KR20180102418A - 액체 렌즈를 포함하는 카메라 모듈 및 광학 기기 - Google Patents

액체 렌즈를 포함하는 카메라 모듈 및 광학 기기 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 전도성 액체와 비전도성 액체를 수용하는 캐비티가 형성된 제1 플레이트; 상기 제1 플레이트에 배치되고, 상기 전도성 액체와 상기 비전도성 액체의 계면을 변화시키도록 외부 전원과 전기적으로 연결된 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 전극부; 상기 전극부에 배치되고, 상기 비전도성 액체의 접촉을 차단하는 절연부; 및 상기 전극부에 인가되는 전압을 제어하는 제어부를 포함하는 액체 렌즈; 상기 액체 렌즈의 초점 거리를 제어하기 위한 오토 포커싱 제어 신호를 생성하는 이미지 센서; 및 상기 오토 포커싱 제어 신호에 따라 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 인가되는 구동 전압을 생성하는 제어 회로를 포함할 수 있다.

Description

액체 렌즈를 포함하는 카메라 모듈 및 광학 기기{CAMERA MODULE INCLUDING LIQUID LENS AND OPTICAL APPARATUS}
본 발명은 액체 렌즈를 포함하는 카메라 모듈 및 광학 기기에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 전기 에너지를 이용하여 초점 거리를 조정할 수 있는 액체 렌즈를 포함하는 카메라 모듈 및 광학 기기에 관한 것이다.
휴대용 장치의 사용자는 고해상도를 가지며 크기가 작고 다양한 촬영 기능(오토포커싱(Auto-Focusing, AF) 기능, 손떨림 보정 내지 영상 흔들림 방지(Optical Image Stabilizer, OIS) 기능 등)을 가지는 광학 기기를 원하고 있다. 이러한 촬영 기능은 여러 개의 렌즈를 조합해서 직접 렌즈를 움직이는 방법을 통해 구현될 수 있으나, 렌즈의 수를 증가시킬 경우 광학 기기의 크기가 커질 수 있다.
오토 포커스와 손떨림 보정 기능은, 렌즈 홀더에 고정되어 광축이 정렬된 여러 개의 렌즈 모듈이, 광축 또는 광축의 수직 방향으로 이동하거나 틸팅(Tilting)하여 수행되고, 렌즈 모듈을 구동시키기 위해 별도의 렌즈 구동 장치가 사용된다. 그러나 렌즈 구동 장치는 전력 소모가 높으며, 이를 보호하기 위해서 카메라 모듈과 별도로 커버 글라스를 추가하여야 하는바 전체 두께가 두꺼워 진다.
따라서, 두 가지 액체의 계면의 곡률을 전기적으로 조절하여 오토 포커스와 손떨림 보정 기능을 수행하는 액체 렌즈에 대한 연구가 이루어지고 있다.
본 발명은 액체 렌즈의 구동 전압 인가 방법, 액체 렌즈, 카메라 모듈 및 광학 기기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 전도성 액체와 비전도성 액체를 수용하는 캐비티가 형성된 제1 플레이트; 상기 제1 플레이트에 배치되고, 상기 전도성 액체와 상기 비전도성 액체의 계면을 변화시키도록 외부 전원과 전기적으로 연결된 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 전극부; 상기 전극부에 배치되고, 상기 비전도성 액체의 접촉을 차단하는 절연부; 및 상기 전극부에 인가되는 전압을 제어하는 제어부를 포함하는 액체 렌즈; 상기 액체 렌즈의 초점 거리를 제어하기 위한 오토 포커싱 제어 신호를 생성하는 이미지 센서; 및 상기 오토 포커싱 제어 신호에 따라 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 인가되는 구동 전압을 생성하는 제어 회로를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 이미지 센서는, 제1 광량 분포 및 제2 광량 분포를 출력하는 위상차 검출 픽셀; 및 상기 제1 광량 분포 및 상기 제2 광량 분포를 비교하여, 상기 오토 포커싱 제어 신호를 생성하는 오토 포커싱 제어부를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 위상차 검출 픽셀은, 각각이 차광층을 수광 영역의 우측에 포함하고 동일한 행에 배치되는 복수의 픽셀을 포함하고, 상기 제1 광량 분포를 출력하는 제1 픽셀; 및 각각이 차광층을 수광 영역의 좌측에 포함하고 동일한 행에 배치되는 복수의 픽셀을 포함하고, 상기 제2 광량 분포를 출력하는 제2 픽셀을 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 오토 포커싱 제어부는, 상기 제1 광량 분포의 중심에 해당하는 픽셀 번호로부터 상기 제2 광량 분포의 중심에 해당하는 픽셀 번호를 감산한 결과의 부호가 음수인 경우, 상기 액체 렌즈의 초점거리를 감소시키도록 제어하는 오토 포커싱 제어 신호를 생성할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 오토 포커싱 제어부는, 상기 제1 광량 분포의 중심에 해당하는 픽셀 번호로부터 상기 제2 광량 분포의 중심에 해당하는 픽셀 번호를 감산한 결과의 부호가 양수인 경우, 상기 액체 렌즈의 초점거리를 증가시키도록 제어하는 오토 포커싱 제어 신호를 생성할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 오토 포커싱 제어부는, 상기 제1 광량 분포의 중심에 해당하는 픽셀 번호로부터 상기 제2 광량 분포의 중심에 해당하는 픽셀 번호를 감산한 결과가 0인 경우, 상기 액체 렌즈의 초점거리를 유지시키도록 제어하는 오토 포커싱 제어 신호를 생성할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 오토 포커싱 제어 신호는 부호를 갖는 숫자에 대한 정보를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제어 회로는, 상기 오토 포커싱 제어 신호에 따라 구동 전압 코드를 결정하는 컨트롤러; 및 상기 구동 전압 코드에 따라 상기 제1 전극의 복수의 전극 섹터 및 상기 제2 전극의 전극 섹터에 공급되는 상기 구동 전압을 생성하는 전압 드라이버를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 컨트롤러는, 상기 오토 포커싱 제어 신호와 상기 액체 렌즈의 초점 거리 간의 관계를 기초로 초점 거리의 가변 방향 및 가변량을 결정하고, 상기 초점 거리의 가변 방향 및 가변량을 기초로 구동 전압 테이블을 참조하여 상기 초점 거리의 가변 방향 및 가변량에 대응하는 새로운 구동 전압 코드를 결정할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 구동 전압 테이블은, 상기 구동 전압 코드와 상기 액체 렌즈의 초점 거리를 맵핑한 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈은, 전도성 액체와 비전도성 액체를 계면을 변화시키는 구동 전압을 수신하는 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 액체 렌즈; 상기 액체 렌즈의 초점 거리를 제어하기 위한 오토 포커싱 제어 신호를 생성하는 이미지 센서; 및 상기 오토 포커싱 제어 신호에 따라 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 인가되는 구동 전압을 생성하는 제어 회로를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학 기기는, 상기 카메라 모듈; 및 상기 카메라 모듈에 전원을 공급하는 배터리를 포함할 수 있다.
상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 발명에 따른 장치에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액체 렌즈를 포함하는 카메라 모듈 및 광학 기기에 의하면, 현재의 초점 거리의 이상 여부를 감지하고, 감지 결과를 이용해 액체 렌즈의 초점 거리를 조정함으로써, 액체 렌즈에 대한 오토 포커싱 기능을 구현할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 예를 설명한다.
도 2는 카메라 모듈에 포함된 렌즈 어셈블리의 예를 설명한다.
도 3은 도 1에 도시된 카메라 모듈을 간략히 나타낸 블록도이다.
도 4는 구동 전압에 대응하여 계면이 조정되는 액체렌즈를 설명한다.
도 5는 도 3의 위상차 검출 픽셀을 간략히 도시한 도면이다.
도 6은 위상차 검출 픽셀의 배열되는 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 7은 위상차 검출 픽셀의 제1 광량 분포와 제2 광량 분포를 기초로 오토 포커싱 제어 신호가 생성되는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 실시예를 상세히 설명한다. 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 실시예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 실시예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
"제1", "제2" 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 또한, 실시예의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 실시예의 범위를 한정하는 것이 아니다.
실시예의 설명에 있어서, 각 element의 "상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)”로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, 이하에서 이용되는 "상/상부/위" 및 "하/하부/아래" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서 이용될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 예를 설명한다.
도 1을 참조하면, 카메라 모듈(10)은 액체 렌즈 및 복수의 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리(22), 제어회로(24), 및 이미지센서(26) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
액체 렌즈는 전도성 액체 및 비전도성 액체, 제1 플레이트, 전극부를 포함할 수 있다. 제1 플레이트에는 전도성 액체 및 비전도성 액체를 수용하는 캐비티를 포함할 수 있다. 전극부는 전압을 인가받아 상기 전도성 액체와 비전도성 액체의 계면을 변화시키도록 외부 전원과 전기적으로 연결시킬 수 있다. 액체렌즈는 전극부에 배치되는 절연층을 더 포함하여 전극과 비전도성 액체의 접촉을 차단할 수 있다.
액체 렌즈가 적용된 카메라모듈에는 전극부에 인가되는 전압을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. 전극부는 제1 전극과 제2 전극을 포함할 수 있고, 제1 전극과 제2전극은 적어도 하나 이상의 전극 섹터를 포함할 수 있다.
렌즈 어셈블리(22)는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 렌즈 어셈블리(22)는 액체 렌즈가 포함된 복수의 렌즈로 구성될 수 있으며, 액체 렌즈는 제1 전극과 제2 전극에 인가되는 구동 전압에 대응하여 초점 거리가 조정될 수 있다. 카메라 모듈(22)은 액체 렌즈에 구동 전압을 공급하기 위한 제어회로(24)를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 전극은 개별 전극일 수 있고, 상기 상기 제2 전극은 전도성 메탈 플레이트일 수 있으며 공통 전극일 수 있다.
카메라 모듈(10)는 하나의 인쇄회로기판(PCB) 상에 배치된 복수의 회로(24, 26)와 복수의 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리(22)를 포함할 수 있으나, 이는 하나의 예에 불과할 뿐 발명의 범위를 한정하지 않는다. 제어 회로(24)의 구성은 카메라 모듈(10)이 장착되는 광학 기기에 요구되는 사양에 따라 다르게 설계될 수 있다. 특히, 렌즈 어셈블리(22)에 인가되는 동작 전압의 크기를 줄이기 위해, 제어회로(24)는 하나의 칩(single chip)으로 구현할 수 있다. 이를 통해, 휴대용 장치에 탑재되는 광학 기기의 크기를 더욱 줄일 수 있다.
도 2는 카메라 모듈(10)에 포함된 렌즈 어셈블리(22)의 예를 설명한다.
카메라모듈(10)은 광학 기기에 포함될 수 있다. 광학 기기는 카메라 모듈, 디스플레이부, 통신모듈, 메모리 저장부, 배터리 중 적어도 하나 이상을 실장하는 하우징을 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 렌즈 어셈블리(22)는 제1 렌즈부(100), 제2 렌즈부(200), 액체 렌즈(300), 홀더(400) 및 연결부(500) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
연결부는 하나 또는 두개 이상일 수 있다. 예를들어 하나의 연결부를 갖는 경우 연결부의 일부가 액체렌즈(300)의 상부 또는 하부에 배치되어 액체렌즈(300)와 연결될 수 있고, 두개의 연결부를 갖는 경우 액체렌즈(300)의 상부와 연결되는 제1 연결부 및 액체렌즈 하부와 연결되는 제2 연결부를 포함할 수 있다. 연결부의 일단은 렌즈 어셈블리(22) 아래에 배치되고 이미지 센서가 실장되는 이미지 센서(26)가 배치되는 기판과 전기적으로 연결될 수 있다. 도시된 렌즈 어셈블리(22)의 구조는 하나의 예에 불과하며, 광학 기기에 요구되는 사양에 따라 렌즈 어셈블리(22)의 구조는 달라질 수 있다. 예를 들어, 도시된 예에서는 액체 렌즈(300)가 제1 렌즈부(100)와 제2 렌즈부(200) 사이에 위치하고 있으나, 다른 예에서는 제1 렌즈부 또는 제2 렌즈부가 생략될 수 있다. 또한 액체 렌즈(300)가 제1 렌즈부(100)보다 상부(전면)에 위치할 수도 있고, 액체 렌즈(300)가 제2 렌즈부보다 하부에 위치할 수도 있다. 액체 렌즈(300)는 개구 영역에 의해 정해지는 캐비티(cavity)를 포함하는데, 상기 다른 예에서는, 캐비티(310)의 경사 방향이 반대가 되도록 액체 렌즈(300)가 배치될 수 있다. 이는 도 2와는 달리 캐비티(310)의 광이 입사되는 방향의 개구 면적이 반대 방향의 개구 면적보다 좁음을 의미할 수 있다. 캐비티(310)의 경사 방향이 반대가 되도록 액체렌즈(300)가 배치될 때, 액체렌즈 경사 방향에 따라서 전극과 액체 등 액체렌즈의 구성의 배치 전체 또는 일부가 함께 바뀔 수 있고, 캐비티의 경사 방향만 변경되고 나머지 배치는 바뀌지 않을 수 있다.
제1 렌즈부(100)는 렌즈 어셈블리(22)의 전방에 배치되고, 렌즈 어셈블리(22)의 외부로부터 광이 입사하는 구성이다. 제1 렌즈부(100)는 적어도 하나의 렌즈로 구성될 수 있고, 또는 2개 이상의 복수의 렌즈들이 중심축(PL)을 기준으로 정렬하여 광학계를 형성할 수도 있다.
제1 렌즈부(100) 및 제2 렌즈부(200)는 홀더(400)에 장착될 수 있다. 이때, 홀더(400)에는 관통공이 형성되고, 관통공에 제1 렌즈부(100) 및 제2 렌즈부(200)가 배치될 수 있다. 또한, 홀더(400)에 제1 렌즈부(100)와 제2 렌즈부(200)가 배치되는 사이 공간에는 액체 렌즈(300)가 삽입될 수 있다.
한편, 제1 렌즈부(100)는 노출렌즈(110)를 포함할 수 있다. 노출렌즈(110)는 홀더(400) 외부로 돌출되어 외부에 노출될 수 있는 렌즈를 말한다. 노출렌즈(110)의 경우 외부에 노출됨으로 인해 렌즈표면이 손상될 수 있다. 만약 렌즈표면이 손상될 경우, 카메라 모듈에서 촬영되는 이미지의 화질이 저하될 수 있다. 노출렌즈(110)의 표면손상을 방지, 억제하기 위해, 커버 글래스를 배치시키거나 코팅층을 형성하거나 노출렌즈(100)가 표면손상을 방지하기 위한 내마모성 재질로 구성하는 방법 등을 적용할 수 있다.
제2 렌즈부(200)는 제1 렌즈부(100) 및 액체 렌즈(300)의 후방에 배치되고, 외부로부터 제1 렌즈부(100)로 입사하는 광은 액체렌즈부(300)를 투과하여 제2 렌즈부(200)로 입사할 수 있다. 제2 렌즈부(200)는 제1 렌즈부(100)와 이격되어 홀더(400)에 형성되는 관통공에 배치될 수 있다.
한편, 제2 렌즈부(200)는 적어도 하나의 렌즈로 구성될 수 있고, 2개 이상의 복수의 렌즈들이 포함되는 경우 중심축(PL)을 기준으로 정렬하여 광학계를 형성할 수도 있다.
액체 렌즈(300)는 제1 렌즈부(100)와 제2 렌즈부(200) 사이에 배치되고, 홀더(400)의 삽입구(410)에 삽입될 수 있다. 액체 렌즈(300) 역시, 제1 렌즈부(100)와 제2 렌즈부(200)와 마찬가지로 중심축(PL)을 기준으로 정렬될 수 있다. 홀더(400)의 삽입구(410)는 하나 또는 적어도 두개가 홀더(400) 측면에 형성될 수 있다. 액체렌즈는 상기 삽입구(410)에 배치될 수 있다. 액체렌즈는 상기 삽입구(410)의 외측으로 돌출되어 배치될 수 있다.
액체 렌즈(300)에는 캐비티(310)가 포함될 수 있다. 캐비티(310)는 제1 렌즈부(100)를 통과한 광이 투과하는 부위이고, 적어도 일부에 액체를 포함할 수 있다. 예를 들면, 캐비티(310)에는 두 가지 종류 즉, 전도성 액체와 비전도성 액체(또는 절연 액체)가 함께 포함될 수 있고, 전도성 액체와 비전도성 액체는 서로 섞이지 않고 경계면을 이룰 수 있다. 연결부(500)를 통해 인가되는 구동 전압에 의해 전도성 액체와 비전도성 액체의 경계면이 변형되어 액체 렌즈(300)의 곡률 및/또는 초점거리가 변경될 수 있다. 이러한 경계면의 변형, 곡률변경이 제어되면, 액체 렌즈(300)와 이를 포함하는 렌즈 어셈블리(22) 및 광학 기기는 오토포커싱(Auto-Focusing; AF) 기능, 손떨림 보정 내지 영상 흔들림 방지(Optical Image Stabilizer, OIS) 기능 등을 수행할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 카메라 모듈을 간략히 나타낸 블록도이다.
도 3을 참조하면, 카메라 모듈(200)에 포함되는 제어 회로(210), 렌즈 어셈블리(250), 이미지 센서(290)가 도시되어 있고, 제어 회로(210), 렌즈 어셈블리(250) 및 이미지 센서(290) 각각은 도 1의 제어 회로(24), 렌즈 어셈블리(22) 및 이미지 센서(26)에 해당할 수 있다.
제어 회로(210)는 제어부(220) 및 커넥터(미도시)를 포함할 수 있다.
제어부(220)는 AF 기능 및 OIS 기능을 수행하기 위한 구성으로서, 사용자의 요청 또는 감지 결과(예컨대, 자이로 센서(225)의 움직임 신호, 이미지 센서(290)의 오토 포커싱 제어 신호(AFC) 등)를 이용하여 렌즈 어셈블리(250)에 포함된 액체 렌즈(280)를 제어할 수 있다.
제어부(220)는 컨트롤러(230) 및 전압 드라이버(235)를 포함할 수 있다. 자이로 센서(225)는 제어부와 별도로 있을 수도 있고, 제어부(220)는 자이로 센서(225)를 더 포함할 수 있다.
자이로 센서(225)는 광학 기기(200)의 상하 및 좌우에 대한 손떨림을 보상하기 위해 요(Yaw)축과 피치(Pitch)축 두 방향의 움직임의 각속도를 감지할 수 있다. 자이로 센서(225)는 감지된 각속도에 상응하는 움직임 신호를 생성하여 컨트롤러(230)에 제공할 수 있다.
컨트롤러(230)는 OIS 기능 구현을 위해 저역 통과 필터(Low Pass Filter; LPF)를 이용하여 움직임 신호에서 높은 주파수의 노이즈 성분을 제거하여 원하는 대역만 추출하고, 노이즈가 제거된 움직임 신호를 사용하여 손떨림량을 계산하고, 계산된 손떨림량을 보상하기 위해 액체 렌즈(260)의 액체 렌즈(280)가 가져야할 형상에 대응하는 구동 전압을 계산할 수 있다.
컨트롤러(230)는 광학 기기 또는 이미지 센서(290) 또는 외부(예컨대, 거리 센서)로부터 AF 기능을 위한 정보를 수신할 수 있고, 상기 정보를 통해 상기 객체에 초점을 맞추기 위한 초점 거리에 따라 액체 렌즈(280)가 가져야 할 형상에 대응하는 구동 전압을 계산할 수 있다. 상기 AF 기능을 위한 정보는 이미지 센서(290)가 생성하는 오토 포커싱 제어 신호(AFC)를 포함할 수 있다. 오토 포커싱 제어 신호(AFC)는 현재의 초점거리를 유지하거나, 줄이거나, 늘일 것을 제어하는 신호일 수 있다.
오토 포커싱 제어 신호(AFC)는 부호를 갖는 숫자일 수 있다. 예를 들어, 오토 포커싱 제어 신호(AFC)가 -3일 경우 오토 포커싱 제어 신호(AFC)는 3에 해당하는 크기만큼 현재의 초점거리를 줄이도록 제어하는 신호일 수 있다. 오토 포커싱 제어 신호(AFC)가 +5일 경우 오토 포커싱 제어 신호(AFC)는 5에 해당하는 크기만큼 현재의 초점거리를 늘이도록 제어하는 신호일 수 있다. 또한, 오토 포커싱 제어 신호(AFC)가 0일 경우 오토 포커싱 제어 신호(AFC)는 현재의 초점거리를 유지하도록 제어하는 신호일 수 있다. 오토 포커싱 제어 신호(AFC)는 디지털 코드로 구현될 수 있고, 디지털 코드 중 어느 하나의 비트는 부호를 나타내고 나머지 비트를 절대값을 나타냄으로써, 부호를 갖는 숫자를 표현할 수 있다.
컨트롤러(230)는 구동 전압과 상기 구동 전압을 전압 드라이버(235)가 생성하도록 하기 위한 구동 전압 코드를 맵핑한 구동 전압 테이블을 저장할 수 있고, 상기 계산된 구동 전압에 대응하는 구동 전압 코드를 구동 전압 테이블을 참조하여 획득할 수 있다.
컨트롤러(230)는 오토 포커싱 제어 신호(AFC)에 따라 액체 렌즈(280)의 현재의 초점거리를 조정할 수 있다. 컨트롤러(230)는 오토 포커싱 제어 신호(AFC)와 초점 거리 간의 관계에 대한 정보를 미리 저장할 수 있고, 상기 구동 전압 테이블은 구동 전압 코드와 초점 거리를 맵핑한 정보를 포함할 수 있다. 컨트롤러(230)는 오토 포커싱 제어 신호(AFC)의 수신시 상기 구동 전압 테이블을 참조하여 오토 포커싱 제어 신호(AFC)에 대응하는 초점거리에 해당하는 구동 전압 코드를 결정할 수 있다.
다른 실시예에 따라, 컨트롤러(230)는 오토 포커싱 제어 신호(AFC)에 따라 액체 렌즈(280)의 현재의 디옵터(diopter)를 조정할 수 있다. 컨트롤러(230)는 오토 포커싱 제어 신호(AFC)와 디옵터 간의 관계에 대한 정보를 미리 저장할 수 있고, 상기 구동 전압 테이블은 구동 전압 코드와 디옵터를 맵핑한 정보를 포함할 수 있다. 컨트롤러(230)는 오토 포커싱 제어 신호(AFC)의 수신시 상기 구동 전압 테이블을 참조하여 오토 포커싱 제어 신호(AFC)에 대응하는 디옵터에 해당하는 구동 전압 코드를 결정할 수 있다. 여기서, 초점 거리와 디옵터는 서로 역수 관계에 있고, 초점 거리와 디옵터 중 어느 하나를 조정하는 것은 다른 하나를 조정한다는 것과 실질적으로 동일한 의미인바, 본 명세서에서는 초점 거리를 조정하는 것을 중심으로 설명하기로 한다.
전압 드라이버(235)는 컨트롤러(230)로부터 제공된 디지털 형태의 구동 전압 코드를 기초로, 상기 구동 전압 코드에 상응하는 아날로그 형태의 구동 전압을 생성하여, 렌즈 어셈블리(250)에 제공할 수 있다.
전압 드라이버(235)는 공급 전압(예컨대, 별도의 전원 회로로부터 공급된 전압)을 입력 받아 전압 레벨을 증가시키는 전압부스터, 상기 전압부스터의 출력을 안정시키기 위한 전압안정기 및 액체 렌즈(280)의 각 단자에 상기 전압부스터의 출력을 선택적으로 공급하기 위한 스위칭부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 스위칭부는 에이치브릿지(H Bridge)로 불리는 회로의 구성을 포함할 수 있다. 상기 전압부스터에서 출력된 고전압이 상기 스위칭부의 전원 전압으로 인가된다. 상기 스위칭부는 인가되는 전원 전압과 그라운드 전압(ground voltage)을 선택적으로 액체 렌즈(280)의 양단에 공급할 수 있다. 여기서, 액체 렌즈(280)는 구동을 위해 4개의 전극섹터를 포함하는 제1 전극과 1개의 전극섹터를 포함하는 제2 전극을 포함할 수 있는데, 액체 렌즈(280)의 양단은 제1 전극과 제2 전극을 의미할 수 있다. 또한 액체 렌즈(280)의 양단은 제1 전극의 4개의 전극 섹터 중 어느 하나와 제2 전극의 1개의 전극 섹터를 의미할 수 있다.
액체 렌즈(280)의 각 전극 섹터에 기 설정된 폭을 가지는 펄스 형태의 전압이 인가될 수 있으며, 액체 렌즈(280)에 인가되는 구동 전압은 제1 전극과 제2전극 각각에 인가되는 전압의 차이이다. 여기서, 제1 전극의 전극 섹터 각각에 인가되는 전압을 개별 전압, 제2 전극에 인가되는 전압을 공통 전압이라 정의할 수 있다.
즉, 전압 드라이버(235)가 컨트롤러(230)로부터 제공된 디지털 형태의 구동 전압 코드에 따라 액체 렌즈(280)에 인가되는 구동 전압을 제어하기 위해, 상기 전압 부스터는 증가되는 전압레벨을 제어하고, 상기 스위칭부는 개별 전극과 공통 전극에 인가되는 펄스 전압의 위상을 제어함에 의해 구동 전압 코드에 상응하는 아날로그 형태의 구동 전압이 생성되도록 한다.
제어 회로(210)는 제어 회로(210)의 통신 또는 인터페이스의 기능을 수행하는 커넥터(미도시)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, I²C(Inter-Integrated Circuit) 통신 방식을 사용하는 제어 회로(210)와 MIPI(Mobile Industry Processor Interface) 통신 방식을 사용하는 렌즈 어셈블리(250) 간의 통신을 위해 상기 커넥터는 통신 프로토콜 변환을 수행할 수 있다.
또한, 상기 커넥터는 외부(예컨대, 배터리)로부터 전원을 공급받아, 제어부(220) 및 렌즈 어셈블리(250)의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다.
렌즈 어셈블리(250)는 액체 렌즈 모듈(260)을 포함할 수 있으며, 액체 렌즈 모듈(260)은 구동 전압 제공부(270) 및 액체 렌즈(280)를 포함할 수 있다.
구동 전압 제공부(270)는 전압 드라이버(235)로부터 구동 전압(4개의 개별 전극과 1개의 공통 전극에 대응하는 아날로그 전압)을 제공받아, 액체 렌즈(280)에 구동 전압을 제공할 수 있다. 구동 전압 제공부(270)는 제어 회로(210)와 렌즈 어셈블리(250) 간의 단자 연결로 인한 손실을 보상하기 위한 전압 조정 회로 또는 노이즈 제거 회로를 포함할 수도 있고, 또는 상기 출력 전압을 바이패스(bypass)할 수도 있다.
구동 전압 구동부(260)는 도 2의 연결부(500)의 적어도 일부를 구성하는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board, 또는 제1 기판)에 배치될 수 있으나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않는다. 연결부(500)는 구동 전압 구동부(260)를 포함할 수 있다.
액체 렌즈(280)는 구동 전압에 따라 전도성 액체와 비전도성 액체 간의 계면이 변형되어 AF 기능, 또는 OIS 기능을 수행할 수 있다.
이미지 센서(290)는 렌즈 어셈블리(250)를 통과한 광 신호를 수신하여 상기 광 신호에 대응하는 전기 신호로 변환하는 픽셀 어레이, 픽셀 어레이에 포함된 복수의 픽셀을 구동하는 구동 회로, 각 픽셀의 픽셀 신호를 리드(read)하는 리드아웃회로, 상기 픽셀 신호를 처리(예컨대, 보간, 프레임 합성 등)하는 이미지 프로세서를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서(290)는 위상차 검출 픽셀(292) 및 오토 포커싱 제어부(294)를 더 포함할 수 있다.
위상차 검출 픽셀(292)은 오토 포커싱 제어 신호(AFC)의 기초가 되는 제1 광량 분포 및 제2 광량 분포를 출력할 수 있다. 위상차 검출 픽셀(292)은 상기 픽셀 어레이의 일부로 구현될 수 있고, 또는 상기 픽셀 어레이와 독립적으로 구현될 수 있다. 또한, 위상차 검출 픽셀(292)은 상기 구동 회로와 상기 리드아웃회로에 의해 구동 및 리드될 수 있고, 또는 상기 구동 회로와 상기 리드아웃회로와는 별도의 구동 회로 및 리드아웃회로를 구비할 수 있다.
오토 포커싱 제어부(294)는 위상차 검출 픽셀(292)의 제1 광량 분포 및 제2 광량 분포를 비교하여, 현재의 초점 거리를 가변하는 방향 및 정도를 결정하거나 현재의 초점거리를 유지하도록 제어하는 오토 포커싱 제어 신호(AFC)를 생성할 수 있다.
위상차 검출 픽셀(292)과 오토 포커싱 제어부(294)의 상세한 동작은 도 5 내지 7을 참조하여 후술하기로 한다.
도 4는 구동 전압에 대응하여 계면이 조정되는 렌즈를 설명한다. 구체적으로, (a)는 렌즈 어셈블리(250, 도3 참조)에 포함된 액체 렌즈(28)를 설명하고, (b)는 액체 렌즈(28)의 등가회로를 설명한다. 여기서, 액체 렌즈(28)는 도 3의 액체 렌즈(280)를 의미한다.
먼저 (a)를 참조하면, 구동 전압에 대응하여 계면이 조정되는 액체 렌즈(28)는 동일한 각 거리를 가지고 4개의 서로 다른 방향에 배치되어 제1 전극을 구성하는 복수의 전극 섹터(L1, L2, L3, L4) 그리고 제2 전극을 구성하는 전극 섹터를 통해서 구동 전압을 인가 받을 수 있다. 제1 전극을 구성하는 복수의 전극 섹터(L1, L2, L3, L4) 그리고 제2 전극을 구성하는 전극 섹터를 통해서 구동 전압이 인가되면 캐비티(310)에 배치된 전도성 액체와 비전도성 액체의 경계면이 변형될 수 있다. 전도성 액체와 비전도성 액체의 경계면의 변형의 정도 및 형태는 AF 기능 또는 OIS 기능을 구현하기 위해, 컨트롤러(230)에 의해 제어될 수 있다.
또한, (b)를 참조하면, 렌즈(28)의 일측은 서로 다른 전극 섹터(L1, L2, L3, L4)으로부터 전압을 인가 받고, 다른 일측은 제2 전극의 전극 섹터(C0)와 연결되어 전압을 인가받는 복수의 캐패시터(30)로 설명할 수 있다.
본 명세서에서는 개별 전극이 4개인 것을 예로 들어 설명하나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않는다.
도 5는 도 3의 위상차 검출 픽셀을 간략히 도시한 도면이다. 도 6은 위상차 검출 픽셀의 배열되는 일 실시예를 나타낸 도면이다. 도 7은 위상차 검출 픽셀의 제1 광량 분포와 제2 광량 분포를 기초로 오토 포커싱 제어 신호가 생성되는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 위상차 검출 픽셀(500)은 도 3에 도시된 위상차 검출 픽셀(292)에 포함된 어느 하나의 위상차 검출 픽셀의 일 실시예를 나타낸 것이다.
위상차 검출 픽셀(500)은 마이크로 렌즈(510), 컬러 필터(520), 포토 다이오드(530) 및 차광층(540) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
마이크로 렌즈(510)는 위상차 검출 픽셀(500)의 상부(렌즈 어셈블리(22)가 위치한 방향)에 배치되며, 집광력(light gathering power)을 높일 수 있다.
컬러 필터(530)는 마이크로 렌즈(520)의 하부에 배치되며, 특정 파장의 광(예컨대, 레드(Red), 그린(Green), 블루(Blue), 마젠타(Magenta), 옐로우(Yellow), 사이언(Cyan))을 선택적으로 투과시킬 수 있다.
포토 다이오드(530)는 마이크로 렌즈(510)를 통과한 입사광의 세기에 따라 생성된 광전하를 축적할 수 있다. 포토 다이오드(530)에 축적된 광전하는 구동 회로 및 리드아웃 회로에 의해 전기 신호로 변환되어 위상차 검출 픽셀(500)의 픽셀 신호로서 오토 포커싱 제어부(292)로 전달될 수 있다.
차광층(540)은 마이크로 렌즈(510)에 대응하는 수광 영역의 적어도 일부로 입사되는 광을 차단할 수 있다. 예를 들어, 차광층(540)은 수광 영역의 절반에 해당하는 영역으로 입사되는 광을 차단할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 차광층(540)은 위상차 검출 픽셀(500)의 우측에 배치되어 수광 영역의 좌측으로 입사되는 광(L1)은 통과시키고 수광 영역의 우측으로 입사되는 광(L2)은 차단할 수 있다.
도 6을 참조하면, 픽셀 어레이의 일부가 도시되어 있으며, 수광 영역의 우측에 차광층(540)이 배치된 픽셀을 제1 픽셀이라 정의하고 수광 영역의 좌측에 차광층(540)이 배치된 픽셀을 제2 픽셀이라 정의하기로 한다. 제1 픽셀과 제2 픽셀은 픽셀 어레이의 서로 다른 행(row)에 배치될 수 있다. 도 6에서와 같이 제1 픽셀과 제2 픽셀 사이에 하나의 행이 배치될 수 있으나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않고 제1 픽셀과 제2 픽셀이 연속적으로 배치되거나 제1 픽셀과 제2 픽셀 사이에 복수의 행이 배치될 수도 있다.
제1 픽셀에는 동일한 행에 배치된 1번 픽셀 내지 9번 픽셀이 포함될 수 있고, 제2 픽셀에도 동일한 행에 배치된 1번 픽셀 내지 9번 픽셀이 포함될 수 있다.
제1 픽셀의 k(k는 1이상 9이하의 정수)번 픽셀은 제2 픽셀의 k번 픽셀과 동일한 열(column)에 배치될 수 있다.
제1 픽셀의 1번 픽셀 내지 9번 픽셀 및 제2 픽셀의 1번 픽셀 내지 9번 픽셀은 연속적으로 배치될 수 있다. 다른 실시예에 따라, 일정한 또는 일정하지 않은 간격을 두고 배치될 수 있다. 이때, 이미지 데이터를 생성하기 위한 픽셀들 사이에 제1 픽셀 및 제2 픽셀이 배치될 수 있다.
제1 픽셀 및 제2 픽셀 각각이 9개씩의 픽셀을 포함하는 것은 하나의 예시에 불과하며, 그 이하 또는 그 이상의 픽셀을 포함하는 것도 가능하다.
도 7을 참조하면, 액체 렌즈(700)를 통과한 광은 위상차 검출 픽셀(500)이 배치된 픽셀 어레이를 기준으로 임의의 위치에 초점이 맞춰질 수 있다. 도 7에는 초점이 포커스1 내지 포커스3에 맞춰지는 경우가 예시되어 있고, 포커스2에 픽셀 어레이가 위치하여 초점이 포커스2에 맞춰지는 경우 초점이 맞춰진 정상 초점 거리라 가정하기로 한다.
포커스1은 픽셀 어레이의 앞에 초점이 맞춰진 경우(즉, 초점거리가 긴 경우)를 의미하고, 포커스3은 픽셀 어레이의 뒤에 초점이 맞춰진 경우(즉, 초점거리가 짧은 경우)를 의미할 수 있다.
액체 렌즈(700)를 통과한 광은 픽셀 어레이에 배치된 제1 픽셀과 제2 픽셀로 입사될 수 있다. 액체 렌즈(700)의 캐비티 중 광축에 대해 좌측을 통과한 광은 차광층(540)이 우측에 구비된 제1 픽셀로 유도되고, 액체 렌즈(700)의 캐비티 중 광축에 대해 우측을 통과한 광은 차광층(540)이 좌측에 구비된 제2 픽셀로 유도될 수 있다.
도 7의 우측에는 초점이 맞춰지는 포커스에 따라 제1 픽셀 및 제2 픽셀에 나타나는 광량 분포가 도시되어 있다. 제1 픽셀에 나타나는 광량 분포를 제1 광량 분포라 정의하고, 제2 픽셀에 나타나는 광량 분포를 제2 광량 분포라 정의하기로 한다. 제1 광량 분포 또는 제2 광량 분포는 제1 픽셀 또는 제2 픽셀에 포함되는 9개의 픽셀이 출력하는 픽셀 신호의 집합을 의미하거나, 오토 포커싱 제어부(292)가 상기 픽셀 신호를 보간(interpolation)하여 얻어진 연속적인 데이터를 의미할 수 있다.
그리고, 제1 광량 분포 및 제2 광량 분포가 포함된 그래프의 X축은 픽셀의 위치 즉, 픽셀의 번호를 나타내고, Y축은 해당 픽셀에서 감지된 광량의 크기를 나타낸다.
먼저 포커스2에 초점이 맞춰질 경우, 제1 광량 분포(730)와 제2 광량 분포(740)는 동일한 형상을 가지고 상기 형상의 중심(예를 들어, 변곡점의 픽셀 위치)은 각각 5번 픽셀로 동일한 위치를 가질 수 있다. 여기서, 상기 형상의 중심의 위치는 위상을 결정하므로, 포커스2에 초점이 맞춰질 경우, 제1 광량 분포(730)와 제2 광량 분포(740)는 서로 위상이 맞을 수 있다. 또한, 동일한 형상이라 함은 완전히 물리적으로 일치하는 형상뿐 아니라, 일정 범위 이상의 유사성을 갖는 형상을 포함하는 개념일 수 있다.
포커스1에 초점이 맞춰질 경우, 제1 광량 분포(710)와 제2 광량 분포(720)는 동일한 형상을 가지나 상기 형상의 중심은 각각 3번 픽셀과 7번 픽셀로 서로 다른 위치를 가질 수 있다. 여기서, 상기 형상의 중심의 위치는 위상을 결정하므로, 포커스1에 초점이 맞춰질 경우, 제1 광량 분포(710)와 제2 광량 분포(720)는 서로 위상이 어긋나 있다. 이때, 포커스1은 초점거리가 피사체보다 긴 경우를 의미하며, 제1 광량 분포(710)의 위상이 중심 픽셀(즉, 5번 픽셀)을 기준으로 좌측으로 치우치고, 제2 광량 분포(720)의 위상이 중심 픽셀을 기준으로 우측으로 치우치게 된다. 또한, 제1 광량 분포(710)와 제2 광량 분포(720)의 중심이 서로 어긋나 있는 정도인 위상차(4개 픽셀)는 정상 초점 거리로부터 얼마나 초점거리가 어긋나 있는지 즉, 얼마나 초점거리가 조정되어야 하는지를 나타낼 수 있다.
포커스3에 초점이 맞춰질 경우, 제1 광량 분포(750)와 제2 광량 분포(760)는 동일한 형상을 가지나 상기 형상의 중심은 각각 7번 픽셀과 3번 픽셀로 서로 다른 위치를 가질 수 있다. 여기서, 상기 형상의 중심의 위치는 위상을 결정하므로, 포커스3에 초점이 맞춰질 경우, 제1 광량 분포(750)와 제2 광량 분포(760)는 서로 위상이 어긋나 있다. 이때, 포커스3은 초점거리가 피사체보다 짧은 경우를 의미하며, 제1 광량 분포(750)의 위상이 중심 픽셀(즉, 5번 픽셀)을 기준으로 우측으로 치우치고, 제2 광량 분포(760)의 위상이 중심 픽셀을 기준으로 좌측으로 치우치게 된다. 또한, 제1 광량 분포(750)와 제2 광량 분포(760)의 중심이 서로 어긋나 있는 정도인 위상차(4개 픽셀)는 정상 초점 거리로부터 얼마나 초점거리가 어긋나 있는지 즉, 얼마나 초점거리가 조정되어야 하는지를 나타낼 수 있다.
따라서, 오토 포커싱 제어부(292)는 제1 광량 분포와 제2 광량 분포를 기초로 제1 광량 분포와 제2 광량 분포 간의 위상차를 검출하고, 검출된 위상차를 기초로 오토 포커싱 제어 신호(AFC)를 생성할 수 있다.
실시예에 따라, 오토 포커싱 제어부(292)는 제1 광량 분포의 중심에 해당하는 픽셀 번호로부터 제2 광량 분포의 중심에 해당하는 픽셀 번호를 감산하고, 감산 결과를 이용하여 오토 포커싱 제어 신호(AFC)를 생성할 수 있다. 여기서, 감산 결과의 부호는 초점 거리를 가변하는 방향을 결정할 수 있고, 감산 결과의 절대값은 초점 거리를 가변하는 정도를 결정할 수 있다.
예를 들어, 포커스1에 초점이 맞춰질 경우, 감산 결과는 -4가 되고, 감산 결과의 부호가 (-)이므로 초점거리를 감소시키고, 감산 결과의 절대값이 4이므로 4만큼 초점거리를 감소시키도록 제어하는 오토 포커싱 제어 신호(AFC)의 기초가 될 수 있다.
예를 들어, 포커스2에 초점이 맞춰질 경우, 감산 결과는 0이 되고, 감산 결과의 부호가 없고 절대값이 0이므로 초점거리를 유지하도록 제어하는 오토 포커싱 제어 신호(AFC)의 기초가 될 수 있다. 다른 실시예에 따라, 감산 결과가 0일 때 뿐 아니라, 일정 임계 범위 이내(예컨대, 0이상 1이하) 인 경우에도 초점거리를 유지하도록 제어하는 오토 포커싱 제어 신호(AFC)의 기초가 될 수 있다.
예를 들어, 포커스3에 초점이 맞춰질 경우, 감산 결과는 +4가 되고, 감산 결과의 부호가 (+)이므로 초점거리를 증가시키고, 감산 결과의 절대값이 4이므로 4만큼 초점거리를 증가시키도록 제어하는 오토 포커싱 제어 신호(AFC)의 기초가 될 수 있다.
컨트롤러(230)는 오토 포커싱 제어 신호(AFC)의 수신시, 미리 저장된 오토 포커싱 제어 신호(AFC)와 초점 거리 간의 관계를 기초로 초점 거리의 가변 방향 및 가변량을 결정할 수 있다. 컨트롤러(230)는 초점 거리의 가변 방향 및 가변량을 기초로 구동 전압 테이블을 참조하여 초점 거리의 가변 방향 및 가변량에 대응하는 새로운 구동 전압 코드를 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에 의하면, 현재의 초점 거리의 이상 여부를 감지하고, 감지 결과를 이용해 액체 렌즈의 초점 거리를 조정함으로써, 액체 렌즈에 대한 오토 포커싱 기능을 구현할 수 있다.
이하에서는 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성을 설명한다.
카메라 모듈은 액체렌즈를 포함하는 렌즈어셈블리, , 적외선 차단 필터(미도시), 인쇄회로기판(미도시), 이미지 센서(미도시) 및 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 다만, 카메라 모듈에서 적외선 차단 필터, 제어부 중 어느 하나 이상이 생략 또는 변경될 수 있다.
적외선 필터는 이미지 센서에 적외선 영역의 광이 입사되는 것을 차단할 수 있다. 적외선 필터는 렌즈 어셈블리와 이미지 센서 사이에 배치될 수 있다. 적외선 필터는 적외선 흡수 필터 또는 적외선 반사 필터일 수 있다. 또한, 적외선 필터를 별도로 배치하지 않고 액체렌즈의 어느 한면에 코팅 또는 증착하여 형성할 수도 있다.
인쇄회로기판의 상면과 액체렌즈는 전기적으로 연결될 수 있다. 인쇄회로기판에는 이미지 센서가 배치될 수 있다. 인쇄회로기판은 이미지 센서와 전기적으로 연결될 수 있다. 일례로, 인쇄회로기판과 렌즈어셈블리 사이에 홀더 부재가 배치될 수 있다. 이때, 홀더 부재는 내측에 이미지 센서를 수용할 수 있다. 인쇄회로기판은 액체렌즈에 전원(전류 또는 전압)을 공급할 수 있다. 한편, 인쇄회로기판에는 액체렌즈를 제어하기 위한 제어부가 배치될 수 있다.
이하에서는 본 실시예에 따른 광학기기의 구성을 설명한다.
광학기기는 핸드폰, 휴대폰, 스마트폰(smart phone), 휴대용 스마트 기기, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player) 및 네비게이션 중 어느 하나일 수 있다. 다만, 광학기기의 종류가 이에 제한되는 것은 아니며 영상 또는 사진을 촬영하기 위한 어떠한 장치도 광학기기로 호칭될 수 있다.
광학기기는 본체(미도시), 카메라 모듈 및 디스플레이부(미도시)를 포함할 수 있다. 다만, 광학기기에서 본체, 카메라 모듈 및 디스플레이부 중 어느 하나 이상이 생략 또는 변경될 수 있다.
실시예와 관련하여 전술한 바와 같이 몇 가지만을 기술하였지만, 이외에도 다양한 형태의 실시가 가능하다. 앞서 설명한 실시예들의 기술적 내용들은 서로 양립할 수 없는 기술이 아닌 이상은 다양한 형태로 조합될 수 있으며, 이를 통해 새로운 실시형태로 구현될 수도 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (12)

  1. 전도성 액체와 비전도성 액체를 수용하는 캐비티가 형성된 제1 플레이트;
    상기 제1 플레이트에 배치되고, 상기 전도성 액체와 상기 비전도성 액체의 계면을 변화시키도록 외부 전원과 전기적으로 연결된 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 전극부;
    상기 전극부에 배치되고, 상기 비전도성 액체의 접촉을 차단하는 절연부; 및
    상기 전극부에 인가되는 전압을 제어하는 제어부를 포함하는 액체 렌즈;
    상기 액체 렌즈의 초점 거리를 제어하기 위한 오토 포커싱 제어 신호를 생성하는 이미지 센서; 및
    상기 오토 포커싱 제어 신호에 따라 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 인가되는 구동 전압을 생성하는 제어 회로를 포함하는 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이미지 센서는,
    제1 광량 분포 및 제2 광량 분포를 출력하는 위상차 검출 픽셀; 및
    상기 제1 광량 분포 및 상기 제2 광량 분포를 비교하여, 상기 오토 포커싱 제어 신호를 생성하는 오토 포커싱 제어부를 포함하는, 카메라 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 위상차 검출 픽셀은,
    각각이 차광층을 수광 영역의 우측에 포함하고 동일한 행에 배치되는 복수의 픽셀을 포함하고, 상기 제1 광량 분포를 출력하는 제1 픽셀; 및
    각각이 차광층을 수광 영역의 좌측에 포함하고 동일한 행에 배치되는 복수의 픽셀을 포함하고, 상기 제2 광량 분포를 출력하는 제2 픽셀을 포함하는, 카메라 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 오토 포커싱 제어부는,
    상기 제1 광량 분포의 중심에 해당하는 픽셀 번호로부터 상기 제2 광량 분포의 중심에 해당하는 픽셀 번호를 감산한 결과의 부호가 음수인 경우, 상기 액체 렌즈의 초점거리를 감소시키도록 제어하는 오토 포커싱 제어 신호를 생성하는, 카메라 모듈.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 오토 포커싱 제어부는,
    상기 제1 광량 분포의 중심에 해당하는 픽셀 번호로부터 상기 제2 광량 분포의 중심에 해당하는 픽셀 번호를 감산한 결과의 부호가 양수인 경우, 상기 액체 렌즈의 초점거리를 증가시키도록 제어하는 오토 포커싱 제어 신호를 생성하는, 카메라 모듈.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 오토 포커싱 제어부는,
    상기 제1 광량 분포의 중심에 해당하는 픽셀 번호로부터 상기 제2 광량 분포의 중심에 해당하는 픽셀 번호를 감산한 결과가 0인 경우, 상기 액체 렌즈의 초점거리를 유지시키도록 제어하는 오토 포커싱 제어 신호를 생성하는, 카메라 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 오토 포커싱 제어 신호는 부호를 갖는 숫자에 대한 정보를 포함하는, 카메라 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 오토 포커싱 제어 신호에 따라 구동 전압 코드를 결정하는 컨트롤러; 및
    상기 구동 전압 코드에 따라 상기 제1 전극의 복수의 전극 섹터 및 상기 제2 전극의 전극 섹터에 공급되는 상기 구동 전압을 생성하는 전압 드라이버를 포함하는, 카메라 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 오토 포커싱 제어 신호와 상기 액체 렌즈의 초점 거리 간의 관계를 기초로 초점 거리의 가변 방향 및 가변량을 결정하고, 상기 초점 거리의 가변 방향 및 가변량을 기초로 구동 전압 테이블을 참조하여 상기 초점 거리의 가변 방향 및 가변량에 대응하는 새로운 구동 전압 코드를 결정하는, 카메라 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 구동 전압 테이블은, 상기 구동 전압 코드와 상기 액체 렌즈의 초점 거리를 맵핑한 정보를 포함하는, 카메라 모듈.
  11. 전도성 액체와 비전도성 액체를 계면을 변화시키는 구동 전압을 수신하는 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 액체 렌즈;
    상기 액체 렌즈의 초점 거리를 제어하기 위한 오토 포커싱 제어 신호를 생성하는 이미지 센서; 및
    상기 오토 포커싱 제어 신호에 따라 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 인가되는 구동 전압을 생성하는 제어 회로를 포함하는 카메라 모듈.
  12. 제1항의 카메라 모듈;
    영상을 출력하는 디스플레이부;
    상기 카메라 모듈에 전원을 공급하는 배터리; 및
    상기 카메라 모듈, 디스플레이부 및 배터리를 실장하는 하우징을 포함하는 광학 기기.
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