KR20180103073A - 압전 부하의 충전 제어용 전자 회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압전 부하(190)의 충전을 제어하기 위한 전자 회로(100)에 관한 것이다. 전자 회로는 충전 제어 신호(131)에 따라 압전 부하에 충전 전류를 공급하도록 구성된 충전 펌프(111), 압전 부하의 부하 단자에서 단자 전압에 대응하는 부하 전압을 얻도록 구성된 측정 회로(113), 및 조정 가능한 기준 전압을 부하 전압과 비교하도록 구성된 비교기 회로(114)를 포함한다. 전자 회로는 비교에 따라 충전 제어 신호를 결정하여, 제어 신호가 비교에 따라 충전 전류의 전달을 제어하도록 구성된다. 전자 회로는 조정 가능한 기준 전압을 목표 전압(VT)으로 설정하고, 부하 전압이 목표 전압에 도달할 때 목표 전압보다 낮은 하한 전압(Vlow)으로 조정 가능한 기준 전압을 설정하도록 추가로 구성된다.

Description

압전 부하의 충전 제어용 전자 회로
본 발명은 용량성 부하(capacitive loads), 특히 압전 부하(piezoelectric loads) 및 변형 가능 렌즈(deformable lenses)용 액추에이터로서 배열된 압전 부하의 충전을 제어하기 위한 전자 회로에 관한 것이다.
압전 부하, 예를 들어, 압전 소자는 보통은 충전 펌프 또는 전류 증폭기에 의해 전원이 공급된다. 압전 부하 및 일반적으로 용량성 부하의 충전 제어와 관련된 몇 가지 과제가 있다. 하나의 과제는 압전 부하의 신장 또는 수축(elongation or contraction)을 제어하기 위해 압전 부하를 제어하는 것과 관련된다.
압전 부하의 신장 또는 수축의 제어는, 압전 부하가 변형 가능 렌즈, 예를 들어, 촬상 목적에 사용되는 렌즈를 작동시키는데 사용되는 어플리케이션에 중요하다. 고화질, 예를 들어, 선명한 이미지를 얻기 위해서, 렌즈는 원하는 광 출력(optical power)을 얻도록 예측 가능하게 변형되어야 한다.
따라서, 압전 부하, 예를 들어, 변형 가능 렌즈를 작동시키기 위한 압전 부하의 제어를 개선할 필요가 있다.
또한, 노화(aging)로 인한 압전 부하의 상태, 예를 들어 건강 상태 또는 압전 특성의 변화에 대한 정보를 얻을 필요가 있다.
일반적으로, 압전 부하의 제어를 향상시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 변형 가능 렌즈를 작동시키는 데 사용되는 압전 부하의 제어를 향상시키는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 압전 소자의 상태를 특성화하기 위한 방법을 제공하고, 전력 절감과 같은 다른 이점을 얻으며, 인가된 전압의 함수로서의 압전 액추에이터의 감도와 같은 단기간의 압전 특성을 예측하는 것이다.
본 발명의 제1 양태에서, 압전 부하의 충전을 제어하기 위한 전자 회로가 제공된다. 전자 회로는 충전 제어 신호에 따라 압전 부하에 충전 전류를 공급하도록 구성된 충전 펌프를 포함한다. 회로는 압전 부하의 부하 단자에서 단자 전압에 대응하는 부하 전압을 얻도록 구성된 측정 회로, 및 조정 가능한 기준 전압(adjustable reference voltage)을 부하 전압과 비교하도록 구성된 비교기 회로를 더 포함한다. 전자 회로는 비교에 따라 충전 제어 신호를 결정하여, 제어 신호가 비교에 따라 충전 전류의 전달을 제어하도록 구성된다. 전자 회로는 조정 가능한 기준 전압을 목표 전압으로 설정하고, 부하 전압이 목표 전압에 도달할 때 목표 전압(target voltage)보다 낮은 하한 전압(low limit voltage)으로 조정 가능한 기준 전압을 설정하도록 추가로 구성된다.
충전 전류의 크기는 펌프 커패시터의 크기 및 회로의 수명 동안 일정하게 유지되는 다른 물리적 파라미터에 따른다. 따라서 출력 전압/출력 전류 커패시터는 주어진 임의의 회로에 대해 그 수명 동안 반복될 것이다. 제어 회로는 예를 들어, 충전 펌프 내의 전하 전달을 제어하는 신호의 클럭 주파수(1/ts)를 조정함으로써 펌프로부터의 충전 전류의 크기를 또한 제어할 수 있다.
전자 회로의 목적은, 부하 전압이 목표 전압과 하한 전압 사이의 프로그램 가능한 전압 범위에서 변동하도록 허용하는 것이다. 이 구간 동안 충전 펌프는 스위칭 오프되어, 충전 펌프 및 전자 회로에 의해 방출되는 잡음이 최소화된다. 동시에, 회로에 전력을 공급하는 배터리의 수명이 연장될 수 있도록, 전자 회로에 의해 소비되는 전류가 측정 회로와 같은 회로의 다른 부분을 일시적으로 스위칭 오프함으로써 추가로 감소될 수 있다.
일실시예에 따르면, 전자 회로는 비교에 따라 충전 제어 신호를 생성하여, 기준 전압이 부하 전압보다 큰 경우 제어 신호가 충전 펌프를 제어하여 충전 전류를 공급하도록 구성된다.
일실시예에 따르면, 전자 회로는 비교에 따라 충전 제어 신호를 생성하여, 기준 전압이 부하 전압보다 작거나 부하 전압이 목표 전압에 도달한 후, 제어 신호가 충전 펌프를 제어하여 충전 전류의 공급을 중지하도록 추가로 구성된다.
일실시예에 따르면, 전자 회로는, 부하 전압이 하한 전압에 도달할 때, 조정 가능한 기준 전압을 목표 전압으로 설정하도록 구성된다.
따라서, 전자 회로는 교대로 1) 충전 제어 신호를 생성하여, 기준 전압, 예를 들어, 하한 전압이 부하 전압보다 작거나 부하 전압이 기준 전압에 도달한 경우, 제어 신호가 충전 펌프를 제어하여 충전 전류의 공급을 중지하고(또는, 충전 전류가 공급되지 않는 상태를 유지하고), 2) 부하 전압이 하한 전압에 도달할 때, 조정 가능한 기준 전압을 목표 전압으로 설정하여, 기준 전압, 예를 들어, 목표 전압이 부하 전압보다 더 큰 상태인 한, 제어 신호가 충전 펌프를 제어하여 충전 전류를 다시 공급하도록 구성될 수 있다.
따라서, 압전 부하의 부하 전압이 자동으로 조정되어, 압전 부하가 원하는 신장을 한계 내에서 유지하도록 제어된다. 따라서, 압전 부하에 의해 작동되는 변형 가능 렌즈가 제어되어, 광 출력이 미리 정해진 최대 및 최소값 내에 유지될 수 있다.
일실시예에 따르면, 전자 회로는 이산 시점(discrete points in time) 또는 샘플링 순간들(sampling instants)에 부하 전압을 얻도록 구성된다. 유리하게는, 이산 시점에서 부하 전압을 얻음으로써, 압전 부하의 방전이 감소된다. 회로는 이러한 샘플링 순간들 사이에서 (회로의 일부를 스위칭 오프하거나 시스템 클럭 주파수를 감소시킴으로써) 저전력 모드에 놓일 수 있어, 전력 소비 및 잡음 방출을 추가로 감소시킬 수 있다.
일실시예에 따르면, 전자 회로는 부하 전압이 제1 전압을 갖는 제1 시점과 부하 전압이 제2 전압을 갖는 제2 시점 사이의 충전 또는 방전 시간을 결정하도록 구성된 카운터 회로를 더 포함한다.
관련 실시예에 따르면, 제1 시점은 충전 펌프가 충전을 개시하는 시점이며, 여기서 제1 전압은 초기 부하 전압이다.
충전 전류가 알려져 있고, 충전 시간이 카운터 회로에 의해 결정될 수 있기 때문에, 예를 들어, 압전 부하의 상태를 특성화하기 위한 목적으로 충전 동안의 압전 부하의 커패시턴스가 결정될 수 있다.
일실시예에 따르면, 전자 회로는 제어 가능한 싱크 전류(sink current)로 압전 부하를 방전하기 위한 전류 싱크를 더 포함한다.
예를 들어, 전류 싱크는 예를 들어 측정 회로에 포함되는 전압 감소 회로일 수 있으며, 전압 감소 회로는 단자 전압을 부하 전압으로 감소시키기 위해 부하에 접속된다.
다른 실시예에서, 전자 회로는 샘플링 순간들(ts) 사이에서 부하로부터 측정 회로를 격리시키도록 구성된다. 이러한 방식으로, 유지 상태에서 부하로부터의 전류 인출은 각 샘플링 순간에 순간적으로 측정 회로와 관련 전류 인출을 단지 연결함으로써 최소화될 수 있다.
방전 단계 동안 압전 부하를 방전하기 위해 전압 측정 회로를 사용하면 다른 싱크 회로가 필요하지 않으므로 유리할 수 있다. 전압 측정 회로에 의해 인출된 방전 전류 및 측정 듀티 사이클이 알려지고, 두 전압 사이의 방전 시간이 결정되면, 압전 부하의 커패시턴스가 결정되거나 근사화될 수 있다. 이 측정의 해상도(resolution)는 샘플링 주파수(1/ts), 부하 전압의 변화율 및 근사화된 충전(approximated charging) 또는 방전 전류에 의해 결정된다.
일실시예에 따르면, 제1 시점은 부하 전압이 목표 전압에 도달한 시간이고 제2 시점은 부하 전압이 하한 전압에 도달하는 시간이며, 압전 부하는 압전 부하의 누설 전류와 적어도 측정 회로에 의해 인출된 측정 전류를 포함하는 누설 전류에 의해 실질적으로 방전된다.
일실시예에서, 충전 전류는 전자 회로로부터의 충전 제어 신호에 따라 조정 가능한 충전 전류이다. 이러한 방식으로, 충전 중 부하 전압의 변화율은 충전 전류를 조정함으로써 조작될 수 있다. 이의 이점은 커패시턴스 측정의 해상도를 높이거나, 어플리케이션 요건에 따라 변화율을 조정하는 것이다. 이러한 요건은 부하 전압의 원하는 변화율이거나 다중-부하 시스템에서 상이한 용량성 부하들을 수용하는 것일 수 있다.
유사하게, 싱크 전류는 본질적으로 동일 이유로 조정 가능하게 만들어질 수 있다.
본 발명의 제2 양태는 제1 양태에 따른 전자 회로 및 압전 부하를 포함하는 압전 액추에이터 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 제3 양태는 변형 가능 렌즈 유닛에 관한 것이다. 렌즈 유닛은 제2 양태에 따른 압전 액추에이터 시스템 및 압전 부하에 의해 변형되도록 배열되는 변형 가능 렌즈를 포함한다. 압전 액추에이터 시스템은 상이한 광 출력들을 달성하기 위해 렌즈를 변형시키도록 구성된다.
변형 가능 렌즈 유닛과 관련된 일실시예에서, 전자 회로는 제어 파라미터에 따라 목표 전압 및/또는 하한 전압을 설정하도록 구성된다.
따라서, 목표 전압 또는 하한 전압을 설정하기 위해 사용되는 기준 전압은 다른 파라미터, 예를 들어, 렌즈 유닛을 포함하는 카메라의 설정에 관련된 파라미터에 따라 설정될 수 있다.
본 발명의 제4 양태는 압전 부하의 충전을 제어하는 방법에 관한 것이다. 본 방법은 충전 제어 신호에 따라 압전 부하에 충전 전류를 공급하는 단계를 포함한다. 본 방법은 압전 부하의 부하 단자에서의 단자 전압에 대응하는 부하 전압을 얻는 단계와, 조정 가능한 기준 전압과 상기 부하 전압을 비교하는 단계를 더 포함한다. 마지막으로, 본 방법은 비교에 따라 충전 제어 신호를 결정하여, 제어 신호가 비교에 따라 충전 전류의 전달을 제어하고, 조정 가능한 기준 전압을 목표 전압으로 설정하고, 부하 전압이 목표 전압에 도달한 후 목표 전압보다 작은 하한 전압으로 조정 가능한 기준 전압을 설정하는 단계를 포함한다.
다수의 부하의 충전을 제어하도록 적응된 방법의 일실시예에 따르면, 본 방법은 제2 충전 제어 신호(135)에 따라 제2 충전 전류를 제2 압전 부하에 공급하는 단계 및 제2 압전 부하의 제2 부하 단자에서의 단자 전압에 대응하는 제2 부하 전압을 얻는 단계를 더 포함한다. 그 후, 제2 조정 가능한 기준 전압을 제2 부하 전압과 비교하고, 비교에 따라 상기 제2 충전 제어 신호를 결정하여, 제2 제어 신호가 비교에 따라 제2 충전 전류의 전달을 제어한다. 마지막으로, 제2 조정 가능한 기준 전압을 제2 목표 전압(VT)으로 설정하고, 제2 부하 전압이 제2 목표 전압에 도달할 때 제2 목표 전압보다 낮은 제2 하한 전압(Vlow)으로 조정 가능한 기준 전압을 설정한다.
본 발명의 실시예들은 도면을 참조하여 단지 예시로서 설명될 것이다.
도 1은 압전 부하의 충전을 제어하기 위한 전자 회로의 제1 실시예를 나타낸다.
도 2는 충전 및 방전 단계 동안 부하 전압의 변화를 나타낸다.
도 3은 변형 가능 렌즈 유닛을 나타낸다.
도 4는 충전 단계 동안 커패시턴스를 결정하는 예를 나타낸다.
도 5는 압전 부하의 누설 전류를 결정하는 예를 나타낸다.
도 6은 압전 부하의 충전을 제어하기 위한 전자 회로의 제2 실시예를 나타낸다.
도 7은 다수의 압전 부하의 충전을 제어하기 위한 제3 전자 회로를 나타낸다.
도 1은 압전 부하(190), 예를 들어, 압전 기반 액추에이터의 충전을 제어하기 위한 전자 회로(100)를 나타낸다. 전자 회로는 또한, 피에조 구동기(piezo driver, 100)로 칭해진다.
전자 회로는 충전 제어 신호(131)에 따라 충전 전류를 압전 부하(190)에 공급하도록 구성된 충전 펌프(111)를 포함한다. 충전 펌프는 전자 회로, 예를 들어, 입력 전압에 따라 제어 가능한 전류를 생성할 수 있는 전압-전류 증폭기(voltage to current amplifier)이다. 따라서, 충전 펌프는 압전 부하 또는 다른 용량성 부하들을 충전하기 위한 정전류를 생성할 수 있다. 충전 전류의 크기는 예를 들어, 충전 펌프의 클럭 주파수를 조정함으로써 추가로 제어될 수 있다. 카운터 회로의 주파수가 변경되지 않은 채로 유지되면서, 충전 기울기가 변경될 수 있기 때문에, 이는 커패시턴스 측정의 해상도를 조작할 수 있게 한다.
전자 회로는 압전 부하의 부하 단자에서의 단자 전압에 대응하는 부하 전압을 결정하도록 구성된 전압 측정 회로(113)를 더 포함한다. 단자 전압은 예를 들어, 충전 전류를 수신하도록 배열된 전기 접속부에서의, 접지 전압에 대한 전압이다.
측정 회로(113)는 저항 회로(113a), 예를 들어, 단자 전압, 즉 부하 전압에 대응하는 축소된 전압(down-scaled voltage)을 제공하는 저항 전압 분할기(resistive voltage divider)로서 구성될 수 있다.
측정 회로(113)는 또한 아날로그-디지털 컨버터, 즉, 단자 전압 또는 축소된 단자 전압을 디지털 값으로 변환할 수 있는 AD 컨버터에 의해 구현되거나 이를 포함할 수 있다. 측정 회로(113)는 또한, 용량성 전압 측정 회로로서 구성될 수 있다.
전자 회로는 조정 가능한 기준 전압(132)을 부하 전압과 비교하도록 구성된 비교기 회로(114)를 더 포함하고, 어떤 비교기 입력이 최고 전압을 갖는지를 나타내는 2진 신호(133)를 제어 유닛으로 전송한다.
전자 회로(100), 예를 들어, 제어 로직(121)은 비교에 따른 충전 제어 신호(131)를 결정하여, 충전 제어 신호(131)가 비교에 따른, 즉, 비교기 회로(114)로부터의 출력(133)에 따른 충전 전류의 전달을 제어하도록 구성된다. 충전 펌프는 조정 가능한 기준 전압(132)과 부하 전압 사이의 비교에 따라 충전 전류의 전달을 개시, 중지 또는 계속하도록 제어될 수 있다. 펌프의 충전 전류의 크기는 충전 펌프 내의 전하 전달을 제어하는 신호의 입력 또는 클럭 주파수와 같은, 제어 유닛의 호스트-제어 파라미터에 의해 조정될 수 있다.
전자 회로(100)는 조정 가능한 기준 전압을 목표 전압으로 설정하고, 부하 전압이 목표 전압에 도달한 후에, 조정 가능한 기준 전압을 하한 전압으로 설정하도록 구성되며, 여기에서 하한 전압은 목표 전압보다 낮다. 일례로서, 전자 회로(100)는 예를 들어, 제어 로직(121)으로부터의 기준 신호(134)에 기초하여, 조정 가능한 기준 전압(132)을 생성 및 조정할 수 있는 전압 기준 제어기(115)로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 전압 기준 제어기(115)는 디지털-아날로그-컨버터(DAC)로서 구현될 수 있는 반면, 다른 실시예에서는, 전압 기준 제어기가 적분기(integrator)에 선행하는 펄스-폭-변조 변조기로서 구현될 수 있다. 조정 가능한 기준 전압(132)은 또한 기준 제어기(115)를 사용하지 않고 제어 로직(121)에 의해 결정될 수 있다.
따라서, 전자 회로(100)는 기준 전압과 부하 전압 간 비교에 따라 부하(190)가 충전 펌프에 의해 충전되거나 충전되지 않도록, 충전 제어 신호(131)를 결정함으로써 압전 부하의 충전을 제어할 수 있다.
전자 회로는 압전 부하(190), 충전 펌프(111) 및 측정 회로(113)의 출력에 접속되어 있는 부하 스위치(112)를 더 포함할 수 있다. 따라서, 부하 스위치는 예를 들어, 스위치 신호(135)를 통해, 충전 펌프(111) 및 전압 측정 회로(113)의 출력으로부터 부하(190)를 접속 및 접속해제하도록 제어할 수 있다.
조정 가능한 기준 전압(132), 기준 신호(134), 스위치 신호(135) 및/또는 충전 제어 신호(131)는 예를 들어, 제어 인터페이스(123)를 통해 제어 로직(132)에 공급되는 구동 파라미터들에 따라, 제어 로직(132)에 의해 결정될 수 있다.
전자 회로(100)는, 기준 전압(132)이 부하 전압보다 큰 경우 제어 신호가 충전 펌프를 제어하여 충전 전류를 공급하기 위하여, 충전 제어 신호(131)를 생성하도록 구성할 수 있다. 따라서, 부하 전압이 기준 전압, 예를 들어, 압전 부하에 대한 원하는 목표 전압에 도달하지 않는 한, 부하(190)의 충전이 계속된다.
전자 회로(100)는, 기준 전압이 부하 전압보다 더 작은 경우 제어 신호가 충전 펌프를 제어하여 충전 전류의 공급을 중지하도록 비교에 따라 충전 제어 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 따라서, 부하 전압이 하한 전압까지 감소하지 않는 한, 압전 부하에는 전류가 공급되지 않는다. 충전이 중지되는 단계에서, 전자 회로(100)의 하나 이상의 전자 부품, 예를 들어, 전압 측정 회로(113)가 전자 잡음을 감소시키기 위해 스위칭 오프될 수 있다. 이 단계를 또한 저잡음 단계 또는 방전 단계라고 칭할 수 있다.
도 2는 충전 단계(200), 리프레시 충전 단계(201) 및 유지 단계(202) 중의 부하 전압(Vload)의 변화를 나타냄으로써 전자 회로(100)의 기능을 나타낸다. 압전 부하(190)는 V0, 예를 들어 제로 볼트로부터 목표 전압(VT)까지 초기 충전된다. 따라서, V0에서 VT로의 초기 충전 중에, 조정 가능한 기준 전압은 VT로 설정된다. 부하 전압이 목표 전압(VT)에 도달한 후에, 조정 가능한 기준 전압은 하한 전압 (Vlow)으로 설정되고, 예를 들어, 충전 펌프(111)를 오프(off)로 스위칭함으로써 부하(190)의 충전이 중지된다. 전압 측정 회로(113)에 의해 측정된 부하 전압이 Vlow보다 더 큰 상태인 한, 방전 단계가 유지된다. 부하 전압이 하한 전압(Vlow)에 도달하면, 조정 가능한 기준 전압이 목표 전압으로 설정되고, 새로운 리프레시 충전 단계(201)가 개시된다. 충전 단계(200) 또는 리프레시 충전 단계(201) 후에, 회로는 유지 단계(202)에 진입할 수 있다. 유지 단계 동안의 목적은 부하(190) 상의 전하를 보존하는 것일 수 있다. 따라서, 스위치(112)는 부하를 격리시키기 위해 개방될 수 있고, 리프레시 충전 단계(201)를 개시할 필요가 있는지 여부를 결정하기 위해 부하 상의 전압을 측정하도록 간격을 두고 폐쇄될 수 있다. 유지 단계의 길이는, 듀티 사이클이 낮을 때 부하의 누설 전류를 근사화하는 데 사용될 수 있다. 유효 측정 전류는 스위치(112)의 근사적인 누설 전류와 측정 회로(113)에 의해 인출된 듀티 사이클이 보정된 전류를 합산함으로써 계산된다. 듀티 사이클은 샘플 사이클 시간(TS)의 퍼센티지로서 스위치(112)가 전압 측정을 수행하기 위해 폐쇄되는 시간으로서 계산될 수 있다. 측정 시간은 100ns 내지 10us의 범위 내일 수 있으며, 샘플링 사이클 시간(TS)은 유지 시간(202) 동안 0.1ms 내지 10ms의 범위 내일 수 있다. 측정 회로에 의해 인출되는 전류는 1uA 내지 1mAuA 정도일 수 있다. 측정 전류 및 측정 듀티 사이클을 조정함으로써, 듀티 사이클에 대해 보정된 매우 광범위한 유효 측정 전류를 얻을 수 있다.
예를 들어, 부하 전압이 목표 전압에 도달하면, 비교기(114)의 출력 전압(133)은 하이 레벨로 변할 수 있다. 이 변화는 로직 회로(121)에 의해 검출되어, 조정 가능한 기준 전압(132)을 하한 전압으로 설정하도록 한다. 부하 전압이 하한 전압으로 감소되면, 비교기(114)의 출력 전압(133)은 로우 레벨로 변할 수 있다. 이 변화는 로직 회로(121)에 의해 검출되어, 조정 가능한 기준 전압(132)을 목표 전압으로 설정하도록 한다. 동시에 로직 회로(121)는, 충전 펌프(111)가 스위칭 온(on)되도록 하는 충전 제어 신호(131)를 생성할 수 있다.
따라서, 전자 회로, 예를 들면, 제어 로직(121)은, 부하 전압이 하한 전압에 도달한 후에 조정 가능한 기준 전압을 목표 전압으로 설정하도록 구성될 수 있고, 부하 전압이 목표 전압에 도달한 후에 조정 가능한 기준 전압을 하한 전압으로 설정하도록 구성될 수 있다.
전자 회로는 조정 가능한 기준 전압과 부하 전압의 비교를 연속적으로 또는 이산적인 시점에서 수행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 나타낸 바와 같이, 비교는 이산 시점(ts)에서 수행될 수 있다. 이산 시점(ts)은 고정된 시구간 (Ts)만큼 시간적으로 분리될 수 있거나, 이 분리는 일정하지 않고, 예를 들어, 충전, 리프레시 충전 및 유지 단계(200, 201, 202)에 따라 조정 가능하다. 이산 시점에서의 비교는 또한 유지 단계 내의 동일하거나 실질적으로 동일한 이산 시점에서 부하 전압을 샘플링하는 것을 포함할 수 있다. 샘플 레이트(sample rate)는 바람직하게는 부하로부터 인출되거나 부하로 공급되는 전류의 기댓값(expectation)에 따라 변할 수 있다.
이산 시점이란 비교 및 샘플링이 구분된 별개의 시점에서 수행된다는 것을 의미한다. 즉, 비교는 주어진 측정 빈도(measurement frequency)로 시간에 있어서 간헐적으로 수행된다. 이 측정 빈도는 제어 인터페이스(123)를 통해 설정될 수 있다.
도 1을 참조하면, 시간적으로 이산 시점에서의 조정 가능한 기준 전압과 부하 전압의 비교는 스위치(112)를 제어하여 부하(190)를 측정 회로(113)와 접속하고, 선택적으로는 또한 시간에 있어 간헐적으로 전자 회로(100)의 구성에 따라 충전 펌프(111)에 접속함으로써 수행될 수 있다. 예를 들어, 시점들(ts)에서, 스위치(122)는 부하(190)와 측정 회로(113) 사이의 접속을, 선택적으로 또한 충전 펌프(111)와의 접속을 확립하도록 제어된다. 접속은 주어진 시구간, 예를 들어 수 나노초에서 수 마이크로초 범위의 구간, 예를 들어, 각각의 시점 ts에 대해 200ns 내지 5μs 또는 심지어 400ns 내지 2μs와 같은 100ns 내지 10μs의 범위에서 유지되는 것으로 이해된다.
따라서, 전자 회로는 이산 시점에서 조정 가능한 기준 전압과 부하 전압의 비교를 수행하기 위해, 예를 들어, 스위치(112)를 작동시킴으로써, 이산 시점에서 부하 전압을 얻도록 구성될 수 있다.
대안적으로, 부하 전압은 연속적으로 또는 주어진 샘플링 레이트로 측정될 수 있으며, 전자 회로(100)는, 조정 가능한 기준 전압과 부하 전압의 비교가 이산 시점에서 수행되도록 구성될 수 있다.
압전 부하가, 스위치(112)가 폐쇄될 때마다, 즉 부하 전압이 샘플링되어 조정 가능한 기준 전압(132)과 비교될 때마다 소량의 전하에 의해 방전되기 때문에, 적어도 방전 단계(202) 동안, 스위치(112)가 폐쇄되는 시구간 또는 비교가 수행되는 시구간은 가능한 작은 것이 바람직할 수 있다.
따라서, 전자 회로는 예를 들어, 주어진 측정 빈도로 압전 부하(190)의 부하 단자와 전압 측정 회로(112)를 간헐적으로 접속시키는 것을 제어할 수 있는 스위치(112)를 포함할 수 있다. 스위치는 기계식 또는 전자식 스위치일 수 있다.
전자 회로(100)는, 전자 회로(100) 이외에 압전 부하(190) 또는 다른 용량성 부하를 또한 포함하는 상이한 압전 액추에이터 시스템에 사용될 수 있다. 따라서, 전자 회로(100)는 용량성 부하 또는 액추에이터를 구동하기에 적합한 회로로 볼 수 있으며, 여기서 용량성 부하는 다양한 작동 목적으로 사용될 수 있다. 전자 회로는, 예컨대 하나의 스위치(112)를 각 부하에 순차로 접속되게 함으로써, 심지어 다수의 부하를 구동하는 데 사용될 수 있다.
전자 회로는 도 3에 나타낸 바와 같이, 변형 가능 렌즈 유닛(300)에 사용된 압전 액추에이터 시스템에서 특히 유용할 수 있다.
도 3은 변형 가능 렌즈 유닛(300)을 나타내며, 변형 가능 렌즈 유닛(300)은:
- 전자 회로(100) 및 압전 부하(190)를 포함하는 압전 액추에이터 시스템(301), 및
- 압전 부하(190)에 의해 변형되도록 배열된 변형 가능 렌즈(302)를 포함하고, 압전 액추에이터 시스템(301)은 상이한 광 출력들을 얻기 위해 렌즈를 변형시키도록 구성된다.
변형 가능 렌즈 유닛(300)은 CCD 칩 또는 유사한 디지털 이미지 기록 칩을 더 포함하는 마이크로 유닛일 수 있다. 변형 가능 렌즈(302)는, 압전 부하(190)의 충전이 변할 때 렌즈가 변형되어 상이한 광 출력들을 달성하도록, 압전 부하(190)와 접속되는 (점선으로 나타낸) 폴리머 렌즈 또는 유리 렌즈일 수 있다. 압전 소자에 의해 작동되는 변형 가능 렌즈의 일예가 WO2008100154호에 제공되어 있다.
도 1은, 전자 회로(100)가 타이머 또는 카운터 회로(122)를 포함할 수 있다는 것을 나타낸다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 카운터(122)는 부하 전압이 제1 전압(Va)을 갖는 제1 시점(ta)과 부하 전압이 제2 전압(Vb)을 갖는 제2 시점(tb) 사이의 충전 또는 방전 시간(ΔT)을 결정하도록 구성된다. 타이머의 카운팅 주파수는, 이벤트가 최대 실제 시간 해상도로 캡처되도록 비교기 회로의 최대 대역폭과 매칭되도록 설정될 수 있다. 통상적인 카운팅 주파수(c)는, 예를 들어, 부하의 커패시턴스에 따라, 300KHz 내지 3MHz의 범위와 같이, 100KHz 내지 10MHz의 범위 내일 수 있다.
예를 들어, 로직 회로(121)는, 부하 전압이 제1 전압(Va)에 대응함을 나타내는 변화를 비교기 출력(133)이 제공할 때 타이머를 개시하고, 부하 전압이 제2 전압(Vb)에 대응함으로 나타내는 다른 변화를 비교기 출력(133)이 제공할 때 타이머를 중지시키도록 구성될 수 있다. 제1 및 제2 전압(Va, Vb)은, 부하 전압이 조정 가능한 기준 전압과 같을 때 비교기(114)가 출력(133)에서 변화를 생성하도록, 조정 가능한 기준 전압으로서 설정될 수 있다. 제1 시점과 제2 시점 사이의 차이(ΔT)는 충전 및 방전 단계(201, 202) 동안 압전 부하(190)의 커패시턴스를 결정하는데 사용될 수 있다.
일반적으로 커패시턴스는 다음 식에 의해 결정될 수 있다:
C(v)=(I*ΔT/(Vb-Va)
여기서 C(v)는 전압 Va와 Vb 사이의 피에조(piezo) 소자의 평균 커패시턴스이다. I는 알려지거나 추정되는 충전 또는 방전 전류이다.
도 4는 충전 단계 동안의 커패시턴스를 결정하기 위한 예를 나타낸다. 여기서, 제1 시점(ta)은 충전 펌프가 충전 전류(Ip)로 충전을 개시하고 제1 전압(Va)이 초기 부하 전압(V0)인 시점이다. 여기서, 초기 전압(V0)은 완전히 방전된 압전 소자에 대응하는 제로(zero) 전압일 수 있다.
제1 시점(ta)은 또한 하한 전압(Vlow)으로부터 충전 전류(Ip)로 충전 펌프가 충전을 개시하는 시점일 수 있으며, 즉, Vlow는 제1 전압(Va)을 나타낸다.
제1 시점(ta)은 또한 충전 펌프가 중간 전압으로부터 충전 전류(Ip)로 충전을 개시하거나 계속하는 시점일 수 있다.
제2 시점(tb)은 충전 펌프가 충전 전류(Ip)로 충전을 중지 또는 계속하고, 제2 전압(Vb)이 최종 부하 전압, 예를 들어, 목표 전압(VT), 또는 다른 중간 전압들인 시점일 수 있다.
도 4는 충전 단계 동안 이산 측정 시간(ts)을 나타낸다.
충전 단계 중의 커패시턴스는 이하를 이용하여 결정될 수 있다:
C(v)=(Ip*ΔT/(Vb-Va).
유사하게, 커패시턴스 C(v)는 방전 단계 동안 결정될 수 있으며, 여기서, 제1 시점(ta)은, 압전 부하(190)가 미리 정해진 싱크(sink) 전류(Is)로 방전되고, 제1 전압(Va)이 초기 부하 전압, 예를 들어, VT 또는 다른 중간 전압들인 시점이다. 싱크 전류는 예를 들어, 방전 중에 스위치(112)를 폐쇄한 채로 유지함으로서 측정 회로(113)를 통해 부하(190)를 방전시킴으로써, 전류 싱크에 의해 제공될 수 있다. 싱크 전류는 또한 다른 회로들, 예를 들어, 전용 방전 저항(dedicated discharging resistor)에 의해 제공될 수 있다.
따라서, 전자 회로(100)는 싱크 전류(Is)로 압전 부하를 방전하기 위한 전류 싱크를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 전류 싱크는 일 실시예에서 전압 측정 회로(113)에 포함되거나 전압 측정 회로(113)를 구성하는 저항 회로 또는 전압 감소 회로일 수 있으며, 여기서 전압 감소 회로 또는 저항 회로는 단자 전압을 부하 전압으로 감소시키기 위해 부하(190)에 접속된다.
방전 단계(202) 중의 커패시턴스는 이하를 이용하여 결정될 수 있다:
C(v)=(Is*ΔT/(Vb-Va).
커패시턴스는, 예를 들어, 압전 부하(190)의 초기 충전 동안, 압전 부하(190)의 미리 정해진 횟수의 사용들 또는 팽창 사이클들(expansion cycles) 후에, 주기적으로 측정될 수 있다.
예에서, 방전 동안 스위치(112)를 폐쇄한 채 유지함으로써 측정 회로(113)를 통해 부하(190)를 방전시킴으로써 싱크 전류가 제공되는 경우, 충전 펌프(111)의 출력 저항은 높다. 실제로, 측정 회로(113)를 통한 방전 전류는 부하 누설 전류, 즉, 압전 부하(190)를 통한 방전 전류보다 훨씬 높다. 따라서, 스위치(112)가 폐쇄되면, 부하(190)로부터 흐르는 전류(Iload)는 Iload=Ilkg+VR/R이 되며, 여기서, Ilkg는 부하 누설 전류이고, VR은 저항 측정 회로(113) 양단의 전압이다. 여기서, 측정 회로의 저항은 R, 즉, 부하(190)가 방전되는 총 저항으로 상정된다. 부하 누설 저항이 측정 회로의 저항 R보다 훨씬 높기 때문에, Iload=VR/R 근사치(approximation)를 갖는다. 감쇠기 저항(R)이 알려져 있기 때문에, 선택된 강하 전압(ΔV)(도 5 참조) 및 방전 시간(ΔT)을 사용하여 아래 식에 의해 부하 커패시턴스 C(v)를 근사화할 수 있다:
　C(v)=ΔT*((VT-ΔV/2)/R)/ΔV
여기서, C(v)는 전압 Va와 Vb 사이, 예를 들어, VT와 Vlow 사이의 평균 부하 커패시턴스이며, △V=Va-Vb이다.
제어 로직(121)은 커패시턴스 대 전압 곡선(CV-곡선)을 결정하기 위해 상이한 전압에서 충전 또는 방전 단계 동안 커패시턴스 C(v)를 결정하도록 구성될 수 있다. 주어진 커패시턴스 측정에 대한 전압은 제1 및 제2 전압의 평균 (Vb-Va)/2로서 주어질 수 있고, 카운터(122)는 제1 및 제2 전압(Va, Vb) 사이의 구간(ΔT)을 결정하는 데 사용된다.
압전 부하의 전압의 함수로서의 커패시턴스는 시간에 따라 변할 수 있다. 유사하게, 압전 부하의 다른 성능-관련 특성들이 시간에 따라 변할 수 있다. 따라서 CV 곡선의 변화는 이러한 다른 성능-관련 특성들의 변화를 나타낼 수 있다.
도 5는, 제1 시점(ta)이, 부하 전압이 목표 전압(VT)(제1 전압)에 도달한 시간이고, 제2 시점(tb)이, 부하 전압이 하한 전압(Vlow)(제2 전압)에 도달한 시간인 예를 나타낸다. 여기서, 압전 부하는, 압전 부하(190)의 누설 전류(Itrue) 및 적어도 측정 회로(113)에 의해 인출된 측정 전류(Im)를 포함하는 누설 전류(Ilkg), 즉, Ilkg=Itrue+Im에 의해 실질적으로 방전되었다.
누설 전류(Ilkg)는 이하와 같이 주어진다.
Ilkg=(C(v)×ΔV)/ΔT
여기서, C(v)는 예를 들어, C(v)=(Is*ΔT)/(Vb-Va)에 의해 결정되는, 전압 VT와 Vlow 사이의 부하(190)의 평균 커패시턴스이며, ΔV는 ΔV=VT-Vlow로 주어지는 허용 가능한 떨어진 전압(droop voltage)이다. 측정 회로에 의해 인출된 전류 (Im)를 알고 있으면, 실제 누설 전류는 다음과 같이 결정될 수 있다.
Itrue=Ilkg-Im.
방전 기간(202) 동안 측정 회로(113)에 의해 인출되는 전류(Im), 또는 평균 전류(Im)는, 측정 시점(ts)에서의 부하 전압이 알려져 있고 각 측정 ts에서의 듀레이션 ts가 알려져 있기 때문에 결정될 수 있다.
측정 전류(Im)를 최소화하기 위해, 부하 전압은, 예를 들면 시점들(ts)에서 단시간 동안 스위치(112)를 작동시킴으로써, 이산 시점(ts)에서 간헐적으로 얻어질 수 있어, 작은 전류만이 측정 회로(113)를 통해 부하(190)로부터 유출된다.
압전 부하(190)의 누설 전류(Itrue)의 결정은 압전 부하(190)의 테스트를 수행하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, Itrue가 높으면, 예를 들어, Itrue의 이력값의 평균값보다 크면, 압전 부하에 문제가 있음을 나타낼 수 있다.
전자 회로(100), 예를 들어, 제어 로직(121)은 수신된 제어 파라미터에 따라 목표 전압(VT), 하한 전압(Vlow) 또는 둘 모두를 설정하도록 구성될 수 있다. 또한, 전자 회로(100)는 수신된 제어 파라미터에 따라 샘플링 주기(Ts) 및 샘플링 듀레이션(ts)을 설정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어 파라미터는 제어 인터페이스(123)를 통해 수신될 수 있다.
또한, 제어 로직(121)은 예를 들어, 외부 프로세싱 유닛에 의한 추가 프로세싱을 위해, 제어 인터페이스(123)를 통해 충전 또는 방전 시간(ΔT), 누설 전류(Ilkg 또는 Itrue)의 결정된 측정값(measurements)을 전송하도록 구성될 수 있다.
변형 가능 렌즈 유닛(300)에서의 전자 회로(100)의 특정 사용과 관련하여, 방전 단계(202), 즉, 저잡음 단계는 이미지 칩을 사용하여 촬상 동안 사용될 수 있다. 따라서, 방전 시간(ΔT) 또는 방전 시간(ΔT)의 일부는 이미지 칩의 노광 시간(exposure time), 즉 칩의 픽셀이 들어오는 광자에 의해 생성된 전하를 축적하는 노광 시간으로서 사용될 수 있다. 충전 펌프(112)가 비활성화되어 있기 때문에(오프되거나 슬리핑 모드), 잡음 감응형 이미지 센서(noise sensitive image sensor)는 이미지 센서로부터의 전자 잡음에 영향을 받지 않는다. 샘플링 주기(Ts)는 잡음을 더 감소시키거나 측정 회로(113)를 통한 누설 전류를 감소시키기 위해 방전 구간 동안 증가될 수 있음에 유의한다.
일반적으로, 노광 시간은 방전 구간(ΔT)과 실질적으로 동일할 수도 있고, 노광 시간은 방전 구간(ΔT)의 일부를 구성할 수 있거나, 노광 시간은 복수의 방전 구간(ΔT) 및/또는 방전 구간(ΔT)의 부분들로 구성될 수 있다.
렌즈의 광 출력, 즉 초점 길이가 저잡음 구간 동안 감소하는 부하 전압 (Vload)에 따라 변하기 때문에, 이미지 센서 상의 이미지의 이미지, 예를 들어, 이미지 선명도는 노광 시간 동안 감소할 수 있다. 이상적으로 광 출력은 노광 구간 동안 일정해야 한다. 한편, 변동이 화질을 상당히 감소시키지 않는다면, 광 출력의 약간의 변동이 허용될 수 있다. 노광 구간 동안 허용 가능한 광 출력의 변동은 (목표 전압(VT)에 의해 설정된) 원하는 초점 거리, 조명 조건 및 예를 들어, 사용자 선호도에 따를 수 있다. 예를 들어, 제어 인터페이스(123)로부터의 입력을 통해, 하한 전압(Vlow)을 적절한 레벨로 설정함으로써, 압전 부하(190), 즉 렌즈 액추에이터는, 광 출력이 허용 가능한 광 출력의 값 아래로 감소하지 않는다는 것이 보장되도록 제어될 수 있다.
도 6은 부하의 차동 구동 옵션을 사용하는 실시예를 나타낸다. 이 실시예는 도 1에 나타낸 실시예와 관련되며, 동일한 참조 번호는 동일하거나 유사한 부분들 또는 컴포넌트들을 나타낸다. 따라서, 도 1의 관련 부분이 반복된다. 출력 스위치(112)는 차동 구동 출력 스위치(112a, 112b)로 대체된다. 이들 스위치는 부하 단자들을 접지(GND) 또는 충전 펌프 출력 중 어느 하나에 접속시킨다. 이러한 방식으로, 접지라 칭해지는 음의 전압을 발생시키지 않고 부하(190)의 극성을 반전시킬 수 있다. 하나의 극성이 선택되면, "음의" 부하 단자는 접지에 접속되고, 다른 "양의" 단자는 하이임피던스이거나, 상술한 바와 같이 충전 펌프 출력(111) 또는 측정/전압 감소 회로(113)에 접속된다. 스위치(112a, 112b)의 역할을 반전시킴으로써 극성이 반전된다.
도 7은 하나의 드라이버가 다수의 부하를 제어하는 데 사용되는 실시예를 나타낸다. 충전 펌프(111) 및 전압 감시/감소 회로(113)는 스위치(1121, 1122...112n)를 통해 부하 세트(1901, 1902...190n)에 접속된다. 임의의 시간에, 동일한 목표 전압을 갖는 하나 또는 몇몇 부하가 충전 펌프(111) 및 전압 감시/감소 회로(113)에 접속된다. 다른 부하들은 하이임피던스로 놓여지므로, 각 부하에서 전하를 보존한다. 제어기는 각 부하에서 허용되는 허용 가능한 전압 변동에 따라 임의의 순서로 각 부하/부하들의 세트를 접속시킬 것이다.
일 실시예에서, 도 6에 나타낸 바와 같이, 하나 이상의 부하는 차동적(differential)일 수 있다.
본 발명은 도면 및 상술한 설명에서 상세히 나타내어지고 설명되었지만, 이러한 예시 및 설명은 설명적이거나 예시적인 것이지 한정적인 것으로 고려되어서는 안되며; 본 발명은 개시된 실시예들에 한정되지 않는다. 개시된 실시예에 대한 다른 변형은 도면, 개시 및 첨부된 청구항의 연구로부터 청구된 발명을 실시하는 본 기술분야의 통상의 기술자에게 이해되고 영향을 줄 수 있다. 청구항에서, "포함하는(comprising)"이라는 단어는 다른 요소 또는 단계를 배제하지 않으며, 부정 관사 "어느(a)" 또는 "어떤(an)"은 복수를 배제하지 않는다. 단일 프로세서 또는 다른 유닛이 청구항에 기재된 몇몇 아이템의 기능을 실행할 수 있다. 특정 방법들(measures)이 서로 다른 종속항들에서 인용된다는 단순한 사실만으로 이 방법의 조합이 활용될 수 없다는 것을 나타내지는 않는다. 컴퓨터 프로그램은 다른 하드웨어와 함께 또는 그 일부로서 제공되는 광학 저장 매체 또는 고체-상태 매체와 같은 적절한 매체 상에 저장/배포될 수 있지만, 인터넷 또는 다른 유선 또는 무선 통신 시스템을 통하는 것과 같이, 다른 형태로 또한 배포될 수 있다. 청구항 내의 임의의 참조 부호는 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다.

Claims (16)

  1. 압전 부하(190)의 충전을 제어하기 위한 전자 회로(100)에 있어서,
    상기 전자 회로는,
    - 충전 제어 신호(131)에 따라 상기 압전 부하에 충전 전류를 공급하도록 구성된 충전 펌프(111),
    - 상기 압전 부하의 부하 단자에서 단자 전압에 대응하는 부하 전압을 얻도록 구성된 측정 회로(113), 및
    - 조정 가능한 기준 전압을 상기 부하 전압과 비교하도록 구성된 비교기 회로(114)를 포함하고,
    - 상기 전자 회로는 상기 비교에 따라 상기 충전 제어 신호를 결정하여, 상기 충전 제어 신호가 상기 비교에 따라 상기 충전 전류의 전달을 제어하도록 구성되고,
    - 상기 전자 회로는 상기 조정 가능한 기준 전압을 목표 전압(VT)으로 설정하고, 상기 부하 전압이 상기 목표 전압에 도달할 때 상기 목표 전압보다 낮은 하한 전압(Vlow)으로 상기 조정 가능한 기준 전압을 설정하도록 구성되는, 전자 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전자 회로는 상기 비교에 따라 상기 충전 제어 신호(131)를 생성하여, 상기 기준 전압이 상기 부하 전압보다 큰 경우 상기 제어 신호가 상기 충전 펌프를 제어하여 상기 충전 전류를 공급하도록 구성되는, 전자 회로.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전자 회로는 상기 비교에 따라 상기 충전 제어 신호를 생성하여, 상기 기준 전압이 상기 부하 전압보다 작은 경우 상기 제어신호가 상기 충전 펌프를 제어하여 상기 충전 전류의 공급을 중지하도록 추가로 구성되는, 전자 회로.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자 회로는, 상기 부하 전압이 상기 하한 전압에 도달할 때, 상기 조정 가능한 기준 전압을 상기 목표 전압으로 설정하도록 구성되는, 전자 회로.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자 회로는 이산 시점(ts)에서 상기 부하 전압을 얻도록 구성되는, 전자 회로.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 부하 전압이 제1 전압(Va)을 가질 때의 제1 시점(ta)과 상기 부하 전압이 제2 전압(Vb)을 가질 때의 제2 시점(tb) 사이의 충전 또는 방전 시간(ΔT)을 결정하도록 구성되는 카운터 회로(122)를 더 포함하는, 전자 회로.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 시점은, 상기 충전 펌프가 충전을 개시하는 시점이고, 상기 제1 전압은 초기 부하 전압인, 전자 회로.
  8. 제6항에 있어서,
    싱크(sink) 전류로 상기 압전 부하를 방전하기 위한 전류 싱크를 더 포함하는, 전자 회로.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    샘플링 순간들(ts) 사이에서 상기 측정 회로를 상기 부하로부터 격리시키도록 구성되는, 전자 회로.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제1 시점(ta)은, 상기 부하 전압이 상기 목표 전압(VT)에 도달한 시간이고, 상기 제2 시점(tb)은, 상기 부하 전압 상기 하한 전압(Vlow)에 도달한 시간이고, 상기 압전 부하는 상기 압전 부하(190)의 누설 전류(Itrue)와 적어도 상기 측정 회로(113)에 의해 인출된 측정 전류(Im)를 포함하는 누설 전류(Ilkg)에 의해 실질적으로 방전된, 전자 회로.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충전 전류는 상기 전자 회로로부터의 상기 충전 제어 신호(131)에 따라 조정 가능한 충전 전류인, 전자 회로.
  12. 압전 액추에이터 시스템에 있어서,
    - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 전자 회로(100), 및
    - 상기 압전 부하(190)를 포함하는, 압전 액추에이터 시스템.
  13. 변형 가능 렌즈 유닛(300)에 있어서,
    - 제12항에 따른 압전 액추에이터 시스템(301), 및
    - 상기 압전 부하(190)에 의해 변형되도록 배열된 변형 가능 렌즈(302)를 포함하고,
    상기 압전 액추에이터 시스템(301)은 상이한 광 출력들을 달성하기 위하여 상기 렌즈를 변형시키도록 구성되는, 변형 가능 렌즈 유닛.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 전자 회로는 제어 파라미터에 따라 상기 목표 전압(VT) 및/또는 하한 전압(Vlow)을 설정하도록 구성되는, 변형 가능 렌즈 유닛.
  15. 압전 부하(190)의 충전을 제어하는 방법에 있어서,
    - 충전 제어 신호(131)에 따라 상기 압전 부하에 충전 전류를 공급하는 단계,
    - 상기 압전 부하의 부하 단자에서의 단자 전압에 대응하는 부하 전압을 얻는 단계,
    - 조정 가능한 기준 전압과 상기 부하 전압을 비교하는 단계,
    - 상기 비교에 따라 상기 충전 제어 신호를 결정하여, 상기 제어 신호가 상기 비교에 따라 상기 충전 전류의 전달을 제어하는 단계, 및
    - 상기 조정 가능한 기준 전압을 목표 전압(VT)으로 설정하고, 상기 부하 전압이 상기 목표 전압에 도달할 때 상기 목표 전압보다 낮은 하한 전압(Vlow)으로 상기 조정 가능한 기준 전압을 설정하는 단계를 포함하는, 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 방법은,
    - 제2 충전 제어 신호(135)에 따라 제2 충전 전류를 제2 압전 부하에 공급하는 단계,
    - 상기 제2 압전 부하의 제2 부하 단자에서의 단자 전압에 대응하는 제2 부하 전압을 얻는 단계,
    - 제2 조정 가능한 기준 전압을 상기 제2 부하 전압과 비교하는 단계,
    - 상기 비교에 따라 상기 제2 충전 제어 신호를 결정하여, 상기 제2 제어 신호가 상기 비교에 따라 상기 제2 충전 전류의 전달을 제어하는 단계, 및
    상기 제2 조정 가능한 기준 전압을 제2 목표 전압(VT)으로 설정하고, 상기 제2 부하 전압이 상기 제2 목표 전압에 도달할 때 상기 제2 목표 전압보다 낮은 제2 하한 전압(Vlow)으로 상기 제2 조정 가능한 기준 전압을 설정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
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