WO2018131925A1 - 액체 렌즈의 구동 전압 인가 방법, 액체 렌즈, 카메라 모듈 및 광학 기기 - Google Patents

액체 렌즈의 구동 전압 인가 방법, 액체 렌즈, 카메라 모듈 및 광학 기기 Download PDF

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문영섭
김훈
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엘지이노텍(주)
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    • G02B27/646—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image compensating for small deviations, e.g. due to vibration or shake

Definitions

  • the present invention relates to a method of applying a driving voltage of a liquid lens, a liquid lens, a camera module and an optical device. More specifically, the present invention relates to a method of applying a driving voltage of a liquid lens, a liquid lens, a camera module, and an optical device that can adjust a focal length using electrical energy.
  • Such a photographing function may be implemented by directly moving a lens by combining several lenses, but when the number of lenses is increased, the size of an optical device may increase.
  • Autofocus and image stabilization are performed by several lens modules fixed to the lens holder and aligned with the optical axis, by moving or tilting in the vertical direction of the optical axis or the optical axis, and driving a separate lens to drive the lens module.
  • the device is used.
  • the lens driving device has a high power consumption, and in order to protect the lens, a cover glass must be added separately from the camera module, thereby increasing the overall thickness.
  • the present invention provides a method for applying a driving voltage of a liquid lens, a liquid lens, a camera module, and an optical device that can increase the resolution for auto focusing without increasing power consumption.
  • the first plate formed with a cavity for receiving a conductive liquid and a non-conductive liquid, disposed on the first plate, so as to change the interface between the conductive liquid and the non-conductive liquid
  • An electrode unit electrically connected to an external power source, an electrode unit disposed in the electrode unit, an insulating unit to block contact of the non-conductive liquid, and a control unit to control a voltage applied to the electrode unit, wherein the electrode unit is electromagnetically interconnected.
  • a first electrode and a second electrode which act to change an interface between the conductive liquid and the non-conductive liquid, wherein the first electrode includes a plurality of electrode sectors sequentially arranged in a clockwise direction about an optical axis.
  • the controller may control the voltage applied to the plurality of driving electrodes corresponding to the plurality of electrode sectors in a clockwise or counterclockwise direction. Can be controlled to display.
  • the controller is configured to apply a first voltage to at least one driving electrode of the plurality of driving electrodes and to apply a second voltage having a different magnitude from the first voltage to the remaining driving electrodes.
  • the second voltage may be greater than the first voltage
  • a method of applying a voltage of a liquid lens may include: applying a first voltage to each of first to n-th (n is an integer of 2 or more) driving electrodes; Applying a second voltage to m (m is an integer of 1 or more and n-1 or less) of the first to nth driving electrodes, and applying a first voltage to the remaining n-m driving electrodes; And applying the second voltage to each of the first to nth driving electrodes, applying the second voltage to m driving electrodes of the first to nth driving electrodes, and applying the remaining nm driving electrodes.
  • the applying of the first voltage may include rotating the m driving voltages applied to the second voltage.
  • the second voltage may be a voltage obtained by adding the unit voltage of the voltage driver that provides the driving voltage to the first voltage and the liquid lens.
  • the applying of the m driving voltages from the first to nth driving voltages to the second voltage may include the n subcycles, and the second subcycle may include the n subcycles. At least one of the first to nth driving voltages may be changed.
  • a liquid lens according to an embodiment of the present invention includes a conductive liquid and a non-conductive liquid which are accommodated in a cavity and form an interface; And first to nth (n is an integer of 2 or more) driving electrodes for controlling the interface, wherein the first to nth driving voltages applied to each of the first to nth driving electrodes are the n subcycles. At least one of the first to nth driving voltages is a first voltage, and m (m is an integer of 1 or more and n-1 or less) in each of the n subcycles.
  • the driving voltages are respectively applied as the second voltages, and the m driving voltages applied to the second voltages may be rotated.
  • the second voltage may be a voltage obtained by adding the unit voltage of the voltage driver that provides the driving voltage to the first voltage and the liquid lens.
  • the driving voltage of any one of the first to nth driving voltages may be applied to the second voltage in the m sub-cycles.
  • At least one driving voltage of the first to nth driving voltages may be changed in an adjacent sub cycle among the n sub cycles.
  • the sum of the first to nth driving voltages applied in each of the n sub cycles may be kept constant.
  • An optical apparatus the camera module of claim 1; A display unit for outputting an image; A battery for supplying power to the camera module; And a housing for mounting the camera module, the display unit, and the battery.
  • Liquid lens according to an embodiment of the present invention, is accommodated in the cavity (cavity), the conductive liquid and non-conductive liquid forming an interface; And n individual electrodes (n is an integer of 2 or more) and a common electrode for controlling the interface, wherein a first driving voltage applied between any one of the common electrode and the n individual electrodes is set to a first electrode. It is controlled in units of a unit cycle including one sub cycle and a second sub cycle, wherein the level of the first driving voltage in the first sub cycle is a first voltage, and the level of the first driving voltage in the second sub cycle. May be a second voltage.
  • the sum of the number of the first sub cycles and the number of the second sub cycles may be X (X is an integer of 2 or more).
  • the sum of driving voltages between each of the n individual electrodes and the common electrode may be kept constant in each of the sub cycles.
  • the average driving voltage in the unit cycle may satisfy the following equation.
  • the predetermined unit driving voltage second voltage-first voltage
  • At least one of the n individual electrodes may have a change in level of a driving voltage.
  • the second voltage may be a voltage obtained by adding the first voltage and a predetermined unit voltage.
  • the first driving voltage may have two voltage levels.
  • the second voltage may be higher than the first voltage.
  • the camera module according to the embodiment of the present invention is accommodated in a cavity, and forms a conductive liquid and a non-conductive liquid which form an interface, and is common with n individual electrodes (n is an integer of 2 or more) for controlling the interface.
  • a liquid lens comprising an electrode;
  • the first driving voltage is controlled in a unit cycle unit including a second sub cycle, and the level of the first driving voltage is a first voltage in the first subcycle, and the level of the first driving voltage is a second voltage in the second subcycle.
  • An optical apparatus the camera module; A display unit for outputting an image; A battery for supplying power to the camera module; And a housing for mounting the camera module, the display unit, and the battery.
  • auto focusing resolution may be increased by using a unit voltage in a constant output voltage range of a voltage driver.
  • FIG. 1 illustrates an example of a camera module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 illustrates an example of a lens assembly included in a camera module.
  • FIG. 3 is a block diagram schematically illustrating the camera module illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 4 illustrates a liquid lens whose interface is adjusted in response to a driving voltage.
  • FIG. 5 is a view for explaining an embodiment of the voltage supplied to both ends of the liquid lens.
  • FIG. 6 is a view for explaining a voltage application method of a liquid lens according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view for explaining a method of applying a voltage of a liquid lens according to an exemplary embodiment of the present invention shown in FIG. 6 from the side of one driving electrode.
  • FIG. 8 is a view for explaining the effect of the driving voltage applying method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a view for explaining a voltage application method of a liquid lens according to another embodiment of the present invention from the side of one driving electrode.
  • FIG. 10 is a view for explaining the effect of the driving voltage applying method according to another embodiment of the present invention.
  • the liquid lens according to the first embodiment of the present invention includes a conductive liquid and a non-conductive liquid which are accommodated in a cavity and form an interface; And n individual electrodes (n is an integer of 2 or more) and a common electrode for controlling the interface, wherein a first driving voltage applied between any one of the common electrode and the n individual electrodes is set to a first electrode. It is controlled in units of a unit cycle including one sub cycle and a second sub cycle, wherein the level of the first driving voltage in the first sub cycle is a first voltage, and the level of the first driving voltage in the second sub cycle. May be a second voltage.
  • FIG. 1 illustrates an example of a camera module according to an embodiment of the present invention.
  • the camera module 10 may include a lens assembly 22 including a liquid lens and a plurality of lenses, a control circuit 24, and an image sensor 26.
  • the liquid lens may include a conductive liquid and a nonconductive liquid, a first plate, and an electrode portion.
  • the first plate may include a cavity containing a conductive liquid and a nonconductive liquid.
  • the electrode unit may be electrically connected to an external power source to change an interface between the conductive liquid and the non-conductive liquid by applying a voltage.
  • the liquid lens may further include an insulating layer disposed on the electrode unit to block contact between the electrode and the non-conductive liquid.
  • the camera module to which the liquid lens is applied may include a controller for controlling a voltage applied to the electrode unit.
  • the electrode unit may include a first electrode and a second electrode, and the first electrode and the second electrode may include at least one electrode sector.
  • the first electrode and the second electrode may electromagnetically interact to change the interface between the conductive liquid and the nonconductive liquid.
  • the lens assembly 22 may include a plurality of lenses.
  • the lens assembly 22 may be configured of a plurality of lenses including a liquid lens, and the liquid lens may have a focal length adjusted in response to a driving voltage applied to the first electrode and the second electrode.
  • the camera module 22 may further include a control circuit 24 for supplying a driving voltage to the liquid lens.
  • the first electrode may be an individual electrode, the second electrode may be a conductive metal plate, and may be a common electrode.
  • the first electrode may be n (n is an integer of 2 or more) individual electrodes.
  • the camera module 10 may include a lens assembly 22 including a plurality of circuits 24 and 26 and a plurality of lenses disposed on one printed circuit board (PCB), but this is merely an example. It does not limit the scope of the invention.
  • the configuration of the control circuit 24 can be designed differently depending on the specifications required for the optical equipment. In particular, in order to reduce the magnitude of the operating voltage applied to the lens assembly 22, the control circuit 24 may be implemented as a single chip. Through this, the size of the optical device mounted on the portable device can be further reduced.
  • FIG 2 illustrates an example of the lens assembly 22 included in the camera module 10.
  • the camera module 10 may be included in an optical device.
  • the optical device may include a housing for mounting at least one of a camera module, a display unit, a communication module, a memory storage unit, and a battery.
  • the lens assembly 22 may include a first lens unit 100, a second lens unit 150, a liquid lens 300, a holder 400, and a connection unit 500.
  • connection part 500 may be one or two or more.
  • a part of the connection part may be disposed above or below the liquid lens 300 to be connected to the liquid lens 300, and in case of having two connection parts to be connected to the upper part of the liquid lens 300. It may include a first connecting portion and a second connecting portion connected to the lower portion of the liquid lens.
  • One end of the connection portion may be electrically connected to a substrate disposed under the lens assembly 22 and on which the image sensor 26 on which the image sensor is mounted is disposed.
  • the structure of the lens assembly 22 shown is only one example, and the structure of the lens assembly 22 may vary depending on the specifications required for the optical device.
  • the liquid lens 300 is positioned between the first lens unit 100 and the second lens unit 150, but in another example, the first lens unit or the second lens unit may be omitted. .
  • the liquid lens 300 may be located above (front) the first lens unit 100, and the liquid lens 300 may be located below the second lens unit.
  • the liquid lens 300 includes a cavity defined by the opening region.
  • the liquid lens 300 may be disposed such that the inclination direction of the cavity 310 is reversed. This may mean that, unlike FIG. 2, the opening area in the direction in which light of the cavity 310 is incident is smaller than the opening area in the opposite direction.
  • the liquid lens 300 When the liquid lens 300 is disposed such that the inclination direction of the cavity 310 is reversed, all or part of the arrangement of the liquid lens such as the electrode and the liquid may be changed together according to the inclination direction of the liquid lens, and the inclination direction of the cavity is changed. It may change and the rest of the layout may not change.
  • the first lens unit 100 is disposed in front of the lens assembly 22, and light is incident from the outside of the lens assembly 22.
  • the first lens unit 100 may be composed of at least one lens, or two or more lenses may be aligned with respect to the central axis PL to form an optical system.
  • the first lens unit 100 and the second lens unit 150 may be mounted on the holder 400.
  • a through hole may be formed in the holder 400, and the first lens unit 100 and the second lens unit 150 may be disposed in the through hole.
  • the liquid lens 300 may be inserted into a space between the first lens unit 100 and the second lens unit 150 disposed in the holder 400.
  • the first lens unit 100 may include an exposure lens 110.
  • the exposure lens 110 refers to a lens that protrudes outside the holder 400 to be exposed to the outside.
  • the surface of the lens may be damaged due to exposure to the outside. If the lens surface is damaged, the image quality of the image captured by the camera module may be degraded.
  • a cover glass may be disposed, a coating layer may be formed, or the exposure lens 100 may be made of a wear-resistant material for preventing surface damage.
  • the second lens unit 150 is disposed behind the first lens unit 100 and the liquid lens 300, and light incident from the outside into the first lens unit 100 passes through the liquid lens unit 300. The light may enter the second lens unit 150.
  • the second lens unit 150 may be disposed in a through hole formed in the holder 400 spaced apart from the first lens unit 100.
  • the second lens unit 150 may include at least one lens, and when two or more lenses are included, the second lens unit 150 may form an optical system by aligning with respect to the central axis PL.
  • the liquid lens 300 may be disposed between the first lens unit 100 and the second lens unit 150, and may be inserted into the insertion hole 410 of the holder 400.
  • the liquid lens 300 may also be aligned with respect to the central axis PL like the first lens unit 100 and the second lens unit 150.
  • One or at least two insertion holes 410 of the holder 400 may be formed on the side of the holder 400.
  • the liquid lens may be disposed in the insertion hole 410.
  • the liquid lens may protrude outward from the insertion hole 410.
  • the cavity 310 may be included in the liquid lens 300.
  • the cavity 310 is a portion through which the light passing through the first lens unit 100 transmits, and may include a liquid at least in part.
  • the cavity 310 may include two types, that is, a conductive liquid and a nonconductive liquid (or an insulating liquid), and the conductive liquid and the nonconductive liquid may form an interface without mixing with each other.
  • the interface between the conductive liquid and the non-conductive liquid may be deformed by the driving voltage applied through the connection part 500 to change the curvature and / or focal length of the liquid lens 300.
  • the liquid lens 300, the lens assembly 22 and the optical apparatus including the liquid lens 300 have an auto-focusing function, image stabilization, or image stabilization. , OIS) functions, and so on.
  • FIG. 3 is a block diagram schematically illustrating the camera module illustrated in FIG. 1.
  • control circuit 210 and the lens assembly 250 included in the camera module 200 are illustrated, and each of the control circuit 210 and the lens assembly 250 is the control circuit 24 of FIG. 1. And the lens assembly 22.
  • the control circuit 210 may include a controller 220.
  • the controller 220 is configured to perform the AF function and the OIS function, and includes a liquid lens included in the lens assembly 250 using a user's request or a detection result (eg, a motion signal of the gyro sensor 225). 260 can be controlled.
  • the controller 220 may include a controller 230 and a voltage driver 235.
  • the gyro sensor 225 may be an independent configuration that is not included in the control unit 220, and the control unit 220 may further include a gyro sensor 225.
  • the gyro sensor 225 may detect an angular velocity of movement in two directions of the yaw axis and the pitch axis to compensate for the shaking of the optical device 200 in the up, down, left and right directions.
  • the gyro sensor 225 may generate a motion signal corresponding to the sensed angular velocity and provide it to the controller 230.
  • the controller 230 removes a high frequency noise component from a motion signal using a low pass filter (LPF) to implement an OIS function, extracts only a desired band, and uses a motion signal from which the noise is removed
  • LPF low pass filter
  • the driving voltage may be calculated and the driving voltage corresponding to the shape that the liquid lens 280 of the liquid lens 260 should have in order to compensate for the calculated camera shake amount.
  • the controller 230 may receive information for the AF function (ie, distance information with respect to an object) from an optical device or an inside (eg, an image sensor) or an outside (eg, a distance sensor) of the camera module 200,
  • the distance information may calculate a driving voltage corresponding to a shape that the liquid lens 280 should have according to the focal length for focusing on the object.
  • the controller 230 may store a driving voltage table in which a driving voltage and a driving voltage code for generating the driving voltage are generated by the voltage driver 235, and driving the driving voltage code corresponding to the calculated driving voltage. Can be obtained by referring to the table.
  • the voltage driver 235 may generate an analog driving voltage corresponding to the driving voltage code based on the digital driving voltage code provided from the controller 230 and provide the driving voltage to the lens assembly 250.
  • the voltage driver 235 receives a supply voltage (eg, a voltage supplied from a separate power supply circuit) to increase a voltage level, a voltage stabilizer for stabilizing an output of the voltage booster, and each of the liquid lens 280. It may include a switching unit for selectively supplying the output of the voltage booster to the terminal.
  • a supply voltage eg, a voltage supplied from a separate power supply circuit
  • the switching unit may include a configuration of a circuit called an H bridge.
  • the high voltage output from the voltage booster is applied to the power supply voltage of the switching unit.
  • the switching unit may selectively supply the applied power voltage and the ground voltage to both ends of the liquid lens 280.
  • the liquid lens 280 may include a first electrode including four electrode sectors and a second electrode including one electrode sector for driving, and both ends of the liquid lens 280 may be connected to the first electrode. It may mean a second electrode.
  • both ends of the liquid lens 280 may refer to any one of the four electrode sectors of the first electrode and one electrode sector of the second electrode.
  • a voltage having a predetermined width may be applied to each electrode sector of the liquid lens 280, and a driving voltage applied to the liquid lens 280 may be different from a voltage applied to each of the first electrode and the second electrode.
  • the voltage applied to the first electrode may be defined as an individual voltage
  • the voltage applied to each electrode sector of the second electrode may be defined as an individual voltage.
  • the voltage booster controls the increasing voltage level
  • the switching unit controls the phases of the pulse voltages applied to the common electrode and the individual electrodes to generate an analog driving voltage corresponding to the driving voltage code.
  • controller 220 may control the voltage applied to each of the first electrode and the second electrode.
  • the control circuit 210 may further include a connector (not shown) that performs a function of a communication or interface of the control circuit 210.
  • a connector (not shown) that performs a function of a communication or interface of the control circuit 210.
  • I2C Inter-Integrated Circuit
  • MIPI Mobile Industry Processor Interface
  • the connector performs communication protocol conversion. Can be done.
  • the connector may receive power from an external device (eg, a battery) to supply power required for the operation of the controller 220 and the lens assembly 250.
  • an external device e.g, a battery
  • the lens assembly 250 may include a liquid lens module 260, and the liquid lens module 260 may include a driving voltage provider 270 and a liquid lens 280.
  • the driving voltage provider 270 receives a driving voltage (ie, an analog voltage applied between any one of four individual electrodes and one common electrode) from the voltage driver 235, and thus the liquid lens 280. Can provide a driving voltage.
  • the driving voltage providing unit 270 may include a voltage adjusting circuit or a noise removing circuit for compensating for the loss due to the terminal connection between the control circuit 210 and the lens assembly 250, or bypass the output voltage. You can bypass it.
  • the driving voltage providing unit 260 may be disposed on a flexible printed circuit board (FPCB) or a first substrate constituting at least a part of the connection unit 500 of FIG. 2, but the scope of the present invention is not limited thereto.
  • the connection part 500 may include a driving voltage provider 260.
  • the liquid lens 280 may perform an AF function or an OIS function by modifying an interface between the conductive liquid and the nonconductive liquid according to the driving voltage.
  • FIG. 4 illustrates a liquid lens whose interface is adjusted in response to a driving voltage. Specifically, (a) illustrates the liquid lens 28 included in the lens assembly 250 (see FIG. 3), and (b) describes the equivalent circuit of the liquid lens 28. As shown in FIG. Here, the liquid lens 28 means the liquid lens 280 of FIG. 3.
  • the liquid lens 28 whose interface is adjusted in response to the driving voltage is disposed in four different directions with the same angular distance to constitute a plurality of electrode sectors L1 and L2 constituting the first electrode.
  • the driving voltages may be applied through the electrode sectors C0 of the second and second electrodes L3 and L4.
  • the conductive liquid and the non-conductive liquid disposed in the cavity 310 are applied.
  • the interface of the liquid may be deformed.
  • the degree and shape of the deformation of the interface between the conductive liquid and the non-conductive liquid may be controlled by the controller 230 to implement the AF function or the OIS function.
  • one side of the lens 28 receives a voltage from different electrode sectors L1, L2, L3, and L4 of the first electrode, and the other side of the lens 28 receives the electrode sector C0 of the second electrode.
  • FIG. 5 is a view for explaining an embodiment of the voltage supplied to both ends of the liquid lens.
  • a pulse voltage having a predetermined width may be applied to each of the electrode sectors C0 and L1 to L4 of the liquid lens 280, and each of the electrode sectors L1 to L4 of the first electrode. And the voltage difference between the electrode sector C0 of the second electrode becomes the driving voltage.
  • the voltage driver 235 may control a driving voltage corresponding to each individual electrode by controlling phases of a pulse voltage applied to the common electrode sector and the individual electrode sector.
  • the voltage driver 235 may shift a phase of a pulse voltage according to an operation clock provided from an external source, and includes a first pulse voltage A applied to an individual electrode sector L1.
  • the second pulse voltage B is shown.
  • the second pulse voltage B is a voltage obtained by delaying the first pulse voltage A by a minimum phase.
  • the root mean square (RMS) value of the driving voltage directly contributes to the control of the interface of the liquid lens 280.
  • the minimum phase is determined by the frequency of the operating clock provided by the voltage driver 235.
  • the minimum phase may determine the resolution of the output voltage of the voltage driver 235, and the smaller the minimum phase, the higher the resolution of the output voltage of the voltage driver 235.
  • the voltage driver 235 must be provided with an operating clock of twice the frequency, and thus a high performance clock generator is required. Since this causes a significant loss in terms of cost, power consumption, etc. from an overall system perspective, a method of increasing the resolution of the output voltage of the voltage driver 235 without a high performance clock generator is required.
  • FIG. 6 is a view for explaining a voltage application method of a liquid lens according to an embodiment of the present invention.
  • the method for applying the driving voltage in FIG. 6 or less will be described with reference to providing an auto focusing function.
  • the scope of the present invention is not limited thereto, and the same technical idea is used when providing an OIS function. Can be.
  • the voltage level and timing of the voltage applied to the liquid lens described below with reference to FIG. 6 may be controlled by a driving voltage code generated by the controller 230.
  • an electrode sector located on the upper left side of the first electrode of one liquid lens is defined as a first electrode sector, and the center (or optical axis or Based on the circumference), the electrode sectors sequentially positioned clockwise from the first electrode sector will be defined as a second electrode sector, a third electrode sector, and a fourth electrode sector, respectively.
  • each of the first to fourth driving electrodes refers to a pair of corresponding individual electrode sectors among the first to fourth electrode sectors and a common electrode sector of the second electrode, and a driving voltage applied to the first to fourth driving electrodes. Are defined as first to fourth driving voltages, respectively.
  • the first to fourth driving voltages correspond to voltage differences between the first to fourth voltages applied to the first to fourth electrode sectors and the voltages applied to the second electrodes, respectively.
  • the first to fourth driving voltages may mean an average value or RMS value of the voltage difference in one cycle.
  • a unit cycle for modifying the interface of the liquid lens may be defined, and the first to fourth cycles CYCLE1 to 4 illustrated in FIG. 5 correspond to this.
  • the time corresponding to the unit cycle may be determined in consideration of the auto focusing response time, that is, the time required for the liquid lens to deform to the desired interface after the driving voltage is applied.
  • the auto focusing response time may vary depending on the specification of the liquid lens, but the auto focusing response time may have a reaction time around 50 ms, and thus the unit cycle may be determined in consideration of the auto focusing response time and the number of sub cycles. .
  • the controller 230 of FIG. 3 calculates the driving voltage and transfers the driving voltage code to the voltage driver 235.
  • the controller 230 may transfer the driving voltage code through the bidirectional serial data port SDA and the clock port SCL in an I2C manner. Can support 1Mhz.
  • the voltage driver 235 generates a driving voltage corresponding to the driving voltage code based on the driving voltage code received from the controller 230, and the driving voltage is applied to each capacitor 30 shown in FIG. 4.
  • First to fourth driving voltages representing both voltages may be included, and the first to fourth electrode sector voltages of the first electrode and the voltage of the second electrode may be substantially generated for the application of the driving voltage.
  • the first to fourth driving voltages have a maximum output voltage, a minimum output voltage, and a constant unit voltage according to the structure of the voltage driver 235, and the maximum output voltage and the minimum output voltage are output by the voltage driver 235 at maximum and minimum.
  • the possible voltage, and the unit voltage means a voltage capable of increasing or decreasing each of the first to fourth driving voltages to a minimum.
  • the unit voltage may be determined by a minimum phase determined by the frequency of the operation clock when the voltage driver 235 adjusts the output voltage by shifting the phase of the pulse voltage according to the operation clock.
  • each of the first to fourth driving voltages does not have to be increased or decreased by 1V, but may be increased or decreased by 10V, of course.
  • the first to fourth individual voltages may each have 30 voltages within a range of 41V to 70V.
  • the auto focusing resolution of 30 steps may be implemented.
  • the th driving voltage Vk is expressed by the following equation (1).
  • the k-th driving voltage means any driving voltage when the minimum output voltage is the first driving voltage and the maximum output voltage is the Nth driving voltage.
  • Vk Vi + dv * k
  • Vi is the minimum output voltage and dv is the unit voltage.
  • the unit voltage for the driving voltage is the unit voltage of the voltage driver 235.
  • the auto focusing resolution is dependent on the unit voltage of the voltage driver 235. Autofocusing resolution is the most important factor affecting the performance of autofocusing function because it is a criterion for determining the degree of fine control of autofocusing function.
  • V is an arbitrary voltage within the output voltage range, hereinafter, 'initial voltage. Is assumed to be
  • each cycle CYCLE1 to 4 may be divided into a total of four subcycles.
  • the time of each sub cycle may be the same or different from each other. In an embodiment in which the time of each sub cycle is the same, if each cycle CYCLE1 to 4 has a time of 50 ms, the time of each sub cycle may be 12.5 ms.
  • the voltage applied to each drive electrode in one sub cycle can be maintained. According to another embodiment, the voltage applied to each driving electrode in one sub cycle may vary.
  • the first and second cycles and the third and fourth cycles in the second cycle CYCLE2 may be defined as constituting one sub cycle. In this case, the time of each sub cycle may be 25 ms.
  • V + dv, V, V, V in the first sub cycle of the first cycle CYCLE1
  • V, V + dv, V, V in the second sub cycle
  • V, V, V + dv, V may be applied (V, V, V, V + dv) in the fourth sub cycle.
  • a, b, c and d of (a, b, c, d) mean first to fourth driving voltages, respectively.
  • the voltage V + dv hereinafter referred to as 'second voltage', in which any one of the first to fourth driving voltages is increased from the initial voltage to the unit voltage in the first sub cycle of the first cycle CYCLE1.
  • the remaining driving voltage as an initial voltage (V, hereinafter referred to as 'first voltage').
  • the position at which the second voltage is sequentially applied in the clockwise direction may be changed.
  • the driving electrode to which the second voltage is applied is indicated by the shade, and the clockwise direction is only an embodiment, and may be set to the counterclockwise direction, the zigzag direction, or the like.
  • the application of the driving voltage of any one of the first to fourth driving voltages as the first voltage or the second voltage in any one sub cycle means that the level of the driving voltage is either the first voltage or the second voltage. It may mean that the second voltage.
  • the first to fourth driving voltages in one unit cycle may have two voltage levels, but the scope of the present invention is not limited thereto.
  • the second voltage may be higher than the first voltage.
  • the positions where the second voltage is applied in each sub cycle should be set differently, because the interface of the liquid lens may be distorted when the second voltage is continuously applied to any one position.
  • the driving voltage applied to one driving electrode in one cycle corresponds to the average of the driving voltages applied in four sub cycles.
  • V + dv, V, V + dv, V in the first subcycle of the second cycle (CYCLE2)
  • V, V + dv, V, V + dv in the first subcycle of the second cycle
  • the third sub V + dv, V, V + dv, V
  • V, V + dv, V, V + dv may be applied in a cycle
  • V, V + dv, V, V + dv may be applied in a fourth sub cycle.
  • any two voltages of the first to fourth driving voltages may be applied as the second voltage, and the remaining driving voltages may be applied as the first voltage.
  • the driving voltage at the position where the first voltage was applied may be applied as the second voltage, and the driving voltage at the position where the second voltage was applied may be applied as the first voltage.
  • the driving voltage applying method of the first sub cycle and the second sub cycle may be repeated.
  • the second cycle CYCLE2 may change the voltage application position clockwise or counterclockwise.
  • the driving voltages corresponding to the opposing positions are set to be the same, and the positions at which the second voltage is applied in the adjacent sub cycles are set to be different from each other, in order to prevent the interface of the liquid lens from being distorted.
  • the first voltage may be applied to two adjacent electrode sectors among the four electrode sectors, and the second voltage may be applied to the remaining electrode sectors to control the voltage application in the clockwise or counterclockwise direction.
  • At least one of the plurality of individual electrodes may change the level of the driving voltage.
  • (V + dv, V + dv, V + dv, V) becomes (V, V + dv, V + dv, V + dv) in the second sub cycle.
  • (V + dv, V, V + dv, V + dv) may be applied in the third sub cycle, and (V + dv, V + dv, V, V + dv) in the fourth sub cycle.
  • any one of the first to fourth driving voltages may be applied as the second voltage, and the remaining driving voltages may be applied as the first voltage.
  • the position at which the first voltage is sequentially applied in the clockwise direction may be changed.
  • the clockwise direction is only one embodiment, and may be set to the counterclockwise direction, the zigzag direction, or the like.
  • the positions to which the first voltage is applied in each sub cycle should be set differently, because the interface of the liquid lens may be distorted when the first voltage is continuously applied to any one position.
  • V + dv, V + dv, V + dv, V + dv, V + dv) in the first sub cycle of the fourth cycle (CYCLE4) (V + dv, V + dv, V + dv, V + dv) in the third subcycle (V + dv, V + dv, V + dv, V + dv) in the fourth subcycle (V + dv, V + dv, V + dv, V + dv) can be applied.
  • all of the first to fourth driving voltages may be applied as the second voltage in the first to fourth sub cycles of the fourth cycle CYCLE3.
  • the sum of the first to fourth driving voltages applied in each sub cycle may be kept constant, which is the sum of the first to fourth driving voltages in one cycle. This is because a certain focal length can only be maintained in that cycle.
  • the k-th individual voltage V'k is represented by Equation 2 below.
  • V'k Vi + dv / 4 * k
  • Vi is the minimum output voltage and dv is the unit voltage.
  • the first to fourth driving voltages are not applied to the same driving voltage within a constant output voltage range, and after the cycle in which all of the first to fourth driving voltages are set to the first voltage, among the first to fourth driving voltages.
  • a cycle of setting only one voltage as the second voltage and rotating the driving voltage set as the second voltage, setting only two of the first to fourth driving voltages as the second voltage and rotating the driving voltage set as the second voltage By further inserting a cycle to set only three voltages among the first to fourth driving voltages as the second voltage and rotating the driving voltage set to the second voltage, the unit voltage for determining the auto focusing resolution is dv / 4. Can be changed to
  • the reduction in unit voltage by 1/4 means that the auto focusing resolution is increased by four times, and the performance of the auto focusing function can be significantly improved.
  • the first to fourth driving voltages may have 120 voltages in the range of 41V to 70V, respectively. .
  • only some of the cycles shown in FIG. 5 may be used, and for example, when only the voltage application method according to the second cycle CYCLE2 of the first to third cycles CYCLE1 to 3 is used.
  • the resolution of the auto focusing function can be doubled.
  • a sub cycle in which the level of the first driving voltage becomes the first voltage may be defined differently as the first sub cycle, and a sub cycle in which the level of the second driving voltage becomes the second voltage is differently defined as the second sub cycle.
  • FIG. 7 is a view for explaining a method of applying a voltage of a liquid lens according to an exemplary embodiment of the present invention shown in FIG. 6 from the side of one driving electrode.
  • a driving voltage applied to the driving electrode corresponding to the first electrode sector L1 in each cycle CYCLE0 to CYCLE4 is illustrated.
  • the driving voltage shown in white means a section in which the first voltage V is applied, and the driving voltage shown in gray shade means that the voltage applied to the first electrode sector L1 is shifted by a minimum phase, so that the first voltage V It means a section in which the second voltage V + dv whose unit voltage is increased from V) is applied.
  • Each cycle CYCLE0 to CYCLE4 may be divided into four subcycles SUB1 to SUB4.
  • the first voltage V may be applied to the first driving electrode in the entire sub cycles SUB1 to SUB4. Therefore, the first driving voltage applied to the first driving electrode in the initial cycle CYCLE0 corresponds to V.
  • a second voltage V + vd is applied to one driving cycle SUB1 of the entire subcycles SUB1 to SUB4, and the remaining driving cycles SUB2 to SUB4 are applied to the first driving electrode.
  • the first voltage V may be applied. Therefore, the first driving voltage applied to the first driving electrode in the first cycle CYCLE1 corresponds to V + dv / 4.
  • a second voltage V + vd is applied to the first driving electrode in two subcycles SUB1 and SUB2 among the entire subcycles SUB1 to SUB4, and the remaining subcycles SUB3 and SUB3 are applied to the first driving electrode.
  • V the first voltage
  • the first driving voltage applied to the first driving electrode in the second cycle CYCLE1 corresponds to V + dv / 2.
  • the second driving voltage V + vd is applied to the first driving electrode in three subcycles SUB1 to SUB3 of the entire subcycles SUB1 to SUB4, and in the remaining subcycle SUB4.
  • the first voltage V may be applied. Therefore, the first driving voltage applied to the first driving electrode in the third cycle CYCLE3 corresponds to V + 3dv / 4.
  • the second voltage V + dv may be applied to the first driving electrode in the entire sub cycles SUB1 to SUB4. Therefore, the first driving voltage applied to the first driving electrode in the fourth cycle CYCLE4 corresponds to V + dv.
  • the number of sub cycles in which the first voltage and the second voltage are applied to any one driving electrode should be the same in all the driving electrodes. However, whether or not the first voltage and the second voltage are applied in any of a plurality of sub cycles for a driving electrode may be determined by various methods.
  • the position of the driving electrode to which the first voltage or the second voltage is applied in an adjacent sub cycle may move clockwise, counterclockwise or zigzag.
  • FIG. 8 is a view for explaining the effect of the driving voltage applying method according to an embodiment of the present invention.
  • the average voltage applied to the first to fourth driving electrodes in the initial cycle CYCLE0 is V
  • the average voltage applied to the first to fourth driving electrodes in the first cycle CYCLE1 is V + dv / 4
  • the average voltage applied to the first to fourth drive electrodes in two cycles CYCLE2 is V + dv / 2
  • the average voltage applied to the first to fourth drive electrodes in the third cycle CYCLE3 is V + 3dv /. 4
  • the average voltage applied to the first to fourth driving electrodes in the fourth cycle CYCLE4 is V + dv.
  • the unit voltage when the driving voltage is sequentially increased in each cycle, the unit voltage may be increased by dv / 4, which corresponds to a value reduced by 1/4 of the unit voltage dv of the voltage driver 235.
  • the unit voltage with respect to the driving voltage for determining the auto focusing resolution becomes the same as the unit voltage of the voltage driver 235, and as shown in FIG.
  • the driving voltage of V + dv can be applied immediately, and only one step can be provided. have.
  • the unit voltage with respect to the driving voltage for determining the auto focusing resolution is 1/4 of the unit voltage of the voltage driver 235.
  • the driving voltage when the driving voltage is sequentially increased from the initial cycle CYCLE0 applying the driving voltage of V to the first cycle CYCLE1, the driving voltage of V + dv / 4 may be immediately applied. It may have four steps to apply the driving voltage of dv. That is, the method according to an embodiment of the present invention may have four times the auto focusing resolution.
  • the liquid lens has four individual electrodes.
  • the scope of the present invention is not limited thereto and may be applied to the case where the liquid lens has eight or sixteen individual electrodes.
  • the liquid lens has eight individual electrodes
  • one cycle may be divided into eight sub cycles, and the driving voltage may be applied in such a manner as to sequentially increase the number of individual electrodes applying the second voltage.
  • the unit voltage with respect to the driving voltage may be 1/8 of the unit voltage of the voltage driver 235, and thus the auto focusing resolution may be increased by 8 times.
  • Auto focusing resolution may be increased by adding p-1 cycles of applying q (q is an integer of 1 or more and p-1 or less) driving voltages of the 1 to p th driving voltages to the second voltage.
  • a second voltage may be applied to one driving electrode in q sub cycles in a cycle in which q driving voltages among the first to p driving voltages are applied as the second voltage.
  • the autofocusing resolution may be increased by reducing the unit voltage with respect to the driving voltage in a constant output voltage range of the voltage driver.
  • FIG. 9 is a view for explaining a voltage application method of a liquid lens according to another embodiment of the present invention from the side of one driving electrode.
  • a driving voltage applied to the driving electrode corresponding to the first electrode sector L1 in each cycle CYCLE0 to CYCLE6 is illustrated.
  • the driving voltage shown in white means a section in which the first voltage V is applied, and the driving voltage shown in gray shade means that the voltage applied to the first electrode sector L1 is shifted by a minimum phase, so that the first voltage V It means a section in which the second voltage V + dv whose unit voltage is increased from V) is applied.
  • Each cycle CYCLE0 to CYCLE6 may be divided into six subcycles SUB1 to SUB6.
  • the first voltage V may be applied to the first driving electrode in all the sub cycles SUB1 to SUB6. Therefore, the first driving voltage applied to the first driving electrode in the initial cycle CYCLE0 corresponds to V.
  • the second voltage V + vd is applied to the first driving electrode in one subcycle SUB1 of all the subcycles SUB1 to SUB6, and in the remaining subcycles SUB2 to SUB6.
  • the first voltage V may be applied. Therefore, the first driving voltage applied to the first driving electrode in the first cycle CYCLE1 corresponds to V + dv / 6.
  • the second driving voltage V + vd is applied to the first driving electrode in two subcycles SUB1 and SUB2 among the entire subcycles SUB1 to SUB6, and the remaining subcycles SUB3 to SUB6 are applied to the first driving electrode.
  • the second voltage V + vd is applied to the first driving electrode in three subcycles SUB1 to SUB3 among the entire subcycles SUB1 to SUB6, and the remaining subcycles SUB4 to SUB6 are applied to the first driving electrode.
  • the second voltage V + vd is applied to the first driving electrode in four subcycles SUB1 to SUB4 among all the subcycles SUB1 to SUB6, and the remaining subcycles SUB5 and SUB6 are applied to the first driving electrode.
  • the second driving voltage V + vd is applied to the first driving electrode in five subcycles SUB1 to SUB5 among the entire subcycles SUB1 to SUB6, and the remaining driving cycles SUB6 are applied to the first driving electrode.
  • the first voltage V may be applied. Therefore, the first driving voltage applied to the first driving electrode in the fifth cycle CYCLE5 corresponds to V + 5dv / 6.
  • the second voltage V + dv may be applied to the first driving electrode in the entire subcycles SUB1 to SUB6. Therefore, the first driving voltage applied to the first driving electrode in the sixth cycle CYCLE6 corresponds to V + dv.
  • the number of sub cycles in which the first voltage and the second voltage are applied to one driving electrode should be the same in all the driving electrodes. However, whether or not the first voltage and the second voltage are applied in any of a plurality of sub cycles for a driving electrode may be determined by various methods.
  • the position of the driving electrode to which the first voltage or the second voltage is applied in an adjacent sub cycle may move clockwise, counterclockwise or zigzag.
  • the first voltage or the second voltage may be equally applied to the four driving electrodes, and the position of these sub cycles may be arbitrarily determined to minimize the deformation of the interface.
  • FIG. 10 is a view for explaining the effect of the driving voltage applying method according to another embodiment of the present invention.
  • the average voltage applied to the first to fourth driving electrodes in the initial cycle CYCLE0 is V
  • the average voltage applied to the first to fourth driving electrodes in the first cycle CYCLE1 is V + dv / 6
  • the average voltage applied to the first to fourth driving electrodes in two cycles CYCLE2 is V + dv / 3
  • the average voltage applied to the first to fourth driving electrodes in the third cycle CYCLE3 is V + dv /.
  • the average voltage applied to the first to fourth driving electrodes in the fourth cycle CYCLE4 is V + 2dv / 3
  • the average voltage applied to the first to fourth driving electrodes in the fifth cycle CYCLE3 is V + 5dv / 6
  • the average voltage applied to the first to fourth driving electrodes in the sixth cycle CYCLE6 is V + dv.
  • the unit voltage when the driving voltage is sequentially increased in each cycle, the unit voltage may be increased by dv / 6, which corresponds to a value reduced by 1/6 compared with the unit voltage dv of the voltage driver 235.
  • the unit voltage with respect to the driving voltage for determining the auto focusing resolution is the same as the unit voltage of the voltage driver 235, and as shown in FIG.
  • the driving voltage of V + dv can be applied immediately, and only one step can be provided. have.
  • the unit voltage with respect to the driving voltage for determining the auto focusing resolution is 1/6 of the unit voltage of the voltage driver 235, and V is shown in FIG. 10.
  • the driving voltage of V + dv / 6 may be directly applied, and the driving of V + dv is performed.
  • the unit voltage for the driving voltage is the voltage driver 235.
  • the driving voltage in the unit cycle may be V + Y * dv / X. That is, in one unit cycle, when the number of the second sub cycles of the X sub cycles is Y, the average driving voltage in the unit cycle may satisfy the following equation (3).
  • Average drive voltage in unit cycle first voltage + (preset unit drive voltage * Y) / X
  • the preset unit driving voltage may be a value obtained by subtracting the first voltage from the second voltage, and may mean a unit control voltage that can be controlled to the minimum of the voltage driver, but the scope of the present invention is not limited thereto.
  • Equation 3 may be expressed differently by Equation 4.
  • Average drive voltage in unit cycle (first voltage * (x-y) + second voltage * y) / x
  • the autofocusing resolution may be increased by reducing the unit voltage with respect to the driving voltage in a constant output voltage range of the voltage driver.
  • the above-described liquid lens may be included in the camera module.
  • the camera module includes a lens assembly including a liquid lens mounted in a housing and at least one solid lens that may be disposed in front or rear of the liquid lens, an image sensor for converting an optical signal transmitted through the lens assembly into an electrical signal, and It may include a control circuit for supplying a driving voltage to the liquid lens.
  • a camera module includes: a first plate having a cavity containing a conductive liquid and a nonconductive liquid; An electrode part disposed on the first plate and electrically connected to an external power source to change an interface between the conductive liquid and the non-conductive liquid; An insulation part disposed in the electrode part and blocking contact of the non-conductive liquid; And a control unit for controlling a voltage applied to the electrode unit, wherein the electrode unit includes a first electrode and a second electrode which change an interface between the conductive liquid and the non-conductive liquid by electromagnetic interaction.
  • the first electrode includes a plurality of electrode sectors sequentially arranged in a clockwise direction with respect to the optical axis
  • the control unit includes a plurality of electrode sectors corresponding to the plurality of electrode sectors and a voltage applied to a driving electrode which is a common electrode pair. Can be rotated clockwise or counterclockwise.
  • the controller may apply a first voltage to at least one driving electrode of the plurality of driving electrodes and apply a second voltage having a different magnitude from the first voltage to the remaining driving electrodes.
  • a camera module includes a conductive liquid and a non-conductive liquid which are accommodated in a cavity to form an interface; And first to nth (n is an integer of 2 or more) driving electrodes for controlling the interface, wherein the first to nth driving voltages applied to each of the first to nth driving electrodes are the n subcycles. At least one of the first to nth driving voltages is a first voltage, and m (m is an integer of 1 or more and n-1 or less) in each of the n subcycles.
  • the driving voltages are respectively applied as the second voltages, and the m driving voltages applied to the second voltages may be rotated.
  • the second voltage may be a sum of the first voltage and a unit voltage of a voltage driver that provides a driving voltage to the liquid lens.
  • Any one of the first to nth driving voltages may be applied to the second voltage in the m sub cycles.
  • At least one driving voltage of the first to nth driving voltages may be changed in an adjacent sub cycle among the n sub cycles.
  • the sum of the first to nth driving voltages applied in each of the n sub cycles may be kept constant.
  • a method of applying a driving voltage to a liquid lens includes: applying a first voltage to each of the first to nth (n is integers of 2 or more) driving electrodes; Applying a second voltage to m (m is an integer of 1 or more and n-1 or less) of the first to nth driving electrodes, and applying a first voltage to the remaining n-m driving electrodes; And applying the second voltage to each of the first to nth driving electrodes, applying the second voltage to m driving electrodes of the first to nth driving electrodes, and applying the remaining nm driving electrodes.
  • the applying of the first voltage may include rotating the m driving voltages applied to the second voltage.
  • the second voltage may be a sum of the first voltage and a unit voltage of a voltage driver that provides a driving voltage to the liquid lens.
  • Applying m driving voltages of the first to nth driving voltages to the second voltage includes the n subcycles, and the first to nth drivings are performed in adjacent subcycles of the n subcycles. At least one driving voltage of the voltages may be changed.
  • an optical device including an camera module including the liquid lens described above may be implemented.
  • the optical device may include a device capable of processing or analyzing an optical signal.
  • optical instruments may include camera / video devices, telescope devices, microscope devices, interferometer devices, photometer devices, polarimeter devices, spectrometer devices, reflectometer devices, autocollimator devices, lens meter devices, and the like, and may include liquid lenses.
  • Embodiments of the present invention can be applied to optical devices that can be used.
  • the optical device may be implemented as a portable device such as a smartphone, a notebook computer, a tablet computer.
  • the optical device may include a camera module, a display unit for outputting an image, and a main body housing in which the camera module and the display unit are mounted.
  • the optical device may further include a memory unit in which a communication module capable of communicating with other devices may be mounted in the body housing and store data.
  • the present invention relates to a lens, and may be applied to a camera module including a liquid lens and an optical device including the same.

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 액체 렌즈는, 캐비티(cavity)에 수용되어, 계면을 이루는 전도성 액체와 비전도성 액체; 및 상기 계면을 제어하기 위한, n개의 개별 전극(n은 2 이상의 정수)과 공통 전극을 포함하며, 상기 공통전극과 상기 n개의 개별전극 중 어느 하나의 전극 사이에 인가되는 제1 구동 전압은 제1 서브 사이클과 제2 서브 사이클을 포함하는 단위 사이클 단위로 제어되고, 상기 제1서브사이클에서 상기 제1구동전압의 레벨은 제1전압이고, 상기 제2서브사이클에서 상기 제1구동전압의 레벨은 제2전압일 수 있다.

Description

액체 렌즈의 구동 전압 인가 방법, 액체 렌즈, 카메라 모듈 및 광학 기기
본 발명은 액체 렌즈의 구동 전압 인가 방법, 액체 렌즈, 카메라 모듈 및 광학 기기에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 전기 에너지를 이용하여 초점 거리를 조정할 수 있는 액체 렌즈의 구동 전압 인가 방법, 액체 렌즈, 카메라 모듈 및 광학 기기에 관한 것이다.
휴대용 장치의 사용자는 고해상도를 가지며 크기가 작고 다양한 촬영 기능(광학 줌 기능(zoom-in/zoom-out), 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 전력 소모를 증가시키지 않으면서도 오토 포커싱에 대한 해상도를 높일 수 있는 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 전극부, 상기 전극부에 배치되고, 상기 비전도성 액체의 접촉을 차단하는 절연부 및 상기 전극부에 인가되는 전압을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 전극부는, 전자기적 상호작용하여 상기 전도성 액체와 상기 비전도성 액체의 계면을 변화시키는 제1전극과 제2전극을 포함하고, 상기 제1전극은, 광축을 중심으로 시계 방향을 따라 순차적으로 배치되는 복수의 전극섹터를 포함하고, 상기 제어부는 상기 복수의 전극섹터에 대응하는 복수의 구동 전극에 인가되는 전압을 시계방향 또는 반시계방향으로 로테이션 시키도록 제어할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제어부는 상기 복수의 구동 전극 중 적어도 어느 하나의 구동 전극에 제1 전압이 인가되고 나머지 구동 전극에 제1전압과 크기가 다른 제2전압을 인가하는 카메라 모듈.
실시예에 따라, 상기 제2 전압은 상기 제1 전압보다 클 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액체 렌즈의 전압 인가 방법은, 제1 내지 제n(n은 2 이상의 정수) 구동 전극 각각에 제1 전압을 인가하는 단계; 상기 제1 내지 제n 구동 전극 중 m(m은 1이상 n-1 이하의 정수)개의 구동 전극에 제2 전압을 인가하고, 나머지 n-m개의 구동 전극에는 제1 전압을 인가하는 단계; 및 상기 제1 내지 제n 구동 전극 각각에 상기 제2 전압을 인가하는 단계를 포함하며, 상기 제1 내지 제n 구동 전극 중 m개의 구동 전극에 상기 제2 전압을 인가하고, 나머지 n-m개의 구동 전극에는 제1 전압을 인가하는 단계는, 상기 제2 전압으로 인가되는 m개의 구동 전압을 로테이트시키는 단계를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제2 전압은 상기 제1 전압과 상기 액체 렌즈에 구동 전압을 제공하는 전압 드라이버의 단위 전압을 합산한 전압일 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제1 내지 제n 구동 전압 중 m개의 구동 전압을 상기 제2 전압으로 인가하는 단계는, 상기 n개의 서브 사이클로 구성되고, 상기 n개의 서브 사이클 중 인접하는 서브 사이클에서 상기 제1 내지 제n 구동 전압 중 적어도 하나의 구동 전압은 변경될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액체 렌즈는, 캐비티(cavity)에 수용되어 경계면을 이루는 전도성 액체와 비전도성 액체; 및 상기 경계면을 제어하기 위한 제1 내지 제n(n은 2 이상의 정수) 구동 전극을 포함하며, 상기 제1 내지 제n 구동 전극 각각에 인가되는 제1 내지 제n 구동 전압은 상기 n개의 서브 사이클을 포함하는 사이클 단위로 제어되고, 상기 n개의 서브 사이클 각각에서 상기 제1 내지 제n 구동 전압 중 적어도 하나의 구동 전압은 제1 전압으로, m(m은 1이상 n-1 이하의 정수)개의 구동 전압은 제2 전압으로 각각 인가되고, 상기 제2 전압으로 인가되는 m개의 구동 전압은 로테이트될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제2 전압은 상기 제1 전압과 상기 액체 렌즈에 구동 전압을 제공하는 전압 드라이버의 단위 전압을 합산한 전압일 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제1 내지 제n 구동 전압 중 어느 하나의 구동 전압은 상기 m개의 서브 사이클에서 상기 제2 전압으로 인가될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 n개의 서브 사이클 중 인접하는 서브 사이클에서 상기 제1 내지 제n 구동 전압 중 적어도 하나의 구동 전압은 변경될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 n개의 서브 사이클 각각에서 인가된 상기 제1 내지 제n 구동 전압의 총합은 일정하게 유지될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학 기기는, 제1항의 카메라 모듈; 영상을 출력하는 디스플레이부; 상기 카메라 모듈에 전원을 공급하는 배터리; 및 상기 카메라 모듈, 디스플레이부 및 배터리를 실장하는 하우징을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액체 렌즈는, 캐비티(cavity)에 수용되어, 계면을 이루는 전도성 액체와 비전도성 액체; 및 상기 계면을 제어하기 위한, n개의 개별 전극(n은 2 이상의 정수)과 공통 전극을 포함하며, 상기 공통전극과 상기 n개의 개별전극 중 어느 하나의 전극 사이에 인가되는 제1 구동 전압은 제1 서브 사이클과 제2 서브 사이클을 포함하는 단위 사이클 단위로 제어되고, 상기 제1서브사이클에서 상기 제1구동전압의 레벨은 제1전압이고, 상기 제2서브사이클에서 상기 제1구동전압의 레벨은 제2전압일 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제1 서브 사이클의 개수와 상기 제2 서브 사이클의 개수의 합은 X(X는 2이상의 정수)일 수 있다.
실시예에 따라, 하나의 단위 사이클 내에서, 상기 서브 사이클 각각은, 상기 n개의 개별 전극 각각과 상기 공통전극 사이의 구동 전압의 총합이 일정하게 유지될 수 있다.
실시예에 따라, 하나의 단위 사이클 내에서, 상기 X개의 서브 사이클 중 상기 제2 서브 사이클의 개수가 Y이면, 상기 단위 사이클에서의 평균 구동 전압은 다음 수식을 만족할 수 있다.
(수식) 단위 사이클에서의 평균 구동 전압= 제1 전압 + (기 설정된 단위구동 전압 * Y) / X,
여기서, 기 설정된 단위구동전압 = 제2전압- 제1전압
실시예에 따라, 상기 제1서브사이클에서 상기 제1서브사이클과 인접한 제2서브사이클로 변경될 때, 상기 n개의 개별전극 중 적어도 하나는 구동전압의 레벨이 변경될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제2 전압은 상기 제1 전압과 기설정된 단위 전압을 합산한 전압일 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제1구동전압은 2개의 전압레벨을 가질 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제2전압은 상기 제1전압보다 높을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 캐비티(cavity)에 수용되어, 계면을 이루는 전도성 액체와 비전도성 액체, 상기 계면을 제어하기 위한, n개의 개별 전극(n은 2 이상의 정수)과 공통 전극을 포함하는 액체 렌즈; 및 상기 n 개의 개별 전극과 공통 전극에 인가되는 전압을 제어하는 제어 회로를 포함하며, 상기 공통전극과 상기 n개의 개별전극 중 어느 하나의 전극 사이에 인가되는 제1 구동 전압은 제1 서브 사이클과 제2 서브 사이클을 포함하는 단위 사이클 단위로 제어되고, 상기 제1서브사이클에서 상기 제1구동전압의 레벨은 제1전압이고, 상기 제2서브사이클에서 상기 제1구동전압의 레벨은 제2전압일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학 기기는, 카메라 모듈; 영상을 출력하는 디스플레이부; 상기 카메라 모듈에 전원을 공급하는 배터리; 및 상기 카메라 모듈, 디스플레이부 및 배터리를 실장하는 하우징을 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 렌즈의 구동 전압 인가 방법, 액체 렌즈, 카메라 모듈 및 광학 기기에 의하면, 전압 드라이버의 일정한 출력 전압 범위에서 단위 전압을 이용하여 오토 포커싱 해상도를 증가시킬 수 있다.
또한, 오토 포커싱 해상도를 증가시키면서도 전압 드라이버의 출력 전압 범위의 증가가 요구되지 않아 광학 기기의 전력 소모를 감소시킬 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 액체 렌즈의 양단에 공급되는 전압의 실시예를 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 렌즈의 전압 인가 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 렌즈의 전압 인가 방법을 하나의 구동 전극의 측면에서 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 전압 인가 방법에 따른 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액체 렌즈의 전압 인가 방법을 하나의 구동 전극의 측면에서 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 구동 전압 인가 방법에 따른 효과를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 액체 렌즈는, 캐비티(cavity)에 수용되어, 계면을 이루는 전도성 액체와 비전도성 액체; 및 상기 계면을 제어하기 위한, n개의 개별 전극(n은 2 이상의 정수)과 공통 전극을 포함하며, 상기 공통전극과 상기 n개의 개별전극 중 어느 하나의 전극 사이에 인가되는 제1 구동 전압은 제1 서브 사이클과 제2 서브 사이클을 포함하는 단위 사이클 단위로 제어되고, 상기 제1서브사이클에서 상기 제1구동전압의 레벨은 제1전압이고, 상기 제2서브사이클에서 상기 제1구동전압의 레벨은 제2전압일 수 있다.
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)를 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. 제1전극과 제2전극은 전자기적으로 상호작용하여 전도성 액체와 비전도성 액체의 계면을 변화시킬 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 제2 전극은 전도성 메탈 플레이트일 수 있으며 공통 전극일 수 있다. 여기서, 제1 전극은 n(n은 2이상의 정수) 개의 개별 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 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(150), 액체 렌즈(300), 홀더(400) 및 연결부(500)을 포함할 수 있다.
연결부(500)는 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(150) 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(150)는 홀더(400)에 장착될 수 있다. 이때, 홀더(400)에는 관통공이 형성되고, 관통공에 제1 렌즈부(100) 및 제2 렌즈부(150)가 배치될 수 있다. 또한, 홀더(400)에 제1 렌즈부(100)와 제2 렌즈부(150)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(150)는 제1 렌즈부(100) 및 액체 렌즈(300)의 후방에 배치되고, 외부로부터 제1 렌즈부(100)로 입사하는 광은 액체렌즈부(300)를 투과하여 제2 렌즈부(150)로 입사할 수 있다. 제2 렌즈부(150)는 제1 렌즈부(100)와 이격되어 홀더(400)에 형성되는 관통공에 배치될 수 있다.
한편, 제2 렌즈부(150)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(150) 사이에 배치되고, 홀더(400)의 삽입구(410)에 삽입될 수 있다. 액체 렌즈(300) 역시, 제1 렌즈부(100)와 제2 렌즈부(150)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) 및 렌즈 어셈블리(250)가 도시되어 있고, 제어 회로(210) 및 렌즈 어셈블리(250) 각각은 도 1의 제어 회로(24) 및 렌즈 어셈블리(22)에 해당할 수 있다.
제어 회로(210)는 제어부(220)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 등)를 이용하여 렌즈 어셈블리(250)에 포함된 액체 렌즈(260)를 제어할 수 있다.
제어부(220)는 컨트롤러(230) 및 전압 드라이버(235)를 포함할 수 있다. 자이로 센서(225)가 제어부(220)에 포함되지 않는 독립된 구성일 수도 있고, 제어부(220)은 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 카메라모듈(200)의 내부(예컨대, 이미지 센서) 또는 외부(예컨대, 거리 센서)로부터 AF 기능을 위한 정보(즉, 객체와의 거리 정보)를 수신할 수 있고, 거리 정보를 통해 상기 객체에 초점을 맞추기 위한 초점 거리에 따라 액체 렌즈(280)가 가져야 할 형상에 대응하는 구동 전압을 계산할 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.
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 전극에 인가되는 전압을 개별 전압, 제2 전극의 전극 섹터 각각에 인가되는 전압을 개별 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 공통 전극과 개별 전극에 인가되는 펄스 전압의 위상을 제어함에 의해 구동 전압 코드에 상응하는 아날로그 형태의 구동 전압이 생성되도록 한다.
즉, 제어부(220)는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 각각에 인가되는 전압을 제어할 수 있다.
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(즉, 4개의 개별 전극 중 어느 하나의 개별 전극과 1개의 공통 전극 사이에 인가되는 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 제공부(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 제공부(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.
도 4는 구동 전압에 대응하여 계면이 조정되는 액체 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) 및 제2 전극의 전극 섹터(C0)를 통해서 구동 전압을 인가 받을 수 있다. 제1 전극을 구성하는 복수의 전극 섹터(L1, L2, L3, L4) 및 제2 전극을 구성하는 전극 섹터(C0)를 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 제1 전극의 서로 다른 전극 섹터(L1, L2, L3, L4)로부터 전압을 인가 받고, 다른 일측은 제2 전극의 전극 섹터(C0)과 연결되어 전압을 인가받는 복수의 캐패시터(30)로 설명할 수 있다.
본 명세서에서는 서로 다른 전극 섹터가 4개인 것을 예로 들어 설명하나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않는다.
도 5는 액체 렌즈의 양단에 공급되는 전압의 실시예를 설명하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 액체 렌즈(280)의 각 전극 섹터(C0, L1~L4)에 기 설정된 폭을 가지는 펄스 형태의 전압이 인가될 수 있으며, 제1 전극의 각 전극 섹터(L1~L4)와 제2 전극의 전극 섹터(C0) 간의 전압차가 구동 전압이 된다.
전압 드라이버(235)는 공통 전극 섹터과 개별 전극 섹터에 인가되는 펄스 전압의 위상을 제어함에 의해 각 개별 전극에 대응되는 구동 전압을 제어할 수 있다.
도 5에서 전압 드라이버(235)는 외부로부터 제공받는 동작 클럭(clock)에 따라 펄스 전압의 위상을 쉬프트(shift)할 수 있는데, 개별 전극 섹터(L1)에 인가되는 제1 펄스 전압(A)과 제2 펄스 전압(B)이 도시되어 있다. 제2 펄스 전압(B)은 제1 펄스 전압(A)을 최소 위상만큼 딜레이시킨 전압이다.
개별 전극 섹터(L1)에 제1 펄스 전압(A)이 인가되었을 때의 구동 전압1에 비해, 개별 전극 섹터(L1)에 제2 펄스 전압(B)이 인가되었을 때의 구동 전압2의 구동 전압이 더 높음을 알 수 있다. 여기서, 구동 전압의 RMS(Root Mean Square) 값이 액체 렌즈(280)의 계면의 제어에 직접 기여하게 된다.
상기 최소 위상은 전압 드라이버(235)가 제공받는 동작 클럭의 주파수에 의해 정해진다. 상기 최소 위상은 전압 드라이버(235)의 출력 전압의 해상도를 결정할 수 있고, 상기 최소 위상이 작을수록 전압 드라이버(235)의 출력 전압의 해상도가 높아질 수 있다.
그러나, 만일 전압 드라이버(235)의 출력 전압의 해상도를 2배 높이려면 2배 높아진 주파수의 동작 클럭을 전압 드라이버(235)가 제공받아야 하므로, 그만큼 고성능의 클럭 발생기(clock generator)가 필요하게 된다. 이는 전체 시스템 관점에서 비용, 전력 소모 등의 면에서 상당한 손실을 가져오게 되므로, 고성능의 클럭 발생기 없이도 전압 드라이버(235)의 출력 전압의 해상도를 높일 수 있는 방안이 요구된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 렌즈의 전압 인가 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 도 6 이하에서의 구동 전압 인가 방법은 오토 포커싱 기능을 제공하기 위한 것을 중심으로 설명하나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않고, OIS 기능을 제공시에도 동일한 기술적 사상이 이용될 수 있다. 또한, 도 6 이하에서 설명되는 액체 렌즈에 인가되는 전압의 전압 레벨과 타이밍은 컨트롤러(230)가 생성하는 구동 전압 코드에 의해 제어될 수 있다.
각 사이클(CYCLE1~4) 당 4개의 액체 렌즈가 도시되어 있으며, 하나의 액체 렌즈의 제1 전극 중 좌측의 상부에 위치한 전극 섹터를 제1 전극 섹터라 정의하고, 액체 렌즈의 중심(또는 광축 또는 원주)을 기준으로 제1 전극 섹터로부터 시계방향으로 순차적으로 위치한 전극 섹터들을 각각 제2 전극 섹터, 제3 전극 섹터, 제4 전극 섹터라 정의하기로 한다.
또한, 제1 내지 제4 구동 전극 각각은 제1 내지 제4 전극 섹터 중 대응되는 개별 전극 섹터와 제2 전극의 공통 전극 섹터의 쌍을 의미하고, 제1 내지 제4 구동 전극에 인가되는 구동 전압은 각각 제1 내지 제4 구동 전압이라 정의된다.
제1 내지 제4 구동 전압은 각각 제1 내지 제4 전극섹터에 인가되는 제1 내지 제4 전압과 제2 전극에 인가되는 전압 간의 전압차에 해당한다. 제1 내지 제4 구동 전압은 하나의 사이클 내에서 이러한 전압차의 평균값 또는 RMS 값을 의미할 수 있다.
그리고, 액체 렌즈의 계면을 변형하기 위한 단위 사이클이 정의될 수 있으며, 도 5에 도시된 제1 내지 제4 사이클(CYCLE1~4)이 이에 해당한다.
단위 사이클에 대응하는 시간은 오토 포커싱 반응 시간(auto focusing response time) 즉 구동 전압 인가후 액체 렌즈가 원하는 계면으로 변형되기까지 소요되는 시간을 고려하여 결정될 수 있다. 오토 포커싱 반응 시간은 액체 렌즈의 사양에 따라 달라질 수 있으나, 오토 포커싱 반응 시간은 대략 50ms 전후의 반응 시간을 가질 수 있고, 따라서 단위 사이클은 오토 포커싱 반응 시간 및 서브 사이클의 개수를 고려하여 결정될 수 있다.
도 3의 컨트롤러(230)는 구동 전압을 계산하여 구동 전압 코드를 전압 드라이버(235)에 전달하게 되는데, 이때 I²C 방식으로 양방향 직렬 데이터 포트(SDA) 및 클럭 포트(SCL)를 통해 전달할 수 있으며 최대 1Mhz를 지원할 수 있다.
전압 드라이버(235)는 컨트롤러(230)로부터 수신된 구동 전압 코드를 기초로, 상기 구동 전압 코드에 상응하는 구동 전압을 생성하는데, 상기 구동 전압은 도 4에 도시된 각 캐패시터(30)에 인가되는 양단 전압을 의미하는 제1 내지 제4 구동 전압을 포함하며, 이러한 구동 전압의 인가를 위해 실질적으로 제1 전극의 제1 내지 제4 전극 섹터 전압 및 제2 전극의 전압을 생성할 수 있다.
제1 내지 제4 구동 전압은 전압 드라이버(235)의 구조에 따른 최대 출력 전압, 최소 출력 전압 및 일정한 단위 전압을 가지며, 최대 출력 전압과 최소 출력 전압은 전압 드라이버(235)가 최대와 최소로 출력 가능한 전압을 의미하며, 단위 전압은 제1 내지 제4 구동 전압 각각을 최소한으로 증가 또는 감소시킬 수 있는 전압을 의미한다. 상기 단위 전압은 전압 드라이버(235)가 동작 클럭에 따라 펄스 전압의 위상을 쉬프트하는 방식으로 출력 전압을 조정할 때, 상기 동작 클럭의 주파수에 따라 결정되는 최소 위상에 의해 정해질 수 있다.
그러나, 제1 내지 제4 구동 전압 각각이 1V씩 증가 또는 감소되어야 하는 것은 아니며 예컨대 10V씩 증가 또는 감소될 수 있음은 물론이다.
예를 들어, 최대 출력 전압이 70V이고 최소 출력 전압이 41V이고, 단위 전압이 1V일 때 제1 내지 제4 개별 전압은 각각 41V에서 70V까지의 범위 내에서 30가지의 전압을 가질 수 있다.
즉, 오토 포커싱 기능을 위해 제1 내지 제4 구동 전극에 동일한 구동 전압이 인가된다고 가정할 때, 30단계의 오토 포커싱 해상도가 구현될 수 있다.
이 경우, k(k는 1 이상 N 이하의 정수; N은 2이상의 정수) 번째 구동 전압 Vk은 다음의 수학식 1과 같다. 여기서 k 번째 구동 전압이라 함은 최소 출력 전압을 1번째 구동 전압, 최대 출력 전압을 N 번째 구동 전압이라 할 때 임의의 구동 전압을 의미한다.
[수학식 1]
Vk=Vi+dv*k
여기서, Vi는 최소 출력 전압을, dv는 단위 전압을 의미한다.
따라서, 일정한 출력 전압 범위(최대 출력 전압으로부터 최소 출력 전압 사이의 범위) 내에서 제1 내지 제4 구동 전극에 동일한 구동 전압이 인가된다면, 구동 전압에 대한 단위 전압은 전압 드라이버(235)의 단위 전압과 동일하게 되며, 오토 포커싱 해상도는 전압 드라이버(235)의 단위 전압에 의존하게 된다. 오토 포커싱 해상도는 오토 포커싱 기능을 세밀하게 조절할 수 있는 정도를 결정하는 기준이 되므로 오토 포커싱 기능의 성능에 영향을 미치는 가장 중요한 요인이 된다.
이하에서는 일정한 출력 전압 범위 내에서 오토 포커싱 해상도를 높일 수 있는 구동 전압 인가 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 6에 도시되지는 않았으나, 제1 사이클(CYCLE1) 이전의 초기 사이클에서는 제1 내지 제4 전극 섹터에 인가된 개별 전압은 각각 V(V는 출력 전압 범위내의 임의의 전압, 이하에서는 '초기 전압'이라 함)였다고 가정한다.
도 6에 도시되어 있듯이 각 사이클(CYCLE1~4)은 총 4개의 서브 사이클로 구분될 수 있다. 각 서브 사이클의 시간은 서로 동일하거나 서로 다를 수 있다. 각 서브 사이클의 시간이 동일한 일 실시예로, 각 사이클(CYCLE1~4)이 50ms의 시간을 갖는다면, 각 서브 사이클의 시간은 12.5 ms일 수 있다. 하나의 서브 사이클 내에서 각 구동 전극에 인가되는 전압은 유지될 수 있다. 다른 실시예에 따라, 하나의 서브 사이클 내에서 각 구동 전극에 인가되는 전압은 가변될 수 있다. 예를 들어, 제2 사이클(CYCLE2) 내에서 첫번째와 두번째의 사이클 및 세번째와 네번째의 사이클이 각각 하나의 서브 사이클을 구성하는 것으로 정의될 수 있다. 이 경우, 각 서브 사이클의 시간은 25ms일 수 있다.
제1 사이클(CYCLE1)의 제1 서브 사이클에서 (V+dv, V, V, V)가, 제2 서브 사이클에서, (V, V+dv, V, V)가, 제3 서브 사이클에서 (V, V, V+dv, V)가, 제4 서브 사이클에서 (V, V, V, V+dv)가 인가될 수 있다. 여기서, (a, b, c, d)의 a, b, c 및 d는 각각 제1 내지 제4구동 전압을 의미한다.
즉, 제1 사이클(CYCLE1)의 제1 서브 사이클에서 제1 내지 제4 구동 전압 중 어느 하나의 전압을 초기 전압에서 단위 전압만큼 상승시킨 전압(V+dv, 이하에서는 '제2 전압'이라 함)으로 인가하고 나머지 구동 전압을 초기 전압(V, 이하에서는 '제1 전압'이라 함)으로 인가할 수 있다. 이후의 서브 사이클에서는 시계 방향으로 순차적으로 제2 전압을 인가하는 위치를 변경할 수 있다. 여기서, 제2 전압이 인가되는 구동 전극은 음영으로 표시되어 있으며, 시계 방향은 일 실시예에 불과하며, 반시계 방향, 지그재그 방향 등으로 설정될 수 있음은 물론이다.
본 명세서에서, 어느 하나의 서브 사이클에서 제1 내지 제4 구동 전압 중 어느 하나의 구동 전압을 제1 전압 또는 제2 전압으로 인가한다는 의미는, 상기 어느 하나의 구동 전압의 레벨이 제1 전압 또는 제2 전압이 되도록 함을 의미할 수 있다. 여기서, 어느 하나의 단위 사이클에서 제1 내지 제4 구동 전압은 2개의 전압 레벨을 가질 수 있으나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지는 않는다.
또한, 제2 전압은 제1 전압보다 높을 수 있다.
다만, 각 서브 사이클에서 제2 전압이 인가되는 위치는 서로 다르게 설정되어야 하며, 이는 어느 하나의 위치에 제2 전압이 계속 인가될 경우 액체 렌즈의 계면이 일그러질 수 있기 때문이다.
어느 한 사이클에서 어느 한 구동 전극에 인가된 구동 전압은 4개의 서브 사이클에서 인가된 구동 전압의 평균에 해당한다.
따라서, 제1 사이클(CYCLE1)에서 인가된 제1 내지 제4 구동 전압은 (4V+dv)/4=V+dv/4 에 해당한다.
제2 사이클(CYCLE2)의 제1 서브 사이클에서 (V+dv, V, V+dv, V)가, 제2 서브 사이클에서 (V, V+dv, V, V+dv)가, 제3 서브 사이클에서 (V+dv, V, V+dv, V)가, 제4 서브 사이클에서 (V, V+dv, V, V+dv)가 인가될 수 있다.
즉, 제2 사이클(CYCLE2)의 제1 서브 사이클에서 제1 내지 제4 구동 전압 중 어느 두 전압을 제2 전압으로 인가하고 나머지 구동 전압을 제1 전압으로 인가할 수 있다. 제2 서브 사이클에서는 제1 전압이 인가되었던 위치의 구동 전압을 제2 전압으로 인가하고, 제2 전압이 인가되었던 위치의 구동 전압을 제1 전압으로 인가할 수 있다. 그 이후의 서브 사이클에서는 제1 서브 사이클과 제2 서브 사이클의 구동 전압 인가 방법이 반복될 수 있다. 제2 사이클(CYCLE2)도 제1 사이클(CYCLE1)의 서브 사이클과 마찬가지로 시계방향 또는 반시계 방향으로 전압 인가위치를 변경시킬 수 있다.
도 6에서와 같이 마주보는 위치에 해당하는 구동 전압끼리 동일하게 설정되고 인접하는 서브 사이클에서 제2 전압이 인가되는 위치는 서로 다르게 설정되어야 하는데, 이는 액체 렌즈의 계면이 일그러짐을 방지하기 위함이다. 또한 도면에 도시되지는 않았지만, 4개의 전극 섹터 중 2개의 인접한 전극 섹터에 제1 전압을 인가하고 나머지 전극 섹터에 제2 전압을 인가하여 시계방향 또는 반시계 방향으로 전압 인가를 제어할 수도 있다.
달리 표현하면, 어느 하나의 서브 사이클에서 상기 서브 사이클과 인접한 다른 서브 사이클로 변경될 때, 복수의 개별 전극 중 적어도 하나는 구동 전압의 레벨이 변경될 수 있다.
제2 사이클(CYCLE2)에서 인가된 제1 내지 제4 구동 전압은 (4V+2dv)/4=V+dv/2 에 해당한다.
제3 사이클(CYCLE3)의 제1 서브 사이클에서 (V+dv, V+dv, V+dv, V)가, 제2 서브 사이클에서, (V, V+dv, V+dv, V+dv)가, 제3 서브 사이클에서 (V+dv, V, V+dv, V+dv)가, 제4 서브 사이클에서 (V+dv, V+dv, V, V+dv)가 인가될 수 있다.
즉, 제3 사이클(CYCLE3)의 제1 서브 사이클에서 제1 내지 제4 구동 전압 중 어느 세 전압을 제2 전압으로 인가하고 나머지 구동 전압을 제1 전압으로 인가할 수 있다. 이후의 서브 사이클에서는 시계 방향으로 순차적으로 제1 전압을 인가하는 위치를 변경할 수 있다. 여기서, 시계 방향은 일 실시예에 불과하며, 반시계 방향, 지그재그 방향 등으로 설정될 수 있음은 물론이다.
다만, 각 서브 사이클에서 제1 전압이 인가되는 위치는 서로 다르게 설정되어야 하며, 이는 어느 하나의 위치에 제1 전압이 계속 인가될 경우 액체 렌즈의 계면이 일그러질 수 있기 때문이다.
따라서, 제3 사이클(CYCLE3)에서 인가된 제1 내지 제4 구동 전압은 (4V+3dv)/4=V+3dv/4 에 해당한다.
제4 사이클(CYCLE4)의 제1 서브 사이클에서 (V+dv, V+dv, V+dv, V+dv)가, 제2 서브 사이클에서, (V+dv, V+dv, V+dv, V+dv)가, 제3 서브 사이클에서 (V+dv, V+dv, V+dv, V+dv)가, 제4 서브 사이클에서 (V+dv, V+dv, V+dv, V+dv)가 인가될 수 있다.
즉, 제4 사이클(CYCLE3)의 제1 내지 제4 서브 사이클에서 제1 내지 제4 구동 전압을 모두 제2 전압으로 인가할 수 있다.
따라서, 제4 사이클(CYCLE4)에서 인가된 제1 내지 제4 구동 전압은 (4V+4dv)/4=V+dv 에 해당한다.
이때 하나의 단위 사이클 내에서, 각 서브 사이클에서 인가된 제1 내지 제4 구동 전압의 총합은 일정하게 유지될 수 있으며, 이는 하나의 사이클 내에서 제1 내지 제4 구동 전압의 총합은 일정하게 유지되어야 특정 초점거리가 해당 사이클에서 유지될 수 있기 때문이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 구동 전압 인가 방법에 의할 경우, k 번째 개별 전압 V'k은 다음의 수학식 2와 같다.
[수학식 2]
V'k=Vi+dv/4*k
여기서, Vi는 최소 출력 전압을, dv는 단위 전압을 의미한다.
따라서, 일정한 출력 전압 범위 내에서 제1 내지 제4 구동 전압이 동일한 구동 전압으로 인가되지 않고, 제1 내지 제4 구동 전압 모두가 제1 전압으로 설정된 사이클 다음에, 제1 내지 제4 구동 전압 중 한 전압만을 제2 전압으로 설정하고 제2 전압으로 설정된 구동 전압을 로테이트(rotate)시키는 사이클, 제1 내지 제4 구동 전압 중 두 전압만을 제2 전압으로 설정하고 제2 전압으로 설정된 구동 전압을 로테이트시키는 사이클 및 제1 내지 제4 구동 전압 중 세 전압만을 제2 전압으로 설정하고 제2 전압으로 설정된 구동 전압을 로테이트시키는 사이클을 더 삽입함으로써, 오토 포커싱 해상도를 결정하는 단위 전압이 dv에서 dv/4로 변경될 수 있다.
즉, 단위 전압이 1/4로 줄어든 것은 오토 포커싱 해상도가 4배로 증가하였음을 의미하고, 오토 포커싱 기능의 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 최대 출력 전압이 70V이고 최소 출력 전압이 41V이고, 단위 전압이 0.25V가 되므로, 제1 내지 제4 구동 전압은 각각 41V에서 70V까지의 범위 내에서 120가지의 전압을 가질 수 있다.
다른 실시예에 따라, 도 5에 도시된 사이클 중 일부만을 사용하는 것도 가능하며, 예를 들어 제1 내지 제3 사이클(CYCLE1~3) 중 제2 사이클(CYCLE2)에 따른 전압 인가 방식 만을 사용할 경우 오토 포커싱 기능의 해상도는 2배 증가될 수 있다.
또한, 본 명세서에서, 제1 구동 전압의 레벨이 제1 전압으로 되는 서브 사이클은 제1 서브 사이클, 그리고 제2 구동 전압의 레벨이 제2 전압으로 되는 서브 사이클은 제2 서브 사이클로 달리 정의될 수도 있다.
도 7은 도 6에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 렌즈의 전압 인가 방법을 하나의 구동 전극의 측면에서 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 각 사이클(CYCLE0~CYCLE4)에서 제1 전극 섹터(L1)에 대응하는 구동 전극에 인가되는 구동 전압이 도시되어 있다.
백색으로 표시된 구동 전압은 제1 전압(V)이 인가되는 구간을 의미하고, 회색 음영으로 표시된 구동 전압은, 제1 전극 섹터(L1)에 인가되는 전압이 최소 위상만큼 쉬프트되어, 제1 전압(V)보다 단위 전압이 증가된 제2 전압(V+dv)이 인가되는 구간을 의미한다.
각 사이클(CYCLE0~CYCLE4)은 4개의 서브 사이클(SUB1~SUB4)로 구분될 수 있다.
초기 사이클(CYCLE0)에서 제1 구동 전극에는 전체 서브 사이클 (SUB1~SUB4)에서 제1 전압(V)이 인가될 수 있다. 따라서, 초기 사이클(CYCLE0)에서 제1 구동 전극에 인가되는 제1 구동 전압은 V 에 해당한다.
제1 사이클(CYCLE1)에서 제1 구동 전극에는 전체 서브 사이클 (SUB1~SUB4) 중 하나의 서브 사이클(SUB1)에서 제2 전압(V+vd)이 인가되고, 나머지 서브 사이클(SUB2~SUB4)에서 제1 전압(V)이 인가될 수 있다. 따라서, 제1 사이클(CYCLE1)에서 제1 구동 전극에 인가되는 제1 구동 전압은 V+dv/4 에 해당한다.
제2 사이클(CYCLE2)에서 제1 구동 전극에는 전체 서브 사이클 (SUB1~SUB4) 중 2개의 서브 사이클(SUB1, SUB2)에서 제2 전압(V+vd)이 인가되고, 나머지 서브 사이클(SUB3, SUB3)에서 제1 전압(V)이 인가될 수 있다. 따라서, 제2 사이클(CYCLE1)에서 제1 구동 전극에 인가되는 제1 구동 전압은 V+dv/2 에 해당한다.
제3 사이클(CYCLE3)에서 제1 구동 전극에는 전체 서브 사이클 (SUB1~SUB4) 중 3개의 서브 사이클(SUB1~SUB3)에서 제2 전압(V+vd)이 인가되고, 나머지 서브 사이클(SUB4)에서 제1 전압(V)이 인가될 수 있다. 따라서, 제3 사이클(CYCLE3)에서 제1 구동 전극에 인가되는 제1 구동 전압은 V+3dv/4 에 해당한다.
제4 사이클(CYCLE4)에서 제1 구동 전극에는 전체 서브 사이클 (SUB1~SUB4)에서 제2 전압(V+dv)이 인가될 수 있다. 따라서, 제4 사이클(CYCLE4)에서 제1 구동 전극에 인가되는 제1 구동 전압은 V+dv 에 해당한다.
여기서, 각 구동 전극에 상이한 구동 전압이 인가되는 사이클(CYCLE1~CYCLE3))에서 어느 한 구동 전극에 대해 제1 전압 및 제2 전압이 인가되는 서브 사이클의 개수는 모든 구동 전극에서 동일해야 한다. 그러나, 어느 한 구동 전극에 대해 복수의 서브 사이클 중 어느 서브 사이클에서 제1 전압 및 제2 전압이 인가되는지 여부는 다양한 방법에 의해 정해질 수 있다.
예를 들어, 도 6에 대한 설명에서 예시된 바와 같이 인접하는 서브 사이클에서 제1 전압 또는 제2 전압이 인가되는 구동 전극의 위치가 시계방향, 반시계방향, 지그재그로 이동할 수 있다.
또한, 제1 구동 전극에 제2 전압이 인가되는 서브 사이클의 위치는 도 6과는 다소 차이가 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것이고 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어난 것은 아니다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 전압 인가 방법에 따른 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 도 6과 7에서 설명된 각 사이클(CYCLE0~4)에서 전극 섹터에 인가되는 평균 전압이 도시되어 있다.
초기 사이클(CYCLE0)에 제1 내지 제4 구동 전극에 인가되는 평균 전압은 V이고, 제1 사이클(CYCLE1)에 제1 내지 제4 구동전극에 인가되는 평균 전압은 V+dv/4이고, 제2 사이클(CYCLE2)에 제1 내지 제4 구동 전극에 인가되는 평균 전압은 V+dv/2이고, 제3 사이클(CYCLE3)에 제1 내지 제4 구동 전극에 인가되는 평균 전압은 V+3dv/4이고, 제4 사이클(CYCLE4)에 제1 내지 제4 구동 전극에 인가되는 평균 전압은 V+dv이다.
즉, 각 사이클마다 순차적으로 구동 전압을 증가시킬 때 단위 전압인 dv/4씩 증가될 수 있으며, 이는 전압 드라이버(235)의 단위 전압인 dv에 비해 1/4로 줄어든 값에 해당한다.
즉, 제1 내지 제4 구동 전극에 동일한 구동 전압을 인가할 경우에는 오토 포커싱 해상도를 결정하는 구동 전압에 대한 단위 전압은 전압 드라이버(235)의 단위 전압과 동일하게 되고, 도 8에서 나타나듯이 V의 구동 전압을 인가하는 초기 사이클(CYCLE0)에서 제1 사이클(CYCLE1)로 갈 때 순차적으로 구동 전압을 높이고자 할 경우 바로 V+dv의 구동 전압을 인가할 수 밖에 없으며, 하나의 단계 만을 가질 수 있다.
그러나, 도 6과 도 7에 도시된 구동 전압 인가 방법에 의할 경우, 오토 포커싱 해상도를 결정하는 구동 전압에 대한 단위 전압은 전압 드라이버(235)의 단위 전압의 1/4이 되고, 도 8에서 나타나듯이 V의 구동 전압을 인가하는 초기 사이클(CYCLE0)에서 제1 사이클(CYCLE1)로 갈 때 순차적으로 구동 전압을 높이고자 할 경우 바로 V+dv/4의 구동 전압을 인가할 수 있으며, V+dv의 구동 전압을 인가하는데 4개의 단계를 가질 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 방법은 4배의 오토 포커싱 해상도를 가질 수 있다.
본 명세서에서는 액체 렌즈가 4개의 개별 전극을 가지는 경우에 대해 설명하나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않고, 8개, 16개 등의 개별 전극을 가지는 경우에도 적용될 수 있다.
예를 들어, 액체 렌즈가 8개의 개별 전극을 가질 경우, 하나의 사이클은 8개의 서브 사이클로 구분될 수 있고, 제2 전압을 인가하는 개별 전극의 개수를 순차적으로 증가시키는 방식으로 구동 전압을 인가할 수 있다. 이때, 구동 전압에 대한 단위 전압은 전압 드라이버(235)의 단위 전압의 1/8이 될 수 있으며, 이로 인해 오토 포커싱 해상도는 8배로 증가될 수 있다.
이러한 구동 전압 인가 방법을 일반화하면, 제1 내지 제p(p은 2 이상의 정수) 구동 전극에 대응하는 제1 내지 제p 구동 전압 각각을 제1 전압 또는 제2 전압으로 인가하는 사이클 외에, 상기 제1 내지 제p 구동 전압 중 q(q는 1 이상 p-1 이하의 정수) 개의 구동 전압을 제2 전압으로 인가하는 p-1개의 사이클이 추가됨으로써 오토 포커싱 해상도가 증가될 수 있다.
또한, 상기 제1 내지 제p 구동 전압 중 q 개의 구동 전압을 제2 전압으로 인가되는 사이클에서 어느 하나의 구동 전극은 q개의 서브 사이클에서 제2 전압이 인가될 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 구동 전압 인가 방법에 의하면, 전압 드라이버의 일정한 출력 전압 범위에서 구동 전압에 대한 단위 전압을 줄임으로써 오토 포커싱 해상도를 증가시킬 수 있다.
또한, 오토 포커싱 해상도를 증가시키면서도 전압 드라이버의 출력 전압 범위의 증가가 요구되지 않아 광학 기기의 전력 소모를 감소시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액체 렌즈의 전압 인가 방법을 하나의 구동 전극의 측면에서 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 각 사이클(CYCLE0~CYCLE6)에서 제1 전극 섹터(L1)에 대응하는 구동 전극에 인가되는 구동 전압이 도시되어 있다.
백색으로 표시된 구동 전압은 제1 전압(V)이 인가되는 구간을 의미하고, 회색 음영으로 표시된 구동 전압은, 제1 전극 섹터(L1)에 인가되는 전압이 최소 위상만큼 쉬프트되어, 제1 전압(V)보다 단위 전압이 증가된 제2 전압(V+dv)이 인가되는 구간을 의미한다.
각 사이클(CYCLE0~CYCLE6)은 6개의 서브 사이클(SUB1~SUB6)로 구분될 수 있다.
초기 사이클(CYCLE0)에서 제1 구동 전극에는 전체 서브 사이클 (SUB1~SUB6)에서 제1 전압(V)이 인가될 수 있다. 따라서, 초기 사이클(CYCLE0)에서 제1 구동 전극에 인가되는 제1 구동 전압은 V 에 해당한다.
제1 사이클(CYCLE1)에서 제1 구동 전극에는 전체 서브 사이클 (SUB1~SUB6) 중 하나의 서브 사이클(SUB1)에서 제2 전압(V+vd)이 인가되고, 나머지 서브 사이클(SUB2~SUB6)에서 제1 전압(V)이 인가될 수 있다. 따라서, 제1 사이클(CYCLE1)에서 제1 구동 전극에 인가되는 제1 구동 전압은 V+dv/6 에 해당한다.
제2 사이클(CYCLE2)에서 제1 구동 전극에는 전체 서브 사이클 (SUB1~SUB6) 중 2개의 서브 사이클(SUB1, SUB2)에서 제2 전압(V+vd)이 인가되고, 나머지 서브 사이클(SUB3~SUB6)에서 제1 전압(V)이 인가될 수 있다. 따라서, 제2 사이클(CYCLE1)에서 제1 구동 전극에 인가되는 제1 구동 전압은 V+dv/3 에 해당한다.
제3 사이클(CYCLE3)에서 제1 구동 전극에는 전체 서브 사이클 (SUB1~SUB6) 중 3개의 서브 사이클(SUB1~SUB3)에서 제2 전압(V+vd)이 인가되고, 나머지 서브 사이클(SUB4~SUB6)에서 제1 전압(V)이 인가될 수 있다. 따라서, 제3 사이클(CYCLE3)에서 제1 구동 전극에 인가되는 제1 구동 전압은 V+dv/2 에 해당한다.
제4 사이클(CYCLE4)에서 제1 구동 전극에는 전체 서브 사이클 (SUB1~SUB6) 중 4개의 서브 사이클(SUB1~SUB4)에서 제2 전압(V+vd)이 인가되고, 나머지 서브 사이클(SUB5, SUB6)에서 제1 전압(V)이 인가될 수 있다. 따라서, 제4 사이클(CYCLE4)에서 제1 구동 전극에 인가되는 제1 구동 전압은 V+2dv/3 에 해당한다.
제5 사이클(CYCLE5)에서 제1 구동 전극에는 전체 서브 사이클 (SUB1~SUB6) 중 5개의 서브 사이클(SUB1~SUB5)에서 제2 전압(V+vd)이 인가되고, 나머지 서브 사이클(SUB6)에서 제1 전압(V)이 인가될 수 있다. 따라서, 제5 사이클(CYCLE5)에서 제1 구동 전극에 인가되는 제1 구동 전압은 V+5dv/6 에 해당한다.
제6 사이클(CYCLE6)에서 제1 구동 전극에는 전체 서브 사이클 (SUB1~SUB6)에서 제2 전압(V+dv)이 인가될 수 있다. 따라서, 제6 사이클(CYCLE6)에서 제1 구동 전극에 인가되는 제1 구동 전압은 V+dv 에 해당한다.
여기서, 각 구동 전극에 상이한 구동 전압이 인가되는 사이클(CYCLE1~CYCLE5))에서 어느 한 구동 전극에 대해 제1 전압 및 제2 전압이 인가되는 서브 사이클의 개수는 모든 구동 전극에서 동일해야 한다. 그러나, 어느 한 구동 전극에 대해 복수의 서브 사이클 중 어느 서브 사이클에서 제1 전압 및 제2 전압이 인가되는지 여부는 다양한 방법에 의해 정해질 수 있다.
예를 들어, 도 6에 대한 설명에서 예시된 바와 같이 인접하는 서브 사이클에서 제1 전압 또는 제2 전압이 인가되는 구동 전극의 위치가 시계방향, 반시계방향, 지그재그로 이동할 수 있다.
또한, 제1 사이클(CYCLE1) 또는 제5 사이클(CYCLE5)과 같이 서브 사이클의 개수(6개)보다 제2 전압 또는 제1 전압이 인가되는 구동 전극의 전체 개수(4개)가 적은 경우에는, 적어도 2개의 서브 사이클에서는 4개의 구동 전극에 제1 전압 또는 제2 전압이 동일하게 인가될 수 있는데, 이러한 서브 사이클의 위치는 계면의 변형을 최소화하도록 임의로 결정될 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 구동 전압 인가 방법에 따른 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 도 9에서 설명된 각 사이클(CYCLE0~6)에서 전극 섹터에 인가되는 평균 전압이 도시되어 있다.
초기 사이클(CYCLE0)에 제1 내지 제4 구동 전극에 인가되는 평균 전압은 V이고, 제1 사이클(CYCLE1)에 제1 내지 제4 구동전극에 인가되는 평균 전압은 V+dv/6이고, 제2 사이클(CYCLE2)에 제1 내지 제4 구동 전극에 인가되는 평균 전압은 V+dv/3이고, 제3 사이클(CYCLE3)에 제1 내지 제4 구동 전극에 인가되는 평균 전압은 V+dv/2이고, 제4 사이클(CYCLE4)에 제1 내지 제4 구동 전극에 인가되는 평균 전압은 V+2dv/3이고, 제5 사이클(CYCLE3)에 제1 내지 제4 구동 전극에 인가되는 평균 전압은 V+5dv/6이고, 제6 사이클(CYCLE6)에 제1 내지 제4 구동 전극에 인가되는 평균 전압은 V+dv이다.
즉, 각 사이클마다 순차적으로 구동 전압을 증가시킬 때 단위 전압인 dv/6씩 증가될 수 있으며, 이는 전압 드라이버(235)의 단위 전압인 dv에 비해 1/6로 줄어든 값에 해당한다.
즉, 제1 내지 제4 구동 전극에 동일한 구동 전압을 인가할 경우에는 오토 포커싱 해상도를 결정하는 구동 전압에 대한 단위 전압은 전압 드라이버(235)의 단위 전압과 동일하게 되고, 도 10에서 나타나듯이 V의 구동 전압을 인가하는 초기 사이클(CYCLE0)에서 제1 사이클(CYCLE1)로 갈 때 순차적으로 구동 전압을 높이고자 할 경우 바로 V+dv의 구동 전압을 인가할 수 밖에 없으며, 하나의 단계 만을 가질 수 있다.
그러나, 도 9에 도시된 구동 전압 인가 방법에 의할 경우, 오토 포커싱 해상도를 결정하는 구동 전압에 대한 단위 전압은 전압 드라이버(235)의 단위 전압의 1/6이 되고, 도 10에서 나타나듯이 V의 구동 전압을 인가하는 초기 사이클(CYCLE0)에서 제1 사이클(CYCLE1)로 갈 때 순차적으로 구동 전압을 높이고자 할 경우 바로 V+dv/6의 구동 전압을 인가할 수 있으며, V+dv의 구동 전압을 인가하는데 6개의 단계를 가질 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 방법은 6배의 오토 포커싱 해상도를 가질 수 있다.
본 명세서에서는 액체 렌즈의 제어를 위한 단위 사이클을 4개 또는 6개의 서브 사이클로 구분하는 경우에 대해서만 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않고, 단위 사이클이 8개, 10개의 서브 사이클로도 구분될 수 있다.
즉, 하나의 단위 사이클을 X(X는 2이상의 정수)개의 서브 사이클로 구분하여 하나의 구동 전극에 제2 전압이 인가되는 서브 사이클의 개수를 달리함으로써, 구동 전압에 대한 단위 전압은 전압 드라이버(235)의 단위 전압의 1/X이 될 수 있으며, 이로 인해 오토 포커싱 해상도는 X 배로 증가될 수 있다.
달리 말하면, 단위 사이클이 X 개의 서브 사이클로 구분되고, Y개의 서브 사이클에서 하나의 구동 전극에 제2 전압이 인가되면, 해당 단위 사이클에서의 구동 전압은 V+Y*dv/X 가 될 수 있다. 즉, 하나의 단위 사이클 내에서, 상기 X개의 서브 사이클 중 상기 제2 서브 사이클의 개수가 Y이면, 상기 단위 사이클에서의 평균 구동 전압은 다음의 수학식 3을 만족할 수 있다.
[수학식 3]
단위 사이클에서의 평균 구동 전압= 제1 전압 + (기 설정된 단위 구동 전압 * Y) / X
여기서, 기 설정된 단위구동전압은 제2전압으로부터 제1전압을 감산한 값일 수 있고, 전압 드라이버의 최소로 제어 가능한 단위구동전압을 의미할 수 있으나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않는다.
상기 수학식 3은 상기 수학식 4로 달리 표현될 수 있다.
[수학식 4]
단위 사이클에서의 평균 구동 전압 = (제1 전압 * (x-y) + 제2전압 * y) / x
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 구동 전압 인가 방법에 의하면, 전압 드라이버의 일정한 출력 전압 범위에서 구동 전압에 대한 단위 전압을 줄임으로써 오토 포커싱 해상도를 증가시킬 수 있다.
또한, 오토 포커싱 해상도를 증가시키면서도 전압 드라이버의 출력 전압 범위의 증가가 요구되지 않아 광학 기기의 전력 소모를 감소시킬 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.
전술한 액체 렌즈는 카메라 모듈에 포함될 수 있다. 카메라 모듈은 하우징에 실장되는 액체 렌즈 및 액체 렌즈의 전면 또는 후면에 배치될 수 있는 적어도 하나의 고체 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리, 렌즈 어셈블리를 통해 전달되는 광신호를 전기신호로 변환하는 이미지센서, 및 액체 렌즈에 구동 전압을 공급하기 위한 제어회로를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의한 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 전극부; 상기 전극부에 배치되고, 상기 비전도성 액체의 접촉을 차단하는 절연부; 및 상기 전극부에 인가되는 전압을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 전극부는, 전자기적 상호작용하여 상기 전도성 액체와 상기 비전도성 액체의 계면을 변화시키는 제1전극과 제2전극을 포함하고, 상기 제1전극은, 광축을 중심으로 시계 방향을 따라 순차적으로 배치되는 복수의 전극섹터를 포함하고, 상기 제어부는 상기 복수의 전극섹터에 대응하는 복수의 전극섹터와 공통전극 쌍인 구동 전극에 인가되는 전압을 시계방향 또는 반시계방향으로 로테이션 시키도록 제어할 수 있다.
이때, 상기 제어부는 상기 복수의 구동 전극 중 적어도 어느 하나의 구동 전극에 제1 전압을 인가하고, 나머지 구동 전극에 제1전압과 크기가 다른 제2전압을 인가할 수 있다.
다른 실시 예에 의한 카메라 모듈은, 캐비티(cavity)에 수용되어 경계면을 이루는 전도성 액체와 비전도성 액체; 및 상기 경계면을 제어하기 위한 제1 내지 제n(n은 2 이상의 정수) 구동 전극을 포함하며, 상기 제1 내지 제n 구동 전극 각각에 인가되는 제1 내지 제n 구동 전압은 상기 n개의 서브 사이클을 포함하는 사이클 단위로 제어되고, 상기 n개의 서브 사이클 각각에서 상기 제1 내지 제n 구동 전압 중 적어도 하나의 구동 전압은 제1 전압으로, m(m은 1이상 n-1 이하의 정수)개의 구동 전압은 제2 전압으로 각각 인가되고, 상기 제2 전압으로 인가되는 m개의 구동 전압은 로테이트될 수 있다.
상기 제2 전압은 상기 제1 전압과 상기 액체 렌즈에 구동 전압을 제공하는 전압 드라이버의 단위 전압을 합산한 전압일 수 있다.
상기 제1 내지 제n 구동 전압 중 어느 하나의 구동 전압은 상기 m개의 서브 사이클에서 상기 제2 전압으로 인가될 수 있다.
상기 n개의 서브 사이클 중 인접하는 서브 사이클에서 상기 제1 내지 제n 구동 전압 중 적어도 하나의 구동 전압은 변경될 수 있다.
상기 n개의 서브 사이클 각각에서 인가된 상기 제1 내지 제n 구동 전압의 총합은 일정하게 유지될 수 있다.
또 다른 실시 예에 의한 액체 렌즈의 구동 전압 인가 방법은, 제1 내지 제n(n은 2 이상의 정수) 구동 전극 각각에 제1 전압을 인가하는 단계; 상기 제1 내지 제n 구동 전극 중 m(m은 1이상 n-1 이하의 정수)개의 구동 전극에 제2 전압을 인가하고, 나머지 n-m개의 구동 전극에는 제1 전압을 인가하는 단계; 및 상기 제1 내지 제n 구동 전극 각각에 상기 제2 전압을 인가하는 단계를 포함하며, 상기 제1 내지 제n 구동 전극 중 m개의 구동 전극에 상기 제2 전압을 인가하고, 나머지 n-m개의 구동 전극에는 제1 전압을 인가하는 단계는, 상기 제2 전압으로 인가되는 m개의 구동 전압을 로테이트시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 전압은 상기 제1 전압과 상기 액체 렌즈에 구동 전압을 제공하는 전압 드라이버의 단위 전압을 합산한 전압일 수 있다.
상기 제1 내지 제n 구동 전압 중 m개의 구동 전압을 상기 제2 전압으로 인가하는 단계는, 상기 n개의 서브 사이클로 구성되고, 상기 n개의 서브 사이클 중 인접하는 서브 사이클에서 상기 제1 내지 제n 구동 전압 중 적어도 하나의 구동 전압은 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.
예를 들어, 전술한 액체렌즈를 포함하는 카메라 모듈을 포함한 광학 기기(Optical Device, Optical Instrument)를 구현할 수 있다. 여기서, 광학 기기는 광신호를 가공하거나 분석할 수 있는 장치를 포함할 수 있다. 광학 기기의 예로는 카메라/비디오 장치, 망원경 장치, 현미경 장치, 간섭계 장치, 광도계 장치, 편광계 장치, 분광계 장치, 반사계 장치, 오토콜리메이터 장치, 렌즈미터 장치 등이 있을 수 있으며, 액체 렌즈를 포함할 수 있는 광학 기기에 본 발명의 실시예를 적용할 수 있다. 또한, 광학 기기는 스마트폰, 노트북 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터 등의 휴대용 장치로 구현될 수 있다. 이러한 광학 기기는 카메라 모듈, 영상을 출력하는 디스플레이부, 카메라 모듈과 디스플레이부를 실장하는 본체 하우징을 포함할 수 있다. 광학기기는 본체 하우징에 타 기기와 통신할 수 있는 통신모듈이 실장될 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 메모리부를 더 포함할 수 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.
본 발명은 렌즈에 관한 것으로서, 액체 렌즈를 포함하는 카메라 모듈과 이를 포함하는 광학 기기에 적용될 수 있다.

Claims (10)

  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 전극부;
    상기 전극부에 배치되고, 상기 비전도성 액체의 접촉을 차단하는 절연부; 및
    상기 전극부에 인가되는 전압을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 전극부는,
    전자기적 상호작용하여 상기 전도성 액체와 상기 비전도성 액체의 계면을 변화시키는 제1전극과 제2전극을 포함하고,
    상기 제1전극은,
    광축을 중심으로 시계 방향을 따라 순차적으로 배치되는 복수의 전극섹터를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 복수의 전극섹터에 대응하는 복수의 전극섹터와 공통전극 쌍인 구동 전극에 인가되는 전압을 시계방향 또는 반시계방향으로 로테이션 시키도록 제어하는 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 복수의 구동 전극 중 적어도 어느 하나의 구동 전극에 제1 전압을 인가하고
    나머지 구동 전극에 제1전압과 크기가 다른 제2전압을 인가하는 카메라 모듈.
  3. 캐비티(cavity)에 수용되어 경계면을 이루는 전도성 액체와 비전도성 액체; 및
    상기 경계면을 제어하기 위한 제1 내지 제n(n은 2 이상의 정수) 구동 전극을 포함하며,
    상기 제1 내지 제n 구동 전극 각각에 인가되는 제1 내지 제n 구동 전압은 상기 n개의 서브 사이클을 포함하는 사이클 단위로 제어되고,
    상기 n개의 서브 사이클 각각에서 상기 제1 내지 제n 구동 전압 중 적어도 하나의 구동 전압은 제1 전압으로, m(m은 1이상 n-1 이하의 정수)개의 구동 전압은 제2 전압으로 각각 인가되고, 상기 제2 전압으로 인가되는 m개의 구동 전압은 로테이트되는 카메라 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 전압은 상기 제1 전압과 상기 액체 렌즈에 구동 전압을 제공하는 전압 드라이버의 단위 전압을 합산한 전압인 카메라 모듈.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 내지 제n 구동 전압 중 어느 하나의 구동 전압은 상기 m개의 서브 사이클에서 상기 제2 전압으로 인가되는 카메라 모듈.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 n개의 서브 사이클 중 인접하는 서브 사이클에서 상기 제1 내지 제n 구동 전압 중 적어도 하나의 구동 전압은 변경되는 카메라 모듈.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 n개의 서브 사이클 각각에서 인가된 상기 제1 내지 제n 구동 전압의 총합은 일정하게 유지되는 카메라 모듈.
  8. 제1 내지 제n(n은 2 이상의 정수) 구동 전극 각각에 제1 전압을 인가하는 단계;
    상기 제1 내지 제n 구동 전극 중 m(m은 1이상 n-1 이하의 정수)개의 구동 전극에 제2 전압을 인가하고, 나머지 n-m개의 구동 전극에는 제1 전압을 인가하는 단계; 및
    상기 제1 내지 제n 구동 전극 각각에 상기 제2 전압을 인가하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 내지 제n 구동 전극 중 m개의 구동 전극에 상기 제2 전압을 인가하고, 나머지 n-m개의 구동 전극에는 제1 전압을 인가하는 단계는, 상기 제2 전압으로 인가되는 m개의 구동 전압을 로테이트시키는 단계를 포함하는 액체 렌즈의 구동 전압 인가 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 전압은 상기 제1 전압과 상기 액체 렌즈에 구동 전압을 제공하는 전압 드라이버의 단위 전압을 합산한 전압인 액체 렌즈의 구동 전압 인가 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 내지 제n 구동 전압 중 m개의 구동 전압을 상기 제2 전압으로 인가하는 단계는, 상기 n개의 서브 사이클로 구성되고,
    상기 n개의 서브 사이클 중 인접하는 서브 사이클에서 상기 제1 내지 제n 구동 전압 중 적어도 하나의 구동 전압은 변경되는 액체 렌즈의 구동 전압 인가 방법.
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