CN110226124B - 相机模块、光学设备及驱动液体透镜的方法 - Google Patents
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Abstract
提供了一种相机模块,该相机模块包括:芯板,其具有用于容纳导电液体和非导电液体的腔体;电极单元,其被设置在芯板上并且电连接至导电液体;隔离单元,其被设置在电极单元中并且防止非导电液体的接触;以及控制单元,其用于控制施加到电极单元的电压,其中,电极单元包括通过电磁相互作用改变导电液体与非导电液体之间的界面的第一电极和第二电极,第一电极包括绕光轴沿圆周方向顺序地设置的多个电极部分,并且控制单元顺序地控制施加到多个电极部分的电压。
Description
技术领域
实施方式涉及包括液体透镜的相机模块、光学设备及用于驱动液体透镜的方法。更具体地,实施方式涉及包括可以使用电能来调整其焦距的液体透镜的相机模块、光学设备及用于驱动液体透镜的方法。
背景技术
在本部分中,以下描述仅提供关于实施方式的背景技术的信息,并不构成现有技术。
使用便携式设备的人需要具有高分辨率、小巧且具有诸如光学放大/缩小功能、自动聚焦(AF)功能和抖动补偿或光学图像稳定(OIS)功能的各种拍摄功能的光学设备。可以通过直接移动一起使用的多个透镜来实现这样的拍摄功能。然而,在增加透镜数量的情况下,会增大光学设备的尺寸。
相机模块是拍取被摄体的照片或视频的相机的模块。这样的相机模块的示例是具有自动聚焦(AF)功能的AF相机模块,自动聚焦功能是根据与被摄体的距离自动调整焦点的功能。
通过沿光轴或在垂直于光轴的方向上移动或倾斜包括多个透镜的透镜模块来执行自动聚焦和抖动补偿功能,多个透镜在透镜的光轴对准的状态下固定到透镜保持件。使用单独的透镜移动装置来移动透镜模块。
通过使用透镜移动装置在光轴方向上移动包括多个透镜的透镜模块来执行自动聚焦功能。
然而,透镜移动装置具有高功耗,并且为了保护透镜移动装置,除了相机模块之外,还需要添加盖玻璃。因此,增加了相机模块的总厚度。因此,对下述液体透镜进行了研究,该液体透镜被配置成使得两种液体之间的界面的曲率被以电方式调整以执行自动聚焦和抖动补偿功能。
同时,在常规的液体透镜中,电压被施加到电极单元的所有电极(批量型电极驱动方案)以改变液体界面的曲率,由此执行自动聚焦功能。在批量型电极驱动方案中,改变施加到电极单元的单位电压以调整聚焦步长(聚焦度)。
在为了细分液体透镜的聚焦步长而除常规液体透镜的单位电压的变化之外还添加其他控制因素的情况下,可以更准确地执行自动聚焦功能。
发明内容
技术问题
实施方式提供了包括下述液体透镜的相机模块、包括该模块的光学设备及用于驱动液体透镜的方法,该液体透镜的聚焦步长能够在不降低单位电压的情况下通过其他控制因素来调整。
实施方式提供了液体透镜、相机模块、光学设备及用于驱动液体透镜的方法,该液体透镜的线性度可以在不使用更高分辨率的电压驱动器的情况下得到保证。
通过实施方式可以实现的技术目的不限于已经在上文中特别描述过的内容,并且本领域技术人员将从以下详细描述中更清楚地理解本文中未描述的其他技术目的。
技术方案
在一个实施方式中,液体透镜可以包括:芯板,其中形成有用于容纳导电液体和非导电液体的腔体;电极单元,其被设置在芯板处,该电极单元连接至导电液体;隔离单元,其被设置在电极单元处,用于防止电极单元与非导电液体之间的接触;以及控制单元,其用于控制施加到电极单元的电压,其中,电极单元包括彼此电磁相互作用以改变导电液体与非导电液体之间的界面的第一电极和第二电极,第一电极包括绕光轴沿圆周方向顺序地设置的多个电极部分,并且控制单元顺序地控制施加到电极部分的电压。
第一电极可以包括沿圆周方向顺序地设置的第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分,并且控制单元可以控制第一电极部分和第三电极部分的电压,然后控制第二电极部分和第四电极部分的电压。
控制单元可以同时控制第一电极部分和第三电极部分的电压,并且可以同时控制第二电极部分和第四电极部分的电压。
在另一实施方式中,液体透镜可以包括:芯板,其中形成有用于容纳导电液体和非导电液体的腔体;电极单元,其被设置在芯板处,电极单元连接至导电液体;隔离单元,其被设置在电极单元处,用于防止电极单元与非导电液体之间的接触;以及控制单元,其用于控制施加到电极单元的电压,其中,电极单元包括彼此电磁相互作用以改变导电液体与非导电液体之间的界面的第一电极和第二电极,第一电极包括第一电极部分、第三电极部分、第二电极部分和第四电极部分,第三电极部分被设置在第三电极部分与第一电极部分关于光轴对称的方向上,第二电极部分沿圆周方向被设置在第一电极部分与第三电极部分之间,并且第四电极部分被设置在第四电极部分与第二电极部分关于光轴对称的方向上,并且控制单元顺序地控制施加到第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分的电压。
控制单元可以控制第一电极部分和第三电极部分的电压,然后可以控制第二电极部分和第四电极部分的电压。
控制单元可以同时控制第一电极部分和第三电极部分的电压,并且可以同时控制第二电极部分和第四电极部分的电压。
第二电极可以是公共电极。
第一电极可以被设置在芯板的上表面处以连接至导电液体,第二电极可以被设置在芯板的上表面和下表面处以及腔体的内表面处,由隔离单元防止第二电极与非导电液体之间的接触。
液体透镜还可以包括上盖板和下盖板,上盖板和下盖板分别设置在腔体的上方和下方以用于封闭腔体。
液体透镜还可以包括:第一基板,其被设置在上盖板上方,第一基板连接至第一电极;以及第二基板,其被设置在下盖板下方,第二基板连接至第二电极。
在另一实施方式中,相机模块可以包括:壳体;容纳在壳体中的透镜保持件;容纳在透镜保持件中的透镜模块,透镜模块包括至少一个透镜;设置在透镜模块上方或下方或在透镜模块的中间的液体透镜;以及电连接至液体透镜的主基板,该主基板上安装有控制单元,其中,液体透镜包括:芯板,在该芯板中形成有用于容纳导电液体和非导电液体的腔体;电极单元,其被设置在芯板上,电极单元电连接至导电液体;隔离单元,其被设置在电极单元处,用于防止与非导电液体接触;以及控制单元,其用于控制施加到电极单元的电压,电极单元包括彼此电磁相互作用以改变导电液体与非导电液体之间的界面的第一电极和第二电极,第一电极包括绕光轴沿圆周方向顺序地设置的多个电极部分,并且控制单元顺序地控制施加到电极部分的电压。
在另一实施方式中,一种作为根据第一实施方式的液体透镜移动方法的控制液体透镜的方法,液体透镜被配置成使得通过第一电极与第二电极之间的电磁相互作用来改变腔体中的导电液体与非导电液体之间的界面,第一电极包括沿圆周方向顺序地设置的第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分,该方法可以包括以随机顺序控制第一电极部分和第三电极部分的电压的步骤以及以随机顺序控制第二电极部分和第四电极部分的电压的步骤。
可以同时控制第一电极部分和第三电极部分的电压,并且可以同时控制第二电极部分和第四电极部分的电压。
在另一实施方式中,一种作为根据第二实施方式的液体透镜移动方法的控制液体透镜的方法,液体透镜被配置成使得通过第一电极与第二电极之间的电磁相互作用改变腔体中的导电液体与非导电液体之间的界面,第一电极包括第一电极部分、第三电极部分、第二电极部分和第四电极部分,第三电极部分被设置在第三电极部分与第一电极部分关于光轴对称的方向上,第二电极部分沿圆周方向被设置在第一电极部分与第三电极部分之间,并且第四电极部分被设置在第四电极部分与第二电极部分关于光轴对称的方向上,该方法包括以随机顺序控制第一电极部分和第三电极部分的电压的步骤以及以随机顺序控制第二电极部分和第四电极部分的电压的步骤。
可以同时控制第一电极部分和第三电极部分的电压,并且可以同时控制第二电极部分和第四电极部分的电压。
在另一实施方式中,液体透镜可以包括腔体、容纳在腔体中的导电液体和非导电液体、n个单独电极(n是2或更大的整数)以及公共电极,其中,在导电液体与非导电液体之间形成界面,第一驱动电压代码的第一范围内的平均驱动电压的变化大于第一驱动电压代码的第二范围内的平均驱动电压的变化,平均驱动电压是在公共电极与n个单独电极之间施加的驱动电压的平均值,第二范围的下限值大于第一范围的上限值,并且第一驱动电压代码是对应于平均驱动电压的值。
在另一实施方式中,相机模块可以包括下述液体透镜,该液体透镜包括腔体、容纳在腔体中的导电液体与非导电液体、n个单独电极(n是2或更大的整数)、公共电极、在导电液体与非导电液体之间形成的界面以及用于生成在液体透镜的公共电极与n个单独电极之一之间施加的驱动电压的控制电路,其中,第一驱动电压代码的第一范围内的平均驱动电压的变化大于第一驱动电压代码的第二范围内的平均驱动电压的变化,平均驱动电压是在公共电极与n个单独电极之间施加的驱动电压的平均值,第二范围的下限值大于第一范围的上限值,并且第一驱动电压代码是对应于平均驱动电压的值。
在一些实施方式中,控制电路可以包括:代码转换单元,其用于接收第一驱动电压代码并且将第一驱动电压代码转换成比第一驱动电压代码具有更高分辨率的第二驱动电压代码;以及代码转换信息提供单元,其具有用于将第一驱动电压代码转换成第二驱动电压代码的转换表或转换算法。
在一些实施方式中,控制电路还可以包括用于基于经转换的第二驱动电压代码生成驱动电压的电压驱动器。
在一些实施方式中,转换表可以是以下表,在该表中,第一驱动电压代码和第二驱动电压代码彼此匹配以执行补偿,使得在第一驱动电压代码与界面的屈光度之间具有线性关系。
在一些实施方式中,控制电路还可以包括驱动电压代码确定单元,其用于根据第二驱动电压代码来确定与第一驱动电极至第n驱动电极中的每一个对应的每个电极的驱动电压代码。
在一些实施方式中,转换表可以是以下表,在该表中,第一驱动电压代码和与n个驱动电极中的每一个对应的每个电极的驱动电压代码彼此匹配以执行补偿,使得在第一驱动电压代码与界面的屈光度之间具有线性关系。
在一些实施方式中,转换算法可以是第一驱动电压代码与第二驱动电压代码之间的转换函数,以执行补偿,使得在第一驱动电压代码与界面的屈光度之间具有线性关系。
在一些实施方式中,与n个单独电极对应的相应电极的驱动电压代码中的相应电极的至少两个驱动电压代码可以彼此不同。
在一些实施方式中,可以根据第一驱动电压代码与界面的屈光度之间的关系,使用归一化、比例转换或反函数转换中至少之一来设置转换表或转换算法,使得在第一驱动电压代码与界面的屈光度之间具有线性关系。
在另一实施方式中,液体透镜可以包括腔体、容纳在腔体中的导电液体和非导电液体、n个单独电极(n是2或更大的整数)以及公共电极,其中,在导电液体与非导电液体之间形成界面,确定平均驱动电压的第一驱动电压代码与界面的屈光度之间具有线性关系,随着第一驱动电压代码顺序地改变,平均驱动电压不规律地改变,平均驱动电压是在公共电极与n个单独电极之间施加的驱动电压的平均值。
在另一实施方式中,光学设备可以包括相机模块、用于输出图像的显示单元、用于向相机模块提供电力的电池以及其中安装有相机模块、显示单元和电池的外壳。
本公开内容的上述方面仅是优选实施方式中的一些,并且本领域技术人员可以从以下详细的描述中得到并理解并入技术特征的各种实施方式。
有益效果
实施方式提供了一种液体透镜,其被配置成使得电极单元被划分成电极部分,并且电压被顺序地施加到由于电极单元的划分而产生的电极部分(单独型电极驱动方案),由此可以在不降低单位电压的情况下调整聚焦步长。此外,绕用于容纳液体的腔体沿圆周方向设置电极部分,并且电压被顺序地施加到由于以对称方式划分电极单元而产生的电极部分。因此,可以防止由于液体透镜的界面倾斜时发生的光路变化导致的照片质量的劣化。此外,实施方式提供了包括液体透镜的相机模块和移动液体透镜的方法。
在根据实施方式的液体透镜、相机模块和光学设备中,可以使用具有更高分辨率的驱动电压代码来转换驱动电压代码,由此可以保证驱动电压代码与液体透镜的界面的屈光度之间的线性关系。
应当注意,本公开内容的效果不限于上面提及的效果,并且本领域技术人员从以上对本发明的描述中将清楚地理解其他未提及的效果。
附图说明
图1是示出根据本实施方式的相机模块的立体图;
图2是示出根据本实施方式的相机模块的分解立体图;
图3是示出根据本实施方式的透镜保持件的立体图;
图4是示出根据本实施方式的将透镜模块容纳在透镜保持件中的概念视图;
图5是示出电润湿现象的概念视图;
图6是示出根据本实施方式的液体透镜的分解立体图;
图7是示出除第一基板和第二基板之外的根据本实施方式的液体透镜的截面图;
图8是示出根据比较示例的AF操作的概念视图;
图9是示出根据第一实施方式的液体透镜移动方法的流程图;
图10是示出根据第一实施方式的液体透镜移动方法的概念视图;
图11是示出根据第二实施方式的液体透镜移动方法的流程图;
图12是示出根据第二实施方式的液体透镜移动方法的概念视图;
图13是示出将电极单元划分成8个电极部分的情况下的液体透镜移动方法的概念视图;
图14是示出将电极单元划分成9个电极部分的情况下的液体透镜移动方法的概念视图;
图15是示出本实施方式和比较示例中的基于聚焦步长的光功率计的曲线图;
图16示出了根据实施方式的相机模块的示例;
图17示出了在相机模块中包括的透镜组件的示例;
图18是示意性地示出图16中所示的相机模块的框图;
图19示出了响应于驱动电压而调整其界面的液体透镜;
图20是示出供应到液体透镜的两端的电压的实施方式的视图;
图21是示出根据实施方式的向液体透镜施加电压的方法的视图;
图22是示出在一个驱动电极的方面中根据图21所示的实施方式的向液体透镜施加电压的方法的视图;
图23是示出根据实施方式的驱动电压施加方法的效果的视图;
图24和图25是示出向液体透镜施加电压的方法的实施方式的视图;
图26是示出向液体透镜施加电压的方法的另一实施方式的视图;
图27是更具体地示出图18所示的控制器的框图;
图28至图31是示出能够获取第二驱动电压代码的实施方式的视图,通过该第二驱动电压代码,液体界面的屈光度根据线性地增大的第一驱动电压代码而线性地增大;
图32是示出根据实施方式的转换表的实施方式的视图;
图33是示出根据另一实施方式的转换表的另一实施方式的视图;
图34是示出根据实施方式的驱动电压施加方法的应用示例的视图;以及
图35和图36是示出根据实施方式的驱动电压施加方法的效果的视图。
具体实施方式
根据一种实施方式的液体透镜包括:芯板,其中形成有用于容纳导电液体和非导电液体的腔体;电极单元,其被设置在芯板处,该电极单元连接至导电液体;隔离单元,其被设置在电极单元处,用于防止电极单元与非导电液体之间的接触;以及控制单元,其用于控制施加到电极单元的电压,其中,电极单元包括彼此电磁相互作用以改变导电液体与非导电液体之间的界面的第一电极和第二电极,第一电极包括绕光轴沿圆周方向顺序地设置的多个电极部分,并且控制单元顺序地控制施加到电极部分的电压。
本发明的模式
在下文中,将参照附图来描述实施方式。在附图中,相同或相似的元件由相同附图标记来指示,虽然它们绘制在不同的附图中。在下面的描述中,并入本文的已知功能和配置的详细描述在可能使本公开内容的主题相当不清楚的情况下将被省略。
此外,在描述本公开内容的部件时,可以使用诸如“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(a)”和“(b)”的术语。这些术语仅用于将一个构成部分与另一构成部分区分开的目的,并且这些术语不限制部件的性质、顺序或序列。当一个部件被称为“连接”、“耦接”或“链接”至另一个部件时,应当理解,这意味着一个部件可以直接连接或链接到另一部件,或者又一部件可以介于两个部件之间。
在本公开内容经受各种修改和替选形式的情况下,本公开内容的具体实施方式以示例方式在附图中示出。然而,本公开内容不应当被解释为限于本文中阐述的实施方式,而是相对地,本公开内容旨在涵盖落入实施方式的精神和范围内的所有修改、等同方案和替选方案。
可以理解的是,虽然本文中可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件,但是这些元件不应该受这些术语限制。这些术语通常仅用于将一个元件与另一元件区分开。此外,考虑到实施方式的构造和操作而特别限定的术语仅用于描述实施方式,而不是限定实施方式的范围。
在下面对实施方式的描述中,将理解的是,当每个元件被称为在另一元件“上”或“下”时,其可以“直接地”在另一元件上或下,或者可以相对于另一元件“间接地”设置,使得在它们之间存在中间元件。此外,当元件被称为“在......上”或“在......下”时,基于该元件可以包括“在该元件下”以及“在该元件上”。
此外,诸如“上/上部/上方”和“下/下部/下方”的关系术语仅用于区分一个对象或元件与另一对象或元件,而不一定要求或涉及这些对象或元件之间的任何物理或逻辑关系或顺序。
本文中使用的术语“光轴方向”被限定为透镜模块的光轴方向。同时,“光轴方向”也可以被称为向上向下方向或z轴方向。
本文中使用的术语“向上向下方向”可以是图中所示的z轴方向。在这种情况下,z轴箭头方向可以指示“向上方向”。此外,术语“前后方向”可以是图中所示的x轴方向。在这种情况下,x轴箭头方向可以指示“向前方向”。此外,术语“向左向右方向”可以是图中所示的y轴方向。在这种情况下,y轴箭头方向可以指示“向右方向”。
本文中使用的术语“自动聚焦”被限定为根据液体透镜的移动改变相机模块(1000)的液体透镜(400)的界面的曲率以聚焦在被摄体上的功能。此处,术语“自动聚焦”可以与“AF”互换使用。
在下文中,将描述根据本实施方式的光学设备。
光学设备可以是蜂窝电话、移动电话、智能电话、便携式智能设备、数码摄像机、膝上型计算机、数字广播终端、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)或导航仪。然而,本公开内容不限于此。可以使用拍摄视频或静止图像的任何设备。
光学设备可以包括主体(未示出)、显示单元(未示出)和相机模块(1000)。
主体可以限定光学设备的外观。在示例中,主体可以形成为矩形立方体的形状。然而,本公开内容不限于此。在变型中,主体的至少一部分可以是圆形的。主体可以容纳相机模块(1000)。显示单元可以被设置在主体的一个表面处。
相机模块(1000)可以被设置在主体处。相机模块(1000)可以被设置在主体的一个表面处。相机模块(1000)的至少一部分可以容纳在主体中。相机模块(1000)可以拍摄被摄体的图像。
显示单元可以被设置在主体处。显示单元可以被设置在主体的一个表面处。也就是说,显示单元可以被设置在与相机模块(1000)相同的平面处。替选地,显示单元可以被设置在与主体的所述一个表面不同的表面处。显示单元可以被设置在与设置有相机模块(1000)的表面相对的表面处。显示单元可以输出由相机模块(1000)拍摄的图像或视频。
在下文中,将参照附图描述根据本实施方式的相机模块(1000)的构造。图1是示出根据本实施方式的相机模块的立体图,图2是示出根据本实施方式的相机模块的分解立体图,图3是示出根据本实施方式的透镜保持件的立体图,图4是示出根据本实施方式的将透镜模块容纳在透镜保持件中的概念视图,图5是示出电润湿现象的概念视图,图6是示出根据本实施方式的液体透镜的分解立体图,并且图7是示出除第一基板和第二基板之外的根据本实施方式的液体透镜的截面图。
根据本实施方式的相机模块(1000)可以是用于AF的相机模块。因此,相机模块(1000)可以被称为“AF相机模块”。
相机模块(1000)可以包括壳体(100)、透镜保持件(200)、透镜模块(300)、液体透镜(400)、主基板(500)、图像传感器、红外滤光器(未示出)和控制单元(未示出)。然而,可以从相机模块(1000)中省略或者可以改变从壳体(100)、透镜保持件(200)、透镜模块(300)、主基板(500)、图像传感器、红外滤光器(未示出)和控制单元(未示出)中选择的一个或更多个。此外,控制单元可以包括在液体透镜(400)或相机模块(1000)中。
壳体(100)可以限定相机模块(1000)的外观。壳体(100)可以形成为具有敞开的下部的六面体的形状。然而,本公开内容不限于此。壳体(100)可以是非磁性体,并且可以保护其中的电子部件免受外部冲击。替选地,壳体(100)可以由金属板制成。在这种情况下,壳体(100)可以阻挡电磁干扰(EMI)。由于壳体(100)的该特性,壳体(100)可以被称为“EMI屏蔽罩”。也就是说,壳体(100)可以防止在相机模块(1000)外部生成的电磁波被引入壳体(100)的内部。此外,壳体(100)可以防止壳体(100)内部生成的电磁波被释放到壳体(100)的外部。然而,壳体(100)的材料不限于金属板。
壳体(100)可以包括上板(110)和多个侧板(120)。壳体(100)可以包括上板(110)和从上板(110)的各个侧面向下延伸的多个侧板(120)。壳体(100)的上板(110)和侧板(120)可以一体式形成。透镜保持件(200)可以容纳在壳体(100)中。在这种情况下,壳体(100)的内表面可以通过粘合耦接至透镜保持件(200)的外表面。此外,可以由形成在透镜保持件(200)的下部处的阶梯部支承壳体(100)的侧板(120)的下部。
壳体(100)的上板(110)可以形成为板的形状。侧板(120)可以从上板(110)的各个侧向下延伸。上板(110)可以在其中心设置有透射窗(111)。透射窗(111)可以是形成在上板(110)的中心的圆孔。透射窗口(111)可以被设置成与光轴对准。因此,由被摄体反射的外部光可以通过透射窗口(111)照射到透镜模块(300)。
透镜保持件(200)可以容纳在壳体(100)中。透镜保持件(200)可以是块状塑料模制品。可以通过孔模制来制造透镜保持件(200)。因此,透镜保持件(200)可以在其中心设置有接收孔(210)。接收孔(210)可以形成为穿过透镜保持件(200)。因此,透镜保持件(200)的上部和下部可以是敞开的。接收孔(210)可以形成在光轴方向上。接收孔(210)可以与光轴对准。因此,透射窗口(111)和接收孔(210)都可以设置成与光轴对准。透镜模块(300)和液体透镜(400)都可以被容纳在接收孔(210)中。因此,透过透射窗口(111)的外部光可以照射到透镜模块(300)和液体透镜(400)。照射到透镜模块(300)和液体透镜(400)的光可以透过透镜模块(300)和液体透镜(400)。如下面将所描述的,透镜模块(300)可以包括多个透镜。在这种情况下,液体透镜(400)可以位于透镜中的最上面的一个透镜上方(上面添加型),可以位于透镜中的中间透镜之间(内部添加型),或者可以位于透镜中的最下面的透镜下方(下面添加型)。在本实施方式中,将通过示例的方式描述液体透镜(400)位于透镜模块(300)的透镜中的中间透镜之间(内部添加型)的情况。因此,接收孔(210)可以根据其位置划分成上孔(211)、中间孔(212)和下孔(213)。透镜模块(300)的透镜可以容纳在上孔(211)和下孔(213)中,并且液体透镜(400)可以容纳在中间孔(212)中。
透镜保持件(200)可以在其前面设置有插入孔(220),通过该插入孔(220)插入液体透镜(400)。插入孔(220)可以从透镜保持件(200)的前面延伸到中间。因此,插入孔(220)可以连接至中间孔(212)。因此,液体透镜(400)可以通过插入孔(220)插入,以位于中间孔(212)中。此外,透镜保持件(200)可以在其前面设置有用于容纳液体透镜(400)的第一连接基板和第二连接基板(412,472)的引导孔(230),下面将对此进行描述。引导孔(230)可以从插入孔(220)的前端向下延伸。引导孔(230)可以延伸到透镜保持件(200)的下端。第一连接基板和第二连接基板(412,472)可以被引导通过引导孔(230)。因此,第一连接基板和第二连接基板(412,472)可以从中间孔(212)延伸到透镜保持件(200)的下端。因此,第一连接基板和第二连接基板(412,472)可以连接至设置在透镜保持件(200)下方的主基板(500),以向液体透镜(400)供应电力。
如图4所示,透镜模块(300)的上透镜组(310)可以通过接收孔(210)的下开口位于上孔(211)中。也就是说,上透镜组(310)可以顺序地穿过下孔(213)和中间孔(212),然后可以位于上孔(211)中。在上透镜组(310)就位后,液体透镜(400)可以通过插入孔(220)插入透镜保持件(200)中。在这种情况下,液体透镜(400)可以从透镜保持件(200)的前面插入到后面,然后可以位于中间孔(212)中。在液体透镜(400)就位之后,透镜模块(300)的上透镜组(310)可以通过接收孔(210)的下部开口位于下孔(213)中。上透镜组(310)、液体透镜(400)和下透镜组(320)可以通过上述处理被容纳在透镜保持件(200)中。
液体透镜(400)横向插入的原因是液体透镜(400)的水平截面积大于上透镜组(310)和下透镜组(320)中的每一个的水平截面积。为了使液体透镜(400)通过接收孔(210)的下开口位于中间孔(212)中,因此,下孔(213)的水平截面积必须大于液体透镜(400)的水平截面积。因此,水平截面积小于液体透镜(400)的水平截面积的下透镜组(320)不能容纳在下孔(213)中。在这种情况下,为了将下透镜组(320)容纳在下孔(213)中,必须将下透镜组(320)容纳在单独的透镜保持件中,并且必须将单独的透镜保持件插入下孔(213)中。然而,在该组装处理中,部件的数量增大,由此制造成本增加,处理复杂并且缺陷率增大。特别地,容纳在原始透镜保持件(200)中的上透镜组(310)和液体透镜(400)的光轴以及容纳在单独的透镜保持件中的下透镜组(320)的光轴可能彼此未对准。相比之下,在根据本实施方式的液体透镜(400)横向插入的结构中,上透镜组(310)和下透镜组(320)以及液体透镜(400)全部都被容纳在单个透镜保持件(200)中,由此避免了上述问题。
透镜模块(300)可以被容纳在透镜保持件(200)中。穿过透射窗口(111)的光可以透过透镜模块(300)。透过透镜模块(300)的光可以被照射到图像传感器。透镜模块(300)可以包括一个或更多个透镜。透镜模块(300)可以包括多个透镜。在这种情况下,构成透镜模块(300)的透镜的光轴可以彼此对准。透镜模块(300)可以具有单个光轴。透镜模块(300)可以包括上透镜组(310)和下透镜组(320)。上透镜组(310)可以包括一个或更多个透镜。上透镜组(310)可以包括多个透镜。上透镜组(310)可以容纳在上孔(211)中。上透镜组(310)的透镜可以螺纹耦接或接合至上孔(211)。上透镜组(310)可以被设置在液体透镜(400)上方。在这种情况下,上透镜组(310)的最下面的透镜的下表面可以邻接液体透镜(400)的上表面。下透镜组(320)可以包括多个透镜。下透镜组(320)可以容纳在下孔(213)中。下透镜组(320)的透镜可以螺纹耦接或接合至下孔(213)。下透镜组(320)可以被设置在液体透镜(400)下方。在这种情况下,下透镜组(320)的最上面的透镜的上表面可以邻接液体透镜(400)的下表面。
液体透镜(400)可以容纳在透镜保持件(200)中。液体透镜(400)可以容纳在中间孔(212)中。液体透镜(400)可以在容纳在中间孔(212)的状态下接合至中间孔(212)。液体透镜(400)可以插入在上透镜组(310)与下透镜组(320)之间(中间添加型)。在这种情况下,液体透镜(400)可以通过插入孔(220)横向插入透镜保持件(200)的前面。也就是说,液体透镜(400)可以从透镜保持件(200)的前面插入到后面,然后可以容纳在中间孔(212)中。因此,外部光可以顺序地透过上透镜组(310)、液体透镜(400)和下透镜组(320)。然而,液体透镜(400)的设置不限于此。如上所述,液体透镜可以根据光学设计被设置在透镜模块(300)上方(上面添加型),或者可以被设置在透镜模块(300)下方(下面添加型)。液体透镜(400)可以与透镜模块(300)一起构成相机模块(1000)的透镜组。因此,液体透镜(400)的光轴可以与透镜模块(300)的光轴对准。液体透镜(400)可以连接至主基板(500)。液体透镜(400)可以连接至安装在主基板(500)上的控制单元。因此,控制单元可以是液体透镜(400)的组件。控制单元可以控制施加到液体透镜(400)的电压。控制单元可以控制施加到液体透镜(400)的“单位电压”的大小和施加有“单位电压”的电极部分。
可以根据电润湿现象移动液体透镜(400)。在下文中,将参照图5描述电润湿现象。当导电液滴(1)滴到电介质板(4)上时,导电液滴具有球形形状,如实线A所示。随后,当电压施加到设置在电介质板(4)下方的第一电极(3)和连接至导电液滴(1)的第二电极(2)时,发生导电液滴(1)与电介质板(4)的上表面之间的接触角改变的现象,如实线B所示。该现象被称为电润湿现象。应当注意,如果导电液滴(1)连接至第一电极(3)而没有电介质板(4)的介入,则导电液滴(1)可能根据电润湿现象而分解。在液体透镜(400)中,导电液体与非导电液体之间的界面的曲率或倾斜度根据电润湿现象而改变。此外,根据本实施方式的相机模块可以根据液体透镜(400)的电润湿现象来改变界面的曲率,由此执行AF功能。
液体透镜(400)可以被配置成使得以堆叠的状态沉积基板和板,如图6所示。液体透镜(400)可以包括第一基板(410)、上盖板(420)、芯板(430)、电极单元(440)、隔离单元(450)、下盖板(460)和第二基板(470)。
第一基板(410)可以被设置在液体透镜(400)的最上部处。第一基板(410)可以被设置在上盖板(420)上方。第一基板(410)可以连接至第一电极(441),下面将对此进行描述。第一基板(410)可以连接至主基板(500)。第一基板(410)可以连接至安装在主基板(500)上的控制单元。也就是说,第一基板(410)可以将第一电极(441)和控制单元彼此连接。因此,可以由控制单元以电方式控制第一电极(441)。第一基板(410)可以包括第一电极基板(411)和第一连接基板(412)。
第一电极基板(411)可以是印刷电路板(PCB)。第一电极基板(411)可以形成为板状。第一电极基板(411)可以被设置在上盖板(420)上方。在这种情况下,第一电极基板(411)的下表面和上盖板(420)的上表面可以彼此邻接。第一电极基板(411)的四个角可以经由在上盖板(420)的与其对应的四个角中形成的凹部分别连接至第一电极(441)的第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分(441-1,441-2,441-3,441-4),下面将对此进行描述。为此,可以在第一电极基板(411)与第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分(441-1,441-2,441-3,441-4)之间插入四个导电环氧树脂或电极焊盘。第一电极基板(411)的前部可以连接至第一连接基板(412)。在这种情况下,第一电极基板(411)和第一连接基板(412)可以彼此焊接。第一电极基板(411)可以经由第一连接基板(412)连接至主基板(500)。在这种情况下,第一电极基板(411)可以连接至安装在主基板(500)上的控制单元。因此,控制单元可以通过第一电极基板(411)将“单位电压”施加到第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分(441-1,441-2,441-3,441-4)中的每一个。也就是说,控制单元控制施加到第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分(441-1,441-2,441-3,441-4)中的每一个的电压。第一电极基板(411)可以在其中心(与透镜模块的光轴对准的点)处设置有第一基板孔(411-1),该第一基板孔在液体透镜(400)插入的方向上延伸(从前面到后面)。因此,透过上透镜组(310)的光可以通过第一基板孔(411-1)照射到上盖板(420)。此外,由于第一基板孔(411-1)在液体透镜(400)插入的方向上延伸,因此当插入液体透镜(400)时,可以避免第一电极基板(411)与上透镜组(310)的下部之间的摩擦。
第一连接基板(412)可以是柔性印刷电路板(FPCB)。第一连接基板(412)可以从第一电极基板(411)的前部向下延伸。在这种情况下,第一连接基板(412)可以在向下延伸的状态下容纳在透镜保持件(200)中的引导孔(230)中。因此,第一连接基板(412)与第一电极基板(411)之间的接合处可以是圆形的。第一连接基板(412)的下部可以连接至主基板(500)。在这种情况下,第一连接基板(412)的下部可以焊接到主基板(500)。此外,第一连接基板(412)的下部可以连接至控制单元。
上盖板(420)可以被设置在第一电极基板(411)与芯板(430)之间。也就是说,上盖板(420)可以被设置在第一电极基板(411)下方,或者可以被设置在芯板(430)上方。在这种情况下,上盖板(420)的上表面可以邻接第一电极基板(411)的下表面。此外,上盖板(420)的下表面可以邻接芯板(430)的上表面。因此,上盖板(420)可以封闭芯板(430)中形成的腔体(431)的上部,下面将对此进行描述。上盖板(420)可以是绝缘透明基板。在示例中,上盖板(420)可以是玻璃基板。因此,透过第一基板孔(411-1)的光可以透过上盖板(420)。上盖板(420)可以在其四个角处设置有向内切割的凹部。第一电极基板(411)的四个角可以经由在上盖板(420)的四个角中形成的凹部分别连接至第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分(441-1,441-2,441-3,441-4)。为了将第一电极基板(411)的四个角分别连接至第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分(441-1,441-2,441-3,441-4),可以在上盖板(420)的四个角中形成的凹部中设置导电环氧树脂或电极焊盘。上盖板(420)可以在其下表面的中心处设置有盖板凹部(421)。因此,容纳在芯板(430)中的腔体(431)的上部中的导电液体(L1)的一部分可以容纳在盖板凹部(421)中。
芯板(430)可以被设置在上盖板(420)与下盖板(460)之间。也就是说,芯板(430)可以被设置在上盖板(420)下方,并且可以被设置在下盖板(460)上方。在这种情况下,芯板(430)的上表面可以邻接上盖板(420)的下表面。此外,芯板(430)的上表面可以邻接下盖板(460)的上表面。芯板(430)可以在其中心(与透镜模块的光轴对准的点)处设置有腔体(431),该腔体在其上部和下部处是敞开的并且容纳导电液体(L1)和非导电液体(L2)。腔体(431)可以形成为具有向上逐渐增大的竖直截面积的中空圆柱形状。也就是说,腔体(431)可以形成为具有向上逐渐增大的竖直截面积的锥形形状。腔体(431)的中心轴可以与透镜模块(300)的光轴对准。腔体(431)的上开口可以由上盖板(420)封闭。腔体(431)的下开口可以由下盖板(460)关闭。因此,导电液体(L1)和非导电液体(L2)可以容纳在腔体(431)中。
电极单元(440)可以被设置在芯板(430)处。电极单元(440)可以涂覆在芯板(430)的表面上。电极单元(440)可以是在芯板(430)的表面上图案化的图案电极。电极单元(440)可以邻接导电液体(L1)。因此,电极单元(440)可以以电方式作用于导电液体(L1)。隔离单元(450)可以被插入在电极单元(440)与非导电液体(L2)之间。因此,可以防止电极单元(440)与非导电液体(L2)之间的接触。电极单元(440)可以经由第一电极基板和第二电极基板(411,471)连接至主基板(500)的控制单元。在这种情况下,控制单元可以控制施加到电极单元(440)的电压。
电极单元(440)可以包括彼此电磁相互作用以改变导电液体(L1)与非导电液体(L2)之间的界面(I)的第一电极(441)和第二电极(442)。第一电极(441)和第二电极(442)可以彼此间隔开。也就是说,第一电极(441)和第二电极(442)可以以彼此分隔的状态涂覆在芯板(430)上。在这种情况下,第一电极(441)可以被设置在芯板(430)的上表面。更具体地,第一电极(441)可以被设置在芯板(430)的上表面的外侧。第二电极(442)可以被设置在芯板(430)的上表面和下表面以及腔体(431)的内表面处。更具体地,第二电极(442)可以被设置在芯板(430)的上表面的内侧。此外,第二电极(442)可以被设置在腔体(431)的内表面处。此外,第二电极(442)可以被设置在芯板(430)的下表面处。在这种情况下,设置在芯板(430)的上表面和下表面处以及腔体(431)中的第二电极(442)的部分可以彼此一体地连接。用于将第一电极(441)和第二电极(442)彼此分隔的分隔单元(443)可以形成在芯板(430)的上表面处。分隔单元(443)可以是环形状的,可以在芯板(430)的上表面处与腔体(431)同心,并且可以沿径向方向被设置在腔体(431)的外部。在芯板(430)的上表面处,第一电极(441)可以被设置在分隔单元(443)的外部,并且第二电极(442)可以被设置在分隔单元(443)的内部。
第一电极(441)可以包括多个电极部分。在本实施方式中,将通过示例的方式描述第一电极(441)包括四个电极部分的情况。第一电极(441)可以包括第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分(441-1,441-2,441-3,441-4)。第一电极(441)可以包括沿圆周方向绕透镜模块(300)的光轴顺序地设置的第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分(441-1,441-2,441-3,441-4)。例如,第一电极(441)可以包括绕腔体(431)的中心轴从右前侧沿逆时针方向顺序地设置的第一电极部分(441-1)、第二电极部分(441-2)、第三电极部分(441-3)和第四电极部分(441-4)。也就是说,当芯板(430)被划分成四个象限时,第一电极部分(441-1)可以被设置在右前侧,第二电极部分(441-2)可以被设置在左前侧,第三电极部分(441-3)可以被设置在左后侧,并且第四电极部分(441-4)可以被设置在右后侧。换句话说,第一电极部分(441-1)可以被设置在芯板(430)的右前侧,第三电极部分(441-3)可以被设置在第三电极部分(441-3)与第一电极部分(441-1)关于光轴对称的方向上,第二电极部分(441-2)可以沿圆周方向被设置在第一电极部分与第三电极部分(441-1,441-3)之间,第四电极部分(441-4)可以被设置在第四电极部分(441-4)与第二电极部分(441-2)关于光轴对称的方向上。
第一电极部分(441-1)可以被设置成对应于第二电极(442)的第五电极部分(442-1),下面将对此进行描述。第一电极部分(441-1)可以与第五电极部分(442-1)电磁相互作用。第二电极部分(441-2)可以被设置成对应于第二电极(442)的第六电极部分(442-2),下面将对此进行描述。第二电极部分(441-2)可以与第六电极部分(442-2)电磁相互作用。第三电极部分(441-3)可以被设置成对应于第二电极(442)的第七电极部分(442-3),下面将对此进行描述。第三电极部分(441-3)可以与第七电极部分(442-3)电磁相互作用。第四电极部分(441-4)可以被设置成对应于第二电极(442)的第八电极部分(442-4),下面将对此进行描述。第四电极部分(441-4)可以与第八电极部分(442-4)电磁相互作用。
第一电极部分(441-1)可以经由在上盖板(420)的右前角中形成的凹部连接至第一电极基板(411)的右前角。第二电极部分(441-2)可以经由在上盖板(420)的左前角中形成的凹部连接至第一电极基板(411)的左前角。第三电极部分(441-3)可以经由在上盖板(420)的左后角中形成的凹部连接至第一电极基板(411)的左后角。第四电极部分(441-4)可以经由在上盖板(420)的右后角形成的凹部连接至第一电极基板(411)的右后角。为了将第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分(441-1,441-2,441-3,441-4)连接至第一电极基板(411),可以使用导电环氧树脂或电极焊盘。控制单元可以单独控制通过第一连接基板(412)和第一电极基板(411)施加到第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分(441-1,441-2,441-3,441-4)的电压。
第二电极(442)可以包括多个电极部分。在本实施方式中,将通过示例的方式描述第二电极(442)包括四个电极部分的情况。第二电极(442)可以包括第五电极部分、第六电极部分、第七电极部分和第八电极部分(442-1,442-2,442-3,442-4)。第二电极(442)可以包括沿圆周方向绕透镜模块(300)的光轴顺序地设置的第五电极部分、第六电极部分、第七电极部分和第八电极部分(442-1,442-2,442-3,442-4)。例如,第二电极(442)可以包括绕腔体(431)的中心轴从右前侧沿逆时针方向顺序地设置的第五电极部分(442-1)、第六电极部分(442-2)、第七电极部分(442-3)和第八电极部分(442-4)。也就是说,当芯板(430)被划分成四个象限时,第五电极部分(442-1)可以被设置在右前侧,第六电极部分(442-2)可以被设置在左前侧,第七电极部分(442-3)可以被设置在左后侧,并且第八电极部分(442-4)可以被设置在右后侧。换句话说,第五电极部分(442-1)可以被设置在芯板(430)的右前侧,第七电极部分(442-3)可以被设置在第七电极部分(442-3)与第五电极部分(442-1)关于光轴对称的方向上,第六电极部分(442-2)可以沿圆周方向被设置在第五电极部分与第七电极部分(442-1,442-3)之间,并且第八电极部分(442-4)可以被设置在第八电极部分(442-4)与第六电极部分(442-2)关于光轴对称的方向上。
第五电极部分(442-1)可以被设置成对应于第一电极(441)的第一电极部分(441-1)。第五电极部分(442-1)可以与第一电极部分(441-1)电磁相互作用。第六电极部分(442-2)可以被设置成对应于第一电极(441)的第二电极部分(441-2)。第六电极部分(442-2)可以与第二电极部分(441-2)电磁相互作用。第七电极部分(442-3)可以被设置成对应于第一电极(441)的第三电极部分(441-3)。第七电极部分(442-3)可以与第三电极部分(441-3)电磁相互作用。第八电极部分(442-4)可以被设置成对应于第一电极(441)的第四电极部分(441-4)。第八电极部分(442-4)可以与第四电极部分(441-4)电磁相互作用。
第五电极部分(442-1)可以经由在下盖板(460)的右前角中形成的凹部连接至下面将描述的第二电极基板(471)的右前角,下面将对此进行描述。第六电极部分(442-2)可以经由在下盖板(460)的左前角中形成的凹部连接至第二电极基板(471)的左前角,下面将对此进行描述。第七电极部分(442-3)可以经由在下盖板(460)的左后角中形成的凹部连接至第二电极基板(471)的左后角,下面将对此进行描述。第八电极部分(442-4)可以经由在下盖板(460)的右后角中形成的凹部连接至第二电极基板(471)的右后角,下面将对此进行描述。为了将第五电极部分、第六电极部分、第七电极部分和第八电极部分(442-1,442-2,442-3,442-4)连接至第二电极基板(471),可以使用导电环氧树脂或电极焊盘。控制单元可以单独控制通过第二连接基板(472)和第二电极基板(471)施加到第五电极部分、第六电极部分、第七电极部分和第八电极部分(442-1,442-2,442-3,442-4)的电压,下面将对此进行描述。
隔离单元(450)可以被设置在电极单元(440)处。隔离单元(450)可以涂覆在电极单元(440)上以便进行堆叠。隔离单元(450)可以以堆叠的状态被设置在与芯板(430)的上表面的内侧对应的点处。在这种情况下,隔离单元(450)可以延伸越过分隔单元(443)。因此,隔离单元(450)的一部分可以容纳在分隔单元(443)中。此外,隔离单元(450)可以以堆叠状态被设置在与腔体(431)的内表面对应的点处。隔离单元(450)可以以圆形形状被设置在下盖板(460)的上表面的中心(与光轴对准的部分)中,下面将对此进行描述。设置在电极单元(440)处的隔离单元(450)和设置在下盖板(460)处的隔离单元(450)可以彼此连接以一体式形成。可以通过隔离单元(450)防止非导电液体(L2)与第二电极(442)之间的接触。也就是说,隔离单元(450)可以插入在非导电液体(L2)与第二电极(442)之间。然而,第一电极(441)与导电液体(L1)之间的接触并不会通过隔离单元(450)防止。这是因为上盖板(420)中的盖板凹部(421)的截面积大于以堆叠在电极单元(440)上的状态设置在与芯板(430)的上表面的内侧对应的点处的隔离单元(450)的截面积。因此,容纳在上盖板(420)的盖板凹部(421)中的导电液体(L1)可以邻接第一电极(441)。因此,第一电极(441)和导电液体(L1)可以彼此连接。
导电液体(L1)可以容纳在腔体(431)的上部中。此外,导电液体(L1)可以容纳在上盖板(420)的盖板凹部(421)中。容纳在腔体(431)中的导电液体(L1)以及容纳在盖板凹部(421)中的导电液体(L1)可以彼此连接以一体地形成。非导电液体(L2)可以被设置在腔体(431)的下部。非导电液体(L2)可以邻接导电液体(L1)以在二者之间形成界面(I)。也就是说,在腔体(431)中,导电液体(L1)可以被设置在上部,非导电液体(L2)可以被设置在下部。在示例中,导电液体(L1)可以是水。在示例中,非导电液体(L2)可以是环氧树脂。因此,导电液体(L1)和非导电液体(L2)不会彼此混合或彼此化学耦合,而是可以彼此分离以在二者之间形成界面(I)。可以在导电液体(L1)与非导电液体(L2)之间的界面(I)处形成曲率。在这种情况下,取决于光学设计条件,界面(I)可以向上凸出(凸透镜;正屈光力),或可以向下凸出(凹透镜;负屈光力)。在本实施方式中,将通过示例的方式描述界面(I)向下凸出的情况。界面(I)可以具有曲率,因此可以执行与透镜相同的功能。导电液体(L1)和非导电液体(L2)可以具有相似的比重。因此,即使当由于相机模块(1000)的倾斜而改变液体透镜(400)的姿势时,界面(I)也可以不移动,即,可以表现得好像是固定的。这是因为在液体透镜(400)中导电液体(L1)和非导电液体(L2)的表面张力比导电液体(L1)和非导电液体(L2)的比重更占支配地位。
导电液体(L1)可以邻接电极单元(440)以连接至电极单元。更具体地,容纳在盖板凹部(421)中的导电液体(L1)的一部分可以邻接第一电极(441),以连接至第一电极。非导电液体(L2)可以与电极单元(440)隔离。更具体地,可以通过设置在腔体(431)的内壁处的隔离单元(450)来防止非导电液体(L2)与电极单元(440)之间的接触。
考虑到以上描述,当将电压施加到彼此电磁相互作用以形成电磁系统的第一电极和第二电极(441,442)时,可以在导电液体(L1)中发生电润湿现象,由此可以改变界面(I)的曲率。因此,根据本实施方式的相机模块可以执行自动聚焦功能。然而,当电压以偏置(不对称)方式施加到第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分、第四电极部分、第五电极部分、第六电极部分、第七电极部分和第八电极部分(441-1,441-2,441-3,441-4,442-1,442-2,442-3,442-4)时,在导电液体(L1)中可能发生部分电润湿现象,由此可以改变界面(I)的倾斜度。
下盖板(460)可以被设置在下面将描述的第二电极基板(471)与芯板(430)之间。下盖板(460)可以被设置在第二电极基板(471)上方,或者可以被设置在芯板(430)下方。在这种情况下,下盖板(460)的下表面可以邻接第二电极基板(471)的上表面。此外,下盖板(460)的上表面可以邻接芯板(430)的下表面。因此,下盖板(460)可以封闭腔体(431)的下部。下盖板(460)可以是绝缘透明基板。在示例中,下盖板(460)可以是玻璃基板。因此,透过界面(I)的光可以透过下盖板(460)。下盖板(460)可以在其四个角处设置有向内切割的凹部。第二电极基板(471)的四个角可以经由在下盖板(460)的四个角中形成的凹部分别连接至第五电极部分、第六电极部分、第七电极部分和第八电极部分(442-1,442-2,442-3,442-4)。为了将第二电极基板(471)的四个角分别连接至第五电极部分、第六电极部分、第七电极部分和第八电极部分(442-1,442-2,442-3,442-4),可以在下盖板(460)的四个角中形成的凹部中设置导电环氧树脂或电极焊盘。隔离单元(450)可以被设置在下盖板(460)的上表面的中心处。设置在下盖板(460)的上表面的中心处的隔离单元(450)可以形成为圆形形状,其中心与光轴对准。
第二基板(470)可以被设置在液体透镜(400)的最下部。第二基板(470)可以被设置在下盖板(460)下方。第二基板(470)可以连接至第二电极(442)。第二基板470可以连接至主基板(500)。第二基板470可以连接至安装在主基板(500)上的控制单元。也就是说,第二基板(470)可以将第二电极(442)和控制单元彼此连接。因此,第二电极(442)可以由控制单元以电方式控制。第二基板(470)可以包括第二电极基板(471)和第二连接基板(472)。
第二电极基板(471)可以是印刷电路板(PCB)。第二电极基板(471)可以形成为板状。第二电极基板(471)可以被设置在下盖板(460)下方。在这种情况下,第二电极基板(471)的上表面和下盖板(460)的下表面可以彼此邻接。第二电极基板(471)的四个角可以经由在下盖板(460)的与其对应的四个角中形成的凹部分别连接至第二电极(442)的第五电极部分、第六电极部分、第七电极部分和第八电极部分(442-1,442-2,442-3,442-4)。为此,可以在第二电极基板(471)与第五电极部分、第六电极部分、第七电极部分和第八电极部分(442-1,442-2,442-3,442-4)之间插入四个导电环氧树脂或电极焊盘。第二电极基板(471)的前部可以连接至第二连接基板(472)。在这种情况下,第二电极基板(471)和第二连接基板(472)可以彼此焊接。第二电极基板(471)可以经由第二连接基板(472)连接至主基板(500)。在这种情况下,第二电极基板(471)可以连接至安装在主基板(500)上的控制单元。因此,控制单元可以通过第二电极基板(471)将“单位电压”施加到第五电极部分、第六电极部分、第七电极部分和第八电极部分(442-1,442-2,442-3,442-4)中的每一个。也就是说,控制单元控制施加到第五电极部分、第六电极部分、第七电极部分和第八电极部分(442-1,442-2,442-3,442-4)中的每一个的电压。第二电极基板(471)可以在其中心(与透镜模块的光轴对准的点)处设置有圆形的第二基板孔(471-1)。因此,透过下盖板(460)的光可以通过第二基板孔(471-1)照射到图像传感器。
第二连接基板(472)可以是柔性印刷电路板(FPCB)。第二连接基板(472)可以从第二电极基板(471)的前部向下延伸。在这种情况下,第二连接基板(472)可以以向下延伸的状态容纳在透镜保持件(200)中的引导孔(230)中。因此,第二连接基板(472)与第二电极基板(471)之间的接合处可以是圆形的。第二连接基板(472)的下部可以连接至主基板(500)。在这种情况下,第二连接基板(472)的下部可以焊接到主基板(500)。
主基板(500)可以是印刷电路板(PCB)。主基板(500)可以支承透镜保持件(200)。图像传感器可以安装在主基板(500)上。在示例中,图像传感器可以位于主基板(500)的上表面内,并且透镜保持件(200)可以位于主基板(500)的上表面外。在该结构中,透过透镜模块(300)和液体透镜(400)的光可以照射到安装在主基板(500)上的图像传感器。控制单元可以安装在主基板(500)上。主基板(500)可以连接至液体透镜(400)。在这种情况下,主基板(500)可以经由第一基板(410)和第二基板(470)连接至液体透镜(400)。主基板(500)可以将由控制单元控制的电压施加到液体透镜(400)。
图像传感器可以安装在主基板(500)上。图像传感器可以定位成与透镜模块(300)的光轴对准。因此,透过透镜模块(300)和液体透镜(400)的光可以照射到图像传感器。图像传感器可以将照射的光输出为图像或视频。图像传感器可以是电荷耦合器件(CCD)、金属氧化物半导体(MOS)、CPD或CID。然而,图像传感器的类型不限于此。
红外滤光器可以防止红外光入射在图像传感器上。红外滤光器可以定位在透镜模块(300)与主基板(500)之间。红外滤光器可以定位在透镜模块(300)与图像传感器之间。红外滤光器可以由膜材料或玻璃材料制成。可以通过用红外截止材料涂覆平坦形状的滤光器(例如用于保护图像平面的盖玻璃)来形成红外滤光器。红外滤光器可以执行红外截止功能或红外吸收功能。
控制单元可以连接至主基板(500)。控制单元可以安装在主基板(500)上。控制单元可以连接至第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分、第四电极部分、第五电极部分、第六电极部分、第七电极部分和第八电极部分(441-1,441-2,441-3,441-4,442-1,442-2,442-3,442-4)。控制单元可以控制是否向第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分、第四电极部分、第五电极部分、第六电极部分、第七电极部分和第八电极部分(441-1,441-2,441-3,441-4,442-1,442-2,442-3,442-4)中的每一个施加电压,并且可以控制施加的电压的大小。控制单元可以控制液体透镜(400)以改变液体透镜(400)的界面(I)的曲率,使得液体透镜执行AF功能。将结合根据第一实施方式和第二实施方式的液体透镜移动方法来描述控制单元的详细功能,下面将对此进行描述。虽然控制单元被描述为单独的构造,但是控制单元可以是液体透镜(400)的“部件”。
在下文中,将参照附图描述根据第一实施方式和第二实施方式的液体透镜移动方法。图8是示出根据比较示例的AF操作的概念视图,图9是示出根据第一实施方式的液体透镜移动方法的流程图,图10是示出根据第一实施方式的液体透镜移动方法的概念视图,图11是示出根据第二实施方式的液体透镜移动方法的流程图,图12是示出根据第二实施方式的液体透镜移动方法的概念视图,图13是示出将电极单元划分成8个电极部分的情况下的液体透镜移动方法的概念视图,图14是示出将电极单元划分成9个电极部分的情况下的液体透镜移动方法的概念视图,并且图15是示出本实施方式和比较示例中的基于聚焦步长的光功率计(界面(I)的曲率)的曲线图。
可以通过向电极单元(440)施加直流电压或交流电压来执行液体透镜移动方法。在将直流电压施加到电极单元(440)的情况下,第一电极(441)和第二电极(442)可以具有相反的极性。在这种情况下,第一电极部分(441-1)和第五电极部分(442-1)可以形成为一对并且彼此电磁相互作用,第二电极部分(441-2)和第六电极部分(442-2)可以形成为一对并且彼此电磁相互作用,第三电极部分(441-3)和第七电极部分(442-3)可以形成为一对并且彼此电磁相互作用,并且第四电极部分(441-4)和第八电极部分(442-4)可以形成为一对并且彼此电磁相互作用,以形成电磁系统。在交流电压施加到电极单元(440)的情况下,第五电极部分、第六电极部分、第七电极部分和第八电极部分(442-1,442-2,442-3,442-4)可以是公共电极,并且可以控制施加到第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分(441-1,441-2,441-3,441-4)的频率,使得一对第一电极部分(441-1)和第五电极部分(442-1)、一对第二电极部分(441-2)和第六电极部分(442-2)、一对第三电极部分(441-3)和第七电极部分(442-3)以及一对第四电极部分(441-4)和第八电极部分(442-4)中的每一对执行电磁相互作用。这可以表示为“施加到第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分(441-1,441-2,441-3,441-4)的电压被控制。”在下文中,将通过示例的方式描述向液体透镜(400)施加交流电压的情况。
在下文中,将参照图8描述根据比较示例的液体透镜移动方法。
在下文中,将描述根据比较示例的AF操作。在正常状态下,没有电压或基准电压施加到第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分(11,12,13,14),由此界面(I)向下凸出(凹透镜;负屈光力)(参见图8(a))。当电压施加到所有第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分(11,12,13,14)时,导电液体根据导电液体中的电润湿现象移动到腔体的表面,由此界面(I)的曲率减小(参见图8(b))。当施加到第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分(11,12,13,14)中的每个电极部分的单位电压的大小增大时,界面(I)的曲率可以向上凸出(凸透镜;正屈光力)。在AF操作时,由于电压以批量方式施加到第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分(11,12,13,14),所以可以在导电液体中均匀地发生电润湿现象。因此,不会发生在电压部分地偏置地施加到第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分(11,12,13,14)的情况下发生的界面(I)倾斜的现象。
在比较示例中,通过单位电压的倍数来调整AF操作的聚焦步长(聚焦度)。也就是说,可以以批量方式将单位电压施加到第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分(11,12,13,14),并且可以调整单位电压的倍数以逐渐增大或减小界面(I)的曲率,由此调整聚焦步长。也就是说,能够从初始电压到最终电压调整的聚焦步长的数量是(最终电压-初始电压)/单位电压。然而,在使用单位电压的倍数来调整聚焦步长以细分聚焦步长中存在限制。因此,在根据比较示例的AF操作中,不能准确地执行聚焦。
在下文中,将参照图9和图10描述根据第一实施方式的液体透镜移动方法。根据第一实施方式的液体透镜移动方法可以是用于AF操作的液体透镜移动方法。
根据第一实施方式的液体透镜移动方法可以包括以随机顺序控制第一电极部分和第三电极部分(441-1,441-3)的电压的步骤(A1)以及以随机顺序控制第二电极部分和第四电极部分(441-2,441-4)的电压的步骤(A2)。
在以随机顺序控制第一电极部分和第三电极部分(441-1,441-3)的电压的步骤(A1)中,可以控制第一电极部分(441-1)的电压,然后可以控制第三电极部分(441-3)的电压。替选地,可以控制第三电极部分(441-3)的电压,然后可以控制第一电极部分(441-1)的电压。也就是说,可以将电压施加到第一电极部分(441-1),然后可以将电压施加到第三电极部分(441-3)。替选地,可以将电压施加到第三电极部分(441-3),然后可以将电压施加到第一电极部分(441-1)。图10通过示例的方式示出了将电压施加到第一电极部分(441-1)然后将电压施加到第三电极部分(441-3)的情况。
在正常状态下,没有电压或基准电压被施加到第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分(441-1,441-2,441-3,441-4),由此界面(I)向下凸出(凹透镜;负屈光力)(见图10(a))。
当控制第一电极部分(441-1)的电压并且将电压施加到第一电极部分(441-1)时,可以减小界面(I)的曲率,由此界面(I)可以向第一电极部分(441-1)(右前侧)倾斜(参见图10(b))。更具体地,在设置在第一电极部分(441-1)(右前侧)上的导电液体中发生电润湿现象,由此导电液体移动到腔体(431)的第一电极部分(441-1)。因此,可以减小界面(I)的曲率,并且同时,界面(I)可以向第一电极部分(441-1)侧倾斜。由于仅通过控制第一电极部分(441-1)的电压生成界面(I)的曲率变化,因此界面(I)的曲率的变化小于如在比较示例中那样以批量方式控制第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分(11,12,13,14)的电压的情况。然而,由于仅第一电极部分(441-1)是部分地且以偏置(非对称)方式驱动,所以界面(I)可以向第一电极部分(441-1)(右前侧)倾斜。然而,倾斜较轻微。也就是说,该倾斜比在将电压施加到第一电极部分和第二电极部分(411-1,411-2)的情况下更轻微,由此界面(I)向第一电极部分和第二电极部分(411-1,411-2)(前侧)倾斜。此外,由于图像传感器被设计成宽而具有足够的安全率,因此不会发生拍摄的视频或图像由于液体透镜(400)的光轴(OA)的轻微倾斜而被裁剪或抖动的问题。在第一实施方式中,可以控制第一电极部分(441-1)的电压,由此可以对聚焦步长进行初次调整。
当控制第三电极部分(441-3)的电压并且将电压施加到第三电极部分(441-3)时,可以减小界面(I)的曲率,并且可以恢复界面(I)的倾斜度,由此液体透镜(400)的光轴(OA)可以与透镜模块(300)的光轴对准(参见图10(c))。更具体地,在设置在第一电极部分(441-1)(右前侧)和第三电极部分(441-3)(左后侧)上的导电液体中发生电润湿现象,由此导电液体移动到腔体(431)的第一电极部分和第三电极部分(441-1,441-3)。因此,与仅控制第一电极部分(441-1)的情况相比,界面(I)的曲率进一步减小。此外,由于控制第一电极部分(441-1)的电压引起的界面(I)的倾斜与由于控制第三电极部分(441-3)的电压引起的界面(I)的倾斜抵消,因此不会发生界面(I)的倾斜。这是因为第一电极部分(441-1)和第三电极部分(441-3)被设置成关于透镜模块(300)的光轴对称。由于仅通过控制第三电极部分(441-3)的电压生成界面(I)的曲率变化,因此界面(I)的曲率的变化小于如在比较示例中那样以批量方式控制第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分(11,12,13,14)的电压的情况。在第一实施方式中,可以控制第三电极部分(441-3)的电压,由此可以对聚焦步长进行二次调整。
在以随机顺序控制第二电极部分和第四电极部分(441-2,441-4)的电压的步骤(A2)中,控制单元可以控制第二电极部分(441-2)的电压,然后可以控制第四电极部分(441-4)的电压。替选地,控制单元可以控制第四电极部分(441-4)的电压,然后可以控制第二电极部分(441-2)的电压。也就是说,可以将电压施加到第二电极部分(441-2),然后可以将电压施加到第四电极部分(441-4)。替选地,可以将电压施加到第四电极部分(441-4),然后可以将电压施加到第二电极部分(441-2)。图10通过示例的方式示出了将电压施加到第二电极部分(441-2)并且然后将电压施加到第四电极部分(441-4)的情况。
当控制第二电极部分(441-2)的电压并且将电压施加到第二电极部分(441-2)时,可以减小界面(I)的曲率,由此界面(I)可以向第二电极部分(441-2)(左前侧)倾斜(参见图10(d))。更具体地,在设置在第一电极部分(441-1)(右前侧)、第二电极部分(441-2)(左前侧)和第三电极部分(441-3)(左后侧)上的导电液体中发生电润湿现象,由此导电液体移动到腔体(431)的第一电极部分(441-1)(右前侧)、第二电极部分(441-2)(左前侧)和第三电极部分(441-2)(左后侧)。因此,与仅控制第一电极部分和第二电极部分(441-1,441-2)的情况相比,界面(I)的曲率进一步减小。此外,由于控制第一电极部分和第三电极部分(441-1,441-3)的电压引起的界面(I)的倾斜抵消;然而,由于控制第二电极部分(441-2)的电压,因此界面(I)向第二电极部分(441-2)(左前侧)倾斜。由于仅通过控制第二电极部分(441-2)的电压生成界面(I)的曲率变化,因此界面(I)的曲率的变化小于如在比较示例中那样以批量方式控制第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分(11,12,13,14)的电压的情况。然而,由于第二电极部分(441-2)被偏置驱动,因此界面(I)可以向第二电极部分(441-2)(左前侧)倾斜。然而,倾斜较轻微。也就是说,由于图像传感器被设计成宽而具有足够的安全率,因此不会发生拍摄的视频或图像由于液体透镜(400)的光轴(OA)的轻微倾斜而被裁剪或抖动的问题。在第一实施方式中,可以控制第二电极部分(441-2)的电压,由此可以对聚焦步长进行第三调整。
当控制第四电极部分(441-4)的电压并且将电压施加到第四电极部分(441-4)时,可以减小界面(I)的曲率,并且可以恢复界面(I)的倾斜,由此液体透镜(400)的光轴(OA)可以与透镜模块(300)的光轴对准(参见图10(e))。更具体地,在设置在第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分(441-1,441-2,441-3,441-4)上的导电液体中发生电润湿现象,由此导电液体移动到腔体(431)的第一电极部分(441-1)。因此,与仅控制第一电极部分、第二电极部分和第三电极部分(441-1,441-2,441-3)的情况相比,界面(I)的曲率进一步减小。此外,由于控制第二电极部分(441-2)的电压引起的界面(I)的倾斜与由于控制第四电极部分(441-4)的电压引起的界面(I)的倾斜抵消,因此不会发生界面(I)的倾斜。这是因为第二电极部分(441-2)和第四电极部分(441-4)被设置成关于透镜模块(300)的光轴对称。由于仅通过控制第四电极部分(441-4)的电压生成界面(I)的曲率变化,因此界面(I)的曲率的变化小于如在比较示例中那样以批量方式控制第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分(11,12,13,14)的电压的情况。在第一实施方式中,可以控制第四电极部分(441-4)的电压,由此可以对聚焦步长进行第四调整。
在第一实施方式中,聚焦步长被第四调整时的界面(I)的曲率与在比较示例中初次调整聚焦步长时的界面的曲率相等。因此,根据第一实施方式的液体透镜移动方法能够通过如根据比较示例的液体透镜移动方法一样多的细分的四倍来调整聚焦步长。此外,在形成为一对的状态下控制关于光轴对称的第一电极部分和第三电极部分(441-1,441-3)以及在形成为一对的状态下控制关于光轴对称的第二电极部分和第四电极部分(441-2,441-4),由此可以使由于电极部分的单独控制引起的界面(I)的倾斜最小化。
在第一实施方式中,控制单元可以调整单位电压的倍数以重复执行以随机顺序控制第一电极部分和第三电极部分(441-1,441-3)的电压的步骤(A1)以及以随机顺序控制第二电极部分和第四电极部分(441-2,441-4)的电压的步骤(A2)。也就是说,可以使用一倍的单位电压执行以随机顺序控制第一电极部分和第三电极部分(441-1,441-3)的电压的步骤(A1)以及以随机顺序控制第二电极部分和第四电极部分(441-2,441-4)的电压的步骤(A2),然后可以使用两倍的单位电压执行以随机顺序控制第一电极部分和第三电极部分(441-1,441-3)的电压的步骤(A1)以及以随机顺序控制第二电极部分和第四电极部分(441-2,441-4)的电压的步骤(A2)。因此,在第一实施方式中,可以基于诸如第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分(441-1,441-2,441-3和441-4)的单独控制以及对单位电压的倍数的调整的两个因素来细分聚焦步长,由此可以执行AF功能。
在下文中,将参照图11和图12描述根据第二实施方式的液体透镜移动方法。根据第二实施方式的液体透镜移动方法可以是用于AF操作的液体透镜移动方法。
根据第二实施方式的液体透镜移动方法可以包括同时控制第一电极部分和第三电极部分(441-1,441-3)的电压的步骤(B1)以及同时控制第二电极部分和第四电极部分(441-2,441-4)的电压的步骤(B2)。也就是说,根据第二实施方式的液体透镜移动方法与根据第一实施方式的液体透镜移动方法的不同之处在于,在以随机顺序控制第一电极部分和第三电极部分(441-1,441-3)的电压的步骤(A1)中同时控制第一电极部分和第三电极部分(441-1,441-3)的电压。此外,根据第二实施方式的液体透镜移动方法与根据第一实施方式的液体透镜移动方法的不同之处在于,在以随机顺序控制第二电极部分和第四电极部分(441-2,441-4)的电压的步骤(A2)中同时控制第二电极部分和第四电极部分(441-2,441-4)的电压。因此,不会发生在第一实施方式的初次和第三聚焦步长调整步骤中发生的液体透镜(400)的光轴(OA)倾斜的问题。
在同时控制第一电极部分和第三电极部分(441-1,441-3)的电压的步骤(B1)中,控制单元可以同时控制第一电极部分和第三电极部分(441-1,441-3)的电压。也就是说,可以将电压同时施加到第一电极部分和第三电极部分(441-1,441-3)。
在正常状态下,没有电压或基准电压被施加到第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分(441-1,441-2,441-3,441-4),由此界面(I)向下凸出(凹透镜;负屈光力)(见图12(a))。
当控制第一电极部分和第三电极部分(441-1,441-3)的电压并且将电压施加到第一电极部分和第三电极部分(441-1,441-3)时,界面(I)的曲率会减少(参见图12(b))。更具体地,在设置在第一电极部分(441-1)(右前侧)和第三电极部分(441-3)(左后侧)上的导电液体中发生电润湿现象,由此导电液体移动到腔体(431)的第一电极部分和第三电极部分(441-1,441-3)。因此,界面(I)的曲率会减小。此外,因为由于控制第一电极部分(441-1)的电压引起的界面(I)的倾斜与由于控制第三电极部分(441-3)的电压引起的界面(I)的倾斜抵消,因此不会发生界面(I)的倾斜。由于仅通过控制第一电极部分和第三电极部分(441-1,441-3)的电压生成界面(I)的曲率变化,因此界面(I)的曲率的变化小于如在比较示例中那样以批量方式控制第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分(11,12,13,14)的电压的情况。在第二实施方式中,可以控制第一电极部分和第三电极部分(441-1,441-3)的电压,由此可以对聚焦步长进行初次调整。
在同时控制第二电极部分和第四电极部分(441-2,441-4)的电压的步骤(B2)中,控制单元可以同时控制第二电极部分和第四电极部分(441-2,441-4)的电压。也就是说,可以将电压同时施加到第二电极部分和第四电极部分(441-2,441-4)。
当控制第二电极部分和第四电极部分(441-2,441-4)的电压并且将电压施加到第二电极部分和第四电极部分(441-2,441-4)时,界面(I)的曲率会减少(参见图12(c))。更具体地,在设置在第一电极部分(441-1)(右前侧)、第二电极部分(441-2)(左前侧)、第三电极部分(441-3)(左后侧)和第四电极部分(441-4)(右后侧)上的导电液体中发生电润湿现象,由此导电液体移动到腔体(431)的第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分(441-1,441-2,441-3,441-4)。因此,与仅控制第一电极部分和第三电极部分(441-1,441-3)的情况相比,界面(I)的曲率进一步减小。此外,因为由于控制第二电极部分(441-2)的电压引起的界面(I)的倾斜与由于控制第四电极部分(441-4)的电压引起的界面(I)的倾斜抵消,因此不会发生界面(I)的倾斜。由于仅通过控制第二电极部分和第四电极部分(441-2,441-4)的电压生成界面(I)的曲率变化,因此界面(I)的曲率的变化小于如在比较示例中那样以批量方式控制第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分(11,12,13,14)的电压的情况。在第二实施方式中,可以控制第二电极部分和第四电极部分(441-2,441-4)的电压,由此可以对聚焦步长进行二次调整。
在第二实施方式中,二次调整聚焦步长时的界面(I)的曲率与在比较示例中初次调整聚焦步长时的界面的曲率相等。因此,根据第二实施方式的液体透镜移动方法能够通过根据比较示例的液体透镜移动方法一样多的细分的两倍来调整聚焦步长。此外,在形成为成对的状态下同时控制关于光轴对称的第一电极部分和第三电极部分(441-1,441-3)以及关于光轴对称的第二电极部分和第四电极部分(441-2,441-4),由此可以防止由于对电极部分的单独控制引起的界面(I)的倾斜。也就是说,在第二实施方式中,与第一实施方式不同,聚焦步长不被细分为四个步骤;然而,不会发生由于电极部分的单独控制引起的界面(I)的倾斜。
在第二实施方式中,控制单元可以调整单位电压的倍数以重复执行同时控制第一电极部分和第三电极部分(441-1,441-3)的电压的步骤(B1)以及同时控制第二电极部分和第四电极部分(441-2,441-4)的电压的步骤(B2)。也就是说,可以使用一倍单位电压来执行同时控制第一电极部分和第三电极部分(441-1,441-3)的电压的步骤(B1)和同时控制第二电极部分和第四电极部分(441-2,441-4)的电压的步骤(B2),然后可以使用两倍单位电压来执行同时控制第一电极部分和第三电极部分(441-1,441-3)的电压的步骤(B1)以及同时控制第二电极部分和第四电极部分(441-2,441-4)的电压的步骤(B2)。因此,在第二实施方式中,可以基于诸如第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分(441-1,441-2,441-3和441-4)的单独控制以及对单位电压的倍数的调整的两个因素来细分聚焦步长,由此可以执行AF功能。
根据第一实施方式和第二实施方式中的每一个的液体透镜移动方法具有如下技术特征:电极部分被单独控制以细分聚焦步长。如图15所示,与根据比较示例的批量型电极驱动相比,单独型电极驱动可以具有更细分的聚焦步长。因此,可以细分光功率,由此可以执行准确的AF操作。
此外,本公开内容的技术特征在于,电极部分被划分成设置成关于光轴对称的电极部分对,并且电极部分对的电压被顺序控制(针对每个电极部分对,以随机顺序控制或同时控制电压)。在第一电极(441)被划分成四个或更多个部分的情况下,当顺序地控制电极部分对的电压时,必须以电极部分关于光轴对称的顺序或以电极部分如有可能关于光轴对称的顺序控制电极部分对。因此,可以使由于单独电极驱动引起的界面(I)的倾斜最小化。
第一实施方式和第二实施方式中的每一个的权利范围不限于第一电极(441)被划分成四个部分的情况,而是还包括第一电极(441)被划分成n个部分的情况(n是4或更大的自然数),只要包括上述技术构思即可。也就是说,第一实施方式和第二实施方式中的每一个的第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分(441-1,441-2,441-3,441-4)可以不被设置为彼此相邻,或者其他电极部分可以被设置在彼此间隔开的第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分(441-1,441-2,441-3,441-4)之间。
将参照图13描述将第一电极划分成8个部分的情况。图13的液体透镜的第一电极可以被划分成第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分、第四电极部分、第五电极部分、第六电极部分、第七电极部分和第八电极部分(21,22,23,24,25,26,27,28)。当如图13所示时间顺序地从(a)到(h)时,可以向第一电极部分(21)、第五电极部分(25)、第三电极部分(23)、第七电极部分(27)、第二电极部分(22)、第六电极部分(26)、第四电极部分(24)和第八电极部分(28)按该顺序顺序地施加电压。在这种情况下,被划分成8个部分的第一电极的第一电极部分(21)可以对应于第一实施方式的第一电极部分(441-1),第五电极部分(25)可以对应于第一实施方式的第三电极部分(441-3),第三电极部分(23)可以对应于第一实施方式的第二电极部分(441-2),并且第七电极部分(27)可以对应于第一实施方式的第四电极部分(441-4)。因此,包括划分成如图13所示的8个部分的第一电极的液体透镜的操作落入第一实施方式的权利范围内。
此外,将参照图14描述将第一电极划分成9个部分的情况。图14的液体透镜的第一电极可以划分成第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分、第四电极部分、第五电极部分、第六电极部分、第七电极部分、第八电极部分和第九电极部分(31,32,33,34,35,36,37,38,39)。当如图14所示时间顺序地从(a)到(i)时,可以向第一电极部分(31)、第五电极部分(35)、第三电极部分(33)、第七电极部分(37)、第二电极部分(32)、第六电极部分(36)、第八电极部分(38)、第四电极部分(34)和第九电极部分(39)按该顺序顺序地施加电压。在这种情况下,被划分成9个部分的第一电极的第一电极部分(31)可以对应于第一实施方式的第一电极部分(441-1),第五电极部分(35)可以对应于第一实施方式的第三电极部分(441-3),第三电极部分(33)可以对应于第一实施方式的第二电极部分(441-2),并且第七电极部分(37)可以对应于第一实施方式的第四电极部分(441-4)。因此,包括划分成如图14所示的9个部分的第一电极的液体透镜的操作落入第一实施方式的权利范围内。
图16示出了根据实施方式的相机模块的示例。
参照图16,相机模块(1010)可以包括:透镜组件(1022),包括液体透镜和多个透镜;控制电路(1024);以及图像传感器(1026)。
液体透镜可以包括导电液体、非导电液体、第一基板和电极单元。第一基板可以包括用于容纳导电液体和非导电液体的腔体。外部电源可以连接至电极单元,当电压施加到电极单元时,该电极单元改变导电液体与非导电液体之间的界面。液体透镜还可以包括设置在电极单元处的隔离层,用于防止电极与非导电液体之间的接触。
应用有液体透镜的相机模块可以包括用于控制施加到电极单元的电压的控制单元。电极单元可以包括第一电极和第二电极。第一电极和第二电极中的每一个可以包括一个或更多个电极部分。第一电极和第二电极可以彼此电磁相互作用以改变导电液体与非导电液体之间的界面。
透镜组件(1022)可以包括多个透镜。透镜组件(1022)可以由包括液体透镜的多个透镜构成,并且可以响应于施加到第一电极和第二电极的驱动电压来调整液体透镜的焦距。相机模块(1010)还可以包括用于向液体透镜供应驱动电压的控制电路(1024)。第一电极可以是单独电极。第二电极可以是导电金属板,并且可以是公共电极。
相机模块(1010)可以包括透镜组件(1022),该透镜组件包括设置在单个印刷电路板(PCB)上的多个电路(1024,1026)以及多个透镜。然而,这仅仅是示例,并不限制本公开内容的范围。可以根据光学设备所需的规格不同地设计控制电路(1024)的构造。特别地,控制电路(1024)可以实现为单个芯片,以使施加到透镜组件(1022)的电压的大小减小。因此,安装在便携式设备中的相机设备的尺寸可以进一步减小。
图17示出了在相机模块(1010)中包括的透镜组件(1022)的示例。
相机模块(1010)可以包括在光学设备中。光学设备可以包括外壳,在该外壳中安装有相机模块、显示单元、通信模块、存储器或电池中至少之一。
参照图17,透镜组件(1022)可以包括第一透镜单元(1100)、第二透镜单元(1150)、液体透镜(1300)、保持件(1400)和连接单元(1500)。
可以提供一个或更多个连接单元(1500)。例如,在提供一个连接单元的情况下,连接单元的一部分可以被设置在液体透镜(1300)的上部或下部处,以连接至液体透镜(1300)。在提供两个连接单元的情况下,可以提供连接至液体透镜(1300)的上部的第一连接单元以及连接至液体透镜(1300)的下部的第二连接单元。连接单元的一端可以被设置在透镜组件(1022)下方,并且可以连接至上面安装有图像传感器(1026)的基板。所示的透镜组件(1022)的结构仅是示例,并且透镜组件(1022)的结构可以根据光学设备所需的规格而改变。例如,在所示的示例中,液体透镜(1300)位于第一透镜单元(1100)与第二透镜单元(1150)之间;然而,在另一示例中,可以省略第一透镜单元或第二透镜单元。此外,液体透镜(1300)可以位于第一透镜单元(1100)的上方(前面),或者液体透镜(1300)可以位于第二透镜单元(1150)下方。液体透镜(1300)包括由开口区域限定的腔体。在另一示例中,液体透镜(1300)可以被设置成使得腔体(1310)在相反方向上倾斜。这可以意味着腔体(1310)在光入射的方向上的开口面积小于腔体(1310)在相反方向上的开口面积,这与图17不同。在液体透镜(1300)被设置成腔体(1310)在相反方向上倾斜的情况下,可以根据腔体(1310)倾斜的方向而完全或部分地改变液体透镜的诸如电极和液体的部件的设置。替选地,可以仅改变腔体(1310)倾斜的方向,而可以不改变其他部件的设置。
第一透镜单元(1100)是设置在透镜组件(1022)前面并且光从透镜组件(1022)的外部入射在其上的部件。第一透镜单元(1100)可以由至少一个透镜构成。替选地,可以沿中心轴(PL)对准两个或更多个透镜以构成光学系统。
第一透镜单元(1100)和第二透镜单元(1150)可以安装在保持件(1400)中。在保持件(1400)中可以形成通孔,并且第一透镜单元(1100)和第二透镜单元(1150)可以被设置在通孔中。此外,液体透镜(1300)可以插入到保持件(1400)中的第一透镜单元(1100)和第二透镜单元(1150)之间的空间中。
同时,第一透镜单元(1100)可以包括曝光透镜(1110)。曝光透镜(1110)是从保持件(1400)突出并且因此暴露于外部的透镜。由于曝光透镜(1110)暴露于外部,因此可能损坏透镜的表面。在透镜表面损坏的情况下,由相机模块拍摄的图像的质量可能会劣化。为了防止或抑制对曝光透镜(1110)的表面的损坏,可以设置盖玻璃,可以形成涂层,或者曝光透镜(1110)可以由耐磨材料制成,以用于防止对曝光透镜的表面的损坏。
第二透镜单元(1150)可以被设置在第一透镜单元(1100)和液体透镜(1300)的后部。从外部入射在第一透镜单元(1100)上的光可以透过液体透镜(1300),并且然后可以入射在第二透镜单元(1150)上。第二透镜单元(1150)可以在与第一透镜单元(1100)间隔开的状态下被设置在保持件(1400)中形成的通孔中。
同时,第二透镜单元(1150)可以由至少一个透镜构成。替选地,可以沿中心轴(PL)对准两个或更多个透镜以构成光学系统。
液体透镜(1300)可以被设置在第一透镜单元(1100)与第二透镜单元(1150)之间,并且可以插入到在保持件(1400)中形成的插入端口(1410)中。以与第一透镜单元(1100)和第二透镜单元(1150)相同的方式,液体透镜(1300)也可以沿中心轴(PL)对准。在保持件(1400)的侧表面中可以形成单个插入端口(1410)或至少两个插入端口(1410)。液体透镜可以被设置在插入端口(1410)中。液体透镜可以被设置成从插入端口(1410)突出。
液体透镜(1300)可以包括腔体(1310)。腔体(1310)可以是穿过第一透镜单元(1110)的光透过的区域,并且腔体(1310)的至少一部分可以容纳液体。例如,两种液体,即导电液体和非导电液体(或绝缘液体)可以容纳在腔体(1310)中。导电液体和非导电液体不能彼此混合,并且可以在导电液体与非导电液体之间形成界面。导电液体与非导电液体之间的界面可以通过经由连接单元(1500)施加的驱动电压而变形,由此可以改变液体透镜(1300)的曲率和/或焦距。在控制界面的变形和曲率的改变的情况下,液体透镜(1300)和透镜组件(1022)以及包括液体透镜和透镜组件的光学设备可以执行自动聚焦(AF)功能和抖动补偿或光学图像稳定(OIS)功能。
图18是示意性地示出图16中所示的相机模块的框图。
参照图18,示出了在相机模块(1200)中包括的控制电路(1210)和透镜组件(1250)。控制电路(1210)和透镜组件(1250)可以分别对应于图16的控制电路(1024)和透镜组件(1022)。
控制电路(1210)可以包括控制单元(1220)。
控制单元(1220)可以是用于执行AF功能和OIS功能的部件,并且可以响应于用户的请求或感测结果(例如,陀螺仪传感器(1225)的运动信号)来控制在透镜组件(1250)中包括的液体透镜模块(1260)。
控制单元(1220)可以包括控制器(1230)和电压驱动器(1235)。陀螺仪传感器(1225)可以是不被包括在控制单元(1220)中的独立部件,或者控制单元(1220)还可以包括陀螺仪传感器(1225)。
陀螺仪传感器(1225)可以感测偏航轴方向和俯仰轴方向上的运动的角速度,以补偿光学设备(1200)的向上向下和向左向右抖动。陀螺仪传感器(1225)可以生成与所感测的角速度对应的运动信号,并且可以将运动信号提供给控制器(1230)。
为了实现OIS功能,控制器(1230)可以使用低通滤波器(LPF)从运动信号中去除高频噪声分量以仅提取期望的频带,可以使用已经从中去除噪声的运动信号来计算抖动量,并且可以计算与液体透镜模块(1260)中的液体透镜(1280)的期望形状对应的驱动电压,以补偿计算的抖动量。
控制器(1230)可以从光学设备或相机模块(1200)的内部(例如,图像传感器)或光学设备或相机模块(1200)的外部(例如,距离传感器或应用处理器)接收关于AF功能的信息(例如,关于距对象的距离的信息),并且可以基于用于通过距离信息聚焦对象的焦距来计算与液体透镜(1280)的期望形状对应的驱动电压。
控制器(1230)可以存储驱动电压表,在该驱动电压表中驱动电压与电压驱动器(1235)生成驱动电压所需的驱动电压代码映射,并且控制器(1230)可以参考驱动电压表来获取与所计算的驱动电压对应的驱动电压代码。
电压驱动器(1235)可以基于从控制器(1230)提供的数字型驱动电压代码生成与驱动电压代码对应的模拟型驱动电压,并且可以将模拟型驱动电压提供给透镜组件(1250)。
电压驱动器(1235)可以包括用于接收电源电压(例如,从分立的电源电路供应的电压)并且增大电压的电平的电压升压器、用于使电压升压器的输出稳定的电压稳定器以及用于将电压升压器的输出选择性地供应给液体透镜(1280)的各个端子的开关单元。
此处,开关单元可以包括被称为H桥的电路。来自电压升压器的高电压输出作为电源电压被施加到开关单元。开关单元可以将施加到其上的电源电压和接地电压选择性地供应给液体透镜(1280)的两端。此处,为了操作,液体透镜(1280)可以包括具有四个电极部分的第一电极和具有单个电极部分的第二电极。液体透镜(1280)的两端可以是第一电极和第二电极。此外,液体透镜(1280)的两端可以是第一电极的四个电极部分中之一和第二电极的单个电极部分。
可以向液体透镜(1280)的每个电极部分施加具有预定宽度的脉冲型电压。施加到液体透镜(1280)的驱动电压是施加到第一电极的电压与施加到第二电极的电压之间的差。此处,施加到第一电极的电压可以被限定为单独的电压,并且施加到第二电极的每个电极传感器的电压可以被限定为公共的电压。
也就是说,为了根据从控制器(1230)提供的数字型驱动电压代码控制施加到液体透镜(1280)的驱动电压,电压升压器控制增大的电压的电平,并且开关单元控制施加到公共电极和单独电极的脉冲电压的相位,由此电压驱动器(1235)生成与驱动电压代码对应的模拟型驱动电压。
也就是说,控制单元(1220)可以控制施加到第一电极和第二电极的电压。
控制电路(1210)还可以包括用于执行控制电路(1210)的通信或接口功能的连接器(未示出)。例如,连接器可以执行用于在使用内部集成电路(I2C)通信方案的控制电路(1210)与使用移动工业处理器接口(MIPI)通信方案的透镜组件(1250)之间的通信的通信协议转换。
此外,连接器可以从外部(例如,电池)接收电力,并且可以供应操作控制单元(1220)和透镜组件(1250)所需的电力。
透镜组件(1250)可以包括液体透镜模块(1260),并且液体透镜模块(1260)可以包括驱动电压提供单元(1270)和液体透镜(1280)。
驱动电压提供单元(1270)可以从电压驱动器(1235)接收驱动电压(即,在四个单独电极中之一与单个公共电极之间施加的模拟电压),并且可以向液体透镜(1280)提供驱动电压。驱动电压提供单元(1270)可以包括电压调整电路或噪声消除电路,用于补偿由于控制电路(1210)与透镜组件(1250)之间的端子连接引起的损耗,或者可以为输出电压加设旁路。
驱动电压提供单元(1270)可以被设置在柔性印刷电路板(FPCB)或构成图17的连接单元(1500)的至少一部分的第一基板上。然而,本公开内容不限于此。连接单元(1500)可以包括驱动电压提供单元(1270)。
导电液体与非导电液体之间的界面可以根据驱动电压而变形,由此液体透镜(1280)可以执行AF功能或OIS功能。
图19示出了其界面响应于驱动电压而被调整的液体透镜。具体地,图19(a)示出了在透镜组件(1250)中包括的液体透镜(1028)(参见图18),并且图19(b)示出了液体透镜(1028)的等效电路。此处,液体透镜(1028)表示图18的液体透镜(1280)。
首先参照图19(a),可以通过设置在四个不同方向上但彼此之间具有相同角度距离以构成第一电极的多个电极部分(L1,L2,L3,L4)和第二电极的电极部分(C0)将驱动电压施加到其界面响应于驱动电压而被调整的液体透镜(1028)。当通过构成第一电极的电极部分(L1,L2,L3,L4)以及构成第二电极的电极部分(C0)施加驱动电压时,腔体(1310)中的导电液体与非导电液体之间的界面可以变形。导电液体与非导电液体之间的界面的变形的程度和形状可以由控制器(1230)控制,以实现AF功能或OIS功能。
此外,参照图19(b),透镜(1028)可以包括多个电容器(1030),从第一电极的不同的电极部分(L1,L2,L3,L4)中的相应一个向所述多个电容器中的每一个的一侧施加电压,并且从第二电极的电极部分(C0)向所述多个电容器中的每一个的另一侧施加电压。
在本说明书中,以示例方式描述了电极部分的数量是4的情况。然而,本公开内容不限于此。
图20是示出供应到液体透镜的两端的电压的实施方式的视图。
参照图20,可以向液体透镜(1280)的相应电极部分(C0,L1至L4)施加均具有预定宽度的脉冲型电压,并且第一电极的电极部分(L1至L4)中的每一个的电压与第二电极的电极部分C0的电压之间的差成为驱动电压。
电压驱动器(1235)可以通过控制施加到公共电极部分和单独电极部分的脉冲电压的相位来控制与每个单独电极对应的驱动电压。
在图20中,电压驱动器(1235)可以根据从外部提供的操作时钟来移位脉冲电压的相位。示出了施加到单独电极部分(L1)的第一脉冲电压(A)和第二脉冲电压(B)。第二脉冲电压(B)是通过将第一脉冲电压(A)延迟最小相位而获得的电压。
可以看到的是,第二脉冲电压(B)被施加到单独电极部分(L1)时的驱动电压2高于第一脉冲电压(A)被施加到单独电极部分(L1)时的驱动电压1。此处,驱动电压的均方根(RMS)值直接有助于控制液体透镜(1280)的界面。
通过提供给电压驱动器(1235)的操作时钟的频率来设置最小相位。最小相位可以确定电压驱动器(1235)的输出电压的分辨率。最小相位越小,电压驱动器(1235)的输出电压的分辨率就越高。
然而,为了使电压驱动器(1235)的输出电压的分辨率加倍,必须将具有两倍频率的操作时钟提供给电压驱动器(1235)。因此,需要与具有两倍频率的操作时钟对应的高性能时钟发生器。就整个系统而言,这引起相当大的成本增加和功耗。因此,需要在没有高性能时钟发生器的情况下提高电压驱动器(1235)的输出电压的分辨率的计划。
图21是示出根据实施方式的向液体透镜施加电压的方法的视图。
参照图21,将驱动电压施加方法描述为被执行以执行图21和随后的附图中的自动聚焦功能。然而,本公开内容不限于此,并且即使在提供OIS功能时也可以应用相同的技术构思。此外,可以通过由控制器(1230)生成的驱动电压代码来控制图21和随后附图中描述的施加到液体透镜的电压的电平和定时。
针对循环(CYCLE1至CYCLE4)中的每一个示出了四个液体透镜。一个液体透镜的第一电极的左上电极部分被限定为第一电极部分,并且从第一电极部分起沿顺时针方向绕液体透镜的中心(或光轴或圆周)顺序地定位的电极部分被限定为第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分。
此外,第一驱动电极至第四驱动电极中的每一个表示第一电极部分至第四电极部分中的对应的单独电极部分和第二电极的公共电极部分的配对,并且施加至第一驱动电极至第四驱动电极的驱动电压被限定为第一驱动电压至第四驱动电压。
第一驱动电压至第四驱动电压对应于施加至第一电极部分至第四电极部分的电压与施加至第二电极的电压之间的差。第一驱动电压至第四驱动电压可以表示循环内的电压差的平均值或RMS值。
此外,可以限定用于使液体透镜的界面变形的单位循环,并且图21中所示的第一循环至第四循环(CYCLE1至CYCLE4)与该单位循环对应。
可以考虑自动聚焦响应时间——即,在施加驱动电压之后液体透镜变形成期望界面所花费的时间——来设置与每个单位循环对应的时间。尽管根据液体透镜的规格改变自动聚焦响应时间,但是自动聚焦响应时间可以是约50ms。因此,可以考虑自动聚焦响应时间和子循环数来设置单位循环。
图18的控制器(1230)计算驱动电压并且将驱动电压代码传输至电压驱动器(1235)。此时,可以通过I2C方案中的双向串行数据端口SDA和时钟端口SCL传输驱动电压代码,并且可以支持最大1MHz。
电压驱动器(1235)基于从控制器(1230)接收到的驱动电压代码生成对应于驱动电压代码的驱动电压。驱动电压可以包括第一驱动电压至第四驱动电压,其表示施加到图19所示的电容器(1030)的两端电压。为了施加驱动电压,可以基本上生成第一电极的第一电极部分至第四电极部分的电压和第二电极的电压。
第一驱动电压至第四驱动电压中的每一个具有最大输出电压、最小输出电压和均匀的单位电压,这取决于电压驱动器(1235)的结构。最大输出电压和最小输出电压是可以由电压驱动器(1235)输出的最大电压和最小电压,并且单位电压是用于增大或减小第一驱动电压至第四驱动电压中的每一个的最小电压增量。当电压驱动器(1235)在根据操作时钟对脉冲电压的相位进行移位的方案中调整输出电压时,可以通过由操作时钟的频率确定的最小相位来设置单位电压。
然而,第一驱动电压至第四驱动电压中的每一个不一定增加或减小1V。例如,第一驱动电压至第四驱动电压中的每一个可以增加或减小10V。
例如,当最大输出电压是70V,最小输出电压是41V,并且单位电压是1V时,第一驱动电压至第四驱动电压中的每一个可以具有在41V到70V范围内的30个电压值。
也就是说,假设将相同的驱动电压施加到第一驱动电极至第四驱动电极以用于自动聚焦功能,可以实现30步自动聚焦分辨率。
在这种情况下,第k(k是1与N之间的整数;N是2或更大的整数)驱动电压Vk由下面的等式1表示。此处,当最小输出电压是第一驱动电压并且最大输出电压是第N驱动电压时,第k驱动电压是任意驱动电压。
[等式1]
Vk=Vi+dv*k
其中,Vi指示最小输出电压,并且dv指示单位电压。
因此,当在均匀的输出电压范围(最大输出电压与最小输出电压之间的范围)内将相同的驱动电压施加到第一驱动电极至第四驱动电极时,驱动电压的单位电压变为等于电压驱动器(1235)的单位电压,并且自动聚焦分辨率可以取决于电压驱动器(1235)的单位电压。由于自动聚焦分辨率是基于其确定自动聚焦功能被精细调整的程度的标准,自动聚焦分辨率是影响自动聚焦功能的性能的最重要因素。
在下文中,将描述能够在均匀输出电压范围内增大自动聚焦分辨率的驱动电压施加方法。
尽管未在图21中示出,但是假设施加到第一电极部分至第四电极部分的每个单独电压是第一循环(CYCLE1)之前的初始循环中的V(V是输出电压范围内的任意电压;在下文中,称为“初始电压”)。
如图21所示,循环(CYCLE1至CYCLE4)中的每一个可以被划分成总共4个子循环。子循环的持续时间可以彼此相等,或者可以彼此不同。在子循环的持续时间彼此相等的实施方式中,当循环(CYCLE1至CYCLE4)中的每个循环都具有50ms的持续时间时,每个子循环的持续时间可以是12.5ms。可以保持在子循环中施加到每个驱动电极的电压。在另一实施方式中,可以改变在子循环中施加到每个驱动电极的电压。例如,在第二循环(CYCLE2)中,第一子循环和第二子循环可以构成单个子循环,并且第三子循环和第四子循环可以构成单个子循环。在这种情况下,每个子循环的时间可能是25ms。
可以在第一循环(CYCLE1)的第一子循环中施加(V+dv,V,V,V),可以在第一循环的第二子循环中施加(V,V+dv,V,V),可以在第一循环的第三子循环中施加(V,V,V+dv,V),并且可以在第一循环的第四子循环中施加(V,V,V,V+dv)。此处,(a,b,c,d)的a、b、c和d分别表示第一驱动电压至第四驱动电压。
也就是说,在第一循环(CYCLE1)的第一子循环中,第一驱动电压至第四驱动电压中的一个可以被施加为通过使初始电压增大单位电压而获得的电压V+dv(在下文中,称为“第二电压”),并且可以将其他驱动电压中的每一个作为初始电压V(下文中,称为“第一电压”)施加。在随后的子循环中,可以以顺时针方向顺序改变施加第二电压的位置。此处,施加第二电压的驱动电压示出为阴影。顺时针方向仅是实施方式。逆时针方向或Z字形方向也是可能的。
然而,必须将在各个子循环中施加第二电压的位置设置为彼此不同。这是因为如果第二电压连续施加到一个位置,则液体透镜的界面可能会扭曲变形。
在一个循环中施加到一个驱动电极的驱动电压意味着在四个子循环中施加的驱动电压的平均值。
因此,在第一循环(CYCLE1)中施加的第一驱动电压至第四驱动电压对应于(4V+dv)/4=V+dv/4。
可以在第二循环(CYCLE2)的第一子循环中施加(V+dv,V,V+dv,V),可以在第二循环的第二子循环中施加(V,V+dv,V,V+dv),可以在第二循环的第三子循环中施加(V+dv,V,V+dv,V),并且可以在第二循环的第四子循环中施加(V,V+dv,V,V+dv)。
也就是说,在第二循环(CYCLE2)的第一子循环中,可以施加第一驱动电压至第四驱动电压中的两个作为第二电压,并且可以施加其他驱动电压作为第一电压。在第二子循环中,可以将第二电压施加到施加第一电压的位置,并且可以将第一电压施加到施加第二电压的位置。在随后的子循环中,可以重复第一子循环和第二子循环中的驱动电压施加方法。以与第一循环(CYCLE1)的子循环相同的方式,也可以沿顺时针方向或逆时针方向改变第二循环(CYCLE2)中的电压施加位置。
如图21所示,施加到对角线相对位置的驱动电压必须设置成彼此相等,并且必须将在相邻子循环中施加第二电压的位置设置成彼此不同。在这种情况下,防止了液体透镜的界面扭曲变形。此外,虽然未在图中示出,但是第一电压可以施加到四个电极部分中的两个相邻电极部分,第二电压可以施加到其他电极部分,并且可以沿顺时针方向或逆时针方向控制电压施加。
在第二循环(CYCLE2)中施加的第一驱动电压至第四驱动电压对应于(4V+2dv)/4=V+dv/2。
可以在第三循环(CYCLE3)的第一子循环中施加(V+dv,V+dv,V+dv,V),可以在第三循环的第二子循环中施加(V,V+dv,V+dv,V+dv),可以在第三循环的第三子循环中施加(V+dv,V,V+dv,V+dv),并且可以在第三循环的第四个子循环中施加(V+dv,V+dv,V,V+dv)。
也就是说,在第三循环(CYCLE3)的第一子循环中,可以施加第一驱动电压至第四驱动电压中的三个作为第二电压,并且可以施加另一驱动电压作为第一电压。在随后的子循环中,可以顺时针方向顺序地改变施加第一电压的位置。此处,顺时针方向仅是实施方式。逆时针方向或Z字形方向也是可能的。
然而,必须将在各个子循环中施加第一电压的位置设置成彼此不同。这是因为,如果第一电压连续施加到一个位置,则液体透镜的界面可能会扭曲变形。
因此,在第三循环(CYCLE3)中施加的第一驱动电压至第四驱动电压对应于(4V+3dv)/4=V+3dv/4。
可以在第四循环(CYCLE4)的第一子循环中施加(V+dv,V+dv,V+dv,V+dv),可以在第四循环的第二子循环中施加(V+dv,V+dv,V+dv,V+dv),并且可以在第四循环的第三子循环中施加(V+dv,V+dv,V+dv,V+dv),并且可以在第四循环的第四子循环中施加(V+dv,V+dv,V+dv,V+dv)。
也就是说,在第四循环(CYCLE4)的第一子循环至第四子循环中,可以施加第一驱动电压至第四驱动电压中的全部作为第二电压。
因此,在第四循环(CYCLE4)中施加的第一驱动电压至第四驱动电压对应于(4V+4dv)/4=V+dv。
此时,可以使在同一循环中包括的子循环中施加的第一驱动电压至第四驱动电压的总和保持均匀。这是因为,仅在使一个循环中施加的第一驱动电压至第四驱动电压的总和保持均匀的情况下,才可以在该循环中保持特定的焦距。
在根据实施方式的驱动电压施加方法中,第k单独电压V'k由下面的等式2表示。
[等式2]
V'k=Vi+dv/4*k
其中,Vi指示最小输出电压,并且dv指示单位电压。
因此,在第一驱动电压至第四驱动电压未被施加为相同驱动电压并且第一驱动电压至第四驱动电压中的全部都被设置成均匀输出电压范围内的第一电压的循环之后,可以进一步插入第一驱动电压至第四驱动电压中的仅一个被设置成第二电压并且被设置成第二电压的驱动电压被旋转的循环、第一驱动电压至第四驱动电压中的仅两个被设置成第二电压和被设置为第二电压的驱动电压被旋转的循环以及第一驱动电压至第四驱动电压中的仅三个被设置成第二电压并且被设置成第二电压的驱动电压被旋转的循环,以将基于其来确定自动聚焦分辨率的单位电压从dv改变成dv/4。
也就是说,单位电压减小到1/4可以意味着自动聚焦分辨率增大4倍,由此可以显著提高自动聚焦功能的性能。
例如,最大输出电压可以是70V,最小输出电压可以是41V,并且单位电压可以是0.25V,由此第一驱动电压至第四驱动电压中的每一个可以具有在41V到70V范围内的120个电压值。
在另一实施方式中,可以仅使用图20中所示的循环中的一些。例如,在仅使用第一循环至第三循环(CYCLE1至CYCLE3)中的根据第二循环(CYCLE2)的电压施加方案的情况下,自动聚焦功能的分辨率可以增大两倍。
图22是示出在一个驱动电极的方面中根据图21所示的实施方式的向液体透镜施加电压的方法的视图。
参照图22,示出了在循环(CYCLE0至CYCLE4)中的每个循环中施加到与第一电极部分(L1)对应的驱动电极的驱动电压。
以白色示出的驱动电压表示期间施加第一电压(V)的时段,以灰色形成阴影的驱动电压表示期间施加第二电压(V+dv)的时段,该第二电压(V+dv)是通过将施加到第一电极部分(L1)的电压移位最小相位获得的并且因此比第一电压(V)要高单位电压。
循环(CYCLE0至CYCLE4)中的每一个可以被划分成四个子循环(SUB1至SUB4)。
在初始循环(CYCLE0)中,可以在子循环(SUB1至SUB4)内将第一电压(V)施加到第一驱动电极。因此,在初始循环(CYCLE0)中施加到第一驱动电极的第一驱动电压对应于V。
在第一循环(CYCLE1)中,可以在子循环(SUB1至SUB4)中的一个子循环(SUB1)中将第二电压(V+dv)施加到第一驱动电极,并且可以在其他子循环(SUB2到SUB4)中施加第一电压(V)。因此,在第一循环(CYCLE1)中施加到第一驱动电极的第一驱动电压对应于V+dv/4。
在第二循环(CYCLE2)中,可以在子循环(SUB1至SUB4)中的两个子循环(SUB1,SUB2)中将第二电压(V+dv)施加到第一驱动电极,并且可以在其他子循环(SUB3和SUB4)中施加第一电压(V)。因此,在第二循环(CYCLE2)中施加到第一驱动电极的第一驱动电压对应于V+dv/2。
在第三循环(CYCLE3)中,可以在子循环(SUB1至SUB4)中的三个子循环(SUB1至SUB3)中将第二电压(V+dv)施加到第一驱动电极,并且可以在另一子循环(SUB4)中施加第一电压(V)。因此,在第三循环(CYCLE3)中施加到第一驱动电极的第一驱动电压对应于V+3dv/4。
在第四循环(CYCLE4)中,可以在子循环(SUB1至SUB4)中将第二电压(V+dv)施加到第一驱动电极。因此,在第四循环(CYCLE4)中施加到第一驱动电极的第一驱动电压对应于V+dv。
此处,在不同的驱动电压被施加到各个驱动电极的循环(CYCLE1至CYCLE3)中,第一电压和第二电压被施加到一个驱动电极的子循环的数量对于所有驱动电极必须是均匀的。然而,可以使用各种方法来设置将第一电压和第二电压施加到一个驱动电极的子循环。
例如,在相邻的子循环中向其施加第一电压或第二电压的驱动电极的位置可以沿顺时针方向、逆时针方向或Z字形方向移动,如图21所示。
此外,将第二电压施加到第一驱动电极的子循环的位置与图21略有不同。然而,这是为了便于描述,并且不偏离本公开内容的技术构思的范围。
图23是示出根据实施方式的驱动电压施加方法的效果的视图。
参照图23,示出了在图21和图22中所示的循环(CYCLE0至CYCLE4)中的每一个中施加到电极部分的平均电压。
在初始循环(CYCLE0)中,施加到第一驱动电极到第四驱动电极的平均电压是V。在第一循环(CYCLE1)中,施加到第一驱动电极到第四驱动电极的平均电压是V+dv/4。在第二循环(CYCLE2)中,施加到第一驱动电极至第四驱动电极的平均电压是V+dv/2。在第三循环(CYCLE3)中,施加到第一驱动电极至第四驱动电极的平均电压是V+3dv/4。在第四循环(CYCLE4)中,施加到第一驱动电极至第四驱动电极的平均电压是V+dv。
也就是说,当在每个循环中顺序地增大驱动电压时,驱动电压可以以作为单位电压的dv/4增大,dv/4对应于作为电压驱动器(1235)的单位电压的dv的1/4的值。
也就是说,在向第一驱动电极至第四驱动电极施加相同的驱动电压的情况下,基于其来确定自动聚焦分辨率的驱动电压的单位电压变得与电压驱动器(1235)的单位电压相同,并且仅可以施加驱动电压(V+dv),以在从施加驱动电压(V)的初始循环(CYCLE0)转变到第一循环(CYCLE1)时顺序地增大驱动电压,如图23所示。因此,仅一个步骤是可能的。
在图21和图22所示的驱动电压施加方法中,基于其来确定自动聚焦分辨率的驱动电压的单位电压变为电压驱动器(1235)的单位电压的1/4,并且可以直接施加驱动电压V+dv/4,以在从施加驱动电压V的初始循环(CYCLE0)转变到第一循环(CYCLE1)时顺序地增大驱动电压,如图23所示。因此,可以执行四个步骤以施加驱动电压(V+dv)。也就是说,根据实施方式的方法可以具有四倍的自动聚焦分辨率。
在本说明书中,描述了液体透镜具有四个单独电极的情况。然而,本公开内容不限于此,并且还可以应用于液体透镜具有8或16个单独电极的情况。
例如,在液体透镜具有8个单独电极的情况下,可以将一个循环划分成8个子循环,并且可以以施加第二电压的单个电极的数量顺序地增大的方式来施加驱动电压。此时,驱动电压的单位电压可以是电压驱动器(1235)的单位电压的1/8,由此自动聚焦分辨率可以增大8倍。
当推广驱动电压施加方法时,除了施加与第一驱动电极至第p驱动电极对应的第一驱动电压至第p(p为2或更大的整数)驱动电压作为第一电压或第二电压的循环之外,可以添加施加第一驱动电压至第p驱动电压中的q(q是1与p-1之间的整数)个驱动电压作为第二电压的p-1个循环,以增大自动聚焦分辨率。
此外,在第一驱动电压至第p驱动电压中的q个驱动电压被施加作为第二电压的循环中,可以在q个子循环中将第二电压施加到一个驱动电极。
在根据实施方式的驱动电压施加方法中,如上所述,可以在电压驱动器的均匀输出电压范围内减小驱动电压的单位电压,以增大自动聚焦分辨率。
此外,即使自动聚焦分辨率增大,也不需要增大电压驱动器的输出电压范围,由此可以降低光学设备的功耗。
图24和图25是示出向液体透镜施加电压的方法的实施方式的视图。
参照图24,假设由控制器(1230)获取的驱动电压代码具有10位分辨率。因此,驱动电压代码具有0到1023的范围,并且可以将从0到1023中选择的一个驱动电压代码传输至电压驱动器(1235)。电压驱动器(1235)可以生成第一驱动电极至第四驱动电极的与所选择的驱动电压代码对应的驱动电压,并且驱动电压可以具有与驱动电压代码0至1023对应的电压值A0至A1023。
此处,当驱动电压代码从0增加到1时驱动电压的变化V1(V1=A1-A0)可以在驱动电压代码的整个范围内是均匀的。因此,当驱动电压代码从1022增加到1023时的驱动电压的变化V1023(V1023=A1023-A1022)可以等于V1。例如,当驱动电压代码增加1时的驱动电压的变化可以是0.045,这是均匀的。
同时,由电压驱动器(1235)输出的驱动电压可以施加到液体透镜(1280)的第一驱动电极至第四驱动电极,并且导电液体与非导电液体之间的界面(即,液体界面)可以变形。此时,假设相同的驱动电压施加到液体透镜(1280)的第一驱动电极到第四驱动电极,施加到第一驱动电极到第四驱动电极的驱动电压的平均值(即,平均驱动电压)和施加到一个驱动电极的驱动电压是相同的,并且变形界面的屈光度和平均驱动电压具有下面的等式3中所示的关系。当概括平均驱动电压时,平均驱动电压可以是施加在公共电极与n(n是2或更大的整数)个单独电极之间的驱动电压的平均值。第一驱动电压代码和第二驱动电压代码可以是与特定平均驱动电压对应的值。界面的屈光度和焦距具有倒数关系,并且屈光度是直接指示焦距的因素。
[等式3]
界面的屈光度∝平均驱动电压的平方
例如,响应于驱动电压代码0而变形的液体界面的屈光度与驱动电压(A0)不成比例,而是与A0的平方成比例。
也就是说,随着驱动电压代码均匀增加(例如,增加1),驱动电压也可以均匀地增加(例如,0.045V);然而,液体界面的屈光度不均匀增加,因为液体界面的屈光度与驱动电压的平方成比例。例如,第一屈光度变化(D1)和最后屈光度变化(D1023)可以彼此完全不同。
换句话说,当驱动电压代码线性地增加时,驱动电压也线性地增加;然而,由于驱动电压与液体界面之间的关系,液体界面的屈光度以与指数函数对应的形式增加。
参照图25,示出了响应于10位驱动电压代码1至1023而改变的液体界面的屈光度的曲线图。如图25所示,可以看到,响应于10位驱动电压代码1至1023,屈光度从大约-40增加到大约80,但是即使驱动电压代码线性地增加,屈光度也以指数函数的形式增加。
因此,控制器(1230)或向控制器(1230)传输驱动电压代码的外部控制器(例如,应用处理器)难以通过驱动电压代码线性地控制液体界面的屈光度。
图26是示出向液体透镜施加电压的方法的另一实施方式的视图。
参照图26,与图24中所示的驱动电压代码相同的方式,第一驱动电压代码具有10位分辨率并且范围从0到1023。第二驱动电压代码表示具有与4倍自动聚焦分辨率对应的12位分辨率的驱动电压代码,这是通过以下得到的:根据图21至图23所示的驱动电压施加方法(即,在与n个单独电极对应的相应电极的驱动电压代码之中不同地应用相应电极的至少两个驱动电压代码的方法)减小具有均匀输出电压范围的电压驱动器的单位电压。
也就是说,可以采用施加到至少一个驱动电极的驱动电压和施加到其他驱动电极的驱动电压彼此不同(单独型电极驱动)的方案,而不是将相同的驱动电压施加到所有四个驱动电极(批量型电极驱动)的方案,由此由电压驱动器(1235)输出的平均驱动电压可以具有四倍的分辨率,并且对应于平均驱动电压的第二驱动电压代码可以具有12位分辨率(0到4092)。
如图26所示,假设与第一驱动电压代码0、1和2对应的平均驱动电压是A0、A1和A2,第二驱动电压代码可以对应于0、4和8,并且第二驱动电压代码1至3以及5至7可以分别对应于平均驱动电压A0-1至A0-3以及A1-1至A1-3。
当第一驱动电压代码增加1个代码时,平均驱动电压增加D1(例如,0.045V)。另一方面,当第二驱动电压代码增加1个代码时,平均驱动电压增加D1',即,D1的1/4(例如,0.01125V)。
也就是说,可以使用图21至图23的驱动电压施加方法根据第二驱动电压代码更精细地控制电压驱动器(1235)。在下文中,将描述使用第一驱动电压代码、第二驱动电压代码和平均驱动电压之间的关系来线性地控制液体界面的屈光度的方法。
图27是更具体地示出图18所示的控制器的框图。
参照图27,控制器(2210)和电压驱动器(2250)可以分别对应于图18的控制器(1230)和电压驱动器(1235)。
以与图18中所示的方式相同的方式,控制器(2210)可以根据陀螺仪传感器或图像传感器的请求来计算与液体透镜的期望形状对应的驱动电压,并且可以使用表获取针对该驱动电压的第一驱动电压代码。然而,在下文中,将控制器(2210)描述为从外部部件(例如,应用处理器)接收第一驱动电压代码。以下方法也可以应用于控制器(2210)直接生成第一驱动电压代码的情况。
控制器(2210)可以通过内部集成电路(I2C)通信从外部接收第一驱动电压代码,可以确定相应电极的驱动电压代码(确定要施加到第一驱动电极至第四驱动电极的驱动电压的驱动电压代码),并且可以通过I2C通信将驱动电压代码传输至电压驱动器(2250)。
控制器(2210)可以包括代码转换单元(2220)、代码转换信息提供单元(2230)和驱动电压代码确定单元(2240)。
代码转换单元(2220)可以将10位第一驱动电压代码转换为12位第二驱动电压代码,并且此时,可以使用从代码转换信息提供单元(2230)提供的转换表或转换算法来执行转换操作。
代码转换信息提供单元(2230)可以具有转换表或转换算法,并且可以将转换表或转换算法提供给代码转换单元(2220)。转换表或转换算法对应于能够获取下述第二驱动电压代码的信息,通过该第二驱动电压代码,液体界面的屈光度根据线性地增大的第一驱动电压代码而线性地增大。下面将参照图28至图33详细描述转换表或转换算法。
驱动电压代码确定单元(2240)可以使用第二驱动电压代码来确定与要施加到第一驱动电极至第四驱动电极的驱动电压对应的驱动电压代码。驱动电压代码确定单元(2240)可以以预定顺序将对应于第一驱动电极至第四驱动电极的相应电极的驱动电压代码顺序地传输至电压驱动器(2250)。
在另一实施方式中,根据由代码转换信息提供单元(2230)提供的转换表(图33的转换表)或转换算法,可以省略驱动电压代码确定单元(2240)。
图28至图31是示出能够获取下述第二驱动电压代码的实施方式的视图,通过该第二驱动电压代码,液体界面的屈光度根据线性地增大的第一驱动电压代码而线性地增大。
参照图28至图31,左侧曲线图是如图25所示的那样示出10位第一驱动电压代码与液体界面的屈光度之间的关系的曲线图,并且具有根据如上所述的等式3的关系与指数函数近似的形状。
可以通过制造特定液体透镜并且顺序地将根据第一驱动电压代码0至1023的驱动电压施加到液体透镜以实际测量液体透镜的焦距或屈光度来获取该曲线图。也就是说,图28中所示的第一驱动电压代码和屈光度的曲线图对应于特定液体透镜,并且可以针对液体透镜获取另一曲线图。然而,即使在这种情况下,第一驱动电压代码和屈光度的曲线图也具有近似指数函数的形状。
图28的右侧曲线图是通过将10位第一驱动电压代码与液体界面的屈光度之间的曲线图归一化使得屈光度具有从0到1范围内的值而获得的曲线图。也就是说,与10位第一驱动电压代码对应的屈光度可以被归一化成在0到1范围内具有与左侧曲线图相同的趋势。
图29的左侧曲线图是10位第一驱动电压代码与归一化屈光度之间的曲线图,其是图28的右侧曲线图。如图29的右侧曲线图所示,可以将10位第一驱动电压代码与归一化屈光度之间的曲线图的y轴坐标乘以1023,以执行比例转换。此处,通过将归一化屈光度乘以1023,可以在保持第一驱动电压代码与实际屈光度之间的趋势的同时,获得第一驱动电压代码和与第一驱动电压代码具有相同的上限值和下限值的10位屈光度之间的曲线图。
通过图28和图29的归一化和比例转换在约-40至80的范围内测量的屈光度可以表示为10位屈光度,该10位屈光度是具有10位分辨率的屈光度。
图30的左侧曲线图是第一驱动电压代码与10位屈光度之间的曲线图。在如右侧曲线图所示的那样第一驱动电压代码与10位屈光度之间的曲线图的x轴和y轴彼此交换以获得具有反函数关系的曲线图并且然后将x轴表示为第一驱动电压代码的情况下,可以获得具有10位分辨率的10位线性代码,通过该10位线性代码,关于第一驱动电压代码来补偿第一驱动电压代码与屈光度之间的关系(其具有近似于指数函数的关系),使得第一驱动电压代码与屈光度之间具有线性关系。此处,线性关系是这样的关系:当第一驱动电压代码线性地增大时,屈光度也响应于此线性地增大。
图31的左侧曲线图是第一驱动电压代码与10位线性代码之间的曲线图。如图31的右侧曲线图所示,第一驱动电压代码与10位线性代码之间的曲线图的y轴坐标可以乘以4,以执行比例转换。此处,通过将10位线性代码乘以4,可以在保持第一驱动电压代码与10位线性代码之间的趋势的同时获得第一驱动电压代码和与第二驱动电压代码具有相同的上限值和下限值的12位线性代码之间的曲线图。
也就是说,如图31的右侧曲线图所示,可以获得第二驱动电压代码0至4092,通过该第二驱动电压代码,对于第一驱动电压代码0至1023,第一驱动电压代码和屈光度具有线性关系。
代码转换信息提供单元(2230)可以存储转换表,在该转换表中,使用其来匹配第一驱动电压代码和第二驱动电压代码,通过该第二驱动电压代码,第一驱动电压代码与屈光度具有线性关系。
在另一实施方式中,当将图31的右侧曲线图表示为近似函数时,y=2E-06x3-0.0038x2+6.2314x+28.031。该转换函数可以作为转换算法存储在代码转换信息提供单元(2230)中。也就是说,该转换函数是第一驱动电压代码与第二驱动电压代码之间的近似转换函数。
此处,通过将右侧曲线图的第一驱动电压代码划分成多个部分并且对每个部分执行近似而获得的多个转换函数可以存储在代码转换信息提供单元(2230)中。
此外,可以存储具有通过将y轴乘以特定值(例如,1,000,000)以调整转换函数的系数值而简化的系数的转换函数,可以使用转换函数来执行计算,并且可以划分特定值以获得第二驱动电压代码。
转换表或转换函数可以对应于用于参照图27描述的代码转换单元(2220)的转换操作的转换表或转换函数。
转换表或转换函数可以由单独的测试器获取,并且可以存储在控制器(2210)中。替选地,控制器(2210)可以测量、计算和存储转换表或转换函数。
图32是示出根据实施方式的转换表的实施方式的视图。图33是示出根据另一实施方式的转换表的另一实施方式的视图。
参照图32,示出了基于图31的右侧曲线图获取的第一驱动电压代码和下述第二驱动电压代码相互匹配的转换表的实施方式,通过该第二驱动电压代码,第一驱动电压代码与屈光度具有线性关系。
如图26所示,表明与第一驱动电压代码(0,1,2)相同的驱动电压或屈光度的第二驱动电压代码为(0,4,8)。然而,在图32的转换表中,第一驱动电压代码(0,1,2)与第二驱动电压代码(0,6,12)匹配。
此外,第一驱动电压代码的部分(0至5)中的第二驱动电压代码的间隔可以是6或7,而第一驱动电压代码的部分(1018至1023)中的第二驱动电压代码的间隔可以是3或4。
液体界面的屈光度可以与驱动电压的平方成比例,并且转换表可以使用该关系匹配第一驱动电压代码和第二驱动电压代码,使得随着第一驱动电压代码增大,第二驱动电压代码的变化减小,由此可以执行控制,使得第一驱动电压代码与液体界面的屈光度之间具有线性关系。
换句话说,第一驱动电压代码的第一范围内的平均驱动电压的变化可以大于第一驱动电压代码的第二范围内的平均驱动电压的变化。此处,第二范围可以具有比第一范围的上限值(或最大值)大的下限值(或最小值)。此外,第二范围可以与第一范围具有相同的代码范围(即,通过从第一范围和第二范围中的每一个的上限值减去下限值获得的代码的大小)。
例如,如图32所示,第一驱动电压代码的第一范围(0至5)中的平均驱动电压的变化(6.2(平均驱动电压代码的变化)*0.01125(每个代码的平均驱动电压的变化)=0.06975)可以大于第一驱动电压代码的第二范围(1018到1023)中的平均驱动电压的变化(5.2*0.01125=0.0585)。
在第二范围是与第一范围不相同的代码范围的情况下,通过将第一范围中的平均驱动电压的变化减去第一范围获得的值可以大于通过将第二范围内的平均驱动电压的变化减去第二范围获得的值。
参照图33,示出了基于图31的右侧曲线图获取的第一驱动电压代码与第一驱动电极至第四驱动电极的驱动电压代码(即,与四个单独电极中的一个对应的每个电极的驱动电压代码)彼此匹配的转换表的另一实施方式,通过第一驱动电极至第四驱动电极的驱动电压代码,第一驱动电压代码与屈光度具有线性关系。
在图32的转换表中,第一驱动电压代码和第二驱动电压代码彼此匹配,而在图33的转换表中,第一驱动电压代码和关于第一驱动电极至第四驱动电极的每个电极的驱动电压代码(10位分辨率)彼此直接匹配。
原则上,驱动电压代码确定单元(2240)基于第二驱动电压代码来确定与每个驱动电极对应的驱动电压代码。根据图33的转换表,可以省略该处理。
图32和图33的转换表仅是说明性的,并且能够根据第一驱动电压代码获得关于第一驱动电极至第四驱动电极的每个电极的驱动电压代码的转换表是足够的,第一驱动电极至第四驱动电极的每个电极的驱动电压代码补偿第一驱动电压代码和液体界面的屈光度,使得第一驱动电压代码和液体界面的屈光度具有线性关系。
图34是示出根据实施方式的驱动电压施加方法的应用示例的视图。
参照图34,示出了控制器(2210)接收第一驱动电压代码(320)并且将每个电极的驱动电压代码传输至电压驱动器(2250)的处理。
在接收到第一驱动电压代码(320)时,代码转换单元(2220)参考代码转换信息提供单元(2230)执行转换操作。此时,可以使用转换表或转换算法(或转换函数)。在图34的示例中,假设使用与图32对应的转换表。
代码转换单元(2220)可以参考转换表将第一驱动电压代码(320)转换成第二驱动电压代码(1663),并且可以将该第二驱动电压代码传输至驱动电压代码确定单元(2240)。
驱动电压代码确定单元(2240)可以基于第二驱动电压代码来确定每个电极的驱动电压代码。例如,如图34所示,驱动电压代码确定单元(2240)可以将第二驱动电压代码(1663)除以4,即电极的数量,以计算商(415)和余数(3)。此处,商(415)是基本驱动电压代码,并且余数(3)是传输比基本驱动电压代码高1的驱动电压代码的电极的数量。除了上述电极之外,基本驱动电压代码可以被传输至剩余电极。
因此,驱动电压代码确定单元(2240)可以确定第一驱动电极至第三驱动电极的驱动电压代码(416)和第四驱动电极的驱动电压代码(415),并且可以将其传输至电压驱动器(2250)。也就是说,在第二驱动电压代码之中根据上述一些代码确定的与第一驱动电极至第四驱动电极中之一对应的每个电极的驱动电压代码可以彼此不相同。
此外,在如在图21的电压施加方法中针对每个子循环改变施加较高驱动电压的第一驱动电极至第四驱动电极中的每一个的位置的情况下,驱动电压代码确定单元(2240)可以执行控制,使得针对每个子循环改变施加驱动电压代码(415)的电极的位置。
在预先执行驱动电压代码确定单元(2240)的操作并且如上所述将图33的转换表存储在代码转换信息提供单元(2230)中的情况下,可以进行省略。
在本说明书中,已经描述了设置有四个驱动电极的情况。然而,本公开内容不限于此,并且还可以应用于设置有八个驱动电极的情况。当然,在这种情况下,10位第一驱动电压代码可以与13位第二驱动电压代码匹配,由此可以更精细地控制第一驱动电压代码与液体界面之间的线性关系。
图35和图36是示出根据实施方式的驱动电压施加方法的效果的视图。
参照图35,左侧曲线图示出了在控制器(2210)不执行对第一驱动电压代码的转换时的针对10位第一驱动电压代码的42个液体透镜的屈光度平均值。
右侧曲线图示出了根据第一驱动电压代码使用第一驱动电压代码与屈光度平均值之间的曲线图通过归一化、比例转换、反函数转换、比例转换和系数值调整来获得12位线性代码的结果,通过该12位线性代码,第一驱动电压代码与屈光度具有线性关系。此处,如从左侧曲线图中可以看到的,仅示出了仅第一驱动电压代码(0至880)与第二驱动电压代码之间的关系,因为约880或更大的第一驱动电压代码和小于880的第一驱动电压代码表现出不同的趋势。即使仅使用第一驱动电压代码(0至880)也满足系统所需的屈光度控制范围的条件被阐述为前提,并且将在假设采用该条件的情况下给出描述。在需要使用约880或更大的第一驱动电压代码的屈光度控制的情况下,通过将第一驱动电压代码划分成多个部分并且对每个部分执行近似获得的多个转换函数可以存储在代码转换信息提供单元(2230)中,如图31所示。
通过近似第一驱动电压代码(0至880)与12位线性代码之间的关系获得的转换函数可以是y=1.301x3-3560.2x2+6E+06x+6E+07。该转换函数可以存储在代码转换信息提供单元(2230)中。
参照图36,左侧曲线图是示出驱动电压被施加到第一驱动电极至第四驱动电极而控制器(2210)不执行对42个液体透镜的第一驱动电压代码的转换时的屈光度的变化的曲线图。
然而,右侧曲线图是示出当将由控制器(2210)参考存储42个液体透镜的转换函数的代码转换信息提供单元(2230)转换第一驱动电压代码获得的、对应于第二驱动电压代码的驱动电压施加到第一驱动电极至第四驱动电极时的屈光度的变化的曲线图。
当将左侧曲线图和右侧曲线图相互比较时,可以看到,针对第一驱动电压代码(0至880),第一驱动电压代码与屈光度具有线性关系。
因此,控制器(2210)或外部应用处理器可以使用第一驱动电压代码与屈光度之间的线性关系直观地控制屈光度。
在确保该线性关系的情况下,可以使用简单的线性函数等式来计算与第一驱动电压代码的下限值与上限值之间的任意代码对应的屈光度值,只要不仅第一驱动电压代码的下限值和上限值而且与下限值和上限值匹配的屈光度值在本申请中是已知的即可,由此可以大大提高液体透镜的光学性能。
本说明书中提及的线性关系可以是液体透镜的屈光度与第一驱动电压代码之间的线性关系。然而,本公开内容不限于此。线性关系可以是包括液体透镜的整个光学系统的屈光度与第一驱动电压代码之间的线性关系。
在根据实施方式的驱动电压施加方法中,可以使用具有更高分辨率的驱动电压代码来转换驱动电压代码,由此可以确保驱动电压代码与液体透镜的界面的屈光度之间的线性关系。
换句话说,根据实施方式的液体透镜可以包括腔体、容纳在腔体中的导电液体和非导电液体、n个单独电极(n是2或更大的整数)以及公共电极。可以在导电液体与非导电液体之间形成界面。在确定平均驱动电压的第一驱动电压代码与界面的屈光度之间可以具有线性关系。当顺序地改变第一驱动电压代码时,平均驱动电压可以不规律地改变。平均驱动电压可以是施加在公共电极与n个单独电极之间的驱动电压的平均值。
尽管上面仅描述了几个实施方式,但是可以提供各种其他实施方式。除非上述实施方式不相容,否则上述实施方式可以以各种方式组合,并且可以通过上述实施方式实现新的实施方式。
液体透镜可以包括在相机模块中。相机模块可以包括安装在外壳中的液体透镜、包括设置在液体透镜的前面或后面的至少一个固体透镜的透镜组件、用于将透过透镜组件的光信号转换成电信号的图像传感器以及用于向液体透镜供应驱动电压的控制电路。
例如,可以实现包括具有上述液体透镜的相机模块的光学设备(光学仪器)。此处,光学设备可以包括能够处理或分析光信号的装置。光学设备的示例可以包括摄像机/视频设备、望远镜、显微镜、干涉仪、光度计、偏光计、光谱仪、反射计、自动准直仪和焦度计。实施方式可以应用于可以包括液体透镜的光学设备。此外,光学设备可以实现为便携式设备,例如智能电话、膝上型计算机或平板PC。光学设备可以包括:相机模块、用于输出图像的显示单元、以及其中安装有相机模块和显示单元的主体外壳。光学设备还可以包括:通信模块,其安装在主体外壳中,用于与其他设备通信;以及存储单元,用于存储数据。
根据实施方式的相机模块可以包括参照图1至图15描述的实施方式的技术特征(第一特征)以及参照图16至图36描述的实施方式的技术特征(第二特征)。
例如,相机模块可以包括所有特征,其中相机模块包括彼此电磁相互作用以改变导电液体与非导电液体之间的界面的第一电极和第二电极,第一电极包括绕光轴沿圆周方向顺序地设置的多个电极部分,顺序地控制施加到电极部分的电压,并且用于控制界面的第一驱动电压代码的第一范围内的平均驱动电压的变化被设置为大于第一驱动电压代码的第二范围内的平均驱动电压的变化。
也就是说,根据实施方式的相机模块可以包括第一特征和第二特征中的一个,或者可以包括第一特征和第二特征的组合。
虽然构成本公开内容的实施方式的所有元件被描述为连接成一体或者在彼此连接时进行操作,但是本公开内容不限于此。也就是说,在本公开内容的范围内,可以选择性地连接元件中的一个或更多个元件以进行操作。此外,除非另有说明,否则术语“包括”、“包含”以及“具有”应当被理解为不排除存在或增加一个或更多个其他部件的可能性。除非另有限定,否则包括技术和科学术语的所有术语具有与本公开内容所属领域的普通技术人员通常理解的那些含义相同的含义。通常使用的术语(例如,在通用字典中限定的术语)应当被解释为与相关领域的上下文含义一致,并且除非明确限定为相反情况,否则不应被理解为理想的或过于正式的意义。
以上描述仅用于说明本公开内容的技术构思,并且本领域技术人员将理解,在不脱离本公开内容的固有特征的情况下,可以进行各种变型和修改。因此,提供本说明书中公开的实施方式是为了描述本公开内容的技术构思,而不是限制本公开内容的技术构思,并且本公开内容的范围不受这些实施方式的限制。本公开内容的保护范围应由所附权利要求确定,并且在等同于所附权利要求的范围内的所有技术构思应当被理解为落入本公开内容的权利范围内。
对于本领域技术人员来说明显的是,在不脱离本公开内容的精神或范围的情况下,可以对本公开内容进行各种修改和变型。因此,以上详细描述不应被解释为在任何方面限制本公开内容,并且将通过示例的方式被考虑。本公开内容的范围应当通过对所附权利要求的合理解释来确定,并且在不脱离本公开内容的范围的情况下做出的所有等同修改应当被理解为包括在所附权利要求的范围内。
工业适用性
实施方式涉及透镜,并且可以应用于包括液体透镜的相机模块、光学设备和液体透镜移动方法。
Claims (16)
1.一种相机模块,包括:
芯板,其中形成有用于容纳导电液体和非导电液体的腔体;
电极单元,其被设置在所述芯板处,所述电极单元电连接至所述导电液体;
隔离单元,其被设置在所述电极单元处,用于防止与所述非导电液体接触;以及
控制单元,其控制施加到所述电极单元的电压,其中,
所述电极单元包括彼此电磁相互作用以改变所述导电液体与所述非导电液体之间的界面的第一电极和第二电极,
所述第一电极包括绕光轴沿圆周方向顺序地设置的第一电极部分至第N电极部分,其中N是大于或等于4的正整数,
当电压被施加至第n电极部分时,所述界面向所述第n电极部分倾斜,其中1≤n≤N,并且
所述控制单元有顺序地将电压施加到第一电极部分至第N电极部分,由此聚焦步长被细分成N个步长。
2.根据权利要求1所述的相机模块,其中,
所述第一电极包括沿圆周方向顺序地设置的第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分,其中N=4,并且
所述控制单元将电压施加到所述第一电极部分,然后在将电压施加到所述第一电极部分之后将电压施加到所述第三电极部分,然后在将电压施加至所述第三电极部分之后将电压施加至所述第二电极部分,然后在将电压施加至所述第二电极部分之后将电压施加至所述第四电极部分。
3.根据权利要求1所述的相机模块,其中,
所述第一电极包括沿圆周方向顺序地设置的第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分,其中N=4,以及
所述控制单元将电压同时施加至所述第一电极部分和所述第三电极部分,然后将电压同时施加至所述第二电极部分和所述第四电极部分。
4.一种相机模块,包括:
芯板,其中形成有用于容纳导电液体和非导电液体的腔体;
电极单元,其被设置在所述芯板处,所述电极单元电连接至所述导电液体;
隔离单元,其被设置在所述电极单元处,用于防止与所述非导电液体接触;以及
控制单元,其控制施加到所述电极单元的电压,其中,
所述电极单元包括彼此电磁相互作用以改变所述导电液体与所述非导电液体之间的界面的第一电极和第二电极,
所述第一电极包括:
第一电极部分;
第三电极部分,其被设置在所述第三电极部分与所述第一电极部分关于光轴对称的方向上;
第二电极部分,其沿圆周方向被设置在所述第一电极部分与所述第三电极部分之间;以及
第四电极部分,其被设置在所述第四电极部分与所述第二电极部分关于光轴对称的方向上,
其中,当电压被施加至第n电极部分时,所述界面向所述第n电极部分倾斜,其中1≤n≤4,并且
所述控制单元将电压有顺序地施加到所述第一电极部分、所述第二电极部分、所述第三电极部分和所述第四电极部分,由此聚焦步长被细分为四个步长。
5.根据权利要求4所述的相机模块,其中,所述控制单元将电压施加到所述第一电极部分,然后在将电压施加到所述第一电极部分之后将电压施加到所述第三电极部分,然后在将电压施加至所述第三电极部分之后将电压施加至所述第二电极部分,然后在将电压施加至所述第二电极部分之后将电压施加至所述第四电极部分。
6.根据权利要求4所述的相机模块,其中,所述控制单元将电压同时施加至所述第一电极部分和所述第三电极部分,然后在将电压施加至所述第一电极部分和所述第三电极部分之后将电压同时施加所述第二电极部分和所述第四电极部分。
7.根据权利要求1或4所述的相机模块,其中,所述第二电极是公共电极。
8.根据权利要求1或4所述的相机模块,其中,
所述第一电极被设置在所述芯板的上表面处,以电连接至所述导电液体,并且
所述第二电极被设置在所述芯板的上表面和下表面处以及所述腔体的内表面处,由所述隔离单元防止所述第二电极与所述非导电液体之间的接触。
9.根据权利要求1或4所述的相机模块,还包括上盖板和下盖板,所述上盖板和所述下盖板分别被设置在所述腔体的上方和下方,以用于封闭所述腔体。
10.根据权利要求9所述的相机模块,还包括:
第一基板,其被设置在所述上盖板上方,所述第一基板电连接至所述第一电极;以及
第二基板,其被设置在所述下盖板下方,所述第二基板电连接至所述第二电极。
11.一种相机模块,包括:
壳体;
透镜保持件,其被容纳在所述壳体中;
透镜模块,其被容纳在所述透镜保持件中,所述透镜模块包括至少一个透镜;
液体透镜,其被设置在所述透镜模块的上方或下方或在所述透镜模块的中间;以及
主基板,其电连接至所述液体透镜,所述主基板上安装有控制单元,
其中,所述液体透镜包括:
芯板,其中形成有用于容纳导电液体和非导电液体的腔体;
电极单元,其被设置在所述芯板处,所述电极单元电连接至所述导电液体;以及
隔离单元,其被设置在所述电极单元处,用于防止与所述非导电液体接触,
其中,所述电极单元包括彼此电磁相互作用以改变所述导电液体与所述非导电液体之间的界面的第一电极和第二电极,
其中,所述第一电极包括绕光轴沿圆周方向顺序地设置的第一电极部分至第N电极部分,其中N是大于或等于4的正整数,
当电压被施加至第n电极部分时,所述界面向所述第n电极部分倾斜,其中1≤n≤N,并且
所述控制单元有顺序地将电压施加到第一电极部分至第N电极部分,由此聚焦步长被细分成N个步长。
12.一种光学设备,包括:
根据权利要求1至6和11中任一项所述的相机模块;
显示单元,其输出图像;
电池,其向所述相机模块供应电力;以及
外壳,其中安装有所述相机模块、所述显示单元和所述电池。
13.一种控制液体透镜的方法,所述液体透镜被配置成使得腔体中的导电液体与非导电液体之间的界面通过第一电极与第二电极之间的电磁相互作用而改变,所述第一电极包括沿圆周方向顺序地设置的第一电极部分、第二电极部分、第三电极部分和第四电极部分,当电压被施加至第n电极部分时,所述界面向所述第n电极部分倾斜,其中1≤n≤4,所述方法包括:
以随机顺序控制所述第一电极部分和所述第三电极部分的电压的步骤;以及
以随机顺序控制所述第二电极部分和所述第四电极部分的电压的步骤,
其中,电压被有顺序地施加到所述第一电极部分、所述第二电极部分、所述第三电极部分和所述第四电极部分,由此聚焦步长被细分为四个步长。
14.根据权利要求13所述的方法,其中,电压被同时施加至所述第一电极部分和所述第三电极部分,然后在电压被施加至所述第一电极部分和所述第三电极部分之后电压被同时施加至所述第二电极部分和所述第四电极部分。
15.一种控制液体透镜的方法,所述液体透镜被配置成使得腔体中的导电液体与非导电液体之间的界面通过第一电极与第二电极之间的电磁相互作用而改变,所述第一电极包括:第一电极部分;第三电极部分,其被设置在所述第三电极部分与所述第一电极部分关于光轴对称的方向上;第二电极部分,其沿圆周方向被设置在所述第一电极部分与所述第三电极部分之间;以及第四电极部分,其被设置在所述第四电极部分与所述第二电极部分关于光轴对称的方向上,当电压被施加至第n电极部分时,所述界面向所述第n电极部分倾斜,其中1≤n≤4,所述方法包括:
以随机顺序控制所述第一电极部分和所述第三电极部分的电压的步骤;以及
以随机顺序控制所述第二电极部分和所述第四电极部分的电压的步骤,
其中,电压被有顺序地施加到所述第一电极部分、所述第二电极部分、所述第三电极部分和所述第四电极部分,由此聚焦步长被细分为四个步长。
16.根据权利要求15所述的方法,其中,电压被同时施加至所述第一电极部分和所述第三电极部分,然后在电压被施加至所述第一电压部分和所述第三电压部分之后电压被同时施加至所述第二电极部分和所述第四电极部分。
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