JP2020516950A - 液体レンズ制御回路 - Google Patents

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Abstract

本発明は同一面（ｓａｍｅ ｌｅｖｅｌ）の区分された領域に配置される複数の個別電極と複数の個別電極と異なる面（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｅｖｅｌ）に配置される共通電極とを含む液体レンズ、液体レンズの界面を制御するために液体レンズ内の複数の個別電極の少なくとも一つ及び前記共通電極を介して電圧を供給する電圧制御回路、及びスイッチドキャパシタ（ｓｗｉｔｃｈｅｄ−ｃａｐａｃｉｔｏｒ）を用いて液体レンズ内の共通電極と複数の個別電極の少なくとも１個間のキャパシタンスを算出する静電容量測定回路を含む液体レンズ制御回路を提供する。【選択図】 図６

Description

本発明は液体レンズ及びこれを含むカメラモジュール及び光学機器に関する。より詳しくは、本発明は電気エネルギーを用いて焦点距離を調整することができる液体レンズを制御するための制御モジュール又は制御装置を含むカメラモジュール及び光学機器に関する。
携帯用装置の使用者は、高解像度を有しながらも大きさが小さくて多様な撮影機能（光学ズーム機能（ｚｏｏｍ−ｉｎ／ｚｏｏｍ−ｏｕｔ）、オートフォーカシング（Ａｕｔｏ−Ｆｏｃｕｓｉｎｇ、ＡＦ）機能、手ぶれ補正又はオプティカルイメージスタビライゼーション（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｍａｇｅ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ、ＯＩＳ）機能など）を有する光学機器を望んでいる。このような撮影機能は複数のレンズを組み合わせて直接レンズを動かす方法によって具現することができるが、レンズの数を増加させる場合、光学機器の大きさが大きくなることがある。オートフォーカスと手ぶれ補正の機能は、レンズホルダーに固定されて光軸が整列された複数のレンズモジュールが、光軸方向又は光軸の直角方向に移動するかチルティング（Ｔｉｌｔｉｎｇ）することによってなされ、レンズモジュールを駆動させるために別途のレンズ駆動装置を使う。しかし、レンズ駆動装置は電力消耗が高く、これを保護するために、カメラモジュールとは別にカバーガラスを付け加えなければならないから、総厚さが厚くなる。したがって、両液体間の界面の曲率を電気的に調節してオートフォーカスと手ぶれ補正の機能を行う液体レンズに対する研究が行われている。
本発明は電気エネルギーを用いて焦点距離を調整することができる液体レンズを含むカメラ装置において、液体レンズに含まれた界面の状態をキャパシタンスの変化によって認識することができるフィードバック回路を提供することにより、印加される電気エネルギーによって液体レンズの界面の動きをより正確に認識することができ、液体レンズの界面をより正確に制御することができる。
また、本発明は相対的に小さなキャパシタンス（例えば、２００〜５００ｐＦ）を有するが両端に相対的に高い電圧（例えば、３０〜５０Ｖ以上）が供給される液体レンズにおいて、液体レンズの内部のキャパシタンス変化量を測定することができる測定回路及び／又はフィードバック回路を提供することができる。
また、本発明は、焦点距離を調整することができる液体レンズに配置された電極間のキャパシタンスを測定することができるように、共通電極がグラウンド電圧であり、個別電極が高電圧（例えば、１０〜５０Ｖ以上）からグラウンド電圧に下がる立ち下がりエッジ（ｆａｌｌｉｎｇ ｅｄｇｅ）で共通電極をフローティング（ｆｌｏａｔｉｎｇ）させてキャパシタンスを測定する装置及び方法を提供することができる。
また、本発明は、焦点距離を調整することができる液体レンズに配置された電極間のキャパシタンスを測定することができるように、共通電極はフローティング（ｆｌｏａｔｉｎｇ）状態で個別電極が高電圧（例えば、１０〜５０Ｖ以上）からグラウンド電圧に下がる立ち下がりエッジ（ｆａｌｌｉｎｇ ｅｄｇｅ）でキャパシタンスを測定する装置及び方法を提供することができる。立ち下がりエッジ（ｆａｌｌｉｎｇ ｅｄｇｅ）でキャパシタンスを測定することができ、個別電極の電圧を下げる立ち下がりエッジ（ｆａｌｌｉｎｇ ｅｄｇｅ）以後に（例えば、立ち下がりエッジ直後）キャパシタンスを測定する装置及び方法を提供することができる。
また、本発明は、焦点距離を調整することができる液体レンズに配置された電極セクターの間に液体レンズに含まれた界面によって形成されるキャパシタンスを測定することができるように駆動電圧（例えば、３０〜５０Ｖ以上）より著しく低いキャパシタンスの測定のためのフィードバック電圧（例えば、１．５〜５Ｖ）を印加することができる別途の電極を含むことができる液体レンズ構造を提供することができる。
また、本発明は、焦点距離を調整することができる液体レンズの界面の動き及び形状を界面を通過した光信号をイメージに変換して認識せず、界面のキャパシタンスの変化によって界面の動き及び形状を直接認識することにより、液体レンズの性能及び動作をより早くて正確に制御することができる。
また、本発明は、液体レンズ内の界面の動き及び形状を認知することができるので、液体レンズ及び固体レンズを含むレンズアセンブリーでレンズの歪みを補正するかレンズアセンブリーを制御するのにより効率的なカメラ装置又は光学機器などを提供することができる。
本発明で達成しようとする技術的課題は以上で言及した技術的課題に制限されず、言及しなかった他の技術的課題は下記の記載から実施例が属する技術分野で通常の知識を有する者に明らかに理解可能であろう。
本発明の一実施例による液体レンズの制御装置は、共通電極及び複数の個別電極を含む液体レンズと、前記液体レンズの界面を制御するために前記液体レンズに駆動電圧を供給する電圧制御回路と、前記液体レンズの前記共通電極と前記複数の個別電極間のキャパシタンスを算出する静電容量測定回路と、前記静電容量測定回路と前記液体レンズの間に配置される第１スイッチとを含み、前記第１スイッチの一端は前記液体レンズ及び前記電圧制御回路と電気的に連結され、前記静電容量測定回路は、前記複数の個別電極の少なくとも１個の個別電極と前記共通電極間の前記キャパシタンスを算出し、前記電圧制御回路は、算出された前記キャパシタンスによる情報によって前記駆動電圧を制御することができる。
また、前記静電容量測定回路は、前記複数の個別電極のそれぞれと前記共通電極間の前記キャパシタンスを算出することができる。
また、前記駆動電圧によって前記界面の形状が変更されれば、前記共通電極にグラウンド電圧が印加された後、前記共通電極がフローティング（ｆｌｏａｔｉｎｇ）された状態で、前記第１スイッチをオン（ＯＮ）にし、前記複数の個別電極の少なくとも１個の個別電極の電圧が第１電圧から前記第１電圧より低い第２電圧に変更される区間で前記キャパシタンスを算出することができる。
また、前記電圧制御回路が前記液体レンズを動作させるための前記駆動電圧を供給するうちに前記第１スイッチはオフ（Ｏｆｆ）になることができる。
また、前記電圧制御回路は、前記液体レンズを駆動するための電圧を発生する機能と、前記キャパシタンスを測定するための電荷を前記液体レンズに蓄積する機能とを含むことができる。
また、前記静電容量測定回路は基準キャパシタを含み、前記基準キャパシタを用いて前記液体レンズの前記キャパシタンスを算出することができる。
また、前記静電容量測定回路は前記共通電極に連結されることができる。
また、前記電圧制御回路は、前記共通電極に電圧を供給する第１電圧制御回路と、前記複数の個別電極に電圧を供給する第２電圧制御回路とを含むことができる。
また、前記第１電圧制御回路は、前記共通電極にグラウンドを印加するための第２スイッチを含むことができる。
また、前記第２電圧はグラウンド電圧であってもよい。
また、前記静電容量測定回路で算出された情報を前記電圧制御回路に伝達し、前記電圧制御回路は前記算出された情報を用いて前記駆動電圧を制御することができる。
また、前記静電容量測定回路で算出された情報は電圧又はキャパシタンス値であってもよい。
また、前記第１スイッチがオン（ＯＮ）になる区間の間に前記共通電極はフローティング（ｆｌｏａｔｉｎｇ）されることができる。
また、液体レンズ制御装置は、前記電圧制御回路と前記第１スイッチの間にかつ前記電圧制御回路と前記液体レンズの間に配置される第３スイッチをさらに含み、前記第３スイッチは前記共通電極に電圧を供給するうちにオン（ＯＮ）になり、前記静電容量測定回路が前記キャパシタンスを算出するうちにオフ（ＯＦＦ）になることができる。
本発明の他の実施例によるカメラモジュールは、共通電極及び複数の個別電極を含む液体レンズ及び前記液体レンズの上部又は下部に配置される少なくとも１個の固体レンズを含むレンズアセンブリーと、前記液体レンズの界面を制御するために前記液体レンズに駆動電圧を供給する電圧制御回路と、前記液体レンズの前記共通電極と前記複数の個別電極間のキャパシタンスを算出する静電容量測定回路と、前記静電容量測定回路と前記液体レンズの間に配置される第１スイッチと、前記レンズアセンブリーの下部に配置されるイメージセンサーとを含み、前記第１スイッチの一端は前記液体レンズと前記電圧制御回路と電気的に連結され、前記液体レンズは、伝導性液体及び非伝導性液体が配置されるキャビティを含む第１プレートと、前記第１プレート上に配置される第２プレートと、前記第１プレートの下に配置される第３プレートとをさらに含み、前記共通電極は前記第１プレート上に配置され、前記複数の個別電極は前記第１プレートの下に配置され、前記キャパシタンスは前記複数の個別電極のそれぞれと前記共通電極間のキャパシタンスが順次算出される複数のキャパシタンスを含むことができる。
また、前記複数の個別電極は、前記第１プレートの４個のコーナーにそれぞれ配置される４個の個別電極を含み、前記静電容量測定回路は、前記４個の個別電極のそれぞれと前記共通電極間の前記キャパシタンスを算出し、前記静電容量測定回路で算出されたキャパシタンスを前記電圧制御回路にフィードバックして前記駆動電圧が制御されることによって前記レンズアセンブリーの焦点距離が調整できる。
本発明の他の実施例による液体レンズの制御方法は、液体レンズの共通電極はグラウンドと連結し、前記液体レンズの複数の個別電極のいずれか１個の個別電極に電圧を印加して、前記共通電極と前記複数の個別電極のいずれか１個の個別電極の間に電荷を蓄積する段階と、前記液体レンズの前記共通電極をフローティングさせる段階と、静電容量測定回路と前記液体レンズの間に配置される第１スイッチをオン（ＯＮ）にする段階と、前記静電容量測定回路の基準キャパシタの両端の電圧を測定する段階と、前記基準キャパシタの両端の電圧を用いて前記共通電極と前記複数の個別電極のいずれか１個の個別電極間のキャパシタンスを算出する段階と、前記静電容量測定回路で算出されたキャパシタンスを電圧制御回路にフィードバックし、前記算出されたキャパシタンスを用いて駆動電圧を制御する段階とを含み、前記静電容量測定回路は前記複数の個別電極のそれぞれと前記共通電極間の前記キャパシタンスを順次算出することができる。
また、液体レンズの制御方法は、前記第１スイッチをオン（ＯＮ）にする段階と前記静電容量測定回路の基準キャパシタの両端の電圧を測定する段階との間に前記蓄積された電荷の少なくとも一部が前記基準キャパシタに移動する段階をさらに含むことができる。
本発明の他の実施例による液体レンズ制御装置は、共通電極及び複数の個別電極を含む液体レンズと、前記液体レンズの界面を制御するために前記液体レンズに駆動電圧を供給する電圧制御回路と、前記液体レンズの前記共通電極と前記複数の個別電極間のキャパシタンスを算出する静電容量測定回路と、前記静電容量測定回路と前記液体レンズの間に配置される第１スイッチと含み、前記第１スイッチの一端は前記液体レンズと前記電圧制御回路と電気的に連結され、前記静電容量測定回路は前記複数の個別電極のそれぞれと前記共通電極間の前記キャパシタンスを算出して前記電圧制御回路にフィードバックすることにより、前記電圧制御回路が前記駆動電圧を制御することができる。
前記本発明の様態は本発明の好適な実施例による一部に過ぎず、本発明の技術的特徴が反映された多様な実施例が当該技術分野の通常的な知識を有する者によって以下で詳述する本発明の詳細な説明から導出されて理解可能である。
本発明による装置の効果について説明すれば次のようである。
本発明は、界面の動き及び変化をより正確に測定することができる方法及び装置を提供することができる。
また、本発明は、液体レンズ内の界面の動き及び形状を正確に測定することができるので、液体レンズを介して伝達される光信号を変換して得られる映像又はイメージに対してより効率的な光学的安定化をなすことができる。
また、本発明は、液体レンズ内の界面の動き及び形状を認知することができるので、液体レンズと固体レンズを含むレンズアセンブリーを含むカメラ装置又は光学装置によって得られるイメージの品質を高めることができる。
本発明で得られる効果は以上で言及した効果に制限されず、言及しなかった他の効果は以下の記載から本発明が属する分野で通常の知識を有する者に明らかに理解可能であろう。
カメラ装置の例を説明する図である。 カメラ装置に含まれたレンズアセンブリーの例を説明する図である。 駆動電圧によって焦点距離が調整される液体レンズの例を説明する図である。 液体レンズの構造の例を説明する図である。 液体レンズ内の界面の変化の例を説明する図である。 液体レンズと連動する制御回路の例を説明する図である。 静電容量測定回路の例を説明する図である。 制御回路の第１例を説明する図である。 図８の制御回路の動作を説明する図である。 制御回路の第２例を説明する図である。 図１０の制御回路の動作の例を説明する図である。 液体レンズと制御回路の連結の例を説明する図である。 液体レンズのキャパシタンスを測定するための図１２に示したスイッチング素子のタイミングの例を説明する図である。 液体レンズと連動するフィードバック回路の例を説明する図である。 液体レンズ内の界面の変化の例を説明する図である。 液体レンズの電極構造の例を説明する図である。 静電容量測定回路の例を説明する図である。 液体レンズの連結部の例を説明する図である。
以下、添付図面に基づいて実施例を詳細に説明する。実施例は多様な変更を加えることができ、さまざまな形態を有することができるが、特定の実施例を図面に例示し本文に詳細に説明しようとする。しかし、これは実施例を特定の開示形態に限定しようとするものではなく、実施例の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物乃至代替物を含むものに理解されなければならない。
“第１”、“第２”などの用語は多様な構成要素を説明するのに使えるが、前記構成要素は前記用語によって限定されてはいけない。前記用語は一構成要素を他の構成要素から区別する目的のみで使われる。また、実施例の構成及び作用を考慮して特別に定義された用語は実施例を説明するためのものであるだけ、実施例の範囲を限定するものではない。
実施例の説明において、各要素（ｅｌｅｍｅｎｔ）の“上又は下（ｏｎ ｏｒ ｕｎｄｅｒ）”に形成されるものとして記載される場合、上又は下（ｏｎ ｏｒ ｕｎｄｅｒ）は二つの要素（ｅｌｅｍｅｎｔ）が互いに直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）接触するかあるいは一つ以上の他の要素（ｅｌｅｍｅｎｔ）が前記二つの要素（ｅｌｅｍｅｎｔ）の間に配置されて（ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ）形成されるものを全て含む。また“上又は下（ｏｎ ｏｒ ｕｎｄｅｒ）”と表現される場合、１個の要素（ｅｌｅｍｅｎｔ）を基準に上方だけでなく下方の意味も含むことができる。
また、以下に使われる“上／上部／上の”及び“下／下部／下の”などの関係的用語は、そのような実体又は要素間のある物理的又は論理的関係又は手順を必ず要求するか内包しなく、ある１個の実体又は要素を他の実体又は要素と区別するために用いることもできる。
図１はカメラ装置の例を説明する。
図示のように、カメラモジュールは、レンズアセンブリー２２及びイメージセンサーを含むことができる。レンズアセンブリーの上部又は下部には少なくとも１個の固体レンズが配置されることができる。レンズアセンブリー２２は印加される電圧によって焦点距離が調整される液体レンズを含むことができる。カメラモジュールは、共通端子と複数の個別端子の間に印加される駆動電圧によって焦点距離が調整される第１レンズを含めた複数のレンズを含むレンズアセンブリー２２、第１レンズに駆動電圧を供給するための制御回路２４、及びレンズアセンブリー２２に整列され、レンズアセンブリー２２を介して伝達される光を電気信号に変換し、レンズアセンブリーの下部に配置されるイメージセンサー２６を含むことができる。
図１を参照すると、カメラモジュールは、単一プリント基板（ＰＣＢ）上に形成された複数の回路２４、２６と複数のレンズを含むレンズアセンブリー２２を含むことができるが、これは一例に過ぎず、発明の範囲を限定しない。制御回路２４の構成はカメラモジュールに要求される仕様によって違うように設計されることができる。特に、液体レンズ２８に印加される電圧の大きさを減らす場合、制御回路２４は単一チップ（ｓｉｎｇｌｅ ｃｈｉｐ）から具現することができる。これにより、携帯用装置に搭載されるカメラモジュールの大きさをもっと減らすことができる。
図２はカメラ装置に含まれたレンズアセンブリー２２の例を説明する。
図示のように、レンズアセンブリー２２は、第１レンズ部１００、第２レンズ部２００、液体レンズ部３００、レンズホルダー４００及び連結部５００を含むことができる。連結部５００はイメージセンサーと液体レンズを電気的に連結し、後述する基板、ワイヤ又は電線などを含むことができる。図示のレンズアセンブリー２２の構造は一例に過ぎず、カメラモジュールに要求される仕様によってレンズアセンブリー２２の構造は変わることができる。例えば、図示の例では液体レンズ部３００が第１レンズ部１００と第２レンズ部１００の間に位置している。しかし、他の例では液体レンズ部３００が第１レンズ部１００より上部（前面）に位置することもでき、第１レンズ部１００又は第２レンズ部２００の一つは省略されることもできる。制御回路２４の構成はカメラ装置に要求される仕様によって違って設計できる。特に、レンズアセンブリー２２に印加される動作電圧の大きさを減らす場合、制御回路２４は単一チップ（ｓｉｎｇｌｅ ｃｈｉｐ）で具現することができる。これにより、携帯用装置に搭載可能なカメラ装置の大きさをもっと減らすことができる。
図２を参照すると、第１レンズ部１００はレンズアセンブリー２２の前方に配置され、レンズアセンブリーの外部から光が入射する部位である。第１レンズ部１００は少なくとも１個のレンズから備えられることができ、あるいは２個以上の複数のレンズが中心軸ＰＬを基準に整列されて光学系を具現することもできる。
第１レンズ部１００及び第２レンズ部２００はレンズホルダー４００に装着されることができる。ここで、レンズホルダー４００には貫通孔が形成され、貫通孔に第１レンズ部１００及び第２レンズ部２００が配置できる。また、レンズホルダー４００に配置される第１レンズ部１００と第２レンズ部２００間の空間には液体レンズ部３００が挿入されることができる。
一方、第１レンズ部１００は固体レンズ１１０を含むことができる。固体レンズ１１０はレンズホルダー４００の外部に突出して外部に露出されることができる。固体レンズが露出される場合、外部に露出されることによってレンズの表面が損傷することがある。仮に、レンズ表面が損傷する場合、カメラモジュールで撮影されるイメージの画質が低下することがある。固体レンズ１１０の表面損傷を防止又は抑制するために、カバーガラスを配置させるかコーティング層を形成するか固体レンズ１００を表面損傷を防止するためのホルダーの内部に配置される固体レンズより剛性の強い耐磨耗性素材から構成する方法などを適用することができる。
第２レンズ部２００は第１レンズ部１００及び液体レンズ部３００の後方に配置され、外部から第１レンズ部１００に入射する光は液体レンズ部３００を透過して第２レンズ部２００に入射することができる。第２レンズ部２００は第１レンズ部１００から離隔してレンズホルダー４００に形成される貫通孔に配置できる。
一方、第２レンズ部２００は少なくとも１個のレンズで備えられることができ、２個以上の複数のレンズを含む場合、中心軸ＰＬを基準に整列されて光学系を具現することもできる。
液体レンズ部３００は第１レンズ部１００と第２レンズ部２００の間に配置され、ホルダー４００の挿入口４１０に挿入されることができる。挿入口４１０はホルダーの側面の一部領域が開放して形成されることができる。すなわち、液体レンズはホルダーの側面の挿入口４１０を通して挿入されて配置されることができる。液体レンズ部３００も第１レンズ部１００及び第２レンズ部２０００と同様に中心軸ＰＬを基準に整列されることができる。挿入口は一つであってもよく、互いに対面する複数のホールを含むように二つの挿入口がホルダーに配置されることもできる。液体レンズの少なくとも一部は挿入口に配置されることができ、液体レンズの少なくとも一部は挿入口を通してホルダーの外部に突出して配置されることもできる。
液体レンズ部３００にはレンズ領域３１０を含むことができる。レンズ領域３１０は第１レンズ部１００を通過した光が透過する部位であり、少なくとも一部に液体を含むことができる。例えば、レンズ領域３１０には２種、すなわち導電性液体と非導電性液体がともに含まれることができ、導電性液体と非導電性液体は互いに混じらなくて境界面を成すことができる。連結部５００を介して印加される駆動電圧によって導電性液体と非導電性液体間の境界面が変形されて液体レンズ３００の界面の曲率又は液体レンズの焦点距離が変更されることができる。このような境界面の変形、曲率の変更が制御されれば、液体レンズ部３００とこれを含むカメラモジュールはオートフォーカシング機能、手ぶれ補正機能などを遂行することができる。
図３は駆動電圧によって焦点距離が調整される液体レンズを説明する。具体的に、（ａ）はレンズアセンブリー２２（図２参照）に含まれたレンズ２８を説明し、（ｂ）は液体レンズ２８の作動説明のための概略等価回路を説明する。
まず（ａ）を参照すると、駆動電圧によって焦点距離が調整される液体レンズ２８は複数（例えば、４個）の相異なる個別端子Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を介して電圧を印加されることができる。液体レンズ２８は、同じ角距離を有し、４個の相異なる方向に配置された個別端子Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を介して電圧を印加されることができる。個別端子は液体レンズの中心軸を基準に同じ角距離で配置されることができ、４個の個別端子を含むことができる。４個の個別端子は液体レンズの４個のコーナーにそれぞれ配置できる。個別端子Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を介して電圧が印加されれば、印加された電圧は後述する共通端子Ｃ０に印加される電圧との相互作用によって形成される駆動電圧によってレンズ領域３１０に配置された導電性液体と非導電性液体の境界面が変形できる。
また、（ｂ）を参照すると、レンズ２８の一側は相異なる個別端子Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４から動作電圧が印加され、他側は共通端子Ｃ０に連結されたキャパシタ３０と説明することができる。ここで、等価回路に含まれた一つ又は複数のキャパシタ３０は小さなキャパシタンス（例えば、約数十〜２００ピコファラット（ｐＦ）以下）を有することができる。液体レンズの上述した液体レンズの端子はこの明細書で電極セクター又はサブ電極と呼ばれることもできる。
図４は液体レンズの構造を説明する。
図示のように、液体レンズ２８は、液体、第１プレート及び電極を含むことができる。液体レンズ２８に含まれる液体１２２、１２４は伝導性液体及び非伝導性液体を含むことができる。第１プレートは伝導性液体及び非伝導性液体が配置されるキャビティ（ｃａｖｉｔｙ）１５０又はホールを含むことができる。キャビティ１５０は傾斜面を含むことができる。電極１３２、１３４は第１プレート１１４上に配置でき、第１プレート１１４の上部又は第１プレート１１４の下部に配置できる。液体レンズ２８は、電極１３２、１３４の上部（下部）に配置可能な第２プレート１１２をさらに含むことができる。また、液体レンズ２８は、電極１３２、１３４の下部（上部）に配置可能な第３プレート１１６をさらに含むことができる。図示のように、液体レンズ２８の一実施例は相異なる２種の液体１２２、１２４が形成する界面１３０を含むことができる。また、液体レンズ２８に電圧を供給する少なくとも１個の基板１４２、１４４を含むことができる。液体レンズ２８に電圧を供給する１個の基板１４２、１４４と液体レンズ２８の電極１３２、１３４は伝導性接着剤（例えば、伝導性エポキシ）によって通電可能に結合できる。液体レンズ２８の角部（コーナー）は液体レンズ２８の中心部より厚さが薄くなることができる。液体レンズの上面に第２プレートが配置され、液体レンズの下面に第３プレートが配置されることができるが、液体レンズのコーナーの上面又は下面の一部には第２プレート又は第３プレートが配置されないから、液体レンズのコーナーの厚さが中心部より薄くなることができる。液体レンズのコーナーの上面又は下面には電極が露出されることができる。露出された電極の上部又は下部で伝導性接着部材によって少なくとも１個の基板１４２、１４４と通電可能に結合できる。
液体レンズ２８は相異なる２種の液体、例えば伝導性液体１２２と非伝導性液体１２４を含み、２種の液体が形成する界面１３０の曲率や形状は液体レンズ２８に供給される駆動電圧によって調整可能である。液体レンズ２８に供給される駆動電圧は連結部５００を介して伝達されることができる。連結部は第１基板１４２及び第２基板１４４の少なくとも一つを含むことができる。連結部が第１基板１４２及び第２基板１４４を含む場合、第２基板１４４は複数の個別端子のそれぞれに電圧を伝達することができ、第１基板１４２は共通端子に電圧を伝達することができる。複数の個別端子は４個であってもよく、第２基板１４４は４個の個別端子のそれぞれに電圧を伝達することができる。第２基板１４４と第１基板１４２を介して供給される電圧は液体レンズ２８の各角部に配置又は露出される複数の電極１３４、１３２に印加できる。
また、液体レンズ２８は、透明な素材を含む第３プレート１１６及び第２プレート１１２の間に位置し、既設定の傾斜面を有する開口領域を含む第１プレート１１４を含むことができる。
また、液体レンズ２８は、第３プレート１１６、第２プレート１１２及び第１プレート１１４の開口領域によって決定されるキャビティ１５０を含むことができる。ここで、キャビティ１５０は互いに異なる性質（例えば、伝導性液体及び非伝導性液体）の２種の液体１２２、１２４が充填されることができ、互いに異なる性質の２種の液体１２２、１２４の間には界面１３０が形成されることができる。キャビティの上部と下部の開口の大きさは互いに異なっても良い。具体的に、第１プレート上に配置される第１電極に隣接したキャビティの開口が第１プレートの下に配置される第２電極に隣接したキャビティの開口より大きくてもよく、反対に第１プレート上に配置される第１電極に隣接したキャビティの開口が第１プレートの下に配置される第２電極に隣接したキャビティの開口より小さくてもよい。第１プレート上に第２電極が配置され、第１プレートの下に第１電極が配置されることができる。この場合にも第１電極に近いキャビティの開口が第２電極に近いキャビティの開口より大きくても小さくてもよい。
また、液体レンズ２８に含まれる２種の液体１２２、１２４の少なくとも一つは伝導性を有し、液体レンズ２８は第１プレート１１４の上部及び下部に配置される二つの電極１３２、１３４を含むことができる。第１プレート１１４は傾斜面を含み、傾斜面に配置される絶縁層１１８をさらに含むことができる。伝導性を有する液体は絶縁層に接触することができる。ここで、絶縁層１１８は二つの電極１３２、１３４の１個の電極（例えば、第２電極１３４）を覆い、他の１個の電極（例えば、第１電極１３２）の一部を覆うかあるいは露出させることにより、伝導性液体（例えば、１２２）に電気エネルギーが印加されるようにすることができる。ここで、第１電極１３２は少なくとも一つ以上の電極セクター（例えば、Ｃ０）を含み、第２電極１３４は二つ以上の電極セクター（例えば、図４のＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４）を含むことができる。例えば、第２電極１３４は光軸を中心に時計方向に順次配置される複数の電極セクターを含むことができる。電極セクターはサブ電極又は液体レンズの端子と呼ばれることができる。
一方、液体レンズ２８内の第１電極１３２は共通電極と、第２電極１３４は複数の個別電極とも理解することができる。第１電極１３２と第２電極１３４は相異なる面（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｅｖｅｌ）に配置されることができ、複数の個別電極としての第２電極１３４は同一面（ｓａｍｅ ｌｅｖｅｌ）に配置されることができる。
液体レンズ２８に含まれた二つの電極１３２、１３４に電圧を伝達するための一つ又は二つ以上の基板１４２、１４４が連結できる。駆動電圧によって液体レンズ２８内に形成される界面１３０の曲率、屈曲又は傾斜度などが変わって液体レンズ２８の焦点距離が調整できる。
図５は液体レンズ内の界面の変化を説明する。具体的に、（ａ）〜（ｃ）は液体レンズ２８の個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４に電圧が印加される場合に発生し得る界面３０ａ、３０ｂ、３０ｃの動きを説明する。
まず、（ａ）を参照すると、液体レンズ２８の個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４に実質的に同じ電圧を印加した場合、界面３０ａは円形に近い形態を維持することができる。上面で見たとき、界面の水平距離ＬＨと界面の垂直距離ＬＶが実質的に等しく、界面３０ａの動き（例えば、傾斜角）が均衡を成す形態を有することができる。この場合には４個の互いに異なる個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を介して測定した界面３０ａのキャパシタンス値が実質的に等しく測定されることができる。
また、（ｂ）を参照すると、液体レンズ２８の第１個別電極Ｌ１と第３個別電極Ｌ３に印加される電圧が第２個別電極Ｌ２と第４個別電極Ｌ４に印加される電圧より高い場合を説明する。この場合、界面３０ｂを引くか押す力が水平又は垂直方向において異なるから、上面で見た界面の水平距離ＬＨが上面で見た界面の垂直距離ＬＶより短くなることができる。第２個別電極Ｌ２と第４個別電極Ｌ４に印加される電圧が第１個別電極Ｌ１と第３個別電極Ｌ３に比べて低い場合、第２個別電極Ｌ２と第４個別電極Ｌ４での液体レンズ２８の界面３０ｂの傾斜角が第１個別電極Ｌ１と第３個別電極Ｌ３での液体レンズ２８の界面３０ｂの傾斜角より小さいから、平面上では同じに見えるが立体的には垂直距離ＬＶが水平距離ＬＨより長い。この場合には、４個の互いに異なる個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を介して測定した界面３０ａのキャパシタンス値が互いに異なることがある。一方、界面３０ｂが界面３０ｂが対称的に変化したから、４個の互いに異なる個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を介して測定した界面３０ａのキャパシタンス値が対称的であり得る。この場合、Ｌ１とＬ３のキャパシタンス値が同一であり、Ｌ２とＬ４のキャパシタンス値が同一であり得る。
また、（ｃ）を参照すると、液体レンズ２８の第１個別電極Ｌ１と第３個別電極Ｌ３に印加される電圧と第２個別電極Ｌ２と第４個別電極Ｌ４に印加される電圧が変わり、上面で見たとき、界面の界面の垂直距離ＬＶが水平距離ＬＨより短くなることができる。（ｂ）の場合と同様に、界面３０ｃが４個の互いに異なる個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を介して測定した界面３０ｃのキャパシタンスが互いに異なることがあり得る。一方、界面３０ｃが界面３０ｂが対称的に変化したから、４個の互いに異なる個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を介して測定した界面３０ａのキャパシタンス値が対称的であり得る。この場合、Ｌ１とＬ３のキャパシタンス値が同一であり、Ｌ２とＬ４のキャパシタンス値が同一であり得る。
また、（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示した界面３０ａ、３０ｂ、３０ｃで測定されたキャパシタンスは差があり、このようなキャパシタンスの差によって、第１個別電極Ｌ１〜第４個別電極Ｌ４に印加された電圧によって界面３０ａ、３０ｂ、３０ｃが以前と違ってどのように動いたかをより直接的に正確に測定することができる。
一方、前述した例では、液体レンズ２８が４個の個別電極を含む構造を挙げて説明したが、液体レンズ２８が８個、１２個、１６個などのもっと多い個別電極を有し、それに対応するフィードバック電極を含む場合、液体レンズ２８の動きをより精巧に制御することができ、該当動きをより正確に測定することができる。
図６は液体レンズと連動する制御回路を説明する。
図示のように、液体レンズ２８は複数（例えば、４個）の個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４と１個の共通電極Ｃ０（図３参照）を含む。電圧制御回路４０は、４個の個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４と１個の共通電極Ｃ０に印加される電圧ＶＬ１、ＶＬ２、ＶＬ３、ＶＬ４、ＶＣ０を生成して供給することができる。例えば、図４及び図５を参照すると、４個の個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４は第２電極１３４に対応することができ、１個の共通電極Ｃ０は第１電極１３２に対応することができる。電圧制御回路は、共通電極に電圧を供給する第１電圧制御回路と、複数の個別電極の少なくとも一つに電圧を供給する第２電圧制御回路とを含むことができる。電圧制御回路は、共通電極にグラウンドを印加するための第２スイッチ含むことができる。
静電容量測定回路５０は液体レンズ２８内の界面３０の位置、形状又は動きを測定又は算出するためのものである。液体レンズ２８の界面３０の位置、形状又は動きは、図３で説明したように、キャパシタンス（静電容量、ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）を用いて測定することができる。液体レンズ２８の第１電極と第２電極間のキャパシタンスを測定するために、液体レンズ２８に含まれた少なくとも１個の個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４と共通電極を用いることができる。複数の個別電極は同一面（ｓａｍｅ ｌｅｖｅｌ）で区分された領域に配置されることができ、共通電極は複数の個別電極と異なる面に配置されることができる。
電圧制御回路４０は少なくとも０Ｖ〜８０Ｖのレベルの電圧ＶＬ１、ＶＬ２、ＶＬ３、ＶＬ４、ＶＣ０を４個の個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４及び共通電極Ｃ０に互いに同じ時点又は異なる時点に提供することができる。電圧制御回路４０は、４個の個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４及び共通電極Ｃ０に電圧を同じ時点に印加せず、電圧制御回路４０内又は別途の制御部（図示せず）が生成するタイミングに対応して伝達することができる。
図示のように、液体レンズ２８の界面３０は複数の個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４及び共通電極Ｃ０に伝達される電圧ＶＬ１、ＶＬ２、ＶＬ３、ＶＬ４、ＶＣ０が形成する駆動電圧によって制御できる。液体レンズ２８内の界面３０の動き、位置、又は形状の変化は第１〜第４電圧ＶＬ１、ＶＬ２、ＶＬ３、ＶＬ４と共通電極Ｃ０に印加される電圧ＶＣ０間の電圧差によって発生し得る。
第１〜第４電圧ＶＬ１、ＶＬ２、ＶＬ３、ＶＬ４と共通電極Ｃ０の電圧ＶＣ０間の電圧差によって液体レンズ２８内の界面３０の動き、位置、又は形状の変化が発生すれば、キャパシタンスの変化が発生し得る。液体レンズ２８内の界面３０の動き、位置、又は形状の変化によって発生するキャパシタンスの変化は小さな範囲（例えば、数ｐＦ〜数十ｐＦ）であり得る。
第１〜第４個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４に印加される電圧による界面３０の位置、又は形状は共通電極Ｃ０にグラウンド電圧（ＧＮＤ、０Ｖ）を印加した後、共通電極Ｃ０をフローティング（ｆｌｏａｔｉｎｇ）させることで測定することができる。より具体的には、共通電極Ｃ０がフローティング（ｆｌｏａｔｉｎｇ）され、第１〜第４個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の一つに印加される第１〜第４電圧ＶＬ１、ＶＬ２、ＶＬ３、ＶＬ４が高電圧（例えば、１０〜８０Ｖ）からグラウンド電圧（０Ｖ）に下がる立ち下がりエッジ（ｆａｌｌｉｎｇ ｅｄｇｅ）又はグラウンド電圧（０Ｖ）から高電圧（例えば、１０〜８０Ｖ）に上がる立ち上がりエッジであるとき、該当電極に印加される電圧の変化を用いてキャパシタンスを測定することができる（グラウンドフローティングエッジ測定）。
第１〜第４個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４に印加される電圧による界面３０の位置、又は形状は、共通電極Ｃ０にグラウンド電圧（ＧＮＤ、０Ｖ）を印加した後、共通電極Ｃ０をフローティング（ｆｌｏａｔｉｎｇ）させることで測定することができる。より具体的には、共通電極Ｃ０がフローティング（ｆｌｏａｔｉｎｇ）され、第１〜第４個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の一つに印加される第１〜第４電圧ＶＬ１、ＶＬ２、ＶＬ３、ＶＬ４が高電圧（例えば、１０〜８０Ｖ）からグラウンド電圧（０Ｖ）に下がる立ち下がりエッジ（ｆａｌｌｉｎｇ ｅｄｇｅ）又は立ち上がりエッジであるとき、後述する静電容量測定回路に配置される測定キャパシタの両端にかかる電圧の変化を用いてキャパシタンスを測定することができる（グラウンドフローティングエッジ測定）。
液体レンズ２８内の共通電極Ｃ０側に連結された静電容量測定回路５０は液体レンズ２８内の個別電極と共通電極間のキャパシタンスを測定することができる。実施例によって、静電容量測定回路５０、５４は多様な構成要素を含むことができる。
例えば、小さなキャパシタンス（例えば、数ｐＦ〜数十ｐＦ）の変化を測定するための静電容量測定回路５０、５４はある絶対値のキャパシタンスを測定するものではなく、既に値を知っている二つのキャパシタの一方又は両方を外部の変化に露出させるときに発生する物理的変化量の差によってキャパシタンスを測定する差動比較によってキャパシタンスの変化を測定することができる。
さらに他の例で、キャパシタンスを測定するための静電容量測定回路５４は、既に知られた大きな値を有するキャパシタと測定しようとする小さな値を有するキャパシタの比を算定してその値を求める方式で界面３０のキャパシタンスを測定することもできる。
静電容量測定回路５０は算出又は測定した情報を電圧制御回路４０に伝達し、電圧制御回路４０は情報に対応して電圧ＶＬ１、ＶＬ２、ＶＬ３、ＶＬ４、ＶＣ０を調整することができる。静電容量測定回路で算出又は測定した情報は電圧又はキャパシタンス値であり得る。静電容量測定回路で算出された情報を電圧制御回路に伝達し、電圧制御回路は、算出された情報を用いて駆動電圧を調整する液体レンズ制御回路を構成することができる。
図７は静電容量測定回路の例を説明する。図８に示した静電容量測定回路は一例として提示したもので、実施例によって多様な構成要素を含むことができる。
図示のように、フィードバック電圧制御回路５２から伝達されたフィードバック電圧ＶＦは液体レンズに配置されたフィードバック電極の一つＬ１に印加されれば、他の一つＣ０と連結された静電容量測定回路５０、５４が二つの電極Ｌ１、Ｃ０間のキャパシタンスを測定して界面３０の状態を認知することができる。
電圧ＶＬ１が印加され、フィードバック電圧制御回路５２内の第１スイッチＳＷ１を連結すれば、界面３０の電荷Ｑの量は電圧の変化量ΔＶＬ１に界面３０のキャパシタンスＣを掛けたものと同一であり得る。第１スイッチＳＷ１が連結されれば、電荷Ｑは基準キャパシタＣａｐ−ｍに移動することができる。
その後、電圧ＶＬ１がグラウンド電圧に下がる立ち下がりエッジ（ｆａｌｌｉｎｇ ｅｄｇｅ）で第１スイッチＳＷ１がオフ（ＯＦＦ）になり、第２スイッチＳＷ１がオン（ＯＮ）になれば、基準キャパシタＣａｐ−ｍに移動した電荷がオンチップキャパシタＣａｐ−ｏｎに移動することができる。このとき、オンチップキャパシタＣａｐ−ｏｎに移動する電荷Ｑの量はフィードバック電圧の変化量（ΔＶＬ１）にオンチップキャパシタＣａｐ−ｏｎのキャパシタンスを掛けたものと同一であり得る。
基準キャパシタＣａｐ−ｍに累積する電荷の総量が０になるように界面３０のキャパシタンスＣによるカップリング回数とオンチップキャパシタＣａｐ−ｏｎによるカップリング回数の比を調整し、その比から両キャパシタンスの比を求めることになる。オンチップキャパシタＣａｐ−ｏｎのキャパシタンスは既に知っている値なので、界面３０のキャパシタンスＣのキャパシタンスを測定することができる。
前述した静電容量測定回路５０、５４の構成は実施例によって変わることができ、それによる動作及び制御方法も変わることができる。ここで、静電容量測定回路５４は数ｐＦ〜２００ｐＦの変化を測定するように設計できる。
キャパシタンスを測定する回路の構成は実施例によって多様に具現できる。例えば、共通電極に連結される、ＬＣ直列共振を用いて共振周波数に基づいてキャパシタンスを算出する回路が使われることができる。ただ、ＬＣ直列共振を用いる場合、共振周波数を探すために各周波数別の波形を印加しなければならないため、キャパシタンスを算出するのに時間がかかることがあり、これによって液体レンズの界面が影響されることができる。しかし、前述した静電容量測定回路５０、５４はスイッチドキャパシタ（ｓｗｉｔｃｈｅｄ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）を用いた静電容量測定回路である。スイッチドキャパシタは２個のスイッチと１個のキャパシタを含むことができ、２個のスイッチを用いて流れる平均電流を制御する装置である。ここで、平均抵抗はキャパシタ容量とスイッチ動作周波数に反比例することができる。スイッチドキャパシタを用いて液体レンズのキャパシタンスを測定する場合、非常に速い速度（例えば、数十ｎｓ）でキャパシタンスを測定することができる。
また、キャパシタンスを測定するための回路として、抵抗、インダクタ及びキャパシタの全部を含まなければならないＬＣ直列共振回路よりは、キャパシタとスイッチのみで構成できるスイッチドキャパシタ回路が集積度が高くて、モバイル機器などに適用することが容易であり得る。第１スイッチの一端は液体レンズと電圧制御回路と電気的に連結されることができる。
図８は制御回路の第１例を説明する。説明の便宜のために、複数の個別電極の一つＬ１を例として挙げて説明する。
図示のように、制御回路は電圧制御回路４０と静電容量測定回路５０を含み、液体レンズ２８に連結されることができる。電圧制御回路４０は、高電圧（例えば、７０Ｖ、３５Ｖ）とグラウンド電圧（例えば、ＧＮＤ、制御回路の基準電位）の一つを選択的に液体レンズ２８に含まれた個別電極Ｌ１と共通電極Ｃ０に伝達することができる。本明細書で前述するか後述する接地電圧又はグラウンド電圧（例えば、ＧＮＤ）は制御回路の基準電位であり得る。
静電容量測定回路５０は共通電極Ｃ０側に連結されることができる。もちろん、静電容量測定回路５０は個別電極に連結されることができる。個別電極に連結される場合、個別電極のそれぞれに静電容量測定回路５０が連結されることができる。静電容量測定回路５０は、液体レンズ２８のキャパシタンスを測定するために、後述する第１スイッチＳＷ１を連結すれば、液体レンズ２８のキャパシタに貯蔵されていた電荷量が静電容量測定回路５０に伝達されることができる。静電容量測定回路５０は比較器の他にもキャパシタなどの構成要素をさらに含むことができ、液体レンズ２８のキャパシタから伝達される電荷量を測定することができる。
第１スイッチは静電容量測定回路と液体レンズの間に配置されることができる。第１スイッチの一側は電圧制御回路及び／又は共通電極（又は個別電極）と連結されることができる。したがって、第１スイッチは共通電極と個別電極の少なくとも１個の間に蓄積される電荷を選択的に静電容量測定回路に伝達することができる。第１スイッチを介して静電容量測定回路に電荷が伝達され、静電容量測定回路に配置された基準キャパシタに電荷が貯蔵されることができる。基準キャパシタに蓄積された電荷を測定するか蓄積された電荷によって基準キャパシタの両端に形成される電位差（電圧）を測定することにより、測定しようとする電極両端の界面の位置を把握することができる。
静電容量測定回路５０が共通電極Ｃ０と連結された場合、液体レンズ２８のキャパシタンスを測定するに先立ち、共通電極Ｃ０に接地電圧ＧＮＤを印加する。その後、第１スイッチＳＷ１を連結（ＯＮ）するとき、電圧制御回路４０の第２スイッチＳＷ０をオフ（ＯＦＦ）させて共通電極Ｃ０をフローティング（ｆｌｏａｔｉｎｇ）状態にする。第２スイッチＳＷ０は接地電圧ＧＮＤを共通電極Ｃ０に印加するためのスイッチである。その後、第１スイッチＳＷ１を連結し、測定しようとする個別電極Ｌ１に印加される電圧ＶＬ１を変化させれば、液体レンズ２８のキャパシタに貯蔵された電荷（例えば、Ｑ（電荷量）＝ΔＶＬ１×Ｃ（液体レンズのキャパシタンス））を静電容量測定回路５０に移動させることができる。
図９は図８の制御回路の動作を説明する。
図示のように、液体レンズの複数の個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４及び共通電極Ｃ０には時分割制御方法で制御されるタイミングに合わせて高電圧（例えば、７０Ｖ、３５Ｖ）とグラウンド電圧（例えば、０Ｖ）が印加されることができる。
共通電極Ｃ０にグラウンド電圧が印加される時点、すなわち電圧制御回路４０の第２スイッチＳＷ０を連結した時点以後、第２スイッチＳＷ０をオフして共通電極Ｃ０をフローティングさせた状態で静電容量測定回路５０内の第１スイッチＳＷ１を連結（ＯＮ）した状態で個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４に印加される電圧が高電圧からグラウンド電圧に下がる立ち下がりエッジでキャパシタンスが測定されることができる。
静電容量測定回路５０は共通電極又は個別電極（個別電極を構成する電極セクターのそれぞれ）に連結されることができ、説明の便宜のために、静電容量測定回路５０が共通電極に連結される場合、静電容量測定方法について図８及び／又は図９に基づいて説明することができる。測定しようとする電極（一つ又は複数の個別電極、一つずつ測定するか同時に個別電極を構成する複数の電極セクターと共通電極間の値を測定することもできる）と共通電極間のキャパシタンスを測定するために、測定しようとする電極の電位は電圧制御回路又はフィードバック電圧制御回路から高レベル（ｈｉｇｈ ｌｅｖｅｌ）（ＧＮＤを基準に相対的に高い電圧）の電圧を印加し、測定しようとする電極（例えば、個別電極）と対応する電極（例えば、共通電極）には電圧制御回路又はフィードバック電圧制御回路から電圧制御回路のグラウンド電圧を印加する。このような両条件を満たせば、測定しようとする電極と共通電極に電荷が充電又はトラップ（ｔｒａｐ）されることができる。その後、第２スイッチＳＷ０はオフ（ＯＦＦ）になって共通電極がフローティングされ、第１スイッチＳＷ１はオン（ＯＮ）になった状態で電圧制御回路又はフィードバック電圧制御回路から高レベル（ｈｉｇｈ ｌｅｖｅｌ）が印加されている測定しようとする電極の電位を下げ（例えば、ｈｉｇｈ→ＧＮＤ）、トラップされた電荷を静電容量測定回路に分配させることで、測定しようとする電極のキャパシタ値を測定することができる。トラップされた電荷は測定しようとする電極と静電容量測定回路内部のキャパシタに分配されることができ、静電容量測定回路のキャパシタの値は既に設定されている値なので、静電容量測定回路に分配されてキャパシタの両端に蓄積された電荷の量を用いて測定しようとする電極のキャパシタンス値が分かる。
第１スイッチＳＷ１が一番目で連結される区間で第３個別電極Ｌ３に印加される電圧ＶＬ３の立ち下がりエッジがあるので、第３個別電極Ｌ３と共通電極Ｃ０間の第３キャパシタンスＣＬ３を測定することができる。その後、第１スイッチＳＷ１が連結される区間で測定しようとする電極に印加される電圧を下げ、第４個別電極Ｌ４と共通電極Ｃ０間の第４キャパシタンスＣＬ４、第２個別電極Ｌ２と共通電極Ｃ０間の第２キャパシタンスＣＬ２、第１個別電極Ｌ１と共通電極Ｃ０間の第１キャパシタンスＣＬ１を順次測定することができる。第１スイッチＳＷ１がオン（ＯＮ）になる区間の間に電圧制御回路から共通電極Ｃ０に電圧が供給されない。第１スイッチＳＷ１がオン（ＯＮ）になる区間の間に電圧制御回路から共通電極Ｃ０はフローティング状態（ｆｌｏａｔｉｎｇ ｓｔａｔｅ）であり得る。
一方、キャパシタンスの測定のために、電圧制御回路は、液体レンズに含まれた複数の個別電極に印加される電圧を時計方向又は反時計方向にローテーションさせて互いに異なる時点に伝達することができる。
図１０は制御回路の第２例を説明する。限定なしに説明の便宜のために、複数の個別電極の一つＬ１を例として挙げて説明する。
図示のように、制御回路は電圧制御回路４０と静電容量測定回路５０を含み、液体レンズ２８に連結されることができる。電圧制御回路４０は、高電圧（例えば、７０Ｖ、３５Ｖ）とグラウンド電圧（ＧＮＤ）の中で一つを選択的に液体レンズ２８に含まれた個別電極Ｌ１と共通電極Ｃ０に伝達することができる。
静電容量測定回路５０は共通電極Ｃ０側に連結されることができる。反対に、静電容量測定回路５０は個別電極側に連結されることができる。静電容量測定回路５０は、液体レンズ２８のキャパシタンスを測定するために後述する第１スイッチＳＷ１を連結すれば、液体レンズ２８のキャパシタに貯蔵されていた電荷量が静電容量測定回路５０に伝達されることができる。静電容量測定回路５０は、比較器の他にもキャパシタなどの構成要素をさらに含むことができ、液体レンズ２８のキャパシタから伝達される電荷量を測定することができる。
第１スイッチは静電容量測定回路と液体レンズの間に配置されることができる。
御回路は電圧制御回路４０と第１スイッチの間及び／又は電圧制御回路と液体レンズ２８の間に配置される第３スイッチＳＷ３をさらに含むことができる。第３スイッチＳＷ３の一端は電圧制御回路と連結されることができ、他端は液体レンズ及び第１スイッチと連結されることができる。第３スイッチＳＷ３は、共通電極Ｃ０に連結された静電容量測定回路５０がキャパシタンスを測定する過程でフローティング状態を制御することができる。また、電圧制御回路４０内部のスイッチを用いてフローティング状態を制御することより独立的に連結されるスイッチ部ＳＷ３はスイッチング素子の耐圧を低めるのに効果的であり得る。
液体レンズ２８のキャパシタンスを測定するのに先立ち、第３スイッチＳＷ３を連結して共通電極Ｃ０に接地電圧ＧＮＤを印加する。その後、第３スイッチＳＷ３は共通電圧Ｃ０をフローティングさせる。第１スイッチＳＷ１を連結（ＯＮ）するとき、測定しようとする個別電極Ｌ１に印加される電圧ＶＬ１を変化させれば、液体レンズ２８のキャパシタに貯蔵されていた電荷（例えば、Ｑ（電荷量）＝ΔＶＬ１×Ｃ（液体レンズのキャパシタンス））を静電容量測定回路５０に移動させることができる。
図１１は図１０の制御回路の動作を説明する。
図示のように、液体レンズの複数の個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４及び共通電極Ｃ０には、時分割制御方法で制御されるタイミングに合わせて高電圧（例えば、７０Ｖ、３５Ｖ）とグラウンド電圧（例えば、０Ｖ）が印加されることができる。
キャパシタンスの測定は、共通電極Ｃ０にグラウンド電圧が印加される時点、すなわち電圧制御回路４０と第３スイッチＳＷ３は連結されることができる。第３スイッチＳＷ３が連結された状態で共通電極Ｃ０にグラウンド電圧（ＧＮＤ）が印加された後、第３スイッチＳＷ３をオフして共通電極Ｃ０をフローティングさせる。共通電極Ｃ０がフローティングされた状態で静電容量測定回路５０内の第１スイッチＳＷ１を連結（ＯＮ）した状態で個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４に印加される電圧が高電圧からグラウンド電圧に下がる立ち下がりエッジが発生すれば電荷量が移動することができる。
第１スイッチＳＷ１が一番目で連結される時点で第３個別電極Ｌ３に印加される電圧ＶＬ３の立ち下がりエッジがあり、第３個別電極Ｌ３と共通電極Ｃ０間の第３キャパシタンスＣＬ３を測定することができる。その後、第２スイッチＳＷ１が連結される時点で、第４個別電極Ｌ４と共通電極Ｃ０間の第４キャパシタンスＣＬ４、第２個別電極Ｌ２と共通電極Ｃ０間の第２キャパシタンスＣＬ２、第１個別電極Ｌ１と共通電極Ｃ０間の第１キャパシタンスＣＬ１を順次測定することができる。
実施例によって、液体レンズが８個より多い個別電極を有することもできる。ただ、個別電極の数は４の倍数であってもよい。また、液体レンズに配置されたフィードバック電極の数は液体レンズに含まれた個別電極の数と同一であっても異なっても良い。
図１２は液体レンズと制御回路の連結を説明する。特に、図１２は図６で説明した制御回路連結の一実施例を説明する。
図示のように、液体レンズ２８は液体レンズ２８の個別電極及び共通電極に電圧を供給する電圧制御回路４０と連結されており、静電容量測定回路５０は液体レンズ２８の二つの電極の一つと連結されることができる。液体レンズ２８内のキャパシタンスを測定しようとする位置、すなわちキャパシタンスを有する両側の二つの電極は前述した図８〜図１１で説明したもののように選択できる。
一方、電圧制御回路４０と静電容量測定回路５０はスイッチング素子ＳＷ＿Ｖを介して連結されている。液体レンズ２８内のキャパシタンスを測定しようとする時点にスイッチング素子ＳＷ＿Ｖはオン（ＯＮ）になり、電圧制御回路４０でブースト（ｂｏｏｓｔ）されるのに先立ち、入力電圧ＶＩＮを静電容量測定回路５０に伝達することができる。
図１３は液体レンズのキャパシタンスを測定するための図１２に示したスイッチング素子のタイミングを説明する。静電容量測定回路５０の具体的な動作は既に説明した。ここでは、図１２で説明したスイッチング回路の動作時点を中心に説明する。
図示のように、液体レンズのキャパシタンスを測定するためにキャパシタンスを測定するための電圧ＶＩＮを印加するため、スイッチング素子ＳＷ＿Ｖをオン（ＯＮ）させる。また、第４スイッチＳＷ１３をオン（ＯＮ）させ、静電容量測定回路５０内の基準キャパシタＣａｐ−ｍにグラウンド電圧ＳＷ１３を連結して電荷を放出させる。
その後、第５スイッチＳＷ１１を連結すれば、液体レンズのキャパシタンスによって蓄積された電荷が基準キャパシタＣａｐ−ｍに移動し、第５スイッチＳＷ１１をオフ（ＯＦＦ）した後、基準キャパシタＣａｐ−ｍで一番目キャパシタンス値をセンシングすることができる（１ｓｔｃａｐセンシングウィンドウ）。
その後、スイッチング素子ＳＷ＿Ｖをオン（ＯＮ）させて電圧ＶＩＮを印加し、第６スイッチＳＷ１２をオン（ＯＮ）させる。このとき、基準キャパシタＣａｐ−ｍに蓄積された電荷は移動することができる。その後、スイッチング素子ＳＷ＿Ｖと第２スイッチＳＷ１２をオフ（ＯＦＦ）させた状態で、基準キャパシタＣａｐ−ｍで二番目キャパシタンス値をセンシングすることができる（２ｎｄｃａｐセンシングウィンドウ）。
その後、液体レンズのキャパシタンスを認知する方法は図７で説明したものと同様であり得る。
静電容量測定回路で算出又は測定した液体レンズのキャパシタンスは電圧制御回路に伝達できる。液体レンズのキャパシタンスが伝達された電圧制御回路はキャパシタンスから液体レンズ内の界面の形状や状態を認知することができる。仮に、液体レンズ内の界面の形状や状態が目標のものと違う場合、電圧制御回路は駆動電圧を調整することができる。
前述したように、液体レンズの制御方法は、液体レンズの共通電極はグラウンドと連結し、液体レンズの個別電極には電圧を印加し、共通電極と個別電極の間に電荷を蓄積する段階、静電容量測定回路と液体レンズの間に配置される第１スイッチをオン（ＯＮ）にする段階、及び静電容量測定回路の基準キャパシタ両端の電圧を測定する段階を含むことができる。その後、基準キャパシタ両端の電圧の測定値を用いて共通電極と個別電極間のキャパシタンスを算出することができる。
実施例によって、液体レンズの制御方法は、液体レンズの共通電極及び個別電極の一方はグラウンドと連結する段階、液体レンズの共通電極及び個別電極の他方に電圧を印加する段階、共通電極と個別電極の間に電荷を蓄積する段階、第１スイッチをオン（ＯＮ）させる段階、静電容量測定回路の基準キャパシタ両端の電圧を測定する段階、及び基準キャパシタの両端の電圧の測定値を用いて共通電極と個別電極間のキャパシタンスを算出する段階を含むことができる。
図１４は液体レンズと連動するフィードバック回路を説明する。
図１４を参照すると、キャビティが形成される第１プレートの下面又は上面に配置される個別電極とフィードバック電極が示されている。液体レンズは、共通電極、第１フィードバック電極、複数の個別電極、及び第２フィードバック電極を含むことができる。静電容量測定回路は、第１フィードバック電極と第２フィードバック電極間のキャパシタンスを静電容量測定回路によって算出することができる。第２フィードバック電極は複数の個別電極の間に配置されることができ、第１フィードバック電極は第２フィードバック電極と対応する位置に配置されることができる。第１フィードバック電極は第１電極に隣接して配置されることができ、第２フィードバック電極は複数の第２電極の間に配置されることができる。連結部は第１基板及び第２基板を含むことができ、第１基板は第１フィードバック電極に電圧を伝達することができ、第２基板は、第２電極に電圧を、あるいは前記第２フィードバック電極にフィードバック電圧を伝達することができる。第１電極は共通電極であり、第２電極は個別電極であり得る。第２フィードバック電極の数と第２電極の数は同一であり得る。液体レンズのキャビティ上に複数の第２電極及び第２フィードバック電極を覆う絶縁膜を含むことができる。静電容量測定回路は、液体レンズの複数の第１フィードバック電極の中で二つの第１フィードバック電極間のキャパシタンスを算出することができる。第１フィードバック電極は複数の個別電極の間に配置されることができる。第１フィードバック電極は共通電極に隣接して配置されることができる。
図示のように、液体レンズ２８は、４個の個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４と１個の共通電極Ｃ０（図示せず）を含む。電圧制御回路４０は、４個の個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４と１個の共通電極Ｃ０に印加される駆動電圧ＶＬ１、ＶＬ２、ＶＬ３、ＶＬ４、ＶＣ０を生成して供給することができる。例えば、図４及び図１４を参照すると、４個の個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４は第２電極１３４に対応することができ、１個の共通電極Ｃ０は第１電極１３２に対応することができる。
フィードバック回路７０は液体レンズ２８内の界面３０の動きを測定するためのものである。液体レンズ２８内の界面３０は、図３で説明したように、キャパシタンス（静電容量、ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）に理解して測定することができる。液体レンズ２８内の界面３０のキャパシタンスの変化を測定するために、液体レンズ２８に含まれた少なくとも１個のフィードバック電極Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４を用いることができる。図１４でフィードバック回路７０はフィードバック電圧制御回路と静電容量測定回路を含んでいるが、他の実施例では液体レンズにフィードバック電極がなく、フィードバック電圧制御回路なしに静電容量測定回路がフィードバック回路７０を構成することができる。
フィードバック回路７０は、フィードバック電圧制御回路５２と静電容量測定回路５４を含むことができる。フィードバック電圧制御回路は、第１フィードバック電極と第２フィードバック電極間のキャパシタンスを測定するために、第１フィードバック電極と第２フィードバック電極のいずれか１個のフィードバック電極にフィードバック電圧を伝達することができる。フィードバック電圧制御回路５２は、少なくとも１個のフィードバック電極Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４にキャパシタンスを測定するためのフィードバック電圧ＶＦを出力する。電圧制御回路４０に出力された電圧ＶＬ１、ＶＬ２、ＶＬ３、ＶＬ４、ＶＣ０は少なくとも１０Ｖ〜８０Ｖの高電圧なので、界面３０が有する非常に小さな（およそ数十〜２００ｐＦ）キャパシタンスを測定するのに相応しくないこともある。よって、フィードバック電圧制御回路５２は、低レベル（およそ１．５Ｖ〜５Ｖ）の範囲を有することができるフィードバック電圧ＶＦを少なくとも１個のフィードバック電極Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４に供給することができる。フィードバック電圧は１．５〜５Ｖの範囲を有することができ、液体レンズに供給される電圧は１０〜８０Ｖの範囲を有することができる。
フィードバック回路７０は、互いに異なる二つのフィードバック電極とフィードバック電極間のキャパシタンスを測定するために、互いに異なる二つのフィードバック電極のいずれか１個のフィードバック電極にフィードバック電圧を伝達することができる。互いに異なる二つのフィードバック電極は液体レンズに含まれることができる。液体レンズは、伝導性液体及び非伝導性液体が配置されるキャビティを含む第１プレート、第１プレート上に配置される共通電極及び第１フィードバック電極、及び第１プレートの下に配置される複数の個別電極及び第２フィードバック電極を含むことができる。
液体レンズ２８の一側にフィードバック電圧ＶＦが印加されれば、他側と連結された静電容量測定回路５４は液体レンズ２８内の一側と他側間のキャパシタンスを測定することができる。実施例によって、静電容量測定回路５４は多様な構成要素を含むことができる。液体レンズ２８内の界面３０の動き及び変化によって発生するキャパシタンスの変化は数ｐＦ〜数十ｐＦの小さな範囲であり得る。
例えば、数ｐＦ〜数十ｐＦの小さなキャパシタンスの変化を測定するための静電容量測定回路５４はある絶対値のキャパシタンスを測定するものではなく、既に値を知っている二つのキャパシタの一方又は両方を外部変化に露出させるときに発生する物理的変化量の差からキャパシタンスを測定する差動比較によってキャパシタンスの変化を測定することができる。
さらに他の例で、数ｐＦ〜数十ｐＦの小さなキャパシタンスを測定するための静電容量測定回路５４は既に知られた大きな値を有するキャパシタと測定しようとする小さな値を有するキャパシタの比を算定し、その値を求める方式で界面３０のキャパシタンスを測定することもできる。
フィードバック回路７０は算出又は測定した情報を電圧制御回路４０に伝達し、電圧制御回路４０は情報によって電圧を調整することができる。フィードバック回路で算出又は測定した情報は電圧又はキャパシタンス値であり得る。
静電容量測定回路で算出された情報を前記電圧制御回路に伝達し、前記電圧制御回路は算出された情報によって前記駆動電圧を調整することができる。このとき、算出された情報は電圧又はキャパシタンス値であり得る。
図１５は液体レンズ内の界面の変化を説明する。具体的に、（ａ）〜（ｃ）は液体レンズ２８の個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４に駆動電圧が印加される場合に発生し得る界面３０ａ、３０ｂ、３０ｃの動きを説明する。
まず、（ａ）を参照すると、液体レンズ２８の個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４に実質的に同じ電圧を印加した場合、界面３０ａは円形に近い形態を維持することができる。上面で見たとき、界面の水平距離ＬＨと界面の垂直距離ＬＶが実質的に等しく、界面３０ａの動き（例えば、傾斜角）が均衡を成す形態を有することができる。この場合には、４個の互いに異なる個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を介して測定した界面３０ａのキャパシタンス値が実質的に等しく測定できる。
また、（ｂ）を参照すると、液体レンズ２８の第１個別電極Ｌ１と第３個別電極Ｌ３に印加される電圧が第２個別電極Ｌ２と第４個別電極Ｌ４に印加される電圧より高い場合を説明する。この場合、界面３０ｂを引くか押す力が水平又は垂直方向において違うから、上面で見た界面の水平距離ＬＨが上面で見た界面の垂直距離ＬＶより短くなることができる。第２個別電極Ｌ２と第４個別電極Ｌ４に印加される電圧が第１個別電極Ｌ１と第３個別電極Ｌ３に比べて低い場合、第２個別電極Ｌ２と第４個別電極Ｌ４での液体レンズ２８の界面３０ｂの傾斜角が第１個別電極Ｌ１と第３個別電極Ｌ３での液体レンズ２８の界面３０ｂの傾斜角より小さいから、平面上では同じに見えるが立体的には垂直距離ＬＶが水平距離ＬＨより長い。この場合には、４個の互いに異なる個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を介して測定した界面３０ａのキャパシタンス値が互いに異なることがある。一方、界面３０ｂが界面３０ｂが対称的に変化したから、４個の互いに異なる個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を介して測定した界面３０ａのキャパシタンス値が対称的であり得る。この場合、Ｌ１とＬ３のキャパシタンス値が同一であり、Ｌ２とＬ４のキャパシタンス値が同一であり得る。
また、（ｃ）を参照すると、液体レンズ２８の第１個別電極Ｌ１と第３個別電極Ｌ３に印加される電圧と第２個別電極Ｌ２と第４個別電極Ｌ４に印加される電圧が違うため、上面で見たとき、界面の界面の垂直距離ＬＶが水平距離ＬＨより短くなることがある。（ｂ）の場合と同様に、界面３０ｃが４個の互いに異なる個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を介して測定した界面３０ｃのキャパシタンスが互いに異なることがある。一方、界面３０ｃが界面３０ｂが対称的に変化したから、４個の互いに異なる個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を介して測定した界面３０ａのキャパシタンス値が対称的であり得る。この場合、Ｌ１とＬ３のキャパシタンス値が同一であり、Ｌ２とＬ４のキャパシタンス値が同一であり得る。
また、（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示した界面３０ａ、３０ｂ、３０ｃで測定されたキャパシタンスには差があり、このようなキャパシタンスの差から、第１個別電極Ｌ１〜第４個別電極Ｌ４に印加された電圧によって界面３０ａ、３０ｂ、３０ｃが以前とは異なってどのように動いたかをより直接的に正確に測定することができる。
一方、前述した例では液体レンズ２８が４個の個別電極を含む構造を例として説明したが、液体レンズ２８が８個、１２個、１６個などのもっと多い個別電極を有し、それに対応するフィードバック電極を含む場合、液体レンズ２８の動きをより精巧に制御することができ、該当動きをより正確に測定することができる。
図１６は液体レンズの電極構造を説明する。図１６は液体が配置されるキャビティの上面又は下面に配置される個別電極又は共通電極が示されている。具体的に、（ａ）は液体レンズ２８（図３参照）の両側（上部、下部）での電極配置を説明し、（ｂ）は液体レンズの両側に配置された電極間のキャパシタンスを測定する方法を説明する。
まず、（ａ）を参照すると、液体レンズの一側にはキャビティの周囲に電圧を供給する４個の個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４がある。また、液体レンズの一側には４個の個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の間に少なくとも１個のフィードバック電極Ｆ１ａ、Ｆ２ａ、Ｆ３ａ、Ｆ４ａがある。実施例によって、液体レンズに１個のフィードバック電極Ｆ１のみあり得る。また、個別電極の数とフィードバック電極の数が異なることもある。しかし、フィードバック電極がキャビティを中心に等角距離を有するようにあるいは対称になるようにあるいは４個のコーナーに配置されるようにする場合に界面３０の動き及び形状を測定することがより容易になる。
液体レンズの一側と同様に、共通電極Ｃ０が配置された液体レンズの他側にも少なくとも１個のフィードバック電極Ｆ１ｂ、Ｆ２ｂ、Ｆ３ｂ、Ｆ４ｂがあり得る。液体レンズの他側に配置されたフィードバック電極Ｆ１ｂ、Ｆ２ｂ、Ｆ３ｂ、Ｆ４ｂは一側に配置されたフィードバック電極Ｆ１ａ、Ｆ２ａ、Ｆ３ａ、Ｆ４ａと対称になるように配置されることができる。また、液体レンズの他側に配置されたフィードバック電極Ｆ１ｂ、Ｆ２ｂ、Ｆ３ｂ、Ｆ４ｂの数は一側に配置されたフィードバック電極Ｆ１ａ、Ｆ２ａ、Ｆ３ａ、Ｆ４ａの数と同一であり得る。また、複数の個別電極の間に少なくとも１個のフィードバック電極が配置され、共通電極には共通電極以外の追加のフィードバック電極が存在しないこともある。この場合、フィードバック電極と共通電極間のキャパシタンスを測定して動きの形状を予測することができる。
また、（ｂ）を参照すると、液体レンズの界面３０に対応するキャパシタンスを測定する方法の例を説明する。（ａ）に示したように、液体レンズの両側には複数のフィードバック電極Ｆ１ａ、Ｆ２ａ、Ｆ３ａ、Ｆ４ａ、Ｆ１ｂ、Ｆ２ｂ、Ｆ３ｂ、Ｆ４ｂが配置されているので、所望の方向にキャパシタンスを測定することができる。例えば、液体レンズの両側に対応する位置に配置された二つのフィードバック電極Ｆ１ａ、Ｆ２ｂ間のキャパシタンスを測定することができる。また、液体レンズの一側に配置された二つのフィードバック電極Ｆ１ａ、Ｆ２ａ間のキャパシタンスを測定することもできる。また、液体レンズの他側に配置された二つのフィードバック電極Ｆ１ｂ、Ｆ３ｂ間のキャパシタンスを測定することができる。このようなキャパシタンスの測定はフィードバック回路７０と液体レンズ２８の間にスイッチング素子を配置することによって選択的に行われることができる。多様な方向及び方式のキャパシタンスの測定は、液体レンズ内の界面３０の特性（例えば、供給される駆動電圧による界面の位置、動き又は形状の変化）をより正確に理解することができるように助ける。これは、液体レンズの特性を理解し、歪みを補正してより正確に制御するために要求されるレンズのキャリブレーションにも役立つことができる。
カメラ装置においても、光学機器に搭載された液体レンズを駆動しているうちにもフィードバック回路７０は界面３０の位置、動き又は形状によって変化するキャパシタンスを測定することができる。キャパシタンスから界面３０の位置、動き又は形状を認知すれば、これを電圧制御回路４０に伝達し、歪みが発生した場合、駆動電圧を調整することができる。
図１７は静電容量測定回路の例を説明する。図１７に示した静電容量測定回路は一例として提示したもので、実施例によって多様な構成要素を含むことができる。
図示のように、フィードバック電圧制御回路５２から伝達されたフィードバック電圧ＶＦが液体レンズに配置されたフィードバック電極の一つＦ１ａに印加されれば、他の一つＦ１ｂと連結された静電容量測定回路５４が二つのフィードバック電極Ｆ１ａ、Ｆ１ｂ間のキャパシタンスを測定して界面３０の状態を認知することができる。
フィードバック電圧ＶＦが印加され、フィードバック電圧制御回路５２内の第１スイッチＳＷ１を連結すれば、界面３０の電荷Ｑの量はフィードバック電圧の変化量（ΔＶＦ）に界面３０のキャパシタンスＣを掛けたものと同じであり得る。第１スイッチＳＷ１が連結されれば、電荷Ｑは測定キャパシタＣａｐ−ｍに移動することができる。
その後、フィードバック電圧ＶＦの代わりにグラウンド電圧が印加され、第１スイッチＳＷ１がオフ（ＯＦＦ）になり、第２スイッチＳＷ１がオン（ＯＮ）になれば、測定キャパシタＣａｐ−ｍに移動した電荷がオンチップキャパシタＣａｐ−ｏｎに移動することができる。このとき、オンチップキャパシタＣａｐ−ｏｎに移動する電荷Ｑの量はフィードバック電圧の変化量（ΔＶＦ）にオンチップキャパシタＣａｐ−ｏｎのキャパシタンスを掛けたものと同じであり得る。フィードバック電極にフィードバック電圧を印加してキャパシタンスを測定する方式についてオンチップキャパシタＣａｐ−ｏｎを含む構成として説明したが、オンチップキャパシタＣａｐ−ｏｎが省略された構成でキャパシタンスを測定することもできる。この場合、フィードバック電極に蓄積された電荷を測定用キャパシタＣａｐ−ｍに移動させて測定用キャパシタＣａｐ−ｍの両端の電圧を測定するか測定用キャパシタＣａｐ−ｍに蓄積される電荷を測定して液体レンズのキャパシタンスを測定することができる。すなわち、液体レンズのキャパシタンスの測定は図８又は図１０のセンシング方法と同様な方式を適用するか、図８又は図１０のセンシング方法を類推して適用することができる。
測定用キャパシタＣａｐ−ｍに累積される電荷の総量が０になるように界面３０のキャパシタンスＣによるカップリング回数とオンチップキャパシタＣａｐ−ｏｎによるカップリング回数の比を調整し、その比から両キャパシタンスの比を求めることになる。オンチップキャパシタＣａｐ−ｏｎのキャパシタンスは既に知っている値なので、界面３０のキャパシタンスＣのキャパシタンスを測定することができる。
前述した静電容量測定回路５４の構成は実施例によって変わることができ、それによる動作及び制御方法にも違いがあり得る。ここで、静電容量測定回路５４は数ｐＦ〜２００ｐＦの変化を測定するように設計できる。
図１８は液体レンズの連結部を説明する。
図示のように、液体レンズと駆動回路（例えば、制御回路）を連結する連結部は、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣＢ）を用いて電圧をそれぞれの個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４に供給するための第１連結部１４２と、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣＢ）を用いて共通電圧Ｃ０を供給するための第２連結部１４４とを含むことができる。また、第１連結部１４２と第２連結部１４４は、界面３０（図１６参照）のキャパシタンスを測定するための複数のフィードバック電極Ｆ１ａ、Ｆ２ａ、Ｆ３ａ、Ｆ４ａ、Ｆ１ｂ、Ｆ２ｂ、Ｆ３ｂ、Ｆ４ｂにフィードバック電圧制御回路５２と静電容量測定回路５４（図１４参照）を連結するための端子をさらに含むことができる。フィードバック電圧制御回路５２はフィードバック電圧ＶＦを供給するためであり、静電容量測定回路５４（図１４参照）は界面３０のキャパシタンスを測定するためである。
第１連結部１４２は４個の個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４とフィードバック電極Ｆ１ａ、Ｆ２ａ、Ｆ３ａ、Ｆ４ａと電気的に連結されることができる。第１連結部は４個のフィードバック電極と連結されることができる。一方、第２連結部１４４は共通電圧（例えば、グラウンド電圧又は０Ｖ又は共通ＤＣ又は共通ＡＣ）を印加するためのもので、フィードバック電極Ｆ１ｂ、Ｆ２ｂ、Ｆ３ｂ、Ｆ４ｂと電気的に連結されることができる。第２連結部は４個のフィードバック電極と連結されることができる。第２連結部は第１連結部４２と対応する構造を有することができる。第１連結部１４２と第２連結部１４４に配置されて複数の電極と連結される端子は液体レンズのキャビティを中心に等角距離に位置することができる。
実施例によって、液体レンズが４個、８個、又は８より多い個別電極を有することもできる。ただ、個別電極の数は４の倍数であってもよい。また、液体レンズに配置されたフィードバック電極の数は液体レンズに含まれた個別電極の数と同一であっても異なってもよい。
一方、実施例によって、図１８で連結部１４２、１４４は一側がオープン（ｏｐｅｎ）した構造を有するものに説明したが、オープン（ｏｐｅｎ）した領域なしに液体レンズの４面を取り囲むように連結された構造を有することもできる。
静電容量測定回路で算出又は測定した液体レンズのキャパシタンスは電圧制御回路に伝達されることができる。液体レンズのキャパシタンスが伝達された電圧制御回路はキャパシタンスから液体レンズ内の界面の形状や状態を認知することができる。仮に、液体レンズ内の界面の形状や状態が目標のものに対して差がある場合、電圧制御回路は駆動電圧を調整することができる。
前述した内容に基づき、共通電極及び複数の個別電極を含む液体レンズに駆動電圧を供給する制御回路を含み、液体レンズの共通電極と個別電極間のキャパシタンスを算出する静電容量測定回路を含み、静電容量測定回路と液体レンズの間に配置され、一端は液体レンズ及び電圧制御回路と電気的に連結される第１スイッチを含み、静電容量測定回路によって算出された情報（例えば、キャパシタンス、電圧）によって電圧制御回路を制御して駆動電圧を制御する液体レンズ制御回路を構成することができる。この場合、静電容量測定回路は複数の個別電極のそれぞれと共通電極間のキャパシタンスを算出することができる。
液体レンズ制御回路は、駆動電圧によって界面の形状が変更されれば、共通電極にグラウンド電圧が印加された後、共通電極がフローティング（ｆｌｏａｔｉｎｇ）された状態で、第１スイッチをオン（ＯＮ）にし、複数の個別電極の少なくとも１個の個別電極の電圧を第１電圧から第１電圧より低い第２電圧に変更させてキャパシタンスを抽出することができる。第１スイッチがオン（ＯＮ）になる区間の間に共通電極がフローティング（ｆｌｏａｔｉｎｇ）されることができる。電圧制御回路と第１スイッチの間にかつ制御回路と液体レンズの間に配置される第３スイッチをさらに含むことができ、第３スイッチは共通電極に電圧を供給するうちにオン（ＯＮ）になり、静電容量測定回路が情報（例えば、キャパシタンス、電圧など）を測定するうちにオフ（ＯＦＦ）になることができる。液体レンズは、伝導性液体及び非伝導性液体が配置される第１プレート、第１プレート上に配置される第２プレート、及び第１プレートの下に配置される第３プレートを含むことができ、共通電極は第１プレート上に配置され、複数の個別電極は第１プレートの下に配置されることができる。静電容量測定回路は複数の個別電極のそれぞれと共通電極間のキャパシタンスを順次算出することができる。
液体レンズの制御方法は、液体レンズの共通電極はグラウンドさせ、液体レンズの複数の個別電極のいずれか１個の個別電極に電圧を印加する段階、液体レンズの共通電極に電圧が印加されないように遮断する段階、静電容量測定回路と液体レンズの間を電気的に連結する段階、静電容量測定回路のキャパシタの両端の電圧を測定する段階、及びキャパシタの両端の電圧を用いて駆動電圧を制御する段階を含むことができる。静電容量測定回路のキャパシタの両端の電圧を用いて共通電極と複数の個別電極のいずれか１個の個別電極の間のキャパシタンスを算出する段階をさらに含むことができる。また、算出された情報（例えば、電圧、キャパシタンス）を用いて駆動電圧を制御する段階をさらに含むことができる。静電容量測定回路は複数の個別電極のそれぞれと共通電極間のキャパシタンスを順次算出することができる。電圧制御回路と共通電極の間に第１スイッチを配置し、第１スイッチをオフ（ＯＦＦ）することにより、液体レンズの共通電極に電圧が印加されないように遮断することができる。液体レンズと静電容量測定回路の間に第２スイッチを配置し、第２スイッチをオン（ＯＮ）にして静電容量測定回路と液体レンズを電気的に連結することができる。第２スイッチをオン（ＯＮ）にする段階と静電容量測定回路の基準キャパシタの両端の電圧を測定する段階の間に蓄積された電荷の少なくとも一部が基準キャパシタに移動する段階をさらに含むことができる。駆動電圧によって界面の形状が変更されれば、共通電極にグラウンド電圧が印加された後、共通電極がフローティング（ｆｌｏａｔｉｎｇ）された状態で、第２スイッチをオン（ＯＮ）にし、複数の個別電極の少なくとも１個の個別電極の電圧を第１電圧から第１電圧より低い第２電圧に変更させることによってキャパシタンスを算出することができる。共通電極がフローティングされ、液体レンズと静電容量測定回路の間に配置されたスイッチがオン（ＯＮ）になった区間で個別電極の電圧を第１電圧から第２電圧に変更させてキャパシタンスについての情報を獲得することができる。算出された情報（例えば、電圧、キャパシタンス）を電圧制御回路にフィードバックする段階をさらに含むことができる。
レンズモジュールは、液体レンズ、第１レンズ部及び／又は第２レンズ部、及びプリント基板を含むことができる。液体レンズは、伝導性液体及び非伝導性液体が配置されるキャビティを含むプレート、プレート上（の下）に配置される複数の個別電極、及びプレートの下（上）に配置される共通電極を含むことができ、液体レンズ上に少なくとも一つ以上の固体レンズを含む第１レンズ部が配置されることができ、液体レンズの下に少なくとも一つ以上の固体レンズを含む第２レンズ部が配置されることができ、プリント基板はイメージセンサー及び液体レンズと電気的に連結される電圧制御回路が配置されることができる。
前述した液体レンズはカメラモジュールに含まれることができる。カメラモジュールは、ハウジングに実装される液体レンズ及び液体レンズの前面又は後面に配置可能な少なくとも１個の固体レンズを含むレンズアセンブリー、レンズアセンブリーを介して伝達される光信号を電気信号に変換するイメージセンサー、及び液体レンズに駆動電圧を供給するための制御回路を含むことができる。
実施例に関連して前述したように、いくつかのみ記述したが、その他にも多様な形態の実施が可能である。前述した実施例の技術的内容は互いに両立することができない技術ではない限り、多様な形態に組み合わせられることができ、これにより新しい実施形態に具現されることもできる。
前述したカメラモジュールを含む光学機器（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅ、Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ）を具現することができる。ここで、光学機器は、光信号を加工するか分析することができる装置を含むことができる。光学機器の例としては、カメラ／ビデオ装置、望遠鏡装置、燎微鏡装置、干渉計装置、光度計装置、偏光計装置、分光計装置、反射計装置、オートコリメーター装置、レンズメーター装置などがあり得、液体レンズを含むことができる光学機器に本発明の実施例を適用することができる。また、光学機器は、スマートフォン、ノートブック型パソコン、タブレットコンピュータなどの携帯用装置に具現されることができる。このような光学機器は、カメラモジュール、映像を出力するディスプレイ部、及びカメラモジュールとディスプレイ部を実装する本体ハウジングを含むことができる。光学機器は、本体ハウジングに他の機器と通信することができる通信モジュールが実装されることができ、データを記憶することができるメモリ部をさらに含むことができる。
上述した実施例による方法はコンピュータで実行されるためのプログラムに製作されてコンピュータ可読の記録媒体に記録されることができ、コンピュータ可読の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、光データ記憶装置などが含まれる。
コンピュータ可読の記録媒体はネットワークで連結されたコンピュータシステムに分散され、分散方式でコンピュータが読めるコードが記憶されて実行されることができる。そして、上述した方法を具現するための機能的な（ｆｕｎｃｔｉｏｎ）プログラム、コード及びコードセグメントは実施例が属する技術分野のプログラマーによって容易に推論可能である。
本発明は本発明の精神及び必須特徴から逸脱しない範囲で他の特定の形態に具体化することができることは当業者に明らかである。したがって、前記詳細な説明は全ての面で制限的に解釈されてはならず例示的なものとして考慮されなければならない。本発明の範囲は添付の請求項の合理的解釈によって決定されなければならず、本発明の等価的範囲内の全ての変更は本発明の範囲に含まれる。
一方、第１レンズ部１００は固体レンズ１１０を含むことができる。固体レンズ１１０はレンズホルダー４００の外部に突出して外部に露出されることができる。固体レンズが露出される場合、外部に露出されることによってレンズの表面が損傷することがある。仮に、レンズ表面が損傷する場合、カメラモジュールで撮影されるイメージの画質が低下することがある。固体レンズ１１０の表面損傷を防止又は抑制するために、カバーガラスを配置させるかコーティング層を形成するか固体レンズ１１０を表面損傷を防止するためのホルダーの内部に配置される固体レンズより剛性の強い耐磨耗性素材から構成する方法などを適用することができる。
また、（ｂ）を参照すると、液体レンズ２８の第１個別電極Ｌ１と第３個別電極Ｌ３に印加される電圧が第２個別電極Ｌ２と第４個別電極Ｌ４に印加される電圧より高い場合を説明する。この場合、界面３０ｂを引くか押す力が水平又は垂直方向において異なるから、上面で見た界面の水平距離ＬＨが上面で見た界面の垂直距離ＬＶより短くなることができる。第２個別電極Ｌ２と第４個別電極Ｌ４に印加される電圧が第１個別電極Ｌ１と第３個別電極Ｌ３に比べて低い場合、第２個別電極Ｌ２と第４個別電極Ｌ４での液体レンズ２８の界面３０ｂの傾斜角が第１個別電極Ｌ１と第３個別電極Ｌ３での液体レンズ２８の界面３０ｂの傾斜角より小さいから、平面上では同じに見えるが立体的には垂直距離ＬＶが水平距離ＬＨより長い。この場合には、４個の互いに異なる個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を介して測定した界面３０ａのキャパシタンス値が互いに異なることがある。一方、界面３０ｂが対称的に変化したから、４個の互いに異なる個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を介して測定した界面３０ａのキャパシタンス値が対称的であり得る。この場合、Ｌ１とＬ３のキャパシタンス値が同一であり、Ｌ２とＬ４のキャパシタンス値が同一であり得る。
また、（ｃ）を参照すると、液体レンズ２８の第１個別電極Ｌ１と第３個別電極Ｌ３に印加される電圧と第２個別電極Ｌ２と第４個別電極Ｌ４に印加される電圧が変わり、上面で見たとき、界面の垂直距離ＬＶが水平距離ＬＨより短くなることができる。（ｂ）の場合と同様に、界面３０ｃが４個の互いに異なる個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を介して測定した界面３０ｃのキャパシタンスが互いに異なることがあり得る。一方、界面３０ｃが界面３０ｂが対称的に変化したから、４個の互いに異なる個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を介して測定した界面３０ａのキャパシタンス値が対称的であり得る。この場合、Ｌ１とＬ３のキャパシタンス値が同一であり、Ｌ２とＬ４のキャパシタンス値が同一であり得る。
さらに他の例で、キャパシタンスを測定するための静電容量測定回路５０は、既に知られた大きな値を有するキャパシタと測定しようとする小さな値を有するキャパシタの比を算定してその値を求める方式で界面３０のキャパシタンスを測定することもできる。
制御回路は電圧制御回路４０と第１スイッチの間及び／又は電圧制御回路と液体レンズ２８の間に配置される第３スイッチＳＷ３をさらに含むことができる。第３スイッチＳＷ３の一端は電圧制御回路と連結されることができ、他端は液体レンズ及び第１スイッチと連結されることができる。第３スイッチＳＷ３は、共通電極Ｃ０に連結された静電容量測定回路５０がキャパシタンスを測定する過程でフローティング状態を制御することができる。また、電圧制御回路４０内部のスイッチを用いてフローティング状態を制御することより独立的に連結される第３スイッチＳＷ３はスイッチング素子の耐圧を低めるのに効果的であり得る。
キャパシタンスの測定を説明すると、共通電極Ｃ０にグラウンド電圧が印加されることができる。すなわち電圧制御回路４０と第３スイッチＳＷ３は連結されることができる。第３スイッチＳＷ３が連結された状態で共通電極Ｃ０にグラウンド電圧（ＧＮＤ）が印加された後、第３スイッチＳＷ３をオフして共通電極Ｃ０をフローティングさせる。共通電極Ｃ０がフローティングされた状態で静電容量測定回路５０内の第１スイッチＳＷ１を連結（ＯＮ）した状態で個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４に印加される電圧が高電圧からグラウンド電圧に下がる立ち下がりエッジが発生すれば電荷量が移動することができる。
図示のように、液体レンズのキャパシタンスを測定するためにキャパシタンスを測定するための電圧ＶＩＮを印加するため、スイッチング素子ＳＷ＿Ｖをオン（ＯＮ）させる。また、第４スイッチＳＷ１３をオン（ＯＮ）させ、静電容量測定回路５０内の基準キャパシタＣａｐ−ｍにグラウンド電圧を連結して電荷を放出させる。
その後、スイッチング素子ＳＷ＿Ｖをオン（ＯＮ）させて電圧ＶＩＮを印加し、第６スイッチＳＷ１２をオン（ＯＮ）させる。このとき、基準キャパシタＣａｐ−ｍに蓄積された電荷は移動することができる。その後、スイッチング素子ＳＷ＿Ｖと第６スイッチＳＷ１２をオフ（ＯＦＦ）させた状態で、基準キャパシタＣａｐ−ｍで二番目キャパシタンス値をセンシングすることができる（２ｎｄｃａｐセンシングウィンドウ）。
また、（ｂ）を参照すると、液体レンズ２８の第１個別電極Ｌ１と第３個別電極Ｌ３に印加される電圧が第２個別電極Ｌ２と第４個別電極Ｌ４に印加される電圧より高い場合を説明する。この場合、界面３０ｂを引くか押す力が水平又は垂直方向において違うから、上面で見た界面の水平距離ＬＨが上面で見た界面の垂直距離ＬＶより短くなることができる。第２個別電極Ｌ２と第４個別電極Ｌ４に印加される電圧が第１個別電極Ｌ１と第３個別電極Ｌ３に比べて低い場合、第２個別電極Ｌ２と第４個別電極Ｌ４での液体レンズ２８の界面３０ｂの傾斜角が第１個別電極Ｌ１と第３個別電極Ｌ３での液体レンズ２８の界面３０ｂの傾斜角より小さいから、平面上では同じに見えるが立体的には垂直距離ＬＶが水平距離ＬＨより長い。この場合には、４個の互いに異なる個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を介して測定した界面３０ｂのキャパシタンス値が互いに異なることがある。一方、界面３０ｂが対称的に変化したから、４個の互いに異なる個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を介して測定した界面３０ａのキャパシタンス値が対称的であり得る。この場合、Ｌ１とＬ３のキャパシタンス値が同一であり、Ｌ２とＬ４のキャパシタンス値が同一であり得る。
また、（ｃ）を参照すると、液体レンズ２８の第１個別電極Ｌ１と第３個別電極Ｌ３に印加される電圧と第２個別電極Ｌ２と第４個別電極Ｌ４に印加される電圧が違うため、上面で見たとき、界面の垂直距離ＬＶが水平距離ＬＨより短くなることがある。（ｂ）の場合と同様に、界面３０ｃが４個の互いに異なる個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を介して測定した界面３０ｃのキャパシタンスが互いに異なることがある。一方、界面３０ｃが対称的に変化したから、４個の互いに異なる個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を介して測定した界面３０ｃのキャパシタンス値が対称的であり得る。この場合、Ｌ１とＬ３のキャパシタンス値が同一であり、Ｌ２とＬ４のキャパシタンス値が同一であり得る。
第１連結部１４２は４個の個別電極Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４とフィードバック電極Ｆ１ａ、Ｆ２ａ、Ｆ３ａ、Ｆ４ａと電気的に連結されることができる。第１連結部は４個のフィードバック電極と連結されることができる。一方、第２連結部１４４は共通電圧（例えば、グラウンド電圧又は０Ｖ又は共通ＤＣ又は共通ＡＣ）を印加するためのもので、フィードバック電極Ｆ１ｂ、Ｆ２ｂ、Ｆ３ｂ、Ｆ４ｂと電気的に連結されることができる。第２連結部は４個のフィードバック電極と連結されることができる。第２連結部は第１連結部１４２と対応する構造を有することができる。第１連結部１４２と第２連結部１４４に配置されて複数の電極と連結される端子は液体レンズのキャビティを中心に等角距離に位置することができる。

Claims (10)

  1. 共通電極及び複数の個別電極を含む液体レンズと、
    前記液体レンズの界面を制御するために前記液体レンズに駆動電圧を供給する電圧制御回路と、
    前記液体レンズの前記共通電極と前記複数の個別電極間のキャパシタンスを算出する静電容量測定回路と、
    前記静電容量測定回路と前記液体レンズの間に配置される第１スイッチとを含み、
    前記第１スイッチの一端は前記液体レンズ及び前記電圧制御回路と電気的に連結され、
    前記静電容量測定回路は、前記複数の個別電極の少なくとも１個の個別電極と前記共通電極間の前記キャパシタンスを算出し、前記電圧制御回路は、算出された前記キャパシタンスによる情報によって前記駆動電圧を制御する、液体レンズ制御装置。
  2. 前記静電容量測定回路は、前記複数の個別電極のそれぞれと前記共通電極間の前記キャパシタンスを算出する、請求項１に記載の液体レンズ制御装置。
  3. 前記駆動電圧によって前記界面の形状が変更されれば、前記共通電極にグラウンド電圧が印加された後、前記共通電極がフローティング（ｆｌｏａｔｉｎｇ）された状態で、前記第１スイッチをオン（ＯＮ）にし、前記複数の個別電極の少なくとも１個の個別電極の電圧が第１電圧から前記第１電圧より低い第２電圧に変更される区間で前記キャパシタンスを算出する、請求項１に記載の液体レンズ制御装置。
  4. 前記電圧制御回路が前記液体レンズを動作させるための前記駆動電圧を供給するうちに前記第１スイッチはオフ（Ｏｆｆ）になる、請求項１に記載の液体レンズ制御装置。
  5. 前記電圧制御回路は、前記液体レンズを駆動するための電圧を発生する機能と、前記キャパシタンスを測定するための電荷を前記液体レンズに蓄積する機能とを含む、請求項１に記載の液体レンズ制御装置。
  6. 前記静電容量測定回路は基準キャパシタを含み、前記基準キャパシタを用いて前記液体レンズの前記キャパシタンスを算出する、請求項１に記載の液体レンズ制御装置。
  7. 前記静電容量測定回路は前記共通電極に連結される、請求項１に記載の液体レンズ制御装置。
  8. 前記電圧制御回路は、前記共通電極に電圧を供給する第１電圧制御回路と、前記複数の個別電極に電圧を供給する第２電圧制御回路とを含む、請求項１に記載の液体レンズ制御装置。
  9. 前記第１電圧制御回路は、前記共通電極にグラウンドを印加するための第２スイッチを含む、請求項８に記載の液体レンズ制御装置。
  10. 前記静電容量測定回路で算出された情報を前記電圧制御回路に伝達し、前記電圧制御回路は前記算出された情報を用いて前記駆動電圧を制御する、請求項１に記載の液体レンズ制御装置。
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