WO2019177217A1 - 광학장치 및 이동 단말기 - Google Patents

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WO2019177217A1
WO2019177217A1 PCT/KR2018/012195 KR2018012195W WO2019177217A1 WO 2019177217 A1 WO2019177217 A1 WO 2019177217A1 KR 2018012195 W KR2018012195 W KR 2018012195W WO 2019177217 A1 WO2019177217 A1 WO 2019177217A1
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electrode
liquid
mobile terminal
voltage
electrode module
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김종필
우성민
이동진
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엘지전자 주식회사
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    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M2250/00—Details of telephonic subscriber devices
    • H04M2250/52—Details of telephonic subscriber devices including functional features of a camera

Definitions

  • the present invention relates to an optical device and a mobile terminal having the same.
  • Terminals may be divided into mobile / portable terminals and stationary terminals according to their mobility.
  • the mobile terminal may be further classified into a handheld terminal and a vehicle mounted terminal according to whether a user can directly carry it.
  • the functions of mobile terminals are diversifying. For example, data and voice communication, taking a picture and video with a camera, recording a voice, playing a music file through a speaker system, and outputting an image or video to a display unit.
  • Some terminals have an electronic game play function or a multimedia player function.
  • recent mobile terminals may receive multicast signals that provide visual content such as broadcasting, video, and television programs.
  • such a terminal is a multimedia player having a complex function such as taking a picture or a video, playing a music or video file, playing a game, or receiving a broadcast. Is being implemented.
  • a photographing function is one of the most important functions.
  • the performance of the camera is related to the performance of the entire mobile terminal, research on a camera capable of providing high quality images and miniaturization has been actively conducted. Recently, the camera function of the mobile terminal is approaching the level of replacing the digital camera, and the small camera module can be used in various devices.
  • an optical device that can be taken in various situations, such as a camera capable of compensating for hand shake, taking a night view, or taking a super close-up photographing.
  • An object of the present invention is to provide an optical device having a liquid lens capable of ultra-close-up photography.
  • the control unit provides a mobile terminal for adjusting the position of the protruding portion of the boundary surface by differently controlling at least a part of voltages applied to the plurality of
  • the plurality of electrode modules may be disposed along the circumference of the liquid lens and may include at least eight or more.
  • the controller may control the electrode module to protrude the boundary surface of the polar liquid at a position corresponding to the first region.
  • the controller may designate a position where a touch input is detected on the touch display as the first point.
  • the voltage applied to the electrode module may include a focus voltage V AF corresponding to a set focus and a compensation voltage ⁇ V to compensate for shaking of the mobile terminal.
  • the first region may include one of a plurality of divided regions of the preview image, and the electrode module may include at least two electrode modules corresponding to the divided regions.
  • the controller may include voltages of a plurality of first electrode modules including an electrode module corresponding to the first region and an electrode module corresponding to a region adjacent to the first region, spaced apart from each other in a diagonal direction of the first region.
  • the voltage may be controlled to be lower than the voltage of the second electrode module corresponding to the second region.
  • the first voltage coefficient A of the compensation voltage of the first electrode module may have a value greater than the second voltage coefficient C of the second electrode module.
  • the third voltage coefficient B of the third electrode module except for the first electrode module and the second electrode module may be smaller than the first voltage coefficient A and smaller than the second voltage coefficient C.
  • the center of curvature of the protrusion of the boundary surface after the first point is designated may be different from the center of curvature of the protrusion of the boundary surface before the first point is designated.
  • the controller When the controller detects a command for storing the preview image, the controller adjusts the voltage of the electrode module so that the position of the protrusion on the boundary surface is varied, acquires a plurality of preview images, and collects images corresponding to the protrusions of the respective images. You can control to save one image.
  • the side wall portion may have an inclined surface that is narrowed in the first glass direction.
  • the non-polar liquid may have a larger refractive index than the polar liquid.
  • FIG. 1A is a block diagram illustrating a mobile terminal related to the present invention.
  • 1B and 1C are conceptual views of one example of a mobile terminal, viewed from different directions.
  • FIG. 2 is a cross-sectional conceptual view related to the optical apparatus according to the present invention.
  • FIG. 3 is a view for explaining the electrowetting technique associated with the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional conceptual view of an electrowetting liquid lens according to the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional conceptual view illustrating voltages applied to the electrowetting liquid lens of FIG. 4.
  • 6A is a cross-sectional conceptual view along the line AA ′ of FIG. 5C.
  • FIG. 6B is a cross-sectional conceptual view along the line B-B 'in FIG. 5C.
  • Fig. 7 is an example of a drive block diagram of an optical device with an electrowetting liquid lens according to the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing an optical device related to the present invention.
  • FIG. 9 is a view showing an electrode module of the optical device according to the present invention.
  • FIG. 10 is a view for explaining the driving of the optical apparatus according to the present invention.
  • FIG. 11 illustrates a preview image output on a touch display of a mobile terminal according to the present invention.
  • FIGS. 12 to 15 are views for explaining a method of controlling a liquid lens of a mobile terminal according to the present invention.
  • the mobile terminal described herein includes a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant, a portable multimedia player, a navigation, a slate PC , Tablet PCs, ultrabooks, wearable devices, such as smartwatches, glass glasses, head mounted displays, and the like. have.
  • FIG. 1A is a block diagram illustrating a mobile terminal according to the present invention
  • FIGS. 1B and 1C are conceptual views of one example of the mobile terminal, viewed from different directions.
  • the mobile terminal 100 includes a wireless communication unit 110, an input unit 120, a sensing unit 140, an output unit 150, an interface unit 160, a memory 170, a controller 180, and a power supply unit 190. ) May be included.
  • the components shown in FIG. 1A are not essential to implementing a mobile terminal, so that the mobile terminal described herein may have more or fewer components than those listed above.
  • the wireless communication unit 110 of the components, between the mobile terminal 100 and the wireless communication system, between the mobile terminal 100 and another mobile terminal 100, or the mobile terminal 100 and the external server It may include one or more modules that enable wireless communication therebetween.
  • the wireless communication unit 110 may include one or more modules for connecting the mobile terminal 100 to one or more networks.
  • the wireless communication unit 110 may include at least one of the broadcast receiving module 111, the mobile communication module 112, the wireless internet module 113, the short range communication module 114, and the location information module 115. .
  • the input unit 120 may include a camera 121 or an image input unit for inputting an image signal, a microphone 122 for inputting an audio signal, an audio input unit, or a user input unit 123 for receiving information from a user. , Touch keys, mechanical keys, and the like.
  • the voice data or the image data collected by the input unit 120 may be analyzed and processed as a control command of the user.
  • the sensing unit 140 may include one or more sensors for sensing at least one of information in the mobile terminal, surrounding environment information surrounding the mobile terminal, and user information.
  • the sensing unit 140 may include a proximity sensor 141, an illumination sensor 142, an illumination sensor, a touch sensor, an acceleration sensor, a magnetic sensor, and gravity.
  • Optical sensors e.g. cameras 121), microphones (see 122), battery gauges, environmental sensors (e.g.
  • the mobile terminal disclosed herein may use a combination of information sensed by at least two or more of these sensors.
  • the output unit 150 is used to generate an output related to sight, hearing, or tactile sense, and includes at least one of a display unit 151, an audio output unit 152, a hap tip module 153, and an optical output unit 154. can do.
  • the display unit 151 forms a layer structure with or is integrally formed with the touch sensor, thereby implementing a touch screen.
  • the touch screen may function as a user input unit 123 that provides an input interface between the mobile terminal 100 and the user, and may also provide an output interface between the mobile terminal 100 and the user.
  • the interface unit 160 serves as a path to various types of external devices connected to the mobile terminal 100.
  • the interface unit 160 connects a device equipped with a wired / wireless headset port, an external charger port, a wired / wireless data port, a memory card port, and an identification module. It may include at least one of a port, an audio input / output (I / O) port, a video input / output (I / O) port, and an earphone port.
  • I / O audio input / output
  • I / O video input / output
  • earphone port an earphone port
  • the memory 170 stores data supporting various functions of the mobile terminal 100.
  • the memory 170 may store a plurality of application programs or applications driven in the mobile terminal 100, data for operating the mobile terminal 100, and instructions. At least some of these applications may be downloaded from an external server via wireless communication.
  • at least some of these application programs may exist on the mobile terminal 100 from the time of shipment for basic functions of the mobile terminal 100 (for example, a call forwarding, a calling function, a message receiving, and a calling function).
  • the application program may be stored in the memory 170 and installed on the mobile terminal 100 to be driven by the controller 180 to perform an operation (or function) of the mobile terminal.
  • the controller 180 In addition to the operation related to the application program, the controller 180 typically controls the overall operation of the mobile terminal 100.
  • the controller 180 may provide or process information or a function appropriate to a user by processing signals, data, information, and the like, which are input or output through the above-described components, or by driving an application program stored in the memory 170.
  • controller 180 may control at least some of the components described with reference to FIG. 1A in order to drive an application program stored in the memory 170. Furthermore, the controller 180 may operate by combining at least two or more of the components included in the mobile terminal 100 to drive the application program.
  • the power supply unit 190 receives power from an external power source and an internal power source under the control of the controller 180 to supply power to each component included in the mobile terminal 100.
  • the power supply unit 190 includes a battery, which may be a built-in battery or a replaceable battery.
  • At least some of the components may operate in cooperation with each other to implement an operation, control, or control method of the mobile terminal according to various embodiments described below.
  • the operation, control, or control method of the mobile terminal may be implemented on the mobile terminal by driving at least one application program stored in the memory 170.
  • the disclosed mobile terminal 100 includes a terminal body in the form of a bar.
  • the present invention is not limited thereto, and the present invention can be applied to various structures such as a watch type, a clip type, a glass type, or a folder type, a flip type, a slide type, a swing type, a swivel type, and two or more bodies which are coupled to be movable relative to each other.
  • a description of a particular type of mobile terminal may generally apply to other types of mobile terminals.
  • the terminal body may be understood as a concept of referring to the mobile terminal 100 as at least one aggregate.
  • the mobile terminal 100 includes a case (eg, a frame, a housing, a cover, etc.) forming an external appearance. As shown, the mobile terminal 100 may include a front case 101 and a rear case 102. Various electronic components are disposed in the internal space formed by the combination of the front case 101 and the rear case 102. At least one middle case may be additionally disposed between the front case 101 and the rear case 102.
  • a case eg, a frame, a housing, a cover, etc.
  • the mobile terminal 100 may include a front case 101 and a rear case 102.
  • Various electronic components are disposed in the internal space formed by the combination of the front case 101 and the rear case 102.
  • At least one middle case may be additionally disposed between the front case 101 and the rear case 102.
  • the display unit 151 may be disposed in front of the terminal body to output information. As shown, the window 151a of the display unit 151 may be mounted to the front case 101 to form a front surface of the terminal body together with the front case 101.
  • an electronic component may be mounted on the rear case 102.
  • Electronic components attachable to the rear case 102 include a removable battery, an identification module, a memory card, and the like.
  • the rear cover 102 may be detachably coupled to the rear case 102 to cover the mounted electronic component. Therefore, when the rear cover 103 is separated from the rear case 102, the electronic components mounted on the rear case 102 are exposed to the outside.
  • the rear cover 103 when the rear cover 103 is coupled to the rear case 102, a portion of the side surface of the rear case 102 may be exposed. In some cases, the rear case 102 may be completely covered by the rear cover 103 during the coupling. On the other hand, the rear cover 103 may be provided with an opening for exposing the camera 121b or the sound output unit 152b to the outside.
  • the cases 101, 102, and 103 may be formed by injecting a synthetic resin, or may be formed of a metal, for example, stainless steel (STS), aluminum (Al), titanium (Ti), or the like.
  • STS stainless steel
  • Al aluminum
  • Ti titanium
  • the mobile terminal 100 may be configured such that one case may provide the internal space, unlike the above example in which a plurality of cases provide an internal space for accommodating various electronic components.
  • the mobile terminal 100 of the unibody that the synthetic resin or metal from the side to the rear may be implemented.
  • the mobile terminal 100 may be provided with a waterproof portion (not shown) to prevent water from seeping into the terminal body.
  • the waterproof portion is provided between the window 151a and the front case 101, between the front case 101 and the rear case 102 or between the rear case 102 and the rear cover 103, and a combination thereof. It may include a waterproof member for sealing the inner space.
  • the mobile terminal 100 includes a display unit 151, first and second sound output units 152a and 152b, a proximity sensor 141, an illuminance sensor 142, an optical output unit 154, and first and second units.
  • the cameras 121a and 121b, the first and second manipulation units 123a and 123b, the microphone 122, the interface unit 160, and the like may be provided.
  • the display unit 151, the first sound output unit 152a, the proximity sensor 141, the illuminance sensor 142, and the light output unit may be disposed on the front surface of the terminal body.
  • the first camera 121a and the first operation unit 123a are disposed, and the second operation unit 123b, the microphone 122, and the interface unit 160 are disposed on the side of the terminal body, and the terminal body.
  • the mobile terminal 100 in which the second sound output unit 152b and the second camera 121b are disposed on the rear surface of the mobile terminal 100 will be described as an example.
  • first manipulation unit 123a may not be provided on the front surface of the terminal body, and the second sound output unit 152b may be provided on the side of the terminal body instead of the rear surface of the terminal body.
  • the display unit 151 displays (outputs) information processed by the mobile terminal 100.
  • the display unit 151 may display execution screen information of an application program driven in the mobile terminal 100 or user interface (UI) and graphical user interface (GUI) information according to the execution screen information. .
  • UI user interface
  • GUI graphical user interface
  • the display unit 151 may include a liquid crystal display (LCD), a thin film transistor-liquid crystal display (TFT LCD), an organic light-emitting diode (OLED), and a flexible display (flexible display). display, a 3D display, or an e-ink display.
  • LCD liquid crystal display
  • TFT LCD thin film transistor-liquid crystal display
  • OLED organic light-emitting diode
  • flexible display flexible display
  • display a 3D display, or an e-ink display.
  • two or more display units 151 may exist according to an implementation form of the mobile terminal 100.
  • the plurality of display units may be spaced apart or integrally disposed on one surface of the mobile terminal 100, or may be disposed on different surfaces.
  • the display unit 151 may include a touch sensor that senses a touch on the display unit 151 so as to receive a control command by a touch method.
  • the touch sensor may sense the touch, and the controller 180 may generate a control command corresponding to the touch based on the touch sensor.
  • the content input by the touch method may be letters or numbers or menu items that can be indicated or designated in various modes.
  • the touch sensor is formed of a film having a touch pattern and disposed between the window 151a and the display (not shown) on the rear surface of the window 151a or directly patterned on the rear surface of the window 151a. It can also be Alternatively, the touch sensor may be integrally formed with the display. For example, the touch sensor may be disposed on a substrate of the display or provided in the display.
  • the display unit 151 may form a touch screen together with the touch sensor.
  • the touch screen may function as the user input unit 123 (see FIG. 1A).
  • the touch screen may replace at least some functions of the first manipulation unit 123a.
  • the first sound output unit 152a may be implemented as a receiver for transmitting a call sound to the user's ear, and the second sound output unit 152b may be a loud speaker for outputting various alarm sounds or multimedia reproduction sounds. It can be implemented in the form of).
  • a sound hole for emitting sound generated from the first sound output unit 152a may be formed in the window 151a of the display unit 151.
  • the present invention is not limited thereto, and the sound may be configured to be emitted along an assembly gap between the structures (for example, a gap between the window 151a and the front case 101).
  • an externally formed hole may be invisible or hidden for sound output, thereby simplifying the appearance of the mobile terminal 100.
  • the light output unit 154 is configured to output light for notifying when an event occurs. Examples of the event may include message reception, call signal reception, missed call, alarm, schedule notification, email reception, information reception through an application, and the like.
  • the controller 180 may control the light output unit 154 to end the light output.
  • the first camera 121a processes an image frame of a still image or a moving image obtained by the image sensor in a shooting mode or a video call mode.
  • the processed image frame may be displayed on the display unit 151 and stored in the memory 170.
  • the first and second manipulation units 123a and 123b may be collectively referred to as a manipulating portion as an example of the user input unit 123 operated to receive a command for controlling the operation of the mobile terminal 100. have.
  • the first and second manipulation units 123a and 123b may be adopted in any manner as long as the user is tactile manner such as touch, push, scroll, and the like while the user is tactile.
  • the first and second manipulation units 123a and 123b may be employed in such a manner that the first and second manipulation units 123a and 123b are operated without a tactile feeling by the user through proximity touch, hovering touch, or the like.
  • the first operation unit 123a is illustrated as being a touch key, but the present invention is not limited thereto.
  • the first manipulation unit 123a may be a mechanical key or a combination of a touch key and a push key.
  • the contents input by the first and second manipulation units 123a and 123b may be variously set.
  • the first operation unit 123a receives a command such as a menu, a home key, a cancellation, a search, etc.
  • the second operation unit 123b is output from the first or second sound output units 152a and 152b.
  • the user may receive a command such as adjusting the volume of the sound and switching to the touch recognition mode of the display unit 151.
  • a rear input unit (not shown) may be provided on the rear surface of the terminal body.
  • the rear input unit is manipulated to receive a command for controlling the operation of the mobile terminal 100, and the input contents may be variously set. For example, commands such as power on / off, start, end, scroll, etc., control of the volume of sound output from the first and second sound output units 152a and 152b, and the touch recognition mode of the display unit 151. Commands such as switching can be received.
  • the rear input unit may be implemented in a form capable of input by touch input, push input, or a combination thereof.
  • the rear input unit may be disposed to overlap the front display unit 151 in the thickness direction of the terminal body.
  • the rear input unit may be disposed at the rear upper end of the terminal body so that the user can easily manipulate the index body when the user grips the terminal body with one hand.
  • the present invention is not necessarily limited thereto, and the position of the rear input unit may be changed.
  • the rear input unit when the rear input unit is provided at the rear of the terminal body, a new type user interface using the same may be implemented.
  • the touch screen or the rear input unit described above replaces at least some functions of the first operation unit 123a provided in the front of the terminal body, the first operation unit 123a is not disposed on the front of the terminal body.
  • the display unit 151 may be configured with a larger screen.
  • the mobile terminal 100 may be provided with a fingerprint recognition sensor for recognizing a user's fingerprint, and the controller 180 may use fingerprint information detected through the fingerprint recognition sensor as an authentication means.
  • the fingerprint recognition sensor may be embedded in the display unit 151 or the user input unit 123.
  • the microphone 122 is configured to receive a user's voice, other sounds, and the like.
  • the microphone 122 may be provided at a plurality of locations and configured to receive stereo sound.
  • the interface unit 160 serves as a path for connecting the mobile terminal 100 to an external device.
  • the interface unit 160 may be connected to another device (eg, an earphone or an external speaker), a port for short-range communication (for example, an infrared port (IrDA Port), or a Bluetooth port (Bluetooth). Port), a wireless LAN port, or the like, or a power supply terminal for supplying power to the mobile terminal 100.
  • the interface unit 160 may be implemented in the form of a socket for receiving an external card such as a subscriber identification module (SIM) or a user identity module (UIM), a memory card for storing information.
  • SIM subscriber identification module
  • UIM user identity module
  • the second camera 121b may be disposed on the rear surface of the terminal body. In this case, the second camera 121b has a photographing direction substantially opposite to that of the first camera 121a.
  • the second camera 121b may include a plurality of lenses arranged along at least one line.
  • the plurality of lenses may be arranged in a matrix format.
  • Such a camera may be referred to as an 'array camera'.
  • the second camera 121b is configured as an array camera, images may be photographed in various ways using a plurality of lenses, and images of better quality may be obtained.
  • the flash 124 may be disposed adjacent to the second camera 121b.
  • the flash 124 shines light toward the subject when the subject is photographed by the second camera 121b.
  • the second sound output unit 152b may be additionally disposed on the terminal body.
  • the second sound output unit 152b may implement a stereo function together with the first sound output unit 152a and may be used to implement a speakerphone mode during a call.
  • the terminal body may be provided with at least one antenna for wireless communication.
  • the antenna may be built in the terminal body or formed in the case.
  • an antenna that forms part of the broadcast receiving module 111 (refer to FIG. 1A) may be configured to be pulled out from the terminal body.
  • the antenna may be formed in a film type and attached to the inner side of the rear cover 103, or may be configured such that a case including a conductive material functions as an antenna.
  • the terminal body is provided with a power supply unit 190 (see FIG. 1A) for supplying power to the mobile terminal 100.
  • the power supply unit 190 may include a battery 191 embedded in the terminal body or detachably configured from the outside of the terminal body.
  • the battery 191 may be configured to receive power through a power cable connected to the interface unit 160.
  • the battery 191 may be configured to enable wireless charging through a wireless charger.
  • the wireless charging may be implemented by a magnetic induction method or a resonance method (magnetic resonance method).
  • the rear cover 103 is coupled to the rear case 102 to cover the battery 191 to limit the detachment of the battery 191 and to protect the battery 191 from external shock and foreign matter.
  • the rear cover 103 may be detachably coupled to the rear case 102.
  • An accessory may be added to the mobile terminal 100 to protect the appearance or to assist or expand the function of the mobile terminal 100.
  • An example of such an accessory may be a cover or pouch that covers or accommodates at least one surface of the mobile terminal 100.
  • the cover or pouch may be configured to be linked with the display unit 151 to expand the function of the mobile terminal 100.
  • Another example of the accessory may be a touch pen for assisting or extending a touch input to a touch screen.
  • FIG. 2 is a cross-sectional conceptual view of an optical device 200 related to the present invention.
  • the optical device 200 of FIG. 2 is an example of the camera 121 included in the mobile terminal 100 in FIG. 1A.
  • the optical device 200 may include an aperture 211, a lens 220, and an image sensor 230.
  • Light reflected or emitted from the subject 1 is refracted through at least one lens 220.
  • Light refracted through the lens 220 reaches the image sensor 230.
  • the aperture 211 is positioned at one point before the lens 220 on the optical path to adjust the amount of light reaching the lens 220 and the image sensor 230.
  • the image sensor 230 may include an RGB filter 231 for sensing RGB and a sensor array 232 for converting an optical signal into an optical signal.
  • the image sensor 230 may include masks for detecting the phase difference at the top or the bottom of the RGB filter 231.
  • the image processor may generate an RGB image based on the electrical signal obtained from the image sensor 230 (not shown).
  • a plurality of lenses 220 may be provided, and shapes of glass lenses or plastic lenses may be fixed.
  • the lens 220 such as a glass lens or a plastic lens
  • the refractive index does not change
  • many limitations are brought about in performing a function such as auto focusing or image shake correction.
  • the at least one lens 220 may be a liquid lens having a variable shape.
  • the liquid lens may be classified into an electrowetting liquid lens that is deformed using electrical interaction with a membrane liquid lens that is deformed by external physical pressure.
  • Electrowetting liquid lenses may be advantageous in controlling the degree of refraction of the liquid lens over membrane liquid lenses that modify external physical pressurization in terms of utilizing electrical interaction.
  • FIG. 3 is a view for explaining the electrowetting technique associated with the present invention.
  • (a) illustrates a case where a polar liquid such as water is positioned on a substrate on which an insulating layer is stacked on a metal. Water droplets are rounded together like a dotted line A by surface tension. When electricity is flowed by connecting electrodes to the water droplets and the metal, respectively, electric current flows in the water droplets, causing attraction between the water and the substrate to form a gentle curve as shown by the solid line B and spreading on the substrate.
  • the electrowetting technology may be used to implement a liquid lens having a variable curvature.
  • Conventional glass lenses used a method of changing the position of the lens to adjust the focal length, but the liquid lens can adjust the focus by changing the curvature of the liquid by adjusting the voltage so that the focus can be adjusted without changing the position of the lens. Can be adjusted. It can be implemented in a smaller space than the conventional glass lens and the glass lens has a limitation that can not change the shape, but the liquid lens has the advantage that can be more diverse control because the shape change free.
  • a liquid lens having a polar liquid (water) and a nonpolar liquid (oil) filled in a container including a substrate on which a conductive object and an insulating layer are stacked may be implemented.
  • the interface between the polar liquid and the nonpolar liquid having different refractive indices becomes the spherical surface of the lens, and the shape of the interface can be controlled by adjusting the voltage applied to the polar solution and the metal.
  • the embodiment of FIG. 3B can change the interface between the polar liquid and the nonpolar liquid within a limited space than that of FIG.
  • the polar liquid and the nonpolar solution are not mixed, but form an interface as shown in FIG.
  • the hydrophilicity of the substrate is increased, and the interface between the polar liquid and the nonpolar liquid changes in the direction of increasing the area in contact with the polar liquid.
  • the interface changes from a gentle shape like a dotted line A to a round shape like a solid line B.
  • a convex lens can be implemented using a nonpolar liquid having a larger refractive index than that of the polar liquid, and a concave lens can be implemented when the polar liquid has a larger refractive index.
  • FIG. 4 is a cross-sectional conceptual view of an electrowetting liquid lens 400 according to the present invention.
  • Electro wetting liquid lens 400 generates a potential difference to modify the shape of the liquid lens by modifying the electronic arrangement of the material.
  • the electrowetting liquid lens 400 includes an upper electrode 411 and a lower electrode 412.
  • At least one of the upper electrode 411 and the lower electrode 412 411 and 412 may include a plurality of terminals.
  • the lower electrode 412 may be provided with a plurality of terminals with respect to the cross section of the liquid lens. Details will be described later.
  • the electron arrangement of the conductive solution 413 is changed.
  • the conductive solution 413 is changed in shape by the interaction between electrons.
  • the liquid 414 may have a relatively specific refractive surface due to the shape deformation of the conductive solution 413 and may serve as a lens that refracts light in the electrowetting liquid lens 400.
  • the refractive index, the focal length, the refractive direction, or the like is deformed.
  • the shape of the upper electrode 411 and the lower electrode 412 affects the shape of the conductive solution 413 and the liquid 414.
  • the edge side of the liquid 414 has the largest The force causes the shape of the liquid 414 to bend like a lens shape.
  • the non-conductive layer 415 is provided on the upper surface of the lower electrode 412 to prevent a current from flowing directly between the conductive solution 413 and the lower electrode 412.
  • FIG. 5 is a cross-sectional conceptual view illustrating voltages applied to the electrowetting liquid lens 400 of FIG. 4.
  • the shape of the liquid 414 is changed according to the potential difference between the upper electrode 411 and the lower electrode 412.
  • FIG. 5 (b) and 5 (c) in FIG. 5 (a) mean that the potential difference between the upper electrode 411 and the lower electrode 412 is increased in sequence.
  • the liquid lens 414 changes in shape to have the characteristics of the convex lens in the concave lens.
  • the diopter of the electrowetting liquid lens 400 increases. This means that the lens curvature becomes smaller as the potential difference becomes larger when the liquid 414 is in the concave lens state, and the lens curvature becomes larger as the potential difference becomes larger when in the state of the convex lens.
  • the liquid lens 414 illustrates a symmetric curved surface or a plane, but is not limited thereto and may have an asymmetric curved surface.
  • the traveling direction of the light may deviate from the central axis.
  • the curvature or diopter of the electrowetting liquid lens 400 may vary depending on not only the potential difference but also the pulse width applied to each of the electrodes 411 and 412 or the difference in timing of applying each pulse.
  • 6A is a cross-sectional conceptual view along the line AA ′ of FIG. 5C.
  • the lower electrode 412 may include a plurality of electrodes 412a, 412b, 412c, and 412d, and the plurality of electrodes may be sequentially arranged along the outer circumferential surface of the conductive solution 413 or the liquid 414. That is, the plurality of electrodes 412a, 412b, 412c, and 412d may be sequentially arranged along a tube shape having a hollow.
  • the plurality of electrodes 412a, 412b, 412c, and 412d may apply different voltages, which means that the shape of the liquid lens may be variously changed according to the above-described principle.
  • different potentials are applied to the plurality of electrodes 412a, 412b, 412c, and 412d so that a high potential difference is formed at a position where the boundary of the liquid 414 is low, and a liquid 414 is located at a low potential difference. The boundary of is formed at high position.
  • the nonconductive layer 415 may also be provided as many as the number of the lower electrodes 412.
  • FIG. 6B is a cross-sectional conceptual view along the line B-B 'in FIG. 5C.
  • the upper electrode 411 may be provided as a single electrode that is not distinguished from the lower electrode 412.
  • the lower electrode 412 serves as a counterpart of the plurality of lower electrodes 412a, 412b, 412c, and 412d forming different potential differences.
  • FIG. 7 is an example of a drive block diagram of an optical device 200 with an electrowetting liquid lens 400 associated with the present invention.
  • the optical apparatus 200 includes a lens curvature varying apparatus 500 for varying the curvature of the electrowetting liquid lens 400 and an image sensor for converting light from the electrowetting liquid lens 400 into an electrical signal ( 530 and an image processor 540 that performs image processing based on an electrical signal from the image sensor 530.
  • the optical device 200 may further include a gyro sensor 550.
  • the image processor 540 may output focus information of the image, and the gyro sensor 915 may output shake information OIS.
  • the lens curvature mask apparatus 500 may include a lens controller 510, a diopter driver 520, and a power supply unit 560.
  • the lens controller 510 sets the diopter value of the target electrowetting liquid lens 400 based on the focus information received from the image processor 540, and specifies the voltage value or pulse width corresponding thereto to determine the diopter value.
  • the driver 520 may be configured to apply a voltage to the electrowetting liquid lens 400.
  • the lens controller 510 outputs a pulse width variable signal V in response to a target diopter value, and the diopter composition 520 varies the pulse width.
  • the voltage may be output to the lower electrode and the upper electrode of the electrowetting liquid lens 400 using the signal V and the voltage Vx of the power supply unit 560.
  • the method of applying a voltage corresponding to the diopter of the target electrowetting liquid lens 400 may be defined as an open loop system. In this case, it is impossible to sense whether the desired diopter value is reached. have.
  • the lens curvature variable apparatus 500 of FIG. 7 in order to prevent shaking, when the curvature of the electrowetting liquid lens 400 is required, curvature is not sensed, and thus, the curvature of the variable curvature may be difficult. .
  • the optical device of the present invention includes an image sensor 230 and a liquid lens 400.
  • the image sensor 230 converts optical information into digital information, and may use a micro semiconductor such as a metal oxide semiconductor (MOS) or a charge coupled device (CCD).
  • MOS metal oxide semiconductor
  • CCD charge coupled device
  • the lens is positioned in front of the image sensor 230 to form an accurate image on the image sensor 230, and the present invention uses the liquid lens 400.
  • the liquid lens 400 of the present invention includes a polar liquid 413 and a non-polar liquid 414 filled in a receiving portion formed of a side wall portion, a first glass layer 416, and a second glass layer 417.
  • the polar liquid 413 and the nonpolar liquid 414 are divided into layers without mixing.
  • the pair of electrodes 411 and 412 may be positioned on the left and right sidewalls, and the upper electrode 411 is covered with the insulating layer 415, so that the pair of electrodes 411 and 412 are not directly in contact with the polar liquid 413 or the nonpolar liquid 414, but The electrode 412 is in contact with the polar liquid 413.
  • the sidewall of the present invention may have a tapered inclined surface whose position corresponding to the lower electrode 412 and the insulating layer 415 is narrowed toward the image sensor 230.
  • a side wall portion having an inclined surface can be used, and the curvature of the boundary surface can be easily adjusted when the side wall portion has an inclined surface in comparison with the vertical direction. It is possible to increase the contact area between the polar liquid 413 and the insulating layer 415 through the inclined surface, so that the curvature of the interface between the polar liquid 413 and the nonpolar liquid 414 can be easily changed.
  • the present invention provides a curved surface formed by the interface between the polar liquid 413 and the nonpolar liquid 414. It provides a liquid lens 400 that can change the optical axis to form.
  • FIG. 9 is a view showing an electrode module 420 of the optical device 200 of the present invention. It may include a plurality of electrode modules (421 ⁇ 428) disposed along the circumference to change the optical axis of the liquid lens 400. Each of the electrode modules 421 to 428 includes an upper electrode 411 and a lower electrode 412 respectively connected to the cathode and the anode of the power supply unit 190.
  • each electrode module 420 is disposed at equal intervals, but the intervals of the electrode modules 420 may not be constant. Although eight electrode modules 420 are included in the drawing, the number of electrode modules 420 may be more than that.
  • each electrode module 420 is positioned on the sidewall portion having the inclined surface, and a portion corresponding to the first glass is opened.
  • each electrode module 420 is referred to as a first node 421 to an eighth node 228 in a clockwise direction.
  • the voltages V 1 to V 8 applied to each electrode module 420 are The same voltage V AF may be applied ( ⁇ V 1 to ⁇ V 8 are 0). As the magnitude of the voltage increases, the boundary surface of the liquid lens 400 becomes more convex and the focal length becomes shorter.
  • the present invention is characterized in that to change the optical axis of the light flowing through the liquid lens 400 using a plurality of electrode modules 420.
  • the optical axis is the path of light that forms the center of the image and corresponds to the focal position.
  • the shape of the interface between the polar solution and the nonpolar solution may be changed by varying the voltage applied to each of the electrode modules 421 to 428.
  • the voltage applied to each electrode module may change the shape of the liquid lens interface by adjusting the compensation voltages ⁇ V 1 to ⁇ V 8 , which are added or subtracted based on the reference voltage V AF when the optical axis is in the center.
  • FIG. 10 is a view for explaining the driving of the camera according to the present invention in order to change the shape of the lens corresponding to the shaking of the mobile terminal 100 to compensate for the shake when the mobile terminal 100 is shaken to obtain a clear image
  • the mobile terminal 100 of the present invention can adjust ⁇ V 1 to ⁇ V 8 .
  • This technique is called optical image stabilization (OIS).
  • OIS optical image stabilization
  • the lens is optically shifted (lens shift) or electronically corrected by image shift (image shift) recognized by the image sensor 230, but the present invention can adjust the shape of the interface of the liquid lens 400.
  • the boundary surface of the liquid lens should be inclined in the direction of compensating for the shaking of the mobile terminal.
  • the compensation voltage of the electrode module 420 positioned diagonally with respect to the center may have a complementary voltage.
  • ⁇ V 1 diagonal ⁇ V 5 which is located in the direction of the can have a negative value for ⁇ V 1
  • ⁇ ⁇ V 7 which is located in the diagonal direction of the V 3 will have a negative value for ⁇ V 3 Can be.
  • the movement of the mobile terminal 100 may be divided into the x-axis component ⁇ x and the y-axis component ⁇ y.
  • the first region (zone 1) is positioned.
  • the first node 421 and the eighth node 428 are located in the second quadrant, have - ⁇ x components and + ⁇ y components, and the second node 422 and the third node 423 located in zone2 are the first quadrant. It is located at and has + ⁇ x component and + ⁇ y component.
  • the fourth node 424 and the fifth node 425 located in the third zone (zone 3) are located in the fourth quadrant, have + ⁇ x components and - ⁇ y components, and are located in the fourth zone (zone 4).
  • the sixth node 426 and the seventh node 427 are located in the third quadrant and have a - ⁇ x component and a - ⁇ y component.
  • the first node 421 and the eighth node 228 located in the first region zone 1 may add a K ( ⁇ x + ⁇ y) value to the voltage value V AF set at the corresponding focal length.
  • K may be determined by factors such as a curvature of the liquid lens 400 and a distance between the image sensor 230 and the liquid lens 400 as a compensation voltage coefficient.
  • the fourth node 224 and the fifth node 425 in the third area (zone 3) diagonally located in the first area (zone 1) have a K ( ⁇ x- ⁇ y) value in addition to the reference voltage V AF .
  • Can be added. That is, the voltage of each electrode module 420 may be adjusted such that ⁇ V 4, 5 ⁇ V 8, 1 .
  • Voltage ( ⁇ V 2, 3) applied to the electrode module 420 in the second region (zone 2) is also applied to the voltage ( ⁇ V 6 , 7 ) applied to the electrode module 420 in the fourth region (zone 4). It can have a negative value.
  • the liquid lens 400 compensates for the shaking of the mobile terminal, thereby obtaining a clear image from the image sensor 230.
  • FIG. 11 is a view illustrating a preview image output to the touch display 151 of the mobile terminal 100 according to the present invention.
  • the center part is well focused, but as it goes outwards, distortion appears, making it difficult to focus and blurring.
  • the corner portions are out of focus because they are far from the center of focus.
  • the preview image output to the touch display 151 may be divided into four zones so as to correspond to the first to fourth regions of the liquid lens 400.
  • the electrode of FIG. 9 is a view viewed from the front of the liquid lens 400, and a portion corresponding to the first region of the liquid lens 400 is a region of the upper right corner, that is, the region of the first quadrant. .
  • a portion corresponding to the second region of the liquid lens 400 is an upper left region of the preview image
  • a portion corresponding to a third region of the liquid lens 400 is an lower right region of the preview image
  • a liquid lens 400 A portion corresponding to the fourth region of the region becomes an upper left region of the preview image.
  • the optical axis of the liquid lens 400 is moved to focus on the corresponding area.
  • the image corresponding to the selected area can be obtained without moving the mobile terminal 100.
  • the optical axis may be moved by increasing the voltage of the electrode module 420 adjacent to the corresponding area and lowering the voltage of the spaced apart portion.
  • the position of the optical axis may be adjusted by varying the voltage coefficients A, B, and C of the compensation voltage ⁇ V to compensate the voltage of each electrode module 420.
  • the voltage applied to the adjacent electrode module 420 where the optical axis is positioned to move the optical axis while the curvature near the optical axis of the liquid lens 400 shown in FIG. 8B is maintained may be controlled to be uniform.
  • FIG. 12 to 15 are views for explaining a method of controlling the liquid lens 400 of the mobile terminal 100 according to the present invention.
  • FIG. 7 illustrates a voltage applied to each electrode module 420 when the first region is selected
  • FIG. 8 illustrates a voltage applied to each electrode module 420 when the second region is selected
  • 9 illustrates a voltage applied to each electrode module 420 when the third region is selected
  • FIG. 10 illustrates a voltage applied to each electrode module 420 when the fourth region is selected.
  • a method of selecting a position to be focused may use a voice recognition method or a method in which a user touches the touch display 151.
  • the mobile terminal 100 may be shaken by the shaking of the user, or the mobile terminal 100 may be shaken when the user touches and selects an area to move the optical axis of the liquid lens 400.
  • the problem of shaking the focus occurs even in the case of minute vibration, and it is necessary to correct it so that a clear image can be obtained.
  • the compensation factor K ( ⁇ ⁇ x ⁇ ⁇ y) for compensating for the movement of the mobile terminal 100 by ⁇ in FIG. 10 is calculated in the formula of voltage applied to each electrode module 420. )). That is, the focal shift of the present invention is performed at the same time shake correction.
  • compensation voltages ⁇ V 1 of voltages applied to four electrode modules 421, 422, 427, and 428 adjacent to a selected region (first region) are included.
  • ⁇ V 2, ⁇ V 7, ⁇ V 8 may be calculated by multiplying the largest voltage coefficient A, and the compensation voltage of the voltage applied to the two electrode modules 424 and 425 spaced apart from the first region.
  • ( ⁇ V 4 , ⁇ V 5 ) can be calculated by multiplying the smallest voltage coefficient (C).
  • the compensation voltages ⁇ V 3 , ⁇ V 6 of the voltages applied to the remaining electrode modules 420 (423, 226) may be calculated by multiplying the voltage coefficient B smaller than A and larger than C.
  • the compensation voltages ⁇ V 1 to 8 are calculated by weighting the electrode modules 421, 422, 423, and 224 adjacent to the second region of FIG. 13, and FIG. 14 illustrates electrode modules 425 and 426 adjacent to the third region. , 427 and 428 are weighted to calculate the compensation voltages ⁇ V 1 to 8 , and FIG. 13 weights the electrode modules 423, 424, 425, and 426 adjacent to the fourth region. 1-8 ) can be calculated.
  • the electrode module more than twice the number of divided regions It may include.
  • the position where the image is accurately formed changes, so that a sharp image can be obtained by focusing on a desired portion during super close-up photography without moving the mobile terminal 100.
  • an image focused on each area may be obtained and synthesized to obtain a clear image.
  • the outer part of the image is out of focus and blurring can be solved, resulting in a clearer super close-up image.

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Abstract

측벽부; 상기 측벽부의 일면과 타면을 커버하여 수용부를 형성하는 제1 및 제2글래스층; 상기 측벽부에 위치하며 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 복수개의 전극모듈; 상기 제1 전극을 커버하는 절연층; 상기 수용부에 채워지는 무극성액체; 및 상기 극성액체와 층을 이루며 상기 수용부에 채워지며 상기 제2 전극과 접촉되는 극성액체를 포함하는 액체렌즈를 포함하며, 상기 무극성액체와 상기 극성액체의 경계면은 전극모듈에 인가하는 전압이 커질수록 상기 극성액체 방향으로 돌출된 형상으로 변화하고, 제어부는, 상기 복수개의 전극모듈에 인가되는 전압의 적어도 일부를 상이하게 제어하여 상기 경계면의 돌출부의 위치를 조정하는 이동 단말기에 관한 것이다.

Description

광학장치 및 이동 단말기
본 발명은 광학장치 및 이를 구비한 이동 단말기에 관한 것이다.
단말기는 이동 가능여부에 따라 이동 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)으로 나뉠 수 있다. 다시 이동 단말기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대(형) 단말기(handheld terminal) 및 거치형 단말기(vehicle mounted terminal)로 나뉠 수 있다.
이동 단말기의 기능은 다양화 되고 있다. 예를 들면, 데이터와 음성통신, 카메라를 통한 사진촬영 및 비디오 촬영, 음성녹음, 스피커 시스템을 통한 음악파일 재생 그리고 디스플레이부에 이미지나 비디오를 출력하는 기능이 있다. 일부 단말기는 전자게임 플레이 기능이 추가되거나, 멀티미디어 플레이어 기능을 수행한다. 특히 최근의 이동 단말기는 방송과 비디오나 텔레비전 프로그램과 같은 시각적 컨텐츠를 제공하는 멀티캐스트 신호를 수신할 수 있다.
이와 같은 단말기(terminal)는 기능이 다양화됨에 따라 예를 들어, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복합적인 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(Multimedia player) 형태로 구현되고 있다.
멀티미디어 기기의 기능의 하나로 사진촬영 기능은 매우 중요한 기능 중에 하나로 카메라의 성능이 이동 단말기 전체의 성능과 관련이 있어 고품질의 이미지를 제공할 수 있고 소형화 가능한 카메라에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 최근 이동 단말기의 카메라 기능은 디지털 카메라를 대체할 수준에 이르고 있으며, 소형의 카메라 모듈은 다양한 장치에 탑재되어 활용할 수 있다.
일반적인 상황을 촬영하는 수준에서 더 나아가 손떨림을 보정하거나 야경을 촬영할 수 있거나, 초근접 촬영이 가능한 카메라 등 다양한 상황에서 촬영 가능한 광학장치에 대한 니즈가 있다.
본 발명은 초근접 촬영이 가능한 액체렌즈를 구비한 광학장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
케이스; 상기 케이스에 실장된 이미지 센서; 상기 이미지 센서의 전면에 위치하는 액체렌즈; 상기 케이스의 일면에 위치하며 상기 이미지 센서에 입력된 프리뷰 영상을 출력하고 터치입력을 인식하는 터치 디스플레이; 및 상기 이미지 센서, 상기 액체렌즈 및 상기 터치 디스플레이를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 액체렌즈는, 측벽부; 상기 측벽부의 일면과 타면을 커버하여 수용부를 형성하는 제1 및 제2글래스층; 상기 측벽부에 위치하며 상부 전극과 하부 전극을 포함하는 복수개의 전극모듈; 상기 상부 전극을 커버하는 절연층; 상기 수용부에 채워지는 무극성액체; 및 상기 극성액체와 층을 이루며 상기 수용부에 채워지며 상기 하부 전극과 접촉되는 극성액체를 포함하며, 상기 무극성액체와 상기 극성액체의 경계면은 전극모듈에 인가하는 전압이 커질수록 상기 극성액체 방향으로 돌출된 형상으로 변화하고, 상기 제어부는, 상기 복수개의 전극모듈에 인가되는 전압의 적어도 일부를 상이하게 제어하여 상기 경계면의 돌출부의 위치를 조정하는 이동 단말기를 제공한다.
상기 복수 개의 전극모듈은 상기 액체렌즈의 둘레를 따라 배치되며 적어도 8개 이상을 구비할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 프리뷰 영상의 제1 영역이 지정되면, 상기 제1 영역에 상응하는 위치의 상기 극성액체의 경계면이 돌출되도록 상기 전극모듈을 제어할 수 있다.
상기 제어부는 상기 터치 디스플레이 상에 터치입력이 감지된 위치를 상기 제1 지점으로 지정할 수 있다.
상기 전극모듈에 인가되는 전압은 설정된 초점에 상응하는 초점전압(V AF)과 상기 이동 단말기의 흔들림을 보상하는 보상전압(△V)을 포함할 수 있다.
상기 제1 영역은 상기 프리뷰 영상의 분할된 복수개의 영역 중 하나를 포함하고, 상기 전극모듈은 상기 분할된 복수개의 영역과 각각 대응되는 전극모듈을 적어도 두 개 이상 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1 영역에 상응하는 전극모듈 및 상기 제1 영역에 이웃하는 영역에 상응하는 전극모듈을 포함하는 복수의 제1 전극모듈의 전압은 상기 제1 영역의 대각선 방향에 이격되어 위치하는 제2 영역에 상응하는 제2 전극모듈의 전압 보다 낮도록 제어할 수 있다.
상기 제1 전극모듈의 보상전압의 제1 전압계수(A)는 제2 전극모듈의 제2 전압계수(C)보다 큰 값을 가질 수 있다.
상기 제1 전극모듈과 상기 제2 전극모듈을 제외한 제3 전극모듈의 제3 전압계수(B)는 상기 제1 전압계수(A)보다 작고 상기 제2 전압계수(C)보다 작을 수 있다.
상기 제1 지점이 지정된 이후의 상기 경계면의 돌출부의 곡률중심은 상기 제1 지점이 지정되기 이전에 상기 경계면의 돌출부의 곡률중심과 상이할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 프리뷰 영상을 저장하는 명령을 감지하면 상기 경계면의 돌출부의 위치가 가변하도록 상기 전극모듈의 전압을 조정하여 복수개의 프리뷰 영상을 취득하고, 각 영상의 상기 돌출부에 상응하는 영상을 취합한 영상을 저장하도록 제어할 수 있다.
상기 측벽부는 상기 제1 글래스 방향으로 좁아지는 경사면을 가질 수 있다.
상기 극성액체 보다 상기 무극성액체의 굴절률이 더 클 수 있다.
본 발명에 따른 이동 단말기의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
초근접 촬영 시 원하는 부분에 초점을 맞추어 촬영 가능하여 사용자가 원하는 부분에서 선명한 이미지를 얻을 수 있다.
또한 초근접 촬영에서 이미지 외각 부분이 초점이 맞지 않아 흐리게 나타나는 문제를 해소하여 보다 선명한 초근접 이미지를 얻을 수 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1a는 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1b 및 1c는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.
도 2는 본 발명과 관련된 광학 장치와 관련된 단면 개념도이다.
도 3는 본 발명과 관련된 일렉트로웨팅(electrowetting)기술을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명과 관련된 일렉트로 웨팅 액체 렌즈의 단면 개념도이다.
도 5는 도 4의 일렉트로 웨팅 액체 렌즈에 인가되는 전압별 단면 개념도이다.
도 6a는 도 5(c)의 A-A' 방향 단면 개념도이다.
도 6b는 도 5(c)의 B-B' 방향 단면 개념도이다.
도 7은 본 발명과 관련된 일렉트로 웨팅 액체 렌즈를 구비한 광학 장치의 구동 블록도의 일 예이다.
도 8은 본 발명과 관련된 광학장치를 도시한 단면도이다.
도 9은 본 발명과 관련된 광학장치의 전극모듈을 도시한 도면이다.
도 10는 본 발명과 관련된 광학장치의 구동을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명과 관련된 이동 단말기의 터치 디스플레이에 출력되는 프리뷰영상을 도시한 도면이다.
도 12 내지 도 15는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 액체렌즈의 제어방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 설명되는 이동 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등이 포함될 수 있다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 도 1a는 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이고, 도 1b 및 1c는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.
상기 이동 단말기(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 센싱부(140), 출력부(150), 인터페이스부(160), 메모리(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1a에 도시된 구성요소들은 이동 단말기를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 이동 단말기는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100) 사이, 또는 이동 단말기(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(110)는, 이동 단말기(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.
이러한 무선 통신부(110)는, 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114), 위치정보 모듈(115) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
입력부(120)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 122), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(123, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.
센싱부(140)는 이동 단말기 내 정보, 이동 단말기를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(140)는 근접센서(141, proximity sensor), 조도 센서(142, illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121 참조)), 마이크로폰(microphone, 122 참조), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 이동 단말기는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.
출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(151), 음향 출력부(152), 햅팁 모듈(153), 광 출력부(154) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이부(151)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 이동 단말기(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(123)로써 기능함과 동시에, 이동 단말기(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.
인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(160)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이동 단말기(100)에서는, 상기 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.
또한, 메모리(170)는 이동 단말기(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 이동 단말기(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 이동 단말기(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 이동 단말기(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 이동 단말기(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, 이동 단말기(100) 상에 설치되어, 제어부(180)에 의하여 상기 이동 단말기의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.
제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 이동 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1a와 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 이동 단말기(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.
전원공급부(190)는 제어부(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 이동 단말기(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.
상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 이동 단말기의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 이동 단말기의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 이동 단말기 상에서 구현될 수 있다.
도 1 b 및 1c를 참조하면, 개시된 이동 단말기(100)는 바 형태의 단말기 바디를 구비하고 있다. 다만, 본 발명은 여기에 한정되지 않고 와치 타입, 클립 타입, 글래스 타입 또는 2 이상의 바디들이 상대 이동 가능하게 결합되는 폴더 타입, 플립 타입, 슬라이드 타입, 스윙 타입, 스위블 타입 등 다양한 구조에 적용될 수 있다. 이동 단말기의 특정 유형에 관련될 것이나, 이동 단말기의 특정유형에 관한 설명은 다른 타입의 이동 단말기에 일반적으로 적용될 수 있다.
여기에서, 단말기 바디는 이동 단말기(100)를 적어도 하나의 집합체로 보아 이를 지칭하는 개념으로 이해될 수 있다.
이동 단말기(100)는 외관을 이루는 케이스(예를 들면, 프레임, 하우징, 커버 등)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 이동 단말기(100)는 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)를 포함할 수 있다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)의 결합에 의해 형성되는 내부공간에는 각종 전자부품들이 배치된다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이에는 적어도 하나의 미들 케이스가 추가로 배치될 수 있다.
단말기 바디의 전면에는 디스플레이부(151)가 배치되어 정보를 출력할 수 있다. 도시된 바와 같이, 디스플레이부(151)의 윈도우(151a)는 프론트 케이스(101)에 장착되어 프론트 케이스(101)와 함께 단말기 바디의 전면을 형성할 수 있다.
경우에 따라서, 리어 케이스(102)에도 전자부품이 장착될 수 있다. 리어 케이스(102)에 장착 가능한 전자부품은 착탈 가능한 배터리, 식별 모듈, 메모리 카드 등이 있다. 이 경우, 리어 케이스(102)에는 장착된 전자부품을 덮기 위한 후면커버(103)가 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 후면 커버(103)가 리어 케이스(102)로부터 분리되면, 리어 케이스(102)에 장착된 전자부품은 외부로 노출된다.
도시된 바와 같이, 후면커버(103)가 리어 케이스(102)에 결합되면, 리어 케이스(102)의 측면 일부가 노출될 수 있다. 경우에 따라서, 상기 결합시 리어 케이스(102)는 후면커버(103)에 의해 완전히 가려질 수도 있다. 한편, 후면커버(103)에는 카메라(121b)나 음향 출력부(152b)를 외부로 노출시키기 위한 개구부가 구비될 수 있다.
이러한 케이스들(101, 102, 103)은 합성수지를 사출하여 형성되거나 금속, 예를 들어 스테인레스 스틸(STS), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 등으로 형성될 수도 있다.
이동 단말기(100)는, 복수의 케이스가 각종 전자부품들을 수용하는 내부 공간을 마련하는 위의 예와 달리, 하나의 케이스가 상기 내부 공간을 마련하도록 구성될 수도 있다. 이 경우, 합성수지 또는 금속이 측면에서 후면으로 이어지는 유니 바디의 이동 단말기(100)가 구현될 수 있다.
한편, 이동 단말기(100)는 단말기 바디 내부로 물이 스며들지 않도록 하는 방수부(미도시)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 방수부는 윈도우(151a)와 프론트 케이스(101) 사이, 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이 또는 리어 케이스(102)와 후면 커버(103) 사이에 구비되어, 이들의 결합 시 내부 공간을 밀폐하는 방수부재를 포함할 수 있다.
이동 단말기(100)에는 디스플레이부(151), 제1 및 제2 음향 출력부(152a, 152b), 근접 센서(141), 조도 센서(142), 광 출력부(154), 제1 및 제2 카메라(121a, 121b), 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b), 마이크로폰(122), 인터페이스부(160) 등이 구비될 수 있다.
이하에서는, 도 1b 및 도 1c에 도시된 바와 같이, 단말기 바디의 전면에 디스플레이부(151), 제1 음향 출력부(152a), 근접 센서(141), 조도 센서(142), 광 출력부(154), 제1 카메라(121a) 및 제1 조작유닛(123a)이 배치되고, 단말기 바디의 측면에 제2 조작유닛(123b), 마이크로폰(122) 및 인터페이스부(160)가 배치되며, 단말기 바디의 후면에 제2 음향 출력부(152b) 및 제2 카메라(121b)가 배치된 이동 단말기(100)를 일 예로 들어 설명한다.
다만, 이들 구성은 이러한 배치에 한정되는 것은 아니다. 이들 구성은 필요에 따라 제외 또는 대체되거나, 다른 면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 단말기 바디의 전면에는 제1 조작유닛(123a)이 구비되지 않을 수 있으며, 제2 음향 출력부(152b)는 단말기 바디의 후면이 아닌 단말기 바디의 측면에 구비될 수 있다.
디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.
디스플레이부(151)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)의 구현 형태에 따라 2개 이상 존재할 수 있다. 이 경우, 이동 단말기(100)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.
디스플레이부(151)는 터치 방식에 의하여 제어 명령을 입력 받을 수 있도록, 디스플레이부(151)에 대한 터치를 감지하는 터치센서를 포함할 수 있다. 이를 이용하여, 디스플레이부(151)에 대하여 터치가 이루어지면, 터치센서는 상기 터치를 감지하고, 제어부(180)는 이에 근거하여 상기 터치에 대응하는 제어명령을 발생시키도록 이루어질 수 있다. 터치 방식에 의하여 입력되는 내용은 문자 또는 숫자이거나, 각종 모드에서의 지시 또는 지정 가능한 메뉴항목 등일 수 있다.
한편, 터치센서는, 터치패턴을 구비하는 필름 형태로 구성되어 윈도우(151a)와 윈도우(151a)의 배면 상의 디스플레이(미도시) 사이에 배치되거나, 윈도우(151a)의 배면에 직접 패터닝되는 메탈 와이어가 될 수도 있다. 또는, 터치센서는 디스플레이와 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 터치센서는, 디스플레이의 기판 상에 배치되거나, 디스플레이의 내부에 구비될 수 있다.
이처럼, 디스플레이부(151)는 터치센서와 함께 터치 스크린을 형성할 수 있으며, 이 경우에 터치 스크린은 사용자 입력부(123, 도 1a 참조)로 기능할 수 있다. 경우에 따라, 터치 스크린은 제1조작유닛(123a)의 적어도 일부 기능을 대체할 수 있다.
제1 음향 출력부(152a)는 통화음을 사용자의 귀에 전달시키는 리시버(receiver)로 구현될 수 있으며, 제2 음향 출력부(152b)는 각종 알람음이나 멀티미디어의 재생음을 출력하는 라우드 스피커(loud speaker)의 형태로 구현될 수 있다.
디스플레이부(151)의 윈도우(151a)에는 제1 음향 출력부(152a)로부터 발생되는 사운드의 방출을 위한 음향홀이 형성될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 사운드는 구조물 간의 조립틈(예를 들어, 윈도우(151a)와 프론트 케이스(101) 간의 틈)을 따라 방출되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 외관상 음향 출력을 위하여 독립적으로 형성되는 홀이 보이지 않거나 숨겨져 이동 단말기(100)의 외관이 보다 심플해질 수 있다.
광 출력부(154)는 이벤트의 발생시 이를 알리기 위한 빛을 출력하도록 이루어진다. 상기 이벤트의 예로는 메시지 수신, 호 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 애플리케이션을 통한 정보 수신 등을 들 수 있다. 제어부(180)는 사용자의 이벤트 확인이 감지되면, 빛의 출력이 종료되도록 광 출력부(154)를 제어할 수 있다.
제1 카메라(121a)는 촬영 모드 또는 화상통화 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시될 수 있으며, 메모리(170)에 저장될 수 있다.
제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력 받기 위해 조작되는 사용자 입력부(123)의 일 예로서, 조작부(manipulating portion)로도 통칭될 수 있다. 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 터치, 푸시, 스크롤 등 사용자가 촉각적인 느낌을 받으면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 근접 터치(proximity touch), 호버링(hovering) 터치 등을 통해서 사용자의 촉각적인 느낌이 없이 조작하게 되는 방식으로도 채용될 수 있다.
본 도면에서는 제1 조작유닛(123a)이 터치키(touch key)인 것으로 예시하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 조작유닛(123a)은 푸시키(mechanical key)가 되거나, 터치키와 푸시키의 조합으로 구성될 수 있다.
제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)에 의하여 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 조작유닛(123a)은 메뉴, 홈키, 취소, 검색 등의 명령을 입력 받고, 제2 조작유닛(123b)은 제1 또는 제2 음향 출력부(152a, 152b)에서 출력되는 음향의 크기 조절, 디스플레이부(151)의 터치 인식 모드로의 전환 등의 명령을 입력 받을 수 있다.
한편, 단말기 바디의 후면에는 사용자 입력부(123)의 다른 일 예로서, 후면 입력부(미도시)가 구비될 수 있다. 이러한 후면 입력부는 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력 받기 위해 조작되는 것으로서, 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 전원의 온/오프, 시작, 종료, 스크롤 등과 같은 명령, 제1 및 제2 음향 출력부(152a, 152b)에서 출력되는 음향의 크기 조절, 디스플레이부(151)의 터치 인식 모드로의 전환 등과 같은 명령을 입력 받을 수 있다. 후면 입력부는 터치입력, 푸시입력 또는 이들의 조합에 의한 입력이 가능한 형태로 구현될 수 있다.
후면 입력부는 단말기 바디의 두께방향으로 전면의 디스플레이부(151)와 중첩되게 배치될 수 있다. 일 예로, 사용자가 단말기 바디를 한 손으로 쥐었을 때 검지를 이용하여 용이하게 조작 가능하도록, 후면 입력부는 단말기 바디의 후면 상단부에 배치될 수 있다. 다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 후면 입력부의 위치는 변경될 수 있다.
이처럼 단말기 바디의 후면에 후면 입력부가 구비되는 경우, 이를 이용한 새로운 형태의 유저 인터페이스가 구현될 수 있다. 또한, 앞서 설명한 터치 스크린 또는 후면 입력부가 단말기 바디의 전면에 구비되는 제1 조작유닛(123a)의 적어도 일부 기능을 대체하여, 단말기 바디의 전면에 제1 조작유닛(123a)이 미배치되는 경우, 디스플레이부(151)가 보다 대화면으로 구성될 수 있다.
한편, 이동 단말기(100)에는 사용자의 지문을 인식하는 지문인식센서가 구비될 수 있으며, 제어부(180)는 지문인식센서를 통하여 감지되는 지문정보를 인증수단으로 이용할 수 있다. 상기 지문인식센서는 디스플레이부(151) 또는 사용자 입력부(123)에 내장될 수 있다.
마이크로폰(122)은 사용자의 음성, 기타 소리 등을 입력 받도록 이루어진다. 마이크로폰(122)은 복수의 개소에 구비되어 스테레오 음향을 입력 받도록 구성될 수 있다.
인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)를 외부기기와 연결시킬 수 있는 통로가 된다. 예를 들어, 인터페이스부(160)는 다른 장치(예를 들어, 이어폰, 외장 스피커)와의 연결을 위한 접속단자, 근거리 통신을 위한 포트[예를 들어, 적외선 포트(IrDA Port), 블루투스 포트(Bluetooth Port), 무선 랜 포트(Wireless LAN Port) 등], 또는 이동 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급단자 중 적어도 하나일 수 있다. 이러한 인터페이스부(160)는 SIM(Subscriber Identification Module) 또는 UIM(User Identity Module), 정보 저장을 위한 메모리 카드 등의 외장형 카드를 수용하는 소켓의 형태로 구현될 수도 있다.
단말기 바디의 후면에는 제2카메라(121b)가 배치될 수 있다. 이 경우, 제2카메라(121b)는 제1카메라(121a)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지게 된다.
제2카메라(121b)는 적어도 하나의 라인을 따라 배열되는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 복수의 렌즈는 행렬(matrix) 형식으로 배열될 수도 있다. 이러한 카메라는, '어레이(array) 카메라'로 명명될 수 있다. 제2카메라(121b)가 어레이 카메라로 구성되는 경우, 복수의 렌즈를 이용하여 다양한 방식으로 영상을 촬영할 수 있으며, 보다 나은 품질의 영상을 획득할 수 있다.
플래시(124)는 제2카메라(121b)에 인접하게 배치될 수 있다. 플래시(124)는 제2카메라(121b)로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향하여 빛을 비추게 된다.
단말기 바디에는 제2 음향 출력부(152b)가 추가로 배치될 수 있다. 제2 음향 출력부(152b)는 제1 음향 출력부(152a)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 통화시 스피커폰 모드의 구현을 위하여 사용될 수도 있다.
단말기 바디에는 무선 통신을 위한 적어도 하나의 안테나가 구비될 수 있다. 안테나는 단말기 바디에 내장되거나, 케이스에 형성될 수 있다. 예를 들어, 방송 수신 모듈(111, 도 1a 참조)의 일부를 이루는 안테나는 단말기 바디에서 인출 가능하게 구성될 수 있다. 또는, 안테나는 필름 타입으로 형성되어 후면 커버(103)의 내측면에 부착될 수도 있고, 도전성 재질을 포함하는 케이스가 안테나로서 기능하도록 구성될 수도 있다.
단말기 바디에는 이동 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(190, 도 1a 참조)가 구비된다. 전원 공급부(190)는 단말기 바디에 내장되거나, 단말기 바디의 외부에서 착탈 가능하게 구성되는 배터리(191)를 포함할 수 있다.
배터리(191)는 인터페이스부(160)에 연결되는 전원 케이블을 통하여 전원을 공급받도록 구성될 수 있다. 또한, 배터리(191)는 무선충전기기를 통하여 무선충전 가능하도록 구성될 수도 있다. 상기 무선충전은 자기유도방식 또는 공진방식(자기공명방식)에 의하여 구현될 수 있다.
한편, 본 도면에서는 후면 커버(103)가 배터리(191)를 덮도록 리어 케이스(102)에 결합되어 배터리(191)의 이탈을 제한하고, 배터리(191)를 외부 충격과 이물질로부터 보호하도록 구성된 것을 예시하고 있다. 배터리(191)가 단말기 바디에 착탈 가능하게 구성되는 경우, 후면 커버(103)는 리어 케이스(102)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
이동 단말기(100)에는 외관을 보호하거나, 이동 단말기(100)의 기능을 보조 또는 확장시키는 액세서리가 추가될 수 있다. 이러한 액세서리의 일 예로, 이동 단말기(100)의 적어도 일면을 덮거나 수용하는 커버 또는 파우치를 들 수 있다. 커버 또는 파우치는 디스플레이부(151)와 연동되어 이동 단말기(100)의 기능을 확장시키도록 구성될 수 있다. 액세서리의 다른 일 예로, 터치 스크린에 대한 터치입력을 보조 또는 확장하기 위한 터치펜을 들 수 있다.
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도 2는 본 발명과 관련된 광학 장치(200)와 관련된 단면 개념도이다. 도 2의 광학 장치(200)는 도 1a에서 이동 단말기(100)에 포함되는 카메라(121)의 일 예이다.
광학 장치(200)는 조리개(211), 렌즈(220), 이미지 센서(230)를 구비할 수 있다.
피사체(1)로부터 반사되거나 출사된 빛은 적어도 하나의 렌즈(220)를 통과하여 굴절된다. 렌즈(220)를 통과하며 굴절된 빛은 이미지 센서(230)에 도달한다.
조리개(211)는 광학 경로 상의 렌즈(220)보다 이전 일 지점에 위치하여 렌즈(220) 및 이미지 센서(230)에 도달하는 광량을 조절한다.
이미지 센서(230)는 RGB를 센싱하기 위한 RGB 필터(231)와 광 신호를 전기 신호를 변환하는 센서 어레이(232)를 포함할 수 있다.
이미지 센서(230)는 RGB 필터(231)의 상단 또는 하단에 위상차 검출을 위한 마스크(masks)를 포할 수 있다.
이미지 프로세서는 이미지 센서(230)로부터 얻은 전기 신호를 기초로 RGB 이미지를 생성할 수 있다(미도시).
렌즈(220)는 복수 개가 구비될 수 있으며 글래스 렌즈 또는 플라스틱 렌즈 등 형상이 고정될 수 있다.
다만, 렌즈(220) 글래스 렌즈 또는 플라스틱 렌즈 등 형상이 고정되어 굴절율이 변하지 않는 경우에는 오토 포커싱 또는 영상 흔들림 보정 등의 기능을 수행하는데 있어 많은 제약을 가져온다.
이를 해결하기 위해, 적어도 하나의 렌즈(220)는 형상이 가변 하는 액체 렌즈일 수 있다.
액체 렌즈는 외부의 물리적 가압에 따라 변형되는 멤브레인 액체 렌즈와 전기적 상호 작용을 이용하여 변형되는 일렉트로 웨팅 액체 렌즈로 구분될 수 있다.
일렉트로 웨팅 액체 렌즈는 전기적 상호 작용을 이용하는 점에서 외부의 물리적 가압을 변형하는 멤브레인 액체 렌즈 보다 액체 렌즈의 굴절 정도를 조절하기 유리할 수 있다.
도 3은 본 발명과 관련된 일렉트로웨팅(electrowetting)기술을 설명하기 위한 도면이다. (a)는 금속(metal)에 절연층(insulator)이 적층된 기판 위에 물과 같은 극성액체가 위치하는 경우를 도시하고 있다. 물방울은 표면장력에 의해 점선 A와 같이 동그랗게 뭉쳐있게 된다. 물방울과 금속에 각각 전극을 연결하여 전기를 흘리면 물방울에 전류가 흐르면서 물과 기판 사이의 인력이 생겨 실선 B와 같이 완만한 곡선을 형성하며 기판 상에 펼쳐지게 된다.
상기 전압이 소정 크기 이상이 되면 물이 전기분해가 되어버리는 문제가 있으나, 도 3의 (a)와 같이 전도성 물체와 물 사이에 절연층을 구비하면 물 분자가 직접적으로 전자를 주고받지 못하므로 분해가 일어나지 않는다. 이러한 일렉트로웨팅 기술을 이용하여 곡률이 가변하는 액체렌즈를 구현할 수 있다.
종래의 글래스 재질의 렌즈는 초점거리를 맞추기 위해 렌즈의 위치를 변화시키는 방법을 이용하였으나, 액체렌즈는 전압을 조정하여 액체의 곡률을 변화시켜 초점을 조정할 수 있어 렌즈의 위치를 변화시키지 않고 초점을 맞출 수 있다. 종래의 글래스 렌즈보다 작은 공간에서 구현가능하고 글래스 렌즈는 형상을 변화시키지 못하는 한계가 있으나 액체렌즈는 형태변화가 자유로워 더 다양한 제어가 가능한 장점이 있다.
도 3의 (b)와 같이 일면에 전도성 물체와 절연층이 적층된 기판을 포함하는 용기에 극성액체(water)과 무극성액체(oil)를 채운 형태의 액체렌즈를 구현할 수 있다. 본 실시예는 굴절율이 다른 극성액체와 무극성액체 사이의 경계면이 렌즈의 구면이 되며, 극성용액과 금속에 인가되는 전압을 조정하여 경계면의 형상을 제어할 수 있다.
도 3의 (b)의 실시예는 도 3의 (a)보다 제한된 공간 내에서 극성액체와 무극성액체의 경계면을 변화시킬 수 있어 제어가 더 용이하다. 극성액체와 무극성 용액은 섞이지 않고 도 3의 (b)와 같이 경계면을 형성하며 용기에 담긴다. 극성액체에 전류를 흘리면 기판의 친수성이 강해져서 극성액체와 접촉하는 면적이 증가하는 방향으로 극성액체와 무극성액체의 경계면이 변화한다. 즉, 경계면이 점선 A와 같이 완만한 형태에서 실선 B와 같이 동그란 모양으로 변화한다.
극성액체보다 더 큰 굴절률을 가지는 비극성액체를 이용하여 볼록렌즈를 구현할 수 있고, 극성액체가 더 큰 굴절률을 가지는 경우 오목렌즈를 구현할 수 있다.
도 4는 본 발명과 관련된 일렉트로 웨팅 액체 렌즈(400)의 단면 개념도이다.
일렉트로 웨팅(Electro wetting) 액체 렌즈(400)는 전위차를 발생시켜 물질의 전자 배열을 변형함으로써 액체 렌즈의 형상을 조절한다.
일렉트로 웨팅 액체 렌즈(400)는 상부 전극(411)과 하부 전극(412)을 포함한다.
상부 전극(411)과 하부 전극(412)에는 전류가 흘러 전위차를 발생시킬 수 있다. 상부 전극(411) 또는 하부 전극(412) 중 적어도 하나의 전극(411, 412)은 복수의 단자를 포함할 수 있다. 특히, 하부 전극(412)은 액체 렌즈의 횡단면에 대해 복수의 단자로 구비될 수 있다. 자세한 사항은 후술하도록 한다.
상부 전극(411) 또는 하부 전극(412)에 전류가 흐름으로써 전도성 용액(413)의 전자 배열이 달라진다. 전도성 용액(413)의 전자 배열이 달라짐으로써 전자간 상호 작용에 의해 전도성 용액(413)은 형상을 달리하게 된다.
액체(414)는 전도성 용액(413)의 형상 변형에 의해 상대적으로 특정 굴절면을 가지게 되며 일렉트로 웨팅 액체 렌즈(400)에서 광을 굴절하는 렌즈 역할을 수행할 수 있다.
즉, 액체(414)의 형상이 달라짐에 따라 굴절율, 초점 거리 또는 굴절 방향 등이 변형된다.
상부 전극(411)과 하부 전극(412)의 형상은 전도성 용액(413) 및 액체(414)의 형상에 영향을 미친다. 일 예로, 액체(414)가 하부 전극(412)의 이격 공간 사이에 구비되고, 하부 전극(412)이 상부로 갈수록 좌우 폭이 좁아지는 경사를 갖는 경우, 액체(414)의 가장자리 쪽이 가장 큰 힘을 받게 되어 액체(414)의 모양이 렌즈 형상처럼 굴곡을 달리하게 된다.
비전도 레이어(415)는 하부 전극(412)의 상면에 구비되어 전도성 용액(413)과 하부 전극(412) 사이에 직접적으로 전류가 흐르는 것을 방지하는 역할을 한다.
도 5는 도 4의 일렉트로 웨팅 액체 렌즈(400)에 인가되는 전압 별 단면 개념도이다.
상술한 바와 같이, 상부 전극(411)과 하부 전극(412) 사이의 전위차에 따라 액체(414)의 형상이 변화하게 된다.
도 5(a)에서 도 5(b) 및 도 5(c)은 순차적으로 상부 전극(411)과 하부 전극(412) 간의 전위차가 커지는 것을 의미한다. 도 5(a)의 형태에서 도 5(c)로 갈수록 액체 렌즈(414)는 오목 렌즈에서 볼록 렌즈의 특징을 가지도록 형상이 변하게 된다.
즉, 상부 전극(411)과 하부 전극(412)의 전위차가 커질수록 일렉트로 웨팅 액체 렌즈(400)의 디옵터(Diopter)는 커진다. 이는 액체(414)가 오목 렌즈의 상태일 때는 전위차가 커질수록 렌즈 곡률이 작아짐을, 볼록 렌즈의 상태일 때는 전위차가 커질수록 렌즈 곡률이 커짐을 의미한다.
한편, 도 5에서는, 액체 렌즈(414)가 대칭 곡면 또는 평면을 예시하나, 이예 한정되지 않고, 비대칭 곡면을 가질 수 있다.
액체 렌즈(414)가 비대칭 곡면을 가지는 경우, 광의 진행 방향이 중심축에서 벗어 날 수 있다.
다만 일렉트로 웨팅 액체 렌즈(400)의 곡률 또는 디옵터는 전위차뿐만 아니라 각 전극(411, 412)에 인가되는 펄스폭(Pulse Width) 또는 각 펄스 인가 시점의 차이에 따라서도 변할 수 있다.
도 6a는 도 5(c)의 A-A' 방향 단면 개념도이다.
하부 전극(412)은 복수의 전극(412a, 412b, 412c, 412d)을 포함할 수 있고, 복수의 전극은 전도성 용액(413) 또는 액체(414) 둘레 외주면을 따라 순차적으로 배열될 수 있다. 즉, 복수의 전극(412a, 412b, 412c, 412d)은 중공을 가지는 튜브 형상을 따라 순차적으로 배열될 수 있다.
복수의 전극(412a, 412b, 412c, 412d)은 서로 다른 전압을 인가할 수 있다는 것을 의미하며, 이는 전술한 원리에 따라 액체 렌즈의 형상을 다양하게 변화시킬 수 있다는 것을 의미한다. 다시 말해 복수의 전극(412a, 412b, 412c, 412d)에 서로 다른 전위차를 가하여, 높은 전위차가 발생한 곳은 액체(414)의 경계가 낮은 위치에서 형성되고, 낮은 전위차가 발생한 곳은 액체(414)의 경계가 높은 위치에서 형성된다.
하부 전극(412)이 복수의 전극을 포함하는 경우, 비전도 레이어(415) 또한 복수의 하부 전극(412)의 개수만큼 구비될 수 있다.
도 6b은 도 5(c)의 B-B' 방향 단면 개념도이다.
상부 전극(411)은 하부 전극(412)과 달리 구분되지 않은 단일의 전극으로 구비될 수 있다. 하부 전극(412)은 서로 다른 전위차를 형성하는 복수의 하부 전극(412a, 412b, 412c 및 412d)의 상대물 역할을 한다.
도 7은 본 발명과 관련된 일렉트로 웨팅 액체 렌즈(400)를 구비한 광학 장치(200)의 구동 블록도의 일 예이다.
본 발명과 관련된 광학장치(200)는 일렉트로 웨팅 액체 렌즈(400)의 곡률을 가변하는 렌즈 곡률 가변 장치(500)와, 일렉트로 웨팅 액체 렌즈(400)로부터의 광을 전기 신호로 변환하는 이미지 센서(530)와, 이미지 센서(530)로부터의 전기 신호에 기초하여 이미지 처리를 수행하는 이미지 처리부(540)을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명과 관련된 광학 장치(200)는 자이로 센서(550)를 더 포함할 수 있다.
이미지 처리부(540)는, 이미지에 대한 초점 정보를 출력할 수 있으며, 자이로 센서(915)는 흔들림 정보(OIS)를 출력할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 곡률 가면 장치(500)는, 렌즈 제어부(510), 디옵터 구동부(520), 전원 공급부(560)를 구비할 수 있다.
렌즈 제어부(510)는 이미지 처리부(540)로부터 수신한 초점 정보를 통해 목표하는 일렉트로 웨팅 액체 렌즈(400)의 디옵터 값을 설정하고, 이에 대응되는 전압 값 또는 펄스폭(Pulse Width)을 특정하여 디옵터 구동부(520)가 일렉트로 웨팅 액체 렌즈(400)에 전압을 인가하도록 할 수 있다.
구체적으로, 렌즈 곡률 가변 장치(500)의 동작을 설명하면, 렌즈 제어부(510)가 목표 디옵터 값에 대응하여, 펄스폭 가변 신호(V)를 출력하고, 디옵터 구도부(520)가 펄스폭 가변 신호(V)와 전원 공급부(560)의 전압(Vx)을 이용하여, 일렉트로 웨팅 액체 렌즈(400)의 하부 전극, 및 상부 전극에 해당 전압을 출력할 수 있다.
이렇게 목표하는 일렉트로 웨팅 액체 렌즈(400)의 디옵터에 대응하는 전압을 인가하는 방식을 오픈 루프 시스템(Open Loop System)으로 정의할 수 있는데, 이 경우에는 원하는 디옵터 값에 도달하였는지 센싱할 수 없다는 단점이 있다.
또한, 도 7의 렌즈 곡률 가변 장치(500)에 의하면, 흔들림 방지를 위해, 일렉트로 웨팅 액체 렌즈(400)의 곡률 가변이 필요한 경우, 곡률 감지가 되지 않으므로, 정확한 곡률 가변이 어려울 수 있는 단점이 있다.
도 8 은 본 발명과 관련된 광학장치(200)의 단면을 도시한 도면으로, 도 8의 (a)를 참조하면 본 발명의 광학장치는 이미지 센서(230)와 액체렌즈(400)를 포함한다. 이미지 센서(230)는 광학정보를 디지털 정보로 전환하는 장치로서, 금속산화물반도체(MOS)나 전하결합소자(CCD)와 같은 초소형 반도체를 이용할 수 있다. 이미지 센서(230)에 정확한 상이 맺히도록 이미지 센서(230)의 전면에 렌즈가 위치하며 본 발명은 액체렌즈(400)를 이용한다.
본 발명의 액체렌즈(400)는 측벽부와 제1 글래스층(416) 및 제2 글래스층(417)으로 이루어진 수용부에 채어진 극성액체(413)와 무극성액체(414)을 포함한다. 극성액체(413)와 무극성액체(414)는 섞이지 않고 층을 이루며 나누어진다. 한 쌍의 전극(411, 412)은 좌우 측벽에 위치할 수 있으며, 상부전극(411)은 절연층(415)으로 커버되어 직접 극성액체(413)이나 무극성액체(414)과 접촉되지 않으나, 하부전극(412)은 극성액체(413)와 접촉된다. 상부전극(411)과 하부전극(412)에 전원을 인가하면 도 8의 (a)와 같이 절연층(415)을 사이에 두고 상부전극(411)과 극성액체(413) 사이에 전하가 집중된다. 절연층(415)과 극성액체(413)이 접촉하는 면적이 넓어지기 위해 도 8의 (b)와 같이 극성액체(413)와 무극성액체(414) 사이의 경계면이 볼록하게 변화된다.
본 발명의 측벽은 하부전극(412)과 절연층(415)에 상응하는 위치는 이미지 센서(230)쪽으로 갈수록 좁아지는 테이퍼 형상의 경사면을 가질 수 있다. 본 발명의 액체렌즈(400) 볼록렌즈로서 빛을 모아 이미지 센서로 전달하므로 경사면을 가지는 측벽부를 이용할 수 있으며, 측벽부가 수직방향인 경우에 비해 경사면을 가지면 경계면의 곡률 조정이 용이하다. 의 경사면을 통해 극성액체(413)와 절연층(415)의 접촉면적을 증가시킬 수 있어 극성액체(413)와 무극성액체(414) 경계면의 곡률을 변화시키기 용이하다.
경계면의 곡률 조정을 위해서는 상기 상부전극(411)과 하부전극(412)으로 이루어진 전극모듈(220)이 한 개만 있으면 되나, 본 발명은 극성액체(413)와 무극성액체(414)의 경계면이 이루는 곡면이 형성하는 광축(optical axis)을 변화시킬 수 있는 액체렌즈(400)를 제공한다.
도 9는 본 발명의 광학장치(200)의 전극모듈(420)을 도시한 도면이다. 액체렌즈(400)의 광축을 변화시키기 위해 둘레를 따라 배치된 복수개의 전극모듈(421~428)을 포함할 수 있다. 상기 각각의 전극모듈(421~428)은 전원공급부(190)의 음극 및 양극과 각각 연결되는 상부전극(411)과 하부전극(412)을 포함한다.
도 9에 도시된 실시예는 각각의 전극모듈(420)이 등 간격으로 배치된 것으로 도시되어 있으나, 각 전극모듈(420)의 간격은 일정하지 않을 수도 있다. 도면상 8개의 전극모듈(420)을 포함하고 있으나, 전극모듈(420)의 개수는 그 이상이 될 수도 있다.
전극모듈(420)은 도 9에 도시된 바와 같이 경사면이 구비된 측벽부에 위치하고 제1 글래스에 대응되는 부분은 개방되어 있다. 설명의 편의를 위해 각각의 전극모듈(420)을 시계방향으로 제1 노드(421) 내지 제8 노드(228)로 칭하도록 한다.
도 8에 도시된 바와 같이 경계면의 광축의 위치를 변화시키지 않고, 액체렌즈(400)의 곡률을 변화시켜 초점을 변화시키기 위해서는 각 전극모듈(420)에 인가되는 전압(V 1내지 V 8)은 동일한 전압(V AF)을 인가하면 된다(△V 1 내지 △V 8은0). 전압의 크기가 커질수록 액체렌즈(400)의 경계면은 더욱 볼록해져 초점거리가 짧아진다.
본 발명은 복수 개의 전극모듈(420)을 써서 액체렌즈(400)를 통해 유입되는 빛의 광축을 변화시키는 것을 특징으로 한다. 광축이란 상이 맺히는 중심이 되는 빛의 경로로서, 초점위치에 상응한다. 광축을 조정하기 위해 각 전극모듈(421~428)에 인가되는 전압을 달리하여 극성용액과 무극성용액 경계면의 형상을 변화시킬 수 있다. 각 전극모듈에 인가되는 전압은 광축이 가운데 있었을 때 기준전압(V AF)을 기초로 가감하는 보상전압(△V 1 내지 △V 8)을 조정하여 액체렌즈 경계면의 형상을 변화시킬 수 있다.
도 10 는 본 발명과 관련된 카메라의 구동을 설명하기 위한 도면으로 이동 단말기(100)가 흔들린 경우 흔들림을 보상하여 선명한 상을 얻기 위해 이동 단말기(100)의 흔들림에 상응하여 렌즈의 형상을 변화시키기 위해 본 발명의 이동 단말기(100)는 △V 1 내지 △V 8를 조정할 수 있다. 이와 같은 기술을 흔들림 보정 기능(OIS: Optical Image Stabilization)이라고 한다. 종래에는 광학식으로 렌즈를 이동(lens shift)하거나 전자식으로 이미지 센서(230)에서 인식한 이미지를 이동시켜(image shift)보정하였으나, 본 발명은 액체렌즈(400)의 경계면 형상을 조정할 수 있다.
이동 단말기의 흔들림을 보상하는 방향으로 액체렌즈의 경계면이 기울어져야 하는 바, 중심을 기준으로 대각선 방향에 위치하는 전극모듈(420)의 보상전압은 상보하는 전압을 가질 수 있다. 예를 들면 △V 1의 대각선 방향에 위치하는 △V 5는 △V 1의 음의 값을 가질 수 있고, △V 3 의 대각선 방향에 위치하는 △V 7은 △V 3의 음의 값을 가질 수 있다.
이동 단말기(100)의 움직임을 x축 성분(θx)과 y축 성분(θy)으로 나눌 수 있으며, 도 9에서 전극모듈(420)을 x-y평면으로 나누면 제1 영역(zone 1)에 위치하는 제1 노드(421)과 제8 노드(428)은 제2사분면에 위치하여 -θx성분과 +θy성분을 가지고, zone2에 위치하는 제2 노드(422)와 제3 노드(423)는 제1 사분면에 위치하여 +θx성분과 +θy성분을 가진다.
제3 영역(zone 3)에 위치하는 제4 노드(424)와 제5 노드(425)는 제4사분면에 위치하여 +θx성분과 -θy성분을 가지고, 제4 영역(zone 4)에 위치하는 제6 노드(426)와 제7 노드(427)는 제3사분면에 위치하여 -θx성분과 -θy성분을 가진다.
따라서, 제1 영역(zone 1)에 위치하는 제1 노드(421)와 제8 노드(228)는 해당 초점거리에 설정된 전압값(V AF)에 추가로 K(-θx+θy)값을 더할 수 있다. K는 보상전압계수로 액체렌즈(400)의 곡률, 이미지 센서(230)와 액체렌즈(400)와의 거리 등의 요소에 의해 의해 결정될 수 있다.
제1 영역(zone 1)의 대각선에 위치하는 제3 영역(zone 3)의 제4 노드(224)와 제5 노드(425)는 기준전압(V AF)에 추가로 K(θx-θy)값을 더할 수 있다. 즉, △V 4, 5 = -△V 8,1 이 되도록 각 전극모듈(420)의 전압을 조정할 수 있다.
제2 영역(zone 2)의 전극모듈(420)에 인가되는 전압(△V 2,3) 도 제4 영역(zone 4)의 전극모듈(420)에 인가되는 전압(△V 6,7)의 음의 값을 가질 수 있다. 이러한 방식으로 전압을 조정하면 액체렌즈(400)가 이동 단말기의 흔들림을 보상하여 이미지 센서(230)에서 선명한 이미지를 얻을 수 있다.
액체렌즈(400)를 이용하면 곡률을 자유롭게 변화할 수 있어 초점거리 조절 가능한 범위가 넓어지기 때문에 초근접 사진을 촬영할 수 있다. 도 11은 본 발명과 관련된 이동 단말기(100)의 터치 디스플레이(151)에 출력되는 프리뷰영상을 도시한 도면으로 초근접 촬영 시 프리뷰 영상이다.
가운데 부분은 초점이 잘 맞으나 외곽으로 갈수록 왜곡이 나타나 초점이 잘 맞지 않아 흐리게 촬영이 된다. 특히 도 11에 도시된 바와 같이 모서리 부분은 초점이 맞은 중심에서 멀기 때문에 초점이 맞지 않는다. 터치 디스플레이(151)에 출력된 프리뷰 영상을 액체렌즈(400)의 제1 영역 내지 제4 영역에 상응하도록 4개의 영역(zone)으로 구분할 수 있다.
이때, 도 9의 전극은 액체렌즈(400)의 정면에서 바라본 도면인 바, 액체렌즈(400)의 제1 영역에 대응하는 부분은 프리뷰 영상은 우측 상부의 영역, 즉 제 1사분면의 영역이 된다. 액체렌즈(400)의 제2 영역에 대응하는 부분은 프리뷰 영상의 좌측 상부의 영역, 액체렌즈(400)의 제3 영역에 대응하는 부분은 프리뷰 영상의 우측하부의 영역, 그리고 액체렌즈(400)의 제4 영역에 대응하는 부분은 프리뷰 영상의 좌측상부의 영역이 된다.
본 발명은 도 11에 도시된 바와 같이, 가운데 이외에 다른 부분의 선명한 이미지를 얻기 위해 터치 디스플레이(151)의 영역 중 하나를 선택하면 해당 영역에 초점이 맞도록 액체렌즈(400)의 광축을 이동 시킬 수 있다. 이동 단말기(100)를 이동시키지 않고 선택한 영역에 상응하는 부분이 선명한 이미지를 얻을 수 있다.
광축을 이동시키고자 하는 영역이 선택되면 해당 영역에 인접한 전극모듈(420)의 전압을 높이고 이격된 부분의 전압을 낮추어 광축을 이동시킬 수 있다. 각 전극모듈(420)의 전압을 보상하는 보상전압(△V)의 전압계수(A, B, C)를 달리하여 광축의 위치를 조정할 수 있다.
초근접 촬영의 경우 외곽부분은 선명한 영상을 얻기 어려우므로 외곽쪽의곡률 보다 광축 근처의 곡률이 유지되는 것이 중요하다. 도 8의 (b)에 도시된 액체렌즈(400)의 광축 근처의 곡률이 유지된 상태로 광축이 이동하도록 광축이 위치하는 인접 전극모듈(420)에 인가되는 전압은 균일하도록 제어할 수 있다.
도 12내지 도 15은 본 발명과 관련된 이동 단말기(100)의 액체렌즈(400)의 제어방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 7은 제1 영역을 선택했을 때 각 전극모듈(420)에 인가되는 전압을 나타나고, 도 8은 제2 영역을 선택했을 때, 각 전극모듈(420)에 인가되는 전압을 나타낸다. 도 9는 제3 영역을 선택했을 때 각 전극모듈(420)에 인가되는 전압을 나타내고, 도 10은 제4 영역을 선택했을 때 각 전극모듈(420)에 인가되는 전압을 나타낸다.
초점을 맞추려고 하는 위치, 즉 광축이 이동하는 영역을 선택하는 방법은 음성인식 방식을 이용할 수 있고, 사용자가 터치 디스플레이(151)를 터치하는 방식을 이용할 수도 있다. 이 경우, 사용자의 손떨림에 의해 이동 단말기(100)가 흔들릴 수도 있고, 이외에 사용자가 액체렌즈(400)의 광축을 이동하고자 하는 영역을 터치하여 선택할 때 이동 단말기(100)가 흔들릴 수 있다. 특히 초근접 촬영의 경우 미세한 진동에도 초점이 흔들리는 문제가 발생하여 이를 보정해줘야 선명한 영상을 얻을 수 있다.
따라서 도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이 각 전극모듈(420)에 인가하는 전압의 계산식에 도 10에서 θ만큼 이동 단말기(100)가 움직이는 경우 이를 보상하기 위한 보상인자(K(±θx ±θy))를 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 초점이동은 흔들림 보정도 동시에 수행된다.
도 12를 참조하면 8개의 전극모듈(420)을 포함한 경우, 선택된 영역(제1 영역)에 인접한 4개의 전극모듈(421, 422, 427, 428)에 인가되는 전압의 보상전압(△V 1, △V 2, △V 7, △V 8)은 가장 큰 전압계수(A)를 곱하여 산출할 수 있고, 제1 영역에서 가장 이격된 2개의 전극모듈(424, 425)에 인가되는 전압의 보상전압(△V 4, △V 5)은 가장 작은 전압계수(C)를 곱하여 산출할 수 있다. 나머지 전극모듈420(423, 226)에 인가된 전압의 보상전압(△V 3, △V 6)은 A보다 작고 C보다 큰 전압계수(B)를 곱하여 산출할 수 있다.
도 13을 제2 영역에 인접한 전극모듈(421, 422, 423, 224)에 가중치를 둬서 보상전압(△V 1~8)을 산출하고, 도 14은 제3 영역에 인접한 전극모듈(425, 426, 427, 428)에 가중치를 둬서 보상전압(△V 1~8)을 산출하며, 도 13은 제4 영역에 인접한 전극모듈(423, 424, 425, 426)에 가중치를 둬서 보상전압(△V 1~8)을 산출할 수 있다.
이처럼 광축이 이동하더라도 광축 부근의 곡률은 일정하게 유지하기 위해 이동하고자 하는 영역당 적어도 2개 이상의 전극이 배치되어야 광축 부근의 곡률이 유지되도록 조정할 수 있는 바, 분할된 영역 개수의 2배 이상의 전극모듈을 포함할 수 있다.
광축이 이동하면 상이 정확히 맺히는 위치가 변화하여 이동 단말기(100)를 이동하지 않고도 초근접 촬영 시 원하는 부분에 초점을 맞추어 선명한 이미지를 얻을 수 있다.
또한 도 12내지 도 15과 같이 각 영역에 초점이 맞춰진 이미지를 얻어서 이를 합성하여 전체가 선명한 이미지를 얻을 수 있다. 초근접 촬영에서 이미지 외각 부분이 초점이 맞지 않아 흐리게 나타나는 문제를 해소하여 보다 선명한 초근접 이미지를 얻을 수 있다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (13)

  1. 케이스;
    상기 케이스에 실장된 이미지 센서;
    상기 이미지 센서의 전면에 위치하는 액체렌즈;
    상기 케이스의 일면에 위치하며 상기 이미지 센서에 입력된 프리뷰 영상을 출력하고 터치입력을 인식하는 터치 디스플레이; 및
    상기 이미지 센서, 상기 액체렌즈 및 상기 터치 디스플레이를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 액체렌즈는,
    측벽부;
    상기 측벽부의 일면과 타면을 커버하여 수용부를 형성하는 제1 및 제2글래스층;
    상기 측벽부에 위치하며 상부 전극과 하부 전극을 포함하는 복수개의 전극모듈;
    상기 상부전극을 커버하는 절연층;
    상기 수용부에 채워지는 무극성액체; 및
    상기 극성액체와 층을 이루며 상기 수용부에 채워지며 상기 하부 전극과 접촉되는 극성액체를 포함하며,
    상기 무극성액체와 상기 극성액체의 경계면은 전극모듈에 인가하는 전압이 커질수록 상기 극성액체 방향으로 돌출된 형상으로 변화하고,
    상기 제어부는, 상기 복수개의 전극모듈에 인가되는 전압의 적어도 일부를 상이하게 제어하여 상기 경계면의 돌출부의 위치를 조정하는 이동 단말기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 전극모듈은 상기 액체렌즈의 둘레를 따라 배치되며 적어도 8개 이상을 구비한 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 프리뷰 영상의 제1 영역이 지정되면, 상기 제1 영역에 상응하는 위치의 상기 극성액체의 경계면이 돌출되도록 상기 전극모듈을 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 터치 디스플레이 상에 터치입력이 감지된 위치를 상기 제1 지점으로 지정하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 전극모듈에 인가되는 전압은 설정된 초점에 상응하는 초점전압(V AF)과 상기 이동 단말기의 흔들림을 보상하는 보상전압(△V)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 영역은 상기 프리뷰 영상의 분할된 복수개의 영역 중 하나를 포함하고,
    상기 전극모듈은 상기 분할된 복수개의 영역과 각각 대응되는 전극모듈을 적어도 두 개 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 영역에 상응하는 전극모듈 및 상기 제1 영역에 이웃하는 영역에 상응하는 전극모듈을 포함하는 복수의 제1 전극모듈의 전압은 상기 제1 영역의 대각선 방향에 이격되어 위치하는 제2 영역에 상응하는 제2 전극모듈의 전압 보다 낮도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  8. 제7항에 있어서
    상기 제1 전극모듈의 보상전압의 제1 전압계수(A)는 제2 전극모듈의 제2 전압계수(C)보다 큰 값을 가지는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 전극모듈과 상기 제2 전극모듈을 제외한 제3 전극모듈의 제3 전압계수(B)는 상기 제1 전압계수(A)보다 작고 상기 제2 전압계수(C)보다 작은 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 제1 지점이 지정된 이후의 상기 경계면의 돌출부의 곡률중심은 상기 제1 지점이 지정되기 이전에 상기 경계면의 돌출부의 곡률중심과 상이한 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 프리뷰 영상을 저장하는 명령을 감지하면 상기 경계면의 돌출부의 위치가 가변하도록 상기 전극모듈의 전압을 조정하여 복수개의 프리뷰 영상을 취득하고,
    각 영상의 상기 돌출부에 상응하는 영상을 취합한 영상을 저장하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 측벽부는 상기 제1 글래스 방향으로 좁아지는 경사면을 가지는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 극성액체 보다 상기 무극성액체의 굴절률이 더 큰 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
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