JP7343507B2 - レンズ曲率可変装置 - Google Patents
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Description
Claims (15)
- 印加される電気信号に基づいて曲率が変化する液体レンズの曲率を変化させるためのレンズ曲率可変装置において、
前記液体レンズに前記電気信号を印加するレンズ駆動部と、
前記電気信号に基づいて形成された液体レンズの曲率を感知するためのセンサ部と、
前記感知された曲率に基づいて、前記液体レンズの目標曲率を形成するように前記レンズ駆動部を制御する制御部と、を含み、
前記レンズ駆動部は、
スイッチング素子のスイッチング動作によって、前記電気信号を前記液体レンズに供給し、
前記スイッチング素子と接地端との間に配置される検出素子を備え、
前記センサ部は、前記検出素子によって検出される電気信号を感知し、
前記レンズ駆動部は、前記スイッチング素子を含み、
前記スイッチング素子は、
第1上側スイッチング素子と、
前記第1上側スイッチング素子と直列連結された第1下側スイッチング素子と、
前記第1上側スイッチング素子及び前記第1下側スイッチング素子と並列連結された第2上側スイッチング素子と、
前記第1上側スイッチング素子及び前記第1下側スイッチング素子と並列連結され、前記第2上側スイッチング素子と直列連結された第2下側スイッチング素子と、を含み、
前記検出素子は、前記第1下側スイッチング素子と前記第2下側スイッチング素子のいずれか1つと接地端との間に接続され、
前記液体レンズは、
中空を有する共通電極と、
前記共通電極と離隔して配置される複数の電極と、
前記複数の電極の前記共通電極側に配置される絶縁体と、
前記絶縁体上に配置される液体と、
前記絶縁体上および前記液体上に配置される電気伝導性水溶液と、を備え、
前記共通電極と前記複数の電極との間に電位差がない場合、前記液体レンズが形成する曲率は、0である、
ことを特徴とする、レンズ曲率可変装置。 - 前記絶縁体と前記液体との境界は、前記共通電極に対して傾斜するように形成された傾斜部分を含み、
前記傾斜部分は、前記共通電極と前記複数の電極との間に電位差がない場合、前記電気伝導性水溶液と接触する、請求項1に記載のレンズ曲率可変装置。 - 前記センサ部は、前記検出素子によって検出される電気信号に基づいて、前記絶縁体と前記電気伝導性水溶液との間の境界領域の面積の大きさまたは前記面積の変化を感知することを特徴とする、請求項1に記載のレンズ曲率可変装置。
- 前記センサ部は、前記共通電極、または前記複数の電極のうち第1電極に印加されるパルスのレベルが変化する間に、前記検出素子によって検出される電気信号を感知することを特徴とする、請求項1に記載のレンズ曲率可変装置。
- 前記センサ部は、
前記共通電極、または前記複数の電極のうち第1電極に印加されるパルスのレベルが変化する間、前記検出素子で検出される電気信号のレベルを合算するインテグレーターと、
前記インテグレーターで合算された電気信号を増幅する増幅器と、を含むことを特徴とする、請求項4に記載のレンズ曲率可変装置。 - 前記共通電極、または前記複数の電極のうち第1電極に印加されるパルスのレベルが変化する間の前記電気信号のレベル合算値は、前記液体レンズ内の電極上の絶縁体と電気伝導性水溶液との間の境界領域の面積の大きさまたは前記面積の変化に応じて変化することを特徴とする、請求項5に記載のレンズ曲率可変装置。
- 前記共通電極に印加される第1パルスと前記複数の電極のうち前記第1電極に印加される第2パルスとの時間差が大きいほど、前記インテグレーターの出力値が大きくなることを特徴とする、請求項5に記載のレンズ曲率可変装置。
- 前記センサ部は、前記共通電極、または前記複数の電極のうち第1電極に印加されるパルスのレベルが変化する間、前記検出素子で検出される電気信号のゼロクロッシングを検出するゼロクロッシング検出部を含むことを特徴とする、請求項4に記載のレンズ曲率可変装置。
- 前記センサ部から出力される出力信号をデジタル信号に変換する第2コンバータをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載のレンズ曲率可変装置。
- 前記液体レンズ内の電極上の絶縁体と電気伝導性水溶液との間の境界領域の面積の大きさまたは前記面積の変化が大きくなるほど、前記液体レンズの曲率が大きくなることを特徴とする、請求項5に記載のレンズ曲率可変装置。
- 前記複数の電極のうち第1電極と第2電極とに異なる電圧が印加される場合、前記センサ部で感知される前記液体の第1端部の第1キャパシタンスと、前記液体の第2端部の第2キャパシタンスとは、相互に異なることを特徴とする、請求項4に記載のレンズ曲率可変装置。
- 前記共通電極に印加される第1パルスと前記複数の電極のいずれか1つに印加される第2パルスとの時間差が大きいほど、前記液体レンズの曲率が大きくなることを特徴とする、請求項4に記載のレンズ曲率可変装置。
- 前記制御部は、前記共通電極、及び複数の電極のうち少なくとも1つにパルスが印加される間、前記センサ部で感知されるキャパシタンスに基づいて、前記液体レンズの曲率を演算し、前記演算された曲率と前記目標曲率とに基づいて、パルス幅可変信号を前記レンズ駆動部に出力することを特徴とする、請求項4に記載のレンズ曲率可変装置。
- 前記制御部は、前記演算された曲率が前記目標曲率より小さくなる場合、前記パルス幅可変信号のデューティが増加するように制御することを特徴とする、請求項13に記載のレンズ曲率可変装置。
- 前記制御部は、
前記演算された曲率と目標曲率に基づいて、曲率エラーを演算するイコライザーと、
前記演算された曲率エラーに基づいて、前記パルス幅可変信号を生成して出力するパルス幅可変制御部と、を含むことを特徴とする、請求項14に記載のレンズ曲率可変装置。
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