち、温度が5℃である場合、D1aのディオプトリを実装するために、ディレイ(delay)をD1より大きいD3に設定することが好ましい。
【0344】
一方、図16cは、ディレイ(delay)と液体レンズ500内のキャパシタンス(ADCまたはcapacitance)の関係を示した図面である。
【0345】
図面を参照すると、ディレイ(delay)が大きくなるほど、形成された曲率に対応するキャパシタンスが増加することを例示する。
【0346】
特に、液体レンズ500の温度(45℃〜5℃)に応じて、相互に異なるオフセット(of1〜of5)と、相互に異なる傾きを有し、それによって、相互に異なるキャパシタンスを有することを例示する。
【0347】
これによれば、液体レンズ500の温度(45℃〜5℃)に応じて、相互に異なるオフセット(of1〜of5)等によって、キャパシタンスが異なるようになる。
【0348】
これと関連して、図16dは、ディオプトリと液体レンズ500内のキャパシタンス(ADCまたはcapacitance)の関係を示した図面である。
【0349】
図面を参照すると、ディオプトリが大きくなるほど、形成された曲率に対応するキャパシタンスが増加することを例示する。
【0350】
特に、液体レンズ500の温度(45℃〜5℃)に応じて、相互に異なるオフセット(oFa1〜oFa5)と、一定な傾きを有し、それによって、相互に異なるキャパシタンスを有することを例示する。
【0351】
これによれば、液体レンズ500の温度(45℃〜5℃)に応じて、相互に異なるオフセット(of1〜of5)等によって、キャパシタンスが異なるようになる。
【0352】
例えば、温度が25℃である場合、ディオプトリをDsmに設定すると、温度が25℃である場合ADCaのキャパシタンスを有し、温度が45℃である場合、ADCaより大きいADCbのキャパシタンスを有することになる。
【0353】
このようなキャパシタンスの差は、温度が25℃である場合のオフセットであるoFa3と、温度が45℃のオフセットであるoFa1との差に起因する。
【0354】
これによって、制御部970は、感知された温度に応じて、センサ部962でセンシングされた信号のオフセットを補償するための補償信号をセンサ部962に出力するものとする。
【0355】
特に、制御部970は、感知された温度が増加するほど、センサ部962でセンシングされた信号のオフセットを補償するために、オフセットが減少するように制御することができる。
【0356】
一方、制御部970は、感知された温度が基準温度より大きく、感知された温度と基準温度の差が増加するほど、基準温度のオフセットに対してオフセットの変化量が増加する補償信号をセンサ部962に出力することができる。
【0357】
具体的に、制御部970は、感知された温度が基準温度より大きく、感知された温度と基準温度の差が増加するほど、センサ部962でセンシングされた信号のオフセットを補償するために、オフセットが減少するように制御することができる。
【0358】
一方、制御部970は、オフセット補償以外に、傾きに対応するゲインを補償するように制御することができる。
【0359】
一方、制御部970は、感知された温度に応じて、センサ部962でセンシングされた信号のオフセットとゲインを補償する補償信号をセンサ部962に出力することができる。
【0360】
このように、制御部970は、感知された温度に応じて、センサ部962でセンシングされた信号を補償し、補償されたセンシング信号に基づいて、レンズ駆動部960が動作するように制御することができる。このように、センサ部962でオフセットまたはゲインが補償されるので、温度変化にもかかわらず、正確なキャパシタンス感知が可能であり、正確な曲率感知が可能となる。
【0361】
一方、図17aは、時間にともなう液体レンズ500の温度変化を例示する図面である。特に、図17aは、ディレイが一定な状態において、時間にともなう液体レンズ500の温度変化を例示する図面である。
【0362】
図面を参照すると、液体レンズ500は、液体の比熱特性などによって温度変化が遅く行われる点が特徴である。
【0363】
例えば、外部温度の変化に応じて液体レンズ500の温度変化が発生することになる。
【0364】
一方、イメージセンサ820が駆動される場合、特に、イメージセンサ820がオフされてからオンされる場合、イメージセンサ820に熱が発生することになり、これによって液体レンズ500の温度が徐々に増加することになる。
【0365】
これによって、図面のように温度が変化する時、Tth時点まで温度が徐々に変化し、Tth時点から液体レンズ500の温度が一定となる。
【0366】
一方、図17bは、時間にともなう液体レンズ500のディオプトリ変化を例示する図面である。
【0367】
図面のように温度が変化する時、Tth時点まで温度が徐々に変化し、Tth時点から液体レンズ500のディオプトリが一定となる。
【0368】
一方、図17cは、時間にともなう液体レンズ500のキャパシタンス変化を例示する図面である。
【0369】
図面のように温度が変化する時、Tth時点まで温度が徐々に変化し、Tth時点から液体レンズ500のキャパシタンスが一定となる。
【0370】
これによって、制御部970は、液体レンズ500の特性による特定時点(Tth)以内には、第1周期毎に、温度感知部991で感知された温度情報に基づいて、ディレイを変化させたり、オフセットまたはゲインを補償し、特定時点(Tth)以後からは、第1周期より長い第2周期毎に、温度感知部991で感知された温度情報に基づいて、ディレイを変化させたり、オフセットまたはゲインを補償するように制御することができる。
【0371】
図18aは、温度補償に関連して本発明の実施例に係るレンズ曲率可変装置900taの内部ブロック図の一例である。
【0372】
図面を参照すると、レンズ曲率可変装置900taは、上述したように、レンズ駆動部960、センサ部962、温度感知部991、マルチプレクサ2405、コンバータ2405、制御部970を含むことができる。
【0373】
コンバータ2405は、センサ部962からのセンシング信号をAD変換し、温度感知部991からのセンシング信号をAD変換することができる。
【0374】
一方、図面とは異なるように、マルチプレクサ2405が省略され、センサ部962のための第1コンバータ、温度感知部991のための第2コンバータが備えられてもよい。
【0375】
一方、制御部970は、デジタル信号処理部(DSP)2410とルックアップテーブル(LUT)2420を含むことができる。一方、図面とは異なるように、ルックアップテーブル(LUT)2420が制御部970と分離されてもよい。
【0376】
制御部970は、目標曲率を形成するために、感知された温度に基づいて、変更された電気信号DSCをレンズ駆動部960から液体レンズ500に出力することができる。
【0377】
特に、制御部970は、感知された温度に応じて、液体レンズ500に印加される複数のパルスの時間差であるディレイを変化させることができる。
【0378】
一方、ルックアップテーブル(LUT)2420は、図18bの(a)のように、第1基準ディオプトリ(例えば、0ディオプトリ)に応じた温度情報、ディレイ情報、液体レンズ500に印加される複数のパルスの時間差であるディレイ情報、ゲイン情報、オフセット情報を格納することができる。
【0379】
また、ルックアップテーブル(LUT)2420は、図18bの(a)と類似して、第2基準ディオプトリ(例えば、20ディオプトリ)に応じた温度情報、ディレイ情報、液体レンズ500に印加される複数のパルスの時間差であるディレイ情報、ゲイン情報、オフセット情報を格納することができる。
【0380】
即ち、ルックアップテーブル(LUT)2420は、図18bの(a)のように、複数の基準ディオプトリ別に、温度情報、ディレイ情報、液体レンズ500に印加される複数のパルスの時間差であるディレイ情報、ゲイン情報、オフセット情報を格納することができる。
【0381】
これによって、制御部970は、感知された温度に応じて、液体レンズ500に印加される複数のパルスの時間差であるディレイ情報、ゲイン情報、オフセット情報をルックアップテーブル(LUT)2420から読み取る。
【0382】
特に、制御部970は、感知された温度に応じて、複数の基準ディオプトリ別に、ディレイ情報、ゲイン情報、オフセット情報を読み取り、読み取られた複数のディレイ情報、ゲイン情報、オフセット情報を利用して目標曲率または目標ディオプトリ形成のために、ディレイ情報、ゲイン情報、オフセット情報を演算することができる。
【0383】
結局、制御部970は、感知された温度に応じて、演算されるディレイ情報に基づいて、液体レンズ500に印加される複数のパルスの時間差であるディレイを変化させることができる。
【0384】
そして、制御部970は、感知された温度に応じて、演算されたゲイン情報、オフセット情報に基づいて、センサ部962でセンシングされた信号を補償するための補償信号CPPをセンサ部962に出力することができる。
【0385】
一方、ルックアップテーブル(LUT)2420は、図18bの(b)のように、基準温度(例えば、25℃)に応じた曲率情報、液体レンズ500に印加される複数のパルスの時間差であるディレイ情報、液体レンズ500のキャパシタンスADCを格納することができる。
【0386】
これによって、制御部970は、感知された温度と基準温度の差を演算し、差に基づいて、液体レンズ500に印加される複数のパルスの時間差であるディレイを変化させることができる。
【0387】
そして、制御部970は、感知された温度に応じて、センサ部962でセンシングされた信号を補償するための補償信号CPPをセンサ部962に出力することができる。
【0388】
制御部970は、感知された温度に応じて、センサ部962でセンシングされた信号のオフセットを補償する補償信号CPPをセンサ部962に出力することができる。
【0389】
図19は、図18aのレンズ曲率可変装置900taの動作方法のフローチャートである。
【0390】
図面を参照すると、制御部970は、センサ部962からの第1センシング値を受信する(S2510)。
【0391】
次に、制御部970は、温度感知部991からの温度情報である第2センシング値を受信する(S2520)。
【0392】
次に、制御部970は、第1および第2センシング値に基づいて、レンズ駆動部960の駆動のための駆動信号を決定し、センサ部962の補償のための補償信号を決定することができる(S2530)。
【0393】
この時の駆動信号は、曲率形成のためのディレイに関連した電気信号であってもよい。
【0394】
一方、補償信号は、センサ部962でセンシングされた信号のオフセットなどを補償するための補償信号であってもよい。
【0395】
次に、制御部970は、決定された駆動信号と補償信号を出力することができる(S2540)。これによって、決定された駆動信号がレンズ駆動部960に印加され、決定された補償信号がセンサ部962に印加される。
【0396】
これによって、温度変化にもかかわらず、液体レンズ500に所望の曲率を形成し、正確なキャパシタンスセンシングを行うことができる。
【0397】
図20aは、温度補償に関連して本発明の実施例に係るレンズ曲率可変装置900tbの内部ブロック図の別の例である。
【0398】
図面を参照すると、レンズ曲率可変装置900tbは、図18aのレンズ曲率可変装置900taのように、レンズ駆動部960、センサ部962、温度感知部991、マルチプレクサ2605、コンバータ2605、制御部970を含むことができる。
【0399】
レンズ曲率可変装置900tbは、図18aのレンズ曲率可変装置900taと類似しているが、制御部970から補償信号CPPが出力されないことにその差がある。
【0400】
制御部970は、補償信号CPP出力の代わりに、感知された温度に基づいて、センサ部962からのセンシング信号を補償する。そして、補償されたセンシング信号に基づいて、曲率形成のために、変更された電気信号DSCを出力することができる。
【0401】
ここで、変更された電気信号DSCは、液体レンズ500に印加される第1パルスと第2パルスのディレイ(delay)に対応する信号であってもよい。
【0402】
図20bは、図20aの動作を説明するために参照される図面である。
【0403】
図20bを参照すると、制御部970は、イコライザー972、ディレイ補償部2432、センサ補償部3434を含むことができる。
【0404】
センサ補償部3434は、センサ部967からのセンシング信号ADCを受信し、感知された温度に基づいて、補償されたセンシング値(ADC_com)を出力することができる。
【0405】
イコライザー972は、目標曲率情報(Target)と、補償されたセンシング値(ADC_com)の差に基づいて、曲率エラーまたはディレイ(delay)エラーまたはディレイ(delay)を演算することができる。
【0406】
そして、ディレイ補償部2432は、ディレイ(delay)エラーまたはディレイ(delay)と、感知された温度に基づいて、補償されたディレイ(delay_com)を出力することができる。
【0407】
これによって、補償されたディレイ(delay_com)に基づいて、レンズ駆動部960が動作し、結局、温度変化にもかかわらず、所望の目標曲率が安定的に液体レンズ500に形成される。
【0408】
図21は、図20aのレンズ曲率可変装置900tbの動作方法のフローチャートである。
【0409】
図面を参照すると、制御部970は、センサ部962からの第1センシング値を受信する(S2710)。
【0410】
次に、制御部970は、温度感知部991からの温度情報である第2センシング値を受信する(S2720)。
【0411】
一方、制御部970は、感知された温度に基づいて、センシング値補償を行うことができる。
【0412】
次に、制御部970は、第1および第2センシング値に基づいて、レンズ駆動部960の駆動のための駆動信号を決定することができる(S2730)。
【0413】
特に、制御部970は、感知された温度および補償されたセンシング値に基づいて、レンズ駆動部960の駆動のための駆動信号を決定することができる。
【0414】
この時の駆動信号は、曲率形成のためのディレイに関連した電気信号であってもよい。
【0415】
次に、制御部970は、決定された駆動信号を出力することができる(S2740)。これによって、決定された駆動信号がレンズ駆動部960に印加され、決定された補償信号がセンサ部962に印加される。
【0416】
これによって、温度変化にもかかわらず、液体レンズ500に所望の曲率を形成することができる。
【0417】
一方、図22aは、時間にともなう液体レンズ500の温度変化を例示する図面である。
【0418】
図面のように温度が変化する時、Tth時点まで温度が徐々に変化し、Tth時点から液体レンズ500の温度が一定となる。
【0419】
一方、図22bは、感知された温度に応じて温度補償が行われることで、時間にともなう液体レンズ500のディオプトリの変化がないことを例示する図面である。
【0420】
図面のように、感知された温度変化にもかかわらず、初期からTth時点を通って、その後の間、液体レンズ500のディオプトリが一定となる。よって、所望の目標ディオプトリ、または目標曲率を安定的に維持できるようになる。
【0421】
一方、図22cは、感知された温度に応じて、温度補償が行われることで、時間にともなう液体レンズ500のキャパシタンス変化を例示する図面である。
【0422】
図面のように、感知された温度変化にもかかわらず、初期からTth時点を通って、その後の間、液体レンズ500のキャパシタンスが一定となる。よって、所望の目標ディオプトリ、または目標曲率を安定的に維持できるようになる。
【0423】
一方、図7〜図22cで説明したレンズ曲率可変装置900は、移動端末、車両、TV、ドローン、ロボット、ロボット掃除機など多様な電子機器に採用可能である。
【0424】
一方、本発明のレンズ曲率可変装置の動作方法は、レンズ曲率可変装置に備えられたプロセッサが読み取ることのできる記録媒体に、プロセッサが読み取ることのできるコードとして実装することが可能である。プロセッサが読み取ることのできる記録媒体は、プロセッサによって読み取ることのできるデータが格納されるあらゆる種類の記録装置を含む。プロセッサが読み取ることのできる記録媒体の例としては、ROM、RAM、CD−ROM、磁気テープ、フロッピーディスク、光データ格納装置などがあり、また、インターネットを通じた伝送などのような搬送波の形態で実装されるものも含む。また、プロセッサが読み取ることのできる記録媒体は、ネットワークに連結されたコンピュータシステムに分散されて、分散方式にプロセッサが読み取ることのできるコードが格納されて実行されてもよい。
【0425】
以上では、本発明の好ましい実施例に対して図面を参照して説明したが、本発明は、上述した特定の実施例に限定されるものではなく、請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱することなく、本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者によって多様な変形実施が可能であり、そのような変形実施も本発明に含まれるものと解釈されるべきである。
【図1a】
【図1b】
【図1c】
【図1d】
【図2】
【図3a】
【図3b】
【図4a】
【図4b】
【図4c】
【図5a】
【図5b】
【図5c】
【図5d】
【図5e】
【図6】
【図7】
【図8a】
【図8b】
【図9a】
【図9b】
【図9c】
【図10】
【図11a】
【図11b】
【図11c】
【図11d】
【図12a】
【図12b】
【図13a】
【図13b】
【図14】
【図15a】
【図15b】
【図16a】
【図16b】
【図16c】
【図16d】
【図17a】
【図17b】
【図17c】
【図18a】
【図18b】
【図19】
【図20a】
【図20b】
【図21】
【図22a】
【図22b】
【図22c】
【手続補正書】
【提出日】20200826
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
印加される電気信号に基づいて曲率が変化する液体レンズの曲率を変化させるためのレンズ曲率可変装置において、
前記液体レンズに前記電気信号を印加するレンズ駆動部と、
前記電気信号に基づいて形成された液体レンズの曲率を感知するためのセンサ部と、
前記液体レンズ周辺の温度を感知する温度感知部と、
前記感知された曲率に基づいて、前記液体レンズの目標曲率を形成するように前記レンズ駆動部を制御する制御部と、を含み、
前記制御部は、前記目標曲率を形成するために、前記感知された温度に基づいて、変更された電気信号を前記レンズ駆動部から前記液体レンズに出力するように制御し、
前記制御部は、前記感知された温度に応じて、前記液体レンズに印加される複数のパルスの時間差であるディレイを変化させることを特徴とする、レンズ曲率可変装置。
【請求項2】
少なくとも1つの基準ディオプトリに基づいた温度別のディレイ情報を格納するメモリーをさらに含み、
前記制御部は、前記感知された温度および前記メモリーに格納されたディレイ情報を利用して、前記液体レンズに印加される複数のパルスの時間差であるディレイを変化させることを特徴とする、請求項に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項3】
前記メモリーは、前記少なくとも1つの基準ディオプトリに基づいた温度別のオフセット情報またはゲイン情報をさらに格納し、
前記制御部は、前記感知された温度に応じて、前記センサ部でセンシングされた信号のオフセットまたはゲインを補償するための補償信号を前記センサ部に出力することを特徴とする、請求項に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項4】
前記制御部は、前記目標曲率を形成するために、前記感知された温度および基準温度の差に基づいて、変更された電気信号を前記レンズ駆動部から前記液体レンズに出力するように制御することを特徴とする、請求項1に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項5】
前記基準温度に応じた曲率情報、前記液体レンズに印加される複数のパルスの時間差であるディレイ情報、前記液体レンズのキャパシタンスを格納するメモリーをさらに含み、
前記制御部は、前記感知された温度と前記基準温度との差を演算し、前記差に基づいて、前記液体レンズに印加される複数のパルスの時間差であるディレイを変化させることを特徴とする、請求項に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項6】
前記制御部は、
前記感知された温度が第1温度である場合、第1目標曲率を形成するために、前記レンズ駆動部から前記液体レンズに出力される複数のパルスの間の時間差であるディレイ値が第1レベルとなるように制御し、
前記感知された温度が前記第1温度より高い第2温度である場合、前記第1目標曲率を形成するために、前記ディレイ値が前記第1レベルより低い第2レベルとなるように制御することを特徴とする、請求項1に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項7】
前記制御部は、前記感知された温度が高いほど、第1目標曲率を形成するために、前記レンズ駆動部から前記液体レンズに出力される複数のパルスの間の時間差であるディレイ値が小さくなるように制御することを特徴とする、請求項1に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項8】
前記制御部は、前記感知された温度に応じて、前記センサ部でセンシングされた信号を補償するための補償信号を前記センサ部に出力することを特徴とする、請求項1に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項9】
前記制御部は、前記感知された温度に応じて、前記センサ部でセンシングされた信号のオフセットまたはゲインを補償する補償信号を前記センサ部に出力することを特徴とする、請求項に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項10】
前記制御部は、前記感知された温度と基準温度との差が大きくなるほど、オフセットの変化量が増加する補償信号を前記センサ部に出力することを特徴とする、請求項に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項11】
前記制御部は、前記感知された温度に応じて、前記センサ部でセンシングされた信号を補償し、前記補償されたセンシング信号に基づいて、前記レンズ駆動部が動作するように制御することを特徴とする、請求項1に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項12】
前記センサ部は、前記液体レンズ内の電極上の絶縁体と電気伝導性水溶液との間の境界領域の面積の大きさまたは前記面積の変化を感知することを特徴とする、請求項1に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項13】
前記センサ部は、前記液体レンズ内の電極上の絶縁体と電気伝導性水溶液との間の境界領域の面積の大きさまたは前記面積の変化に対応して、前記電気伝導性水溶液と前記電極とが形成するキャパシタンスを感知し、前記感知されたキャパシタンスを電圧信号に変換することを特徴とする、請求項1に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項14】
前記レンズ駆動部から出力される複数の電気信号を前記液体レンズに供給する複数の導電性ラインと、
前記複数の導電性ラインのうちいずれか1つと前記センサ部との間に配置されるスイッチング素子とをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項15】
前記センサ部は、前記スイッチング素子のオン期間の間、前記液体レンズ内の電極上の絶縁体と電気伝導性水溶液との間の境界領域の面積の大きさまたは前記面積の変化を感知することを特徴とする、請求項14に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項16】
前記液体レンズは、
共通電極と、
前記共通電極と離隔して配置される複数の電極と、
前記共通電極と複数の電極との間に配置される液体および電気伝導性水溶液と、を備え
前記制御部は、前記共通電極および複数の電極のうち少なくとも1つにパルスが印加される間、前記センサ部で感知されるキャパシタンスに基づいて、前記液体レンズの曲率を演算し、前記演算された曲率が前記目標曲率より小さくなる場合、前記液体レンズに印加される複数のパルスの時差であるディレイが増加するように制御することを特徴とする、請求項1に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項17】
前記制御部は、
前記演算された曲率と目標曲率とに基づいて、曲率エラーを演算するイコライザーと、
前記演算された曲率エラーに基づいて、パルス幅可変信号を生成して出力するパルス幅可変制御部と、を含むことを特徴とする、請求項16に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項18】
前記レンズ駆動部は、
スイッチング素子のスイッチング動作によって、前記電気信号を前記液体レンズに供給し、
前記スイッチング素子の一端に接続される検出素子を備え、
前記センサ部は、前記検出素子によって検出される電気信号を感知することを特徴とする、請求項1に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項19】
前記センサ部は、
相互に直列接続される第1上側スイッチング素子および第1下側スイッチング素子と、
前記第1上側スイッチング素子および前記第1下側スイッチング素子と並列接続され、相互に直列接続される第2上側スイッチング素子および第2下側スイッチング素子と、を備え、
前記検出素子は、前記第1下側スイッチング素子および前記第2下側スイッチング素子のうちいずれか1つと接地端との間に接続されることを特徴とする、請求項18に記載のレンズ曲率可変装置。
【請求項20】
前記液体レンズは、
共通電極と、
前記共通電極と離隔して配置される複数の電極と、
前記共通電極と複数の電極との間に配置される液体および電気伝導性水溶液を、を備え、
前記センサ部は、前記共通電極または前記複数の電極のうち第1電極に印加されるパルスのレベルが変化する時点に、前記検出素子によって検出される電気信号を感知することを特徴とする、請求項18に記載のレンズ曲率可変装置。
【国際調査報告】