TWI761877B - 液體透鏡控制裝置 - Google Patents
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Abstract
一種根據一實施例之液體透鏡控制設備包括:一液體透鏡,其包含形成一界面之一第一液體及一第二液體,以及一第一電極及一第二電極;一透鏡驅動器,其將一電壓施加至該第一電極及該第二電極以控制該界面,且包括複數個切換元件;一溫度感測單元,其感測該液體透鏡之一溫度;及一控制單元,其控制該透鏡驅動器以使得該界面形成一目標界面,其中該控制單元控制該透鏡驅動器之該複數個切換元件之切換狀態,以在該溫度感測單元操作之一溫度感測週期期間維持該等切換狀態。
Description
【相關申請案之交叉參考】
本申請案主張2019年7月9日申請的韓國專利申請案第2019-0082864號的優先權及權益,該申請案之揭示內容以全文引用的方式併入本文中。
實施例係關於一種相機模組,且更特定言之,係關於一種包括溫度補償電路之相機模組及其控制方法。
攜帶型裝置之使用者需要具有高解析度、小型大小、各種拍攝功能(例如,光學變焦功能(放大/縮小)、自動聚焦(AF)功能、相機抖動校正或光學影像穩定器(OIS)功能等)之光學裝置。儘管此類拍攝功能可藉由組合若干透鏡及直接移動該等透鏡來實施,但當透鏡之數目增大時,光學裝置之大小可增大。AF及相機抖動校正功能係藉由移動或傾斜若干透鏡模組來執行,該等透鏡模組固定至透鏡固持器以與光軸、沿著光軸或在垂直於光軸之方向上對準,且分開的透鏡驅動裝置用於驅動該等透鏡模組。然而,透鏡驅動裝置具有高功率消耗,且防護玻璃罩應分開地添加至相機模組以便保護透鏡驅動裝置,且因此增大了透鏡驅動裝置之總厚度。因此,已對電調整兩種類型之液體之間的界面之曲率以執行AF及相機抖動校正功能的液體透鏡進行了研究。
實施例用以提供如下液體透鏡控制電路、相機模組及液體透鏡控制方法:防止在液體透鏡之溫度補償電路操作之週期中執行透鏡驅動器之切換操作,以便解決藉由透鏡驅動器之切換操作所引起的溫度補償誤差。
另外,實施例用以提供如下液體透鏡控制電路、相機模組及
液體透鏡控制方法:防止在加熱器之操作狀態發生改變之週期中進行溫度感測操作,以便解決藉由加熱器之操作狀態改變所引起的溫度感測誤差。
另外,實施例用以提供如下液體透鏡控制電路、相機模組及液體透鏡控制方法:使加熱器驅動時序及溫度感測時序與避免了透鏡驅動器之切換時間的時序同步,以便最小化藉由透鏡驅動器之切換所引起的雜訊之影響。
待在本發明中解決之技術問題不限於上文所提及之技術問題,且未提及之其他技術問題將由一般熟習本發明相關技術者自以下描述而清楚地理解。
一種根據實施例之液體透鏡控制設備包括:液體透鏡,其包含形成界面之第一液體及第二液體,以及第一電極及第二電極;透鏡驅動器,其將電壓施加至第一電極及第二電極以控制界面,且包括複數個切換元件;感測液體透鏡之溫度的溫度感測單元;及控制單元,其控制透鏡驅動器以使得界面形成目標界面,其中控制單元控制透鏡驅動器之複數個切換元件的切換狀態,以在溫度感測單元操作之溫度感測週期期間維持該等切換狀態。
另外,一種根據實施例之液體透鏡控制設備包括:液體透鏡,其包含形成界面之第一液體及第二液體,以及共同電極及複數個個別電極;透鏡驅動器,其將電壓施加至共同電極及複數個個別電極以控制界面;感測液體透鏡之溫度的溫度感測單元;及控制單元,其控制透鏡驅動器以使得界面形成目標界面,其中溫度感測單元在施加至共同電極及複數個個別電極之電壓的電位未發生改變之區中感測液體透鏡之溫度。
另外,溫度感測器在一週期中感測液體透鏡之溫度,該週期介於施加至共同電極之電壓自低電位上升至高電位之第一上升邊緣時間與施加至複數個個別電極之電壓自低電位上升至高電位之第二上升邊緣時間之間。
另外,溫度感測器在一週期中感測液體透鏡之溫度,該週期介於施加至共同電極之電壓自高電位下降至低電位之第一下降邊緣時間與
施加至複數個個別電極之電壓自高電位下降至低電位之第二下降邊緣時間之間。
另外,一種根據實施例之液體透鏡控制設備包括:液體透鏡,其包含形成界面之第一液體及第二液體,以及第一電極及第二電極;透鏡驅動器,其將電壓施加至第一電極及第二電極以控制界面,且包括複數個切換元件;補償液體透鏡之溫度的溫度補償單元;及控制單元,其控制透鏡驅動器以使得界面形成目標界面,且控制溫度補償單元以使得液體透鏡具有目標溫度,其中控制單元控制構成透鏡驅動器之複數個切換元件的切換狀態,以在溫度補償單元操作之溫度補償時間期間維持該等切換狀態。
另外,一種根據實施例之液體透鏡控制設備包括:液體透鏡,其包括第一電極及第二電極;透鏡驅動器,其將電壓施加至第一電極及第二電極以控制液體透鏡之界面,且包括複數個切換元件;補償液體透鏡之溫度的溫度補償單元;及控制單元,其控制透鏡驅動器以使得液體透鏡形成目標曲率,且控制溫度補償單元以使得液體透鏡具有目標溫度,其中控制單元將複數個切換元件之切換狀態經維持之週期判定為溫度補償單元操作之溫度補償時間,且控制溫度補償單元在溫度補償時間期間進行操作。
另外,第一電極包括共同電極,且第二電極包括複數個個別電極。
另外,溫度補償時間包括第一週期,該第一週期介於施加至共同電極之電壓自接地電壓上升至驅動電壓之第一上升邊緣時間與施加至複數個個別電極之電壓自接地電壓上升至驅動電壓之第二上升邊緣時間之間。
另外,第二上升邊緣時間為個別電極之上升邊緣時間,相比於施加至共同電極之驅動電壓,該個別電極在複數個個別電極當中被施加之驅動電壓具有最小時間差。
另外,溫度補償時間包括第二週期,該第二週期介於施加至複數個個別電極之電壓自接地電壓上升至驅動電壓之第二上升邊緣時間與施加至共同電極之電壓自驅動電壓下降至接地電壓之第一下降邊緣時間之
間。
另外,第二上升邊緣時間為個別電極之上升邊緣時間,相比於施加至共同電極之驅動電壓,該個別電極在複數個個別電極當中被施加之驅動電壓具有最大時間差。
另外,溫度補償時間包括第三週期,該第三週期介於施加至共同電極之電壓自驅動電壓下降至接地電壓之第一下降邊緣時間與施加至複數個個別電極之電壓自驅動電壓下降至接地電壓之第二下降邊緣時間之間。
另外,第二下降邊緣時間為個別電極之下降邊緣時間,相比於施加至共同電極之驅動電壓,該個別電極在複數個個別電極當中被施加之驅動電壓具有最小時間差。
另外,溫度補償時間包括第四週期,該第四週期介於施加至複數個個別電極之電壓自驅動電壓下降至接地電壓之第二下降邊緣時間與施加至共同電極之電壓自接地電壓上升至驅動電壓之第三上升邊緣時間之間。
另外,第二下降邊緣時間為個別電極之下降邊緣時間,相比於施加至共同電極之驅動電壓,該個別電極在複數個個別電極當中被施加之驅動電壓具有最大時間差。
另外,溫度補償單元包括用於感測液體透鏡之溫度的溫度感測器;及基於感測到之溫度操作的加熱器中之至少一者,且溫度補償時間包括操作溫度感測器之感測時間及操作加熱器之加熱時間中之至少一者。
另外,感測時間與加熱時間彼此重疊。
此外,感測時間及加熱時間為複數個切換元件之並不彼此重疊的切換狀態經維持之週期。
此外,加熱時間包括加熱器之操作狀態改變為接通狀態之接通變化週期,加熱器之操作狀態改變為斷開狀態之斷開變化週期,及接通變化週期與斷開變化週期之間的加熱週期,且感測時間並不與接通變化週期及斷開變化週期重疊。
另外,一種根據實施例之液體透鏡控制方法包括:感測液體透鏡之溫度;偵測液體透鏡之感測到之溫度與設定目標溫度之間的差異;及在感測到之溫度與目標溫度之間存在差異時,藉由將電力施加至加熱器來操作加熱器,其中感測液體透鏡之溫度及操作加熱器係在預設溫度補償時間期間執行,且溫度補償時間為控制液體透鏡之界面的透鏡驅動器之切換元件的切換狀態經維持之週期。
另外,操作加熱器包括:藉由將電力施加至加熱器來接通加熱器;及藉由關斷施加至加熱器之電力來斷開加熱器,且感測液體透鏡之溫度係在自溫度補償時間排除接通加熱器之週期及斷開加熱器之週期的剩餘週期中執行。
另外,一種根據實施例之液體透鏡控制方法包括:感測液體透鏡之溫度;及基於感測到之溫度控制液體透鏡之驅動電壓,其中溫度感測係在液體透鏡之驅動電壓的電位未發生改變之週期中執行。
22:透鏡總成
24:控制電路
26:影像感測器
28:液體透鏡
30:電容器
100:第一透鏡單元
110:固體透鏡
112:第二板
114:第一板
116:第三板
118:絕緣層
122:第一液體
124:第二液體
130:界面
130a:第一曲率
130b:第二曲率
130c:第三曲率
130d:第四曲率
130e:第五曲率
132:共同電極
134:個別電極
134a:第一個別電極
134b:第二個別電極
134c:個別電極
134d:個別電極
142:第一基板
144:第二基板
150:空腔
200:第二透鏡單元
300:液體透鏡單元
310:透鏡區
400:透鏡固持器
410:插入開口
500:連接單元
815:陀螺感測器
820:影像感測器
830:影像處理器
840:脈衝寬度可變單元
850:溫度感測器
855:加熱器
860:透鏡驅動器
870:控制單元
871:溫度感測單元
871-1:感測驅動器
871-2:溫度資訊量測單元
871-3:類比/數位轉換器
872:加熱器控制器
873:開關控制器
890:電力供應單元
1400:視訊顯示裝置
1480:顯示器
1495:光學單元
A1:第一週期
A2:第二週期
A3:第三週期
A4:第四週期
Aaa:邊界區
Aba:邊界區
Ac0:邊界區
Aca:左邊界區
Acb:右邊界區
Ada:邊界區
Aea:邊界區
AF:聚焦資訊
AM0:面積
AMa:面積
AMb:面積
AMd:面積
AMe:面積
AT:操作時序
C1:第一過渡週期
C2:第二過渡週期
C3:第三過渡週期
C4:第四過渡週期
CMHM:高位準控制信號
CMHP:低位準控制信號
COM:共同電極
DFF1:時間差
Dt1:脈衝寬度
Dt2:脈衝寬度
HT:加熱器驅動時序
I:電流
IS:恆定電流源
LA:第一個別電極
LB:第二個別電極
LC:個別電極
LD:個別電極
LAM:高位準控制信號
LAP:低位準控制信號
Lpaa:入射光
Lpab:輸出光
Lpac:輸出光
LP1:入射光
LP1a:輸出光
LP1b:輸出光
LP1c:輸出光
OIS:抖動資訊
OUT:輸出端子
PL:中心軸線
R1:第一電阻器
R2:第二電阻器
R3:電阻器
RT:電阻值
S1:第一開關
S2:第二開關
S3:第三開關
S4:第四開關
S5:第五開關
S6:第六開關
S7:第七開關
S100:步驟
S110:步驟
S120:步驟
S130:步驟
Sa:第一上臂切換元件
S'a:第一下臂切換元件
Sb:第二上臂切換元件
S'b:第二下臂切換元件
SLP:電壓
ST:溫度感測時序
T1:時間
T1-1:預定時間
T1-2:預定時間
T2:時間
T2-1:預定時間
T2-2:預定時間
T2-3:時間
T2-4:時間
T3:時間
T3-1:預定時間
T3-2:預定時間
T4:時間
T4-1:預定時間
T4-2:預定時間
T5:時間
V:脈衝寬度可變信號
V1:第一電壓
V2:第二電壓
V3:第三電壓
VDS:供應電壓
VS1:電壓
VS2:電壓
Vx:電壓
圖1展示相機裝置之實例。
圖2展示包括於相機裝置中之透鏡總成的實例。
圖3a及圖3b為用於描述液體透鏡之驅動方法的視圖。
圖4展示根據驅動電壓調整焦距之液體透鏡。
圖5a及圖5b展示液體透鏡之結構。
圖6a至圖6e為說明液體透鏡之各種曲率的視圖。
圖7為根據實施例之相機模組的內部方塊圖之實例。
圖8為圖7中之透鏡驅動器的內部電路圖之實例。
圖9a為用於描述圖8之透鏡驅動器之操作的波形圖之實例。
圖9b為所參看的用於描述供應至圖8之液體透鏡的驅動電壓之視圖。
圖10a至圖10e為所參看的用於描述根據實施例之溫度補償演算法的操作時序之圖式。
圖11a及圖11b為所參看的用於描述根據實施例之溫度感測時序及加熱器驅動時序之圖式。
圖12為用於描述根據實施例之溫度補償演算法的操作之圖式。
圖13展示在以電流形式供應驅動信號時的等效電路。
圖14展示在以電壓形式供應驅動信號時的等效電路。
圖15為用於描述根據實施例之相機模組的控制方法之流程圖。
圖16為展示根據本發明的一個實施例之視頻顯示裝置的外部外觀之視圖。
圖17為分開地展示圖16之視頻顯示裝置的光學單元及顯示器的視圖。
在下文中,將參考附圖詳細描述實施例。雖然實施例可具有各種修改且可具有各種形式,但在圖式中說明且在說明書中詳細地描述特定實施例。然而,並不意欲將實施例限於所揭示之特定形式,且應將實施例理解為包括屬於實施例之精神及範疇內的所有修改、等效物及替代例。
儘管可使用術語「第一」、「第二」等來描述各種元件,但此等元件不應受此等術語限制。此等術語僅用於將一個元件與另一元件區分開來。另外,考慮到實施例之組態及操作所特定界定之術語僅用於描述實施例,而非限制實施例之範疇。
在描述實施例時,當用術語「在……上方(上)或在……下方(下)」、「前部(頭部)或背部(後部)」描述元件時,術語「在……上方(上)或在……下方(下)」、「前部(頭部)或背部(後部)」可包括兩種含義:兩個元件彼此直接接觸,或一或多個其他組件安置於待形成之兩個元件之間。此外,當表達為「在……上(之上)」或「在……之下(下方)」時,基於一個元件,其不僅可包括上部方向而且可包括下部方向。
另外,下文使用的諸如「在……上/上方」及「在……之下/
下方」之關係術語未必需要或暗示此類實體或元件之間的任何實體或邏輯關係或次序,且可用以將任一實體或元件與另一實體或元件區分開來。
圖1展示相機裝置之實例。如圖式中所示,相機模組可包括透鏡總成22及影像感測器。至少一個固體透鏡可安置於透鏡總成22之上部部分或下部部分上。透鏡總成22可包括根據施加至其之電壓調整焦距的液體透鏡。相機模組可包括:透鏡總成22,其包括第一透鏡,該第一透鏡之焦距係根據施加於共同端子與複數個個別端子之間的驅動電壓而調整;控制電路24,其用於將驅動電壓供應至第一透鏡;及影像感測器26,其與透鏡總成22對準,將經由透鏡總成22轉移之光轉換成電信號且安置於透鏡總成22之下部部分處。
參看圖1,相機模組可包括:控制電路24;影像感測器26;及透鏡總成22,其包括形成於單個印刷電路板(PCB)上之複數個透鏡,但該相機模組僅為一個實例且本發明之範疇不限於此。可根據相機模組中所需之規格以不同方式設計控制電路24之組態。特定而言,當減小施加至液體透鏡28之電壓的量值時,可在單個晶片中實施控制電路24。因此,可進一步減小安裝於攜帶型裝置上之相機模組的大小。
可根據相機裝置中所需之規格以不同方式設計控制電路24之組態。特定而言,當減小施加至透鏡總成22之電壓的量值時,可在單個晶片中實施控制電路24。因此,可進一步減小安裝於攜帶型裝置上之相機裝置的大小。
圖2展示包括於相機裝置中之透鏡總成22的實例。
如圖式中所示,透鏡總成22可包括第一透鏡單元100、第二透鏡單元200、液體透鏡單元300、透鏡固持器400及連接單元500。連接單元500可將影像感測器與液體透鏡彼此電連接,且可包括稍後將描述之基板、導線、電線等。透鏡總成22之所說明結構僅為一個實例,且透鏡總成22之結構可根據相機模組中所需之規格而改變。例如,液體透鏡單元300位於第一透鏡單元100與第二透鏡單元200之間。然而,在另一實例中,液體透鏡單元300可位於第一透鏡單元100上方(前方),且可省略第
一透鏡單元100及第二透鏡單元200中之一者。
參看圖2,第一透鏡單元100安置於透鏡總成22前方,且為光自透鏡總成22之外部入射的部分。第一透鏡單元100可包括至少一個透鏡,或兩個或更多個透鏡可相對於中心軸線(PL)對準以形成光學系統。
第一透鏡單元100及第二透鏡單元200可安裝於透鏡固持器400上。在此情況下,通孔可形成於透鏡固持器400處,且第一透鏡單元100及第二透鏡單元200可安置於通孔中。另外,液體透鏡單元300可插入至安置於透鏡固持器400中之第一透鏡單元100與第二透鏡單元200之間的空間中。
同時,第一透鏡單元100可包括固體透鏡110。固體透鏡110可突起至透鏡固持器400外部以曝露於外部。在固體透鏡110曝露於外部時,透鏡之表面可能會受到損壞。在透鏡之表面受到損壞時,由相機模組拍攝之影像的品質可能會降低。為了防止或抑制固體透鏡110之表面損壞,可安置防護玻璃罩,可形成塗層,或可應用使用耐磨材料以用於防止固體透鏡110之表面損壞的方法。
第二透鏡單元200可安置於第一透鏡單元100及液體透鏡單元300後方,且自外部入射於第一透鏡單元100上之光可穿過液體透鏡單元300以入射於第二透鏡單元200上。第二透鏡單元200可與第一透鏡單元100間隔開,以安置於形成於透鏡固持器400中之通孔中。
同時,第二透鏡單元200可包括至少一個透鏡,且當包括兩個或更多個透鏡時,第二透鏡單元200可相對於中心軸線(PL)對準以形成光學系統。
液體透鏡單元300可安置於第一透鏡單元100與第二透鏡單元200之間,且可插入至透鏡固持器400中之插入開口410中。插入開口410可藉由使透鏡固持器400之側表面的一部分開放來形成。亦即,液體透鏡可安置成穿過透鏡固持器400之側表面中的插入開口410而插入。如第一透鏡單元100及第二透鏡單元200,液體透鏡單元300亦可相對於中心軸線PL對準。
液體透鏡單元300可包括透鏡區310。透鏡區310為穿過第一透鏡單元100之光透射穿過的區,且其至少一部分可包含液體。例如,透鏡區310可包括兩種類型之液體,亦即,在一起的導電液體及非導電液體,且導電液體及非導電液體可形成邊界表面而彼此不混合。經由連接單元500施加之驅動電壓可使導電液體與非導電液體之間的邊界表面變形,以改變液體透鏡28之界面的曲率或液體透鏡之焦距。在控制邊界表面之變形或曲率之改變時,液體透鏡單元300及包括液體透鏡單元之相機模組可執行自動聚焦功能、相機抖動校正功能等。
圖3a及圖3b為用於描述液體透鏡之驅動方法的視圖。
首先,圖3a之(a)說明將第一電壓V1施加至液體透鏡28,以使得液體透鏡如凹透鏡般操作。
接下來,圖3a之(b)說明將大於第一電壓V1之第二電壓V2施加至液體透鏡28,以使得液體透鏡並不改變光之行進方向。
接下來,圖3a之(c)說明將大於第二電壓V2之第三電壓V3施加至液體透鏡28,以使得液體透鏡如凸透鏡般操作。
同時,圖3a說明液體透鏡之曲率或屈光度取決於所施加電壓之位準而改變,但實施例不限於此,且液體透鏡之曲率或屈光度可取決於所施加脈衝之脈寬而改變。
接下來,圖3b之(a)說明液體透鏡28中之界面具有相同曲率,以使得液體透鏡如凸透鏡般操作。
亦即,根據圖3b之(a),入射光Lpaa會聚,且對應輸出光Lpab被輸出。
接下來,圖3b之(b)說明在液體透鏡28中之界面具有非對稱彎曲表面時,光之行進方向向上改變。
亦即,根據圖3b之(b),入射光Lpaa向上會聚,且對應輸出光Lpac被輸出。
圖4展示根據驅動電壓調整焦距之液體透鏡。具體而言,(a)展示包括於透鏡總成22中之液體透鏡28(參見圖2),且(b)展示液
體透鏡28之等效電路。
首先,參看圖4之(a),可經由在四個不同方向上以相同距離安置之個別電極LA、LB、LC及LD向根據驅動電壓調整焦距之液體透鏡28施加電壓。個別電極可相對於液體透鏡之中心軸線以相同距離安置,且可包括四個個別電極。四個個別電極可分別安置於液體透鏡之四個拐角處。在經由個別電極LA、LB、LC及LD施加了電壓時,由施加電壓與施加至稍後描述之共同電極COM之電壓之間的相互作用產生的驅動電壓可使安置於透鏡區310中之導電液體與非導電液體之間的邊界表面變形。
另外,參看圖4之(b),在透鏡28之一側處,自不同個別電極LA、LB、LC及LD向透鏡28施加操作電壓,且透鏡28之另一側可被描述為連接至共同電極COM之複數個電容器30。此處,包括於等效電路中之複數個電容器30可具有約數十至200微微法拉(pF)或更小之較小電容。上文所描述之液體透鏡的電極在本發明中亦可被稱作端子、電極區段或子電極。
圖5a及圖5b展示液體透鏡之結構。
如圖5a中所示,液體透鏡28可包括液體、第一板及電極。容納於液體透鏡28中之液體122及124可包括導電液體及非導電液體。第一板114可包括空腔150或孔,在該空腔或孔中安置有導電液體及非導電液體。空腔150可具有傾斜表面。電極132及134可安置於第一板114上,且可安置於第一板114上方或第一板114下方。
液體透鏡28可進一步包括第二板112,該第二板可安置於電極132及134上方(下方)。另外,液體透鏡28可進一步包括第三板116,該第三板可安置於電極132及134下方(上方)。
如圖式中所示,液體透鏡28之一個實施例可包括由不同的第一液體122及第二液體124形成之界面130。另外,可包括用於將電壓供應至液體透鏡28之至少一個基板142及144。液體透鏡28之拐角可薄於液體透鏡28之中心部分。第二板可安置於液體透鏡之上部表面上且第三板可安置於液體透鏡之下部表面上,但第二板或第三板不安置於液體透鏡之拐
角的上部表面或下部表面的部分上,且因此,液體透鏡之拐角的厚度可薄於其中心部分之厚度。電極可自液體透鏡之拐角的上部表面或下部表面曝露。
液體透鏡28可包括兩種不同類型之液體,例如第一液體122及第二液體124,且由第一液體122及第二液體124形成之界面130的曲率及形狀可藉由供應至液體透鏡28之驅動電壓來調整。
在此情況下,第一液體122可為導電液體。另外,第二液體124可為非導電液體。
第一液體122具有導電性,且例如可藉由混合乙二醇與溴化鈉(NaBr)形成。
第二液體124可為油,例如以苯基為主的聚矽氧油。
第一液體122及第二液體124中之每一者可包括殺菌劑或抗氧化劑中之至少一者。抗氧化劑可為苯基型抗氧化劑或磷(P)型抗氧化劑。另外,殺菌劑可為醇型、醛型及苯酚型殺菌劑中之任一者。如上文所描述,當第一液體122及第二液體124中之每一者包含抗氧化劑及殺菌劑時,有可能防止第一液體122及第二液體124被氧化,或防止第一液體122及第二液體124之物理性質由於微生物生長而改變。
亦即,複數種第一液體122及第二液體124可容納於空腔中,且可包括具有導電性之第一液體122及具有非導電性之第二液體(或絕緣液體)124。第一液體122與第二液體124彼此並不混合,且界面130可形成於第一液體122與第二液體124之間的接觸部分處。例如,第二液體124可安置於第一液體122上,但實施例不限於此。例如,不同於圖式中所示之液體,第一液體122可安置於第二液體124上。
在此情況下,第一液體122及第二液體124可以不同比重容納於空腔中。
亦即,在液體透鏡之情況下,第一液體122與第二液體124之間的界面130之曲率、位置、形狀等可藉由使用電極之電壓來改變,以執行相機之自動聚焦功能。另外,在液體透鏡之情況下,藉由將施加至複數個電極之電壓以不對稱方式施加來相對於光軸之中心以不對稱方式展示界面
之曲率,藉此執行相機抖動防止功能。
同時,可經由連接單元500傳輸供應至液體透鏡28之驅動電壓。連接單元可包括第一基板142及第二基板144中之至少一者。在連接單元包括第一基板142及第二基板144時,第二基板144可將電壓傳輸至複數個個別電極中之每一者,且第一基板142可將電壓傳輸至共同電極。複數個個別電極之數目可為四個,且第二基板144可將電壓傳輸至四個個別電極中之每一者。可將經由第二基板144及第一基板142供應之電壓施加至安置於液體透鏡28之每一拐角處或自該拐角曝露的複數個電極134及132。
另外,液體透鏡28可包括包含透明材料之第三板116及第二板112,以及位於第三板116與第二板112之間且包括具有預定傾斜表面之開放區的第一板114。
此外,液體透鏡28可包括空腔150,該空腔由第三板116、第二板112及第一板114之開放區界定。此處,空腔150可填充有如上文所描述的不同類型之第一液體122及第二液體124(例如,導電液體及非導電液體),且界面130可形成於不同類型之第一液體122與第二液體124之間。
另外,容納於液體透鏡28中之兩種液體122及124中的至少一者可導電,且液體透鏡28可包括安置於第一板114上方及下方之兩個電極132及134。第一板114可具有傾斜表面,且可進一步包括安置於傾斜表面上之絕緣層118。導電液體可與絕緣層118接觸。此處,絕緣層118可覆蓋兩個電極132及134中之一者(例如,個別電極134),且可覆蓋或曝露另一電極(例如,共同電極132)之一部分,以便將電能施加至導電液體(例如,122)。此處,共同電極132可包括至少一個電極區段(例如,COM),且個別電極134可包括兩個或更多個電極區段(例如,LA、LB、LC及LD)。例如,個別電極134可包括複數個電極區段,該複數個電極區段相對於光軸在順時針方向上依序安置。電極區段可被稱作液體透鏡之子電極或端子。
用於傳輸電壓之一個或複數個基板142及144可連接至包
括於液體透鏡28中之兩個電極132及134。可在根據驅動電壓改變形成於液體透鏡28中之界面130的曲率、彎曲度或傾斜度的同時調整液體透鏡28之焦距。
參看圖5b,複數個個別電極LA至LD(134a至134d)當中之第一個別電極LA(134a)及第二個別電極LB(134b)形成為係傾斜的,且說明為大小自下部部分至上部部分降低。
同時,不同於圖5b,複數個個別電極LA至LD(134a至134d)可形成於上部部分處,該上部部分為共同電極132之位置,且共同電極132亦可形成於下部部分處。
同時,圖5a及圖5b將四個電極說明為複數個個別電極,但實施例不限於此,且可形成兩個或更多個各種數目的電極。
同時,在圖5b中,在將脈衝形電壓施加至共同電極132之後,當在預定時間之後將脈衝形電壓施加至第一個別電極LA(134a)及第二個別電極LB(134b)時,在共同電極132與第一個別電極LA(134a)及第二個別電極LB(134b)之間出現電位差,且因此,具有導電性之第一液體122的形狀發生改變,且液體透鏡28中之界面130的形狀回應於第一液體122之形狀發生改變而改變。
同時,本發明實施例提供用於簡單且快速地感測根據施加至複數個個別電極LA至LD(134a至134d)中之每一者以及共同電極132的電信號而形成的界面130之曲率的方法。
為此目的,本發明中之感測器單元(未示出)感測液體透鏡28中之個別電極中的任一個個別電極(例如,第一個別電極134a)上的絕緣層118與第一液體122之間的邊界區Ac0之面積的大小或改變。
圖5b將AM0說明為邊界區Ac0之面積。特定而言,說明第一個別電極134a上之絕緣層118的傾斜部分中與第一液體122接觸的邊界區Ac0之面積為AM0。
圖5b說明界面130並不凹入或凸出,且作為實例,與第一板114等平行。在此情況下,界面130之曲率例如可界定為0。
同時,如圖5b中所示,根據以下等式1,電容C可形成於第一個別電極134a上之絕緣層118的傾斜部分中與第一液體122接觸的邊界區Ac0中。
此處,ε可表示為介電質之絕緣層118的介電常數,A可表示邊界區Ac0之面積,且d可表示絕緣層118之厚度。
此處,假定ε、d為固定值,則邊界區Ac0之面積對電容C可具有極大影響。
亦即,邊界區Ac0之面積愈大,形成於邊界區Ac0中之電容C愈大。
同時,界面130之曲率改變得愈多,則邊界區Ac0之面積改變得愈多,且因此在實施例中,感測器單元可用以感測邊界區Ac0之面積或感測形成於邊界區Ac0中之電容C。
同時,圖5b之電容可界定為CAc0。
圖6a至圖6e為說明液體透鏡28之各種曲率的視圖。
首先,圖6a說明基於分別施加至複數個個別電極LA至LD(134a至134d)及共同電極132之脈衝形電壓,第一曲率130a形成於界面130處。
在第一曲率130a形成於界面130處時,圖6a將AMa(>AM0)說明為邊界區Aaa之面積。特定而言,說明第一個別電極134a上之絕緣層118的傾斜部分中與第一液體122接觸的邊界區Aaa之面積為AMa。
根據等式1,圖6a中之邊界區Aaa的面積大於圖5b之面積,以使得邊界區Aaa之電容變大。同時,圖6a之電容可界定為CAaa,且其值大於圖5b之電容CAc0。
此時,第一曲率130a可界定為具有正極性值。例如,第一曲率130a可界定為具有+2位準。
接下來,圖6b說明基於分別施加至複數個個別電極LA至
LD(134a至134d)及共同電極132之脈衝形電壓,第二曲率130b形成於界面130處。
在第二曲率130b形成於界面130處時,圖6b將AMb(>AMa)說明為邊界區Aba之面積。特定而言,說明第一個別電極134a上之絕緣層118的傾斜部分中與第一液體122接觸的邊界區Aba之面積為AMb。
根據等式1,圖6b中之邊界區Aba的面積大於圖6a之面積,以使得邊界區Aba之電容變大。同時,圖6b之電容可界定為CAba,且其值大於圖6a之電容CAaa。
此時,第二曲率130b可界定為具有小於第一曲率130a之正極性值。例如,第二曲率130b可界定為具有+4位準。
同時,根據圖6a及圖6b,液體透鏡28操作為凸透鏡,且因此,入射光LP1會聚之輸出光LP1a被輸出。
接下來,圖6c說明基於分別施加至複數個個別電極LA至LD(134a至134d)及共同電極132之脈衝形電壓,第三曲率130c形成於界面130處。
特定而言,圖6c將AMa說明為左邊界區Aca之面積,且將AMb(>AMa)說明為右邊界區Acb之面積。
特定而言,說明第一個別電極134a上之絕緣層118的傾斜部分中與第一液體122接觸的左邊界區Aca之面積為AMa,且第二個別電極134b上之絕緣層118的傾斜部分中與第一液體122接觸的右邊界區Acb之面積為AMb。
因此,左邊界區Aca之電容可為CAaa,且右邊界區Acb之電容可為Caba。
此時,第三曲率130c可界定為具有正極性值。例如,第三曲率130c可界定為具有+3位準。
同時,根據圖6c,液體透鏡28操作為凸透鏡,且因此,入射光LP1在一側進一步會聚之輸出光LP1b被輸出。
接下來,圖6d說明基於分別施加至複數個個別電極LA至LD(134a至134d)及共同電極132之脈衝形電壓,第四曲率130d形成於界面130處。
在第四曲率130d形成於界面130處時,圖6d將AMd(<AM0)說明為邊界區Ada之面積。特定而言,說明第一個別電極134a上之絕緣層118的傾斜部分中與第一液體122接觸的邊界區Ada之面積為AMd。
根據等式1,圖6d中之邊界區Ada的面積小於圖5b之面積,以使得邊界區Ada之電容變小。同時,圖6d之電容可界定為CAda,且其值小於圖6c之電容CAc0。
此時,第四曲率130d可界定為具有負極性值。例如,第四曲率130d可界定為具有-2位準。
接下來,圖6e說明基於分別施加至複數個個別電極LA至LD(134a至134d)及共同電極132之脈衝形電壓,第五曲率130e形成於界面130處。
在第五曲率130e形成於界面130處時,圖6e將AMe(<AMd)說明為邊界區Aea之面積。特定而言,說明第一個別電極134a上之絕緣層118的傾斜部分中與第一液體122接觸的邊界區Aea之面積為AMe。
根據等式1,圖6e中之邊界區Aea的面積小於圖6d之面積,以使得邊界區Aea之電容變小。同時,圖6e之電容可界定為CAea,且其值小於圖6d之電容CAda。
此時,第五曲率130e可界定為具有負極性值。例如,第五曲率130e可界定為具有-4位準。
同時,根據圖6d及圖6e,液體透鏡28操作為凹透鏡,且因此,輸出光LP1c被輸出,入射光LP1自該輸出光發散。
圖7為根據實施例之相機模組的內部方塊圖之實例。
參看圖式,圖7之相機模組包括液體透鏡控制電路、影像感測器820、影像處理器830及陀螺感測器815。
液體透鏡控制電路包括液體透鏡28、透鏡驅動器860、脈衝寬度可變單元840及電力供應單元890。
另外,液體透鏡控制電路包括控制單元870、溫度感測器850及加熱器855。此處,溫度感測器850及加熱器855亦可被稱為用於液體透鏡之溫度補償單元。
描述圖7之液體透鏡控制電路的操作,在脈衝寬度可變單元840回應於目標曲率而輸出脈衝寬度可變信號V時,透鏡驅動器860可藉由使用脈衝寬度可變信號V及電力供應單元890之電壓Vx將對應電壓輸出至液體透鏡28的複數個個別電極及共同電極。
具體而言,相機模組可主要包括液體透鏡控制電路、用於將來自液體透鏡控制電路中之液體透鏡28的光轉換成電信號的影像感測器820,及基於來自影像感測器之電信號執行影像處理的影像處理器830。
另外,相機模組可包括陀螺感測器815。
影像處理器830可輸出聚焦資訊(AF),且陀螺感測器815可輸出抖動資訊(OIS)。
另外,控制單元870可基於聚焦資訊(AF)及抖動資訊(OIS)判定目標曲率。
同時,實施例中之液體透鏡控制電路可包括將電信號施加至液體透鏡28之透鏡驅動器860、用於感測基於電信號形成的液體透鏡28之曲率的感測器單元(未示出),及用於控制透鏡驅動器860以便基於感測到之曲率形成液體透鏡28之目標曲率的控制單元870。此處,感測器單元可感測液體透鏡28中之電極上的絕緣層與第一液體122之間的邊界區Ac0之面積的大小或改變。因此,可快速且準確地感測透鏡之曲率。
同時,根據實施例之液體透鏡控制電路可包括液體透鏡28,其曲率可基於所施加電信號而變化。
溫度感測器850及加熱器855可安置於第一板114上。溫度感測器850及加熱器855可以預定圖案形狀安置於第一板114上。作為實例,溫度感測器850及加熱器855可具有包括在一個方向上突出之三角
形突出部的平面形狀。然而,此僅為溫度感測器850及加熱器855之一個實例,且可具有其他形狀之圖案。
例如,溫度感測器850及加熱器855可具有在一個方向上彎曲之支架式平面形狀。替代地,溫度感測器850及加熱器855可具有蛇形平面形狀。替代地,溫度感測器850及加熱器855可具有彈簧形狀。
溫度感測器850及加熱器855可以單數形式安置於第一板114上。替代地,溫度感測器850及加熱器855可以複數形式安置於第一板114上,其中其間存在預定距離。在溫度感測器850及加熱器855中之每一者皆以複數形式構成時,可能改良液體透鏡28之溫度感測精度,且因此,可能在短時間內具有液體透鏡28之所要目標溫度。
溫度感測器850可由其特性(例如,電阻值)根據溫度而改變之材料形成。例如,溫度感測器850可藉由電阻器、熱敏電阻器等來實施。熱敏電阻器為電阻值根據溫度而改變之熱敏半導體。
加熱器855可被實施為在電流流動時產生熱量之電阻器,且可被實施為具有電阻組件之導體,但不限於特定類型之加熱器855。亦即,在電流流動時或施加電壓時產生熱量之任何元件可被用作加熱器855。
同時,實施例中之控制單元870可判定傳輸至四個個別電極中之每一者的個別驅動電壓。為了判定個別驅動電壓之位準,控制單元870可自分開的光學影像穩定器(未示出)、影像處理器830等接收用於判定個別驅動電壓之位準的調整變數。
例如,可藉由相機模組之自動聚焦(AF)功能判定施加至四個個別電極之驅動電壓的總和,且可藉由相機模組之光學影像穩定器(OIS)功能判定劃分驅動電壓之個別驅動電壓的偏差。
例如,可自包括於相機模組中之陀螺感測器815獲得關於相機模組之移動的資訊。關於相機模組之移動的資訊可被傳輸至光學影像穩定器(未示出),且光學影像穩定器(未示出)可計算用於調整透鏡之值,以便補償相機模組之移動。由光學影像穩定器計算出的補償值藉由調整由液體透鏡28中之兩種液體形成的界面之傾斜率及曲率,允許由穿過液體透
鏡28之光信號形成的影像以特定方向移動。可控制此操作,此係因為液體透鏡28中之界面的曲率可回應於施加至個別電極之電壓位準而發生改變。
另外,控制單元870可藉由反映經由液體透鏡28之透鏡校準所判定的資料來判定四個個別驅動電壓。由於製造製程中的製程誤差,液體透鏡28之特性可能具有微小的差異,且此差異可經由透鏡校準轉換成可用於控制透鏡之資料。
圖8為圖7中之透鏡驅動器的內部電路圖之實例。
透鏡驅動器860可包括彼此串聯連接之第一上臂切換元件Sa及第一下臂切換元件S'a,以及彼此串聯連接之第二上臂切換元件Sb及第二下臂切換元件S'b。
此時,第一上臂切換元件Sa及第一下臂切換元件S'a與第二上臂切換元件Sb及第二下臂切換元件S'b彼此並聯連接。
來自電力供應單元890之電力可被供應至第一上臂切換元件Sa及第二上臂切換元件Sb。作為實例,可將70V之電力自電力供應單元890施加至第一上臂切換元件Sa及第二上臂切換元件Sb。
同時,可經由第一上臂切換元件Sa與第一下臂切換元件S'a之間的節點將電壓施加至共同電極132,且可經由第二上臂切換元件Sb與第二下臂切換元件S'b之間的節點將電壓施加至第一電極LA(134a)。
圖9a為用於描述圖8之透鏡驅動器的操作之波形圖的實例,且圖9b為所參看的用於描述供應至圖8之液體透鏡的驅動電壓之視圖。
來自圖9a之波形圖的第一循環係指時間T1至時間T5。時間T5可指第一循環之結束時間,且亦可指在第一循環之後的第二循環之開始時間。
在實施例中,在對應於第一循環的自時間T1至時間T5之週期的部分期間執行溫度補償演算法。此處,溫度補償演算法將在下文更詳細地描述。
首先,在為第一循環之開始時間的時間T1將高位準控制信
號CMHP施加至Sa切換元件,且在時間T2將高位準控制信號LAP施加至Sb切換元件。
同時,可在時間T3將低位準控制信號CMHP施加至Sa切換元件,且在此時間,將高位準控制信號CMHM施加至S'a切換元件。
另外,可在時間T4將低位準控制信號LAP施加至Sb切換元件,且在此時間,可將高位準控制信號LAM施加至S'b切換元件。
此時,可互補地接通Sb切換元件及S'b切換元件。
具體而言,可在時間T1將具有脈衝寬度Dt1的電壓SLP施加至共同電極COM。
接著,可在時間T2將具有脈衝寬度Dt2之電壓施加至第一個別電極LA。
此時,可藉由施加至共同電極COM之電壓與施加至第一個別電極LA之電壓之間的時間差DFF1使形成於液體透鏡28中之界面130處的曲率發生變化。
例如,隨著電壓之時間差DFF1變小,電極與第一液體122之間的邊界區Ac0之面積的大小可增大,且因此,電容可增大,且最後,曲率可降低。
同時,根據實施例之控制單元870允許在切換透鏡驅動器860之切換元件未被切換的週期,亦即,切換元件之切換狀態經維持的週期中操作溫度補償演算法。
此時,如圖9b中所示,分別在時間T1、時間T2、時間T3、時間T4及時間T5對切換元件進行切換。此處,執行的切換可指切換元件之切換狀態發生改變。作為實例,切換狀態發生改變可指狀態自接通狀態改變至斷開狀態或自斷開狀態改變至接通狀態。
因此,實施例中之控制單元870防止在與時間T1、T2、T3、T4及T5重疊之時間執行溫度補償演算法之操作。
如圖式中所示,第一循環中未切換透鏡驅動器860之週期包括時間T1與時間T2之間的第一週期A1、時間T2與時間T3之間的第二
週期A2、時間T3與時間T4之間的第三週期A3,及時間T4與時間T5之間的第四週期A4。
因此,控制單元870僅允許在第一週期A1、第二週期A2、第三週期A3及第四週期A4中之任一者中操作溫度補償演算法。
此處,溫度補償演算法可包括由溫度感測器850感測液體透鏡28之溫度的操作,及驅動加熱器以用於根據感測到之溫度控制液體透鏡之溫度的操作。
亦即,當溫度補償演算法未在第一週期A1、第二週期A2、第三週期A3及第四週期A4中操作,而是在包括透鏡驅動器860被切換之時間之週期中操作時,由於透鏡驅動器860之切換操作,可能產生雜訊,且由於產生之雜訊,難以準確地感測溫度。因此,實施例中之控制單元870允許僅在排除透鏡驅動器860之切換操作被執行之時間的剩餘週期中操作溫度補償演算法。
同時,執行透鏡驅動器860之切換操作可指施加至液體透鏡之共同電極及複數個個別電極中之至少一者的電壓之電位發生改變。此處,電位發生改變可指施加至液體透鏡之特定電極的電壓自接地電壓改變至對應於驅動電壓之高電壓,或施加至液體透鏡之特定電極的電壓自對應於驅動電壓之高電壓改變至接地電壓。此外,電位發生改變可指施加至液體透鏡之特定電極的電壓自低電位增大至高電位,或施加至液體透鏡之特定電極的電壓自高電位降低至較低電位。因此,透鏡驅動器860未被切換之週期可包括施加至共同電極及複數個個別電極之電壓的電位並未改變之週期。
在下文中,將詳細描述根據實施例之溫度補償演算法的操作時序。
圖10a至圖10e為所參看的用於描述根據實施例之溫度補償演算法的操作時序之圖式。
在下文中,可基於施加至共同電極及複數個個別電極中之至少一者的電壓之電位發生改變之時間來劃分第一週期至第四週期中之每一者。
參看圖10a,溫度補償演算法可在第一週期A1中操作。亦即,第一週期A1為介於時間T1與時間T2之間的週期。具體而言,第一週期A1可為高電壓(例如,10V至80V)被供應至共同電極COM,且接地電壓(0V)被供應至個別電極之週期。亦即,時間T1為施加至共同電極COM之電壓自接地電壓上升至高電壓之上升邊緣時間。另外,時間T2為施加至個別電極之電壓自接地電壓上升至高電壓之上升邊緣時間。此處,高電壓亦可為驅動電壓。
然而,當溫度補償演算法之操作時序AT在時間T1與時間T2之間的整個週期中具有高位準時,可能產生切換雜訊,直至透鏡驅動器860之切換元件的切換狀態被穩定為止,藉此減小了溫度補償演算法之準確度。
因此,控制單元870可允許溫度補償演算法之操作時序AT自時間T1之後的預定時間T1-1至時間T2之前的預定時間T1-2具有高位準。此處,溫度補償演算法之操作時序AT具有高位準係指與溫度補償演算法相關之操作經啟動。另外,當溫度補償演算法之操作時序AT具有低位準時,可停止啟動與溫度補償演算法相關之操作。
同時,實施例中之個別電極為複數個。另外,驅動電壓被分別施加至複數個個別電極。此時,可基於施加至共同電極之驅動電壓將具有不同時間差之驅動電壓施加至個別電極。因此,相比於施加至共同電極之驅動電壓,可參考施加至複數個個別電極之驅動電壓當中具有最小時間差之驅動電壓來設定時間T2。亦即,當相比於施加至共同電極之電壓,施加至複數個個別電極當中之第一個別電極的電壓具有最小時間差時,時間T2為施加至第一個別電極之電壓自接地電壓上升至高電壓之上升邊緣時間。
參看圖10b,溫度補償演算法可在第二週期A2中操作。亦即,第二週期A2為介於時間T2與時間T3之間的週期。具體而言,第二週期A2可為高電壓(例如,10V至80V)被供應至共同電極COM,且接地電壓(0V)被供應至個別電極之週期。亦即,時間T2為施加至個別電極之電壓自接地電壓上升至高電壓之上升邊緣時間。另外,時間T3為施加至
共同電極之電壓自高電壓下降至接地電壓之下降邊緣時間。
然而,當溫度補償演算法之操作時序AT在時間T2與時間T3之間的整個週期中具有高位準時,可能產生切換雜訊,直至透鏡驅動器860之切換元件的切換狀態被穩定為止,藉此減小了溫度補償演算法之準確度。
因此,控制單元870可允許溫度補償演算法之操作時序AT自時間T2之後的預定時間T2-1至時間T3之前的預定時間T2-2具有高位準。此處,溫度補償演算法之操作時序AT具有高位準係指與溫度補償演算法相關之操作經啟動。另外,當溫度補償演算法之操作時序AT具有低位準時,與溫度補償演算法相關之操作可被去啟動。
同時,實施例中之個別電極為複數個。另外,驅動電壓被分別施加至複數個個別電極。此時,可基於施加至共同電極之驅動電壓將具有不同時間差之驅動電壓施加至個別電極。因此,相比於施加至共同電極之驅動電壓,可參考施加至複數個個別電極之驅動電壓當中具有最大時間差之驅動電壓來設定第二週期A2中之時間T2。亦即,當相比於施加至共同電極之電壓,施加至複數個個別電極當中之第一個別電極的電壓具有最大時間差時,時間T2為施加至第一個別電極之電壓自接地電壓上升至高電壓之上升邊緣時間。
參看圖10c,溫度補償演算法可在第三週期A3中操作。亦即,第三週期A3為介於時間T3與時間T4之間的週期。具體而言,第三週期A3可為接地電壓被供應至共同電極COM,且高電壓被供應至個別電極之週期。亦即,時間T3為施加至共同電極之電壓自高電壓下降至接地電壓之下降邊緣時間。另外,時間T4為施加至個別電極之電壓自高電壓下降至接地電壓之下降邊緣時間。
然而,當溫度補償演算法之操作時序AT在時間T3與時間T4之間的整個週期中具有高位準時,可能產生切換雜訊,直至透鏡驅動器860之切換元件的切換狀態被穩定為止,藉此減小了溫度補償演算法之準確度。
因此,控制單元870可允許溫度補償演算法之操作時序AT自時間T3之後的預定時間T3-1至時間T4之前的預定時間T3-2具有高位準。此處,溫度補償演算法之操作時序AT具有高位準係指與溫度補償演算法相關之操作經啟動。另外,當溫度補償演算法之操作時序AT具有低位準時,與溫度補償演算法相關之操作可被去啟動。
同時,實施例中之個別電極為複數個。另外,驅動電壓被分別施加至複數個個別電極。此時,可基於施加至共同電極之驅動電壓將具有不同時間差之驅動電壓施加至個別電極。因此,相比於施加至共同電極之驅動電壓,可參考施加至複數個個別電極之驅動電壓當中具有最小時間差之驅動電壓來設定第三週期A3中之時間T4。亦即,當相比於施加至共同電極之電壓,施加至複數個個別電極當中之第一個別電極的電壓具有最小時間差時,時間T4為施加至第一個別電極之電壓自高電壓下降至接地電壓之下降邊緣時間。
參看圖10d,溫度補償演算法可在第四週期A4中操作。亦即,第四週期A4為介於時間T4與時間T5之間的週期。具體而言,第四週期A4可為接地電壓被供應至共同電極COM,且高電壓被供應至個別電極之週期。亦即,時間T4為施加至個別電極之電壓自高電壓下降至接地電壓之下降邊緣時間。另外,時間T5為施加至共同電極之電壓自接地電壓上升至高電壓之上升邊緣時間。
然而,當溫度補償演算法之操作時序AT在時間T4與時間T5之間的整個週期中具有高位準時,可能產生切換雜訊,直至透鏡驅動器860之切換元件的切換狀態被穩定為止,藉此減小了溫度補償演算法之準確度。
因此,控制單元870可允許溫度補償演算法之操作時序AT自時間T4之後的預定時間T4-1至時間T5之前的預定時間T4-2具有高位準。此處,溫度補償演算法之操作時序AT具有高位準係指與溫度補償演算法相關之操作經啟動。另外,當溫度補償演算法之操作時序AT具有低位準時,與溫度補償演算法相關之操作可被去啟動。
同時,實施例中之個別電極為複數個。另外,驅動電壓被分別施加至複數個個別電極。此時,可基於施加至共同電極之驅動電壓將具有不同時間差之驅動電壓施加至個別電極。因此,相比於施加至共同電極之驅動電壓,可參考施加至複數個個別電極之驅動電壓當中具有最大時間差之驅動電壓來設定第四週期A4中之時間T4。亦即,當相比於施加至共同電極之電壓,施加至複數個個別電極當中之第一個別電極的電壓具有最大時間差時,時間T5為施加至第一個別電極之電壓自高電壓下降至接地電壓之下降邊緣時間。
同時,圖10a至圖10d展示溫度補償演算法之時序僅在第一週期A1至第四週期A4中之任一者中具有高位準,但溫度補償演算法之時序亦可在複數個週期中具有高位準。
參看圖10e,實施例中之溫度補償演算法可在第一週期A1至第四週期A4中之至少一者中以高位準啟動。較佳地,溫度補償演算法可在第一週期A1至第四週期A4中排除過渡週期C1、C2、C3及C4之剩餘週期中執行。此處,過渡週期可包括介於時間T1-2與時間T2-1之間的第一過渡週期C1、介於時間T2-2與時間T3-1之間的第二過渡週期C2、介於時間T3-2與時間T4-1之間的第三過渡週期C3,及自時間4-2至為下一循環之時間T1-1的第四過渡週期C4。亦即,第一過渡週期C1可為自第一週期A1過渡至第二週期A2之週期,第二過渡週期C2可為自第二週期A2過渡至第三週期A3之週期,第三過渡週期C3可為自第三週期A3過渡至第四週期A4之週期,且第四過渡週期C4可為自第四週期A4又過渡至第一週期A1之週期。
同時,上文所描述之溫度補償演算法可包括用於由溫度感測器850感測液體透鏡28之溫度的第一操作,及用於驅動加熱器以用於根據感測到之溫度控制液體透鏡28之溫度的第二操作。
此時,可在圖10a至圖10e中所描述之溫度補償演算法之操作時序AT具有高位準的週期中啟動第一操作及第二操作。然而,可在避免了加熱器855之驅動狀態發生改變之時間的時間啟動用於感測液體透鏡28
之溫度的第一操作。
亦即,在用於驅動加熱器855之第二操作中,執行切換操作以改變加熱器855之驅動狀態。換言之,用於驅動加熱器855之第二操作包括將開關切換為接通狀態,以便將加熱器855之操作狀態改變為接通狀態之週期,及將開關切換為斷開狀態,以便將加熱器855之操作狀態改變為斷開狀態之週期。
另外,在實施例中,可在溫度補償演算法之操作時序AT具有高位準的週期當中避免了改變加熱器855之操作狀態的所形成切換週期的剩餘週期中啟動用於由溫度感測器850感測液體透鏡28之溫度的第一操作。
圖11a及圖11b為所參看的用於描述根據實施例之溫度感測時序及加熱器驅動時序之圖式。
參看圖11a,溫度感測時序ST及加熱器驅動時序HT可在圖10a至圖10e中所描述之複數個週期中之任一者中具有高位準。
亦即,溫度感測時序ST及加熱器驅動時序HT在第二週期A2中可具有高位準。第二週期A2可為介於時間T2與時間T3之間的週期之時間T2-1與時間T2-2之間的週期。此時,加熱器驅動時序HT可在時間T2-1過渡至高位準,且可在時間T2-2過渡至低位準。此時,在時間T2-1及時間T2-2執行用於改變加熱器855之操作狀態的切換操作。因此,當在時間T2-1及時間T2-2執行由溫度感測器850進行溫度感測操作時,由於加熱器855產生之切換雜訊,可能不能準確地執行溫度感測操作。因此,在實施例中,可在避免了加熱器855被切換之週期的剩餘週期中執行由溫度感測器850進行溫度感測操作。
亦即,如加熱器驅動時序HT,溫度感測時序ST在第三週期A3中可具有高位準。此時,溫度感測時序ST可在時間T2-3自低位準過渡至高位準,該時間為加熱器之操作狀態自斷開狀態改變為接通狀態之時間T2-1之後的預定時間。另外,溫度感測時序ST可在時間T2-4自高位準過渡至低位準,該時間為加熱器之操作狀態自接通狀態改變為斷開狀態之
時間T2-2之前的預定時間。換言之,可在加熱器855以接通狀態操作之後開始由溫度感測器850進行溫度感測操作,且可在加熱器855改變為斷開狀態之前結束溫度感測操作。
因此,可最小化藉由加熱器855之切換操作所產生的切換雜訊之影響,藉此改良溫度感測之準確性。
參看圖11b,溫度感測時序ST及加熱器驅動時序HT可在圖10a至圖10e中所描述之複數個週期中的不同週期中具有高位準。
亦即,溫度感測時序ST可在複數個週期中之第三週期A3中具有高位準。另外,加熱器驅動時序HT可在不同於溫度感測時序ST具有高位準之週期的週期A2中具有高位準。
亦即,第二週期A2可為介於時間T2與時間T3之間的週期之時間T2-1與時間T2-2之間的週期。此時,加熱器驅動時序HT可在時間T2-1過渡至高位準,且可在時間T2-2過渡至低位準。此時,在時間T2-1及時間T2-2執行用於改變加熱器855之操作狀態的切換操作。因此,當在時間T2-1及時間T2-2執行由溫度感測器850進行溫度感測操作時,由於加熱器855產生之切換雜訊,可能不能準確地執行溫度感測操作。因此,在實施例中,可在避免了加熱器855被切換之週期的剩餘週期中執行由溫度感測器850進行溫度感測操作。
亦即,溫度感測時序ST可在不同於加熱器驅動時序HT具有高位準之週期的週期中具有高位準。換言之,可在不同於操作加熱器855之週期的週期中啟動由溫度感測器850進行溫度感測操作。
因此,可最小化藉由加熱器855之切換操作所產生的切換雜訊之影響,藉此改良溫度感測之準確性。
在下文中,將詳細描述由控制單元870進行的溫度感測操作及加熱器驅動操作。
圖12為用於描述根據實施例之溫度補償演算法的操作之圖式。
參看圖12,根據實施例之相機模組包括控制單元870,其連
接至溫度感測器850及加熱器855,以執行溫度感測或基於感測到之溫度控制加熱器之操作狀態。
為此目的,控制單元870可包括溫度感測單元871及加熱器控制器872。
溫度感測單元871可連接至溫度感測器850。因此,在此情況下,當實施例之溫度感測器850經組態成複數個時,溫度感測單元871可安置成複數個。
因此,溫度感測器850之一端可電連接至溫度感測單元871。
另外,溫度感測器850之另一端可連接至參考電位(例如,接地)或第二電阻器R2。
加熱器控制器872可連接至加熱器855之一端。
另外,加熱器855之另一端可連接至參考電位(例如,接地)。根據實施例,溫度感測單元871可包括感測驅動器871-1及溫度資訊量測單元871-2。
感測驅動器871-1用以將驅動信號供應至溫度感測器850。下文將描述溫度感測單元871與溫度感測器850之間的連接關係。
例如,感測驅動器871-1可經由溫度感測器850之一端供應驅動信號。自感測驅動器871-1供應之驅動信號可具有電流形式或電壓形式。
根據一個實施例,當感測驅動器871-1提供電流形式驅動信號時,感測驅動器871-1在圖12中可僅包括電流源IS。
根據另一實施例,當感測驅動器871-1供應電壓形式驅動信號時,感測驅動器871-1在圖12中可僅包括供應電壓VDS及第一電阻器R1。
根據又一實施例,當感測驅動器871-1選擇性地供應電流形式或電壓形式驅動信號時,感測驅動器871-1可包括第一開關S1及第二開關S2,以及電流源IS、供電電壓VDS及第一電阻器R1,且相機模組可進一步包括第三至第六開關S3至S6及第二電阻器R2。可由控制單元870調
整第一至第六開關S1至S6之接通及斷開。為此目的,控制單元870可進一步包括分開的開關控制器873。開關控制器873可產生用於接通及斷開第一至第六開關S1至S6之開關控制信號。
第一開關S1可安置於恆定電流源IS與溫度感測器850之一端之間,且第二開關S2可安置於第一電阻器R1與溫度感測器850之一端之間。
第三開關S3可安置於溫度資訊量測單元871-2與溫度感測器850之一端之間,且第四開關S4可安置於溫度資訊量測單元871-2與溫度感測器850之另一端之間。
第五開關S5可安置於溫度感測器850之另一端與參考電位(或接地)之間,且第六開關S6可安置於溫度感測器850之另一端與第二電阻器R2之間。
溫度資訊量測單元871-2可連接至溫度感測器850,以量測溫度感測器850之溫度資訊。
例如,當感測驅動器871-1供應電流形式驅動信號時,溫度資訊量測單元871-2可連接至溫度感測器850之一端,以量測溫度感測器850之溫度資訊。為此目的,恆定電流源IS可連接至溫度感測器850之一端,且可將電流形式驅動信號供應至溫度感測器850之一端。
替代地,當感測驅動器871-1供應電壓形式驅動信號時,溫度資訊量測單元871-2可連接至溫度感測器850之另一端,以量測溫度感測器850之溫度資訊。為此目的,第一電阻器R1(或負載電阻器)可連接於電壓形式的驅動信號與溫度感測器850之一端之間。
亦即,溫度資訊量測單元871-2可量測溫度感測器850之一端處的電壓VS1或溫度感測器850之另一端處的電壓VS2,且可自所量測電壓(VS1或VS2)量測溫度感測器850之溫度資訊。為此目的,溫度資訊量測單元871-2可包括類比/數位轉換器871-3。類比/數位轉換器871-3可量測電壓(VS1或VS2),並將所量測電壓(VS1或VS2)轉換成數位形式,且可經由輸出端子OUT將轉換結果作為溫度資訊輸出。
在下文中,將如下描述自溫度感測單元871量測溫度感測器850之溫度資訊的原理。
圖13展示在以電流形式供應驅動信號時的等效電路。
首先,在感測驅動器871-1以電流形式供應驅動信號時,將參考圖12及圖13如下查看溫度資訊量測單元871-2之操作。
第七開關S7可安置於電阻器R3與加熱器855之一端之間。
接通第一開關S1、第三開關S3及第五開關S5,且斷開剩餘開關:第二開關S2、第四開關S4及第六開關S6以及第七開關S7。結果,圖12中所示之相機模組可如圖13中所示般連接。
參看圖13,自恆定電流源IS輸出之電流I以箭頭方向流動。
此時,在溫度資訊量測單元871-2處感測到之電壓VS1如以下等式2中所示。
[等式2]VS1=I*RT
此處,RT表示溫度感測器850之電阻值RT。
等式2中的感測到之電壓VS1在類比/數位轉換器871-3處被轉換成數位形式,且經由輸出端子OUT作為溫度感測器850之溫度資訊被輸出。
可藉由使用經由輸出端子OUT輸出的溫度資訊來估計溫度感測器850之溫度。亦即,在等式2中,電流I為自恆定電流源IS供應之恆定固定值,且因此VS1可用於知道RT。在溫度感測器850被實施為電阻值RT與溫度成反比之負型熱敏電阻時,電阻值RT隨溫度增大而降低。然而,在溫度感測器850被實施為電阻值RT與溫度成正比之正型熱敏電阻時,電阻值RT隨溫度增大而增大。因此,經由輸出端子OUT自溫度資訊量測單元871-2輸出的數位形式的電壓VS1可被轉換為溫度感測器850之溫度。
圖14展示在以電壓形式供應驅動信號時的等效電路。
在感測驅動器871-1以電壓形式供應驅動信號時,將參考圖
12及圖14如下查看溫度資訊量測單元871-2之操作。
接通第二開關S2、第四開關S4及第六開關S6,且斷開第一開關S1、第三開關S3及第五開關S5以及第七開關S7。結果,圖12中所示之相機模組可如圖14中所示般連接。
參看圖14,在經由第一電阻器R1自供應電壓VDS施加電壓形式驅動信號時,在溫度資訊量測單元871-2處感測到的溫度感測器850之另一端處的電壓VS2如以下等式3中所示。
此處,RT表示溫度感測器850之電阻值RT,如上文所描述,VDS為固定為供應電壓之值,且R2具有固定為外部電阻器之電阻值。
感測到之電壓VS2在類比/數位轉換器871-3處被轉換成數位形式,且可經由輸出端子OUT作為溫度感測器850之溫度資訊被輸出。
可藉由使用經由輸出端子OUT輸出的溫度資訊來查看溫度感測器850之溫度。在等式3中,供應電壓VDS及第二電阻器R2具有固定值,且因此VS2可用於知道RT。在溫度感測器850被實施為電阻值RT與溫度成反比之負型熱敏電阻時,電阻值RT隨溫度增大而降低。然而,在溫度感測器850被實施為電阻值RT與溫度成正比之正型熱敏電阻時,電阻值RT隨溫度增大而增大。因此,經由輸出端子OUT自溫度資訊量測單元871-2輸出的數位形式電壓VS2可被轉換為溫度感測器850之溫度。
同時,加熱器控制器872用以控制加熱器855之加熱。
在下文中,將如下描述在加熱器控制器872處對加熱器855進行加熱之操作。
為了對加熱器855進行加熱,僅接通圖12之開關S7,且斷開剩餘開關S1至S6,以使得加熱器855可被加熱。
開關控制器873可產生接通或斷開第七開關S7之開關控制信號。
圖12中所示之開關控制器873針對每一操作接通/斷開開關
S1至S8,如下表1中所示。
自表1,OP1展示在施加電流形式的驅動信號時用於感測液體透鏡28之溫度的切換操作,且OP2展示在施加電壓形式的驅動信號時用於感測液體透鏡28之溫度的切換操作。在表1中,「0」表示對應開關被斷開,且「1」表示對應開關被接通。在下文中,將參考附圖如下查看相機模組之控制方法。
圖15為用於描述根據實施例之相機模組的控制方法之流程圖。
參看圖15,首先,感測液體透鏡28之溫度(S100)。可由溫度感測器850執行S100。為了感測液體透鏡28之溫度,開關控制器873斷開第七開關S7,且控制第一至第六開關S1至S6之切換操作,以便量測溫度感測器850之溫度資訊。此類操作如上文所描述。
此時,基本上,僅可在透鏡驅動器860之切換操作未被執行之週期,亦即,透鏡驅動器860之切換狀態經維持之週期中執行由溫度感測器850所進行之溫度感測操作。
在S100之後,偵測到液體透鏡28之感測到之溫度與預定目標溫度之間存在差異(S110)。可由控制單元870執行S110。例如,可由開關控制器873執行S110。
在液體透鏡28之感測到之溫度與預定目標溫度之間存在差異時,切換加熱器855以將電力施加至加熱器855(S120)。
另外,在液體透鏡28之感測到之溫度與預定目標溫度之間不存在差異時,維持目前狀態(S130)。為此目的,開關控制器873可產生開關控制信號以便斷開第七開關S7。因此,加熱器855未被加熱。
另外,在S120中將電力施加至加熱器之後液體透鏡之溫度達到目標溫度時,關斷施加至加熱器之電力以停止加熱器之操作。
同時,在實施例中,在經由溫度感測器850感測溫度時,可基於感測到之溫度控制液體透鏡之驅動電壓。
另外,如上文所描述,在基於液體透鏡之溫度控制液體透鏡之驅動電壓時,可在液體透鏡之驅動電壓的電位未發生改變之週期中執行由溫度感測器850及控制單元870進行液體透鏡之溫度感測操作。
在實施例中,在改變液體透鏡之界面的曲率的透鏡驅動器之切換元件未被切換之週期中感測液體透鏡之溫度。因此,可能最小化藉由切換元件之切換操作所產生的雜訊在溫度感測操作中之影響,藉此改良溫度感測之準確性。
另外,在實施例中,在加熱器之操作狀態未發生改變之週期中感測液體透鏡之溫度。因此,可能最小化藉由改變加熱器之操作狀態所產生的雜訊在溫度感測操作期間之影響,藉此改良溫度感測之準確性。
此外,在實施例中,避免了用於驅動液體透鏡之透鏡驅動器的切換週期來操作加熱器,且避免了加熱器之操作狀態發生改變之週期來執行溫度感測操作,藉此改良溫度補償演算法之準確性。
同時,液體透鏡控制設備可包括溫度感測器及加熱器,且溫度感測器及加熱器中的一者可被省略。例如,液體透鏡控制設備可經組態以包括液體透鏡、控制單元及溫度感測器,可經組態以包括液體透鏡、控制單元及加熱器,且可經組態以包括液體透鏡、控制單元、溫度感測器及加熱器。在省略溫度感測器及加熱器中的一者時,上文所描述加熱器之操作週期可類似地應用於溫度感測器之操作週期,且相反地,溫度感測器之操作週期可類似地應用於加熱器之操作週期。
圖16為展示根據本發明之一個實施例的視訊顯示裝置之外部外觀的視圖,且圖17為分開地展示圖16之視訊顯示裝置之光學單元及顯示器的視圖。
參看圖式,視訊顯示裝置1400可包括顯示器1480。
顯示器1480可顯示輸入影像,且光學單元1495可與顯示器1480間隔開預定距離,且可在使用者方向上安置。圖16b說明分開顯示器1480與光學單元1495之間的距離。
光學單元1495可經組態以能夠根據所施加電力改變光之行進方向。
例如,光學單元1495可包括液體透鏡控制電路,其包括先前圖式中所描述之液體透鏡。
因此,自視訊顯示裝置1400輸出之光的行進方向可藉由透鏡之變化曲率改變,藉此改良在觀看視訊時的可見度。
有利效果
在實施例中,在改變液體透鏡之界面的曲率的透鏡驅動器之切換元件未被切換之週期中感測液體透鏡之溫度。因此,可能最小化藉由切換元件之切換操作所產生的雜訊在溫度感測操作中之影響,藉此改良溫度感測之準確性。
另外,在實施例中,在加熱器之操作狀態未發生改變之週期中感測液體透鏡之溫度。因此,可能最小化藉由改變加熱器之操作狀態所產生的雜訊在溫度感測操作期間之影響,藉此改良溫度感測之準確性。
此外,在實施例中,避免了用於驅動液體透鏡之透鏡驅動器的切換週期來操作加熱器,且避免了加熱器之操作狀態發生改變之週期來執行溫度感測操作,藉此改良溫度補償演算法之準確性。
同時,操作本發明之透鏡曲率可變裝置的方法可實施為可由包括於透鏡曲率可變裝置中之處理器讀取的記錄媒體中之處理器可讀程式碼。處理器可讀記錄媒體包括所有類型之記錄裝置,在該等裝置中儲存可由處理器讀取之資料。處理器可讀記錄媒體之實例包括ROM、RAM、CD-ROM、磁帶、軟碟、光學資料儲存系統等,且包括以諸如經由網際網路之傳輸的載波之形式實施的媒體。此外,處理器可讀記錄媒體可分佈至經由網路連接之電腦系統,且處理器可讀程式碼可以分佈方式儲存及執行。
另外,上文展示且描述本發明之較佳實施例,但本發明不限
於上文所描述之特定實施例,當然,在不脫離申請專利範圍所主張之本發明的要旨的情況下,熟習本發明所屬技術者可進行各種修改,且此類修改不應自本發明之技術範疇或前景個別地理解。
Claims (10)
- 一種液體透鏡控制設備,其包含:一液體透鏡,其包含形成一界面之一第一液體及一第二液體,以及一第一電極及一第二電極;一透鏡驅動器,其將一電壓施加至該第一電極及該第二電極以控制該界面,且包括複數個切換元件;一溫度補償單元,其補償該液體透鏡之一溫度;及一控制單元,其控制該透鏡驅動器以使得該界面形成一目標界面,且控制該溫度補償單元以使得該液體透鏡具有一目標溫度,其中該控制單元控制構成該透鏡驅動器之該複數個切換元件之切換狀態,以在該溫度補償單元操作之一溫度補償時間期間維持該等切換狀態。
- 如申請專利範圍第1項所述之液體透鏡控制設備,其中該控制單元將該複數個切換元件之該等切換狀態經維持之一週期判定為該溫度補償單元操作之該溫度補償時間,且控制該溫度補償單元在該溫度補償時間期間進行操作。
- 如申請專利範圍第2項所述之液體透鏡控制設備,其中該第一電極包括一共同電極,該第二電極包括複數個個別電極,且該溫度補償時間包括一第一週期,該第一週期介於施加至該共同電極之一電壓自一接地電壓上升至一驅動電壓之一第一上升邊緣時間與施加至該複數個個別電極之一電壓自該接地電壓上升至該驅動電壓之一第二上升邊緣時間之間。
- 如申請專利範圍第3項所述之液體透鏡控制設備,其中該第二上升邊緣時間為一個別電極之一上升邊緣時間,相比於施加至該共同電極之該驅動電壓,該個別電極在該複數個個別電極當中被施加之該驅動電壓具有一最小時間差。
- 如申請專利範圍第3項所述之液體透鏡控制設備,其中該溫度補償時 間包括一第二週期,該第二週期介於施加至該複數個個別電極之該電壓自該接地電壓上升至該驅動電壓之一第二上升邊緣時間與施加至該共同電極之該電壓自該驅動電壓下降至該接地電壓之一第一下降邊緣時間之間。
- 如申請專利範圍第5項所述之液體透鏡控制設備,其中該第二上升邊緣時間為一個別電極之一上升邊緣時間,相比於施加至該共同電極之該驅動電壓,該個別電極在該複數個個別電極當中被施加之該驅動電壓具有一最大時間差。
- 如申請專利範圍第3項所述之液體透鏡控制設備,其中該溫度補償時間包括一第三週期,該第三週期介於施加至該共同電極之該電壓自該驅動電壓下降至該接地電壓之一第一下降邊緣時間與施加至該複數個個別電極之該電壓自該驅動電壓下降至該接地電壓之一第二下降邊緣時間之間。
- 如申請專利範圍第7項所述之液體透鏡控制設備,其中該第二下降邊緣時間為一個別電極之一下降邊緣時間,相比於施加至該共同電極之該驅動電壓,該個別電極在該複數個個別電極當中被施加之該驅動電壓具有一最小時間差。
- 如申請專利範圍第3項所述之液體透鏡控制設備,其中該溫度補償時間包括一第四週期,該第四週期介於施加至該複數個個別電極之該電壓自該驅動電壓下降至該接地電壓之一第二下降邊緣時間與施加至該共同電極之該電壓自該接地電壓上升至該驅動電壓之一第三上升邊緣時間之間。
- 如申請專利範圍第9項所述之液體透鏡控制設備,其中該第二下降邊緣時間為一個別電極之一下降邊緣時間,相比於施加至該共同電極之該驅動電壓,該個別電極在該複數個個別電極當中被施加之該驅動電壓具有一最大時間差。
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