KR102553487B1 - Camera, and terminal including the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 카메라, 및 이를 구비하는 단말기에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라는, 복수의 광원을 구비하며, 제1 패턴광을 출력하는 광원부와, 광원부로부터의 제1 패턴광을 변환하여 제1 패턴광과 다른 제2 패턴광을 생성하며, 제1 패턴광과 제2 패턴광 중 어느 하나를 출력하는 광변환부와, 광변환부에서 출력되는 제1 패턴광에 대응하여 피사체로부터 수신되는 제1 반사광과, 제2 패턴광에 대응하여 피사체로부터 수신되는 제2 반사광을 검출하는 광 검출부와, 제1 시점에 제1 패턴광이 출력되도록 제어하며, 제1 시점 이후의 제2 시점에 제2 패턴광이 출력되도록 제어하며, 제1 반사광과 제2 반사광에 기초하여, 피사체에 대한 깊이 정보를 생성하는 프로세서를 포함한다.이에 따라, 하나의 광원부를 이용하여 발열 및 사이즈를 저감할 수 있게 된다. The present invention relates to a camera and a terminal having the same. A camera according to an embodiment of the present invention includes a plurality of light sources, a light source unit outputting a first pattern light, and a second pattern light different from the first pattern light generated by converting the first pattern light from the light source unit. and a light conversion unit that outputs either the first pattern light or the second pattern light, and the first reflected light received from the subject in response to the first pattern light output from the light conversion unit and the second pattern light. a photodetection unit that detects the second reflected light received from the subject, and controls such that a first pattern light is output at a first time point, and controls such that a second pattern light is output at a second time point after the first time point; and a processor that generates depth information of the subject based on the reflected light and the second reflected light. Accordingly, it is possible to reduce heat generation and size by using one light source unit.
Description
본 발명은 카메라, 및 이를 구비하는 단말기에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 하나의 광원부를 이용하여 발열 및 사이즈를 저감할 수 있는 슬림 카메라, 및 이를 구비하는 단말기에 관한 것이다.The present invention relates to a camera and a terminal having the same, and more particularly, to a slim camera capable of reducing heat generation and size by using one light source unit, and to a terminal having the same.
카메라는, 이미지를 촬영하기 위한 장치이다. 최근, 카메라가, 이동 단말기에 채용되면서, 카메라의 소형화에 대한 연구가 진행되고 있다.A camera is a device for capturing images. Recently, as cameras are adopted in mobile terminals, research on miniaturization of cameras is being conducted.
최근, 이동 단말기에 깊이 카메라가 장착되고 있으며, 피사체의 깊이 정보 연산을 위해, 복수의 광원부로부터 복수의 패턴광을 동시에 출력하고, 이에 기초하여, 피사체의 깊이 정보를 연산하는 방안이 구현되고 있다.Recently, a depth camera is being installed in a mobile terminal, and a method of simultaneously outputting a plurality of pattern lights from a plurality of light source units to calculate depth information of a subject and calculating depth information of the subject based thereon has been implemented.
그러나, 이러한 방식에 따르면, 복수의 패턴광을 동시에 출력하여야 하므로, 카메라의 사이즈가 커져야 하며, 발열이 심하다는 단점이 있다.However, according to this method, since a plurality of pattern lights must be output at the same time, the size of the camera must be increased and heat generation is severe.
본 발명의 목적은, 하나의 광원부를 이용하여 발열 및 사이즈를 저감할 수 있는 카메라, 및 이를 구비하는 단말기를 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a camera capable of reducing heat generation and size by using one light source unit, and a terminal having the same.
본 발명의 다른 목적은, 복수의 패턴광을 교호하게 출력하여, 해상도 높은 깊이 정보를 연산할 수 있는 카메라, 및 이를 구비하는 단말기를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a camera capable of calculating depth information with high resolution by alternately outputting a plurality of pattern lights, and a terminal having the same.
본 발명의 또 다른 목적은, 온도에 따라, 패턴광의 출력 주기를 가변할 수 있는 카메라, 및 이를 구비하는 단말기를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a camera capable of varying the output cycle of patterned light according to temperature, and a terminal having the same.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 및 이를 구비하는 단말기는, 복수의 광원을 구비하며, 제1 패턴광을 출력하는 광원부와, 광원부로부터의 제1 패턴광을 변환하여 제1 패턴광과 다른 제2 패턴광을 생성하며, 제1 패턴광과 제2 패턴광 중 어느 하나를 출력하는 광변환부와, 광변환부에서 출력되는 제1 패턴광에 대응하여 피사체로부터 수신되는 제1 반사광과, 제2 패턴광에 대응하여 피사체로부터 수신되는 제2 반사광을 검출하는 광 검출부와, 제1 시점에 제1 패턴광이 출력되도록 제어하며, 제1 시점 이후의 제2 시점에 제2 패턴광이 출력되도록 제어하며, 제1 반사광과 제2 반사광에 기초하여, 피사체에 대한 깊이 정보를 생성하는 프로세서를 포함한다. A camera and a terminal having the same according to an embodiment of the present invention for achieving the above object include a plurality of light sources, a light source unit outputting a first pattern light, and converting the first pattern light from the light source unit to generate a first light source. A light conversion unit generating a second pattern light different from the first pattern light and outputting either the first pattern light or the second pattern light, and a light received from a subject in response to the first pattern light output from the light conversion unit. A photodetection unit that detects the first reflected light and the second reflected light received from the subject corresponding to the second pattern light, controls the first pattern light to be output at the first time point, and outputs the first pattern light at the second time point after the first time point. and a processor configured to control two pattern lights to be output and generate depth information about a subject based on the first reflected light and the second reflected light.
한편, 광변환부는, 제1 시점에, 제1 패턴광을 투과하여 출력하고, 제2 시점에, 변환되어 생성된 제2 패턴광을 출력할 수 있다.Meanwhile, the light conversion unit may transmit and output the first pattern light at a first time point, and output second pattern light that is converted and generated at a second time point.
한편, 제1 패턴광과 제2 패턴광의 광 패턴은, 중첩되지 않는다.On the other hand, the light patterns of the first pattern light and the second pattern light do not overlap.
한편, 광변환부는, 마이크로 렌즈 또는 액체 렌즈를 구비할 수 있다.Meanwhile, the light conversion unit may include a micro lens or a liquid lens.
한편, 카메라 및 이를 구비하는 단말기는, 광변환부에서 출력되는 제1 패턴광 또는 제2 패턴광의 외부로 투사하는 렌즈를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the camera and the terminal including the same may further include a lens for projecting the first pattern light or the second pattern light output from the light conversion unit to the outside.
한편, 프로세서는, 제1 패턴광과 제2 패턴광이, 일정한 주기로, 교호하게 출력되도록 제어할 수 있다.Meanwhile, the processor may control the first pattern light and the second pattern light to be output alternately at regular intervals.
한편, 카메라 및 이를 구비하는 단말기는, 온도 검출부를 더 포함하고, 프로세서는, 검출되는 온도에 따라, 제1 패턴광과 제2 패턴광의 출력 주기가 가변되도록 제어할 수 있다.Meanwhile, the camera and the terminal including the same may further include a temperature detector, and the processor may control output cycles of the first pattern light and the second pattern light to be varied according to the detected temperature.
한편, 프로세서는, 검출되는 온도가 높을수록, 제1 패턴광과 제2 패턴광의 출력 주기가 커지도록 제어할 수 있다.Meanwhile, the processor may control the output period of the first pattern light and the second pattern light to increase as the detected temperature increases.
한편, 프로세서는, 검출되는 온도가 높을수록, 광원부에서 출력되는 제1 패턴광의 해상도가 낮아지도록 제어할 수 있다.Meanwhile, the processor may control the resolution of the first pattern light output from the light source unit to decrease as the detected temperature increases.
한편, 프로세서는, 복수의 광원에 대한 제어를 수행하여, 광원부에서 출력되는 제1 패턴광의 해상도를 가변할 수 있다.Meanwhile, the processor may control the plurality of light sources to vary the resolution of the first pattern light output from the light source unit.
한편, 프로세서는, 카메라의 이동량이 커질수록, 제1 패턴광의 해상도가 낮아지도록 제어할 수 있다.Meanwhile, the processor may control the resolution of the first pattern light to decrease as the moving amount of the camera increases.
한편, 프로세서는, 카메라의 이동량이 커질수록, 제1 패턴광과 제2 패턴광의 출력 주기가 커지도록 제어할 수 있다.Meanwhile, the processor may control the output period of the first pattern light and the second pattern light to increase as the moving amount of the camera increases.
한편, 광변환부가, 리퀴드 렌즈를 구비하는 경우, 프로세서는, 제1 시점에, 리퀴드 렌즈에 제1 전기 신호를 인가하고, 제2 시점에, 리퀴드 렌즈에 제2 전기 신호를 인가할 수 있다.Meanwhile, when the light conversion unit includes a liquid lens, the processor may apply a first electrical signal to the liquid lens at a first time point and apply a second electrical signal to the liquid lens at a second time point.
한편, 광변환부는, 리퀴드 렌즈에 전기 신호를 인가하는 렌즈 구동부와, 전기 신호에 기초하여 형성된 리퀴드 렌즈의 곡률을 감지하기 위한 센서부를 포함할 수 있다.Meanwhile, the optical conversion unit may include a lens driving unit for applying an electrical signal to the liquid lens and a sensor unit for detecting a curvature of the liquid lens formed based on the electrical signal.
한편, 센서부는, 리퀴드 렌즈 내의 전극 상의 절연체와, 전기 전도성 수용액 사이의 경계 영역의, 면적의 크기 또는 면적의 변화를 감지할 수 있다.Meanwhile, the sensor unit may detect a change in size or area of a boundary region between an insulator on an electrode in a liquid lens and an electrically conductive aqueous solution.
한편, 센서부는, 리퀴드 렌즈 내의 전극 상의 절연체와 전기 전도성 수용액 사이의 경계 영역의 면적의 크기 또는 면적의 변화에 대응하여, 전기 전도성 수용액과 전극이 형성하는 커패시턴스를 감지할 수 있다.Meanwhile, the sensor unit may detect capacitance formed between the conductive aqueous solution and the electrode in response to a size or change in area of a boundary region between an insulator and the electrically conductive aqueous solution on the electrode in the liquid lens.
한편, 광변환부는, 렌즈 구동부에서 출력되는 복수의 전기 신호를 리퀴드 렌즈로 공급하는 복수의 도전성 라인과, 복수의 도전성 라인 중 어느 하나와, 센서부 사이에 배치되는 스위칭 소자를 더 구비할 수 있다.On the other hand, the optical conversion unit may further include a plurality of conductive lines for supplying a plurality of electrical signals output from the lens driving unit to the liquid lens, a switching element disposed between any one of the plurality of conductive lines and the sensor unit. .
한편, 프로세서는, 센서부에서 감지되는 커패시턴스에 기초하여, 리퀴드 렌즈의 곡률을 연산하고, 연산된 곡률과 목표 곡률에 기초하여, 펄스폭 가변 신호를 렌즈 구동부로 출력할 수 있다.Meanwhile, the processor may calculate the curvature of the liquid lens based on the capacitance detected by the sensor unit, and output a variable pulse width signal to the lens driver based on the calculated curvature and the target curvature.
한편, 프로세서는, 연산된 곡률이 목표 곡률 보다 작아지는 경우, 펄스폭 가변 신호의 듀티가 증가하도록 제어할 수 있다.Meanwhile, the processor may control the duty of the variable pulse width signal to increase when the calculated curvature is smaller than the target curvature.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 및 이를 구비하는 단말기는, 복수의 광원을 구비하며, 제1 패턴광을 출력하는 광원부와, 광원부로부터의 제1 패턴광을 변환하여 제1 패턴광과 다른 제2 패턴광을 생성하며, 제1 패턴광과 제2 패턴광 중 어느 하나를 출력하는 광변환부와, 광변환부에서 출력되는 제1 패턴광에 대응하여 피사체로부터 수신되는 제1 반사광과, 제2 패턴광에 대응하여 피사체로부터 수신되는 제2 반사광을 검출하는 광 검출부와, 제1 시점에 제1 패턴광이 출력되도록 제어하며, 제1 시점 이후의 제2 시점에 제2 패턴광이 출력되도록 제어하며, 제1 반사광과 제2 반사광에 기초하여, 피사체에 대한 깊이 정보를 생성하는 프로세서를 포함한다. 이에 따라, 하나의 광원부를 이용하여 발열 및 사이즈를 저감할 수 있게 된다. A camera and a terminal including the camera according to an embodiment of the present invention include a plurality of light sources, a light source unit outputting a first pattern light, and a light source unit that converts the first pattern light from the light source unit to generate a light source different from the first pattern light. A light conversion unit that generates two pattern lights and outputs either a first pattern light or a second pattern light; a first reflected light received from a subject in response to the first pattern light output from the light conversion unit; 2 A photodetection unit that detects second reflected light received from a subject in response to pattern light, controls to output first pattern light at a first time point, and outputs second pattern light at a second time point after the first time point. and a processor configured to generate depth information about a subject based on the first reflected light and the second reflected light. Accordingly, it is possible to reduce heat generation and size by using one light source unit.
특히, 광변환부가, 시점별로 서로 다른 패턴광을 출력함으로써, 제1 패턴광 내의 광 간격을 넓게 형성할 수 있으므로, 발열을 저감할 수 있으며, 카메라의 사이즈도 컴팩트하게 구성할 수 있게 된다. In particular, since the light conversion unit outputs different pattern lights for each viewpoint, a light interval in the first pattern light can be widened, so heat generation can be reduced and the size of the camera can be made compact.
한편, 복수의 패턴광을 교호하게 출력하여, 제1 반사광과 제2 반사광의 합성에 의한 광 패턴의 해상도가 증가하며, 결국, 해상도 높은 깊이 정보를 연산할 수 있게 된다.On the other hand, by alternately outputting a plurality of pattern lights, the resolution of the light pattern by the synthesis of the first reflected light and the second reflected light is increased, and as a result, depth information with high resolution can be calculated.
한편, 광변환부는, 제1 시점에, 제1 패턴광을 투과하여 출력하고, 제2 시점에, 변환되어 생성된 제2 패턴광을 출력할 수 있다. 이에 따라, 제1 패턴광 내의 광 간격을 넓게 형성할 수 있으므로, 발열을 저감할 수 있으며, 카메라의 사이즈도 컴팩트하게 구성할 수 있게 된다. Meanwhile, the light conversion unit may transmit and output the first pattern light at a first time point, and output second pattern light that is converted and generated at a second time point. Accordingly, since the light interval in the first pattern light can be widened, heat generation can be reduced and the size of the camera can be compactly configured.
한편, 제1 패턴광과 제2 패턴광의 광 패턴은, 중첩되지 않는다. 이에 따라, 제1 패턴광 내의 광 간격을 넓게 형성할 수 있으므로, 발열을 저감할 수 있으며, 카메라의 사이즈도 컴팩트하게 구성할 수 있게 된다. On the other hand, the light patterns of the first pattern light and the second pattern light do not overlap. Accordingly, since the light interval in the first pattern light can be widened, heat generation can be reduced and the size of the camera can be compactly configured.
한편, 광변환부는, 마이크로 렌즈 또는 액체 렌즈를 구비할 수 있다. 이에 따라, 제1 패턴광과 광 패턴이 중첩되지 않은 제2 패턴광을 간단하게 구현할 수 있게 된다. Meanwhile, the light conversion unit may include a micro lens or a liquid lens. Accordingly, it is possible to simply implement the second pattern light in which the first pattern light and the light pattern do not overlap.
한편, 카메라 및 이를 구비하는 단말기는, 광변환부에서 출력되는 제1 패턴광 또는 제2 패턴광의 외부로 투사하는 렌즈를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 외부로 투사되는 패턴광의 품질이 향상될 수 있게 된다.Meanwhile, the camera and the terminal including the same may further include a lens for projecting the first pattern light or the second pattern light output from the light conversion unit to the outside. Accordingly, the quality of the patterned light projected to the outside can be improved.
한편, 프로세서는, 제1 패턴광과 제2 패턴광이, 일정한 주기로, 교호하게 출력되도록 제어할 수 있다.Meanwhile, the processor may control the first pattern light and the second pattern light to be output alternately at regular intervals.
한편, 카메라 및 이를 구비하는 단말기는, 온도 검출부를 더 포함하고, 프로세서는, 검출되는 온도에 따라, 제1 패턴광과 제2 패턴광의 출력 주기가 가변되도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 카메라의 발열을 저감할 수 있게 된다. Meanwhile, the camera and the terminal including the same may further include a temperature detector, and the processor may control output cycles of the first pattern light and the second pattern light to be varied according to the detected temperature. Accordingly, heat generation of the camera can be reduced.
한편, 프로세서는, 검출되는 온도가 높을수록, 제1 패턴광과 제2 패턴광의 출력 주기가 커지도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 카메라의 발열을 저감할 수 있게 된다. Meanwhile, the processor may control the output period of the first pattern light and the second pattern light to increase as the detected temperature increases. Accordingly, heat generation of the camera can be reduced.
한편, 프로세서는, 검출되는 온도가 높을수록, 광원부에서 출력되는 제1 패턴광의 해상도가 낮아지도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 카메라의 발열을 저감할 수 있게 된다. Meanwhile, the processor may control the resolution of the first pattern light output from the light source unit to decrease as the detected temperature increases. Accordingly, heat generation of the camera can be reduced.
한편, 프로세서는, 복수의 광원에 대한 제어를 수행하여, 광원부에서 출력되는 제1 패턴광의 해상도를 가변할 수 있다. 이에 따라, 카메라의 발열을 저감하면서, 깊이 정보의 해상도를 가변할 수 있게 된다. Meanwhile, the processor may control the plurality of light sources to vary the resolution of the first pattern light output from the light source unit. Accordingly, it is possible to vary the resolution of depth information while reducing heat generation of the camera.
한편, 프로세서는, 카메라의 이동량이 커질수록, 제1 패턴광의 해상도가 낮아지도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 깊이 정보의 정확성이 향상될 수 있게 된다. Meanwhile, the processor may control the resolution of the first pattern light to decrease as the moving amount of the camera increases. Accordingly, accuracy of depth information can be improved.
한편, 프로세서는, 카메라의 이동량이 커질수록, 제1 패턴광과 제2 패턴광의 출력 주기가 커지도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 깊이 정보의 정확성이 향상될 수 있게 된다. Meanwhile, the processor may control the output period of the first pattern light and the second pattern light to increase as the moving amount of the camera increases. Accordingly, accuracy of depth information can be improved.
한편, 광변환부가, 리퀴드 렌즈를 구비하는 경우, 프로세서는, 제1 시점에, 리퀴드 렌즈에 제1 전기 신호를 인가하고, 제2 시점에, 리퀴드 렌즈에 제2 전기 신호를 인가할 수 있다. 이에 따라, 리퀴드 렌즈를 간단하게 구동할 수 있게 된다.Meanwhile, when the light conversion unit includes a liquid lens, the processor may apply a first electrical signal to the liquid lens at a first time point and apply a second electrical signal to the liquid lens at a second time point. Accordingly, it is possible to simply drive the liquid lens.
한편, 광변환부는, 리퀴드 렌즈에 전기 신호를 인가하는 렌즈 구동부와, 전기 신호에 기초하여 형성된 리퀴드 렌즈의 곡률을 감지하기 위한 센서부를 포함할 수 있다. 이에 따라, 리퀴드 렌즈의 곡률을 간단하게 연산할 수 있게 된다.Meanwhile, the optical conversion unit may include a lens driving unit for applying an electrical signal to the liquid lens and a sensor unit for detecting a curvature of the liquid lens formed based on the electrical signal. Accordingly, it is possible to simply calculate the curvature of the liquid lens.
한편, 센서부는, 리퀴드 렌즈 내의 전극 상의 절연체와, 전기 전도성 수용액 사이의 경계 영역의, 면적의 크기 또는 면적의 변화를 감지할 수 있다. 이에 따라, 리퀴드 렌즈의 곡률을 간단하게 연산할 수 있게 된다.Meanwhile, the sensor unit may detect a change in size or area of a boundary region between an insulator on an electrode in a liquid lens and an electrically conductive aqueous solution. Accordingly, it is possible to simply calculate the curvature of the liquid lens.
한편, 센서부는, 리퀴드 렌즈 내의 전극 상의 절연체와 전기 전도성 수용액 사이의 경계 영역의 면적의 크기 또는 면적의 변화에 대응하여, 전기 전도성 수용액과 전극이 형성하는 커패시턴스를 감지할 수 있다. 이에 따라, 리퀴드 렌즈의 곡률을 간단하게 연산할 수 있게 된다.Meanwhile, the sensor unit may detect capacitance formed between the conductive aqueous solution and the electrode in response to a size or change in area of a boundary region between an insulator and the electrically conductive aqueous solution on the electrode in the liquid lens. Accordingly, it is possible to simply calculate the curvature of the liquid lens.
한편, 광변환부는, 렌즈 구동부에서 출력되는 복수의 전기 신호를 리퀴드 렌즈로 공급하는 복수의 도전성 라인과, 복수의 도전성 라인 중 어느 하나와, 센서부 사이에 배치되는 스위칭 소자를 더 구비할 수 있다. 이에 따라, 리퀴드 렌즈의 곡률을 간단하게 연산할 수 있게 된다.On the other hand, the optical conversion unit may further include a plurality of conductive lines for supplying a plurality of electrical signals output from the lens driving unit to the liquid lens, a switching element disposed between any one of the plurality of conductive lines and the sensor unit. . Accordingly, it is possible to simply calculate the curvature of the liquid lens.
한편, 프로세서는, 센서부에서 감지되는 커패시턴스에 기초하여, 리퀴드 렌즈의 곡률을 연산하고, 연산된 곡률과 목표 곡률에 기초하여, 펄스폭 가변 신호를 렌즈 구동부로 출력할 수 있다. 이에 따라, 리퀴드 렌즈를 원하는 목표 곡률을 가지도록 구현할 수 있게 된다.Meanwhile, the processor may calculate the curvature of the liquid lens based on the capacitance detected by the sensor unit, and output a variable pulse width signal to the lens driver based on the calculated curvature and the target curvature. Accordingly, it is possible to implement the liquid lens to have a desired target curvature.
한편, 프로세서는, 연산된 곡률이 목표 곡률 보다 작아지는 경우, 펄스폭 가변 신호의 듀티가 증가하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 리퀴드 렌즈를 원하는 목표 곡률을 가지도록 구현할 수 있게 된다.Meanwhile, the processor may control the duty of the variable pulse width signal to increase when the calculated curvature is smaller than the target curvature. Accordingly, it is possible to implement the liquid lens to have a desired target curvature.
도 1a은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말기의 일예인 이동 단말기를 전면에서 바라본 사시도이다.
도 1b는 도 1a에 도시한 이동 단말기의 후면 사시도이다.
도 2는 도 1의 이동 단말기의 블럭도이다.
도 3a는 도 1b의 RGB 카메라의 내부 단면도이다.
도 3b는 도 1b의 RGB 카메라의 내부 블록도이다.
도 4는 도 1b의 깊이 카메라의 내부 볼록도이다.
도 5a는 도 1b의 깊이 카메라의 동작 설명에 참조되는 도면이다.
도 5b는 연산된 거리 정보에 기초하여 생성되는 깊이 이미지를 예시한다.
도 6은 도 4의 광출력부의 내부 구조도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 깊이 카메라의 동작 방법을 도시한 순서도이다.
도 8a 내지 도 11은 도 7의 동작 방법 설명에 참조되는 도면이다.
도 12a 내지 도 12b는 리퀴드 렌즈의 구동 방식을 설명하는 도면이다.
도 13a 내지 도 13c 리퀴드 렌즈의 구조를 도시하는 도면이다.
도 14a 내지 도 14e는 리퀴드 렌즈의 렌즈 곡률 가변을 설명하는 도면이다.
도 15a 내지 도 15b는 광변환부의 내부 블록도의 다양한 예이다.1A is a perspective view of a mobile terminal, which is an example of a terminal according to an embodiment of the present invention, viewed from the front.
Figure 1b is a rear perspective view of the mobile terminal shown in Figure 1a.
2 is a block diagram of the mobile terminal of FIG. 1;
Figure 3a is an internal cross-sectional view of the RGB camera of Figure 1b.
Figure 3b is an internal block diagram of the RGB camera of Figure 1b.
Fig. 4 is an internal convex view of the depth camera of Fig. 1b;
FIG. 5A is a diagram referenced for describing an operation of the depth camera of FIG. 1B .
5B illustrates a depth image generated based on calculated distance information.
FIG. 6 is an internal structure diagram of the light output unit of FIG. 4 .
7 is a flowchart illustrating a method of operating a depth camera according to an embodiment of the present invention.
8A to 11 are diagrams referenced for description of the operation method of FIG. 7 .
12A to 12B are diagrams for explaining a liquid lens driving method.
13A to 13C are views showing the structure of a liquid lens.
14A to 14E are diagrams for explaining lens curvature variation of a liquid lens.
15A and 15B are various examples of internal block diagrams of a light conversion unit.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.The suffixes "module" and "unit" for the components used in the following description are simply given in consideration of ease of writing this specification, and do not themselves give a particularly important meaning or role. Accordingly, the “module” and “unit” may be used interchangeably.
도 1a은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말기의 일예인 이동 단말기를 전면에서 바라본 사시도이고, 도 1b는 도 1a에 도시한 이동 단말기의 후면 사시도이다. 1A is a front perspective view of a mobile terminal, which is an example of a terminal according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a rear perspective view of the mobile terminal shown in FIG. 1A.
도 1a을 참조하면, 이동 단말기(100)의 외관을 이루는 케이스는, 프론트 케이스(100-1)와 리어 케이스(100-2)에 의해 형성된다. 프론트 케이스(100-1)와 리어 케이스(100-2)에 의해 형성된 공간에는 각종 전자부품들이 내장될 수 있다.Referring to FIG. 1A , a case constituting the exterior of the
구체적으로 프론트 케이스(100-1)에는 디스플레이(180), 제1 음향출력모듈(153a), 제1 카메라(195a), 및 제1 내지 제3 사용자 입력부(130a, 130b, 130c)가 배치될 수 있다. 그리고, 리어 케이스(100-2)의 측면에는 제4 사용자 입력부(130d), 제5 사용자 입력부(130e), 및 제1 내지 제3 마이크(123a, 123b, 123c)가 배치될 수 있다.In detail, a
디스플레이(180)는 터치패드가 레이어 구조로 중첩됨으로써, 디스플레이(180)가 터치스크린으로 동작할 수 있다.The
제1 음향출력 모듈(153a)은 리시버 또는 스피커의 형태로 구현될 수 있다. 제1 카메라(195a)는 사용자 등에 대한 이미지 또는 동영상을 촬영하기에 적절한 형태로 구현될 수 있다. 그리고, 마이크(123)는 사용자의 음성, 기타 소리 등을 입력받기 적절한 형태로 구현될 수 있다.The first
제1 내지 제5 사용자 입력부(130a, 130b, 130c, 130d, 130e)와 후술하는 제6 및 제7 사용자 입력부(130f, 130g)는 사용자 입력부(130)라 통칭할 수 있다.The first to fifth
제1 내지 제2 마이크(123a, 123b)는, 리어 케이스(100-2)의 상측, 즉, 이동 단말기(100)의 상측에, 오디오 신호 수집을 위해 배치되며, 제3 마이크(123c)는, 리어 케이스(100-2)의 하측, 즉, 이동 단말기(100)의 하측에, 오디오 신호 수집을 위해 배치될 수 있다. The first to second microphones 123a and 123b are disposed on the upper side of the rear case 100-2, that is, on the upper side of the
도 1b를 참조하면, 리어 케이스(100-2)의 후면에는 제2 카메라(195b), 제3 카메라(195c), 및 제4 마이크(미도시)가 추가로 장착될 수 있으며, 리어 케이스(100-2)의 측면에는 제6 및 제7 사용자 입력부(130f, 130g)와, 인터페이스부(175)가 배치될 수 있다.Referring to FIG. 1B , a
제2 카메라(195b)는 제1 카메라(195a)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지며, 제1 카메라(195a)와 서로 다른 화소를 가질 수 있다. 제2 카메라(195b)에 인접하게는 플래쉬(미도시)와 거울(미도시)이 추가로 배치될 수도 있다. The
한편, 제2 카메라(195b)는, RGB 카메라일 수 있으며, 제3 카메라(195c)는, 피사체와의 거리 연산을 위한 깊이 카메라(depth camera)일 수 있다.Meanwhile, the
리어 케이스(100-2)에는 제2 음향출력 모듈(미도시)가 추가로 배치될 수도 있다. 제2 음향출력 모듈은 제1 음향출력 모듈(153a)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 스피커폰 모드로 통화를 위해 사용될 수도 있다.A second sound output module (not shown) may be additionally disposed in the rear case 100-2. The second audio output module may implement a stereo function together with the first
리어 케이스(100-2) 측에는 이동 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(190)가 장착될 수 있다. 전원공급부(190)는, 예를 들어 충전 가능한 배터리로서, 충전 등을 위하여 리어 케이스(100-2)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.A
제4 마이크(123d)는, 리어 케이스(100-2)의 전면, 즉, 이동 단말기(100)의 뒷면에, 오디오 신호 수집을 위해 배치될 수 있다. The fourth microphone 123d may be disposed on the front side of the rear case 100 - 2 , that is, on the back side of the
도 2는 도 1의 이동 단말기의 블럭도이다. 2 is a block diagram of the mobile terminal of FIG. 1;
도 2를 참조하면, 이동 단말기(100)는 무선 통신부(110), A/V(Audio/Video) 입력부(120), 사용자 입력부(130), 센싱부(140), 출력부(150), 메모리(160), 인터페이스부(175), 제어부(170), 및 전원 공급부(190)를 포함할 수 있다. 이와 같은 구성요소들은 실제 응용에서 구현될 때 필요에 따라 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나, 혹은 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있다.Referring to FIG. 2 , the
무선 통신부(110)는 방송수신 모듈(111), 이동통신 모듈(113), 무선 인터넷 모듈(115), 근거리 통신 모듈(117), 및 GPS 모듈(119) 등을 포함할 수 있다.The
방송수신 모듈(111)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송관리 서버로부터 방송 신호 및 방송관련 정보 중 적어도 하나를 수신할 수 있다. 방송수신 모듈(111)을 통해 수신된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보는 메모리(160)에 저장될 수 있다.The
이동통신 모듈(113)은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신할 수 있다. 여기서, 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호, 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다. The
무선 인터넷 모듈(115)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 무선 인터넷 모듈(115)은 이동 단말기(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. The
근거리 통신 모듈(117)은 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 근거리 통신 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee), NFC(Near Field Communication) 등이 이용될 수 있다.The short-
GPS(Global Position System) 모듈(119)은 복수 개의 GPS 인공위성으로부터 위치 정보를 수신한다.A Global Position System (GPS)
A/V(Audio/Video) 입력부(120)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 이에는 카메라(195)와 마이크(123) 등이 포함될 수 있다. An audio/video (A/V)
카메라(195)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리할 수 있다. 그리고, 처리된 화상 프레임은 디스플레이(180)에 표시될 수 있다.The
카메라(195)에서 처리된 화상 프레임은 메모리(160)에 저장되거나 무선 통신부(110)를 통하여 외부로 전송될 수 있다. 카메라(195)는 단말기의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.An image frame processed by the
마이크(123)는, 디스플레이 오프 모드, 예를 들어, 통화모드, 녹음모드, 또는 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 오디오 신호를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 처리할 수 있다. The
한편, 마이크(123)는, 서로 다른 위치에, 복수개로서 배치될 수 있다. 각 마이크에서 수신되는 오디오 신호는 제어부(170) 등에서 오디오 신호 처리될 수 있다.On the other hand, the
사용자 입력부(130)는 사용자가 단말기의 동작 제어를 위하여 입력하는 키 입력 데이터를 발생시킨다. 사용자 입력부(130)는 사용자의 누름 또는 터치 조작에 의해 명령 또는 정보를 입력받을 수 있는 키 패드(key pad), 돔 스위치(dome switch), 터치 패드(정압/정전) 등으로 구성될 수 있다. 특히, 터치 패드가 후술하는 디스플레이(180)와 상호 레이어 구조를 이룰 경우, 이를 터치스크린(touch screen)이라 부를 수 있다.The
센싱부(140)는 이동 단말기(100)의 개폐 상태, 이동 단말기(100)의 위치, 사용자 접촉 유무 등과 같이 이동 단말기(100)의 현 상태를 감지하여 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킬 수 있다.The
센싱부(140)는 근접센서(141), 압력센서(143), 및 모션 센서(145), 터치 센서(146) 등을 포함할 수 있다.The
근접센서(141)는 이동 단말기(100)로 접근하는 물체나, 이동 단말기(100)의 근방에 존재하는 물체의 유무 등을 기계적 접촉이 없이 검출할 수 있다. 특히, 근접센서(141)는, 교류자계의 변화나 정자계의 변화를 이용하거나, 혹은 정전용량의 변화율 등을 이용하여 근접물체를 검출할 수 있다. The
압력센서(143)는 이동 단말기(100)에 압력이 가해지는지 여부와, 그 압력의 크기 등을 검출할 수 있다. The
모션 센서(145)는 가속도 센서, 자이로 센서 등을 이용하여 이동 단말기(100)의 위치나 움직임 등을 감지할 수 있다. The
터치 센서(146)는, 사용자의 손가락에 의한 터치 입력 또는 특정 펜에 의한 터치 입력을 감지할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(180) 상에 터치 스크린 패널이 배치되는 경우, 터치 스크린 패널은, 터치 입력의 위치 정보, 세기 정보 등을 감지하기 위한 터치 센서(146)를 구비할 수 있다. 터치 센서(146)에서 감지된 센싱 신호는, 제어부(170)로 전달될 수 있다.The
출력부(150)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 또는 알람(alarm) 신호의 출력을 위한 것이다. 출력부(150)에는 디스플레이(180), 음향출력 모듈(153), 알람부(155), 및 햅틱 모듈(157) 등이 포함될 수 있다.The
디스플레이(180)는 이동 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시 출력한다. 예를 들어 이동 단말기(100)가 통화 모드인 경우 통화와 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시한다. 그리고 이동 단말기(100)가 화상 통화 모드 또는 촬영 모드인 경우, 촬영되거나 수신된 영상을 각각 혹은 동시에 표시할 수 있으며, UI, GUI를 표시한다. The
한편, 전술한 바와 같이, 디스플레이(180)와 터치패드가 상호 레이어 구조를 이루어 터치스크린으로 구성되는 경우, 디스플레이(180)는 출력 장치 이외에 사용자의 터치에 의한 정보의 입력이 가능한 입력 장치로도 사용될 수 있다. On the other hand, as described above, when the
음향출력 모듈(153)은 호 신호 수신, 통화 모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(160)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 또한, 음향출력 모듈(153)은 이동 단말기(100)에서 수행되는 기능, 예를 들어, 호 신호 수신음, 메시지 수신음 등과 관련된 오디오 신호를 출력한다. 이러한 음향출력 모듈(153)에는 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.The
알람부(155)는 이동 단말기(100)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 알람부(155)는 오디오 신호나 비디오 신호 이외에 다른 형태로 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 예를 들면, 진동 형태로 신호를 출력할 수 있다. The
햅틱 모듈(haptic module)(157)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(157)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동 효과가 있다. 햅틱 모듈(157)이 촉각 효과로 진동을 발생시키는 경우, 햅택 모듈(157)이 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 변환가능하며, 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.A
메모리(160)는 제어부(170)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입력되거나 출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다. The
인터페이스부(175)는 이동 단말기(100)에 연결되는 모든 외부기기와의 인터페이스 역할을 수행한다. 인터페이스부(175)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나 전원을 공급받아 이동 단말기(100) 내부의 각 구성 요소에 전달할 수 있고, 이동 단말기(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 할 수 있다.The
제어부(170)는 통상적으로 상기 각부의 동작을 제어하여 이동 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행할 수 있다. 또한, 제어부(170)는 멀티 미디어 재생을 위한 멀티미디어 재생 모듈(181)을 구비할 수도 있다. 멀티미디어 재생 모듈(181)은 제어부(170) 내에 하드웨어로 구성될 수도 있고, 제어부(170)와 별도로 소프트웨어로 구성될 수도 있다. 한편, 제어부(170)는, 애플리케이션 구동을 위한 애플리케이션 프로세서(미도시)를 구비할 수 있다. 또는 애플리케이션 프로세서(미도시)는 제어부(170)와 별도로 마련되는 것도 가능하다. The
그리고, 전원 공급부(190)는 제어부(170)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다.In addition, the
도 3a는 도 1b의 RGB 카메라의 내부 단면도이다.Figure 3a is an internal cross-sectional view of the RGB camera of Figure 1b.
도면을 참조하면, 도 3a는, 카메라(195b)에 대한 단면도의 일예이다.Referring to the drawings, FIG. 3A is an example of a cross-sectional view of the
카메라(195b)는, 조리개(194), 렌즈 장치(193), 이미지 센서(820)를 구비할 수 있다.The
조리개(194)는, 렌즈 장치(193)로 입사되는 광을 개폐할 수 있다.The
렌즈 장치(193)는, 가변 초점을 위해 조정되는 복수의 렌즈를 구비할 수 있다.The
이미지 센서(820)는, RGB 색상을 센싱하기 위해, RGb 필터(915b)와, 광 신호를 전기 신호로 변환하는 센서 어레이(911b)를 구비할 수 있다.The
이에 따라, 이미지 센서(820)는, 각각 RGB 이미지를 센싱하여, 출력할 수 있다.Accordingly, the
도 3b는 도 1b의 RGB 카메라의 내부 블록도이다.Figure 3b is an internal block diagram of the RGB camera of Figure 1b.
도면을 참조하면, 도 3b는, 카메라(195b)에 대한 블록도의 일예이다.Referring to the drawings, FIG. 3B is an example of a block diagram of a
카메라(195b)는 렌즈 장치(193), 이미지 센서(820), 이미지 프로세서(830)를 구비할 수 있다.The
렌즈 장치(193)는, 입사되는 입사광을 수신하며, 가변 초점을 위해 조정되는 복수의 렌즈를 구비할 수 있다.The
이미지 프로세서(830)는, 이미지 센서(820)로부터의, 전기 신호에 기초하여, RGB 이미지를 생성할 수 있다. The
특히, 이미지 프로세서(830)는, 렌즈 장치(193)를 통과한, 입사광에 기초하여 화상 신호를 생성할 수 있다. 이에 따라, 이에 따라, 후면 촬영시 이미지 센서(820)를 이용하여, 화상 신호를 생성할 수 있다.In particular, the
한편, 이미지 센서(820)는, 전기 신호에 기초하여, 노출 시간이 조절될 수 있다.Meanwhile, an exposure time of the
한편, 이미지 프로세서(830)로부터의 RGB 이미지는 이동 단말기(100)의 제어부(170)로 전달될 수 있다.Meanwhile, the RGB image from the
한편, 이동 단말기(100)의 제어부(170)는, 렌즈 장치(193) 내의 렌즈의 이동 등을 위해, 제어 신호를, 렌즈 장치(193)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 오토 포커싱을 위한 제어 신호를 렌즈 장치(193)로 출력할 수 있다. Meanwhile, the
한편, 이동 단말기(100)의 제어부(170)는, 조리개(194)의 광투과율 조절을 위한 조리개 제어 신호를, 조리개(194)로 출력할 수도 있다.Meanwhile, the
예를 들어, 이동 단말기(100)의 제어부(170)는, 제1 기간에, 조리개(194)가 오픈되고, 제2 기간에, 조리개(194)가 닫히도록 제어할 수 있다.For example, the
도 4는 도 1b의 깊이 카메라의 내부 볼록도이다. Fig. 4 is an internal convex view of the depth camera of Fig. 1b;
도면을 참조하면, 도 4의 깊이 카메라(195c)는, 광출력부(210), 광 광검출부(280), 온도 검출부(260), 및 프로세서(270)를 구비할 수 있다.Referring to the drawing, the
프로세서(270)는, 소정 주파수의 정현파 구동 신호(Tx)를, 광출력부(210)에 출력할 수 있다.The
광출력부(210)는, 정현파 구동 신호, 즉 송신 신호(Tx)에 기초하여, 외부 피사체(40)에 대해, 제1 패턴광 또는 제2 패턴광을 출력할 수 있다.The
특히, 광출력부(210)는, 제1 시점에 제1 패턴광을 출력하고, 제1 시점 이후의 제2 시점에 제2 패턴광을 출력할 수 있다.In particular, the
즉, 광출력부(210)는, 제1 패턴광과 제2 패턴광을 교호하게 출력할 수 있다.That is, the
외부 피사체(40)에 출력되는 제1 패턴광 또는 제2 패턴광은, 외부 피사체(40)에서 산란 또는 반사된다. 이에 따라, 외부 피사체(40)에서 산란 또는 반사되는 제1 수신광 또는 제2 수신광이, 깊이 카메라(195c)로 수신될 수 있다.The first pattern light or the second pattern light output to the
광검출부(280)는, 제1 수신광 또는 제2 수신광을 수신하고, 이를 전기 신호인 수신 신호로 변환할 수 있다.The
한편, 광검출부(280)에서 변환된 전기 신호(Rx)는, 프로세서(270)로 전달될 수 있다.Meanwhile, the electrical signal Rx converted by the
프로세서(270)는, 송신 신호(Tx)와 송신 신호(Tx)에 기초하여, 외부 피사체에 대한 거리 정보를 연산할 수 있다.The
특히, 프로세서(270)는, 제1 수신광과 제2 수신광을 합성하고, 합성된 광에 기초하여, 외부 피사체에 대한 거리 정보를 연산할 수 있다.In particular, the
한편, 프로세서(270)는, 제1 패턴광과 제2 패턴광, 그리고, 제1 수신광과 제2 수신광이 합성된 광의 차이에 기초하여, 외부 피사체에 대한 거리 정보를 연산할 수 있다.Meanwhile, the
한편, 깊이 카메라(195c)에서 연산된 거리 정보는, 이동 단말기(100)의 제어부(170)에 전달될 수 있다. Meanwhile, distance information calculated by the
그리고, 이동 단말기(100)의 제어부(170)는, 깊이 카메라(195c)에서 연산된 거리 정보에 기초하여, 깊이 이미지를 생성할 수 있다.Also, the
또는, 깊이 카메라(195c) 내의 프로세서(270)는, 연산된 거리 정보에 기초하여, 깊이 이미지를 생성할 수 있다.Alternatively, the
한편, 광출력부(210)는, 제1 시점에, 제1 패턴광을 외부 피사체(40)에 출력하고, 제1 시점 이후의 제2 시점에, 제2 패턴광을 외부 피사체(40)에 출력할 수 있다. Meanwhile, the
즉, 광출력부(210)는, 제1 패턴광과 제2 패턴광을 교호하게 출력할 수 있다.That is, the
특히, 제2 패턴광은, 제1 패턴광을 복제하여 생성된 패턴광으로서, 제2 패턴광의 광 패턴은, 제1 패턴광의 광 패턴과 중첩되지 않는 것이 바람직하다.In particular, the second pattern light is pattern light generated by copying the first pattern light, and it is preferable that the light pattern of the second pattern light does not overlap with the light pattern of the first pattern light.
이에 의하며, 광출력부(210)가, 하나의 광원부를 이용하므로, 깊이 카메라(195c)의 발열 및 사이즈를 저감할 수 있게 된다. Accordingly, since the
특히, 광변환부(320)가, 시점별로 서로 다른 패턴광을 출력함으로써, 제1 패턴광 내의 광 간격을 넓게 형성할 수 있으므로, 발열을 저감할 수 있으며, 깊이 카메라(195c)의 사이즈도 컴팩트하게 구성할 수 있게 된다. In particular, since the
한편, 복수의 패턴광을 교호하게 출력하여, 제1 반사광과 제2 반사광의 합성에 의한 광 패턴의 해상도가 증가하며, 결국, 해상도 높은 깊이 정보를 연산할 수 있게 된다.On the other hand, by alternately outputting a plurality of pattern lights, the resolution of the light pattern by the synthesis of the first reflected light and the second reflected light is increased, and as a result, depth information with high resolution can be calculated.
한편, 온도 검출부(260)는, 광출력부(210)의 온도를 검출할 수 있다. 검출되는 온도 정보(T)는 프로세서(270)로 입력될 수 있다.Meanwhile, the
한편, 프로세서(270)는, 제1 패턴광과 제2 패턴광이, 일정한 주기로, 교호하게 출력되도록 제어할 수 있다.Meanwhile, the
한편, 프로세서(270)는, 검출되는 온도에 따라, 제1 패턴광과 제2 패턴광의 출력 주기가 가변되도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 깊이 카메라(195c)의 발열을 저감할 수 있게 된다. Meanwhile, the
한편, 프로세서(270)는, 검출되는 온도가 높을수록, 제1 패턴광과 제2 패턴광의 출력 주기가 커지도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 깊이 카메라(195c)의 발열을 저감할 수 있게 된다. Meanwhile, the
한편, 프로세서(270)는, 검출되는 온도가 높을수록, 광원부(310)에서 출력되는 제1 패턴광의 해상도가 낮아지도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 깊이 카메라(195c)의 발열을 저감할 수 있게 된다. Meanwhile, the
한편, 프로세서(270)는, 복수의 광원에 대한 제어를 수행하여, 광원부(310)에서 출력되는 제1 패턴광의 해상도를 가변할 수 있다. 이에 따라, 깊이 카메라(195c)의 발열을 저감하면서, 깊이 정보의 해상도를 가변할 수 있게 된다. Meanwhile, the
한편, 프로세서(270)는, 깊이 카메라(195c)의 이동량이 커질수록, 제1 패턴광의 해상도가 낮아지도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 깊이 정보의 정확성이 향상될 수 있게 된다. Meanwhile, the
한편, 프로세서(270)는, 깊이 카메라(195c)의 이동량이 커질수록, 제1 패턴광과 제2 패턴광의 출력 주기가 커지도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 깊이 정보의 정확성이 향상될 수 있게 된다. Meanwhile, the
도 5a는 도 1b의 깊이 카메라의 동작 설명에 참조되는 도면이다.FIG. 5A is a diagram referenced for describing an operation of the depth camera of FIG. 1B .
도면을 참조하면, 깊이 카메라(195c)는, 제1 패턴광 또는 제2 패턴광을 외부 피사체(40)에 선택적으로 출력하고, 외부 피사체(40)에서 산란 또는 반사되는 제1 반사광 또는 제2 반사광을 수신하고, 제1 패턴광 또는 제2 패턴광과, 제1 반사광 또는 제2 반사광의 차이 등을 이용하여, 거리 정보를 연산할 수 있다.Referring to the drawings, the
도 5b는 연산된 거리 정보에 기초하여 생성되는 깊이 이미지를 예시한다.5B illustrates a depth image generated based on calculated distance information.
도면을 참조하면, 깊이 카메라(195c)에서, 연산되는 거리 정보는, 도 5b와 같이, 휘도 이미지(65)로서 표현될 수 있다. 외부 피사체의 다양한 거리 정보 값(distance value)은, 대응하는 휘도 레벨로서 표시 가능하다. 거리 정보가 가까운 경우, 휘도 레벨이 클 수(밝기가 밝을 수) 있으며, 깊이가 먼 경우 휘도 레벨이 작을 수(밝기가 어두울 수) 있다. Referring to the drawings, distance information calculated by the
도 6은 도 4의 광출력부의 내부 구조도이다.FIG. 6 is an internal structure diagram of the light output unit of FIG. 4 .
도면을 참조하면, 광출력부(210)는, 복수의 광원을 구비하며, 제1 패턴광을 출력하는 광원부(310)와, 광원부(310)로부터의 제1 패턴광을 변환하여 제1 패턴광과 다른 제2 패턴광을 생성하며, 제1 패턴광과 제2 패턴광 중 어느 하나를 출력하는 광변환부(320)를 구비할 수 있다. Referring to the drawings, the
이에 의하면, 광변환부(320)는, 제1 시점에, 제1 패턴광을 외부 피사체(40)에 출력하고, 제1 시점 이후의 제2 시점에, 제2 패턴광을 외부 피사체(40)에 출력할 수 있다. According to this, the
즉, 광출력부(210)는, 제1 패턴광과 제2 패턴광을 교호하게 출력할 수 있다.That is, the
특히, 제2 패턴광은, 제1 패턴광을 복제하여 생성된 패턴광으로서, 제2 패턴광의 광 패턴은, 제1 패턴광의 광 패턴과 중첩되지 않는 것이 바람직하다.In particular, the second pattern light is pattern light generated by copying the first pattern light, and it is preferable that the light pattern of the second pattern light does not overlap with the light pattern of the first pattern light.
이에 의하며, 광출력부(210)가, 하나의 광원부를 이용하므로, 깊이 카메라(195c)의 발열 및 사이즈를 저감할 수 있게 된다. Accordingly, since the
한편, 광출력부(210)는, 광변환부(320)에서 출력되는 제1 패턴광 또는 제2 패턴광의 외부로 투사하는 렌즈(330)를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 외부로 투사되는 패턴광의 품질이 향상될 수 있게 된다.Meanwhile, the
한편, 렌즈(330)는, 광의 진행 방향을 변경할 수 있으며, 이를 위해 집광 렌즈 등이 사용될 수도 있다.Meanwhile, the
한편, 광변환부(320)는, 광원부(310)로부터의 제1 패턴광을 복제하여, 제1 패턴광과 다른 제2 패턴광을 생성하고 이를 출력할 수 있다.Meanwhile, the
특히, 광변환부(320)는, 제1 시점에, 제1 패턴광을 투과하여 출력하고, 제2 시점에, 변환되어 생성된 제2 패턴광을 출력할 수 있다. 이에 따라, 제1 패턴광 내의 광 간격을 넓게 형성할 수 있으므로, 발열을 저감할 수 있으며, 깊이 카메라(195c)의 사이즈도 컴팩트하게 구성할 수 있게 된다. In particular, the
한편, 제1 패턴광과 제2 패턴광의 광 패턴은, 중첩되지 않는다. 이에 따라, 제1 패턴광 내의 광 간격을 넓게 형성할 수 있으므로, 발열을 저감할 수 있으며, 깊이 카메라(195c)의 사이즈도 컴팩트하게 구성할 수 있게 된다. On the other hand, the light patterns of the first pattern light and the second pattern light do not overlap. Accordingly, since the light interval in the first pattern light can be widened, heat generation can be reduced, and the size of the
이를 위해, 광변환부(320)는, 마이크로 렌즈 또는 액체 렌즈를 구비할 수 있다. 이에 따라, 제1 패턴광과 광 패턴이 중첩되지 않은 제2 패턴광을 간단하게 구현할 수 있게 된다. To this end, the
한편, 광변환부(320)가, 리퀴드 렌즈(500)를 구비하는 경우, 프로세서(270)는, 제1 시점에, 리퀴드 렌즈(500)에 제1 전기 신호를 인가하고, 제2 시점에, 리퀴드 렌즈(500)에 제2 전기 신호를 인가할 수 있다. 이에 따라, 리퀴드 렌즈(500)를 간단하게 구동할 수 있게 된다.Meanwhile, when the
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 깊이 카메라의 동작 방법을 도시한 순서도이고, 도 8a 내지 도 11은 도 7의 동작 방법 설명에 참조되는 도면이다.FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of operating a depth camera according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 8A to 11 are diagrams referred to in the description of the operating method of FIG. 7 .
도면을 참조하면, 깊이 카메라(195c) 내의 프로세서(270)는, 제1 시점인지 여부를 판단하고(S705), 해당하는 경우, 제1 패턴광이 출력되도록 제어한다(S710).Referring to the drawings, the
광출력부(210) 내의 광원부(310)는, 복수의 광원을 구비하고, 복수의 광원에 기초한 제1 패턴광을 출력할 수 있다.The
예를 들어, 광원부(310)는, 복수의 수직 공진 표면 발광 레이저다이오드(VSCEL)를 구비하고, 도 8a와 같이, 제1 시점(T1m)에, 면광원으로서, 제1 패턴광(PTa)을 출력할 수 있다.For example, the
한편, 광원부(310)로부터 제1 패턴광(PTa)을 입력받은 광변환부(320)는, 도 8a와 같이, 제1 시점(T1m)에, 별도의 광변환 없이, 제1 패턴광(PTa)을 투과하여 출력할 수 있다.Meanwhile, the
예를 들어, 광변환부(320)가, 리퀴드 렌즈(500)를 구비하는 경우, 도 12a의 (b)와 같이, 리퀴드 렌즈(500)는 광의 진행 방향을 변경하지 않을 수 있다.For example, when the
이에 따라, 렌즈(330)는, 도 8a와 같이, 제1 시점(T1m)에, 제1 패턴광(PTa)을 외부로 출력할 수 있다.Accordingly, the
한편, 제705 단계(S705)에서, 제1 시점인지 아닌 경우, 프로세서(270)는, 제2 시점인지 여부를 판단하고(S707), 해당하는 경우, 제2 패턴광이 출력되도록 제어한다(S715).Meanwhile, in step 705 (S705), if it is not the first view, the
예를 들어, 광원부(310)는, 도 8b와 같이, 제2 시점(T2m)에, 면광원으로서, 제1 패턴광(PTa)을 출력할 수 있다.For example, as shown in FIG. 8B , the
한편, 광원부(310)로부터 제1 패턴광(PTa)을 입력받은 광변환부(320)는, 도 8b와 같이, 제2 시점(T2m)에, 광변환을 수행하여, 제1 패턴광(PTa)을 제2 패턴광(PTb)으로 변환하여 출력할 수 있다.Meanwhile, the
제1 패턴광(PTa)과 제2 패턴광(PTb)의 광 패턴은, 광 해상도 증가를 위해, 중첩되지 않는 것이 바람직하다.It is preferable that the light patterns of the first pattern light PTa and the second pattern light PTb do not overlap in order to increase optical resolution.
이를 위해, 광변환부(320)는, 제1 패턴광(PTa)을 일정한 방향 등으로 시프트시킬 수 있다.To this end, the
예를 들어, 광변환부(320)가, 리퀴드 렌즈(500)를 구비하는 경우, 도 12a의 (a) 또는 (c)와 같이, 또는 도 12b의 (b)와 같이, 리퀴드 렌즈(500)는 광의 진행 방향을 변경할 수 있다. For example, when the
이에 따라, 렌즈(330)는, 도 8b와 같이, 제2 시점(T2m)에, 제2 패턴광(PTb)을 외부로 출력할 수 있다(S710).Accordingly, the
결국, 광변환부(320)가, 리퀴드 렌즈(500)를 구비하는 경우, 프로세서(270)는, 제1 시점에, 리퀴드 렌즈(500)에 제1 전기 신호를 인가하고, 제2 시점에, 리퀴드 렌즈(500)에 제2 전기 신호를 인가할 수 있다. 이에 따라, 리퀴드 렌즈(500)를 간단하게 구동할 수 있게 된다.As a result, when the
다음, 제1 패턴광 출력 이후, 광검출부(280)는, 제1 패턴광에 대응하여, 외부 피사체에서 반사되는 제1 수신광을 수신하고 검출할 수 있다(S720).Next, after outputting the first pattern light, the
다음, 제2 패턴광 이후, 광검출부(280)는, 제2 패턴광에 대응하여, 외부 피사체에서 반사되는 제2 수신광을 수신하고 검출할 수 있다(S725).Next, after the second pattern light, the
프로세서(270)는, 제1 시점과 제2 시점 이후, 광검출부(280)로부터의 제1 반사광에 대응하는 전기 신호와, 제2 반사광에 대응하는 전기 신호를 수신하고, 이를 합성할 수 있다(S730),The
즉, 프로세서(270)는, 제1 시점과 제2 시점 이후, 광검출부(280)로부터의 제1 반사광과 제2 반사광을 합성할 수 있다.That is, the
그리고, 프로세서(270)는, 합성된 신호 또는 합성된 광에 기초하여, 깊이 정보를 연산할 수 있다(S735).Then, the
도 8c의 (a)는, 제1 패턴광(PTa)을 예시하며, 도 8c의 (b)는, 제2 패턴광(PTb)을 예시하며, 도 8c의 (c)는, 제1 패턴광(PTa)과 제2 패턴광(PTb)이 합성된 합성광(PTc)을 예시한다.(a) of FIG. 8c illustrates the first pattern light PTa, (b) of FIG. 8c illustrates the second pattern light PTb, and (c) of FIG. 8c illustrates the first pattern light PTb. The synthesized light PTc obtained by synthesizing (PTa) and the second pattern light PTb is exemplified.
이와 같이, 제1 패턴광(PTa)과 제2 패턴광(PTb)이 중첩되지 않는 경우, 합성광(PTc)의 광 패턴 해상도는, 제1 패턴광(PTa) 또는 제2 패턴광(PTb)의 광 패턴 해상도의 대략 2배가 된다. As such, when the first pattern light PTa and the second pattern light PTb do not overlap, the light pattern resolution of the synthesized light PTc is the first pattern light PTa or the second pattern light PTb is approximately twice the optical pattern resolution of .
이에 따라, 종래의 복수의 패턴광을 동시에 출력하는 방식 보다, 발열을 저감할 수 있으며, 광 패턴 해상도를 동등하거나, 그 이상으로 구현할 수 있게 된다.Accordingly, heat generation can be reduced compared to the conventional method of simultaneously outputting a plurality of pattern lights, and the light pattern resolution can be equal to or higher than that.
도 8c와 유사하게, 프로세서(270)는, 제1 반사광과 제2 반사광을 합성하고, 합성된 광에 기초하여, 거리 정보를 연산할 수 있다.Similar to FIG. 8C , the
이에 따라, 제1 반사광 또는 제2 반사광의 광 패턴 해상도의 대략 2배의 광 패턴 해상도에 기초하여, 거리 정보를 연산할 수 있게 된다. 따라서, 외부 피사체에 대한 정확한 거리 연산이 가능하게 된다.Accordingly, it is possible to calculate distance information based on a light pattern resolution approximately twice the light pattern resolution of the first reflected light or the second reflected light. Accordingly, an accurate distance calculation for an external subject is possible.
도 8d는, 제1 면(SFa)과 제2 면(SFb)에 투사되는 제1 합성광(PTam)과 제2 합성광(PTBm)을 예시한다.8D illustrates first synthesized light PTam and second synthesized light PTBm projected onto the first surface SFa and the second surface SFb.
제1 합성광(PTam)은, 도 8c의 제1 패턴광(PTa)과 제2 패턴광(PTb)이 합성된 것일 수 있다.The first synthesized light PTam may be a combination of the first pattern light PTa and the second pattern light PTb of FIG. 8C .
제1 면(SFa)과 제2 면(SFb)의 거리 또는 각도 차이에 따라, 제1 합성광(PTam) 내의 인접하는 제1 광(Pa)과 제2 광(Pb)의 거리 차이는 d 이나, 제2 합성광(PTBm) 내의 인접하는 제1 광(Pa')과 제2 광(Pb')의 거리 차이는 d1로 나타날 수 있다.Depending on the distance or angle difference between the first surface SFa and the second surface SFb, the distance difference between adjacent first light rays Pa and second light rays Pb in the first composite light PTam is d or , a distance difference between adjacent first and second lights Pb' in the second composite light PTBm may be represented as d1.
프로세서(270)는, d와 d1의 차이에 따라, 외부 피사체에 대한 거리 정보를 연산할 수 있게 된다.The
한편, 본 발명에서는, 패턴광을 출력하는 깊이 카메라(195c)에서 발열 저감, 및 사이즈 저감을 위해, 하나의 광원부로부터의 패턴광을 복제하여, 사용하는 것으로 하였다.On the other hand, in the present invention, the
본 발명의 다른 실시예에서는, 온도 검출부(260)를 통해, 감지된 온도 정보에 기초하여 깊이 카메라(195c)의 발열을 저감할 수도 있다.In another embodiment of the present invention, heat generation of the
이를 위해, 한편, 깊이 카메라(195c) 및 이를 구비하는 이동 단말기(100)는, 온도 검출부(260)를 더 포함하고, 프로세서(270)는, 검출되는 온도에 따라, 제1 패턴광과 제2 패턴광의 출력 주기가 가변되도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 깊이 카메라(195c)의 발열을 저감할 수 있게 된다. To this end, on the other hand, the
한편, 프로세서(270)는, 도 9a와 같이, 검출되는 온도가 높을수록, 제1 패턴광과 제2 패턴광의 출력 주기가 커지도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 깊이 카메라(195c)의 발열을 저감할 수 있게 된다. Meanwhile, as shown in FIG. 9A , the
도 10의 (a)는, 온도가 Ta인 경우, 제1 패턴광(PTa)과, 제2 패턴광(PTb)의 출력 주기는, 각각 2T1 인 것을 예시한다.10(a) illustrates that, when the temperature is Ta, the output cycles of the first pattern light PTa and the second pattern light PTb are 2T1, respectively.
한편, 도 10의 (a)는, 온도가 Ta인 경우, 서로 교호하게 출력되는 제1 패턴광(PTa)과, 제2 패턴광(PTb)의 출력 간격은, T1인 것을 예시한다.Meanwhile, FIG. 10(a) illustrates that, when the temperature is Ta, the output interval between the first pattern light PTa and the second pattern light PTb that are alternately output is T1.
도 10의 (b)는, 온도가 Ta 보다 높은 Tb인 경우, 제1 패턴광(PTa)과, 제2 패턴광(PTb)의 출력 주기는, 각각 2T2 인 것을 예시한다. 이때, T2 는 T1 보다 큰 것이 바람직하다.10(b) illustrates that, when the temperature is Tb higher than Ta, the output cycles of the first pattern light PTa and the second pattern light PTb are 2T2, respectively. At this time, T2 is preferably larger than T1.
한편, 도 10의 (b)는, 온도가 Ta 보다 높은 Tb인 경우, 서로 교호하게 출력되는 제1 패턴광(PTa)과, 제2 패턴광(PTb)의 출력 간격은, T2인 것을 예시한다. 이에 따라, 깊이 카메라(195c)의 발열을 저감할 수 있게 된다. Meanwhile, (b) of FIG. 10 illustrates that, when the temperature is Tb higher than Ta, the output interval between the first pattern light PTa and the second pattern light PTb that are alternately output is T2. . Accordingly, heat generation of the
한편, 프로세서(270)는, 도 9b와 같이, 검출되는 온도가 높을수록, 광원부(310)에서 출력되는 제1 패턴광의 해상도가 낮아지도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 깊이 카메라(195c)의 발열을 저감할 수 있게 된다. Meanwhile, the
이를 위해, 프로세서(270)는, 복수의 광원에 대한 제어를 수행하여, 광원부(310)에서 출력되는 제1 패턴광의 해상도를 가변할 수 있다. 이에 따라, 깊이 카메라(195c)의 발열을 저감하면서, 깊이 정보의 해상도를 가변할 수 있게 된다. To this end, the
이와 유사하게, 깊이 카메라(195c) 및 이를 구비하는 이동 단말기(100)의 이동시, 깊이 정보 연산의 정확성 향상을 위해, 패턴광의 출력 주기, 또는 패턴광의 해상도를 가변하는 것도 가능하다. Similarly, when the
예를 들어, 프로세서(270)는, 도 9c와 같이, 깊이 카메라(195c)의 이동량이 커질수록, 제1 패턴광과 제2 패턴광의 출력 주기가 커지도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 깊이 정보의 정확성이 향상될 수 있게 된다. For example, as shown in FIG. 9C , the
한편, 프로세서(270)는, 도 9d와 같이, 깊이 카메라(195c)의 이동량이 커질수록, 제1 패턴광의 해상도가 낮아지도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 깊이 정보의 정확성이 향상될 수 있게 된다. Meanwhile, as shown in FIG. 9D , the
도 11의 (a)는, 온도가 Ta1인 경우, 제1 패턴광(PTam)과, 제2 패턴광(PTbm)의 출력 주기는, 각각 2T1 인 것을 예시한다.11(a) illustrates that, when the temperature is Ta1, the output cycles of the first pattern light PTam and the second pattern light PTbm are 2T1, respectively.
한편, 도 11의 (a)는, 온도가 Ta1인 경우, 서로 교호하게 출력되는 제1 패턴광(PTam)과, 제2 패턴광(PTbm)의 출력 간격은, T1인 것을 예시한다.Meanwhile, FIG. 11(a) illustrates that when the temperature is Ta1, the output interval between the first pattern light PTam and the second pattern light PTbm alternately outputted is T1.
도 11의 (b)는, 온도가 Ta1 보다 높은 Tb1인 경우, 제1 패턴광(PTa)과, 제2 패턴광(PTb)의 출력 주기는, 각각 2T1 인 것을 예시한다. 11(b) illustrates that, when the temperature is Tb1 higher than Ta1, the output cycles of the first pattern light PTa and the second pattern light PTb are 2T1, respectively.
한편, 도 11의 (b)는, 온도가 Ta1 보다 높은 Tb1인 경우, 서로 교호하게 출력되는 제1 패턴광(PTa)과, 제2 패턴광(PTb)의 출력 간격은, T1인 것을 예시한다. Meanwhile, (b) of FIG. 11 illustrates that, when the temperature is Tb1 higher than Ta1, the output interval between the first pattern light PTa and the second pattern light PTb that are alternately output is T1. .
한편, 도 11의 (a)와 비교하여, 도 11의 (b)의 제1 패턴광(PTa)과 제2 패턴광(PTb)의 패턴의 양은, 도 11의 (a)의 제1 패턴광(PTam)과 제2 패턴광(PTbm)의 패턴의 양 보다 작은 것이 바람직하다.On the other hand, compared to FIG. 11(a), the amount of patterns of the first pattern light PTa and the second pattern light PTb in FIG. 11(b) is the first pattern light in FIG. 11(a) It is preferable to be smaller than the pattern amount of (PTam) and the second pattern light (PTbm).
즉, 온도가 더 높은, 도 11의 (b)의 경우에, 출력되는 패턴광의 패턴광 해상도도가 더 낮을 수 있다. 이에 따라, 깊이 카메라(195c)의 발열을 저감하면서, 외부 피사체에 대한 깊이 정보를 연산할 수 있게 된다.That is, in the case of FIG. 11(b) where the temperature is higher, the pattern light resolution of the output pattern light may be lower. Accordingly, it is possible to calculate depth information on an external subject while reducing heat generated by the
도 12a 내지 도 12b는 리퀴드 렌즈의 구동 방식을 설명하는 도면이다.12A to 12B are diagrams for explaining a liquid lens driving method.
먼저, 도 12a의 (a)는, 리퀴드 렌즈(500)에 제1 전압(V1)이 인가되어, 리퀴드 렌즈가 오목 렌즈와 같이 동작하는 것을 예시한다. First, (a) of FIG. 12A illustrates that a first voltage V1 is applied to the
다음, 도 12a의 (b)는, 리퀴드 렌즈(500)에 제1 전압(V1) 보다 큰 제2 전압(V2)이 인가되어, 리퀴드 렌즈가 광의 진행 방향을 변경하지 않는 것을 예시한다. Next, (b) of FIG. 12A illustrates that the
다음, 도 12a의 (c)는, 리퀴드 렌즈(500)에 제2 전압(V2) 보다 큰 제3 전압(V3)이 인가되어, 리퀴드 렌즈가 볼록 렌즈와 같이 동작하는 것을 예시한다. Next, (c) of FIG. 12A illustrates that a third voltage V3 greater than the second voltage V2 is applied to the
한편, 도 12a에서는, 인가되는 전압의 레벨에 따라, 리퀴드 렌즈의 곡률 또는 디옵터가 변하는 것을 예시하나, 이에 한정되지 않으며, 인가되는 펄스의 펄스폭에 따라, 리퀴드 렌즈의 곡률 또는 디옵터가 변하는 것도 가능하다.Meanwhile, in FIG. 12A, the curvature or diopter of the liquid lens changes according to the level of applied voltage, but is not limited thereto, and the curvature or diopter of the liquid lens may also change according to the pulse width of the applied pulse. do.
다음, 도 12b의 (a)는, 리퀴드 렌즈(500) 내의 리퀴드이 동일한 곡률을 가짐에 따라, 볼록 렌즈와 같이 동작하는 것을 예시한다. Next, (a) of FIG. 12B illustrates that the liquid in the
즉, 도 12b의 (a)에 따르면, 입사광(Lpaa)이 집중되어, 해당하는 출력광(Lpab)이 출력되게 된다.That is, according to (a) of FIG. 12B, the incident light Lpaa is concentrated and the corresponding output light Lpab is output.
다음, 도 12b의 (b)는, 리퀴드 렌즈(500) 내의 리퀴드이 비대칭 곡면을 가짐에 따라, 광의 진행 방향이 상측으로 변경되는 것을 예시한다. Next, (b) of FIG. 12B illustrates that, as the liquid in the
즉, 도 12b의 (b)에 따르면, 입사광(Lpaa)이 상측으로 집중되어, 해당하는 출력광(Lpac)이 출력되게 된다.That is, according to (b) of FIG. 12B, the incident light Lpaa is concentrated upward, and the corresponding output light Lpac is output.
도 13a 내지 도 13c 리퀴드 렌즈의 구조를 도시하는 도면이다. 특히, 도 13a는 리퀴드 렌즈의 상면도를 도시하며, 도 13b는 리퀴드 렌즈의 하면도를 도시하며, 도 13c는 도 13a 및 도 13c의 I-I'의 단면도를 도시한다.13A to 13C are views showing the structure of a liquid lens. In particular, FIG. 13a shows a top view of the liquid lens, FIG. 13b shows a bottom view of the liquid lens, and FIG. 13c shows a cross-sectional view taken along line II′ of FIGS. 13a and 13c.
특히, 도 13a는, 도 12a 내지 도 12b의 리퀴드 렌즈(500)의 우측면에 대응하는 도면이고, 도 13b는 도 12a 내지 도 12b의 리퀴드 렌즈(500)의 좌측면에 대응하는 도면일 수 있다.In particular, FIG. 13A may be a diagram corresponding to the right side of the
도면을 참조하면, 리퀴드 렌즈(500)는, 도 13a와 같이, 상부에, 공통 전극(COM)(520)이 배치될 수 있다. 이때, 공통 전극(COM)(520)은, 튜브 형태로 배치될 수 있으며, 공통 전극(COM)(520)의 하부 영역에, 특히, 중공에 대응하는 영역에, 리퀴드(530)가 배치될 수 있다.Referring to the drawing, the
한편, 도면에서는 도시하지 않았지만, 공통 전극(COM)(520)의 절연을 위해, 공통 전극(COM)(520)과 리퀴드 사이에, 절연체(미도시)가 배치되는 것도 가능하다.Meanwhile, although not shown in the drawing, an insulator (not shown) may be disposed between the common electrode (COM) 520 and the liquid to insulate the common electrode (COM) 520 .
그리고, 도 13b와 같이, 공통 전극(COM)(520)의 하부, 특히, 리퀴드(530)의 하부에, 복수의 전극(LA~LD)(540a~540d)이 배치될 수 있다. 복수의 전극(LA~LD)(540a~540d)은, 특히, 리퀴드(530)를 둘러싸는 형태로 배치될 수 았다.Also, as shown in FIG. 13B , a plurality of electrodes LA to
그리고, 복수의 전극(LA~LD)(540a~540d)과 리퀴드(530) 사이에, 절연을 위한 복수의 절연체(550a~550d)가 각각 배치될 수 있다.In addition, a plurality of
즉, 리퀴드 렌즈(500)는, 공통 전극(COM)(520)과, 공통 전극(COM)(520)과 이격되어 배치되는 복수의 전극(LA~LD)(540a~540d)과, 상기 공통 전극(COM)(520)과 복수의 전극(LA~LD)(540a~540d) 사이에 배치되는, 리퀴드(530) 및 전기 전도성 수용액(도 13c의 595)을 구비할 수 있다.That is, the
도 13c를 참조하면, 리퀴드 렌즈(500)는, 제1 기판(510) 상의 복수의 전극(LA~LD)(540a~540d)과, 복수의 전극(LA~LD)(540a~540d)의 절연을 위한 복수의 절연체(550a~550d), 복수의 전극(LA~LD)(540a~540d) 상의 리퀴드(530)와, 리퀴드(530) 상의 전기 전도성 수용액(electroconductive aqueous solution)(595)과, 리퀴드(530)와 이격되어 배치되는 공통 전극(COM)(520), 공통 전극(COM)(520) 상의 제2 기판(515)을 구비할 수 있다.Referring to FIG. 13C , the
공통 전극(520)은 중공을 가지고 튜브 형태로 형성될 수 있다. 그리고, 중공 영역에, 리퀴드(530), 및 전기 전도성 수용액(595)이 배치될 수 있다. 리퀴드(530)는, 도 13a 내지 도 13b와 같이, 원형으로 배치될 수 있다. 이때의 리퀴드(530)는, 오일 등의 비전도성 액체일 수 있다.The
한편, 중공 영역의 하부에서 상부로 갈수록, 그 크기가 커질 수 있으며, 이에 따라, 복수의 전극(LA~LD)(540a~540d)은, 하부에서 상부로 갈수록, 그 크기가 작아질 수 있다. Meanwhile, the size of the hollow region may increase from the bottom to the top of the hollow region, and accordingly, the size of the plurality of electrodes LA to
도 13c에서는, 복수의 전극(LA~LD)(540a~540d) 중 제1 전극(LA)(540a)과, 제2 전극(LB)(540b)이 경사지게 형성되며, 하부에서 상부로 갈수록, 그 크기가 작아지는 것을 예시한다.In FIG. 13C , among the plurality of electrodes LA to
한편, 도 13a 내지 도 13c와 달리, 복수의 전극(LA~LD)(540a~540d)이, 공통 전극(520)의 위치인 상부에 형성되고, 공통 전극(520)이 하부에 형성되는 것도 가능하다.Meanwhile, unlike FIGS. 13A to 13C , a plurality of electrodes (LA to LD) 540a to 540d may be formed on the upper part of the position of the
한편, 도 13a 내지 도 13c, 복수의 전극으로 4개의 전극을 예시하나, 이에 한정되지 않으며, 2개 이상의 다양한 개수의 전극이 형성되는 것이 가능하다.Meanwhile, although four electrodes are exemplified as the plurality of electrodes in FIGS. 13A to 13C , it is not limited thereto, and it is possible to form two or more various electrodes.
한편, 도 13c에서, 공통 전극(520)에 펄스 형태의 전기 신호가 인가된 이후, 소정 시간 후에, 제1 전극(LA)(540a)과, 제2 전극(LB)(540b)에 펄스 형태의 전기 신호가 인가되는 경우, 공통 전극(520)과, 제1 전극(LA)(540a), 제2 전극(LB)(540b) 사이의 전위차가 발생하며, 이에 따라, 전기 전도성을 가지는 전기 전도성 수용액(595)의 형상이 변하고, 전기 전도성 수용액(595)의 형상 변화에 대응하여, 리퀴드(530)의 내부의 리퀴드(530)의 형상이 변하게 된다.Meanwhile, in FIG. 13C , after a pulse-shaped electrical signal is applied to the
한편, 본 발명에서는, 복수의 전극(LA~LD)(540a~540d)과, 공통 전극(520)에 각각 인가되는 전기 신호에 따라, 형성되는 리퀴드(530)의 곡률을 간편하고, 신속하게 감지하는 방안을 제시한다.Meanwhile, in the present invention, the curvature of the formed
이를 위해, 본 발명에서의 센서부(962)는, 리퀴드 렌즈(500) 내의 제1 전극(540a) 상의 제1 절연체(550a)와, 전기 전도성 수용액(595) 사이의 경계 영역(Ac0)의 면적의 크기 또는 면적의 변화를 감지한다.To this end, the
도 13c에서는, 경계 영역(Ac0)의 면적으로 AM0를 예시한다. 특히, 제1 전극(540a) 상의 제1 절연체(550a)의 경사 부분 중 전기 전도성 수용액(595)과 접촉하는 경계 영역(Ac0)의 면적이, AM0인 것을 예시한다.In FIG. 13C , AM0 is exemplified as the area of the boundary area Ac0. In particular, it is exemplified that the area of the boundary region Ac0 contacting the electrically conductive
도 13c에서는, 리퀴드(530)가 오목하거나 볼록하지 않고, 제1 기판(510) 등과 평행한 것을 예시한다. 이때의 곡률은, 예를 들어, 0 으로 정의할 수 있다.In FIG. 13C , the liquid 530 is not concave or convex, and is parallel to the
한편, 도 13c와 같이, 제1 전극(540a) 상의 제1 절연체(550a)의 경사 부분 중 전기 전도성 수용액(595)과 접촉하는 경계 영역(Ac0)에 대해, 다음의 수학식 1에 의해, 커패시턴스(C)가 형성될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 13C , with respect to the boundary area Ac0 contacting the electrically conductive
이때의 ε는 유전체(550a)의 유전율, A는 경계 영역(Ac0)의 면적, d는, 제1 유전체(550a)의 두께를 나타낼 수 있다.In this case, ε may represent the permittivity of the dielectric 550a, A may represent the area of the boundary region Ac0, and d may represent the thickness of the
여기서, ε, d는, 고정값이라 가정하면, 커패시턴스(C)에 큰 영향을 미치는 것은, 경계 영역(Ac0)의 면적일 수 있다.Here, assuming that ε and d are fixed values, the area of the boundary region Ac0 may have a large effect on the capacitance C.
즉, 경계 영역(Ac0)의 면적이 클수록, 경계 영역(Ac0)에 형성되는 커패시턴스(C)가 커질수 있다.That is, as the area of the boundary region Ac0 increases, the capacitance C formed in the boundary region Ac0 may increase.
한편, 리퀴드(530)의 곡률이 가변될수록, 경계 영역(Ac0)의 면적이 가변되므로, 본 발명에서는, 센서부(962)를 이용하여, 경계 영역(Ac0)의 면적을 감지하거나, 또는 경계 영역(Ac0)에 형성되는 커패시턴스(C)를 감지하는 것으로 한다.Meanwhile, since the area of the border area Ac0 changes as the curvature of the liquid 530 changes, in the present invention, the area of the border area Ac0 is sensed using the
한편, 도 13c의 커패시턴스는, CAc0 라 정의할 수 있다.Meanwhile, the capacitance of FIG. 13c may be defined as CAc0.
도 14a 내지 도 14e는, 리퀴드 렌즈(500)의 다양한 곡률을 예시하는 도면이다.14A to 14E are diagrams illustrating various curvatures of the
먼저, 도 14a는 복수의 전극(LA~LD)(540a~540d)과, 공통 전극(520)에 각각 전기 신호의 인가에 따라, 리퀴드(530)에 제1 곡률(Ria)이 형성되는 것을 예시한다.First, FIG. 14A illustrates that a first curvature Ria is formed in the liquid 530 according to the application of an electric signal to the plurality of electrodes LA to
도 14a에서는, 리퀴드(530)에 제1 곡률(Ria)이 형성됨에 따라, 경계 영역(Aaa)의 면적으로 AMa(>AM0)를 예시한다. 특히, 제1 전극(540a) 상의 제1 절연체(550a)의 경사 부분 중 전기 전도성 수용액(595)과 접촉하는 경계 영역(Aaa)의 면적이, AMa인 것을 예시한다.In FIG. 14A , as the first curvature Ria is formed in the liquid 530, AMa (>AM0) is exemplified as the area of the boundary area Aaa. In particular, it is exemplified that the area of the boundary region Aaa contacting the electrically conductive
수학식 1에 따르면, 도 13c에 비해, 도 14a에서의 경계 영역(Aaa)의 면적이 더 커지므로, 경계 영역(Aaa)의 커패시턴스가 더 커지게 된다. 한편, 도 14a의 커패시턴스는, CAaa 라 정의할 수 있으며, 도 13c의 커패시턴스인 CAc0 보다 큰 값을 가지게 된다. According to
이때의 제1 곡률(Ria)은 정극성의 값을 가지는 것으로 정의할 수 있다. 예를 들어, 제1 곡률(Ria)이 +2 레벨을 가지는 것으로 정의할 수 있다. The first curvature Ria at this time may be defined as having a value of positive polarity. For example, the first curvature Ria may be defined as having a level of +2.
다음, 도 14b는 복수의 전극(LA~LD)(540a~540d)과, 공통 전극(520)에 각각 전기 신호의 인가에 따라, 리퀴드(530)에 제2 곡률(Rib)이 형성되는 것을 예시한다.Next, FIG. 14B illustrates that a second curvature Rib is formed in the liquid 530 according to the application of an electric signal to the plurality of electrodes LA to
도 14b에서는, 리퀴드(530)에 제2 곡률(Rib)이 형성됨에 따라, 경계 영역(Aba)의 면적으로 AMb(>AMa)를 예시한다. 특히, 제1 전극(540a) 상의 제1 절연체(550a)의 경사 부분 중 전기 전도성 수용액(595)과 접촉하는 경계 영역(Aba)의 면적이, AMb인 것을 예시한다.In FIG. 14B, as the second curvature Rib is formed in the liquid 530, AMb (>AMa) is exemplified as the area of the boundary area Aba. In particular, it is exemplified that the area of the boundary region Aba contacting the electrically conductive
수학식 1에 따르면, 도 14a에 비해, 도 14b에서의 경계 영역(Aba)의 면적이 더 커지므로, 경계 영역(Aba)의 커패시턴스가 더 커지게 된다. 한편, 도 14b의 커패시턴스는, CAba 라 정의할 수 있으며, 도 14a의 커패시턴스인 CAaa 보다 큰 값을 가지게 된다. According to
이때의 제2 곡률(Rib), 제1 곡률(Ria) 보다 크기가 작은 정극성의 값을 가지는 것으로 정의할 수 있다. 예를 들어, 제2 곡률(Rib)이 +4 레벨을 가지는 것으로 정의할 수 있다. At this time, it may be defined as having a positive polarity value smaller than the second curvature Rib and the first curvature Ria. For example, the second curvature Rib may be defined as having a level of +4.
한편, 도 14a, 도 14b에 따르면, 리퀴드 렌즈(500)는 볼록 렌즈로서 동작하며, 이에 따라, 입사광(LP1)이 집중된 출력광(LP1a)이 출력된다. Meanwhile, according to FIGS. 14A and 14B , the
다음, 도 14c는 복수의 전극(LA~LD)(540a~540d)과, 공통 전극(520)에 각각 전기 신호의 인가에 따라, 리퀴드(530)에 제3 곡률(Ric)이 형성되는 것을 예시한다.Next, FIG. 14C illustrates that a third curvature Ric is formed in the liquid 530 according to the application of electric signals to the plurality of electrodes LA to
특히, 도 14c에서는, 좌측 경계 영역(Aca)의 면적으로 AMa를 예시하며, 우측 경계 영역(Acb)의 면적으로 AMb(>AMa)를 예시한다. In particular, in FIG. 14C , AMa is exemplified as the area of the left border area Acb, and AMb (>AMa) is exemplified as the area of the right border area Acb.
특히, 제1 전극(540a) 상의 제1 절연체(550a)의 경사 부분 중 전기 전도성 수용액(595)과 접촉하는 경계 영역(Aca)의 면적이, AMa이고, 제2 전극(540b) 상의 제2 절연체(550b)의 경사 부분 중 전기 전도성 수용액(595)과 접촉하는 경계 영역(Acb)의 면적이, AMb인 것을 예시한다.In particular, the area of the boundary area Aca contacting the electrically conductive
이에 따라, 좌측 경계 영역(Aca)의 커패시턴스는, CAaa 일 수 있으며, 우측 경계 영역(Acb)의 커패시턴스는, CAba 일 수 있다.Accordingly, the capacitance of the left boundary region Aca may be CAaa, and the capacitance of the right boundary region Acb may be CAba.
이때의 제3 곡률(Ric)은 정극성의 값을 가지는 것으로 정의할 수 있다. 예를 들어, 제3 곡률(Ric)이 +3 레벨을 가지는 것으로 정의할 수 있다. The third curvature Ric at this time may be defined as having a value of positive polarity. For example, it may be defined that the third curvature Ric has a level of +3.
한편, 도 14c에 따르면, 리퀴드 렌즈(500)는 볼록 렌즈로서 동작하며, 이에 따라, 입사광(LP1)이 일측으로 더 집중된 출력광(LP1b)이 출력된다. Meanwhile, according to FIG. 14C , the
다음, 도 14d는 복수의 전극(LA~LD)(540a~540d)과, 공통 전극(520)에 각각 전기 신호의 인가에 따라, 리퀴드(530)에 제4 곡률(Rid)이 형성되는 것을 예시한다.Next, FIG. 14D illustrates that a fourth curvature Rid is formed in the liquid 530 according to the application of electric signals to the plurality of electrodes LA to
도 14d에서는, 리퀴드(530)에 제4 곡률(Rid)이 형성됨에 따라, 경계 영역(Ada)의 면적으로 AMd(<AM0)를 예시한다. 특히, 제1 전극(540a) 상의 제1 절연체(550a)의 경사 부분 중 전기 전도성 수용액(595)과 접촉하는 경계 영역(Ada)의 면적이, AMd인 것을 예시한다.In FIG. 14D , as the fourth curvature Rid is formed in the liquid 530, AMd (<AM0) is exemplified as the area of the boundary area Ada. In particular, it is exemplified that the area of the boundary region Ada contacting the electrically conductive
수학식 1에 따르면, 도 13c에 비해, 도 14d에서의 경계 영역(Ada)의 면적이 더 작아지므로, 경계 영역(Ada)의 커패시턴스가 더 작아지게 된다. 한편, 도 14d의 커패시턴스는, CAda 라 정의할 수 있으며, 도 13c의 커패시턴스인 CAc0 보다 작은 값을 가지게 된다. According to
이때의 제4 곡률(Rid)은 부극성의 값을 가지는 것으로 정의할 수 있다. 예를 들어, 제4 곡률(Rid)이 -2 레벨을 가지는 것으로 정의할 수 있다. The fourth curvature Rid at this time may be defined as having a negative polarity value. For example, the fourth curvature Rid may be defined as having a -2 level.
다음, 도 14e는 복수의 전극(LA~LD)(540a~540d)과, 공통 전극(520)에 각각 전기 신호의 인가에 따라, 리퀴드(530)에 제5 곡률(Rie)이 형성되는 것을 예시한다.Next, FIG. 14E illustrates that a fifth curvature Rie is formed in the liquid 530 according to the application of electric signals to the plurality of electrodes LA to
도 14e에서는, 리퀴드(530)에 제5 곡률(Rie)이 형성됨에 따라, 경계 영역(Aea)의 면적으로 AMe(<AMd)를 예시한다. 특히, 제1 전극(540a) 상의 제1 절연체(550a)의 경사 부분 중 전기 전도성 수용액(595)과 접촉하는 경계 영역(Aea)의 면적이, AMe인 것을 예시한다.In FIG. 14E , as the fifth curvature Rie is formed in the liquid 530, AMe (<AMd) is exemplified as the area of the boundary area Aea. In particular, it is exemplified that the area of the boundary region Aea contacting the electrically conductive
수학식 1에 따르면, 도 14d에 비해, 도 14e에서의 경계 영역(Aea)의 면적이 더 작아지므로, 경계 영역(Aea)의 커패시턴스가 더 작아지게 된다. 한편, 도 14e의 커패시턴스는, CAea 라 정의할 수 있으며, 도 14d의 커패시턴스인 CAda 보다 작은 값을 가지게 된다. According to
이때의 제5 곡률(Rie)은 부극성의 값을 가지는 것으로 정의할 수 있다. 예를 들어, 제5 곡률(Rie)이 -4 레벨을 가지는 것으로 정의할 수 있다. The fifth curvature Rie at this time may be defined as having a negative polarity value. For example, the fifth curvature Rie may be defined as having a -4 level.
한편, 도 14d, 도 14e에 따르면, 리퀴드 렌즈(500)는 오목 렌즈로서 동작하며, 이에 따라, 입사광(LP1)이 발산된 출력광(LP1c)이 출력된다. Meanwhile, according to FIGS. 14D and 14E , the
도 15a 내지 도 15b는 광변환부의 내부 블록도의 다양한 예이다.15A and 15B are various examples of internal block diagrams of a light conversion unit.
먼저, 도 15a는 광변환부의 내부 블록도의 일예이다.First, FIG. 15A is an example of an internal block diagram of a light conversion unit.
도면을 참조하면, 도 15a의 광변환부(320a)는, 렌즈 구동부(860), 펄스폭 가변 제어부(840), 전원 공급부(890), 리퀴드 렌즈(500)를 구비할 수 있다. Referring to the drawing, the
도 15a의 광변환부(320a)의 동작을 설명하면, 펄스폭 가변 제어부(840)가 목표 곡률에 대응하여, 펄스폭 가변 신호(V)를 출력하고, 렌즈 구동부(860)가 펄스폭 가변 신호(V)와 전원 공급부(890)의 전압(Vx)을 이용하여, 리퀴드 렌즈(500)의 복수의 전극, 및 공통 전극에 해당 전압을 출력할 수 있다.Referring to the operation of the
즉, 도 15a의 광변환부(320a)는, 리퀴드 렌즈의 곡률 가변을 위해, 오픈 루프 시스템(Open Loop System)으로 동작할 수 있다. That is, the
도 15b는 광변환부의 내부 블록도의 다른 예이다.15B is another example of an internal block diagram of a light conversion unit.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 광변환부(320b)는, 리퀴드 렌즈(500)와, 리퀴드 렌즈(500)에 전기 신호를 인가하는 렌즈 구동부(960)와, 전기 신호에 기초하여 형성된 리퀴드 렌즈(500)의 곡률을 감지하기 위한 센서부(962)와, 감지된 곡률에 기초하여, 리퀴드 렌즈(500)의 목표 곡률을 형성하도록 렌즈 구동부(960)를 제어하는 프로세서(970)를 포함할 수 있다.Referring to the drawings, a
한편, 도면과 달리, 광변환부(320b)는, 프로세서(970)를 포함하지 않을 수 있으며, 프로세서(970)는, 도 4의 프로세서(270) 내에 구비될 수도 있다.Meanwhile, unlike the drawing, the
한편, 센서부(962)는, 리퀴드 렌즈(500) 내의 전극 상의 절연체와, 전기 전도성 수용액(595) 사이의 경계 영역(Ac0)의 면적의 크기 또는 면적의 변화를 감지할 수 있다. 이에 따라, 신속하고 정확하게 렌즈의 곡률을 감지할 수 있게 된다.Meanwhile, the
한편, 본 발명의 실시예에 따른 광변환부(320b)는, 전원을 공급하는 전원 공급부(990)와, 센서부(962)에서 감지된 커패시턴스와 관련된 신호를 디지털 신호로 변환하는 AD 컨버터(967)를 더 구비할 수 있다.On the other hand, the
한편, 광변환부(320b)는, 렌즈 구동부(960)에서, 리퀴드 렌즈(500) 내의 각 전극(공통전극, 복수의 전극)에 전기 신호를 공급하기 위한 복수의 도전성 라인(CA1,CA2)과, 복수의 도전성 라인 중 어느 하나(CA2)와, 센서부(962) 사이에 배치되는 스위칭 소자(SWL)를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the light conversion unit (320b), in the
도면에서는, 리퀴드 렌즈(500) 내의 복수의 전극 중 어느 하나에 전기 신호를 인가하기 위한 도전성 라인(CA2)과, 센서부(962) 사이에, 스위칭 소자(SWL)가 배치되는 것을 예시한다. 이때, 도전성 라인(CA2)과, 스위칭 소자(SWL)의 일단 또는 리퀴드 렌즈(500)와의 접점을 node A라 명명할 수 있다.In the drawing, it is exemplified that the switching element SWL is disposed between the conductive line CA2 for applying an electrical signal to any one of the plurality of electrodes in the
한편, 본 발명에서는, 리퀴드 렌즈(500)의 곡률 감지를 위해, 복수의 도전성 라인(CA1,CA2)을 통해, 리퀴드 렌즈(500) 내의 각 전극(공통전극, 복수의 전극)에 전기 신호를 인가할 수 있다.Meanwhile, in the present invention, in order to detect the curvature of the
예를 들어, 제1 기간 동안, 스위칭 소자(SWL)가 턴 온될 수 있다.For example, during the first period, the switching element SWL may be turned on.
이때, 스위칭 소자(SWL)가 턴 온되어 센서부(962)와 도통된 상태에서, 리퀴드 렌즈(500) 내의 전극에 전기 신호가 인가되는 경우, 리퀴드 렌즈(500) 내에 곡률이 형성되며, 곡률 형성에 대응하는 전기 신호가, 스위칭 소자(SWL)를 거쳐, 센서부(962)로 공급될 수 있다.At this time, when an electrical signal is applied to an electrode in the
이에 따라, 센서부(962)는, 스위칭 소자(SWL)의 온 기간 동안, 리퀴드 렌즈(500)로부터의 전기 신호에 기초하여, 리퀴드 렌즈(500)의 리퀴드 렌즈(500) 내의 전극 상의 절연체와, 전기 전도성 수용액(595) 사이의 경계 영역(Ac0)의 면적의 크기 또는 면적의 변화를 감지하거나, 경계 영역(Ac0)의 커패시턴스를 감지할 수 있다. Accordingly, the
다음, 제2 기간 동안, 스위칭 소자(SWL)가 턴 오프되고, 리퀴드 렌즈(500) 내의 전극에 전기 신호가 계속 인가될 수 있다. 이에 따라, 리퀴드(530)에 곡률이 형성될 수 있다.Next, during the second period, the switching element SWL is turned off, and an electrical signal may be continuously applied to the electrode within the
다음, 제3 기간 동안, 스위칭 소자(SWL)가 턴 오프되고, 리퀴드 렌즈(500) 내의 전극에 전기 신호가 인가되지 않거나, 로우 레벨의 전기 신호가 인가될 수 있다.Next, during the third period, the switching element SWL is turned off, and no electrical signal is applied to the electrode within the
다음, 제4 기간 동안, 스위칭 소자(SWL)가 턴 온될 수 있다.Next, during the fourth period, the switching element SWL may be turned on.
이때, 스위칭 소자(SWL)가 턴 온되어 센서부(962)와 도통된 상태에서, 리퀴드 렌즈(500) 내의 전극에 전기 신호가 인가되는 경우, 리퀴드 렌즈(500) 내에 곡률이 형성되며, 곡률 형성에 대응하는 전기 신호가, 스위칭 소자(SWL)를 거쳐, 센서부(962)로 공급될 수 있다.At this time, when an electrical signal is applied to an electrode in the
한편, 제1 기간 동안 감지된 커패시턴스에 기초하여 연산된 곡률이 목표 곡률 보다 작은 경우, 프로세서(970)는, 목표 곡률에 도달하도록 하기 위해, 구동부(960)에 공급되는 펄스폭 가변 제어 신호의 펄스폭이 증가되도록 제어할 수 있다.On the other hand, when the curvature calculated based on the capacitance detected during the first period is smaller than the target curvature, the
이에 따라, 공통 전극(530)과 복수의 전극에, 각각 인가되는 펄스의 시간 차가 커질 수 있으며, 이에 따라, 리퀴드(530)에 형성된 곡률이 커질 수 있다.Accordingly, a time difference between pulses respectively applied to the
제4 기간 동안, 스위칭 소자(SWL)가 턴 온되어 센서부(962)와 도통된 상태에서, 리퀴드 렌즈(500) 내의 전극에 전기 신호가 인가되는 경우, 리퀴드 렌즈(500) 내에 곡률이 형성되며, 곡률 형성에 대응하는 전기 신호가, 스위칭 소자(SWL)를 거쳐, 센서부(962)로 공급될 수 있다.During the fourth period, when an electrical signal is applied to an electrode in the
이에 따라, 센서부(962)는, 스위칭 소자(SWL)의 온 기간 동안, 리퀴드 렌즈(500)로부터의 전기 신호에 기초하여, 리퀴드 렌즈(500)의 리퀴드 렌즈(500) 내의 전극 상의 절연체와, 전기 전도성 수용액(595) 사이의 경계 영역(Ac0)의 면적의 크기 또는 면적의 변화를 감지하거나, 경계 영역(Ac0)의 커패시턴스를 감지할 수 있다. Accordingly, the
이에 따라, 프로세서(970)는, 감지되는 커패시턴스에 기초하여, 곡률을 연산할 수 있으며, 목표 곡률에 도달하였는지 여부를 판단할 수 있다. 한편, 목표 곡률에 도달한 경우, 프로세서(970)는, 해당하는 전기 신호를 각 전극에 공급하도록 제어할 수 있다.Accordingly, the
이에 의하면, 전기 신호 공급에 따라, 리퀴드(530)의 곡률을 형성하고, 바로 리퀴드의 곡률을 감지할 수 있게 된다. 따라서, 신속하고 정확하게 리퀴드 렌즈(500)의 곡률을 파악할 수 있게 된다.According to this, the curvature of the liquid 530 is formed according to the supply of the electric signal, and the curvature of the liquid can be sensed immediately. Therefore, it is possible to quickly and accurately determine the curvature of the
한편, 도면에서의, 렌즈 구동부(960)와 센서부(962)는 하나의 모듈(965)로 형성될 수 있다.Meanwhile, in the drawing, the
한편, 도면에서의, 렌즈 구동부(960)와 센서부(962), 프로세서(970), 전원 공급부(990), AD 컨버터(967), 스위칭 소자(SWL)는, 시스템 온 칩(system on chip, SOC)으로서, 하나의 칩(chip)으로 구현될 수 있다.Meanwhile, in the drawing, the
한편, 프로세서(970)는, 리퀴드 렌즈(500)의 곡률이 커지도록 하기 위해, 리퀴드 렌즈(500)에 인가되는 전압의 레벨이 증가하거나, 펄스폭이 증가하도록 제어할 수 있다.Meanwhile, the
한편, 프로세서(970)는, 센서부(962)에서 감지된 커패시턴스에 기초하여, 리퀴드 렌즈(500)의 곡률을 연산할 수 있다. Meanwhile, the
이때, 프로세서(970)는, 센서부(962)에서 감지된 커패시턴스가 커질수록, 리퀴드 렌즈(500)의 곡률이 커지는 것으로 연산할 수 있다. In this case, the
그리고, 프로세서(970)는, 리퀴드 렌즈(500)가 목표 곡률을 가지도록 제어할 수 있다.Also, the
한편, 프로세서(970)는, 센서부(962)에서 감지된 커패시턴스에 기초하여, 리퀴드 렌즈(500)의 곡률을 연산하고, 연산된 곡률과 목표 곡률에 기초하여, 펄스폭 가변 신호(V)를 렌즈 구동부(960)로 출력할 수 있다.Meanwhile, the
이에, 렌즈 구동부(960)는, 펄스폭 가변 신호(V)와 전원 공급부(990)의 전압(Lv1,Lv2)을 이용하여, 복수의 전극(LA~LD)(540a~540d)의 복수의 전극, 및 공통 전극(520)에 해당 전기 신호를 출력할 수 있다.Accordingly, the
이와 같이, 리퀴드 렌즈(500)의 커패시턴스를 감지하고 이를 피드백하여, 렌즈의 곡률이 가변되도록 리퀴드 렌즈(500)에 전기 신호를 인가함으로써, 신속하고 정확하게 렌즈의 곡률을 가변할 수 있게 된다.In this way, the capacitance of the
한편, 프로세서(970)는, 연산된 곡률과 목표 곡률에 기초하여, 곡률 에러를 연산하는 이퀄라이저(972)와, 연산된 곡률 에러(Φ)에 기초하여, 펄스폭 가변 신호(V)를 생성하여 출력하는 펄스폭 가변 제어부(940)를 포함할 수 있다. Meanwhile, the
이에 따라, 프로세서(970)는, 연산된 곡률이 목표 곡률 보다 커지는 경우, 연산된 곡률 에러(Φ)에 기초하여, 펄스폭 가변 신호(V)의 듀티가 증가하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 신속하고 정확하게 리퀴드 렌즈(500)의 곡률을 가변할 수 있게 된다.Accordingly, the
한편, 프로세서(970)는, 이미지 처리부(930)로부터의 초점 정보(AF)와, 자이로 센서(미도시)로부터의 흔들림 정보(OIS)를 수신하고, 초점 정보(AF)와 흔들림 정보(OIS)에 기초하여, 목표 곡률을 결정할 수 있다. Meanwhile, the
이때, 결정된 목표 곡률의 업데이트 주기는, 감지된 리퀴드 렌즈(500)의 커패시턴스에 기초하여, 연산된 곡률의 업데이트 주기 보다, 긴 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the update cycle of the determined target curvature is longer than the update cycle of the calculated curvature based on the detected capacitance of the
결국, 연산된 곡률의 업데이트 주기가, 목표 곡률의 업데이트 주기 보다, 작으므로, 신속하게, 리퀴드 렌즈(500)의 곡률을 가변하여, 원하는 곡률로 변경할 수 있게 된다.As a result, since the update cycle of the calculated curvature is smaller than the update cycle of the target curvature, the curvature of the
한편, 도 4 내지 도 15b에서 설명한 카메라(195c)는, 도 2의 이동 단말기(100), 차량, TV, 드론, 로봇, 로봇 청소기, 출입문 등 다양한 전자 기기에 채용 가능하다. Meanwhile, the
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.In addition, although the preferred embodiments of the present invention have been shown and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, various modifications are possible by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.
Claims (20)
상기 광원부로부터의 상기 제1 패턴광을 변환하여 상기 제1 패턴광과 다른 제2 패턴광을 생성하며, 상기 제1 패턴광과 상기 제2 패턴광 중 어느 하나를 출력하는 광변환부;
상기 광변환부에서 출력되는 상기 제1 패턴광에 대응하여 피사체로부터 수신되는 제1 반사광과, 상기 제2 패턴광에 대응하여 상기 피사체로부터 수신되는 제2 반사광을 검출하는 광 검출부;
제1 시점에 상기 제1 패턴광이 출력되도록 제어하며, 상기 제1 시점 이후의 제2 시점에 상기 제2 패턴광이 출력되도록 제어하며, 상기 제1 반사광과 상기 제2 반사광에 기초하여, 상기 피사체에 대한 깊이 정보를 생성하는 프로세서;를 포함하며,
상기 프로세서는,
모션 센서로부터의 상기 카메라의 움직임 정보를 수신하고,
상기 카메라의 움직임 정보에 기초하여, 상기 카메라의 이동량이 커질수록, 상기 제1 패턴광의 해상도가 낮아지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 카메라.a light source unit having a plurality of light sources and outputting a first pattern light;
a light conversion unit converting the first pattern light from the light source unit to generate second pattern light different from the first pattern light, and outputting one of the first pattern light and the second pattern light;
a photodetector configured to detect first reflected light received from a subject in response to the first pattern light output from the light conversion unit and second reflected light received from the subject in response to the second pattern light;
The first pattern light is output at a first time point, the second pattern light is output at a second time point after the first time point, and based on the first reflected light and the second reflected light, A processor for generating depth information about a subject; includes,
the processor,
Receiving movement information of the camera from a motion sensor;
Based on the motion information of the camera, the camera characterized in that the control is performed so that the resolution of the first pattern light is lowered as the movement amount of the camera increases.
상기 광변환부는,
상기 제1 시점에, 상기 제1 패턴광을 투과하여 출력하고,
상기 제2 시점에, 변환되어 생성된 상기 제2 패턴광을 출력하는 것을 특징으로 하는 카메라.According to claim 1,
The light conversion unit,
At the first point in time, transmitting and outputting the first pattern light;
The camera characterized in that outputting the second pattern light generated by conversion at the second viewpoint.
상기 제1 패턴광과 상기 제2 패턴광의 광 패턴은, 중첩되지 않는 것을 특징으로 하는 카메라.According to claim 1,
Light patterns of the first pattern light and the second pattern light do not overlap.
상기 광변환부에서 출력되는 상기 제1 패턴광 또는 제2 패턴광의 외부로 투사하는 렌즈;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라.According to claim 1,
The camera further comprises a lens for projecting the first pattern light or the second pattern light output from the light conversion unit to the outside.
상기 프로세서는,
상기 제1 패턴광과 상기 제2 패턴광이, 일정한 주기로, 교호하게 출력되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 카메라.According to claim 1,
the processor,
The camera characterized in that the first pattern light and the second pattern light are controlled to be alternately output at a constant period.
온도 검출부;를 더 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 온도 검출부에서 검출되는 온도에 따라, 상기 제1 패턴광과 상기 제2 패턴광의 출력 주기가 가변되도록 제어하며,
상기 프로세서는,
상기 검출되는 온도가 높을수록, 상기 제1 패턴광과 상기 제2 패턴광의 출력 주기가 커지도록 제어하거나, 상기 광원부에서 출력되는 상기 제1 패턴광의 해상도가 낮아지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 카메라.According to claim 1,
A temperature detection unit; further comprising,
the processor,
Depending on the temperature detected by the temperature detector, the output period of the first pattern light and the second pattern light is controlled to be varied;
the processor,
The camera characterized in that, as the detected temperature increases, the output period of the first pattern light and the second pattern light increases, or the resolution of the first pattern light output from the light source unit decreases.
상기 프로세서는,
상기 복수의 광원에 대한 제어를 수행하여, 상기 광원부에서 출력되는 상기 제1 패턴광의 해상도를 가변하는 것을 특징으로 하는 카메라.According to claim 1,
the processor,
The camera characterized in that the resolution of the first pattern light output from the light source unit is varied by controlling the plurality of light sources.
상기 프로세서는,
상기 카메라의 이동량이 커질수록, 상기 제1 패턴광과 상기 제2 패턴광의 출력 주기가 커지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 카메라.According to claim 1,
the processor,
The camera characterized in that the control is performed so that the output cycle of the first pattern light and the second pattern light increases as the moving amount of the camera increases.
상기 광변환부가, 리퀴드 렌즈를 구비하는 경우,
상기 프로세서는,
상기 제1 시점에, 상기 리퀴드 렌즈에 제1 전기 신호를 인가하고, 상기 제2 시점에, 상기 리퀴드 렌즈에 제2 전기 신호를 인가하며,
상기 광변환부는,
상기 리퀴드 렌즈에 상기 전기 신호를 인가하는 렌즈 구동부;
상기 전기 신호에 기초하여 형성된 리퀴드 렌즈의 곡률을 감지하기 위한 센서부;를 포함하고,
상기 센서부는,
상기 리퀴드 렌즈 내의 전극 상의 절연체와, 전기 전도성 수용액 사이의 경계 영역의, 면적의 크기 또는 상기 면적의 변화를 감지하는 것을 특징으로 하는 카메라.According to claim 1,
When the light conversion unit includes a liquid lens,
the processor,
At the first time point, a first electrical signal is applied to the liquid lens, and at the second time point, a second electrical signal is applied to the liquid lens;
The light conversion unit,
a lens driver for applying the electric signal to the liquid lens;
A sensor unit for detecting the curvature of the liquid lens formed based on the electrical signal; includes,
The sensor unit,
A camera characterized in that detecting a size of an area or a change in the area of a boundary area between an insulator on an electrode in the liquid lens and an electrically conductive aqueous solution.
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