WO2019225974A1 - 액체 렌즈, 이 렌즈를 포함하는 카메라 모듈 및 액체 렌즈의 제어 방법 - Google Patents

액체 렌즈, 이 렌즈를 포함하는 카메라 모듈 및 액체 렌즈의 제어 방법 Download PDF

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liquid lens
unit
plate
lens
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문영섭
김영운
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엘지이노텍(주)
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    • H05B1/0227—Applications
    • H05B1/023—Industrial applications
    • H05B1/0244—Heating of fluids

Definitions

  • Embodiments relate to a liquid lens, a camera module including the lens, and a method of controlling the liquid lens.
  • Optical zoom zoom-in / zoom-out
  • AF auto-focusing
  • Optical Image image stabilization to image stabilization
  • Optical devices with Stabilizer OIS
  • 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 consumes a lot of power, and in order to protect it, a cover glass must be added separately from the camera module. Therefore, research has been conducted on liquid lenses that perform auto focus and image stabilization functions by electrically adjusting the curvature of two liquid interfaces.
  • Embodiments provide a liquid lens capable of temperature sensing and heat generation, a camera module including the liquid lens, and a method of controlling a liquid lens performed by the camera module.
  • a liquid lens includes: a first plate including a cavity containing a conductive liquid and a nonconductive liquid; Second and third plates disposed above and below the first plate, respectively, and defining the cavity together with the first plate; A common electrode extending from the first plate and the third plate to the conductive liquid; A plurality of individual electrodes disposed between the first plate and the second plate and spaced apart from each other electrically; And a temperature sensing unit disposed in at least one of the inside of the first plate, the inside of the second plate, or the inside of the third plate.
  • the liquid lens may further include a heating unit disposed at at least one of the inside of the first plate, the inside of the second plate, or the inside of the third plate.
  • the heating part may be disposed in contact with the common electrode or the individual electrode.
  • the temperature sensing unit may be disposed in contact with the common electrode or the individual electrode.
  • the heating unit and the temperature sensing unit may be integrated.
  • one of the heating unit or the temperature sensing unit may include a metal.
  • each of the heating unit and the temperature sensing unit may include a resistor.
  • At least one of the heating unit or the temperature sensing unit may be integrated with one of the plurality of individual electrodes or the common electrode.
  • the plurality of individual electrodes or the common electrode integral with at least one of the heating unit or the temperature sensing unit may have a patterned shape.
  • the temperature sensing unit or the heating unit may be disposed between adjacent individual electrodes on a plane, and may be connected to one of the neighboring individual electrodes.
  • the temperature sensing unit or the heating unit may be disposed around the common electrode, and connected to a portion of the common electrode.
  • a camera module includes a control circuit for controlling a temperature of the liquid lens and the liquid lens, and the control circuit includes: a sensing voltage supply unit supplying a sensing voltage to the temperature sensing unit in response to a sensing control signal; A heat generation voltage supply unit supplying a heat generation voltage to the heat generation unit in response to a heat generation control signal; A temperature calculator connected to the temperature sensor to calculate a temperature of the liquid lens; And a temperature controller configured to generate the sensing control signal and to generate the heating control signal in response to the calculated temperature.
  • the temperature controller may compare the calculated temperature with a predetermined temperature range and control the level or generation of the heating control signal in response to the comparison result.
  • the predetermined temperature range may be 20 ° C to 60 ° C.
  • a method of controlling a liquid lens performed in a camera module includes: sensing a temperature of the liquid lens; Checking whether the sensed temperature is within a predetermined temperature range; And when the sensed temperature is lower than a temperature within the predetermined temperature range, generating the heat generating unit and proceeding to sensing the temperature again.
  • the camera module including the liquid lens can prevent a decrease in contrast ratio (or blur) of an image to be photographed.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a camera module according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of an embodiment of the camera module shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 illustrates a liquid lens whose focal length is adjusted in response to a driving voltage.
  • FIG. 4 is a sectional view of a liquid lens unit according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a view for explaining a camera module according to an embodiment including a heating unit.
  • FIG. 6 is a view for explaining a camera module according to another embodiment including a heating unit.
  • FIG. 7 is a view for explaining a camera module according to another embodiment including a temperature sensing unit.
  • FIG. 8 is a circuit diagram according to an embodiment of the temperature calculator shown in FIG. 7.
  • FIG. 9 is a view for explaining a camera module according to another embodiment including a temperature sensing unit.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a liquid lens control method according to an embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a camera module according to an embodiment.
  • a liquid lens according to an embodiment and a camera module including the liquid lens will be described using a Cartesian coordinate system, but the embodiment is not limited thereto. That is, according to the Cartesian coordinate system, the x-axis, the y-axis, and the z-axis are orthogonal to each other, but the embodiment is not limited thereto. That is, the x-axis, y-axis, and z-axis may cross each other instead of being orthogonal.
  • the camera module 100 according to an embodiment will be described as follows with reference to FIGS. 1 to 3.
  • the liquid lens according to the embodiment may be applied to a camera module having a different configuration from the camera module 100 shown in FIGS. 1 to 3.
  • FIG. 1 is a schematic side view of the camera module 100 according to an embodiment.
  • the camera module 100 may include a lens assembly 22, a control circuit 24, and an image sensor 26.
  • the lens assembly 22 may include a lens unit and a holder for receiving the lens unit.
  • the lens unit may include a liquid lens unit and may further include a first lens unit or a second lens unit.
  • the lens unit may include both the first and second lens units and the liquid lens unit.
  • the control circuit 24 supplies a driving voltage (or an operating voltage) to the liquid lens unit.
  • control circuit 24 and the image sensor 26 described above may be disposed on a single printed circuit board (PCB), but this is only one example and the embodiment is not limited thereto.
  • PCB printed circuit board
  • the configuration of the control circuit 24 may be designed differently according to the specifications required by the optical device.
  • the control circuit 24 may be implemented as a single chip to reduce the intensity of the driving voltage applied to the lens assembly 22. Through this, the size of the optical device mounted on the portable device can be further reduced.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of an embodiment of the camera module 100 shown in FIG. 1.
  • the camera module 100 may include a lens assembly, a main substrate 150, and an image sensor 182.
  • the camera module 100 may further include a middle base 172.
  • the camera module 100 may further include a sensor base 174 and a filter 176, and may not include the sensor base 174 and the filter 176 as shown in FIG. 2.
  • At least one of the components 110 to 176 of the camera module 100 illustrated in FIG. 2 may be omitted. Alternatively, at least one component different from the components 110 to 176 illustrated in FIG. 2 may be further included in the camera module 100.
  • the lens assembly may include at least one of the liquid lens unit 140, the holder 120, the first lens unit 110, or the second lens unit 130, as shown in FIG. 1. It may correspond to the lens assembly 22. Such a lens assembly may be disposed on the main substrate 150.
  • the first lens unit 110 and the second lens unit 130 may be referred to as a 'first solid lens unit' and a 'second solid lens unit', respectively.
  • the first lens unit 110 may be disposed above the lens assembly and may be an area where light is incident from the outside of the lens assembly. That is, the first lens unit 110 may be disposed on the liquid lens unit 140 in the holder 120.
  • the first lens unit 110 may be implemented as a single lens, or may be implemented as two or more lenses that are aligned with respect to a central axis to form an optical system.
  • the central axis refers to the optical axis LX of the optical system formed by the first lens unit 110, the liquid lens unit 140, and the second lens unit 130 included in the camera module 100. It may mean, or may mean an axis parallel to the optical axis (LX).
  • the optical axis LX may correspond to the optical axis of the image sensor 182. That is, the first lens unit 110, the liquid lens unit 140, the second lens unit 130, and the image sensor 182 are aligned and arranged on the optical axis LX through active alignment (AA). Can be.
  • the active alignment means that the optical axes of the first lens unit 110, the second lens unit 130, and the liquid lens unit 140 correspond to each other for better image acquisition, and the image sensor 182 and the lens units It may mean an operation of adjusting an axis or distance relationship between the 110, 130, and 140.
  • the first lens unit 110 may include, for example, two lenses L1 and L2, but this is exemplary and included in the first lens unit 110.
  • the number of lenses may be one or three or more.
  • an exposure lens may be disposed on an image side of the first lens unit 110.
  • the exposure lens may mean the outermost lens among the lenses included in the first lens unit 110. That is, since the lens L1 positioned at the uppermost side of the first lens unit 110 protrudes upward, the function of the exposed lens may be performed.
  • the exposed lens has a possibility of protruding out of the holder 120 and damaging its surface. If the surface of the exposure lens is damaged, the image quality of the image photographed by the camera module 100 may be deteriorated.
  • a cover glass is disposed on the upper portion of the exposure lens, a coating layer is formed, or a rigidity of the lens of the other lens portion is prevented to prevent the surface damage of the exposure lens.
  • Strong wear-resistant materials can also be used to implement exposed lenses.
  • the first connecting substrate 141 and the second connecting substrate 144 are bent in the -z axis direction.
  • the spacer 143 may be disposed between the first connection substrate 141 and the second connection substrate 144 and protrude from at least one of the first or second openings OP1 and OP2 of the holder 120. Can be.
  • First and second holes may be formed in the upper and lower portions of the holder 120, respectively, to open the upper and lower portions of the holder 120.
  • the first lens unit 110 may be accommodated, mounted, seated, contacted, fixed, temporarily fixed, supported, coupled, or disposed in a first hole formed in the holder 120, and the second lens unit 130 may be disposed. May be received, mounted, seated, contacted, fixed, temporarily fixed, supported, engaged, or disposed in a second hole formed in the holder 120.
  • first and second sidewalls of the holder 120 are disposed to face each other in a direction perpendicular to the optical axis LX direction (for example, the x-axis direction), and the third and fourth sidewalls are arranged on the optical axis LX. It may be disposed to face each other in a direction perpendicular to the direction (for example, y-axis direction).
  • the first sidewall may include a first opening OP1
  • the second sidewall may include a second opening OP2 having the same or similar shape as the first opening OP1.
  • the first opening OP1 disposed on the first sidewall and the second opening OP2 disposed on the second sidewall face each other in a direction perpendicular to the optical axis LX direction (for example, the x-axis direction). Can be arranged.
  • the inner space of the holder 120 in which the liquid lens unit 140 is to be disposed may be opened by the first and second openings OP1 and OP2.
  • the liquid lens unit 140 may be inserted through the first or second openings OP1 and OP2 to be mounted, seated, contacted, fixed, temporarily fixed, supported, coupled, or disposed in the inner space of the holder 120. Can be.
  • the first lens of the holder 120 with respect to the optical axis LX direction so that the liquid lens unit 140 may be inserted into the holder 120 through the first or second openings OP1 and OP2.
  • the size of each of the second openings OP1 and OP2 may be larger than the cross-sectional area in the y-axis and z-axis directions of the liquid lens unit 140.
  • the second lens unit 130 may be disposed below the liquid lens unit 140 in the holder 120.
  • the second lens unit 130 may be spaced apart from the first lens unit 110 in the optical axis direction (eg, the z-axis direction).
  • the second lens unit 130 may be implemented as one lens or two or more lenses that are aligned with respect to a central axis to form an optical system.
  • the second lens unit 130 may include three lenses L3, L4, and L5, but this is exemplary and included in the second lens unit 130.
  • the number of lenses may be two or less or four or more.
  • each of the first lens unit 110 and the second lens unit 130 is a solid lens, and may be embodied in glass or plastic, but embodiments may include the first lens unit 110 and It is not limited to a specific material of each of the second lens units 130.
  • the liquid lens unit 140 may include a first connection substrate 141, a liquid lens 142, a spacer 143, and a second connection substrate 144.
  • the first connection substrate 141 electrically connects a plurality of individual electrodes (not shown) included in the liquid lens 142 to the main substrate 150, and may be disposed on the liquid lens 142.
  • the first connection board 141 may be implemented as a flexible printed circuit board (FPCB).
  • the first connection substrate 141 may be electrically connected to an electrode pad (not shown) formed on the main substrate 150 through a connection pad (not shown) electrically connected to each of the plurality of individual electrodes.
  • the first connecting substrate 141 is bent in the -z axis direction toward the main substrate 150, and then connected
  • the pad (not shown) and the electrode pad (not shown) may be electrically connected by a conductive epoxy.
  • the first connection substrate 141 may be a conductive first holder surface electrode disposed on the surface of the holder 120 in connection with the conductive first holder surface electrode disposed, formed, or coated on the surface of the holder 120. It may be electrically connected to the main substrate 150 through, but the embodiment is not limited thereto.
  • the second connection substrate 144 electrically connects the common electrode included in the liquid lens 142 to the main substrate 150, and may be disposed under the liquid lens 142.
  • the second connection substrate 144 may be implemented as an FPCB or a single metal substrate (conductive metal plate).
  • the individual electrode and the common electrode will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4 described later.
  • the second connection substrate 144 may be electrically connected to an electrode pad formed on the main substrate 150 through a connection pad electrically connected to the common electrode. To this end, after the liquid lens unit 140 is inserted into the inner space of the holder 120, the second connecting substrate 144 may be bent in the -z axis direction toward the main substrate 150. In another embodiment, the second connecting substrate 144 is disposed on the surface of the holder 120, and the conductive second holder surface electrode disposed on the surface of the holder 120 is connected to the conductive second holder surface electrode. It may be electrically connected to the main substrate 150 through, but embodiments are not limited thereto.
  • the spacer 143 may be disposed to surround the liquid lens 142 to protect the liquid lens 142 from external impact. To this end, the spacer 143 may have a shape in which the liquid lens 142 may be mounted, seated, contacted, fixed, temporarily fixed, supported, coupled, or disposed therein.
  • the spacer 143 may be disposed between the first connecting substrate 141 and the second connecting substrate 144, and may be disposed from at least one of the first or second openings OP1 and OP2 of the holder 120. It may be arranged to protrude. That is, at least a portion of the spacer 143 may be formed together with the first and second connection substrates 141 and 144 to form the first or second portion of the holder 120 in a direction perpendicular to the optical axis LX (eg, the x-axis direction). It may have a shape protruding from at least one of the second side wall. This is because the length of the spacer 143 in the x-axis direction may be longer than the length of the holder 120 in the x-axis direction.
  • the cover (not shown) may be disposed to surround the holder 120, the liquid lens unit 140, and the middle base 172, thereby protecting them 120, 140, and 172 from external impact.
  • the cover by arranging the cover, the plurality of lenses forming the optical system can be protected from external impact.
  • the middle base 172 may be disposed to surround the second hole of the holder 120.
  • the middle base 172 may include an accommodation hole (not shown) for accommodating the second hole.
  • the inner diameter of the middle base 172 ie, the diameter of the accommodation hole
  • the accommodation hole may be formed at a position corresponding to the position of the image sensor 182 disposed in the camera module 100 near the center of the middle base 172.
  • the middle base 172 may be mounted on the main substrate 150 spaced apart from the circuit element on the main substrate 150. That is, the holder 120 may be spaced apart from the circuit element and disposed on the main substrate 150.
  • the main substrate 150 is disposed below the middle base 172 and is a groove, a circuit element (not shown) in which the image sensor 182 may be mounted, seated, contacted, fixed, temporarily fixed, supported, coupled, or accommodated. ), A connection (or FPCB) (not shown) and a connector (not shown).
  • the circuit element of the main substrate 150 may constitute a control module that controls the liquid lens unit 140 and the image sensor 182.
  • the circuit element may include at least one of a passive element and an active element, and may have various widths and heights.
  • the plurality of circuit elements may be disposed so as not to overlap in a direction parallel to the holder 120 and the optical axis LX.
  • the main board 150 may be implemented with a rigid flexible printed circuit board (RFPCB) including an FPCB.
  • the FPCB may be bent as required by the space in which the camera module 100 is mounted.
  • the image sensor 182 converts light passing through the first lens unit 110, the liquid lens unit 140, and the second lens unit 130 of the lens assemblies 110, 120, 130, and 140 into image data. Function can be performed. More specifically, the image sensor 182 may convert light into an analog signal through a pixel array including a plurality of pixels, and generate image data by synthesizing a digital signal corresponding to the analog signal.
  • FIG. 3 illustrates a liquid lens whose focal length is adjusted in response to a driving voltage.
  • FIG. 3A illustrates the liquid lens 28 included in the lens assembly 22
  • FIG. 3B illustrates an equivalent circuit of the liquid lens 28.
  • the liquid lens 28 may correspond to the liquid lens shown in FIG. 2.
  • the liquid lens 28 whose focal length is adjusted in response to a driving voltage has sectors L1, L2, L3, The driving voltage may be applied through L4) (hereinafter referred to as an “individual electrode sector”).
  • the individual electrode sector means a portion of the individual electrode exposed without being covered by the second plate 145 in the individual electrode, as shown in FIG. 4 to be described later.
  • the individual electrode sectors L1, L2, L3, and L4 may be disposed at the same angular distance with respect to the central axis of the liquid lens 28, and the number of individual electrode sectors may be four. Four separate electrode sectors may each be disposed at four corners of the liquid lens 28.
  • the applied individual voltage is applied to the common electrode sector C0 (hereinafter, referred to as “individual voltage”).
  • the interface between the conductive liquid and the non-conductive liquid disposed in the lens region 310 may be deformed by the driving voltage formed in interaction with the common voltage.
  • the common electrode sector refers to a part of the common electrode C exposed without being covered by the third plate 146 in the common electrode C, as shown in FIG. 4 to be described later.
  • the liquid lens 28 receives an individual voltage from the respective electrode sectors L1, L2, L3, and L4 having different sides thereof, and the other side has the common electrode sector C0. It may be described as a plurality of capacitors 30 connected with.
  • the plurality of capacitors 30 included in the equivalent circuit may have a small capacitance of about tens to about 200 picofarat (pF) or less.
  • liquid lens unit 140 according to the embodiment will be described as follows with reference to FIG. 4.
  • the liquid lens unit 140 may be included in the camera module 100 shown in FIG. 2, but the embodiment is not limited thereto.
  • FIG. 4 is a sectional view of the liquid lens unit 28A according to the embodiment.
  • the liquid lens unit 28A illustrated in FIG. 4 may include a first connection substrate 141, a liquid lens, a spacer 143, and a second connection substrate 144.
  • the spacer 143 is omitted.
  • the liquid lens unit 28A illustrated in FIG. 4 may correspond to the liquid lens unit 140 illustrated in FIG. 2. Accordingly, the first connection substrate 141, the liquid lens, and the second connection substrate 144 shown in FIG. 4 may be formed by the first connection substrate 141, the liquid lens 142, and the second connection substrate ( Since it corresponds to 144), duplicate description is abbreviate
  • the liquid lens includes a plurality of different types of liquids LQ1 and LQ2, first to third plates 147, 145 and 146, individual electrodes 210 and 212, a common electrode 220, and an insulating layer 148. It may include.
  • the liquid lens may include a cavity (CA). As shown in FIG. 4, the opening area in the direction in which light is incident in the cavity CA may be smaller than the opening area in the opposite direction. Alternatively, the liquid lens may be disposed such that the inclination direction of the cavity CA is reversed. That is, unlike in FIG. 4, the opening area in the direction in which light is incident in the cavity CA may be larger than the opening area in the opposite direction. In addition, when the liquid lens is disposed such that the inclination direction of the cavity CA is reversed, all or part of the arrangement of the components included in the liquid lens is changed together according to the inclination direction of the liquid lens, or the inclination direction of the cavity CA is However, the layout of the remaining configurations may not change.
  • CA cavity
  • the plurality of liquids LQ1 and LQ2 may be accommodated in the cavity CA and may include a first liquid LQ1 having conductivity and a second liquid (or insulating liquid) LQ2 having nonconductivity.
  • the first liquid LQ1 and the second liquid LQ2 are not mixed with each other, and an interface BO may be formed at a contact portion between the first and second liquids LQ1 and LQ2.
  • the second liquid LQ2 may be disposed on the first liquid LQ1, but embodiments are not limited thereto.
  • the inner side surface of the first plate 147 may form a sidewall of the cavity CA.
  • the first plate 147 may include upper and lower openings having predetermined slopes. That is, the cavity CA may be defined as an area surrounded by an inclined surface of the first plate 147, a third opening contacting the second plate 145, and a fourth opening contacting the third plate 146. . As such, the cavity CA may be defined by the first to third plates.
  • the diameter of the wider of the third and fourth openings may vary depending on the field of view (FOV) required by the liquid lens or the role that the liquid lens should play in the camera module 100.
  • Each of the third and fourth openings may have a shape of a hole having a circular cross section.
  • the interface BO formed by the two liquids may move along the inclined surface of the cavity CA by the driving voltage.
  • the first liquid LQ1 and the second liquid LQ2 are filled, accommodated or disposed in the cavity CA of the first plate 147.
  • the cavity CA is a portion through which light passing through the first lens unit 110 transmits. Therefore, the first plate 147 may be made of a transparent material, or may include impurities so that light is not easily transmitted.
  • Individual electrodes 210 and 212 and a common electrode 220 may be disposed on one surface and the other surface of the first plate 147, respectively.
  • the plurality of individual electrodes 210 and 212 may be spaced apart from the common electrode 220 and disposed on one surface (eg, an upper surface, a side surface, and a lower surface) of the first plate 147. That is, the plurality of individual electrodes 210 and 212 may be disposed between the first plate 147 and the second plate 145.
  • the common electrode 220 may be disposed on at least a portion of the other surface (eg, the lower surface) of the first plate 147 and may directly contact the first liquid LQ1. That is, the common electrode 220 may extend from the first plate 147 and the third plate 146 to the conductive liquid LQ1. Therefore, a part of the common electrode 220 disposed on the other surface of the first plate 147 may be exposed to the conductive first liquid LQ1.
  • the number of individual electrodes 210 and 212 may be one or plural. If the number of individual electrodes 210 and 212 is plural, the plurality of individual electrodes 210 and 212 may be electrically spaced apart from each other.
  • Each of the aforementioned individual electrode sensors and the common electrode sectors may be at least one.
  • the plurality of individual electrode sectors L1 to L4 may be sequentially disposed along the clock axis (or counterclockwise direction) about the optical axis.
  • Each of the individual electrodes and the common electrodes 210, 212, and 220 may be made of a conductive material.
  • the second plate 145 may be disposed on one surface of the individual electrodes 210 and 212. That is, the second plate 145 may be disposed on the first plate 147. In detail, the second plate 145 may be disposed on the upper surfaces of the individual electrodes 210 and 212 and the cavity CA.
  • the third plate 146 may be disposed on one surface of the common electrode 220. That is, the third plate 146 may be disposed below the first plate 147. In detail, the third plate 146 may be disposed under the lower surface of the common electrode 220 and the cavity CA.
  • the second plate 145 and the third plate 146 may be disposed to face each other with the first plate 147 therebetween. In addition, at least one of the second plate 145 or the third plate 146 may be omitted.
  • Each of the second and third plates 145 and 146 is a region through which light passes, and may be made of a light transmitting material.
  • each of the second and third plates 145 and 146 may be made of glass, and may be formed of the same material for convenience of the process.
  • an edge of each of the second and third plates 145 and 146 may have a rectangular shape, but is not limited thereto.
  • the second plate 145 may have a configuration that allows light incident from the first lens unit 110 to travel into the cavity CA of the first plate 145.
  • the third plate 146 may have a configuration that allows the light passing through the cavity CA of the first plate 145 to travel to the second lens unit 130.
  • the third plate 146 may be in direct contact with the first liquid LQ1.
  • the third plate 146 may have a diameter larger than the diameter of the wide opening among the third and fourth openings of the first plate 147.
  • the third plate 146 may include a peripheral area spaced apart from the first plate 147.
  • the insulating layer 148 may be disposed to cover a portion of the lower surface of the second plate 145 in the upper region of the cavity CA. That is, the insulating layer 148 may be disposed between the second liquid LQ2 and the second plate 145.
  • the insulating layer 148 may be disposed while covering a portion of the individual electrodes 210 and 212 forming sidewalls of the cavity CA. In addition, the insulating layer 148 may be disposed on the lower surface of the first plate 147 to cover portions of the individual electrodes 210 and 212, the first plate 147, and the common electrode 220. As a result, the contact between the individual electrodes 210 and 212 and the first liquid LQ1 and the contact between the individual electrodes 210 and 212 and the second liquid LQ2 may be blocked by the insulating layer 148.
  • the insulating layer 148 covers one electrode (eg, the individual electrodes 210, 212) of the individual and common electrodes 210, 212, and 220, and the other electrode (eg, the common electrode 220). A portion of)) may be exposed to allow electrical energy to be applied to the conductive first liquid LQ1.
  • the liquid lens 28A may further include at least one of a temperature sensing unit and a heating unit.
  • the temperature sensing unit may be disposed in at least one of the interior of the first plate 147, the interior of the second plate 145, or the interior of the third plate 146.
  • at least one of the first to third members M1, M2, and M3 illustrated in FIG. 4 may correspond to a temperature sensing unit.
  • the heating unit may be disposed in at least one of the interior of the first plate 147, the interior of the second plate 145, or the interior of the third plate 146.
  • the heating unit may correspond to the heating unit.
  • the heat generating unit may be disposed in contact with the common electrode 220 or the individual electrodes 210 and 212.
  • the first member M1 is disposed in contact with the first individual electrode 210.
  • the second and third members M2 and M3 may be disposed in contact with the common electrode 220.
  • the temperature sensing unit may be disposed in contact with the common electrode 220 or the individual electrodes 210 and 212.
  • the first member M1 is disposed in contact with the individual electrode 210.
  • the second and third members M2 and M3 may be disposed in contact with the common electrode 220.
  • the temperature sensing unit when the temperature sensing unit is positioned as close as possible to the liquid or in contact with the individual electrode 210 and the common electrode 220, the temperature of the liquids LQ1 and LQ2, which are the volume expansion factors, in the liquid lens is more accurately sensed. can do.
  • the heating unit when the heating unit is positioned as close to the liquid lens as possible or in contact with the individual electrodes 210 and the common electrode 220, the temperatures of the liquids LQ1 and LQ2 may be increased more quickly.
  • the heating unit and the temperature sensing unit may be integral.
  • at least one of the first to third members M1, M2, and M3 illustrated in FIG. 4 may perform both the role of the heat generating unit and the temperature sensing unit.
  • each of the heating unit and the temperature sensing unit may include a resistor.
  • at least one of the first to third members M1, M2, and M3 illustrated in FIG. 4 may be implemented as a resistor.
  • the resistance of such a resistor may be several kilowatts to several kilowatts.
  • one of the heating unit or the temperature sensing unit may include a metal. This is because the metal component also has resistance.
  • at least one of the first to third members M1, M2, and M3 illustrated in FIG. 4 may be implemented with a metal material.
  • one of the heat generating unit or the temperature sensing unit may be made of metal
  • one of the common electrode 220 or the individual electrodes 210 and 212 made of metal serves as at least one of the heat generating unit and the temperature sensing unit. Can be performed.
  • a separate heat generation unit or a temperature sensing unit (eg, the first to third members M1 to M3) may be omitted.
  • the plurality of individual electrodes 210 and 212 or the common electrode 220 may be used. May have a patterned shape. Therefore, by using the metal resistors of the plurality of individual electrodes 210 and 212 or the common electrode 220, the resistance may be implemented for temperature sensing and heat generation.
  • 5 is a view for explaining a camera module according to an embodiment including a heating unit. 5 shows a plan view of the liquid lens 28B.
  • the camera module shown in FIG. 5 may include a liquid lens 28B and a control circuit.
  • the liquid lens 28B shown in FIG. 5 may correspond to the liquid lens 28A shown in FIG. 4.
  • the liquid lens 28B may include individual electrodes E1 to E4 and heat generating parts H1 to H4.
  • the individual electrodes E1 to E4 correspond to the individual electrodes 210 and 212 illustrated in FIG. 4, and each of the heating units H1 to H4 may correspond to any one of the first to third members M1 to M3.
  • embodiments are not limited thereto.
  • the heat generating unit may be disposed between neighboring individual electrodes on a plane, and may be connected to one of the neighboring individual electrodes.
  • the heating unit may include first to fourth heating units H1 to H4.
  • the first heating part H1 may be disposed between the neighboring first and third individual electrodes E1 and E3, and may be connected to the first individual electrode E1.
  • the second heating part H2 may be disposed between the neighboring first and second individual electrodes E1 and E2, and may be connected to the second individual electrode E2.
  • the third heating part H3 may be disposed between the neighboring second and fourth individual electrodes E2 and E4, and may be connected to the fourth individual electrode E4.
  • the fourth heating part H4 may be disposed between the neighboring third and fourth individual electrodes E3 and E4, and may be connected to the third individual electrode E3.
  • the heating unit will be described as including four first to fourth heating units H1 to H4, but the embodiment is not limited thereto. That is, the following description may be applied even when the number of the heating parts is more or less than four.
  • control circuit shown in FIG. 5 corresponds to an embodiment of the control circuit 24 shown in FIG. 1 and serves to control the temperature of the liquid lens 28B.
  • control circuit may include a temperature controller 320 and a heating voltage supply unit 330A.
  • the heating voltage supply unit 330A supplies the heating voltage to each of the first to fourth heating units H1 to H4 in response to the first heating control signal HC1 output from the temperature control unit 320.
  • the levels of the heating voltages supplied to the first to fourth heating units H1 to H4 may be the same or different.
  • the heating voltage supply unit 330A may include first to fifth supply voltage sources V1 to V5 and a plurality of switches SW1 to SW10.
  • the first and second switches SW1 and SW2 are connected in series between the first heating voltage V1 and the reference potential (for example, the ground voltage), and the third and fourth switches SW3 and SW4 are connected to the second. It is connected in series between the heating voltage V2 and the reference potential (eg, the ground voltage), and the fifth and sixth switches SW5 and SW6 are connected to the third heating voltage V3 and the reference potential (eg, the ground). Voltage), and the seventh and eighth switches SW7 and SW8 are connected in series between the fourth heating voltage V4 and the reference potential (for example, the ground voltage), and the ninth and tenth switches.
  • SW9 and SW10 may be connected in series between the fifth heating voltage V5 and a reference potential (eg, a ground voltage).
  • the first, fourth, sixth, eighth, and tenth switches in response to the first heating control signal HC1. SW1, SW4, SW6, SW8, SW10) are on (i.e. switching-on), and the second, third, fifth, seventh and ninth switches SW2, SW3, SW5, SW7, SW9 are off. (Ie, switching off). Therefore, a path through which the first heating voltage V1 is supplied to the first to fourth heating parts H1 to H4, respectively, is formed, and the first to fourth heating parts H1 to H4 generate heat so that the liquid lens 28B is provided. Can increase the temperature. In this case, the temperature at which each of the first to fourth heating units H1 to H4 generates heat may be increased / decreased by increasing / decreasing the level of the first heating voltage V1.
  • the first switch SW1 is turned off in response to the first heating control signal HC1, and the second switch is turned off. You can turn on (SW2). Therefore, the path from which the first heating voltage V1 is supplied to the first to fourth heating parts H1 to H4 is blocked, so that the heating operation of the first to fourth heating parts H1 to H4 may be stopped. .
  • the first heating control signal HC1 may serve as a driving control signal for driving the individual electrodes E1 to E4. That is, when the individual electrodes E1 to E4 are to be driven, the first, fourth, sixth, eighth and tenth switches SW1, SW4, SW6, SW8, and SW10 are turned off in response to the driving control signal.
  • the second, third, fifth, seventh and ninth switches SW2, SW3, SW5, SW7, and SW9 may be turned on. Accordingly, the second, third, fourth, and fifth heating voltages V2, V3, V4, and V5 are supplied to the individual electrode sectors L1 to L4 of the first to fourth individual electrodes E1 to E4, respectively.
  • the first to fourth individual electrodes E1 to E4 may be driven. In this case, the levels of the first to fourth heating voltages may be the same or different from each other.
  • the heating voltage supply unit 330A may perform both a function of generating the first to fourth heating units H1 to H4 and driving the individual electrodes E1 to E4. As such, when the two circuits are implemented using one circuit, the number of components of the control circuit may be reduced.
  • the heating voltage supply unit 330A performs only a function of generating the first to fourth heating units H1 to H4, and a circuit for driving the individual electrodes may be implemented separately.
  • the heating voltage supply unit 330A may include only the first supply voltage source V1 and the first and second switches SW1 and SW2.
  • FIG. 6 is a view for explaining a camera module according to another embodiment including a heating unit.
  • the camera module shown in FIG. 6 may include a liquid lens 28C and a control circuit.
  • the liquid lens 28C illustrated in FIG. 6 may correspond to the liquid lens included in the liquid lens unit 28A illustrated in FIG. 4.
  • the liquid lens 28C may include the common electrode C and the fifth heating part H5.
  • the common electrode C may correspond to the common electrode 220 illustrated in FIG. 4, and the heat generating part H5 may correspond to any one of the first to third members M1 to M3, but the embodiment may not be connected thereto. It is not limited.
  • the heat generating unit may be disposed around the common electrode C and connected to a part of the common electrode C, that is, the common electrode sector CO.
  • the fifth heating part H5 may have a bottom shape surrounding all of the peripheries of the common electrode C and may be connected to the common electrode sector CO.
  • control circuit shown in FIG. 6 corresponds to another embodiment of the control circuit 24 shown in FIG. 1 and serves to control the temperature of the liquid lens 28C.
  • control circuit may include a temperature controller 320 and a heating voltage supply unit 330B.
  • the heating voltage supply unit 330B may supply the heating voltage to the fifth heating unit H5 in response to the second heating control signal HC2 output from the temperature controller 320.
  • the heating voltage supply unit 330B may include sixth and seventh supply voltage sources V6 to V7 and a plurality of switches SW11 to SW14.
  • the eleventh and twelfth switches SW11 and SW12 are connected in series between the sixth heating voltage V6 and the reference potential (eg, the ground voltage), and the thirteenth and fourteenth switches SW13 and SW14 are connected to the seventh. It may be connected in series between the heating voltage V7 and the reference potential (eg, the ground voltage).
  • the eleventh and fourteenth switches SW11 and SW14 are turned on in response to the second heating control signal HC2, and the twelfth and thirteenth switches (SW12, SW13) are turned off. Accordingly, a path through which the sixth heating voltage V6 is supplied to the fifth heating part H5 is formed, and thus the temperature of the liquid lens 28C may be increased by generating the fifth heating part H5. In this case, the temperature at which the fifth heating unit H5 generates heat may be increased / decreased by increasing / decreasing the level of the sixth heating voltage V6.
  • the eleventh switch SW11 is turned off in response to the second heating control signal HC2, and the twelfth switch SW12 is turned on. Can be. Therefore, the path through which the sixth heating voltage V6 is supplied to the fifth heating unit H5 is blocked, so that the heating operation of the fifth heating unit H5 may be stopped.
  • the second heating control signal HC2 may serve as a driving control signal for driving the common electrode C. That is, when driving the common electrode C, the eleventh and fourteenth switches SW11 and SW14 may be turned off and the twelfth and thirteenth switches SW12 and SW13 may be turned on in response to a driving control signal. . Therefore, the seventh heating voltage V7 is supplied to the common electrode sector CO of the common electrode C, so that the common electrode C can be driven.
  • the heating voltage supplying part 330B may perform both a function of generating the fifth heating part H5 and driving the common electrode C. Referring to FIG. As such, when the two circuits are implemented using one circuit, the number of components of the control circuit may be reduced.
  • the heating voltage supplying part 330B performs only a function of generating the fifth heating part H5, and a circuit for driving the common electrode C may be separately implemented.
  • the heating voltage supply unit 330B may include only the sixth supply voltage source V6 and the eleventh and twelfth switches SW11 and SW12.
  • FIG. 7 is a view for explaining a camera module according to another embodiment including a temperature sensing unit.
  • the camera module shown in FIG. 7 may include a liquid lens 28D and a control circuit.
  • the liquid lens 28D illustrated in FIG. 7 may correspond to the liquid lens included in the liquid lens unit 28A illustrated in FIG. 4.
  • the liquid lens 28D may include individual electrodes E1 to E4 and a temperature sensing unit SE1.
  • the individual electrodes E1 to E4 may correspond to the individual electrodes 210 and 212 illustrated in FIG. 4, and the temperature sensing unit SE1 may correspond to any one of the first to third members M1 to M3. , Embodiments are not limited thereto.
  • the temperature sensing unit may be disposed between neighboring individual electrodes on a plane and connected to one of the neighboring individual electrodes.
  • the temperature sensing unit may include a first temperature sensing unit SE1.
  • the first temperature sensing unit SE1 may be disposed between neighboring first and third individual electrodes E1 and E3 and may be connected to the first individual electrode E1.
  • the temperature sensing unit will be described as including only one first temperature sensing unit SE1, but the embodiment is not limited thereto. That is, the following description may be applied even when the temperature sensing unit SE1 includes more than one temperature sensing unit.
  • control circuit shown in FIG. 7 corresponds to another embodiment of the control circuit 24 shown in FIG. 1 and serves to control the temperature of the liquid lens 28D.
  • control circuit may include a temperature controller 320, a sensing voltage supply unit 350A, and a temperature calculator 340.
  • the sensing voltage supply unit 350A may supply a sensing voltage to the first temperature sensing unit SE1 in response to the first sensing control signal SC1 output from the temperature control unit 320.
  • the sensing voltage supply unit 350A may include eighth to eleventh supply voltage sources V8 to V11 and a plurality of switches SW15 to SW22.
  • the fifteenth and sixteenth switches SW15 and SW16 are connected in series between the eighth sensing voltage V8 and a reference potential (eg, the ground voltage), and the seventeenth and eighteenth switches SW17 and SW18 are connected to the ninth.
  • the 19th and 20th switches SW19 and SW20 are connected in series between the sensing voltage V9 and the reference potential (eg, the ground voltage), and the tenth and tenth sensing voltages V10 and the reference potential (eg, ground) are connected in series. Voltage in series, and the twenty-first and twenty-second switches SW21 and SW22 may be connected in series between the eleventh sensing voltage V11 and a reference potential (eg, a ground voltage).
  • sensing voltage supply unit 350A having the above-described configuration will be described below.
  • the temperature calculator 340 may calculate the temperature of the liquid lens.
  • the temperature calculator 340 may be connected to the first temperature sensor SE1 to calculate the temperature of the liquid lens 28D and output the calculated temperature to the temperature controller 320 through the output terminal OUT. To this end, the temperature calculator 340 may be implemented in various forms.
  • FIG. 8 is a circuit diagram according to an embodiment 340A of the temperature calculator 340 shown in FIG. 7.
  • the temperature calculator 340A shown in FIG. 8 may include a reference resistor Rf and an operational amplifier 342.
  • the first temperature sensing unit SE1 illustrated in FIG. 7 is equivalently displayed as the variable resistor Ri.
  • the reference resistor Rf may include one side connected to the negative input terminal of the first temperature sensing unit SE1 Ri and the operational amplifier 342 and the other side connected to the reference potential (eg, the ground voltage). Can be.
  • the temperature calculator 340A may be connected to the first temperature sensing unit SE1 illustrated in FIG. 7 at the contact point A.
  • FIG. The operational amplifier 342 may include a positive input terminal connected to a reference potential and an output terminal OUT at which the calculated temperature is output.
  • the voltage VA at the A contact may be expressed as Equation 1 below.
  • the resistance value of Rf is given in advance. Therefore, as shown in Equation 1, the variation amount of Ri may be detected through the voltage output from the operational amplifier 342 and output as a temperature calculated through the output terminal OUT.
  • the change in temperature of the liquid lens 28D can be predicted through the change in the output voltage OUT.
  • the temperature change of the liquid lens 28D according to the change of the output voltage OUT can be experimentally determined in advance.
  • the first sensing control signal SC1 may serve as a driving control signal for driving the individual electrodes E1 to E4 regardless of whether the sensing voltage is supplied to the first temperature sensing unit SE1. That is, when the individual electrodes E1 to E4 are to be driven, the 15th, 17th, 19th and 21st switches SW15, SW17, SW19, and SW21 are turned on in response to the driving control signal SE1. The sixteenth, eighteenth, twentieth, and twenty-second switches SW16, SW18, SW20, and SW22 may be turned off. Accordingly, the eighth, ninth, tenth, and eleventh sensing voltages V8, V9, V10, and V11 are supplied to the individual electrode sectors L1 to L4 of the first to fourth individual electrodes E1 to E4, respectively. The first to fourth individual electrodes E1 to E4 may be driven. In this case, the levels of the eighth to eleventh sensing voltages V8 to V11 may be the same or different.
  • the sensing voltage supplying unit 350A may perform both a function of sensing the temperature of the first temperature sensing unit SE1 and driving individual electrodes E1 to E4. As such, when the two circuits are implemented using one circuit, the number of components of the control circuit may be reduced.
  • the sensing voltage supply unit 350A performs only a function of sensing the temperature of the first temperature sensing unit SE1, and a circuit for driving the individual electrodes may be implemented separately.
  • the sensing voltage supply unit 350A may include only the eighth supply voltage source V8 and the fifteenth and sixteenth switches SW15 and SW16.
  • FIG. 9 is a view for explaining a camera module according to another embodiment including a temperature sensing unit.
  • the camera module shown in FIG. 9 may include a liquid lens 28E and a control circuit.
  • the liquid lens 28E shown in FIG. 9 may correspond to the liquid lens of the liquid lens portion 28A shown in FIG. 4.
  • the liquid lens 28E may include a common electrode C and a temperature sensing unit SE2.
  • the common electrode C may correspond to the common electrode 220 illustrated in FIG. 4, and the temperature sensing unit SE2 may correspond to any one of the first to third members M1 to M3. It is not limited to this.
  • the temperature sensing unit may be disposed around the common electrode C and connected to the common electrode sector CO which is a part of the common electrode C.
  • the temperature sensing unit may include a second temperature sensing unit SE2 disposed around the common electrode C and connected to the common electrode sector CO.
  • the temperature sensing unit will be described as including only one second temperature sensing unit SE2, but the embodiment is not limited thereto. That is, the following description may be applied even when the temperature sensing unit SE2 includes more than one temperature sensing unit.
  • control circuit shown in FIG. 9 corresponds to another embodiment of the control circuit 24 shown in FIG. 1 and serves to control the temperature of the liquid lens 28E.
  • the control circuit may include a temperature controller 320, a sensing voltage supply unit 350B, and a temperature calculator 340.
  • the temperature controller 320 and the temperature calculator 340 are the same as the temperature controller 320 and the temperature calculator 340 in FIG. 7, the same reference numerals are used, and overlapping descriptions are omitted. Therefore, the temperature calculator 340 shown in FIG. 9 may be implemented as shown in FIG. 8.
  • the sensing voltage supply unit 350B may supply a sensing voltage to the second temperature sensing unit SE2 in response to the second sensing control signal SC2 output from the temperature controller 320.
  • the sensing voltage supply unit 350B may include a twelfth supply voltage source V12 and a plurality of switches SW23 to SW24.
  • the twenty-third and twenty-fourth switches SW23 and SW24 may be connected in series between the twelfth sensing voltage V12 and a reference potential (eg, a ground voltage).
  • sensing voltage voltage supply unit 350B having the above-described configuration will be described below.
  • the twenty-third switch SW23 is turned on in response to the second sensing control signal SC2, and the twenty-fourth switch SW24 is turned off. Accordingly, a path through which the twelfth sensing voltage V12 is supplied to the second temperature sensing unit SE2 is formed, and the temperature calculator 340 may calculate the temperature of the liquid lens.
  • the temperature calculator 340 may be connected to the second temperature sensor SE2 to calculate the temperature of the liquid lens 28E and output the calculated temperature to the temperature controller 320 through the output terminal OUT.
  • the second sensing control signal SC2 may serve as a driving control signal for driving the common electrode C. That is, when driving the common electrode C, the twenty-third switch SW23 may be turned on and the twenty-fourth switch SW24 may be turned off in response to a driving control signal. Therefore, the twelfth sensing voltage V12 is supplied to the common electrode sector CO of the common electrode C, and the common electrode C may be driven.
  • the sensing voltage supplying unit 350B may perform both a function of sensing the temperature of the second temperature sensing unit SE2 and driving the common electrode C. Referring to FIG. As such, when the two circuits are implemented using one circuit, the number of components of the control circuit may be reduced.
  • the temperature controller 320 generates the first or second sensing control signals SC1 and SC2 such that the temperature calculator 340 senses the temperature of the liquid lens (for example, 28D and 28E) as described above.
  • the generated first and second sensing control signals SC1 and SC2 are output to the sensing voltage supply units 350A and 350B.
  • the temperature controller 320 receives the temperature of the liquid lens (for example, 28D and 28E) calculated by the temperature calculator 340 from the temperature calculator 340 through the input terminal IN, and the temperature calculator 340. ) Analyzes the temperature received from the controller, generates the first or second heating control signals HC1 and HC2 in response to the analyzed result, and generates the generated first or second heating control signals HC1 and HC2 in the heating voltage supply unit. It can output to 330A, 330B.
  • the temperature controller 320 receives the temperature of the liquid lens (for example, 28D and 28E) calculated by the temperature calculator 340 from the temperature calculator 340 through the input terminal IN, and the temperature calculator 340. ) Analyzes the temperature received from the controller, generates the first or second heating control signals HC1 and HC2 in response to the analyzed result, and generates the generated first or second heating control signals HC1 and HC2 in the heating voltage supply unit. It can output to 330A, 330B.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a liquid lens control method according to an embodiment.
  • the control method shown in FIG. 10 may be performed in the control circuit 24 shown in FIG. Although the control method illustrated in FIG. 10 is described with reference to FIGS. 5 to 9, the embodiment is not limited thereto.
  • Operation 510 may be performed by the temperature controller 320, the temperature calculator 340, and the temperature sensing units SE1 and SE2 illustrated in FIG. 7 or 9. That is, the temperature controller 320 generates the first or second sensing control signals SC1 and SC2, and the temperature calculator 340 generates a liquid lens in response to the first or second sensing control signals SC1 and SC2. (Eg, 28D, 28E) can be sensed.
  • Operation 520 After operation 510, it is checked whether the sensed temperature is within a predetermined temperature range (operation 520). Operation 520 may be performed by the temperature controller 320.
  • the temperature controller 320 compares the temperature calculated by the temperature calculator 340 with a predetermined temperature range, and in response to the comparison result, at least one of the level or generation of the first or second heating control signals HC1 and HC2. You can control one.
  • the predetermined temperature range may be 20 °C to 60 °C. This is because the diopters of the liquid lenses 28A to 28E in the predetermined temperature range of 20 ° C to 60 ° C have a relatively small amount of change compared to other temperature ranges.
  • the heating unit If the sensed temperature is lower than the temperature within the predetermined temperature range, the heating unit generates heat and proceeds to step 510 in which the temperatures of the liquid lenses 28A to 28E are sensed again (step 530). Operation 530 may be performed by the temperature controller 320, the heating voltage supply units 330A and 330B, and the heating units H1 to H5. That is, when the temperature of the liquid lenses 28D and 28E sensed by the temperature sensing units SE1 and SE2 in the temperature calculator 340 is lower than a temperature within a predetermined temperature range, the temperature controller 320 may include the first or the second temperature. 2 The heat generating units H1 to H5 are generated by the heat generating control signals HC1 and HC2.
  • the temperature controller 320 controls the sensing voltage supply units 350A and 350B through the first or second sensing control signals SC1 and SC2 to supply a sensing voltage to calculate a temperature.
  • the portion 340 causes the temperatures of the liquid lenses 28A to 28E to be sensed again.
  • the diopter of the liquid lens is changed when the temperature of the liquid lens changes due to the external temperature change of the liquid lens. For this reason, the camera module including the liquid lens is changed in focus according to temperature change, resulting in a decrease in contrast ratio (or blur) of an image to be photographed.
  • the volume of the liquid contained in the first plate expands, the contact angle between the liquid and the inclined surface of the cavity changes, The diopter of the initial state of the lens will be different.
  • the temperature rises not only the liquid but also the thin third plate 146 also expands in the optical axis direction (for example, the + z axis direction).
  • the level of the voltage driving the liquid lens for example, by 6% from 41 volts to 38.5 volts.
  • the characteristics of the liquid lens change with temperature. Therefore, after the heat generating unit and the temperature sensing unit are disposed in the liquid lenses (parts) 28A to 28E according to the embodiment, the temperature of the liquid lens is sensed using the temperature sensing unit, and as a result, the temperature of the liquid lens is When the temperature is lower than the set temperature in the range of 20 ° C to 60 ° C, the heat generating unit generates heat to adjust the temperature of the liquid lens to have a temperature within the range of the set temperature. Therefore, since the liquid lens according to the embodiment has a relatively constant diopter at a temperature within a set temperature range, the camera module including the liquid lens can prevent a decrease in contrast ratio (or blur) of an image to be photographed. .
  • an optical device may be implemented using the camera module 100 including the liquid lens according to the above-described embodiment.
  • 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 include lens assemblies.
  • the present embodiment can be applied to an optical device that can.
  • the optical device may be implemented as a portable device such as a smartphone, a notebook computer, a tablet computer.
  • a portable device such as a smartphone, a notebook computer, a tablet computer.
  • Such an optical device includes a camera module 100, a display unit (not shown) for outputting an image, a battery (not shown) for supplying power to the camera module 100, and a camera module 100 and a display unit and a battery mounted thereon. It may include a body housing.
  • the optical device may further include a communication module for communicating with another device and a memory unit for storing data. The communication module and the memory unit may also be mounted in the body housing.
  • the liquid lens according to the embodiment, the camera module including the lens, and the method of controlling the liquid lens include a camera / video device, a telescope device, a microscope device, an interferometer device, a photometer device, a polarimeter device, a spectrometer device, a reflectometer device, and an auto collimator.

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Abstract

실시 예에 의한 액체 렌즈는 전도성 액체와 비전도성 액체를 수용하는 캐비티를 포함하는 제1 플레이트와, 제1 플레이트의 위와 아래에 각각 배치되며, 제1 플레이트와 함께 캐비티를 정의하는 제2 및 제3 플레이트와, 제1 플레이트와 제3 플레이트 사이로부터 전도성 액체까지 연장하여 배치되는 공통 전극과, 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이에 배치되며, 상호 전기적으로 이격된 복수의 개별 전극 및 제1 플레이트의 내부, 제2 플레이트의 내부 또는 제3 플레이트의 내부 중 중 적어도 한 곳에 배치된 온도 센싱부를 포함한다.

Description

액체 렌즈, 이 렌즈를 포함하는 카메라 모듈 및 액체 렌즈의 제어 방법
실시 예는 액체 렌즈, 이 렌즈를 포함하는 카메라 모듈 및 액체 렌즈의 제어 방법에 관한 것이다.
휴대용 장치의 사용자는 고해상도를 가지며 크기가 작고 다양한 촬영 기능(예, 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 위해 서 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.
실시 예는 온도 센싱과 발열이 가능한 액체 렌즈와, 이 액체 렌즈를 포함하는 카메라 모듈과, 이 카메라 모듈에서 수행되는 액체 렌즈의 제어 방법을 제공하는 데 있다.
일 실시 예에 의한 액체 렌즈는, 전도성 액체와 비전도성 액체를 수용하는 캐비티를 포함하는 제1 플레이트; 상기 제1 플레이트의 위와 아래에 각각 배치되며, 상기 제1 플레이트와 함께 상기 캐비티를 정의하는 제2 및 제3 플레이트; 상기 제1 플레이트와 상기 제3 플레이트 사이로부터 상기 전도성 액체까지 연장하여 배치되는 공통 전극; 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트 사이에 배치되며, 상호 전기적으로 이격된 복수의 개별 전극; 및 상기 제1 플레이트의 내부, 상기 제2 플레이트의 내부 또는 상기 제3 플레이트의 내부 중 중 적어도 한 곳에 배치된 온도 센싱부를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 액체 렌즈는, 상기 제1 플레이트의 내부, 상기 제2 플레이트의 내부 또는 상기 제3 플레이트의 내부 중 적어도 한 곳에 배치된 발열부를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 발열부는 상기 공통 전극 또는 상기 개별 전극과 접하여 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 온도 센싱부는 상기 공통 전극 또는 상기 개별 전극과 접하여 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 발열부와 상기 온도 센싱부는 일체일 수 있다.
예를 들어, 상기 발열부 또는 상기 온도 센싱부 중 하나는 금속을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 발열부 및 상기 온도 센싱부 각각은 저항체를 포함 할수 있다.
예를 들어, 상기 발열부 또는 상기 온도 센싱부 중 적어도 하나는 상기 복수의 개별 전극 또는 상기 공통 전극 중 하나와 일체일 수 있다.
예를 들어, 상기 발열부 또는 상기 온도 센싱부 중 적어도 하나와 일체인 상기 복수의 개별 전극 또는 상기 공통 전극은 패턴화된 형상을 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 온도 센싱부 또는 상기 발열부는 평면상에서 이웃하는 개별 전극들 사이에 배치되되, 상기 이웃하는 개별 전극 중 하나와 연결될 수 있다.
예를 들어, 상기 온도 센싱부 또는 상기 발열부는 공통 전극의 주변에 배치되되, 상기 공통 전극의 일부와 연결될 수 있다.
다른 실시 예에 의한 카메라 모듈은 상기 액체 렌즈 및 상기 액체 렌즈의 온도를 제어하는 제어 회로를 포함하고, 상기 제어 회로는 센싱 제어 신호에 응답하여 상기 온도 센싱부로 센싱 전압을 공급하는 센싱 전압 공급부; 발열 제어 신호에 응답하여 상기 발열부로 발열 전압을 공급하는 발열 전압 공급부; 상기 온도 센싱부와 연결되어, 상기 액체 렌즈의 온도를 산출하는 온도 산출부; 상기 센싱 제어 신호를 생성하고, 상기 산출된 온도에 응답하여 상기 발열 제어 신호를 생성하는 온도 제어부를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 온도 제어부는 상기 산출된 온도와 소정 온도 범위를 비교하고, 비교된 결과에 응답하여 상기 발열 제어신호의 레벨 또는 생성 여부를 제어할 수 있다.
예를 들어, 상기 소정 온도 범위는 20℃ 내지 60℃일 수 있다.
또 다른 실시 예에 의하면, 카메라 모듈에서 수행되는 액체 렌즈를 제어하는 방법은, 상기 액체 렌즈의 온도를 센싱하는 단계; 상기 센싱된 온도가 소정 온도 범위 내에 속하는가를 검사하는 단계; 및 상기 센싱된 온도가 상기 소정 온도 범위 내의 온도보다 낮을 경우, 상기 발열부를 발열시키고, 상기 온도를 다시 센싱하는 단계로 진행하는 단계를 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.
실시 예에 따른 액체 렌즈는 설정 온도 범위 내의 온도에서 비교적 일정한 디옵터를 가지므로, 이 액체 렌즈를 포함하는 카메라 모듈은 촬영하고자 하는 영상의 콘트라스트 비율(또는, blur)의 저하를 방지할 수 있다.
실시 예에서 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 실시 예에 의한 카메라 모듈의 개략적인 단면도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 카메라 모듈의 실시 예에 의한 단면도를 나타낸다.
도 3은 구동 전압에 대응하여 초점 거리가 조정되는 액체 렌즈를 설명한다.
도 4는 실시 예에 의한 액체 렌즈부의 단면도를 나타낸다.
도 5는 발열부를 포함하는 일 실시 예에 의한 카메라 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 발열부를 포함하는 다른 실시 예에 의한 카메라 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 온도 센싱부를 포함하는 또 다른 실시 예에 의한 카메라 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 온도 산출부의 일 실시 예에 의한 회로도를 나타낸다.
도 9는 온도 센싱부를 포함하는 다른 실시 예에 의한 카메라 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 실시 예에 의한 액체 렌즈 제어 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 실시 예를 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 실시 예에 의한 카메라 모듈의 개략적인 단면도를 나타낸다.
이하, 실시 예에 의한 액체 렌즈, 이 액체 렌즈를 포함하는 카메라 모듈을 데카르트 좌표계를 이용하여 설명하지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 데카르트 좌표계에 의하면, x축, y축 및 z축은 서로 직교하지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, x축, y축, z축은 직교하는 대신에 서로 교차할 수 있다.
이하, 일 실시 예에 따른 카메라 모듈(100)을 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여 다음과 같이 살펴본다. 그러나, 실시 예에 의한 액체 렌즈는 도 1 내지 도 3에 도시된 카메라 모듈(100)과 다른 구성을 갖는 카메라 모듈에도 적용될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 카메라 모듈(100)의 개략적인 측면도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 카메라 모듈(100)은 렌즈 어셈블리(22), 제어 회로(24) 및 이미지 센서(26)를 포함할 수 있다.
먼저, 렌즈 어셈블리(22)는 렌즈부 및 렌즈부를 수용하는 홀더를 포함할 수 있다. 후술되는 바와 같이, 렌즈부는 액체 렌즈부를 포함할 수 있고 제1 렌즈부 또는 제2 렌즈부를 더 포함할 수 있다. 또는, 렌즈부는 제1 및 제2 렌즈부 및 액체 렌즈부를 모두 포함할 수 있다.
제어 회로(24)는 액체 렌즈부에 구동 전압(또는, 동작 전압)을 공급하는 역할을 수행한다.
전술한 제어회로(24)와 이미지 센서(26)는 하나의 인쇄회로기판(PCB:Printed Circuit Board) 상에 배치될 수 있으나, 이는 하나의 예에 불과할 뿐 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
실시 예에 의한 카메라 모듈(100)이 광학 기기(Optical Device, Optical Instrument)에 적용될 경우, 제어 회로(24)의 구성은 광학 기기에서 요구하는 사양에 따라 다르게 설계될 수 있다. 특히, 제어 회로(24)는 하나의 칩(single chip)으로 구현되어, 렌즈 어셈블리(22)로 인가되는 구동 전압의 세기를 줄일 수 있다. 이를 통해, 휴대용 장치에 탑재되는 광학 기기의 크기가 더욱 작아질 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 카메라 모듈(100)의 실시 예에 의한 단면도를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 카메라 모듈(100)은 렌즈 어셈블리, 메인 기판(150) 및 이미지 센서(182)를 포함할 수 있다. 또한, 카메라 모듈(100)은 미들 베이스(172)를 더 포함할 수 있다. 또한, 카메라 모듈(100)은 센서 베이스(174) 및 필터(176)를 더 포함할 수도 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이 센서 베이스(174) 및 필터(176)를 포함하지 않을 수도 있다.
실시 예에 의하면, 도 2에 도시된 카메라 모듈(100)의 구성 요소(110 내지 176) 중 적어도 하나는 생략될 수 있다. 또는, 도 2에 도시된 구성 요소(110 내지 176)와 다른 적어도 하나의 구성 요소가 카메라 모듈(100)에 더 추가되어 포함될 수도 있다.
도 2를 참조하면, 렌즈 어셈블리는 액체 렌즈부(140), 홀더(120), 제1 렌즈부(110) 또는 제2 렌즈부(130) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 도 1에 도시된 렌즈 어셈블리(22)에 해당할 수 있다. 이러한 렌즈 어셈블리는 메인 기판(150)의 위에 배치될 수 있다.
렌즈 어셈블리에서 액체 렌즈부(140)와 구별하기 위하여 제1 렌즈부(110) 및 제2 렌즈부(130)를 '제1 고체 렌즈부' 및 '제2 고체 렌즈부'라고 각각 칭할 수도 있다.
제1 렌즈부(110)는 렌즈 어셈블리의 상측에 배치되며, 렌즈 어셈블리의 외부로부터 광이 입사되는 영역일 수 있다. 즉, 제1 렌즈부(110)는 홀더(120) 내에서 액체 렌즈부(140) 위에 배치될 수 있다. 제1 렌즈부(110)는 하나의 렌즈로 구현될 수도 있고, 중심축을 기준으로 정렬되어 광학계를 형성하는 2개 이상의 복수의 렌즈로 구현될 수도 있다.
여기서, 중심축이란, 카메라 모듈(100)에 포함된 제1 렌즈부(110), 액체 렌즈부(140) 및 제2 렌즈부(130)가 형성하는 광학계의 광축(Optical axis)(LX)을 의미할 수도 있고, 광축(LX)과 나란한 축을 의미할 수도 있다. 광축(LX)은 이미지 센서(182)의 광축에 해당할 수 있다. 즉, 제1 렌즈부(110), 액체 렌즈부(140), 제2 렌즈부(130) 및 이미지 센서(182)는 액티브 얼라인(AA:Active Align)을 통해 광축(LX)으로 정렬되어 배치될 수 있다.
여기서, 액티브 얼라인이란, 보다 나은 이미지 획득을 위해 제1 렌즈부(110), 제2 렌즈부(130) 및 액체 렌즈부(140) 각각의 광축을 일치시키고, 이미지 센서(182)와 렌즈부들(110, 130, 140) 간의 축 또는 거리 관계를 조절하는 동작을 의미할 수 있다.
또한, 도 2에 예시된 바와 같이, 제1 렌즈부(110)는 예를 들어, 2개의 렌즈(L1, L2)를 포함할 수 있으나, 이는 예시적인 것이며 제1 렌즈부(110)에 포함된 렌즈의 개수는 1개 또는 3개 이상일 수 있다.
또한, 제1 렌즈부(110)의 상측에 노출렌즈가 배치될 수 있다. 여기서, 노출 렌즈란, 제1 렌즈부(110)에 포함된 렌즈 중에서 최외곽 렌즈를 의미할 수 있다. 즉, 제1 렌즈부(110)의 최상측에 위치한 렌즈(L1)가 상부로 돌출되므로, 노출 렌즈의 기능을 수행할 수 있다. 노출 렌즈는 홀더(120) 외부로 돌출되어 표면이 손상될 가능성을 갖는다. 만일, 노출 렌즈의 표면이 손상될 경우, 카메라 모듈(100)에서 촬영되는 이미지의 화질이 저하될 수 있다. 따라서, 노출 렌즈의 표면 손상을 방지 및 억제하기 위해, 노출 렌즈의 상부에 커버 글래스(cover glass)를 배치하거나, 코팅층을 형성하거나, 노출 렌즈의 표면 손상을 방지하기 위해 다른 렌즈부의 렌즈보다 강성이 강한 내마모성 재질로 노출 렌즈를 구현할 수도 있다.
제1 연결 기판(141)과 제2 연결 기판(144)은 -z축 방향으로 벤딩된다. 스페이서(143)는 제1 연결 기판(141)과 제2 연결 기판(144) 사이에 배치될 수 있으며, 홀더(120)의 제1 또는 제2 개구(OP1, OP2) 중 적어도 한곳으로부터 돌출되어 배치될 수 있다.
제1 및 제2 홀이 홀더(120)의 상부와 하부에 각각 형성되어, 홀더(120)의 상부와 하부를 각각 개방시킬 수 있다. 제1 렌즈부(110)는 홀더(120)의 내부에 형성된 제1 홀에 수용, 장착, 안착, 접촉, 고정, 가고정, 지지, 결합, 또는 배치될 수 있고, 제2 렌즈부(130)는 홀더(120)의 내부에 형성된 제2 홀에 수용, 장착, 안착, 접촉, 고정, 가고정, 지지, 결합, 또는 배치될 수 있다.
또한, 홀더(120)의 제1 및 제2 측벽은 광축(LX) 방향과 수직하는 방향(예를 들어, x축 방향)으로 서로 대면하여 배치되고, 제3 및 제4 측벽은 광축(LX) 방향과 수직하는 방향(예를 들어, y축 방향)으로 서로 대면하여 배치될 수 있다. 또한, 홀더(120)에서 제1 측벽은 제1 개구(OP1)를 포함하고, 제2 측벽은 제1 개구(OP1)와 같은 또는 유사한 형상의 제2 개구(OP2)를 포함할 수 있다. 따라서, 제1 측벽에 배치된 제1 개구(OP1)와 제2 측벽에 배치된 제2 개구(OP2)는 광축(LX) 방향과 수직인 방향(예를 들어, x축 방향)으로 서로 대면하여 배치될 수 있다.
제1 및 제2 개구(OP1, OP2)에 의해 액체 렌즈부(140)가 배치될 홀더(120)의 내부 공간이 개방될 수 있다. 이때, 액체 렌즈부(140)는 제1 또는 제2 개구(OP1, OP2)를 통해 삽입되어 홀더(120)의 내부 공간에 장착, 안착, 접촉, 고정, 가고정, 지지, 결합, 또는 배치될 수 있다.
이와 같이, 액체 렌즈부(140)가 제1 또는 제2 개구(OP1, OP2)를 통해 홀더(120) 내부 공간으로 삽입될 수 있도록, 광축(LX) 방향을 기준으로 홀더(120)의 제1 또는 제2 개구(OP1, OP2) 각각의 크기는 액체 렌즈부(140)의 y축과 z축 방향으로의 단면적보다 클 수 있다.
제2 렌즈부(130)는 홀더(120) 내부에서 액체 렌즈부(140)의 아래에 배치될 수 있다. 제2 렌즈부(130)는 제1 렌즈부(110)와 광축 방향(예를 들어, z축 방향)으로 이격되어 배치될 수 있다.
카메라 모듈(100)의 외부로부터 제1 렌즈부(110)로 입사된 광은 액체 렌즈부(140)를 통과하여 제2 렌즈부(130)로 입사될 수 있다. 제2 렌즈부(130)는 하나의 렌즈로 구현될 수도 있고, 중심축을 기준으로 정렬되어 광학계를 형성하는 2개 이상의 복수의 렌즈로 구현될 수도 있다. 예를 들어, 도 2에 예시된 바와 같이, 제2 렌즈부(130)는 3개의 렌즈(L3, L4, L5)를 포함할 수 있으나, 이는 예시적인 것이며 제2 렌즈부(130)에 포함된 렌즈의 개수는 2개 이하 또는 4개 이상일 수 있다.
액체 렌즈부(140)와 달리, 제1 렌즈부(110) 및 제2 렌즈부(130) 각각은 고체 렌즈로서, 유리 또는 플라스틱으로 구현될 수 있으나, 실시 예는 제1 렌즈부(110) 및 제2 렌즈부(130) 각각의 특정한 재질에 국한되지 않는다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이 액체 렌즈부(140)는 제1 연결 기판(141), 액체 렌즈(142), 스페이서(143) 및 제2 연결 기판(144)을 포함할 수 있다.
제1 연결 기판(141)은 액체 렌즈(142)에 포함된 복수의 개별 전극(미도시)을 메인 기판(150)에 전기적으로 연결하며, 액체 렌즈(142) 위에 배치될 수 있다. 제1 연결 기판(141)은 연성회로기판(FPCB: Flexible Printed Circuit Board)로 구현될 수 있다.
또한, 제1 연결 기판(141)은 복수의 개별 전극 각각과 전기적으로 연결된 연결 패드(미도시)를 통해 메인 기판(150) 상에 형성된 전극 패드(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 위해, 액체 렌즈부(140)가 홀더(120)의 내부 공간에 삽입된 후, 제1 연결 기판(141)은 메인 기판(150)을 향해 -z축 방향으로 벤딩(bending)된 후, 연결 패드(미도시)와 전극 패드(미도시)는 전도성 에폭시(conductive epoxy)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 다른 실시 예로 제1 연결 기판(141)은 홀더(120)의 표면에 배치, 형성, 또는 코팅된 도전성 제1 홀더 표면 전극과 연결되어 홀더(120)의 표면에 배치된 도전성 제1 홀더 표면 전극을 통해 메인 기판(150)과 전기적으로 연결될 수 있으나, 실시 예는 이에 한정되지 않는다.
제2 연결 기판(144)은 액체 렌즈(142)에 포함된 공통 전극을 메인 기판(150)에 전기적으로 연결하며, 액체 렌즈(142) 아래에 배치될 수 있다. 제2 연결 기판(144)은 FPCB 또는 단일 메탈 기판(전도성 메탈 플레이트)으로 구현될 수 있다. 여기서, 개별 전극 및 공통 전극에 대해서는 후술되는 도 3 및 도 4를 참조하여 상세히 설명된다.
제2 연결 기판(144)은 공통 전극과 전기적으로 연결된 연결 패드를 통해 메인 기판(150) 상에 형성된 전극 패드와 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 위해, 액체 렌즈부(140)가 홀더(120)의 내부 공간에 삽입된 후, 제2 연결 기판(144)은 메인 기판(150)을 향해 -z축 방향으로 벤딩될 수 있다. 다른 실시예로 제2 연결 기판(144)은 홀더(120)의 표면에 배치, 형성, 또는 코팅된 도전성 제2 홀더 표면 전극과 연결되어 홀더(120)의 표면에 배치된 도전성 제2 홀더 표면 전극을 통해 메인 기판(150)과 전기적으로 연결될 수 있으나, 실시 예는 이에 한정되지 않는다.
스페이서(143)는 액체 렌즈(142)를 둘러싸도록 배치되어, 액체 렌즈(142)를 외부 충격으로부터 보호할 수 있다. 이를 위해, 스페이서(143)는 액체 렌즈(142)가 그의 내부에 장착, 안착, 접촉, 고정, 가고정, 지지, 결합, 또는 배치될 수 있는 형상을 가질 수 있다.
또한, 스페이서(143)는 제1 연결 기판(141)과 제2 연결 기판(144) 사이에 배치될 수 있으며, 홀더(120)의 제1 또는 제2 개구(OP1, OP2) 중 적어도 한 곳으로부터 돌출되어 배치될 수 있다. 즉, 스페이서(143)의 적어도 일부는 제1 및 제2 연결 기판(141, 144)과 함께 광축(LX)과 수직한 방향(예를 들어, x축 방향)으로 홀더(120)의 제1 또는 제2 측벽 중 적어도 한 곳으로부터 돌출된 형상을 가질 수 있다. 이는 스페이서(143)의 x축 방향으로의 길이가 홀더(120)의 x축 방향으로의 길이보다 길수도 있기 때문이다.
또한 커버(미도시)는 홀더(120), 액체 렌즈부(140) 및 미들 베이스(172)를 둘러싸도록 배치되어, 이들(120, 140, 172)을 외부의 충격으로부터 보호할 수 있다. 특히, 커버가 배치됨으로써, 광학계를 형성하는 복수의 렌즈들을 외부 충격으로부터 보호할 수 있다.
한편, 미들 베이스(172)는 홀더(120)의 제2 홀을 둘러싸면서 배치될 수 있다. 이를 위해, 미들 베이스(172)는 제2 홀을 수용하기 위한 수용홀(미도시)을 포함할 수 있다. 미들 베이스(172)의 내경(즉, 수용홀의 직경)은 제2 홀의 외경 이상일 수 있다. 수용홀은 미들 베이스(172)의 중앙 부근에서, 카메라 모듈(100)에 배치된 이미지 센서(182)의 위치에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 미들 베이스(172)는 메인 기판(150) 상에서 회로 소자와 이격되어 메인 기판(150)에 장착될 수 있다. 즉, 홀더(120)는 회로 소자와 이격되어 메인 기판(150) 상에 배치될 수 있다.
메인 기판(150)은 미들 베이스(172)의 하부에 배치되고, 이미지 센서(182)가 장착, 안착, 접촉, 고정, 가고정, 지지, 결합, 또는 수용될 수 있는 홈, 회로 소자(미도시), 연결부(또는, FPCB)(미도시) 및 커넥터(미도시)를 포함할 수 있다.
메인 기판(150)의 회로 소자는 액체 렌즈부(140) 및 이미지 센서(182)를 제어하는 제어 모듈을 구성할 수 있다. 회로 소자는 수동 소자 및 능동 소자 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 다양한 넓이 및 높이를 가질 수 있다. 복수의 회로 소자는 홀더(120)와 광축(LX)에 평행한 방향상에서 오버랩 되지 않도록 배치될 수 있다. 메인 기판(150)은 FPCB를 포함하는 RFPCB(Rigid Flexible Printed Circuit Board)로 구현될 수 있다. FPCB는 카메라 모듈(100)이 장착되는 공간이 요구하는 바에 따라 벤딩될 수 있다.
이미지 센서(182)는 렌즈 어셈블리(110, 120, 130, 140)의 제1 렌즈부(110), 액체 렌즈부(140) 및 제2 렌즈부(130)를 통과한 광을 이미지 데이터로 변환하는 기능을 수행할 수 있다. 보다 구체적으로, 이미지 센서(182)는 복수의 픽셀을 포함하는 픽셀 어레이를 통해 광을 아날로그 신호로 변환하고, 아날로그 신호에 상응하는 디지털 신호를 합성하여 이미지 데이터를 생성할 수 있다.
도 3은 구동 전압에 대응하여 초점 거리가 조정되는 액체 렌즈를 설명한다. 구체적으로, 도 3(a)는 렌즈 어셈블리(22)에 포함된 액체 렌즈(28)를 설명하고, 도 3(b)는 액체 렌즈(28)의 등가회로를 설명한다. 여기서, 액체 렌즈(28)는 도 2에 도시된 액체 렌즈에 해당할 수 있다.
먼저 도 3(a)를 참조하면, 구동 전압에 대응하여 초점 거리가 조정되는 액체 렌즈(28)는 동일한 각 거리를 가지고 4개의 서로 다른 방향에 배치된 개별 전극의 섹터(L1, L2, L3, L4)(이하, ‘개별 전극 섹터’라 함)를 통해서 구동 전압을 인가 받을 수 있다. 여기서, 개별 전극 섹터란, 후술되는 도 4에 도시된 바와 같이 개별 전극에서 제2 플레이트(145)에 의해 덮이지 않고 노출된 개별 전극의 일부를 의미한다. 개별 전극 섹터(L1, L2, L3, L4)는 액체 렌즈(28)의 중심축을 기준으로 동일한 각 거리를 가지고 배치될 수 있고, 개별 전극 섹터의 개수는 4개일 수 있다. 4개의 개별 전극 섹터는 액체 렌즈(28)의 4개 코너에 각각 배치될 수 있다. 개별 전극 섹터(L1, L2, L3, L4)를 통해서 구동 전압(이하, ‘개별 전압’이라 함)이 인가되면 인가된 개별 전압은 후술할 공통 전극 섹터(C0)에 인가되는 전압(이하, ‘공통 전압’이라 함)과의 상호작용으로 형성되는 구동 전압에 의해 렌즈 영역(310)에 배치된 도전성 액체와 비도전성 액체의 경계면이 변형될 수 있다. 여기서, 공통 전극 섹터란, 후술되는 도 4에 도시된 바와 같이 공통 전극(C)에서 제3 플레이트(146)에 의해 덮이지 않고 노출된 공통 전극(C)의 일부를 의미한다.
또한, 도 3(b)를 참조하면, 액체 렌즈(28)는 그의 일측이 서로 다른 개별 전극 섹터(L1, L2, L3, L4)로부터 개별 전압을 인가 받고, 다른 일측이 공통 전극 섹터(C0)와 연결된 복수의 캐패시터(30)로 설명할 수 있다. 여기서, 등가회로에 포함된 복수의 캐패시터(30)는 약 수십 내지 200 피코패럿(pF) 이하의 작은 캐패시턴스를 가질 수 있다.
이하, 실시 예에 의한 액체 렌즈부(140)를 첨부된 도 4를 참조하여 다음과 같이 살펴본다. 여기서, 액체 렌즈부(140)는 도 2에 도시된 카메라 모듈(100)에 포함될 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
도 4는 실시 예에 의한 액체 렌즈부(28A)의 단면도를 나타낸다.
도 4에 도시된 액체 렌즈부(28A)는 제1 연결 기판(141), 액체 렌즈, 스페이서(143) 및 제2 연결 기판(144)을 포함할 수 있다. 도 4에서 스페이서(143)의 도시는 생략되었다.
도 4에 도시된 액체 렌즈부(28A)는 도 2에 도시된 액체 렌즈부(140)에 해당할 수 있다. 따라서, 도 4에 도시된 제1 연결 기판(141), 액체 렌즈 및 제2 연결 기판(144)은 도 2에 도시된 제1 연결 기판(141), 액체 렌즈(142) 및 제2 연결 기판(144)에 각각 해당하므로, 중복되는 설명을 생략한다.
액체 렌즈는 서로 다른 종류의 복수의 액체(LQ1, LQ2), 제1 내지 제3 플레이트(147, 145, 146), 개별 전극(210, 212), 공통 전극(220) 및 절연층(148)을 포함할 수 있다.
액체 렌즈는 캐비티(CA:cavity)를 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이 캐비티(CA)에서 광이 입사되는 방향의 개구 면적은 반대 방향의 개구 면적보다 좁을 수 있다. 또는, 캐비티(CA)의 경사 방향이 반대가 되도록 액체 렌즈가 배치될 수도 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 달리 캐비티(CA)에서 광이 입사되는 방향의 개구 면적은 반대 방향의 개구 면적보다 클 수도 있다. 또한, 캐비티(CA)의 경사 방향이 반대가 되도록 액체 렌즈가 배치될 때, 액체 렌즈의 경사 방향에 따라서 액체 렌즈에 포함된 구성의 배치 전체 또는 일부가 함께 바뀌거나, 캐비티(CA)의 경사 방향만 변경되고 나머지 구성의 배치는 바뀌지 않을 수도 있다.
복수의 액체(LQ1, LQ2)는 캐비티(CA)에 수용되며, 전도성을 갖는 제1 액체(LQ1)와 비전도성을 갖는 제2 액체(또는, 절연 액체)(LQ2)를 포함할 수 있다. 제1 액체(LQ1)와 제2 액체(LQ2)는 서로 섞이지 않으며, 제1 및 제2 액체(LQ1, LQ2) 사이의 접하는 부분에 계면(BO)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 액체(LQ1) 위에 제2 액체(LQ2)가 배치될 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
제1 플레이트(147)의 내측면은 캐비티(CA)의 측벽을 이룰 수 있다. 제1 플레이트(147)는 기 설정된 경사면을 갖는 상하의 개구부를 포함할 수 있다. 즉, 캐비티(CA)는 제1 플레이트(147)의 경사면, 제2 플레이트(145)와 접촉하는 제3 개구, 및 제3 플레이트(146)와 접촉하는 제4 개구로 둘러싸인 영역으로 정의될 수 있다. 이와 같이, 캐비티(CA)는 제1 내지 제3 플레이트에 의해 정의될 수 있다.
제3 및 제4 개구 중에서 보다 넓은 개구의 직경은 액체 렌즈에서 요구하는 화각(FOV) 또는 액체 렌즈가 카메라 모듈(100)에서 수행해야 할 역할에 따라 달라질 수 있다. 제3 및 제4 개구 각각은 원형의 단면을 가지는 홀(hole)의 형상일 수 있다. 두 액체가 형성한 계면(BO)은 구동 전압에 의해 캐비티(CA)의 경사면을 따라 움직일 수 있다.
제1 플레이트(147)의 캐비티(CA)에 제1 액체(LQ1) 및 제2 액체(LQ2)가 충진, 수용 또는 배치된다. 또한, 캐비티(CA)는 제1 렌즈부(110)를 통과한 광이 투과하는 부위이다. 따라서, 제1 플레이트(147)는 투명한 재료로 이루어질 수도 있고, 광의 투과가 용이하지 않도록 불순물을 포함할 수도 있다.
제1 플레이트(147)의 일면과 타면에 개별 전극(210, 212)과 공통 전극(220)이 각각 배치될 수 있다. 복수의 개별 전극(210, 212)은 공통 전극(220)과 이격되어 배치되고, 제1 플레이트(147)의 일면(예를 들어, 상부면과 측면 및 하부면)에 배치될 수 있다. 즉, 복수의 개별 전극(210, 212)은 제1 플레이트(147)와 제2 플레이트(145) 사이에 배치될 수 있다.
공통 전극(220)은 제1 플레이트(147)의 타면(예를 들어, 하부면)의 적어도 일부 영역에 배치되고, 제1 액체(LQ1)와 직접 접촉할 수 있다. 즉, 공통 전극(220)은 제1 플레이트(147)와 제3 플레이트(146) 사이로부터 전도성 액체(LQ1)까지 연장하여 배치될 수 있다. 따라서, 제1 플레이트(147)의 타면에 배치된 공통 전극(220)의 일부가 전도성을 갖는 제1 액체(LQ1)에 노출될 수 있다.
또한, 개별 전극(210, 212)의 개수는 한 개일 수도 있고, 복수 개 일 수도 있다. 만일, 개별 전극(210, 212)의 개수가 복수 개일 경우, 복수의 개별 전극(210, 212)은 서로 전기적으로 이격될 수도 있다. 전술한 개별 전극 센서 및 공통 전극 섹터 각각은 적어도 하나일 수 있다. 예를 들어, 복수의 개별 전극 섹터(L1 내지 L4)는 광축을 중심으로 시계 방향(또는, 반시계 방향)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다.
개별 전극 및 공통 전극(210, 212, 220) 각각은 도전성 재료로 이루어질 수 있다.
또한, 제2 플레이트(145)는 개별 전극(210, 212)의 일면에 배치될 수 있다. 즉, 제2 플레이트(145)는 제1 플레이트(147)의 위에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제2 플레이트(145)는 개별 전극(210, 212)의 상면과 캐비티(CA) 위에 배치될 수 있다.
제3 플레이트(146)는 공통 전극(220)의 일면에 배치될 수 있다. 즉, 제3 플레이트(146)는 제1 플레이트(147)의 아래에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제3 플레이트(146)는 공통 전극(220)의 하면과 캐비티(CA) 아래에 배치될 수 있다.
제2 플레이트(145)와 제3 플레이트(146)는 제1 플레이트(147)를 사이에 두고 서로 대향하여 배치될 수 있다. 또한, 제2 플레이트(145) 또는 제3 플레이트(146) 중 적어도 하나는 생략될 수도 있다.
제2 및 제3 플레이트(145, 146) 각각은 광이 통과하는 영역으로서, 투광성 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 제2 및 제3 플레이트(145, 146) 각각은 유리(glass)로 이루어질 수 있으며, 공정의 편의상 동일한 재료로 형성될 수 있다. 또한, 제2 및 제3 플레이트(145, 146) 각각의 가장 자리는 사각형 형상일 수 있으나, 반드시 이에 한정하지는 않는다.
제2 플레이트(145)는 제1 렌즈부(110)로부터 입사되는 광이 제1 플레이트(145)의 캐비티(CA) 내부로 진행하도록 허용하는 구성을 가질 수 있다.
제3 플레이트(146)는 제1 플레이트(145)의 캐비티(CA)를 통과한 광이 제2 렌즈부(130)로 진행하도록 허용하는 구성을 가질 수 있다. 제3 플레이트(146)는 제1 액체(LQ1)와 직접 접촉할 수 있다.
실시 예에 의하면, 제3 플레이트(146)는 제1 플레이트(147)의 제3 및 제4 개구 중에서 넓은 개구의 직경보다 큰 직경을 가질 수 있다. 또한, 제3 플레이트(146)는 제1 플레이트(147)와 이격된 주변 영역을 포함할 수 있다.
절연층(148)은 캐비티(CA)의 상부 영역에서 제2 플레이트(145)의 하부면의 일부를 덮으면서 배치될 수 있다. 즉, 절연층(148)은 제2 액체(LQ2)와 제2 플레이트(145)의 사이에 배치될 수 있다.
또한, 절연층(148)은 캐비티(CA)의 측벽을 이루는 개별 전극(210, 212)의 일부를 덮으면서 배치될 수 있다. 또한, 절연층(148)은 제1 플레이트(147)의 하부면에서, 개별 전극(210, 212)의 일부와 제1 플레이트(147) 및 공통 전극(220)을 덮으며 배치될 수 있다. 이로 인해, 개별 전극(210, 212)과 제1 액체(LQ1) 간의 접촉 및 개별 전극(210, 212)과 제2 액체(LQ2) 간의 접촉이 절연층(148)에 의해 차단될 수 있다.
절연층(148)은 개별 및 공통 전극(210, 212, 220) 중 하나의 전극(예를 들어, 개별 전극(210, 212))을 덮고, 다른 하나의 전극(예를 들어, 공통 전극(220))의 일부를 노출시켜 전도성을 갖는 제1 액체(LQ1)에 전기 에너지가 인가되도록 할 수 있다.
한편, 도 4를 참조하면, 실시 예에 의한 액체 렌즈(28A)는 온도 센싱부 또는 발열부 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
온도 센싱부는 제1 플레이트(147)의 내부, 제2 플레이트(145)의 내부 또는 제3 플레이트(146)의 내부 중 중 적어도 한 곳에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 제1 내지 제3 부재(M1, M2, M3) 중 적어도 하나가 온도 센싱부에 해당할 수 있다.
또한, 발열부는 제1 플레이트(147)의 내부, 제2 플레이트(145)의 내부 또는 제3 플레이트(146)의 내부 중 중 적어도 한 곳에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 제1 내지 제3 부재(M1, M2, M3) 중 적어도 하나가 발열부에 해당할 수 있다.
또한, 발열부는 공통 전극(220) 또는 개별 전극(210, 212)과 접하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 제1 내지 제3 부재(M1, M2, M3) 중 적어도 하나가 발열부에 해당할 경우, 제1 부재(M1)는 제1 개별 전극(210)과 접하여 배치되고, 제2 및 제3 부재(M2, M3) 각각은 공통 전극(220)과 접하여 배치됨을 알 수 있다.
이와 비슷하게, 온도 센싱부는 공통 전극(220) 또는 개별 전극(210, 212)과 접하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 제1 내지 제3 부재(M1, M2, M3) 중 적어도 하나가 온도 센싱부에 해당할 경우, 제1 부재(M1)는 개별 전극(210)과 접하여 배치되고, 제2 및 제3 부재(M2, M3) 각각은 공통 전극(220)과 접하여 배치됨을 알 수 있다.
또한, 온도 센싱부를 액체에 최대한 가깝게 위치시키거나 개별 전극(210)과 공통 전극(220)에 접하도록 배치시킬 경우, 액체 렌즈에서 부피 팽창 인자인 액체(LQ1, LQ2)의 온도를 좀 더 정확하게 센싱할 수 있다. 또한, 발열부를 액체 렌즈에 최대한 가깝게 위치시키거나 개별 전극(210)과 공통 전극(220)에 접하도록 배치시킬 때, 액체(LQ1, LQ2)의 온도를 좀 더 빠르게 상승시킬 수 있다.
또한, 발열부와 온도 센싱부는 일체일 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 제1 내지 제3 부재(M1, M2, M3) 중 적어도 하나는 발열부의 역할과 온도 센싱부의 역할을 모두 수행할 수 있다.
또한, 발열부 및 온도 센싱부 각각은 저항체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 제1 내지 제3 부재(M1, M2, M3) 중 적어도 하나는 저항체로 구현될 수도 있다. 이러한 저항체의 저항은 수Ω 내지 수㏀일 수 있다.
또한, 발열부 또는 온도 센싱부 중 하나는 금속을 포함할 수 있다. 왜냐하면, 금속 성분도 저항을 갖기 때문이다. 예를 들어, 도 4에 도시된 제1 내지 제3 부재(M1, M2, M3) 중 적어도 하나는 금속 물질로 구현될 수 있다. 이와 같이, 발열부 또는 온도 센싱부 중 하나는 금속으로 구현될 수 있으므로, 금속으로 구현된 공통 전극(220) 또는 개별 전극(210, 212) 중 하나가 발열부 또는 온도 센싱부 중 적어도 하나의 역할을 수행할 수 있다. 이 경우, 별도의 발열부 또는 온도 센싱부(예를 들어, 제1 내지 제3 부재(M1 내지 M3))는 생략될 수 있다.
만일, 발열부 또는 온도 센싱부 중 적어도 하나가 복수의 개별 전극(210, 212) 또는 공통 전극(220) 중 적어도 하나와 일체일 경우, 복수의 개별 전극(210, 212) 또는 공통 전극(220)은 패턴화된 형상을 가질 수 있다. 따라서, 복수의 개별 전극(210, 212) 또는 공통 전극(220)의 금속 저항을 이용하여 패터닝함으로써 온도 센싱과 발열을 위한 저항체로 구현될 수 있다.
이하, 전술한 실시 예에 의한 액체 렌즈부(28A)를 포함하는 실시 예에 의한 카메라 모듈을 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다. 이하에서, 편의상 참조부호 28B 내지 28E는 실시 예에 의한 액체 렌즈부의 액체 렌즈를 나타내는 것으로 설명한다.
도 5는 발열부를 포함하는 일 실시 예에 의한 카메라 모듈을 설명하기 위한 도면이다. 도 5에서 액체 렌즈(28B)의 평면도를 나타낸다.
도 5에 도시된 카메라 모듈은 액체 렌즈(28B) 및 제어 회로를 포함할 수 있다.
도 5에 도시된 액체 렌즈(28B)는 도 4에 도시된 액체 렌즈(28A)에 해당할 수 있다. 액체 렌즈(28B)는 개별 전극(E1 내지 E4) 및 발열부(H1 내지 H4)를 포함할 수 있다. 개별 전극(E1 내지 E4)은 도 4에 도시된 개별 전극(210, 212)에 해당하고, 발열부(H1 내지 H4) 각각은 제1 내지 제3 부재(M1 내지 M3) 중 어느 하나에 해당할 수 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
실시 예에 의하면, 발열부는 평면상에서 이웃하는 개별 전극들 사이에 배치되되, 이웃하는 개별 전극 중 하나와 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 발열부는 제1 내지 제4 발열부(H1 내지 H4)를 포함할 수 있다. 제1 발열부(H1)는 이웃하는 제1 및 제3 개별 전극(E1, E3) 사이에 배치되되, 제1 개별 전극(E1)에 연결될 수 있다. 제2 발열부(H2)는 이웃하는 제1 및 제2 개별 전극(E1, E2) 사이에 배치되되, 제2 개별 전극(E2)에 연결될 수 있다. 제3 발열부(H3)는 이웃하는 제2 및 제4 개별 전극(E2, E4) 사이에 배치되되, 제4 개별 전극(E4)에 연결될 수 있다. 제4 발열부(H4)는 이웃하는 제3 및 제4 개별 전극(E3, E4) 사이에 배치되되, 제3 개별 전극(E3)에 연결될 수 있다.
이하, 발열부는 4개의 제1 내지 제4 발열부(H1 내지 H4)를 포함하는 것으로 설명하지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 발열부의 개수가 4개보다 많거나 적은 경우에도 하기의 설명은 적용될 수 있다.
또한, 도 5에 도시된 제어 회로는 도 1에 도시된 제어 회로(24)의 일 실시 예에 해당하며, 액체 렌즈(28B))의 온도를 제어하는 역할을 한다. 이를 위해, 제어 회로는 온도 제어부(320) 및 발열 전압 공급부(330A)를 포함할 수 있다.
발열 전압 공급부(330A)는 온도 제어부(320)로부터 출력되는 제1 발열 제어 신호(HC1)에 응답하여 제1 내지 제4 발열부(H1 내지 H4) 각각으로 발열 전압을 공급한다. 이때, 제1 내지 제4 발열부(H1 내지 H4)로 공급되는 발열 전압의 레벨은 서로 동일할 수도 있고 다를 수도 있다.
이를 위해, 발열 전압 공급부(330A)는 제1 내지 제5 공급 전압원(V1 내지 V5) 및 복수의 스위치(SW1 내지 SW10)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 스위치(SW1, SW2)는 제1 발열 전압(V1)과 기준 전위(예를 들어, 접지 전압) 사이에 직렬 연결되고, 제3 및 제4 스위치(SW3, SW4)는 제2 발열 전압(V2)과 기준 전위(예를 들어, 접지 전압) 사이에 직렬 연결되고, 제5 및 제6 스위치(SW5, SW6)는 제3 발열 전압(V3)과 기준 전위(예를 들어, 접지 전압) 사이에 직렬 연결되고, 제7 및 제8 스위치(SW7, SW8)는 제4 발열 전압(V4)과 기준 전위(예를 들어, 접지 전압) 사이에 직렬 연결되고, 제9 및 제10 스위치(SW9, SW10)는 제5 발열 전압(V5)과 기준 전위(예를 들어, 접지 전압) 사이에 직렬 연결될 수 있다.
전술한 구성을 갖는 발열 전압 공급부(330A)의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 제1 내지 제4 발열부(H1 내지 H4) 각각으로 발열 전압을 공급하고자 할 때, 제1 발열 제어 신호(HC1)에 응답하여 제1, 제4, 제6, 제8 및 제10 스위치(SW1, SW4, SW6, SW8, SW10)는 온(즉, 스위칭-온)되고, 제2, 제3, 제5, 제7 및 제9 스위치(SW2, SW3, SW5, SW7, SW9)는 오프(즉, 스위칭-오프)된다. 따라서, 제1 발열 전압(V1)이 제1 내지 제4 발열부(H1 내지 H4)로 각각 공급되는 경로가 형성되어, 제1 내지 제4 발열부(H1 내지 H4)가 발열함으로써 액체 렌즈(28B)의 온도를 증가시킬 수 있다. 이때, 제1 내지 제4 발열부(H1 내지 H4) 각각이 발열하는 온도는 제1 발열 전압(V1)의 레벨을 증가/감소시킴으로써 증가/감소시킬 수 있다.
또한, 제1 내지 제4 발열부(H1 내지 H4) 각각으로 발열 전압을 공급하지 않고자 할 때, 제1 발열 제어 신호(HC1)에 응답하여 제1 스위치(SW1)를 오프시키고, 제2 스위치(SW2)를 온시킬 수 있다. 따라서, 제1 발열 전압(V1)이 제1 내지 제4 발열부(H1 내지 H4)로 공급되는 경로가 차단되어, 제1 내지 제4 발열부(H1 내지 H4)의 발열 동작이 중단될 수 있다.
또한, 발열 동작이 수행되지 않을 때, 제1 발열 제어 신호(HC1)는 개별 전극(E1 내지 E4)을 구동시키는 구동 제어 신호로서의 역할을 수행할 수 있다. 즉, 개별 전극(E1 내지 E4)을 구동시키고자 할 때, 구동 제어 신호에 응답하여 제1, 제4, 제6, 제8 및 제10 스위치(SW1, SW4, SW6, SW8, SW10)는 오프되고, 제2, 제3, 제5, 제7 및 제9 스위치(SW2, SW3, SW5, SW7, SW9)는 온될 수 있다. 따라서, 제2, 제3, 제4 및 제5 발열 전압(V2, V3, V4, V5)이 제1 내지 제4 개별 전극(E1 내지 E4)의 개별 전극 섹터(L1 내지 L4)로 각각 공급되어, 제1 내지 제4 개별 전극(E1 내지 E4)이 구동될 수 있다. 이때, 제1 내지 제4 발열 전압의 레벨은 서로 동일하거나 서로 다를 수 있다.
전술한 도 5에서 발열 전압 공급부(330A)는 제1 내지 제4 발열부(H1 내지 H4)를 발열시키는 기능과 개별 전극(E1 내지 E4)을 구동시키는 역할을 모두 수행할 수 있다. 이와 같이, 하나의 회로를 이용하여 2가지의 기능을 모두 수행하도록 구현할 경우, 제어 회로의 구성 부품의 개수가 줄어들 수 있다.
그러나, 다른 실시 예에 의하면, 발열 전압 공급부(330A)가 제1 내지 제4 발열부(H1 내지 H4)를 발열시키는 기능만을 수행하며, 개별 전극을 구동시키는 회로는 별도로 구현될 수도 있다. 이 경우, 발열 전압 공급부(330A)는 제1 공급 전압원(V1)과 제1 및 제2 스위치(SW1, SW2)만을 포함할 수 있다.
도 6은 발열부를 포함하는 다른 실시 예에 의한 카메라 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 6에 도시된 카메라 모듈은 액체 렌즈(28C) 및 제어 회로를 포함할 수 있다.
도 6에 도시된 액체 렌즈(28C)는 도 4에 도시된 액체 렌즈부(28A)에 포함된 액체 렌즈에 해당할 수 있다. 액체 렌즈(28C)는 공통 전극(C) 및 제5 발열부(H5)를 포함할 수 있다. 공통 전극(C)은 도 4에 도시된 공통 전극(220)에 해당하고, 발열부(H5)는 제1 내지 제3 부재(M1 내지 M3) 중 어느 하나에 해당할 수 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
실시 예에 의하면, 발열부는 공통 전극(C)의 주변에 배치되되, 공통 전극(C)의 일부 즉, 공통 전극 섹터(CO)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 제5 발열부(H5)는 공통 전극(C)의 주변을 모두 에워싸는 저면 형상을 가지며, 공통 전극 섹터(CO)와 연결될 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 제어 회로는 도 1에 도시된 제어 회로(24)의 다른 실시 예에 해당하며, 액체 렌즈(28C)의 온도를 제어하는 역할을 한다. 이를 위해, 제어 회로는 온도 제어부(320) 및 발열 전압 공급부(330B)를 포함할 수 있다.
발열 전압 공급부(330B)는 온도 제어부(320)로부터 출력되는 제2 발열 제어 신호(HC2)에 응답하여 제5 발열부(H5)로 발열 전압을 공급할 수 있다. 이를 위해, 발열 전압 공급부(330B)는 제6 및 제7 공급 전압원(V6 내지 V7) 및 복수의 스위치(SW11 내지 SW14)를 포함할 수 있다. 제11 및 제12 스위치(SW11, SW12)는 제6 발열 전압(V6)과 기준 전위(예를 들어, 접지 전압) 사이에 직렬 연결되고, 제13 및 제14 스위치(SW13, SW14)는 제7 발열 전압(V7)과 기준 전위(예를 들어, 접지 전압) 사이에 직렬 연결될 수 있다.
전술한 구성을 갖는 발열 전압 공급부(330B)의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 제5 발열부(H5)로 발열 전압을 공급하고자 할 때, 제2 발열 제어 신호(HC2)에 응답하여 제11 및 제14 스위치(SW11, SW14)는 온되고, 제12 및 제13 스위치(SW12, SW13)는 오프된다. 따라서, 제6 발열 전압(V6)이 제5 발열부(H5)로 공급되는 경로가 형성되어, 제5 발열부(H5)가 발열함으로써 액체 렌즈(28C)의 온도를 증가시킬 수 있다. 이때, 제5 발열부(H5)가 발열하는 온도는 제6 발열 전압(V6)의 레벨을 증가/감소시킴으로써 증가/감소시킬 수 있다.
또한, 제5 발열부(H5)로 발열 전압을 공급하지 않고자 할 때, 제2 발열 제어 신호(HC2)에 응답하여 제11 스위치(SW11)를 오프시키고, 제12 스위치(SW12)를 온시킬 수 있다. 따라서, 제6 발열 전압(V6)이 제5 발열부(H5)로 공급되는 경로가 차단되어, 제5 발열부(H5)의 발열 동작이 중단될 수 있다.
또한, 발열 동작이 수행되지 않을 때, 제2 발열 제어 신호(HC2)는 공통 전극(C)을 구동시키는 구동 제어 신호로서의 역할을 수행할 수 있다. 즉, 공통 전극(C)을 구동시키고자 할 때, 구동 제어 신호에 응답하여 제11 및 제14 스위치(SW11, SW14)는 오프되고, 제12 및 제13 스위치(SW12, SW13)는 온될 수 있다. 따라서, 제7 발열 전압(V7)이 공통 전극(C)의 공통 전극 섹터(CO)로 공급되어, 공통 전극(C)이 구동될 수 있다.
전술한 도 6에서 발열 전압 공급부(330B)는 제5 발열부(H5)를 발열시키는 기능과 공통 전극(C)을 구동시키는 역할을 모두 수행할 수 있다. 이와 같이, 하나의 회로를 이용하여 2가지의 기능을 모두 수행하도록 구현할 경우, 제어 회로의 구성 부품의 개수가 줄어들 수 있다.
그러나, 다른 실시 예에 의하면, 발열 전압 공급부(330B)가 제5 발열부(H5)를 발열시키는 기능만을 수행하며, 공통 전극(C)을 구동시키는 회로는 별도로 구현될 수도 있다. 이 경우, 발열 전압 공급부(330B)는 제6 공급 전압원(V6)과 제11 및 제12 스위치(SW11, SW12)만을 포함할 수 있다.
도 7은 온도 센싱부를 포함하는 또 다른 실시 예에 의한 카메라 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 7에 도시된 카메라 모듈은 액체 렌즈(28D) 및 제어 회로를 포함할 수 있다.
도 7에 도시된 액체 렌즈(28D)는 도 4에 도시된 액체 렌즈부(28A)에 포함되는 액체 렌즈에 해당할 수 있다. 액체 렌즈(28D)는 개별 전극(E1 내지 E4) 및 온도 센싱부(SE1)를 포함할 수 있다. 개별 전극(E1 내지 E4)은 도 4에 도시된 개별 전극(210, 212)에 해당하고, 온도 센싱부(SE1)는 제1 내지 제3 부재(M1 내지 M3) 중 어느 하나에 해당할 수 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
실시 예에 의하면, 온도 센싱부는 평면상에서 이웃하는 개별 전극들 사이에 배치되되, 이웃하는 개별 전극 중 하나와 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 온도 센싱부는 제1 온도 센싱부(SE1)를 포함할 수 있다. 제1 온도 센싱부(SE1)는 이웃하는 제1 및 제3 개별 전극(E1, E3) 사이에 배치되되, 제1 개별 전극(E1)에 연결될 수 있다. 이하, 온도 센싱부는 하나의 제1 온도 센싱부(SE1)만을 포함하는 것으로 설명하지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 온도 센싱부(SE1)가 1개보다 많은 온도 센싱부를 포함할 경우에도 하기의 설명은 적용될 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 제어 회로는 도 1에 도시된 제어 회로(24)의 또 다른 실시 예에 해당하며, 액체 렌즈(28D)의 온도를 제어하는 역할을 한다. 이를 위해, 제어 회로는 온도 제어부(320), 센싱 전압 공급부(350A) 및 온도 산출부(340)를 포함할 수 있다.
센싱 전압 공급부(350A)는 온도 제어부(320)로부터 출력되는 제1 센싱 제어 신호(SC1)에 응답하여 제1 온도 센싱부(SE1)로 센싱 전압을 공급할 수 있다. 이를 위해, 센싱 전압 공급부(350A)는 제8 내지 제11 공급 전압원(V8 내지 V11) 및 복수의 스위치(SW15 내지 SW22)를 포함할 수 있다. 제15 및 제16 스위치(SW15, SW16)는 제8 센싱 전압(V8)과 기준 전위(예를 들어, 접지 전압) 사이에 직렬 연결되고, 제17 및 제18 스위치(SW17, SW18)는 제9 센싱 전압(V9)과 기준 전위(예를 들어, 접지 전압) 사이에 직렬 연결되고, 제19 및 제20 스위치(SW19, SW20)는 제10 센싱 전압(V10)과 기준 전위(예를 들어, 접지 전압) 사이에 직렬 연결되고, 제21 및 제22 스위치(SW21, SW22)는 제11 센싱 전압(V11)과 기준 전위(예를 들어, 접지 전압) 사이에 직렬 연결될 수 있다.
전술한 구성을 갖는 센싱 전압 공급부(350A)의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 제1 온도 센싱부(SE1)로 센싱 전압을 공급하고자 할 때, 제1 센싱 제어 신호(SC1)에 응답하여 제15 스위치(SW15)는 온되고, 제16 스위치(SW16)는 오프된다. 따라서, 제8 센싱 전압(V8)이 제1 온도 센싱부(SE1)로 공급되는 경로가 형성되어, 온도 산출부(340)에서 액체 렌즈의 온도를 산출할 수 있다.
온도 산출부(340)는 제1 온도 센싱부(SE1)와 연결되어 액체 렌즈(28D)의 온도를 산출하고, 산출된 온도를 출력단자 OUT를 통해 온도 제어부(320)로 출력할 수 있다. 이를 위해, 온도 산출부(340)는 다양한 형태로 구현될 수 있다.
도 8은 도 7에 도시된 온도 산출부(340)의 일 실시 예(340A)에 의한 회로도를 나타낸다.
도 8에 도시된 온도 산출부(340A)는 기준 저항(Rf) 및 연산 증폭기(342)를 포함할 수 있다. 여기서, 이해를 돕기 위해, 도 7에 도시된 제1 온도 센싱부(SE1)를 가변 저항(Ri)으로 등가하여 표시한다.
기준 저항(Rf)은 제1 온도 센싱부(SE1)(Ri) 및 연산 증폭기(342)의 음의 입력단자와 연결되는 일측 및 기준 전위(예를 들어, 접지 전압)와 연결되는 타측을 포함할 수 있다. 여기서, 온도 산출부(340A)는 도 7에 도시된 제1 온도 센싱부(SE1)와 접점(A)에서 연결될 수 있다. 연산 증폭기(342)는 기준 전위와 연결되는 양의 입력 단자 및 산출된 온도가 출력되는 출력단자(OUT)를 포함할 수 있다. A 접점에서의 전압(VA)은 다음 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2019006165-appb-M000001
여기서, Rf의 저항값은 미리 주어진다. 따라서, 전술한 수학식 1에서와 같이 연산 증폭기(342)로부터 출력되는 전압을 통해 Ri의 변화량을 검출하여 출력단자 OUT를 통해 산출된 온도로서 출력할 수 있다.
즉, 액체 렌즈(28D)의 온도가 변함에 따라 제1 온도 센싱부(SE1)의 저항값(Ri)이 변하고, 저항값(Ri)이 변함에 따라, 연산 증폭기(342)의 출력 전압(OUT)이 변한다. 따라서, 출력 전압(OUT)의 변화를 통해 액체 렌즈(28D)의 온도 변화를 예측할 수 있다. 예를 들어, 출력 전압(OUT)의 변화에 따른 액체 렌즈(28D)의 온도 변화는 사전에 실험적으로 구해질 수 있다.
한편, 제1 온도 센싱부(SE1)로 센싱 전압의 공급 여부와 무관하게 제1 센싱 제어 신호(SC1)는 개별 전극(E1 내지 E4)을 구동시키는 구동 제어 신호로서의 역할을 수행할 수 있다. 즉, 개별 전극(E1 내지 E4)을 구동시키고자 할 때, 구동 제어 신호(SE1)에 응답하여 제15, 제17, 제19 및 제21 스위치(SW15, SW17, SW19, SW21)는 온되고, 제16, 제18, 제20 및 제22 스위치(SW16, SW18, SW20, SW22)는 오프될 수 있다. 따라서, 제8, 제9, 제10 및 제11 센싱 전압(V8, V9, V10, V11)이 제1 내지 제4 개별 전극(E1 내지 E4)의 개별 전극 섹터(L1 내지 L4)로 각각 공급되어, 제1 내지 제4 개별 전극(E1 내지 E4)이 구동될 수 있다. 이때, 제8 내지 제11 센싱 전압(V8 내지 V11)의 레벨은 서로 동일하거나 서로 다를 수 있다.
전술한 도 7에서 센싱 전압 공급부(350A)는 제1 온도 센싱부(SE1)의 온도를 센싱하는 기능과 개별 전극(E1 내지 E4)을 구동시키는 역할을 모두 수행할 수 있다. 이와 같이, 하나의 회로를 이용하여 2가지의 기능을 모두 수행하도록 구현할 경우, 제어 회로의 구성 부품의 개수가 줄어들 수 있다.
그러나, 다른 실시 예에 의하면, 센싱 전압 공급부(350A)가 제1 온도 센싱부(SE1)의 온도를 센싱하는 기능만을 수행하며, 개별 전극을 구동시키는 회로는 별도로 구현될 수도 있다. 이 경우, 센싱 전압 공급부(350A)는 제8 공급 전압원(V8)과 제15 및 제16 스위치(SW15, SW16)만을 포함할 수 있다.
도 9는 온도 센싱부를 포함하는 다른 실시 예에 의한 카메라 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 9에 도시된 카메라 모듈은 액체 렌즈(28E) 및 제어 회로를 포함할 수 있다.
도 9에 도시된 액체 렌즈(28E)는 도 4에 도시된 액체 렌즈부(28A)의 액체 렌즈에 해당할 수 있다. 액체 렌즈(28E)는 공통 전극(C) 및 온도 센싱부(SE2)를 포함할 수 있다. 공통 전극(C)은 도 4에 도시된 공통 전극(220)에 해당하고, 온도 센싱부(SE2)는 제1 내지 제3 부재(M1 내지 M3) 중 어느 하나에 해당할 수 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
실시 예에 의하면, 온도 센싱부는 공통 전극(C)의 주변에 배치되되, 공통 전극(C)의 일부인 공통 전극 섹터(CO)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 온도 센싱부는 공통 전극(C)의 주변에 배치되되, 공통 전극 섹터(CO)와 연결되는 제2 온도 센싱부(SE2)를 포함할 수 있다. 이하, 온도 센싱부는 하나의 제2 온도 센싱부(SE2)만을 포함하는 것으로 설명하지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 온도 센싱부(SE2)가 1개보다 많은 온도 센싱부를 포함할 경우에도 하기의 설명은 적용될 수 있다.
또한, 도 9에 도시된 제어 회로는 도 1에 도시된 제어 회로(24)의 또 다른 실시 예에 해당하며, 액체 렌즈(28E)의 온도를 제어하는 역할을 한다. 이를 위해, 제어 회로는 온도 제어부(320), 센싱 전압 공급부(350B) 및 온도 산출부(340)를 포함할 수 있다. 여기서, 온도 제어부(320) 및 온도 산출부(340)는 도 7에 온도 제어부(320) 및 온도 산출부(340)와 동일하므로 동일한 참조부호를 사용하였으며, 중복되는 설명을 생략한다. 따라서, 도 9에 도시된 온도 산출부(340)는 도 8에 도시된 바와 같이 구현될 수 있다.
센싱 전압 공급부(350B)는 온도 제어부(320)로부터 출력되는 제2 센싱 제어 신호(SC2)에 응답하여 제2 온도 센싱부(SE2)로 센싱 전압을 공급할 수 있다. 이를 위해, 센싱 전압 공급부(350B)는 제12 공급 전압원(V12) 및 복수의 스위치(SW23 내지 SW24)를 포함할 수 있다. 제23 및 제24 스위치(SW23, SW24)는 제12 센싱 전압(V12)과 기준 전위(예를 들어, 접지 전압) 사이에 직렬 연결될 수 있다.
전술한 구성을 갖는 센싱 전압 전압 공급부(350B)의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 제2 온도 센싱부(SE2)로 센싱 전압을 공급하고자 할 때, 제2 센싱 제어 신호(SC2)에 응답하여 제23 스위치(SW23)는 온되고, 제24 스위치(SW24)는 오프된다. 따라서, 제12 센싱 전압(V12)이 제2 온도 센싱부(SE2)로 공급되는 경로가 형성되어, 온도 산출부(340)에서 액체 렌즈의 온도를 산출할 수 있다.
온도 산출부(340)는 제2 온도 센싱부(SE2)와 연결되어 액체 렌즈(28E)의 온도를 산출하고, 산출된 온도를 출력단자 OUT를 통해 온도 제어부(320)로 출력할 수 있다.
이 때, 제2 센싱 제어 신호(SC2)는 공통 전극(C)을 구동시키는 구동 제어 신호로서의 역할을 수행할 수도 있다. 즉, 공통 전극(C)을 구동시키고자 할 때, 구동 제어 신호에 응답하여 제23 스위치(SW23)는 온되고, 제24 스위치(SW24)는 오프될 수 있다. 따라서, 제12 센싱 전압(V12)이 공통 전극(C)의 공통 전극 섹터(CO)로 공급되어, 공통 전극(C)이 구동될 수 있다.
전술한 도 9에서 센싱 전압 공급부(350B)는 제2 온도 센싱부(SE2)의 온도를 센싱하는 기능과 공통 전극(C)을 구동시키는 역할을 모두 수행할 수 있다. 이와 같이, 하나의 회로를 이용하여 2가지의 기능을 모두 수행하도록 구현할 경우, 제어 회로의 구성 부품의 개수가 줄어들 수 있다.
한편, 온도 제어부(320)는 온도 산출부(340)가 전술한 바와 같이 액체 렌즈(예를 들어, 28D, 28E)의 온도를 센싱하도록, 제1 또는 제2 센싱 제어 신호(SC1, SC2)를 생성하고, 생성된 제1 또는 제2 센싱 제어 신호(SC1, SC2)를 센싱 전압 공급부(350A, 350B)로 출력한다.
또한, 온도 제어부(320)는 온도 산출부(340)에서 산출된 액체 렌즈(예를 들어, 28D, 28E)의 온도를 입력단자 IN을 통해 온도 산출부(340)로부터 받고, 온도 산출부(340)에서 받은 온도를 분석하고, 분석된 결과에 응답하여 제1 또는 제2 발열 제어 신호(HC1, HC2)를 생성하고, 생성된 제1 또는 제2 발열 제어 신호(HC1, HC2)를 발열 전압 공급부(330A, 330B)로 출력할 수 있다.
이하, 실시 예에 의한 액체 렌즈(28A 내지 28E)를 제어하는 액체 렌즈 제어 방법을 첨부된 도 10을 참조하여 다음과 같이 살펴본다.
도 10은 실시 예에 의한 액체 렌즈 제어 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 10에 도시된 제어 방법은 도 1에 도시된 제어 회로(24)에서 수행될 수 있다. 도 10에 도시된 제어 방법을 도 5 내지 도 9를 참조하여 설명하지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
먼저, 액체 렌즈의 온도를 센싱한다(제510 단계). 제510 단계는 도 7 또는 도 9에 도시된 온도 제어부(320), 온도 산출부(340) 및 온도 센싱부(SE1, SE2)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 온도 제어부(320)는 제1 또는 제2 센싱 제어 신호(SC1, SC2)를 생성하고, 제1 또는 제2 센싱 제어 신호(SC1, SC2)에 응답하여 온도 산출부(340)는 액체 렌즈(예를 들어, 28D, 28E)의 온도를 센싱할 수 있다.
제510 단계 후에, 센싱된 온도가 소정 온도 범위 내에 속하는가를 검사한다(제520 단계). 제520 단계는 온도 제어부(320)에서 수행될 수 있다.
온도 제어부(320)는 온도 산출부(340)에서 산출된 온도와 소정 온도 범위를 비교하고, 비교된 결과에 응답하여 제1 또는 제2 발열 제어 신호(HC1, HC2)의 레벨 또는 생성 여부 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 여기서, 소정 온도 범위는 20℃ 내지 60℃일 수 있다. 왜냐하면, 20℃ 내지 60℃의 소정 온도 범위에서 액체 렌즈(28A 내지 28E)의 디옵터는 다른 온도 구간에 대비하여 비교적 변화량이 작기 때문이다.
만일, 센싱된 온도가 소정 온도 범위 내의 온도보다 낮을 경우, 발열부를 발열시키고, 액체 렌즈(28A 내지 28E)의 온도를 다시 센싱하는 제510 단계로 진행한다(제530 단계). 제530 단계는 온도 제어부(320), 발열 전압 공급부(330A, 330B) 및 발열부(H1 내지 H5)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 온도 제어부(320)는 온도 산출부(340)에서 온도 센싱부(SE1, SE2)를 통해 센싱한 액체 렌즈(28D, 28E)의 온도가 소정 온도 범위 내의 온도보다 낮을 경우, 제1 또는 제2 발열 제어 신호(HC1, HC2)를 통해 발열부(H1 내지 H5)를 발열시킨다. 이후, 제510 단계를 수행하기 위해, 온도 제어부(320)는 제1 또는 제2 센싱 제어 신호(SC1, SC2)를 통해 센싱 전압 공급부(350A, 350B)를 제어하여 센싱 전압을 공급함으로써, 온도 산출부(340)가 액체 렌즈(28A 내지 28E)의 온도를 다시 센싱하도록 한다.
액체 렌즈에 동일한 레벨의 구동 전압을 인가하여 구동하여도, 액체 렌즈의 외부 온도 변화로 인해, 액체 렌즈의 온도가 변하면 액체 렌즈의 디옵터가 변하게 된다. 이로 인해, 액체 렌즈를 포함하는 카메라 모듈은 온도 변화에 따라 초점이 변경되어, 촬영하고자 하는 영상의 콘트라스트 비율(또는, blur)의 저하를 초래한다.
예를 들어, 0℃의 초기 상태의 액체 렌즈에 분위기 온도를 점점 높여서, 온도가 30℃까지 상승하면, 제1 플레이트에 수용된 액체의 부피가 팽창하고, 액체와 캐비티의 경사면 간의 접촉각이 변하여, 액체 렌즈의 초기 상태의 디옵터가 달라지게 된다. 이와 같이, 온도가 올라가면 액체뿐만 아니라, 두께가 얇은 제3 플레이트(146)도 광축 방향(예를 들어, +z축 방향)으로 팽창하게 된다. 예를 들어, 0디옵터에서 60℃로부터 64℃로 증가할 경우, 예를 들어, 액체 렌즈를 구동하는 전압의 레벨을 41볼트에서 38.5볼트로 6% 정도 감소시킬 필요가 있다.
전술한 바와 같이, 액체 렌즈의 특성이 온도에 따라 변함을 알 수 있다. 따라서, 실시 예에 의한 액체 렌즈(부)(28A 내지 28E)의 내부에 발열부와 온도 센싱부를 배치한 후, 온도 센싱부를 이용하여 액체 렌즈의 온도를 센싱하고, 센싱된 결과 액체 렌즈의 온도가 20℃ 내지 60℃ 범위의 설정 온도보다 낮을 때, 발열부를 발열시켜 설정 온도의 범위 내의 온도를 갖도록 액체 렌즈의 온도를 조절해 준다. 따라서, 실시 예에 의한 액체 렌즈는 설정 온도 범위 내의 온도에서 비교적 일정한 디옵터를 가지므로, 이 액체 렌즈를 포함하는 카메라 모듈은 촬영하고자 하는 영상의 콘트라스트 비율(또는, blur)의 저하를 방지할 수 있다.
한편, 전술한 실시 예에 의한 액체 렌즈를 포함하는 카메라 모듈(100)을 이용하여 광학 기기를 구현할 수 있다. 여기서, 광학 기기는 광 신호를 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, 렌즈 어셈블리를 포함할 수 있는 광학 기기에 본 실시 예를 적용할 수 있다.
또한, 광학 기기는 스마트폰, 노트북 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터 등의 휴대용 장치로 구현될 수 있다. 이러한 광학 기기는 카메라 모듈(100), 영상을 출력하는 디스플레이부(미도시), 카메라 모듈(100)에 전원을 공급하는 배터리(미도시), 카메라 모듈(100)과 디스플레이부와 배터리를 실장하는 본체 하우징을 포함할 수 있다. 광학 기기는 타 기기와 통신할 수 있는 통신모듈과, 데이터를 저장할 수 있는 메모리부를 더 포함할 수 있다. 통신 모듈과 메모리부 역시 본체 하우징에 실장될 수 있다.
실시 예와 관련하여 전술한 바와 같이 몇 가지만을 기술하였지만, 이외에도 다양한 형태의 실시가 가능하다. 앞서 설명한 실시 예들의 기술적 내용들은 서로 양립할 수 없는 기술이 아닌 이상은 다양한 형태로 조합될 수 있으며, 이를 통해 새로운 실시 형태로 구현될 수도 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
발명의 실시를 위한 형태는 전술한 "발명의 실시를 위한 최선의 형태"에서 충분히 설명되었다.
실시 예에 의한 액체 렌즈, 이 렌즈를 포함하는 카메라 모듈 및 액체 렌즈의 제어 방법은 카메라/비디오 장치, 망원경 장치, 현미경 장치, 간섭계 장치, 광도계 장치, 편광계 장치, 분광계 장치, 반사계 장치, 오토콜리메이터 장치, 렌즈미터 장치, 스마트폰, 노트북 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터 등에 이용될 수 있다.

Claims (10)

  1. 전도성 액체와 비전도성 액체를 수용하는 캐비티를 포함하는 제1 플레이트;
    상기 제1 플레이트의 위와 아래에 각각 배치되며, 상기 제1 플레이트와 함께 상기 캐비티를 정의하는 제2 및 제3 플레이트;
    상기 제1 플레이트와 상기 제3 플레이트 사이로부터 상기 전도성 액체까지 연장하여 배치되는 공통 전극;
    상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트 사이에 배치되며, 상호 전기적으로 이격된 복수의 개별 전극; 및
    상기 제1 플레이트의 내부, 상기 제2 플레이트의 내부 또는 상기 제3 플레이트의 내부 중 중 적어도 한 곳에 배치된 온도 센싱부를 포함하는 액체 렌즈.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제1 플레이트의 내부, 상기 제2 플레이트의 내부 또는 상기 제3 플레이트의 내부 중 적어도 한 곳에 배치된 발열부를 더 포함하는 액체 렌즈.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 발열부와 상기 온도 센싱부는 일체인 액체 렌즈.
  4. 제2 항에 있어서, 상기 발열부 및 상기 온도 센싱부 각각은 저항체를 포함하는 액체 렌즈.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 발열부 또는 상기 온도 센싱부 중 적어도 하나는 상기 복수의 개별 전극 또는 상기 공통 전극 중 하나와 일체인 액체 렌즈.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 발열부 또는 상기 온도 센싱부 중 적어도 하나와 일체인 상기 복수의 개별 전극 또는 상기 공통 전극은 패턴화된 형상을 갖는 액체 렌즈.
  7. 제2 항에 있어서, 상기 온도 센싱부 또는 상기 발열부는 공통 전극의 주변에 배치되되, 상기 공통 전극의 일부와 연결된 액체 렌즈.
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 기재된 상기 액체 렌즈; 및
    상기 액체 렌즈의 온도를 제어하는 제어 회로를 포함하고,
    상기 제어 회로는
    센싱 제어 신호에 응답하여 상기 온도 센싱부로 센싱 전압을 공급하는 센싱 전압 공급부;
    발열 제어 신호에 응답하여 상기 발열부로 발열 전압을 공급하는 발열 전압 공급부;
    상기 온도 센싱부와 연결되어, 상기 액체 렌즈의 온도를 산출하는 온도 산출부;
    상기 센싱 제어 신호를 생성하고, 상기 산출된 온도에 응답하여 상기 발열 제어 신호를 생성하는 온도 제어부를 포함하는 카메라 모듈.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 온도 제어부는
    상기 산출된 온도와 소정 온도 범위를 비교하고, 비교된 결과에 응답하여 상기 발열 제어신호의 레벨 또는 생성 여부를 제어하는 카메라 모듈.
  10. 제7 항에 기재된 카메라 모듈에서 수행되는 액체 렌즈를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 액체 렌즈의 온도를 센싱하는 단계;
    상기 센싱된 온도가 소정 온도 범위 내에 속하는가를 검사하는 단계; 및
    상기 센싱된 온도가 상기 소정 온도 범위 내의 온도보다 낮을 경우, 상기 발열부를 발열시키고, 상기 온도를 다시 센싱하는 단계로 진행하는 단계를 포함하는 액체 렌즈 제어 방법.
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