CN112384830B - 液体透镜和包括液体透镜的透镜组件 - Google Patents

液体透镜和包括液体透镜的透镜组件 Download PDF

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Abstract

根据一个实施方式的液体透镜单元包括:第一板,包括用于容纳导电的第一液体和不导电的第二液体的腔体;第一电极,布置在第一板上;第二电极,布置在第一板下方;第二板,布置在第一电极上;第三板,布置在第二电极下方;弹性构件,布置在第一板与第三板之间。

Description

液体透镜和包括液体透镜的透镜组件
技术领域
实施例涉及一种液体透镜和一种包括该液体透镜的透镜组件。
背景技术
使用便携式设备的用户想要具有高分辨率、小且具有各种拍摄功能的光学器件。例如,各种拍摄功能可以包括光学放大/缩小(zoom-in/zoom-out,变焦)功能、自动聚焦(AF)功能或者手抖补偿或光学图像稳定器(OIS)功能中的至少一种。
传统地,为了实现上述各种拍摄功能,使用组合多个透镜并直接移动所组合的透镜的方法。然而,在透镜的数量增多的情况下,会使光学器件的尺寸增大。
自动聚焦功能和手抖补偿功能是通过使固定到透镜支架并与光轴对准的若干透镜沿着光轴或在与光轴垂直的方向上移动或倾斜来执行的。为此,需要单独的透镜移动装置来使由多个透镜组成的透镜组件移动。然而,透镜移动装置消耗大量的电力,并且需要独立于相机模块设置盖玻璃(cover glass)来保护透镜移动装置,因而导致传统相机模块的整体尺寸增大。为了解决这个问题,已经对被构造为电力地调节两种类型的液体之间的界面的曲率以执行自动聚焦功能和手抖补偿功能的液体透镜进行了研究。
发明内容
技术问题
实施例提供了一种能够防止由于温度的升高而引起的变形并且能够防止由于变形而引起的屈光度的改变的液体透镜单元和一种包括该液体透镜单元的透镜组件。
本公开所要实现的目的不限于上面提及的目的,并且本领域技术人员通过以下描述将清楚地理解未在此提及的其他目的。
技术方案
根据一实施例的液体透镜包括:第一板,包括容纳第一液体和第二液体的腔体,第一液体是导电的而第二液体是不导电的;第一电极,设置在第一板上;第二电极,设置在第一板下方;第二板,设置在第一电极上;第三板,设置在第二电极下方;以及弹性构件,设置在第一板与第三板之间。
例如,弹性构件的至少一部分可以被容置在容置凹部中,所述容置凹部设置于第一板的下表面中。
例如,第一电极可以沿着形成腔体的侧壁的第一板的下表面和侧表面延伸,并且弹性构件可以设置在第一板的下表面上且位于第一电极与第二电极之间并且可以具有环形形状。
例如,弹性构件可以包括设置在其外圆周表面和上表面的至少部分之上的电极板,液体透镜还可以包括设置在第一板内部的第三电极、设置在第三电极与设置于弹性构件的上表面上的电极板之间的介电层、以及设置在第一板的下表面上以与设置于外圆周表面上的电极板电连接的第四电极,并且第三电极、介电层和设置于外圆周表面上的电极板可以沿竖直方向至少部分地彼此重叠。
例如,第三电极可从第一板的边缘朝向光轴延伸,以使得其下表面的至少一部分与电极板沿竖直方向重叠。
例如,介电层可以允许弹性构件根据腔体中的压力的变化而沿竖直方向移动。
例如,弹性构件可以包括形成在其上部处的突出部,所述突出部被容置在容置凹部中。
例如,弹性构件可以沿着第三板的内表面设置在第二电极与第三板之间。
例如,弹性构件可以具有管状形状并且可以在其中包括具有比第一液体和第二液体的密度更低的材料。
根据实施例的透镜组件可以包括:支架,包括第一开口和在与光轴方向垂直的方向上面对第一开口的第二开口;以及液体透镜单元,设置在第一开口与第二开口之间。这里,液体透镜单元可以包括:第一板,包括容纳第一液体和第二液体的腔体,第一液体是导电的而第二液体是不导电的;第一电极,设置在第一板上;第二电极,设置在第一板下方;第二板,设置在第一电极上;第三板,设置在第二电极下方;以及弹性构件,设置在第一板与第三板之间。
有利效果
根据一实施例的液体透镜借助于弹性构件即使在液体的体积由于温度的升高而增大时也具有减小的变形风险。
根据一实施例的相机模块能够测量由于弹性构件的变形引起的电容的变化,从而基于此对因温度的升高引起的界面的变化进行补偿。
通过实施例可获得的效果不限于上面提及的效果,本领域技术人员通过以下描述将清楚地理解未在此提及的其他效果。
附图说明
图1示出了根据一实施例的相机模块的示意性侧视图。
图2示出了图1所示的相机模块的实施例的分解立体图。
图3示出了图2所示的相机模块的剖视图。
图4是用于说明图1和图3所示的支架和液体透镜单元的视图。
图5a和图5b示出了包括根据一实施例的液体透镜的液体透镜单元的实施方式的剖视图。
图6至图8示出了根据其他实施例的液体透镜单元的剖视图。
图9a至图9c分别示出了根据又一实施例的液体透镜单元的剖视图、立体图和仰视图。
图10示出了液体透镜单元在其第三板变形的状态下的剖视图。
图11是相机模块的示意性框图。
图12(a)和12(b)是用于说明其界面响应于驱动电压而进行调节的液体透镜的视图。
具体实施方式
在下文中,将参照附图详细地描述示例性实施例。虽然本公开能够具有各种修改和替换形式,但仅通过示例的方式在附图中示出其特定实施例。然而,本公开不应被解释为局限于在此所阐述的实施例,而是相反,本公开将要涵盖落在实施例的精神和范围内的所有修改、等同物和替换物。
可以理解的是,虽然诸如“第一”、“第二”等术语可以在此用于描述各种元件,但是这些元件并不受这些术语的限制。这些术语通常仅用于使一个元件与另一元件区分开。此外,考虑到实施例的构造和操作而具体限定的术语仅用于描述实施例,而不限定实施例的范围。
在对实施例的以下描述中,将理解的是,当每个元件被称为在另一元件“上”或“下”时,其可以直接在所述另一元件上或下,或者可以以还存在一个或多个中间元件的方式而间接地形成。此外,当一个元件被称为“上”或“下”时,可以以这个元件为基准包括“在这个元件下”和“在这个元件上”的含义。
此外,诸如“上/上部/上方”和“下/下部/下方”的关系术语仅用于在一个主题或元件与另一主题或元件之间进行区分,而不必要求或涉及这样的主题或元件之间的任何物理的或逻辑的关系或顺序。
在本说明书中使用的术语是为了说明特定示例性实施例而使用的,而不是为了限制本公开。除非上下文另外明确指出,否则单数表述包括复数表述。在本说明书中,术语“包括”或“包含”将被理解为表示存在特征、数目、步骤、操作、元件、部件或它们的组合,但不排除存在或添加一个或多个其他特征、数目、步骤、操作、元件、部件或它们的组合。
除非另外限定,否则在此使用的包括技术术语和科学术语的所有术语均具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。将理解的是,除非在此明确地限定,否则术语(诸如在常用词典中定义的术语)应被解释为具有与其在相关领域的环境中的含义一致的含义,并且将不以理想的或过于正式的含义来解释。
在下文中,将使用笛卡尔坐标系来描述根据实施例的透镜组件和包括该透镜组件的相机模块,但是所述实施例不限于此。即,在笛卡尔坐标系中,x轴、y轴和z轴彼此垂直,但是所述实施例不限于此。即,x轴、y轴和z轴可以彼此交叉而不是彼此垂直。
在下文中,将参照图1至图4描述根据一实施例的相机模块100。
图1示出了根据实施例的相机模块100的示意性侧视图。
参照图1,相机模块100可以包括透镜组件22、控制电路24和图像传感器26。
首先,透镜组件22可以包括多个透镜单元和所述多个透镜单元被容纳在其中的支架。如将在下面所描述的,所述多个透镜单元可以包括液体透镜,并且还可以包括第一透镜单元或第二透镜单元。所述多个透镜单元可以包括第一透镜单元和第二透镜单元以及液体透镜单元。
控制电路24用于将驱动电压(或操作电压)供应到液体透镜单元。
上述的控制电路24和图像传感器26可以设置在单个印刷电路板(PCB)上,但是这仅是以示例的方式给出的,而实施例不限于此。
当将根据实施例的相机模块100应用于光学器件(或光学仪器)时,控制电路24的构造可以根据光学器件所需的规格而以不同的方式设计。具体地,控制电路24可以被实现为单个芯片以减小施加到透镜组件22的驱动电压的量级。因而,可以进一步减小安装在便携式设备中的光学器件的尺寸。
图2示出了图1所示的相机模块100的实施例的分解立体图。
参照图2,相机模块100可以包括透镜组件、主板150和图像传感器182。此外,相机模块100还可以包括第一盖170和中间基座172。此外,相机模块100还可以包括至少一个粘合构件。所述至少一个粘合构件用于将液体透镜单元140联接或固定到支架120。此外,相机模块100还可以包括传感器基座178和滤光器176,或者可以不包括如图2所示的传感器基座178和滤光器176。此外,相机模块100还可以包括电路盖154。电路盖154可以具有电磁屏蔽功能。
此外,图2所示的相机模块100还可以包括传感器基座178和滤光器176。
根据实施例,可以省略图2所示的相机模块100B的部件110至176中的至少一个。替代地,还可以在相机模块100中包括与图2中示出的部件110至176不同的至少一个部件。
图3是图2所示的相机模块100的剖视图。即,图3是在图2所示的相机模块100中沿着线A-A'线截取的剖视图。为了便于描述,图2所示的第一盖170、电路盖154和连接器153在图3中未示出,并且在实践中可以从相机模块100省略。
参照图2和图3,透镜组件可以包括液体透镜单元140、支架120、第一透镜单元110或110A或第二透镜单元130或130A中的至少一个,并且可以对应于图1所示的透镜组件22。透镜组件可以设置在主板150上。
在透镜组件中,为了与液体透镜单元140区分开,第一透镜单元110和第二透镜单元130可以分别被称为“第一固体透镜单元”和“第二固体透镜单元”。
第一透镜单元110可以设置在透镜组件的上侧处,并且可以是光从透镜组件的外侧入射在其上的区域。即,第一透镜单元110或110A可以在支架120内设置在液体透镜单元140上方。第一透镜单元110或110A可以利用单个透镜来实施,或者可以利用沿着中心轴线对准以形成光学系统的两个或更多个透镜来实施。
这里,中心轴线可以是光学系统的光轴(Optical axis)LX,或者可以是平行于光轴LX的轴线,所述光学系统由包含在相机模块100A中的第一透镜单元110或110A、液体透镜单元140和第二透镜单元130或130A形成。光轴LX可以对应于图像传感器182的光轴。即,第一透镜单元110或110A、液体透镜单元140、第二透镜单元130或130A和图像传感器182可以通过主动对准(AA:Active Align)而沿着光轴LX对准。
这里,主动对准可以意味着,使第一透镜单元110或110A的光轴、第二透镜单元130或130A的光轴和液体透镜单元140的光轴彼此对准并且调节图像传感器182与透镜单元110或110A、130或130A、140之间的轴向关系或距离关系的操作。
在一实施例中,可以通过分析由图像传感器182生成的图像数据的操作来执行主动对准,所述图像传感器接收经由第一透镜单元110或110A、第二透镜单元130或130A或液体透镜单元140中的至少一个从特定物体引入(introduce,入射)的光。例如,可以按以下顺序来执行主动对准。
在一个实施例中,在完成了对固定安装至支架120的第一透镜单元110或110A和第二透镜单元130或130A与图像传感器182之间的相对位置进行调节的主动对准(第一对准)之后,可以执行对插入到支架120中的液体透镜单元140与图像传感器182之间的相对位置进行调节的主动对准(第二对准)。可以在夹持器夹持中间基座172并使中间基座172移位到各种位置时执行第一对准,以及可以在夹持器夹持液体透镜单元140的间隔件143并使该间隔件移位到各种位置时执行第二对准。
然而,可以按与上述顺序不同的任何其他顺序来执行主动对准。
假设省略了中间基座172的情形,可以在夹持器夹持支架120的突出部124的状态下执行主动对准。此时,当突出部124具有小的厚度时,可能无法准确地执行主动对准。为了防止这种情况,相机模块100A可以包括比支架120的突出部124厚的中间基座172。为了利用注射成型等形成与中间基座172的形状相比具有复杂形状的支架120,对支架120的厚度的管理可能是必要的。当支架120的用于主动对准的部分的厚度不足以用于夹持时,可以添加中间基座172,使得可以在夹持器夹持中间基座172的一部分的状态下执行主动对准。然而,当突出部124的厚度足够大时,可以省略中间基座172。另外,突出部124和中间基座172可以利用例如环氧树脂的粘合构件而彼此联接。
在另一实施例中,在完成了对固定安装至支架120的第一透镜单元110或110A、第二透镜单元130或130A和液体透镜单元140之间的相对位置进行调节的主动对准(第三对准)之后,可以执行对透镜组件的已经完全经历了第三对准的透镜与图像传感器182之间的相对位置进行调节的主动对准(第四对准)。可以在夹持器夹持液体透镜单元140的间隔件143并使该间隔件移位到各种位置时执行第三对准,以及可以在夹持器夹持中间基座172并使中间基座移位到各种装置时执行第四对准。
此外,如图3所示,第一透镜单元110A可以包括例如两个透镜L1和L2,但是这仅是以实施例的方式给出的,并且第一透镜单元110A可以包括一个透镜或者三个或更多个透镜。
此外,曝光透镜可以设置在第一透镜单元110或110A的上侧处。这里,曝光透镜可以是包含在第一透镜单元110或110A中的透镜之中的最外面的透镜。也就是说,定位在第一透镜单元110A的最上侧处的透镜L1可以向上突出,因此可以起到曝光透镜的功能。由于曝光透镜从支架120向外突出,所以曝光透镜面临着其表面受损的危险。当曝光透镜的表面损坏时,由相机模块100A捕获的图像的品质会劣化。因此,为了防止曝光透镜的表面的损坏或者使曝光透镜的表面的损坏最小化,在曝光透镜的顶部上可以设置盖玻璃或者可以形成涂层。替代地,为了防止曝光透镜的表面的损坏,曝光透镜可以由具有比其他透镜单元的透镜的更高刚性的耐磨材料形成。
此外,包含在第一透镜单元110A中的透镜L1和L2中的每个的外径在接近底部的方向上(例如,在z轴方向上)可以逐渐增大,但是实施例不限于此。
图4是用于解释图2和图3所示的支架120和液体透镜单元140的视图。也就是说,图4示出了支架120和液体透镜单元140的分解立体图。图4所示的支架120可以包括第一孔H1和第二孔H2以及第一侧壁至第四侧壁。
图2示出了第一连接基板141和第二连接基板144沿z轴方向弯曲之前的状态的平面图,图4示出了第一连接基板141和第二连接基板144沿z轴方向弯曲之后的状态的平面图。此外,如图3所示,间隔件143可以设置在第一连接基板141与第二连接基板144之间,并且可以设置成从支架120中的第一开口OP1或第二开口OP2中的至少一个突出。
此外,间隔件143可以设置成以环状围绕液体透镜142的侧表面。间隔件143可以在其上部处和下部处包括不平坦部分,以增大利用粘合材料与连接基板141和144的联接力。连接基板141和144可以具有与间隔件143的形状对应的形状,并且可以包括环状。
第一孔H1和第二孔H2可以分别形成在支架120的上部和下部中,以使支架120的上部和下部敞开。这里,第一孔H1和第二孔H2可以是通孔。第一透镜单元110或110A可以被容纳在形成于支架120中的第一孔H1中、安装在形成于支架中的第一孔中、安置在形成于支架中的第一孔中、与形成于支架中的第一孔接触、固定到形成于支架中的第一孔、临时固定到形成于支架中的第一孔、由形成于支架中的第一孔支撑、联接到形成于支架中的第一孔、或者设置在形成于支架中的第一孔中,第二透镜单元130或130A可以被容纳在形成于支架120中的第二孔H2中、安装在形成于支架中的第二孔中、安置在形成于支架中的第二孔中、与形成于支架中的第二孔接触、固定到形成于支架中的第二孔、临时固定到形成于支架中的第二孔、由形成于支架中的第二孔支撑、联接到形成于支架中的第二孔、或者设置在形成于支架中的第二孔中。
此外,支架120的第一侧壁和第二侧壁可以设置成在与光轴LX的方向垂直的方向上(例如,在x轴方向上)彼此面对,并且第三侧壁和第四侧壁可以设置成在与光轴LX的方向垂直的方向上(例如,在y轴方向上)彼此面对。此外,如图4所示,支架120的第一侧壁可以包括第一开口OP1,并且其第二侧壁可以包括形状与第一开口OP1的形状相同或相似的第二开口OP2。因此,设置在第一侧壁中的第一开口OP1和设置在第二侧壁中的第二开口OP2可以设置成在与光轴LX的方向垂直的方向上(例如,在x轴方向上)彼此面对。
由于第一开口OP1和第二开口OP2,支架120的内部空间(液体透镜单元140设置在所述内部空间中)可以敞开。在这种情况下,液体透镜单元140可以穿过第一开口OP1或第二开口OP2被插入,以被安装在支架120中的内部空间中、安置在支架中的内部空间中、与支架中的内部空间接触、固定到支架中的内部空间、临时固定到支架中的内部空间、由支架中的内部空间支撑、联接到支架中的内部空间、或者设置在支架中的内部空间中。例如,液体透镜单元140可以穿过第一开口OP1被插入到支架120中的内部空间中。
这样,为了允许液体透镜单元140能够穿过第一开口OP1或第二开口OP2被插入到支架120中的内部空间中,支架120中的第一开口OP1或第二开口OP2在光轴LX的方向上的尺寸可以大于液体透镜单元140在y轴方向和z轴方向上的横截面区域。例如,与第一开口OP1和第二开口OP2中的每个在光轴LX的方向上的尺寸对应的高度H可以大于液体透镜单元140的厚度TO。
第二透镜单元130或130A可以在支架120内设置在液体透镜单元140下方。第二透镜单元130或130A可以在光轴方向上(例如,在z轴方向上)与第一透镜单元110或110A分隔开。
从相机模块100A外侧引入到第一透镜单元110或110A中的光可以穿过液体透镜单元140并且可以被引入到第二透镜单元130或130A中。第二透镜单元130或130A可以利用单个透镜来实现,或者可以利用两个或更多个透镜来实现,所述两个或更多个透镜沿中心轴线对准以形成光学系统。例如,如图3所示,第二透镜单元130A可以包括三个透镜L3、L4和L5,但是这仅是以实例的方式给出的,在第二透镜单元130或130A中可以包括两个或更少个透镜或者四个或更多个透镜。
此外,第二透镜单元130A中包括的透镜L3、L4、L5中的每个的外径在接近底部的方向上(例如,在z轴方向上)可以逐渐增大,但是实施例不限于此。
与液体透镜单元140不同,第一透镜单元110或110A和第二透镜单元130或130A中的每者可以是由玻璃或塑料形成的固体透镜,但是关于第一透镜单元110或110A和第二透镜单元130或130A中的每者的特定材料,实施例不受限制。
此外,参照图3,液体透镜单元140可以包括第一区域至第五区域A1、A2、A3、A4和A5。
第一区域A1是设置在支架120中的第一开口OP1内部的区域,第二区域A2是设置在支架120中的第二开口OP2内部的区域,第三区域A3是处于第一区域A1与第二区域A2之间的区域。第四区域A4是从支架120中的第一开口OP1突出并且在第一开口OP1侧部处设置在支架120外侧的区域。第五区域A5是从支架120中的第二开口OP2突出并且在第二开口OP2侧部处设置在支架120外侧的区域。
此外,如图2所示,液体透镜单元140可以包括第一连接基板(或各个电极连接基板)141、液体透镜(或液体透镜本体)142、间隔件143和第二连接基板(或公共电极连接基板)144。
第一连接基板141可以将包括在液体透镜142中的多个第一电极(未示出)电连接到主板150,并且可以被设置在液体透镜142上方。第一连接基板141可以被实现为柔性印刷电路板(FPCB)。
此外,第一连接基板141可以经由与多个第一电极中的每个电连接的连接焊盘(未示出)电连接到形成于主板150上的电极焊盘(未示出)。为此,在液体透镜单元140被插入到支架120的内部空间中之后,第一连接基板141可以在z轴方向上朝向主板150经历弯曲,此后连接焊盘(未示出)和电极焊盘(未示出)可以经由导电环氧树脂而彼此电连接。在另一实施例中,第一连接基板141可以连接到导电的且设置、形成或涂覆在支架120的表面上的第一支架表面电极,从而经由该导电的且设置在支架120的表面上的第一支架表面电极电连接到主板150,但是实施例不限于此。
第二连接基板144可以将包括在液体透镜142中的第二电极(未示出)电连接到主板150,并且可以设置在液体透镜142下方。第二连接基板144可以被实现为FPCB或单个金属基板(导电金属板)。这里,稍后将参照图5a详细地描述第一电极和第二电极。
第二连接基板144可以经由与第二电极电连接的连接焊盘电连接到形成在主板150上的电极焊盘。为此,在液体透镜单元140被插入到支架120的内部空间中之后,第二连接基板144可以在z轴方向上朝向主板150经历弯曲。在另一实施例中,第二连接基板144可以连接到导电的且设置、形成或涂覆在支架120的表面上的第二支架表面电极,从而经由导电的且设置在支架120的表面上的第二支架表面电极电连接到主板150,但是实施例不限于此。
液体透镜142可以包括腔体CA。如图3所示,在光被引入到腔体CA中所沿的方向上的开口面积可以小于在反方向上的开口面积。替代地,液体透镜142可以设置成使得腔体CA的倾斜方向与图示的相反。即,与图3的图示不同,在光入射到腔体CA中所沿的方向上的开口面积可以大于在反方向上的开口面积。此外,当液体透镜142设置成使得腔体CA的倾斜方向与图示的相反时,根据液体透镜142的倾斜方向,包括在液体透镜142中的部件的全部或一些的布置可以改变,或者仅腔体CA的倾斜方向可以改变并且其余部件的布置可以不改变。稍后将参照图5a详细地描述液体透镜142的详细构造。
间隔件143可以设置为围绕液体透镜142,并且可以保护液体透镜142免受外部冲击的影响。为此,间隔件143可以具有允许液体透镜142被安装在间隔件中、安置在间隔件中、与间隔件接触、固定到间隔件、临时固定到间隔件、被间隔件支撑、联接到间隔件、或者设置在间隔件中的形状。
例如,间隔件143可以包括在其中容纳液体透镜142的中空区域143H以及被配置为围绕形成在其中心的中空区域143H的框架。这样,间隔件143可以具有中心中空的矩形平面形状(在下文中,被称为“□”形形式),但是实施例不限于此。
此外,间隔件143可以设置在第一连接基板141与第二连接基板144之间,并且可以设置成从支架120中的第一开口OP1或第二开口OP2中的至少一个突出。即,间隔件143的至少一部分可以成形为与第一连接基板141和第二连接基板144一起从支架120的第一侧壁或第二侧壁中的至少一个沿与光轴LX垂直的方向(例如,沿x轴方向)突出。这是因为,间隔件143在x轴线方向上的长度大于支架120在x轴方向上的长度。因此,间隔件143的从第一侧壁和第二侧壁突出的部分可以分别对应于图3所示的第四区域A4和第五区域A5。
此外,当间隔件143被插入到支架120中时并且在主动对准期间,间隔件143可以与夹持器接触。
此外,间隔件143的至少一部分可以设置在第一开口OP1或第二开口OP2中的至少一个中。在图3的情况下,间隔件143被示出为不设置在第一开口OP1和第二开口OP2中。然而,与该图示不同,如图2和图4所示的,可以理解的是,由于间隔件143具有“□”形形式并且围绕液体透镜142,所以间隔件143的至少一部分设置在第一开口OP1和第二开口OP2中的每个中。
此外,液体透镜142的至少一部分可以设置在第一开口OP1或第二开口OP2中的至少一个中。参照图3,可以理解的是,液体透镜142的作为液体透镜142的部件的第一板147设置在第一开口OP1和第二开口OP2中的每个中。
此外,只有间隔件143的至少一部分可以设置在第一开口OP1和第二开口OP2中的每个中,并且液体透镜142可以不设置在其中。
此外,参照图3,支架120可以包括设置在液体透镜单元140上方的支架上部区域120U和设置在液体透镜单元140下方的支架下部区域120D。在这种情况下,第一粘合构件162A和第二粘合构件164A可以分别将支架上部区域120U和支架下部区域120D分别联接到液体透镜单元140。
第一盖170可以设置成围绕支架120、液体透镜单元140和中间基座172,并且可以保护这些部件120、140和172免受外部冲击的影响。具体地,由于设置了第一盖170,所以可以保护形成光学系统的多个透镜免受外部冲击的影响。
此外,为了允许设置在支架120中的第一透镜单元110或110A被暴露于外部光,第一盖170可以包括形成在第一盖170的上表面中的上开口170H。
此外,由透光材料形成的窗口可以设置在上开口170H中,从而能够防止异物(诸如灰尘或湿气)进入到相机模块100A中。
此外,第一盖170可以设置成覆盖支架120的上表面和第一侧壁至第四侧壁。
同时,参照图2和图3,中间基座172可以设置成围绕支架120中的第二孔H2。为此,中间基座172可以包括用于在其中容纳第二孔H2的容纳孔172H。中间基座172的内径(即,容纳孔172H的直径)可以等于或大于第二孔H2的外径。
这里,中间基座172中的容纳孔172H和第二孔H2中的每个均被示出为具有圆形形状,但是实施例不限于此,这些孔可以改变为各种其他形状。
按照与第一盖170中的上开口170H相同的方式,容纳孔172H可以在与设置于相机模块100中的图像传感器182的位置对应的位置处形成在中间基座172的中心附近。
中间基座172可以安装在主板150上以与主板150上的电路元件151分隔开。即,支架120可以设置在主板150上以与电路元件151分隔开。
主板150可以设置在中间基座172下方,并且可以包括凹部、电路元件151、连接部(或FPCB)152和连接器153,图像传感器182可以被安装、安置、牢固地设置、固定、临时固定、支撑、联接或容纳在所述凹部中。
主板150的电路元件151可以构成控制液体透镜单元140和图像传感器182的控制模块。这里,稍后将参照图11描述控制模块。电路元件151可以包括无源元件或有源元件中的至少一种,并且可以具有任何的各种面积和高度。电路元件151可以设置为多个,并且可以具有比主板150的高度大的高度以向外突出。多个电路元件151可以设置成在与光轴LX平行的方向上不与支架120重叠。例如,多个电路元件151可以包括功率电感器、陀螺仪传感器等,但是关于电路元件151的特定类型,实施例不受限制。
主板150可以包括支架120设置在其中的支架区域和多个电路元件151设置在其中的元件区域。
主板150可以被实现为包括FPCB 152的刚性柔性印刷电路板RFPCB。FPCB 152可以根据相机模块100安装在其中的空间的需要而经历弯曲。
图像传感器182可以执行将已经穿过透镜组件110、120、130和140的第一透镜单元110、液体透镜单元140和第二透镜单元130的光转换为图像数据的功能。更具体地,图像传感器182可以通过将光经由包括多个像素的像素阵列转换为模拟信号并合成与所述模拟信号对应的数字信号来生成图像数据。
同时,连接器153可以将主板150电连接到相机模块100A外部的电源或一些其他设备(例如,应用处理器)。
在下文中,将参照附图描述制造相机模块100的方法的实施例。
首先,可以将图像传感器182安装在主板150上,并且可以将中间基座172和第二盖174联接或设置于其中的支架120安装在主板150上、安置在主板上、接触主板、临时固定到主板、由主板支撑、联接到主板、或设置在主板上。
此时,可以执行安装在支架120上的第一透镜单元110或110A和第二透镜单元130或130A与图像传感器182之间的主动对准(第一对准)。可以在支撑中间基座172的相对侧的同时通过调节中间基座172和支架120的位置来执行第一对准。可以在使按压并固定中间基座172的相对侧的夹具移动的同时执行第一对准。在第一对准的完成状态下,中间基座172可以被固定到主板150。
随后,可以穿过支架120中的第一开口OP1或第二开口OP2中的至少一个将液体透镜单元140插入到支架120中,并且可以作为第二对准执行液体透镜单元140与图像传感器182之间的主动对准。可以在x轴方向上支撑液体透镜单元140的同时通过调节液体透镜单元140的位置来执行第二对准。可以在使按压并固定液体透镜单元140的夹具沿x轴方向移动的同时执行第二对准。
随后,可以使第一连接基板141和第二连接基板144中的每个经受弯曲以电连接到主板150。在弯曲过程之后,执行焊接过程以将第一连接基板141和第二连接基板144中的每个电连接到主板150。
随后,用第一盖170覆盖第一透镜单元110、支架120、第二透镜单元130、液体透镜单元140和中间基座172,从而完成相机模块100A。
同时,图2所示的多个电路元件151中的一些可能造成电磁干扰EMI或噪声。具体地,在多个电路元件151之间,功率电感器151-1会比其他元件造成更大的EMI。为了阻挡EMI或噪声,可以设置电路盖154以覆盖设置在主板150的元件区域中的电路元件151。
此外,当电路盖154被设置为覆盖电路元件151时,可以保护设置在主板150上的电路元件151免受外部冲击的影响。为此,考虑到设置在主板150上的电路元件151的形状和位置,电路盖154可以包括容纳空间,所述容纳空间用于将电路元件151容纳在其中并覆盖所述电路元件。
同时,滤光器176可以从已经穿过第一透镜单元110或110A、液体透镜单元140和第二透镜单元130或130A的光中过滤特定波长范围内的光。滤光器176可以是红外(IR)光阻挡滤光器或紫外(UV)光阻挡滤光器,但是实施例不限于此。滤光器176可以设置在图像传感器182上方。滤光器176可以设置在传感器基座178内部。例如,滤光器176可以设置或安装在传感器基座178中的内部凹部中或其台阶部分上。
传感器基座178可以设置在中间基座172下方,并且可以附着到主板150。传感器基座178可以围绕图像传感器182,并且可以保护图像传感器182免受异物或外部冲击的影响。
主板150可以设置在传感器基座178下方,传感器基座178可以安装在主板150上以与电路元件151分隔开,并且支架120可以设置在传感器基座178上方,中间基座172、第二透镜单元130或130A、液体透镜单元140和第一透镜单元110或110A设置在所述支架中。
此外,图2所示的相机模块100可以不包括传感器基座178和滤光器176。
在下文中,将参照图5a和图5b描述包括在根据上述实施例的相机模块100中的液体透镜单元140的实施例140A。图5a和图5b示出了包括根据上述实施例的液体透镜的液体透镜单元140的实施例140A的剖视图。
图5a和图5b所示的液体透镜单元140A可以包括第一连接基板141、液体透镜142、间隔件143和第二连接基板144。已经在上面描述了间隔件143,因此将省略其重复描述。为了便于描述,从图5a和图5b省略了间隔件143的图示。
液体透镜142可以包括:多种不同类型的液体LQ1和LQ2;第一至第三板147、145和146;第一电极E1和第二电极E2;以及绝缘层148。
液体LQ1和LQ2可以被容纳在腔体CA中,并且可以包括导电的第一液体LQ1和不导电的第二液体(或绝缘液体)LQ2。第一液体LQ1和第二液体LQ2可以彼此不互溶(immiscible,不能混合),并且界面BO可以形成在第一液体LQ1与第二液体LQ2之间的接触部分处。例如,第二液体LQ2可以设置在第一液体LQ1上,但是实施例不限于此。
此外,在液体透镜142的横截面形状中,第一液体LQ2的边缘和第二液体LQ1的边缘可以比它们的中心部分薄。
第一板147的内侧表面可以形成腔体CA的侧壁i。第一板147可以包括具有预定倾斜表面的上开口和下开口。也就是说,腔体CA可以被限定为由第一板147的倾斜表面、与第二板145接触的第三开口以及与第三板146接触的第四开口围绕的区域。
第三开口和第四开口之中较宽开口的最大尺寸可以根据液体透镜142所需的视角FOV或液体透镜142在相机模块100A中所起的作用而改变。根据该实施例,第四开口的尺寸(面积或宽度)O2可以比第三开口的尺寸(面积或宽度)O1大。这里,第三开口和第四开口中每个的尺寸都可以是在水平方向(例如,x轴方向和y轴方向)上的横截面积。例如,第三开口和第四开口中每个的尺寸在开口具有圆形横截面时可以指半径,而在开口具有正方形横截面时可以指对角线长度。
第三开口和第四开口中的每个可以采用具有圆形横截面的孔的形式。驱动电压可以使由两种液体形成的界面BO沿着腔体CA的倾斜表面移动。
第一液体LQ1和第二液体LQ2被填充、容纳或设置在第一板147中的腔体CA中。另外,腔体CA是已经穿过第一透镜单元110或110A的光所穿过的区域。因此,第一板147可以由透明材料制成,或者可以包括杂质以使得光不容易穿过。
电极可以分别设置在第一板147的一个表面和另一表面上。多个第一电极E1可以设置在第一板147的一个表面(例如,上表面、侧表面和下表面)上,以与第二电极E2分隔开。第二电极E2可以设置在第一板147的另一表面(例如,下表面)的至少一部分上,并且可以与第一液体LQ1直接接触。
此外,第一电极E1可以是“n”个电极(在下文中,称为“各个电极”),而第二电极E2可以是单个电极(在下文中,称为“公共电极”)。这里,“n”可以是2或更大的正整数。
第一电极E1和第二电极E2中的每个可以包括至少一个电极区段。例如,第一电极E1可以包括两个或更多个电极区段,第二电极E2可以包括至少一个电极区段。例如,所述多个第一电极E1可以包括围绕光轴沿顺时针方向或沿逆时针方向顺序地设置的多个电极区段。这里,电极区段指电极的一部分。
设置在第一板147的另一表面上的第二电极E2的一部分(即,第二电极E2的电极区段)可以暴露于导电的第一液体LQ1。
第一电极E1和第二电极E2中每个可以由导电材料(例如,金属)形成。
此外,第二板145可以设置在第一电极E1的一个表面上。即,第二板145可以设置在第一板147上方。具体地,第二板145可以设置在第一电极E1的上表面和腔体CA上。
第三板146可以设置在第二电极E2的一个表面上。也就是说,第三板146可以设置在第一板147下方。具体地,第三板146可以设置在第二电极E2的下表面和腔体CA下。此外,第三板可以至少包括下表面、上表面和内表面,所述内表面从上表面的边缘沿竖直方向(例如,z轴方向)延伸并且与第二电极E的下表面接触。
第二板145和第三板146可以设置成彼此面对并使第一板147置于二者之间。此外,可以省略第二板145或第三板146中的至少一个。
第二板145或第三板146中的至少一个可以具有矩形平面形状。第三板146可以在其边缘周围的结合区域上与第一板147接触并结合到第一板。
第二板145和第三板146中的每个可以是光所穿过的区域,并且可以由透光材料形成。例如,第二板145和第三板146中的每个可以由玻璃形成,并且可以为了便于处理而可以由相同的材料形成。此外,第二板145和第三板146中每个的边缘可以具有矩形形状,但是不必局限于此。
第二板145可以被构造为允许从第一透镜单元110或110A引入的光行进到第一板145中的腔体CA中。
第三板146可以被构造为允许已经穿过第一板145中的腔体CA的光行进到第二透镜单元130或130A。第三板146可以与第一液体LQ1直接接触。
根据该实施例,第三板146的直径可以比第一板147中的第三开口和第四开口之中较宽开口的直径大。另外,第三板146可以包括与第一板147分隔开的外围区域。
此外,液体透镜142的实际有效透镜区域可以比第一板147中的第三开口和第四开口之中较宽开口的直径(例如,O2)窄。
绝缘层148可以设置成覆盖腔体CA的上部区域中的第二板145的下表面的一部分。也就是说,绝缘层148可以设置在第二液体LQ2与第二板145之间。
此外,绝缘层148可以设置成覆盖形成腔体CA的侧壁的第一电极E1的部分。此外,绝缘层148可以设置在第一板147的下表面上,以覆盖第一电极E1的一部分和第一板147。因此,可以通过绝缘层148阻止第一电极E1与第一液体LQ1之间的接触以及第一电极E1与第二液体LQ2之间的接触。与图示的不同,绝缘层148可以在外围方向(peripheral direction)上延伸以覆盖第二电极E2的至少一部分。
绝缘层148可以覆盖第一电极E1和第二电极E2之中的一个电极(例如,第一电极E1),并且可以暴露另一电极(例如,第二电极E2)的一部分,使得电能被施加到导电的第一液体LQ1。
在根据实施例的相机模块100的情况下,用于阻挡紫外光或红外光的滤光器176设置在中间基座172与图像传感器182之间,并且所述滤光器从已经穿过第一透镜单元110、液体透镜142和第二透镜单元130的光中过滤特定波长范围内的光。此外,这样的红外光阻挡滤光器或紫外光阻挡滤光器安装在传感器基座178中的内部凹部中。
至少一个基板(例如,第一连接基板141和第二连接基板144)用于向液体透镜142供应电压。为此,所述多个第一电极E1可以电连接到第一连接基板141,并且第二电极E2可以电连接到第二连接基板144。
当驱动电压通过第一连接基板141和第二连接基板144被施加到第一电极E1和第二电极E2时,第一液体LQ1与第二液体LQ2之间的界面BO可以变形,因此可以改变(或调节)液体透镜142的形状(诸如曲率)或焦距中的至少一者。例如,当形成在液体透镜142中的界面BO的弯曲或倾斜中的至少一者根据驱动电压而改变时,液体透镜142的焦距可以被调节。当界面BO的变形或曲率半径被控制时,液体透镜142、包括液体透镜142的透镜组件110、120、130和140、相机模块100和光学器件可以执行自动聚焦(AF)功能和手抖补偿或光学图像稳定器(OIS)功能。
第一连接基板141可以将四个不同的驱动电压(在下文中,称为“各个电压”)传输到液体透镜142,第二连接基板144可以将一个驱动电压(在下文中,称为“公共电压”)传输到液体透镜142。公共电压可以包括DC电压或AC电压。当公共电压以脉冲的形式被施加时,脉冲宽度或占空比(duty cycle,工作循环)可以是恒定的。经由第一连接基板141供应的各个电压可以被施加到暴露在液体透镜142的各个角处的多个第一电极E1(或多个电极区段)。
尽管未示出,但是当导电环氧树脂设置在第一连接基板141与所述多个第一电极E1之间时,第一连接基板141与所述多个第一电极E1可以彼此接触,可以彼此联接,以及可以彼此电传导。此外,当导电环氧树脂设置在第二连接基板144与第二电极E2之间时,第二连接基板144与第二电极E2可以彼此接触,可以彼此联接,以及可以彼此电传导。
此外,第一连接基板141和所述多个第一电极E1可以被实现为单独的元件,或者可以一体地形成。此外,第二连接基板144和第二电极E2可以被实现为单独的元件,或者可以一体地形成。
同时,一般而言,当第一液体LQ1与第二液体LQ2之间的界面BO平行于x-y平面时,液体透镜处于其屈光度为零的光学状态中。在这种状态下,当温度升高时,液体透镜的至少一部分可能由于构成液体透镜的各种部件的体积增大而变形,并且因此屈光度值会改变。例如,当在液体透镜的屈光度为零的状态下温度升高时,第一液体LQ1和第二液体LQ2中每个的体积增大,并且因此腔体CA中的压力增大。因此,第三板146可以在沿z轴方向弯曲并突出的同时发生变形。
造成热变形的主要热源是设置在相机模块100内部的图像传感器182,并且在相机模块100被安装在移动终端等中的情况下,在诸如移动终端的设备中产生的热被额外施加到相机模块。
为了使由热引起的变形最小化,根据实施例的液体透镜单元140A还可以包括弹性构件190A。弹性构件190A可以被构造成由于从周围施加到其的压力的作用下而变形,以使其体积减小。这样的弹性构件可以包括硅或聚合物材料,但是不必局限于此。
图5a和图5b所示的弹性构件190A被示出为具有矩形形状的横截面,但是不必局限于此。例如,弹性构件190A具有矩形管状的横截面,并且在其内部空间中可以填充具有比第一液体LQ1和第二液体LQ2的密度更低的介质。作为能够被填充在弹性构件190A的内部空间中的材料,可以使用具有低密度的气体(诸如氦),但是这仅是以实例的方式给出,而不必局限于此。
弹性构件190A可以具有圆形、椭圆形或多边形的平面形状。例如,当弹性构件190A具有矩形平面形状时,弹性构件190A可以具有环形形状(toroidal shape)。
例如,弹性构件190A可以沿着第三板146的内表面设置在第二电极E2与第三板146之间。
在弹性构件190A设置在液体透镜单元140A内部的情况下,液体透镜单元140A的部件(具体地,第二液体LQ2)在温度升高时体积增大,因此界面BO'在z轴方向上移动。此时,弹性构件190A的体积减小的程度等同于其他部件的体积增大的程度,从而能够使第三板146的变形最小化。
弹性构件190A可以在形状和位置上进行各种改变。在下文中,将参照图6至图9c来描述根据其他实施例的液体透镜单元140B、140C、140D和140E的构造。
图6至图9c示出了根据其他实施例的液体透镜单元的构造的各自的实施例。
首先,在图6所示的液体透镜单元140B中,当在平面(例如,x-y平面)上观看时,弹性构件190B可以设置在第一电极E1或绝缘层148与第二电极E2之间。在这种情况下,弹性构件190B的至少一部分可以在厚度方向(例如,z轴)上嵌入在形成于第一板147的下表面中的容置凹部中。在这种情况下,弹性构件190B可以以具有环状平面形状的环形的形状形成,并且当腔体CA中的压力由于温度的升高而增大时,弹性构件190B可以变形,使得其下部在z轴方向上被压缩。
在一些实施例中,与图6所示的不同,弹性构件190B可以在z轴方向上更深地嵌入在第一板147中,以使得仅弹性构件的下表面与第一液体LQ1接触,或者可以在z轴方向上进一步突出,使得弹性构件的更大的部分与第一液体LQ1接触。另外,在图6所示的弹性构件190B具有环形形状的情况下,其内圆周表面可以与绝缘层148接触,并且其外圆周表面可以与第二电极E2接触。然而,在一些实施例中,弹性构件的内圆周表面和外圆周表面中的每个在平面图中均可以与绝缘层148或第二电极E2中的至少一个分隔开,以避免与之接触。另外,参照图6,第一电极E1由于绝缘层148而不与弹性构件190B的内圆周表面接触。然而,根据另一实施例,第一电极E1与绝缘层148两者均可以与弹性构件190B的内圆周表面接触。在这种情况下,第一电极E1可以通过绝缘层148和弹性构件190B与第一液体LQ1电绝缘。
接着,图7所示的液体透镜单元140C的弹性构件190C可以具有与图6所示的弹性构件190B的形状相似的形状,并且还可以包括形成在其上部处的突出部190C-1以被更稳定地容置在第一板147中的容置凹部中。在这种情况下,第一板147中的容置凹部也可以具有适合于容置突出部190C-1的形状。
替代地,图8所示的液体透镜单元140D的弹性构件190D可以设置在第一板147的下表面上,而不是被容置在第一板147中。弹性构件190D相对于第一电极E1、第二电极E2和绝缘层148的位置与上面参照图6描述的相同,因此将省略其重复描述。另外,参照图8,在竖直方向(例如,z轴方向)上到第三板146'的上表面的厚度沿从其边缘朝向光轴LX的方向可以逐渐增大。由于此,可以使第三板146'的中心部分(与其边缘相比相对易受变形影响)得以增强。当然,第三板146'的这种形状也可适用于上面描述的图5a至图7和稍后将要描述的图9a所示的液体透镜单元140A、140B、140C和140E。在图8中示出的是:到第三板146'的上表面的厚度从其外围部分到其中心部分以弯曲截面形状逐渐增大,但是该厚度可以以阶梯状截面形状增大。
同时,虽然弹性构件190A、190B、190C或190D能够在腔体CA中的压力由于温度升高而增大时通过变形来防止第三板146或146'的变形,但是其不能够防止界面BO的位置变化。因此,由于界面BO的位置的改变可能导致屈光度的改变,所以优选的是向稍后将描述的控制器210提供关于界面BO中的改变(即,液体LQ1和LQ2的膨胀程度)的信息,以便能够更精确地控制屈光度。可以基于弹性构件的变形程度的测量结果来预测液体LQ1和LQ2的膨胀程度。下面将参照图9a至图9c来描述针对此的液体透镜单元的构造。
图9a是示出根据又一实施例的液体透镜单元140E的构造的实例的剖视图,图9b是仅示出图9a所示的液体透镜单元140E的部件之中的弹性构件190E、电极板190E-1、第三电极E3和第四电极E4的立体图。此外,图9c是图9a所示的液体透镜单元140E的仰视图,从该图省略了第三板146和第二连接基板144。
参照图9a至图9c,液体透镜单元140E的弹性构件190E可以具有与图6所示的构造类似的构造。然而,与图6所示的不同,参照图9a,电极板190E-1设置在弹性构件190E的至少一部分的表面上,并且电连接到第四电极E4。具体地,假设弹性构件190E具有环形形状,则电极板190E-1可以设置在弹性构件190E的上表面和外圆周表面之上,并且电极板190E-1的设置在该外圆周表面上的部分可以电连接到第四电极E4。电极板190E-1、第三电极E3和第四电极E4可以包括与第一电极E1或第二电极E2的材料相同的材料,或者可以由与第一电极或第二电极的材料不同的材料制成。
第四电极E4可以设置在第一板147的下表面上,并且可以设置在与第二电极E2相同的平面中。然而,优选的是第四电极E4与第二电极E2绝缘。例如,如图9c所示,第四电极E4和第二电极E2可以通过第一绝缘部IS1和第二绝缘部IS2彼此绝缘。这里,第一绝缘部IS1和第二绝缘部IS2中的每个均可以在第四电极E4之上延伸以覆盖整个第四电极E4。
第三电极E3可以从第一板147的边缘朝向光轴LX延伸,以使得其下表面的至少一部分与设置在弹性构件190E的上表面上的电极板190E-1在竖直方向(例如,z轴方向)上重叠。
设置在弹性构件190E的上表面上的电极板190E-1可以在竖直方向上与第三电极分隔开,介电层CP可以设置于设置在弹性构件190E上表面上的电极板190E-1与第三电极E3之间,以使得弹性构件190E可以根据腔体CA中的压力的改变而在竖直方向(例如,z轴方向)上移动。可以通过使形成在第一板147中的容置凹部(在该容置凹部中容置弹性构件190E)在z轴方向上以与设置在弹性构件190E的上表面上的电极板190E-1相对应的平面形状延伸预定距离D来形成与介电层CP对应的空间。介电层CP可以包括具有恒定介电常数的材料,并且可以被构造成响应于弹性构件190E的变形和移动而被压缩。关于介电层CP的材料组成或介电常数值,实施例不受限制。
因此,根据以下因素产生电容:与其中第三电极E3、设置在弹性构件190E的上表面上的电极板190E-1和介电层CP在竖直方向上重叠的面积相对应的面积;第三电极E3与电极板190E-1之间的竖直距离D;以及介电层CP的介电常数。具体地,该电容与介电层CP的介电常数和重叠面积成正比,并且与竖直距离D成反比。这里,由于介电层CP的重叠面积和介电常数是始终如一的(uniform,恒定的),所以实际的电容根据竖直距离D而变化。因此,可以通过测量第三电极E3与第四电极E4之间的电容的变化量来计算竖直距离D的变化量,并且可以基于竖直距离D的变化量来计算关于液体LQ1和LQ2的膨胀的信息。该膨胀信息可以被转换为用于第一电极E1或第二电极E2的补偿电压,以补偿由于液体LQ1和LQ2的膨胀而引起的界面BO的改变。例如,当竖直距离D增大时,补偿电压可以与竖直距离D的增加量成正比地增大。
因此,根据又一实施例的液体透镜单元140E借助于弹性构件190E能够防止由于温度的升高而引起的变形并且能够获取用于补偿界面的改变的信息,从而能够在温度升高时更精确地控制屈光度。
图10示出了不具有弹性构件的液体透镜单元140F的第三板变形的状态,用以解释根据本公开的实施例的液体透镜单元的效果。
因为图10所示的液体透镜单元140F不包括弹性构件190A、190B、190C、190D或190E,所以腔体CA中的压力无法根据温度的升高而被调节。因此,腔体CA中的压力会因液体(特别是第二液体LQ2)的体积的增大而增大,由此会使第三板146变形。由于该变形,屈光度会变化,并且在严重的情况下,第三板146会被损坏。相反,根据实施例的液体透镜单元140A、140B、140C、140D和140E具有弹性构件190A、190B、190C、190D和190E,由此可以降低由于温度升高而引起的液体透镜单元140A、140B、140C、140D和140E变形或受损的风险。弹性构件的一部分可以与液体透镜的液体接触,并且可以在包含于液体透镜中的液体由于例如热而膨胀时被挤压和收缩。施加于构成液体透镜的板的力因弹性构件的收缩而得以减轻,因而可以改善液体透镜的耐久性并且可以减小由于板的弯曲而引起的焦距变化。
图11是相机模块200的示意性框图。
参照图11,相机模块200可以包括控制电路210和透镜组件250。控制电路210可以对应于图1所示的控制电路24,透镜组件250可以对应于图1所示的透镜组件22或图2所示的透镜组件110、120、130和140。
控制电路210可以包括控制单元220,并且可以控制包括液体透镜280的液体透镜单元140的操作。
控制单元220可以具有用于执行AF功能和OIS功能的构造,并且可以利用用户请求或检测结果(例如,陀螺仪传感器225的运动信号)来控制包括在透镜组件250中的液体透镜280。这里,液体透镜280可以对应于上述液体透镜142。
控制单元220可以包括陀螺仪传感器225、控制器230和电压驱动器235。陀螺仪传感器225可以是不被包括在控制单元220中的独立组件,或者可以被包括在控制单元220中。
陀螺仪传感器225可以感测在包括偏航轴线方向和俯仰轴线方向的两个方向上的移动的角速度,以便补偿光学器件的在竖直方向和水平方向上的抖动。陀螺仪传感器225可以生成与感测到的角速度相对应的运动信号,并且可以将该运动信号提供给控制器230。
控制器230可以利用低通滤波器LPF从运动信号去除高频噪声分量以仅提取用于实现OIS功能的期望频带,可以利用已经去除了噪声的运动信号来计算手抖量,以及可以计算与液体透镜模块260的液体透镜280为了补偿所计算出的手抖量而需要具有的形状相对应的驱动电压。
具体地,根据实施例的控制单元220还可以包括膨胀信息测量单元226。膨胀信息测量单元226可以测量图9a至图9c所示的第三电极E3与第四电极E4之间的电容的变化量,以及可以基于此向控制器230提供用于对因液体LQ1和LQ2的膨胀引起的界面BO的改变进行补偿的补偿电压。
控制器230可以从光学器件或相机模块200的内部部件(例如,图像传感器182)或外部部件(例如,距离传感器或应用处理器)接收用于AF功能的信息(即,关于与物体的距离的信息),以及可以利用该距离信息基于对物体聚焦所需的焦距来计算与液体透镜280的期望形状相对应的驱动电压。这里,在计算驱动电压时,控制器230可以考虑从膨胀信息测量单元226获取的补偿电压。
控制器230可以存储驱动电压表,在所述驱动电压表中映射有驱动电压和用于使电压驱动器235生成该驱动电压的驱动电压代码,可以通过参考驱动电压表而获取与所计算的驱动电压相对应的驱动电压代码,以及可以将所获取的驱动电压代码输出到电压驱动器235。
电压驱动器235可以基于从控制器230提供的数字形式的驱动电压代码来生成与驱动电压代码相对应的模拟形式的驱动电压,并且可以将该驱动电压提供给透镜组件250。
电压驱动器235可以包括:升压器,在接收到电源电压(例如,从单独的电源电路供应的电压)时使电压电平增大;电压稳定器,用于稳定升压器的输出;以及开关单元,用于向液体透镜280的每个端子选择性地供应升压器的输出。
这里,开关单元可以包括称为H桥的电路部件。从升压器输出的高电压被施加为开关单元的电源电压。开关单元可以向液体透镜280的相对端选择性地供应被施加的电源电压和地电压。这里,如上所述,液体透镜280可以包括具有四个电极区段的四个第一电极E1、第一连接基板141、第二电极E2和第二连接基板144,用于驱动。液体透镜280的相对端可以指所述多个第一电极E1中的任一个与第二电极E2。此外,液体透镜280的相对端可以指四个第一电极E1的四个电极区段中的任一个与第二电极E2的一个电极区段。
具有预定宽度的脉冲型电压可以被施加到液体透镜280的每个电极区段,并且施加到液体透镜280的驱动电压是施加到第一电极E1中每个的电压与第二电极E2的电压之差。
此外,为了允许电压驱动器235能够根据从控制器230提供的数字形式的驱动电压代码来控制施加到液体透镜280的驱动电压,升压器可以控制电压电平的增大量,并且开关单元可以控制施加到公共电极和各个电极的脉冲电压的相位以生成与驱动电压代码相对应的模拟形式的驱动电压。
也就是说,控制单元220可以控制施加到第一电极E1和第二电极E2中的每者的电压。
控制电路210还可以包括连接器(未示出),所述连接器执行控制电路210的通信或接口功能。例如,连接器可以执行用于使用集成电路间(I2C)通信方法的控制电路210与使用移动工业处理器接口(MIPI)通信方法的透镜组件250之间的通信的通信协议转换。此外,连接器可以从外部源(例如,电池)接收电力,并且可以供应控制单元220和透镜组件250的操作所需的电力。在这种情况下,连接器可以对应于图2所示的连接器153。
透镜组件250可以包括液体透镜模块260,并且液体透镜模块260可以包括驱动电压提供器270和液体透镜280。
驱动电压提供器270可以从电压驱动器235接收驱动电压,并且可以将驱动电压提供给液体透镜280。这里,驱动电压可以是施加在“n”个各个电极中的任一个与一个公共电极之间的模拟电压。
驱动电压提供器270可以包括电压调节电路(未示出)或噪声去除电路(未示出),用于补偿由于控制电路210与透镜组件250之间的端子连接引起的损耗,或者可以将电压驱动器235提供的电压转送到液体透镜280。
驱动电压提供器270可以设置在构成连接部152的至少一部分的FPCB(或基板)上,但是实施例不限于此。连接部152可以包括驱动电压提供器270。
液体透镜280可以根据驱动电压而在其处于第一液体LQ1与第二液体LQ2之间的界面BO中发生变形,从而执行AF功能或OIS功能中的至少一种。
图12(a)和12(b)是用于说明其界面响应于驱动电压而进行调节的液体透镜142的视图。具体地,图12(a)示出了根据实施例的液体透镜142的立体图,图12(b)示出了液体透镜142的等效电路。这里,液体透镜142与图2中的液体透镜142相同,因此由相同的附图标号来指示。
首先,参照图12(a),其界面BO响应于驱动电压而在形状上进行调节的液体透镜142可以经由多个第一电极E1的在四个不同的方向上设置成在彼此之间具有相同角距离的多个电极区段E11、E12、E13和E14与第二电极E2的电极区段C0来接收驱动电压。当经由多个第一电极E1的多个电极区段E11、E12、E13和E14中的任一个与第二电极E2的电极区段C0被施加驱动电压时,设置在腔体CA中的第一液体LQ1和第二液体LQ2之间的界面BO的形状可以变形。第一液体LQ1与第二液体LQ2之间的界面BO的变形程度和形状可以由控制器230来控制,以实现AF功能或OIS功能中的至少一种。
此外,参照图12(b),液体透镜142可以被解释为多个电容器143,其中,液体透镜142的一侧接收来自第一电极E1的不同电极区段E11、E12、E13和E14的电压,并且液体透镜142的另一侧连接到第二电极E2的电极区段C0以接收来自第二电极的电极区段的电压。
在图12(a)中,包括在所述多个第一电极E1中的不同电极区段E11、E12、E13和E14的数量被示出为是四个,但是实施例不限于此。
虽然在上面仅描述了有限数量的实施例,但是各种其他实施例是可以的。只要上述实施例的技术内容不是互不兼容,它们就可以组合成各种形式,并因此可以在新的实施例中实现。
虽然在上面仅描述了有限数量的实施例,但是各种其他实施例是可以的。只要上述实施例的技术内容不是互不兼容,它们就可以组合成各种形式,并因此可以在新的实施例中实现。
同时,可以使用根据上述实施例的包括透镜组件的相机模块100A或100B来实现光学器件。这里,光学器件可以包括可以处理或分析光信号的设备。光学器件的实例可以包括相机/视频设备、望远镜设备、显微镜设备、干涉仪、光度计、旋光仪、光谱仪、反射仪、自准直仪和透镜仪,并且实施例可以应用于可包括透镜组件的光学器件。
此外,光学器件可以在诸如以智能电话、膝上型计算机或平板计算机为例的便携式设备中实施。这种光学器件可以包括相机模块100、构造为输出图像的显示单元(未示出)、构造为向相机模块100供电的电池(未示出)以及本体外壳,相机模块100、显示单元和电池安装在所述本体外壳中。光学器件还可以包括可以与其他设备通信的通信模块以及可以存储数据的存储器单元。通信模块和存储器单元也可以安装在本体外壳中。
对于本领域技术人员而言将显而易见的是,可以在不脱离在此所阐述的公开的精神和本质特征的情况下做出各种形式和细节上的改变。因此,上面的详细描述不意图被解释为在所有的方面限制公开和以实施例的方式来考虑。公开的范围应当由所附权利要求的合理解释来确定,并且在不脱离公开的情况下做出的所有等同修改都应当被包括在所附的权利要求书中。

Claims (3)

1.一种液体透镜,包括:
第一板,包括容纳第一液体和第二液体的腔体,所述第一液体是导电的而所述第二液体是不导电的;
第一电极,设置在所述第一板上;
第二电极,设置在所述第一板下方;
第二板,设置在所述第一电极上;
第三板,设置在所述第二电极下方;以及
单一的弹性构件,设置在所述第一板的一侧并位于所述第一板与所述第三板之间,其中,所述弹性构件的一部分被容置在容置凹部中,所述容置凹部设置于所述第一板的下表面中,
其中,所述弹性构件的另一部分与所述第一液体接触,
其中,所述弹性构件包括:
电极板,设置在其外圆周表面和上表面的至少部分之上,
其中,所述液体透镜还包括:
第三电极,设置在所述第一板内部;
介电层,设置在所述第三电极与设置于所述弹性构件的上表面上的电极板之间,所述介电层响应于所述弹性构件的变形和移动而在竖直方向上被压缩;以及
第四电极,设置在所述第一板的所述下表面上,以电连接到设置于所述外圆周表面上的电极板,并且
其中,所述第三电极、所述介电层和设置在所述外圆周表面上的电极板沿竖直方向至少部分地彼此重叠以产生电容。
2.根据权利要求1所述的液体透镜,
其中,所述第一电极沿着形成所述腔体的侧壁的所述第一板的所述下表面和侧表面延伸,并且
其中,所述弹性构件设置在所述第一板的下表面上并位于所述第一电极与所述第二电极之间且具有环形形状。
3.一种透镜组件,包括:
支架,包括第一开口和在与光轴方向垂直的方向上面对所述第一开口的第二开口;以及
液体透镜单元,设置在所述第一开口与所述第二开口之间,
其中,所述液体透镜单元包括:
第一板,包括容纳第一液体和第二液体的腔体,所述第一液体是导电的而所述第二液体是不导电的;
第一电极,设置在所述第一板上;
第二电极,设置在所述第一板下方;
第二板,设置在所述第一电极上;
第三板,设置在所述第二电极下方;以及
单一的弹性构件,位于所述第一板的一侧并与所述第一液体接触,所述弹性构件被构造为因所述第一液体的膨胀而被挤压和收缩,
其中,所述弹性构件的一部分被容置在容置凹部中,所述容置凹部设置于所述第一板的下表面中,
其中,所述弹性构件的另一部分与所述第一液体接触,
其中,所述弹性构件包括:
电极板,设置在其外圆周表面和上表面的至少部分之上,
其中,所述液体透镜还包括:
第三电极,设置在所述第一板内部;
介电层,设置在所述第三电极与设置于所述弹性构件的上表面上的电极板之间,所述介电层响应于所述弹性构件的变形和移动而在竖直方向上被压缩;以及
第四电极,设置在所述第一板的所述下表面上,以电连接到设置于所述外圆周表面上的电极板,并且
其中,所述第三电极、所述介电层和设置在所述外圆周表面上的电极板沿竖直方向至少部分地彼此重叠以产生电容。
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