WO2020246772A1 - Device and method for controlling temperature of liquid lens - Google Patents

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WO2020246772A1
WO2020246772A1 PCT/KR2020/007144 KR2020007144W WO2020246772A1 WO 2020246772 A1 WO2020246772 A1 WO 2020246772A1 KR 2020007144 W KR2020007144 W KR 2020007144W WO 2020246772 A1 WO2020246772 A1 WO 2020246772A1
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WO
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liquid lens
temperature
resistance value
lens
unit
Prior art date
Application number
PCT/KR2020/007144
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French (fr)
Korean (ko)
Inventor
장현웅
문영섭
박우진
Original Assignee
엘지이노텍(주)
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    • GPHYSICS
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/008Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements with means for compensating for changes in temperature or for controlling the temperature; thermal stabilisation
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/12Fluid-filled or evacuated lenses
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements

Definitions

  • the embodiment relates to an apparatus and method for controlling temperature of a liquid lens.
  • various shooting functions include at least one of an optical zoom function (zoom-in/zoom-out), an auto-focusing (AF) function, or an image stabilization or image stabilization (OIS) function.
  • an optical zoom function zoom-in/zoom-out
  • AF auto-focusing
  • OIS image stabilization or image stabilization
  • the AF function and OIS function are performed by moving or tilting several lenses fixed to the lens holder and aligned with the optical axis in the vertical direction of the optical axis or optical axis, and for this purpose, a lens assembly consisting of a plurality of lenses is driven.
  • a separate lens driving device is required.
  • the lens driving device consumes high power, and in order to protect it, a cover glass must be added separately from the camera module, thereby increasing the overall size of the existing camera module.
  • research on a liquid lens that performs AF and OIS functions by electrically controlling the curvature of the interface between two liquids is being conducted.
  • a liquid lens In general, a liquid lens generates heat during operation, and when the temperature of the liquid lens changes due to such heat, the diopter of the liquid lens may change and the liquid lens may not operate normally.
  • the embodiment provides an apparatus and method for controlling a temperature of a liquid lens capable of controlling the temperature of a liquid lens.
  • a temperature control device for controlling a temperature of a liquid lens includes: a thermistor having a resistance value that varies according to the temperature of the liquid lens; A storage unit for storing a relationship between the resistance value of the thermistor and the temperature of the liquid lens; A temperature sensing unit that senses the resistance value of the thermistor and outputs the sensed resistance value in digital form; From the relationship stored in the storage unit, a temperature of the liquid lens corresponding to the resistance value in the digital form is obtained, the obtained temperature of the liquid lens is compared with a target temperature of the liquid lens, and the compared result is used as a control signal. A control unit that outputs; And a lens heating unit that heats the liquid lens in response to the control signal.
  • the thermistor may be disposed on the liquid lens and may have the resistance value proportional to the temperature of the liquid lens.
  • the relationship between the temperature of the liquid lens stored in the storage unit and the resistance value of the thermistor may be obtained in advance.
  • the temperature sensing unit may include a measurement voltage applying unit that applies a digital measurement voltage to the thermistor; And a temperature determining unit configured to determine the measured voltage, which is varied according to the resistance value of the thermistor, as the sensed resistance value.
  • control unit may include a synthesis unit for synthesizing the target temperature of the liquid lens and the obtained temperature of the liquid lens to generate a difference value between the target temperature and the obtained temperature of the liquid lens; And a control signal generator that generates the control signal according to the difference value.
  • the lens heating unit may include a current source for applying a current having a level that increases or decreases in response to the control signal; And a heating resistor disposed on the liquid lens and generating heat in response to the current.
  • the level of the current applied from the current source may decrease as the digital code value, which is the control signal, increases.
  • the current source may include a digital variable resistor disposed between a first supply voltage and a reference voltage and having a resistance value varying in response to the digital code value; A transistor disposed between a second supply voltage and the heating resistor to apply the current to the heating resistor; A first resistor disposed between the second supply voltage and the transistor; And a comparison unit comparing a voltage drop of the digital variable resistor with a voltage at a contact point between the first resistor and the transistor, and the transistor may operate in response to a result compared by the comparison unit.
  • the comparator may include a comparator, and the comparator may include a first input terminal connected to the contact point; A second input terminal connected to the voltage drop of the digital variable resistor; And an output terminal connected to the transistor.
  • the current source may include a second resistor disposed between the digital variable resistor and the reference potential; And a Zener diode connected in parallel with the digital variable resistor.
  • a method for controlling a temperature of a liquid lens includes: sensing a resistance value that varies according to the temperature of the liquid lens; Obtaining a temperature of the liquid lens corresponding to the sensed resistance value; Checking whether the obtained temperature of the liquid lens reaches a target temperature of the liquid lens; Heating the liquid lens if the obtained temperature of the liquid lens has not reached the target temperature; And stopping the heating of the liquid lens when the obtained temperature of the liquid lens reaches the target temperature.
  • the apparatus and method for controlling a temperature of a liquid lens according to an embodiment can minimize a decrease in resolution of a liquid lens due to a diopter change caused by a temperature change.
  • the temperature control apparatus and method of a liquid lens according to the embodiment can minimize the diopter change according to the temperature change of the liquid lens by simply controlling the temperature of the liquid lens without considering many factors with a simple configuration. It is possible to minimize the decrease in resolution of the liquid lens due to the diopter change caused, and has an effect that there is no need to calibrate the temperature of the liquid lens.
  • FIG. 1 is a block diagram of an apparatus for controlling a temperature of a liquid lens according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of controlling a temperature of a liquid lens according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 3 is a view for explaining the liquid lens shown in FIG. 1.
  • FIG. 4A is a block diagram of a temperature sensing unit 130A according to an embodiment shown in FIG. 1, and FIG. 4B is a block diagram of another embodiment of the temperature sensing unit illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 5 is a block diagram of a control unit shown in FIG. 1 according to an embodiment.
  • FIG. 6 is a graph for explaining an example of a current applied from a current source to a heating resistor.
  • FIG. 7 shows a circuit diagram according to an embodiment of the current source shown in FIG. 1.
  • FIG. 8 is a graph for explaining a correlation between a diopter and a temperature of a liquid lens.
  • first, second, A, B, (a), and (b) may be used in describing the constituent elements of the embodiment of the present invention. These terms are only for distinguishing the component from other components, and are not limited to the nature, order, or order of the component by the term.
  • a component is described as being'connected','coupled' or'connected' to another component, the component is not only directly connected, coupled or connected to the other component, but also the component and The case of being'connected','coupled', or'connected' due to another element between the other elements may also be included.
  • top (top) or bottom (bottom) when it is described as being formed or disposed on the “top (top) or bottom (bottom)” of each component, the top (top) or bottom (bottom) is one as well as when the two components are in direct contact with each other. It also includes a case in which the above other component is formed or disposed between the two components.
  • upper (upper) or lower (lower) when expressed as "upper (upper) or lower (lower)", the meaning of not only an upward direction but also a downward direction based on one component may be included.
  • the variable lens may be a variable focus lens. Also, the variable lens may be a lens whose focus is adjusted.
  • the variable lens may be at least one of a liquid lens, a polymer lens, a liquid crystal lens, a VCM type, and an SMA type.
  • the liquid lens may include a liquid lens including one liquid and a liquid lens including two liquids.
  • a liquid lens containing one liquid may change the focus by adjusting a membrane disposed at a position corresponding to the liquid, and for example, the focus may be changed by pressing the membrane by electromagnetic force of a magnet and a coil.
  • a liquid lens including two liquids may control an interface formed between the conductive liquid and the non-conductive liquid by using a voltage applied to the liquid lens including a conductive liquid and a non-conductive liquid.
  • the polymer lens can change the focus of the polymer material through a driving unit such as piezo.
  • the liquid crystal lens can change the focus by controlling the liquid crystal by electromagnetic force.
  • the VCM type can change the focus by adjusting the solid lens or the lens assembly including the solid lens through the electromagnetic force between the magnet and the coil.
  • the SMA type can change focus by controlling a solid lens or a lens assembly including a solid lens using a shape memory alloy.
  • the temperature control apparatus and method according to the embodiment controls the temperature of the liquid lens as a variable lens, but is not limited thereto. That is, even when the temperature control apparatus and method according to the embodiment controls the temperature of a variable lens other than a liquid lens, the following description may be applied.
  • FIG. 1 is a block diagram of an apparatus 100 for controlling a temperature of a liquid lens according to an embodiment
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a method 200 for controlling a temperature of a liquid lens according to an embodiment.
  • the temperature control method 200 of the liquid lens shown in FIG. 2 may be performed in the temperature control apparatus 100 of the liquid lens shown in FIG. 1, and the temperature control apparatus 100 of the liquid lens shown in FIG.
  • the temperature control method 200 of the liquid lens illustrated in FIG. 2 may be performed, the embodiment is not limited thereto. That is, according to another embodiment, the temperature control method 200 of a liquid lens shown in FIG. 2 is performed in a temperature control device of a liquid lens having a configuration different from that of the temperature control device 100 of the liquid lens shown in FIG.
  • the temperature control apparatus 100 for a liquid lens illustrated in FIG. 1 may perform a temperature control method for a liquid lens different from the temperature control method 200 for a liquid lens illustrated in FIG. 2.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the liquid lens 10 shown in FIG. 1.
  • the liquid lens 10 includes a plurality of different types of liquids LQ1 and LQ2, first to third plates P1, P2 and P3, and first and second electrodes E1 and E2. And an insulating layer 16.
  • the plurality of liquids LQ1 and LQ2 are accommodated in the cavity CA, and may include a first liquid LQ1 having conductivity and a second liquid (or insulating liquid) LQ2 having a non-conductive property. .
  • the first liquid LQ1 and the second liquid LQ2 are not mixed with each other, and an interface BO may be formed in 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 the embodiment is not limited thereto.
  • the first liquid LQ1 may be implemented with a material having a conductivity
  • the second liquid LQ2 may be implemented with a material having a non-conductive property such as oil.
  • the inner surface of the first plate P1 may form a sidewall i of the cavity CA.
  • the first plate P1 may include upper and lower openings having a predetermined inclined surface. That is, the cavity CA may be defined as a region surrounded by an inclined surface of the first plate P1, a first opening in contact with the second plate P2, and a second opening in contact with the third plate P3.
  • the diameter of the wider opening may vary depending on the FOV required by the liquid lens 10 or the role that the liquid lens 10 plays in the camera module.
  • the interface BO formed by the two liquids may move along the slope of the cavity CA by the driving voltage.
  • the opening area in the direction in which light is incident from the cavity CA may be narrower than the opening area in the opposite direction.
  • the liquid lens 10 may be implemented so that the inclination direction of the cavity CA is opposite.
  • the entire or part of the arrangement of the components included in the liquid lens 10 is changed according to the inclination direction of the liquid lens 10.
  • only the inclination direction of the cavity CA may be changed, and the arrangement of the remaining components may not be changed.
  • the first liquid LQ1 and the second liquid LQ2 may be filled, accommodated, or disposed in the cavity CA of the first plate P1.
  • the cavity CA is a portion through which light that has passed through the first lens unit (not shown) is transmitted. Therefore, the first plate P1 may be made of a transparent material, or may contain impurities so that light transmission is not easy.
  • First and second electrodes E1 and E2 may be disposed on one surface and the other surface of the first plate P1, respectively.
  • the plurality of first electrodes E1 may be spaced apart from the second electrode E2 and may be disposed on one surface (eg, an upper surface, a side surface, and a lower surface) of the first plate P1.
  • the second electrode E2 is disposed on at least a portion of the other surface (eg, the lower surface) of the first plate P1 and may directly contact the first liquid LQ1.
  • the plurality of first electrodes E1 may correspond to individual electrodes that may be electrically separated from each other, and the plurality of second electrodes E2 may correspond to common electrodes that may not be electrically separated from each other. have.
  • Each of the first and second electrodes E1 and E2 may be made of a conductive material.
  • the second plate P2 may be disposed on one surface of the first electrode E1. That is, the second plate P2 may be disposed on the first plate P1. Specifically, the second plate P2 may be disposed on the upper surface of the first electrode E1 and the cavity CA.
  • the third plate P3 may be disposed on one surface of the second electrode E2. That is, the third plate P3 may be disposed under the first plate P1. Specifically, the third plate P3 may be disposed under the lower surface of the second electrode E2 and the cavity CA.
  • the second plate P2 and the third plate P3 may be disposed to face each other with the first plate P1 interposed therebetween. Also, at least one of the second plate P2 and the third plate P3 may be omitted.
  • Each of the second and third plates P2 and P3 is a region through which light passes, and may be made of a light-transmitting material.
  • each of the second and third plates P2 and P3 may be made of glass, and may be made of the same material for convenience of the process.
  • the second plate P2 may have a configuration that allows light incident from the first lens unit to proceed into the cavity CA of the first plate P1.
  • the third plate P3 may have a configuration that allows light that has passed through the cavity CA of the first plate P1 to proceed to the second lens unit (not shown).
  • the third plate P3 may directly contact the first liquid LQ1.
  • the liquid lens 10 shown in FIG. 3 may further include a bonding member 15.
  • the bonding member (or adhesive) 15 is disposed between the first plate P1 and the third plate P3 and serves to couple the first plate P1 and the third plate P3 to each other.
  • the liquid lens 10 illustrated in FIG. 3 may further include a plate leg (LEG) 15 instead of including the bonding member 15.
  • the plate leg 15 is disposed between the first plate P1 and the third plate P3 and serves to support the third plate P3.
  • the plate leg 15 may be integrally implemented with the same material as the third plate P3.
  • the insulating layer 16 may be disposed in the upper region of the cavity CA while covering a part of the lower surface of the second plate P2. That is, the insulating layer 16 may be disposed between the second liquid LQ2 and the second plate P2. In addition, the insulating layer 16 may be disposed while covering a part of the first electrode E1 forming a sidewall of the cavity CA. In addition, the insulating layer 16 may be disposed on the lower surface of the first plate P1 to cover a part of the second electrode E2 and the first plate P1 and the first electrode E1. Accordingly, contact between the first electrode E1 and the first liquid LQ1 and contact between the first electrode E1 and the second liquid LQ2 may be blocked by the insulating layer 16.
  • the insulating layer 16 covers one of the first and second electrodes E1 and E2 (for example, the first electrode E1), and the other electrode (for example, the second electrode E2). )) may be exposed to apply electric energy to the conductive first liquid LQ1.
  • the first connection substrate 12 and the second connection substrate 14 serve to supply voltage to the liquid lens 10.
  • the plurality of first electrodes E1 may be electrically connected to the first connection substrate 12, and the second electrode E2 may be electrically connected to the second connection substrate 14.
  • the interface BO of is deformed so that at least one of a shape such as a curvature or a focal length of the liquid lens 10 may be changed (or adjusted).
  • the focal length of the liquid lens 10 may be adjusted while at least one of the curvature or inclination of the interface BO formed in the liquid lens 10 is changed in response to the driving voltage.
  • the liquid lens 10, the lens assembly including the liquid lens 10, the camera module, and the optical device are auto-focusing (AF).
  • AF Auto-focusing
  • a function, camera shake correction, or an OIS (Optical Image Stabilizer) function can be performed.
  • the first connection substrate 12 may transmit four different individual voltages to the liquid lens 10, and the second connection substrate 14 may transmit one common voltage to the liquid lens 10.
  • the common voltage may include a DC voltage or an AC voltage.
  • the width or duty cycle of the pulse may be constant.
  • Individual voltages supplied through the first connection substrate 12 may be applied to the plurality of first electrodes E1 exposed to each corner of the liquid lens 10.
  • the apparatus 100 and the method 200 for temperature control of a liquid lens according to the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 may control the temperature of the liquid lens 10 shown in FIG. 3, and are shown in FIG. 3. It is also possible to control the temperature of the liquid lens 10 having a cross section different from that of the one. That is, the temperature control apparatus 100 and method 200 of a liquid lens according to the embodiment are not limited to a specific cross section of the liquid lens 10 to be controlled.
  • an apparatus 100 and a method 200 for controlling a temperature of a liquid lens according to an embodiment will be described as follows.
  • the temperature control apparatus 100 for a liquid lens may include a thermistor 110, a storage unit 120, a temperature sensing unit 130, a control unit 140, and a lens heating unit 150.
  • the thermistor 110 may have a resistance value that varies depending on the temperature of the liquid lens 10.
  • the thermistor 110 may be disposed inside the liquid lens 10 as shown in FIG. 1, but the embodiment is not limited thereto. According to another embodiment, the thermistor 110 may be disposed around the liquid lens 10, for example, on the first or second connection substrates 12 and 14. The embodiment is not limited to a specific position where the thermistor 110 is disposed.
  • the resistance value of the thermistor 110 may be proportional or inversely proportional to the temperature of the liquid lens 10. In this way, since the resistance value of the thermistor 110 represents the temperature of the liquid lens 10, the temperature of the liquid lens 10 can be inferred through the resistance value of the thermistor 110.
  • the storage unit 120 may store a relationship between the resistance value of the thermistor 110 and the temperature of the liquid lens 10.
  • the relationship between the temperature of the liquid lens 10 stored in the storage unit 120 and the resistance value of the thermistor 110 may be obtained in advance.
  • the temperature of the liquid lens 10 may be mapped for each resistance value of the thermistor 110 and stored in the storage unit 120 in the form of a Look Up Table (LUT).
  • LUT Look Up Table
  • the relationship between the temperature of the liquid lens 10 and the resistance value of the thermistor 110 may be experimentally obtained in advance in the temperature chamber and stored in the storage unit 120.
  • the storage unit 120 may store a relational expression for obtaining the temperature of the liquid lens 10 from the resistance value.
  • the storage unit 120 may be implemented as a flash memory, but the embodiment is not limited to a specific memory type of the storage unit 120.
  • a resistance value that varies according to the temperature of the liquid lens 10 is sensed (step 210).
  • the temperature sensing unit 130 may sense a resistance value of the thermistor 110 and output the sensed resistance value to the controller 140 in a digital form.
  • 4A is a block diagram of an embodiment 130A of the temperature sensing unit 130 illustrated in FIG. 1.
  • the temperature sensing unit 130A may include a measurement voltage application unit 132 and a temperature determination unit 134.
  • the measurement voltage application unit 132 may apply a digital measurement voltage (eg, “0000”) to the thermistor 110 through the output terminal OUT1.
  • the digital measurement voltage may be varied according to the resistance value of the thermistor 110.
  • the digital measurement voltage may be applied to the thermistor 110 in a form of pulse width modulation (PWM).
  • PWM pulse width modulation
  • the temperature determination unit 134 may determine a measured voltage that varies according to the resistance value of the thermistor 110 as a sensed resistance value, and may output the determined digital resistance value to the controller 140 through the output terminal OUT2. .
  • 4B is a block diagram of another embodiment 130B of the temperature sensing unit 130 illustrated in FIG. 1.
  • the temperature sensing unit 130B may include a sensor 136 and an analog-to-digital converter (ADC) 138.
  • ADC analog-to-digital converter
  • the sensor 138 is connected to the thermistor 110 through the input terminal IN1, senses a resistance value of the thermistor 110, and outputs the sensed resistance value to the ADC 138.
  • the ADC 138 may convert a resistance value sensed by the sensor 136 into a digital form and output the converted digital resistance value to the controller 140 through an output terminal OUT3.
  • control unit 140 receives the resistance value in digital form from the temperature sensing unit 130, and from the relationship between the resistance value stored in the storage unit 120 and the temperature, the liquid lens 10 Find the temperature (step 220).
  • the controller 140 may compare the obtained temperature of the liquid lens 10 with a target temperature of the liquid lens 10, and output the result of the comparison to the lens heating unit 150 as a control signal ( Step 230). That is, the control unit 140 may determine whether the obtained temperature of the liquid lens 10 reaches the target temperature of the liquid lens 10.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating an embodiment 140A of the controller 140 shown in FIG. 1.
  • control unit 140A may include a synthesis unit 142 and a control signal generation unit 144.
  • the synthesis unit 142 synthesizes the target temperature of the liquid lens 10 and the obtained temperature of the liquid lens 10, and uses the synthesized result as a difference value between the target temperature and the obtained temperature of the liquid lens 10 as a control signal generation unit. It can be printed as (144). To this end, the synthesis unit 142 may receive the target temperature of the liquid lens 10 through the input terminal IN2, and receive the obtained temperature of the liquid lens 10 through the input terminal IN3.
  • the target temperature of the liquid lens 10 may be provided from the outside of the temperature control apparatus 100 of the liquid lens shown in FIG. 1 or may be stored in the storage unit 120.
  • the control signal generation unit 144 may generate a control signal according to the difference value provided from the synthesis unit 142 and output the generated control signal to the lens heating unit 150 through the output terminal OUT4.
  • the lens heating unit 150 heats the liquid lens 10 in response to a control signal output from the control unit 140.
  • control unit 140 controls the lens heating unit 150 to heat the liquid lens 10 through a control signal (step 240).
  • control unit 140 may stop the operation of the lens heating unit 150 to heat the liquid lens 10 through a control signal (No. 250 step).
  • the controller 140 may reduce the degree to which the lens heating unit 150 heats the liquid lens 10 through a control signal (step 250 ).
  • the lens heating unit 150 may include a current source 152 and at least one heating resistor 154.
  • the current source 152 may apply a current having a level that increases or decreases in response to a control signal output from the controller 140 to the at least one heating resistor 154.
  • the current source 152 converts the current having the increased level to the heating resistor 154.
  • the liquid lens 10 can be heated by applying.
  • the current source 152 applies a current having a reduced level to the heating resistor 154 The degree of heating the lens 10 can be reduced.
  • the current source 152 may not apply current to the heating resistor 154 in response to a control signal output from the controller 140.
  • FIG. 6 is a graph for explaining an example of the current output from the current source 152 to the heating resistor 154, where the horizontal axis represents a code value and the vertical axis represents the current.
  • the level of the current applied from the current source 152 to the heating resistor 154 may decrease as the digital code value (code), which is a control signal, increases.
  • code which is a control signal
  • the level of the current applied from the current source 152 is constantly maintained at a maximum value in the first section R1 of the digital code value code.
  • the second section R2 of it may decrease as the code value increases. That is, the second section R2 is a section in which the level of the current applied from the current source 152 to the heating resistor 154 is varied.
  • the digital code value code may be subdivided into various values ranging from 0 to 255.
  • FIG. 7 shows a circuit diagram of the current source 152 shown in FIG. 1 according to an embodiment 152A.
  • the current source 152A may include a digital variable resistor 310, a transistor TR, a first resistor R1 and a comparator 320.
  • the digital variable resistor 310 is disposed between the first supply voltage VD1 and a reference voltage (for example, a ground voltage), in response to a digital code value, which is a control signal received from the controller 140 through an input terminal IN4. It can have a variable resistance value. As shown in FIG. 6, the resistance value of the digital variable resistor 310 may be varied so that the level of the current supplied from the current source 152A to the heating resistor 154 decreases as the code value increases. .
  • the transistor TR is disposed between the second supply voltage VD2 and the heating resistor 154 and serves to apply a current to the heating resistor 154.
  • the transistor TR may be in the form of a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor) as shown in FIG. 7, or may be in a bipolar form as shown in FIG. 7,
  • MOSFET Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor
  • the embodiment is not limited to a specific shape of the transistor TR.
  • the transistor TR is a PMOS transistor as shown in FIG. 7, the transistor TR has a source connected to the second supply voltage VD2, a drain connected to the heating resistor 154, and the comparison unit 320. It may include a gate connected to the output.
  • first supply voltage VD1 and the second supply voltage VD2 may have different levels or may have the same level.
  • the first resistor R1 may be disposed between the second supply voltage VD2 and the transistor TR.
  • the comparison unit 320 compares the voltage at the contact point CP between the first resistor R1 and the transistor TR and the voltage drop of the digital variable resistor 310, and outputs the compared result to the transistor TR. can do.
  • the transistor TR may operate in response to a result compared by the comparison unit 320.
  • the comparator 320 may include a comparator 322.
  • the comparator 322 may include a first input terminal IT1, a second input terminal IT2, and an output terminal OT.
  • the first input terminal IT1 is connected to the contact point CP
  • the second input terminal IT2 is connected to the voltage drop of the digital variable resistor 310
  • the output terminal OT is a transistor TR (for example, a gate ) Can be connected.
  • the transistor TR may be turned on or turned off by the voltage Vgs between the source and the gate of the transistor TR.
  • the voltage Vgs is 1 volt
  • the transistor TR Can be turned on.
  • the transistor TR is turned on, the current supplied to the heating resistor 154 increases, and when the transistor TR is turned off, the current supplied to the heating resistor 154 decreases or the current is supplied to the heating resistor 154 May not be.
  • the current source 152A may further include a second resistor R2 disposed between the digital variable resistor 310 and the reference potential.
  • the second resistor R2 serves to distribute the first supply voltage VD1 to the digital variable resistor 310. That is, the maximum value of the voltage drop of the digital variable resistor 310 may be determined according to the value of the second resistor R2.
  • the current source 152A may further include a Zener diode ZD connected in parallel with the digital variable resistor 310. As the Zener diode ZD is disposed as described above, the current supplied to the heating resistor 154 may be stabilized.
  • At least one heating resistor 154 may be disposed inside the liquid lens 10 as illustrated in FIG. 1, and unlike FIG. 1, the periphery of the liquid lens 10 May be placed in.
  • the embodiment is not limited to a specific position where the heating resistor 154 is disposed.
  • the at least one heating resistor 154 generates heat in response to a current supplied from the current source 152 and heats the liquid lens 10, thereby increasing the temperature of the liquid lens 10.
  • the at least one heating resistor 154 may include two heating resistors 154A and 154B as shown in FIG. 1, but the embodiment is not limited to a specific number of the heating resistors 154 . That is, according to another embodiment, unlike FIG. 1, the number of heating resistors 154 may be one or three or more.
  • the temperature 910 sensed by the thermistor 110 when the temperature of the liquid lens 10 is saturated, the temperature 910 sensed by the thermistor 110, the temperature 912 above the liquid lens 10, and the liquid lens 10 There may be very little or no deviation between the temperature 914 in the outside air. It takes a lot of time until the temperature 910 sensed by the thermistor 110 and the temperatures 912 and 914 of the liquid lens 10 become thermally parallel.
  • the temperature control apparatus 100 and method 200 of a liquid lens according to the embodiment includes the thermistor 110, the heating resistor 154, the storage unit 120, the temperature sensing unit 130, and the control unit 140.
  • the apparatus 100 and method 200 for controlling a temperature of a liquid lens according to an exemplary embodiment can minimize a decrease in resolution of a liquid lens due to a diopter change caused by a temperature change.
  • the apparatus 100 and the method 200 for controlling the temperature of a liquid lens when the temperature of the liquid lens 10 is a sub-zero temperature that does not reach the target temperature, heats the heating resistor 154 to generate a liquid. Since the temperature of the lens 10 can be increased to the temperature of the image, there is no need to calibrate the temperature of the liquid lens.
  • an optical device may be implemented using a camera module including the liquid lens control apparatus 100 according to the above-described embodiment.
  • the optical device may include a device capable of processing or analyzing an optical signal.
  • Examples of optical devices may 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, an autocollimator device, a lens meter device, and the like, including a lens assembly. This embodiment can be applied to an optical device capable of.
  • the optical device may be implemented as a portable device such as a smart phone, a notebook computer, or a tablet computer.
  • a portable device such as a smart phone, a notebook computer, or a tablet computer.
  • Such an optical device may include a camera module, a display unit (not shown) that outputs an image, a battery (not shown) that supplies power to the camera module, and a camera module, a display unit, and a body housing on which the battery is mounted.
  • the optical device may further include a communication module capable of communicating with other devices and a memory unit capable of storing data.
  • the communication module and the memory unit may also be mounted on the main body housing.
  • the temperature control device and method of a liquid lens according to the embodiment is 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, an autocollimator device, a lens meter device, and a smartphone.
  • 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, an autocollimator device, a lens meter device, and a smartphone.
  • Laptop computers tablet computers, and the like.

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Abstract

In an embodiment, a temperature control device for controlling the temperature of a liquid lens comprises: a thermistor having a resistance value that varies according to the temperature of the liquid lens; a storage unit for storing the relationship between the resistance value of the thermistor and the temperature of the liquid lens; a temperature sensing unit which senses the resistance value of the thermistor and outputs the sensed resistance value in a digital format; a control unit which calculates the temperature of the liquid lens, corresponding to the digitized resistance value, from the relationship stored in the storage unit, compares the calculated temperature of the liquid lens with a target temperature for the liquid lens, and outputs the comparison result as a control signal; and a lens heating unit for heating the liquid lens in response to the control signal.

Description

액체 렌즈의 온도 제어 장치 및 방법Liquid lens temperature control device and method
실시 예는 액체 렌즈의 온도 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.The embodiment relates to an apparatus and method for controlling temperature of a liquid lens.
휴대용 장치의 사용자는 고해상도를 가지며 크기가 작고 다양한 촬영 기능을 갖는 광학 기기를 원하고 있다. 예를 들어, 다양한 촬영 기능이란, 광학 줌 기능(zoom-in/zoom-out), 오토 포커싱(AF:Auto-Focusing) 기능 또는 손떨림 보정 내지 영상 흔들림 방지(OIS:Optical Image Stabilizer) 기능 중 적어도 하나를 의미할 수 있다.Users of portable devices want optical devices that have high resolution, are small in size, and have various shooting functions. For example, various shooting functions include at least one of an optical zoom function (zoom-in/zoom-out), an auto-focusing (AF) function, or an image stabilization or image stabilization (OIS) function. Can mean
기존의 경우, 전술한 다양한 촬영 기능을 구현하기 위해, 여러 개의 렌즈를 조합하고, 조합된 렌즈를 직접 움직이는 방법을 이용하였다. 그러나, 이와 같이 렌즈의 수를 증가시킬 경우 광학 기기의 크기가 커질 수 있다.In the conventional case, in order to implement the above-described various photographing functions, a method of combining several lenses and directly moving the combined lenses was used. However, if the number of lenses is increased in this way, the size of the optical device may increase.
AF 기능과 OIS 기능은, 렌즈 홀더에 고정되며 광축으로 정렬된 여러 개의 렌즈가, 광축 또는 광축의 수직 방향으로 이동하거나 틸팅(Tilting)하여 수행되며, 이를 위해 복수의 렌즈로 구성된 렌즈 어셈블리를 구동시키는 별도의 렌즈 구동 장치가 요구된다. 그러나 렌즈 구동 장치는 전력 소모가 높으며, 이를 보호하기 위해서 카메라 모듈과 별도로 커버 글라스를 추가하여야 하는 등, 기존의 카메라 모듈의 전체 크기가 커지는 문제가 있다. 이를 해소하기 위해, 두 가지 액체의 계면의 곡률을 전기적으로 조절하여 AF 기능과 OIS 기능을 수행하는 액체 렌즈에 대한 연구가 이루어지고 있다.The AF function and OIS function are performed by moving or tilting several lenses fixed to the lens holder and aligned with the optical axis in the vertical direction of the optical axis or optical axis, and for this purpose, a lens assembly consisting of a plurality of lenses is driven. A separate lens driving device is required. However, the lens driving device consumes high power, and in order to protect it, a cover glass must be added separately from the camera module, thereby increasing the overall size of the existing camera module. To solve this problem, research on a liquid lens that performs AF and OIS functions by electrically controlling the curvature of the interface between two liquids is being conducted.
일반적으로 액체 렌즈는 동작 중에 열이 발생하고 이러한 열에 의해 액체 렌즈의 온도가 변할 경우 액체 렌즈의 디옵터가 변하여 액체 렌즈가 정상적인 동작을 하지 않을 수도 있다.In general, a liquid lens generates heat during operation, and when the temperature of the liquid lens changes due to such heat, the diopter of the liquid lens may change and the liquid lens may not operate normally.
실시 예는 액체 렌즈의 온도를 제어할 수 있는 액체 렌즈의 온도 제어 장치 및 방법을 제공한다.The embodiment provides an apparatus and method for controlling a temperature of a liquid lens capable of controlling the temperature of a liquid lens.
실시 예에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be solved in the embodiment is not limited to the technical problem mentioned above, and another technical problem not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. I will be able to.
일 실시 예에 의하면, 액체 렌즈의 온도를 제어하는 온도 제어 장치는, 상기 액체 렌즈의 온도에 따라 가변되는 저항값을 갖는 서미스터; 상기 서미스터의 상기 저항값과 상기 액체 렌즈의 온도 간의 관계를 저장하는 저장부; 상기 서미스터의 상기 저항값을 센싱하고, 상기 센싱된 저항값을 디지털 형태로 출력하는 온도 센싱부; 상기 저장부에 저장된 상기 관계로부터 상기 디지털 형태의 상기 저항값에 상응하는 상기 액체 렌즈의 온도를 구하고, 상기 구해진 액체 렌즈의 온도를 상기 액체 렌즈의 목표 온도와 비교하고, 비교된 결과를 제어 신호로서 출력하는 제어부; 및 상기 제어 신호에 응답하여, 상기 액체 렌즈를 가열하는 렌즈 가열부를 포함할 수 있다.According to an embodiment, a temperature control device for controlling a temperature of a liquid lens includes: a thermistor having a resistance value that varies according to the temperature of the liquid lens; A storage unit for storing a relationship between the resistance value of the thermistor and the temperature of the liquid lens; A temperature sensing unit that senses the resistance value of the thermistor and outputs the sensed resistance value in digital form; From the relationship stored in the storage unit, a temperature of the liquid lens corresponding to the resistance value in the digital form is obtained, the obtained temperature of the liquid lens is compared with a target temperature of the liquid lens, and the compared result is used as a control signal. A control unit that outputs; And a lens heating unit that heats the liquid lens in response to the control signal.
예를 들어, 상기 서미스터는 상기 액체 렌즈에 배치되며, 상기 액체 렌즈의 온도에 비례하는 상기 저항값을 가질 수 있다.For example, the thermistor may be disposed on the liquid lens and may have the resistance value proportional to the temperature of the liquid lens.
예를 들어, 상기 저장부에 저장되는 상기 액체 렌즈의 온도와 상기 서미스터의 저항값 간의 상기 관계는 사전에 구해질 수 있다.For example, the relationship between the temperature of the liquid lens stored in the storage unit and the resistance value of the thermistor may be obtained in advance.
예를 들어, 상기 온도 센싱부는 디지털 형태의 측정 전압을 상기 서미스터로 인가하는 측정 전압 인가부; 및 상기 서미스터의 상기 저항값에 따라 가변되는 상기 측정 전압을 상기 센싱된 저항값으로서 결정하는 온도 결정부를 포함할 수 있다.For example, the temperature sensing unit may include a measurement voltage applying unit that applies a digital measurement voltage to the thermistor; And a temperature determining unit configured to determine the measured voltage, which is varied according to the resistance value of the thermistor, as the sensed resistance value.
예를 들어, 상기 제어부는 상기 액체 렌즈의 상기 목표 온도와 상기 액체 렌즈의 구해진 온도를 합성하여, 상기 목표 온도와 상기 액체 렌즈의 구해진 온도 간의 차분값을 생성하는 합성부; 및 상기 차분값에 따라 상기 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부를 포함할 수 있다.For example, the control unit may include a synthesis unit for synthesizing the target temperature of the liquid lens and the obtained temperature of the liquid lens to generate a difference value between the target temperature and the obtained temperature of the liquid lens; And a control signal generator that generates the control signal according to the difference value.
예를 들어, 상기 렌즈 가열부는 상기 제어 신호에 응답하여 증가 또는 감소되는 레벨을 갖는 전류를 인가하는 전류원; 및 상기 액체 렌즈에 배치되며, 상기 전류에 응답하여 발열하는 발열 저항을 포함할 수 있다.For example, the lens heating unit may include a current source for applying a current having a level that increases or decreases in response to the control signal; And a heating resistor disposed on the liquid lens and generating heat in response to the current.
예를 들어, 상기 전류원으로부터 인가되는 상기 전류의 레벨은 상기 제어 신호인 디지털 코드값이 증가할수록 감소할 수 있다.For example, the level of the current applied from the current source may decrease as the digital code value, which is the control signal, increases.
예를 들어, 상기 전류원은 제1 공급 전압과 기준 전압 사이에 배치되며, 상기 디지털 코드값에 응답하여 가변되는 저항값을 갖는 디지털 가변 저항기; 제2 공급 전압과 상기 발열 저항 사이에 배치되어, 상기 전류를 상기 발열 저항으로 인가하는 트랜지스터; 상기 제2 공급 전압과 상기 트랜지스터 사이에 배치된 제1 저항; 및 상기 제1 저항과 상기 트랜지스터 사이의 접점에서의 전압과 상기 디지털 가변 저항기의 전압 강하를 비교하는 비교부를 포함하고, 상기 트랜지스터는 상기 비교부에서 비교된 결과에 응답하여 동작할 수 있다.For example, the current source may include a digital variable resistor disposed between a first supply voltage and a reference voltage and having a resistance value varying in response to the digital code value; A transistor disposed between a second supply voltage and the heating resistor to apply the current to the heating resistor; A first resistor disposed between the second supply voltage and the transistor; And a comparison unit comparing a voltage drop of the digital variable resistor with a voltage at a contact point between the first resistor and the transistor, and the transistor may operate in response to a result compared by the comparison unit.
예를 들어, 상기 비교부는 비교기를 포함하고, 상기 비교기는 상기 접점과 연결되는 제1 입력단; 상기 디지털 가변 저항기의 상기 전압 강하와 연결되는 제2 입력단; 및 상기 트랜지스터와 연결되는 출력단을 포함할 수 있다.For example, the comparator may include a comparator, and the comparator may include a first input terminal connected to the contact point; A second input terminal connected to the voltage drop of the digital variable resistor; And an output terminal connected to the transistor.
예를 들어, 상기 전류원은 상기 디지털 가변 저항기와 상기 기준 전위 사이에 배치된 제2 저항; 및 상기 디지털 가변 저항기와 병렬 연결된 제너 다이오드를 더 포함할 수 있다.For example, the current source may include a second resistor disposed between the digital variable resistor and the reference potential; And a Zener diode connected in parallel with the digital variable resistor.
다른 실시 예에 의하면, 액체 렌즈의 온도 제어 방법은, 상기 액체 렌즈의 온도에 따라 가변하는 저항값을 센싱하는 단계; 상기 센싱된 저항값에 상응하는 상기 액체 렌즈의 온도를 구하는 단계; 상기 액체 렌즈의 구해진 온도가 액체 렌즈의 목표 온도에 도달하였는가를 검사하는 단계; 상기 액체 렌즈의 구해진 온도가 상기 목표 온도에 도달하지 않았다면, 상기 액체 렌즈를 가열하는 단계; 및 상기 액체 렌즈의 구해진 온도가 상기 목표 온도에 도달하였다면, 상기 액체 렌즈의 가열을 중단하는 단계를 포함할 수 있다.According to another embodiment, a method for controlling a temperature of a liquid lens includes: sensing a resistance value that varies according to the temperature of the liquid lens; Obtaining a temperature of the liquid lens corresponding to the sensed resistance value; Checking whether the obtained temperature of the liquid lens reaches a target temperature of the liquid lens; Heating the liquid lens if the obtained temperature of the liquid lens has not reached the target temperature; And stopping the heating of the liquid lens when the obtained temperature of the liquid lens reaches the target temperature.
실시 예에 따른 액체 렌즈의 온도 제어 장치 및 방법은 온도 변화가 야기한 디옵터 변화에 따른 액체 렌즈의 해상도 저하를 최소화시킬 수 있다. 특히, 실시 예에 따른 액체 렌즈의 온도 제어 장치 및 방법은 간단한 구성으로 많은 인자를 고려할 필요없이 액체 렌즈의 온도를 간단히 제어함으로써 액체 렌즈의 온도 변화에 따른 디옵터 변화를 최소화시킬 수 있어, 온도 변화가 야기한 디옵터 변화에 따른 액체 렌즈의 해상도 저하를 최소화시킬 수 있고, 액체 렌즈의 온도를 칼리브레이션할 필요가 없는 효과를 갖는다.The apparatus and method for controlling a temperature of a liquid lens according to an embodiment can minimize a decrease in resolution of a liquid lens due to a diopter change caused by a temperature change. In particular, the temperature control apparatus and method of a liquid lens according to the embodiment can minimize the diopter change according to the temperature change of the liquid lens by simply controlling the temperature of the liquid lens without considering many factors with a simple configuration. It is possible to minimize the decrease in resolution of the liquid lens due to the diopter change caused, and has an effect that there is no need to calibrate the temperature of the liquid lens.
또한, 본 실시 예에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며 언급하지 않은 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.In addition, the effects obtained in the present embodiment are not limited to the above-mentioned effects, and another effect not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the field to which the present invention belongs from the following description. There will be.
도 1은 실시 예에 의한 액체 렌즈의 온도 제어 장치의 블럭도를 나타낸다.1 is a block diagram of an apparatus for controlling a temperature of a liquid lens according to an embodiment.
도 2는 실시 예에 의한 액체 렌즈의 온도 제어 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.2 is a flowchart illustrating a method of controlling a temperature of a liquid lens according to an exemplary embodiment.
도 3은 도 1에 도시된 액체 렌즈를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining the liquid lens shown in FIG. 1.
도 4a는 도 1에 도시된 온도 센싱부의 일 실시 예(130A)의 블록도이고, 도 4b는 도 1에 도시된 온도 센싱부의 다른 실시 예의 블럭도이다.4A is a block diagram of a temperature sensing unit 130A according to an embodiment shown in FIG. 1, and FIG. 4B is a block diagram of another embodiment of the temperature sensing unit illustrated in FIG. 1.
도 5는 도 1에 도시된 제어부의 일 실시 예에 의한 블럭도를 나타낸다.5 is a block diagram of a control unit shown in FIG. 1 according to an embodiment.
도 6은 전류원으로부터 발열 저항으로 인가되는 전류의 일 례를 설명하기 위한 그래프이다.6 is a graph for explaining an example of a current applied from a current source to a heating resistor.
도 7은 도 1에 도시된 전류원의 일 실시 예에 의한 회로도를 나타낸다.7 shows a circuit diagram according to an embodiment of the current source shown in FIG. 1.
도 8은 액체 렌즈의 디옵터와 온도의 상관 관계를 설명하기 위한 그래프이다.8 is a graph for explaining a correlation between a diopter and a temperature of a liquid lens.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들 간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.However, the technical idea of the present invention is not limited to some embodiments to be described, but may be implemented in various forms, and within the scope of the technical idea of the present invention, one or more of the constituent elements may be selectively selected. It can be combined with and substituted for use.
또한, 본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.In addition, terms (including technical and scientific terms) used in the embodiments of the present invention are generally understood by those of ordinary skill in the art, unless explicitly defined and described. It can be interpreted as a meaning, and terms generally used, such as terms defined in a dictionary, may be interpreted in consideration of the meaning in the context of the related technology.
또한, 본 발명의 실시 예에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한 개이상)”으로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나이상을 포함할 수 있다.In addition, terms used in the embodiments of the present invention are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention. In the present specification, the singular form may include the plural form unless specifically stated in the phrase, and when described as “at least one (or more than one) of A and/or B and C”, it is combined with A, B, and C. It may contain one or more of all possible combinations.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.In addition, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used in describing the constituent elements of the embodiment of the present invention. These terms are only for distinguishing the component from other components, and are not limited to the nature, order, or order of the component by the term.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우 뿐만아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’되는 경우도 포함할 수 있다.And, if a component is described as being'connected','coupled' or'connected' to another component, the component is not only directly connected, coupled or connected to the other component, but also the component and The case of being'connected','coupled', or'connected' due to another element between the other elements may also be included.
또한, 각 구성 요소의 “상(위) 또는 하(아래)”에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우 뿐만아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)”로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In addition, when it is described as being formed or disposed on the “top (top) or bottom (bottom)” of each component, the top (top) or bottom (bottom) is one as well as when the two components are in direct contact with each other. It also includes a case in which the above other component is formed or disposed between the two components. In addition, when expressed as "upper (upper) or lower (lower)", the meaning of not only an upward direction but also a downward direction based on one component may be included.
가변 렌즈는 초점 가변 렌즈일 수 있다. 또한 가변 렌즈는 초점이 조절되는 렌즈일 수 있다. 가변 렌즈는 액체 렌즈, 폴리머 렌즈, 액정 렌즈, VCM 타입, SMA 타입 중 적어도 하나일 수 있다. 액체 렌즈는 하나의 액체를 포함하는 액체 렌즈와 두개의 액체를 포함하는 액체 렌즈를 포함할 수 있다. 하나의 액체를 포함하는 액체 렌즈는 액체와 대응되는 위치에 배치되는 멤브레인을 조절하여 초점을 가변시킬 수 있으며, 예를들어 마그넷과 코일의 전자기력에 의해 멤브레인을 가압하여 초점을 가변시킬 수 있다. 두개의 액체를 포함하는 액체 렌즈는 전도성 액체와 비전도성 액체를 포함하여 액체 렌즈에 인가되는 전압을 이용하여 전도성 액체와 비전도성 액체가 형성하는 계면을 조절할 수 있다. 폴리머 렌즈는 고분자 물질을 피에조 등의 구동부를 통해 초점을 가변시킬 수 있다. 액정 렌즈는 전자기력에 의해 액정을 제어하여 초점을 가변시킬 수 있다. VCM 타입은 고체 렌즈 또는 고체 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리를 마그넷과 코일간의 전자기력을 통해 조절하여 초점을 가변시킬 수 있다. SMA 타입은 형상기억합금을 이용하여 고체 렌즈 또는 고체 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리를 제어하여 초점을 가변시킬 수 있다.The variable lens may be a variable focus lens. Also, the variable lens may be a lens whose focus is adjusted. The variable lens may be at least one of a liquid lens, a polymer lens, a liquid crystal lens, a VCM type, and an SMA type. The liquid lens may include a liquid lens including one liquid and a liquid lens including two liquids. A liquid lens containing one liquid may change the focus by adjusting a membrane disposed at a position corresponding to the liquid, and for example, the focus may be changed by pressing the membrane by electromagnetic force of a magnet and a coil. A liquid lens including two liquids may control an interface formed between the conductive liquid and the non-conductive liquid by using a voltage applied to the liquid lens including a conductive liquid and a non-conductive liquid. The polymer lens can change the focus of the polymer material through a driving unit such as piezo. The liquid crystal lens can change the focus by controlling the liquid crystal by electromagnetic force. The VCM type can change the focus by adjusting the solid lens or the lens assembly including the solid lens through the electromagnetic force between the magnet and the coil. The SMA type can change focus by controlling a solid lens or a lens assembly including a solid lens using a shape memory alloy.
이하, 실시 예에 의한 온도 제어 장치 및 방법은 가변 렌즈로서 액체 렌즈의 온도를 제어하지만, 이에 국한되지 않는다. 즉, 실시 예에 의한 온도 제어 장치 및 방법은 액체 렌즈 이외의 가변 렌즈의 온도를 제어할 경우에도 하기의 설명은 적용될 수 있다.Hereinafter, the temperature control apparatus and method according to the embodiment controls the temperature of the liquid lens as a variable lens, but is not limited thereto. That is, even when the temperature control apparatus and method according to the embodiment controls the temperature of a variable lens other than a liquid lens, the following description may be applied.
이하, 실시 예에 의한 액체 렌즈의 온도 제어 장치 및 방법을 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, an apparatus and method for controlling a temperature of a liquid lens according to an exemplary embodiment will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 실시 예에 의한 액체 렌즈의 온도 제어 장치(100)의 블럭도를 나타내고, 도 2는 실시 예에 의한 액체 렌즈의 온도 제어 방법(200)을 설명하기 위한 플로우차트이다.1 is a block diagram of an apparatus 100 for controlling a temperature of a liquid lens according to an embodiment, and FIG. 2 is a flowchart illustrating a method 200 for controlling a temperature of a liquid lens according to an embodiment.
도 2에 도시된 액체 렌즈의 온도 제어 방법(200)은 도 1에 도시된 액체 렌즈의 온도 제어 장치(100)에서 수행될 수도 있고, 도 1에 도시된 액체 렌즈의 온도 제어 장치(100)는 도 2에 도시된 액체 렌즈의 온도 제어 방법(200)을 수행할 수 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 다른 실시 예에 의하면, 도 2에 도시된 액체 렌즈의 온도 제어 방법(200)은 도 1에 도시된 액체 렌즈의 온도 제어 장치(100)와 다른 구성을 갖는 액체 렌즈의 온도 제어 장치에서 수행될 수도 있고, 도 1에 도시된 액체 렌즈의 온도 제어 장치(100)는 도 2에 도시된 액체 렌즈의 온도 제어 방법(200)과 다른 액체 렌즈의 온도 제어 방법을 수행할 수도 있다.The temperature control method 200 of the liquid lens shown in FIG. 2 may be performed in the temperature control apparatus 100 of the liquid lens shown in FIG. 1, and the temperature control apparatus 100 of the liquid lens shown in FIG. Although the temperature control method 200 of the liquid lens illustrated in FIG. 2 may be performed, the embodiment is not limited thereto. That is, according to another embodiment, the temperature control method 200 of a liquid lens shown in FIG. 2 is performed in a temperature control device of a liquid lens having a configuration different from that of the temperature control device 100 of the liquid lens shown in FIG. Alternatively, the temperature control apparatus 100 for a liquid lens illustrated in FIG. 1 may perform a temperature control method for a liquid lens different from the temperature control method 200 for a liquid lens illustrated in FIG. 2.
도 1 및 도 2에 도시된 액체 렌즈의 온도 제어 장치(100) 및 방법(200)을 설명하기에 앞서, 액체 렌즈(10)의 일반적인 구성에 대해 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Before describing the temperature control apparatus 100 and method 200 of a liquid lens illustrated in FIGS. 1 and 2, a general configuration of the liquid lens 10 will be described as follows with reference to the accompanying drawings.
도 3은 도 1에 도시된 액체 렌즈(10)를 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining the liquid lens 10 shown in FIG. 1.
도 3을 참조하면, 액체 렌즈(10)는 서로 다른 종류의 복수의 액체(LQ1, LQ2), 제1 내지 제3 플레이트(P1, P2, P3), 제1 및 제2 전극(E1, E2) 및 절연층(16)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the liquid lens 10 includes a plurality of different types of liquids LQ1 and LQ2, first to third plates P1, P2 and P3, and first and second electrodes E1 and E2. And an insulating layer 16.
복수의 액체(LQ1, LQ2)는 캐비티(CA:cavity)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.The plurality of liquids LQ1 and LQ2 are accommodated in the cavity CA, and may include a first liquid LQ1 having conductivity and a second liquid (or insulating liquid) LQ2 having a non-conductive property. . The first liquid LQ1 and the second liquid LQ2 are not mixed with each other, and an interface BO may be formed in a contact portion between the first and second liquids LQ1 and LQ2. For example, the second liquid LQ2 may be disposed on the first liquid LQ1, but the embodiment is not limited thereto.
제1 액체(LQ1)는 전도성을 갖는 물질로 구현되고, 제2 액체(LQ2)는 오일(oil)과 같이 비전도성을 갖는 물질로 구현될 수 있다.The first liquid LQ1 may be implemented with a material having a conductivity, and the second liquid LQ2 may be implemented with a material having a non-conductive property such as oil.
제1 플레이트(P1)의 내측면은 캐비티(CA)의 측벽(i)을 이룰 수 있다. 제1 플레이트(P1)는 기 설정된 경사면을 갖는 상하의 개구부를 포함할 수 있다. 즉, 캐비티(CA)는 제1 플레이트(P1)의 경사면, 제2 플레이트(P2)와 접촉하는 제1 개구 및 제3 플레이트(P3)와 접촉하는 제2 개구로 둘러싸인 영역으로 정의될 수 있다.The inner surface of the first plate P1 may form a sidewall i of the cavity CA. The first plate P1 may include upper and lower openings having a predetermined inclined surface. That is, the cavity CA may be defined as a region surrounded by an inclined surface of the first plate P1, a first opening in contact with the second plate P2, and a second opening in contact with the third plate P3.
제1 및 제2 개구 중에서 보다 넓은 개구의 직경은 액체 렌즈(10)에서 요구하는 화각(FOV) 또는 액체 렌즈(10)가 카메라 모듈에서 수행해야 할 역할에 따라 달라질 수 있다. 두 액체가 형성한 계면(BO)은 구동 전압에 의해 캐비티(CA)의 경사면을 따라 움직일 수 있다.Among the first and second openings, the diameter of the wider opening may vary depending on the FOV required by the liquid lens 10 or the role that the liquid lens 10 plays in the camera module. The interface BO formed by the two liquids may move along the slope of the cavity CA by the driving voltage.
캐비티(CA)에서 광이 입사되는 방향의 개구 면적은 반대 방향의 개구 면적보다 좁을 수 있다. 또는, 캐비티(CA)의 경사 방향이 반대가 되도록 액체 렌즈(10)가 구현될 수도 있다. 또한, 캐비티(CA)의 경사 방향이 반대가 되도록 액체 렌즈(10)가 배치될 때, 액체 렌즈(10)의 경사 방향에 따라서 액체 렌즈(10)에 포함된 구성의 배치 전체 또는 일부가 함께 바뀌거나, 캐비티(CA)의 경사 방향만 변경되고 나머지 구성의 배치는 바뀌지 않을 수도 있다.The opening area in the direction in which light is incident from the cavity CA may be narrower than the opening area in the opposite direction. Alternatively, the liquid lens 10 may be implemented so that the inclination direction of the cavity CA is opposite. In addition, when the liquid lens 10 is disposed so that the inclination direction of the cavity CA is opposite, the entire or part of the arrangement of the components included in the liquid lens 10 is changed according to the inclination direction of the liquid lens 10. Alternatively, only the inclination direction of the cavity CA may be changed, and the arrangement of the remaining components may not be changed.
제1 플레이트(P1)의 캐비티(CA)에 제1 액체(LQ1) 및 제2 액체(LQ2)가 충진, 수용 또는 배치될 수 있다. 또한, 캐비티(CA)는 제1 렌즈부(미도시)를 통과한 광이 투과하는 부위이다. 따라서, 제1 플레이트(P1)는 투명한 재료로 이루어질 수도 있고, 광의 투과가 용이하지 않도록 불순물을 포함할 수도 있다.The first liquid LQ1 and the second liquid LQ2 may be filled, accommodated, or disposed in the cavity CA of the first plate P1. In addition, the cavity CA is a portion through which light that has passed through the first lens unit (not shown) is transmitted. Therefore, the first plate P1 may be made of a transparent material, or may contain impurities so that light transmission is not easy.
제1 플레이트(P1)의 일면과 타면에 제1 및 제2 전극(E1, E2)이 각각 배치될 수 있다. 복수의 제1 전극(E1)은 제2 전극(E2)과 이격되고, 제1 플레이트(P1)의 일면(예를 들어, 상부면과 측면 및 하부면)에 배치될 수 있다. 제2 전극(E2)은 제1 플레이트(P1)의 타면(예를 들어, 하부면)의 적어도 일부 영역에 배치되고, 제1 액체(LQ1)와 직접 접촉할 수 있다.First and second electrodes E1 and E2 may be disposed on one surface and the other surface of the first plate P1, respectively. The plurality of first electrodes E1 may be spaced apart from the second electrode E2 and may be disposed on one surface (eg, an upper surface, a side surface, and a lower surface) of the first plate P1. The second electrode E2 is disposed on at least a portion of the other surface (eg, the lower surface) of the first plate P1 and may directly contact the first liquid LQ1.
전술한 바와 같이, 복수의 제1 전극(E1)은 서로 전기적으로 분리될 수 있는 개별 전극에 해당하고, 복수의 제2 전극(E2)은 서로 전기적으로 이격되지 않을 수 있는 공통 전극에 해당할 수 있다. 제1 및 제2 전극(E1, E2) 각각은 도전성 재료로 이루어질 수 있다.As described above, the plurality of first electrodes E1 may correspond to individual electrodes that may be electrically separated from each other, and the plurality of second electrodes E2 may correspond to common electrodes that may not be electrically separated from each other. have. Each of the first and second electrodes E1 and E2 may be made of a conductive material.
또한, 제2 플레이트(P2)는 제1 전극(E1)의 일면에 배치될 수 있다. 즉, 제2 플레이트(P2)는 제1 플레이트(P1)의 위에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제2 플레이트(P2)는 제1 전극(E1)의 상면과 캐비티(CA) 위에 배치될 수 있다.Also, the second plate P2 may be disposed on one surface of the first electrode E1. That is, the second plate P2 may be disposed on the first plate P1. Specifically, the second plate P2 may be disposed on the upper surface of the first electrode E1 and the cavity CA.
제3 플레이트(P3)는 제2 전극(E2)의 일면에 배치될 수 있다. 즉, 제3 플레이트(P3)는 제1 플레이트(P1)의 아래에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제3 플레이트(P3)는 제2 전극(E2)의 하면과 캐비티(CA) 아래에 배치될 수 있다.The third plate P3 may be disposed on one surface of the second electrode E2. That is, the third plate P3 may be disposed under the first plate P1. Specifically, the third plate P3 may be disposed under the lower surface of the second electrode E2 and the cavity CA.
제2 플레이트(P2)와 제3 플레이트(P3)는 제1 플레이트(P1)를 사이에 두고 서로 대향하여 배치될 수 있다. 또한, 제2 플레이트(P2) 또는 제3 플레이트(P3) 중 적어도 하나는 생략될 수도 있다.The second plate P2 and the third plate P3 may be disposed to face each other with the first plate P1 interposed therebetween. Also, at least one of the second plate P2 and the third plate P3 may be omitted.
제2 및 제3 플레이트(P2, P3) 각각은 광이 통과하는 영역으로서, 투광성 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 제2 및 제3 플레이트(P2, P3) 각각은 유리(glass)로 이루어질 수 있으며, 공정의 편의상 동일한 재료로 형성될 수 있다.Each of the second and third plates P2 and P3 is a region through which light passes, and may be made of a light-transmitting material. For example, each of the second and third plates P2 and P3 may be made of glass, and may be made of the same material for convenience of the process.
제2 플레이트(P2)는 제1 렌즈부로부터 입사되는 광이 제1 플레이트(P1)의 캐비티(CA) 내부로 진행하도록 허용하는 구성을 가질 수 있다. 제3 플레이트(P3)는 제1 플레이트(P1)의 캐비티(CA)를 통과한 광이 제2 렌즈부(미도시)로 진행하도록 허용하는 구성을 가질 수 있다. 제3 플레이트(P3)는 제1 액체(LQ1)와 직접 접촉할 수 있다.The second plate P2 may have a configuration that allows light incident from the first lens unit to proceed into the cavity CA of the first plate P1. The third plate P3 may have a configuration that allows light that has passed through the cavity CA of the first plate P1 to proceed to the second lens unit (not shown). The third plate P3 may directly contact the first liquid LQ1.
도 3에 도시된 액체 렌즈(10)는 본딩 부재(15)를 더 포함할 수 있다. 본딩 부재(또는, 접착제)(15)는 제1 플레이트(P1)와 제3 플레이트(P3) 사이에 배치되어, 제1 플레이트(P1)와 제3 플레이트(P3)를 서로 결합시키는 역할을 한다. The liquid lens 10 shown in FIG. 3 may further include a bonding member 15. The bonding member (or adhesive) 15 is disposed between the first plate P1 and the third plate P3 and serves to couple the first plate P1 and the third plate P3 to each other.
또는, 도 3에 도시된 액체 렌즈(10)는 본딩 부재(15)를 포함하는 대신에 플레이트 레그(LEG)(15)를 더 포함할 수 있다. 플레이트 레그(15)는 제1 플레이트(P1)와 제3 플레이트(P3) 사이에 배치되어, 제3 플레이트(P3)를 지지하는 역할을 한다. 여기서, 플레이트 레그(15)는 제3 플레이트(P3)와 동일한 재질로 일체로 구현될 수도 있다.Alternatively, the liquid lens 10 illustrated in FIG. 3 may further include a plate leg (LEG) 15 instead of including the bonding member 15. The plate leg 15 is disposed between the first plate P1 and the third plate P3 and serves to support the third plate P3. Here, the plate leg 15 may be integrally implemented with the same material as the third plate P3.
절연층(16)은 캐비티(CA)의 상부 영역에서 제2 플레이트(P2)의 하부면의 일부를 덮으면서 배치될 수 있다. 즉, 절연층(16)은 제2 액체(LQ2)와 제2 플레이트(P2)의 사이에 배치될 수 있다. 또한, 절연층(16)은 캐비티(CA)의 측벽을 이루는 제1 전극(E1)의 일부를 덮으면서 배치될 수 있다. 또한, 절연층(16)은 제1 플레이트(P1)의 하부면에서, 제2 전극(E2)의 일부와 제1 플레이트(P1) 및 제1 전극(E1)을 덮으며 배치될 수 있다. 이로 인해, 제1 전극(E1)과 제1 액체(LQ1) 간의 접촉 및 제1 전극(E1)과 제2 액체(LQ2) 간의 접촉이 절연층(16)에 의해 차단될 수 있다.The insulating layer 16 may be disposed in the upper region of the cavity CA while covering a part of the lower surface of the second plate P2. That is, the insulating layer 16 may be disposed between the second liquid LQ2 and the second plate P2. In addition, the insulating layer 16 may be disposed while covering a part of the first electrode E1 forming a sidewall of the cavity CA. In addition, the insulating layer 16 may be disposed on the lower surface of the first plate P1 to cover a part of the second electrode E2 and the first plate P1 and the first electrode E1. Accordingly, contact between the first electrode E1 and the first liquid LQ1 and contact between the first electrode E1 and the second liquid LQ2 may be blocked by the insulating layer 16.
절연층(16)은 제1 및 제2 전극(E1, E2) 중 하나의 전극(예를 들어, 제1 전극(E1))을 덮고, 다른 하나의 전극(예를 들어, 제2 전극(E2))의 일부를 노출시켜 전도성을 갖는 제1 액체(LQ1)에 전기 에너지가 인가되도록 할 수 있다.The insulating layer 16 covers one of the first and second electrodes E1 and E2 (for example, the first electrode E1), and the other electrode (for example, the second electrode E2). )) may be exposed to apply electric energy to the conductive first liquid LQ1.
제1 연결 기판(12)과 제2 연결 기판(14)은 액체 렌즈(10)에 전압을 공급하는 역할을 한다. 이를 위해, 복수의 제1 전극(E1)은 제1 연결 기판(12)과 전기적으로 연결되고, 제2 전극(E2)은 제2 연결 기판(14)과 전기적으로 연결될 수 있다.The first connection substrate 12 and the second connection substrate 14 serve to supply voltage to the liquid lens 10. To this end, the plurality of first electrodes E1 may be electrically connected to the first connection substrate 12, and the second electrode E2 may be electrically connected to the second connection substrate 14.
제1 연결 기판(12)과 제2 연결 기판(14)을 통해 제1 및 제2 전극(E1, E2)으로 구동 전압이 인가될 때, 제1 액체(LQ1)와 제2 액체(LQ2) 사이의 계면(BO)이 변형되어 액체 렌즈(10)의 곡률과 같은 형상 또는 초점거리 중 적어도 하나가 변경(또는, 조정)될 수 있다. 예를 들어, 구동 전압에 대응하여 액체 렌즈(10) 내에 형성되는 계면(BO)의 굴곡 또는 경사도 중 적어도 하나가 변하면서 액체 렌즈(10)의 초점 거리가 조정될 수 있다. 이러한 계면(BO)의 변형, 곡률 반경, 틸팅 각도 등이 제어되면, 액체 렌즈(10), 액체 렌즈(10)를 포함하는 렌즈 어셈블리, 카메라 모듈 및 광학 기기는 오토포커싱(AF:Auto-Focusing) 기능, 손떨림 보정 내지 영상 흔들림 방지(OIS:Optical Image Stabilizer) 기능 등을 수행할 수 있다.When the driving voltage is applied to the first and second electrodes E1 and E2 through the first connection substrate 12 and the second connection substrate 14, between the first liquid LQ1 and the second liquid LQ2 The interface BO of is deformed so that at least one of a shape such as a curvature or a focal length of the liquid lens 10 may be changed (or adjusted). For example, the focal length of the liquid lens 10 may be adjusted while at least one of the curvature or inclination of the interface BO formed in the liquid lens 10 is changed in response to the driving voltage. When the deformation, radius of curvature, and tilting angle of the interface BO are controlled, the liquid lens 10, the lens assembly including the liquid lens 10, the camera module, and the optical device are auto-focusing (AF). A function, camera shake correction, or an OIS (Optical Image Stabilizer) function can be performed.
제1 연결 기판(12)은 서로 다른 4개의 개별 전압을 액체 렌즈(10)로 전달할 수 있고, 제2 연결 기판(14)은 하나의 공통 전압을 액체 렌즈(10)로 전달할 수 있다. 공통 전압은 DC 전압 또는 AC 전압을 포함할 수 있으며, 공통 전압이 펄스 형태로 인가되는 경우 펄스의 폭 또는 듀티 사이클(duty cycle)은 일정할 수 있다. 제1 연결 기판(12)을 통해 공급되는 개별 전압은 액체 렌즈(10)의 각 모서리에 노출되는 복수의 제1 전극(E1)에 인가될 수 있다.The first connection substrate 12 may transmit four different individual voltages to the liquid lens 10, and the second connection substrate 14 may transmit one common voltage to the liquid lens 10. The common voltage may include a DC voltage or an AC voltage. When the common voltage is applied in the form of a pulse, the width or duty cycle of the pulse may be constant. Individual voltages supplied through the first connection substrate 12 may be applied to the plurality of first electrodes E1 exposed to each corner of the liquid lens 10.
도 1 및 도 2에 각각 도시된 실시 예에 의한 액체 렌즈의 온도 제어 장치(100) 및 방법(200)은 도 3에 도시된 액체 렌즈(10)의 온도를 제어할 수도 있고, 도 3에 도시된 바와 다른 단면을 갖는 액체 렌즈(10)의 온도를 제어할 수도 있다. 즉, 실시 예에 의한 액체 렌즈의 온도 제어 장치(100) 및 방법(200)은 제어 대상인 액체 렌즈(10)의 특정한 단면에 국한되지 않는다.The apparatus 100 and the method 200 for temperature control of a liquid lens according to the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 may control the temperature of the liquid lens 10 shown in FIG. 3, and are shown in FIG. 3. It is also possible to control the temperature of the liquid lens 10 having a cross section different from that of the one. That is, the temperature control apparatus 100 and method 200 of a liquid lens according to the embodiment are not limited to a specific cross section of the liquid lens 10 to be controlled.
다시 도 1 및 도 2를 참조하여 실시 예에 의한 액체 렌즈의 온도 제어 장치(100) 및 방법(200)을 다음과 같이 설명한다.Referring again to FIGS. 1 and 2, an apparatus 100 and a method 200 for controlling a temperature of a liquid lens according to an embodiment will be described as follows.
액체 렌즈의 온도 제어 장치(100)는 서미스터(thermistor)(110), 저장부(120), 온도 센싱부(130), 제어부(140) 및 렌즈 가열부(150)를 포함할 수 있다.The temperature control apparatus 100 for a liquid lens may include a thermistor 110, a storage unit 120, a temperature sensing unit 130, a control unit 140, and a lens heating unit 150.
서미스터(110)는 액체 렌즈(10)의 온도에 따라 가변되는 저항값을 가질 수 있다.The thermistor 110 may have a resistance value that varies depending on the temperature of the liquid lens 10.
서미스터(110)는 도 1에 도시된 바와 같이 액체 렌즈(10)의 내부에 배치될 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 다른 실시 예에 의하면, 서미스터(110)는 액체 렌즈(10)의 주변 예를 들어, 제1 또는 제2 연결 기판(12, 14)에 배치될 수도 있다. 실시 예는 서미스터(110)가 배치되는 특정한 위치에 국한되지 않는다.The thermistor 110 may be disposed inside the liquid lens 10 as shown in FIG. 1, but the embodiment is not limited thereto. According to another embodiment, the thermistor 110 may be disposed around the liquid lens 10, for example, on the first or second connection substrates 12 and 14. The embodiment is not limited to a specific position where the thermistor 110 is disposed.
또한, 서미스터(110)의 저항값은 액체 렌즈(10)의 온도에 비례할 수도 있고, 반비례할 수도 있다. 이와 같이, 서미스터(110)의 저항값은 액체 렌즈(10)의 온도를 대변하므로, 서미스터(110)의 저항값을 통해 액체 렌즈(10)의 온도를 유추할 수 있다.In addition, the resistance value of the thermistor 110 may be proportional or inversely proportional to the temperature of the liquid lens 10. In this way, since the resistance value of the thermistor 110 represents the temperature of the liquid lens 10, the temperature of the liquid lens 10 can be inferred through the resistance value of the thermistor 110.
이를 위해, 저장부(120)는 서미스터(110)의 저항값과 액체 렌즈(10)의 온도 간의 관계를 저장할 수 있다.To this end, the storage unit 120 may store a relationship between the resistance value of the thermistor 110 and the temperature of the liquid lens 10.
실시 예에 의하면, 저장부(120)에 저장되는 액체 렌즈(10)의 온도와 서미스터(110)의 저항값 간의 관계는 사전에 구해질 수 있다. 예를 들어, 서미스터(110)의 저항값별로 액체 렌즈(10)의 온도가 매핑되어, 룩 업 테이블(LUT:Look Up Table)의 형식으로 저장부(120)에 저장될 수 있다.According to the embodiment, the relationship between the temperature of the liquid lens 10 stored in the storage unit 120 and the resistance value of the thermistor 110 may be obtained in advance. For example, the temperature of the liquid lens 10 may be mapped for each resistance value of the thermistor 110 and stored in the storage unit 120 in the form of a Look Up Table (LUT).
또한, 액체 렌즈(10)의 온도와 서미스터(110)의 저항값 간의 관계는 실험적으로 온도 챔버에서 사전에 구해져서 저장부(120)에 저장될 수 있다.In addition, the relationship between the temperature of the liquid lens 10 and the resistance value of the thermistor 110 may be experimentally obtained in advance in the temperature chamber and stored in the storage unit 120.
또한, 저장부(120)는 저항값으로부터 액체 렌즈(10)의 온도를 구할 수 있는 관계식을 저장할 수도 있다.In addition, the storage unit 120 may store a relational expression for obtaining the temperature of the liquid lens 10 from the resistance value.
예를 들어, 저장부(120)는 플래쉬 메모리(flash memory)로 구현될 수 있으나, 실시 예는 저장부(120)의 특정한 메모리 형태에 국한되지 않는다.For example, the storage unit 120 may be implemented as a flash memory, but the embodiment is not limited to a specific memory type of the storage unit 120.
실시 예에 의한 액체 렌즈의 온도 제어 방법(200)에 의하면, 먼저, 액체 렌즈(10)의 온도에 따라 가변하는 저항값을 센싱한다(제210 단계). 이를 위해, 온도 센싱부(130)는 서미스터(110)의 저항값을 센싱하고, 센싱된 저항값을 디지털 형태로 제어부(140)로 출력할 수 있다.According to the temperature control method 200 of the liquid lens according to the embodiment, first, a resistance value that varies according to the temperature of the liquid lens 10 is sensed (step 210). To this end, the temperature sensing unit 130 may sense a resistance value of the thermistor 110 and output the sensed resistance value to the controller 140 in a digital form.
도 4a는 도 1에 도시된 온도 센싱부(130)의 일 실시 예(130A)의 블럭도이다.4A is a block diagram of an embodiment 130A of the temperature sensing unit 130 illustrated in FIG. 1.
일 실시 예에 의하면 온도 센싱부(130A)는 측정 전압 인가부(132) 및 온도 결정부(134)를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the temperature sensing unit 130A may include a measurement voltage application unit 132 and a temperature determination unit 134.
측정 전압 인가부(132)는 디지털 형태의 측정 전압(예를 들어, ‘0000’)을 서미스터(110)로 출력단자 OUT1을 통해 인가할 수 있다. 이때, 디지털 형태의 측정 전압은 서미스터(110)의 저항값에 따라 가변될 수 있다. 예를 들어, 디지털 형태의 측정 전압은 펄스 폭 변조(PWM:Pulse Width Modulation)된 형태로 서미스터(110)로 인가될 수 있다.The measurement voltage application unit 132 may apply a digital measurement voltage (eg, “0000”) to the thermistor 110 through the output terminal OUT1. In this case, the digital measurement voltage may be varied according to the resistance value of the thermistor 110. For example, the digital measurement voltage may be applied to the thermistor 110 in a form of pulse width modulation (PWM).
온도 결정부(134)는 서미스터(110)의 저항값에 따라 가변되는 측정 전압을 센싱된 저항값으로서 결정하고, 결정된 디지털 형태의 저항값을 출력단자 OUT2를 통해 제어부(140)로 출력할 수 있다.The temperature determination unit 134 may determine a measured voltage that varies according to the resistance value of the thermistor 110 as a sensed resistance value, and may output the determined digital resistance value to the controller 140 through the output terminal OUT2. .
도 4b는 도 1에 도시된 온도 센싱부(130)의 다른 실시 예(130B)의 블럭도이다.4B is a block diagram of another embodiment 130B of the temperature sensing unit 130 illustrated in FIG. 1.
다른 실시 예에 의하면, 온도 센싱부(130B)는 센서(136) 및 아날로그/디지털 변환기(ADC:Analog-to-Digital Converter)(138)를 포함할 수 있다.According to another embodiment, the temperature sensing unit 130B may include a sensor 136 and an analog-to-digital converter (ADC) 138.
센서(138)는 입력단자 IN1을 통해 서미스터(110)와 연결되어, 서미스터(110)의 저항값을 센싱하고, 센싱된 저항값을 ADC(138)로 출력할 수 있다.The sensor 138 is connected to the thermistor 110 through the input terminal IN1, senses a resistance value of the thermistor 110, and outputs the sensed resistance value to the ADC 138.
ADC(138)는 센서(136)에서 센싱된 저항값을 디지털 형태로 변환하고, 변환된 디지털 형태의 저항값을 출력단자 OUT3을 통해 제어부(140)로 출력할 수 있다.The ADC 138 may convert a resistance value sensed by the sensor 136 into a digital form and output the converted digital resistance value to the controller 140 through an output terminal OUT3.
한편, 제어부(140)는 온도 센싱부(130)로부터 디지털 형태의 저항값을 받고, 저장부(120)에 저장된 저항값과 온도 간의 관계로부터 디지털 형태의 저항값에 상응하는 액체 렌즈(10)의 온도를 구한다(제220 단계).On the other hand, the control unit 140 receives the resistance value in digital form from the temperature sensing unit 130, and from the relationship between the resistance value stored in the storage unit 120 and the temperature, the liquid lens 10 Find the temperature (step 220).
제220 단계 후에, 제어부(140)는 구해진 액체 렌즈(10)의 온도를 액체 렌즈(10)의 목표 온도와 비교하고, 비교된 결과를 제어 신호로서 렌즈 가열부(150)로 출력할 수 있다(제230 단계). 즉, 제어부(140)는 액체 렌즈(10)의 구해진 온도가 액체 렌즈(10)의 목표 온도에 도달하였는가를 판단할 수 있다.After step 220, the controller 140 may compare the obtained temperature of the liquid lens 10 with a target temperature of the liquid lens 10, and output the result of the comparison to the lens heating unit 150 as a control signal ( Step 230). That is, the control unit 140 may determine whether the obtained temperature of the liquid lens 10 reaches the target temperature of the liquid lens 10.
도 5는 도 1에 도시된 제어부(140)의 일 실시 예(140A)에 의한 블럭도를 나타낸다.FIG. 5 is a block diagram illustrating an embodiment 140A of the controller 140 shown in FIG. 1.
일 실시 예에 의하면, 제어부(140A)는 합성부(142) 및 제어 신호 생성부(144)를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the control unit 140A may include a synthesis unit 142 and a control signal generation unit 144.
합성부(142)는 액체 렌즈(10)의 목표 온도와 액체 렌즈(10)의 구해진 온도를 합성하고, 합성된 결과를 목표 온도와 액체 렌즈(10)의 구해진 온도 간의 차분값으로서 제어 신호 생성부(144)로 출력할 수 있다. 이를 위해, 합성부(142)는 액체 렌즈(10)의 목표 온도를 입력단자 IN2를 통해 받고, 액체 렌즈(10)의 구해진 온도를 입력단자 IN3을 통해 받을 수 있다. 예를 들어, 액체 렌즈(10)의 목표 온도는 도 1에 도시된 액체 렌즈의 온도 제어 장치(100)의 외부로부터 제공될 수도 있고, 저장부(120)에 저장될 수도 있다.The synthesis unit 142 synthesizes the target temperature of the liquid lens 10 and the obtained temperature of the liquid lens 10, and uses the synthesized result as a difference value between the target temperature and the obtained temperature of the liquid lens 10 as a control signal generation unit. It can be printed as (144). To this end, the synthesis unit 142 may receive the target temperature of the liquid lens 10 through the input terminal IN2, and receive the obtained temperature of the liquid lens 10 through the input terminal IN3. For example, the target temperature of the liquid lens 10 may be provided from the outside of the temperature control apparatus 100 of the liquid lens shown in FIG. 1 or may be stored in the storage unit 120.
제어 신호 생성부(144)는 합성부(142)로부터 제공되는 차분값에 따라 제어 신호를 생성하고, 생성된 제어 신호를 출력단자 OUT4를 통해 렌즈 가열부(150)로 출력할 수 있다.The control signal generation unit 144 may generate a control signal according to the difference value provided from the synthesis unit 142 and output the generated control signal to the lens heating unit 150 through the output terminal OUT4.
한편, 렌즈 가열부(150)는 제어부(140)로부터 출력되는 제어 신호에 응답하여, 액체 렌즈(10)를 가열한다.Meanwhile, the lens heating unit 150 heats the liquid lens 10 in response to a control signal output from the control unit 140.
즉, 액체 렌즈(10)의 구해진 온도가 목표 온도에 도달하지 않았다면, 제어부(140)는 제어 신호를 통해 렌즈 가열부(150)가 액체 렌즈(10)를 가열하도록 제어한다(제240 단계).That is, if the obtained temperature of the liquid lens 10 has not reached the target temperature, the control unit 140 controls the lens heating unit 150 to heat the liquid lens 10 through a control signal (step 240).
그러나, 액체 렌즈(10)의 구해진 온도가 목표 온도에 도달하였다면, 제어부(140)는 제어 신호를 통해 렌즈 가열부(150)가 액체 렌즈(10)를 가열시키는 동작을 중단시킬 수 있다(제250 단계). 또는, 액체 렌즈(10)의 구해진 온도가 목표 온도에 도달하였다면, 제어부(140)는 제어 신호를 통해 렌즈 가열부(150)가 액체 렌즈(10)를 가열시키는 정도를 낮출 수도 있다(제250 단계).However, if the obtained temperature of the liquid lens 10 reaches the target temperature, the control unit 140 may stop the operation of the lens heating unit 150 to heat the liquid lens 10 through a control signal (No. 250 step). Alternatively, if the obtained temperature of the liquid lens 10 reaches the target temperature, the controller 140 may reduce the degree to which the lens heating unit 150 heats the liquid lens 10 through a control signal (step 250 ).
일 실시 예에 의하면, 도 1에 도시된 바와 같이 렌즈 가열부(150)는 전류원(152) 및 적어도 하나의 발열 저항(154)을 포함할 수 있다.According to an embodiment, as illustrated in FIG. 1, the lens heating unit 150 may include a current source 152 and at least one heating resistor 154.
전류원(152)은 제어부(140)로부터 출력되는 제어 신호에 응답하여 증가 또는 감소되는 레벨을 갖는 전류를 적어도 하나의 발열 저항(154)으로 인가할 수 있다.The current source 152 may apply a current having a level that increases or decreases in response to a control signal output from the controller 140 to the at least one heating resistor 154.
예를 들어, 액체 렌즈(10)의 구해진 온도가 목표 온도에 도달하지 않았다면, 제어부(140)로부터 출력되는 제어 신호에 응답하여 전류원(152)은 증가된 레벨을 갖는 전류를 발열 저항(154)으로 인가하여 액체 렌즈(10)를 가열시킬 수 있다. For example, if the obtained temperature of the liquid lens 10 has not reached the target temperature, in response to the control signal output from the controller 140, the current source 152 converts the current having the increased level to the heating resistor 154. The liquid lens 10 can be heated by applying.
또한, 액체 렌즈(10)의 구해진 온도가 목표 온도에 도달하였다면, 제어부(140)로부터 출력되는 제어 신호에 응답하여 전류원(152)은 감소된 레벨을 갖는 전류를 발열 저항(154)으로 인가하여 액체 렌즈(10)를 가열시키는 정도를 낮출 수 있다. 또는, 액체 렌즈(10)의 구해진 온도가 목표 온도에 도달하였다면, 제어부(140)로부터 출력되는 제어 신호에 응답하여 전류원(152)은 발열 저항(154)으로 전류를 인가하지 않을 수도 있다.In addition, when the obtained temperature of the liquid lens 10 reaches the target temperature, in response to a control signal output from the controller 140, the current source 152 applies a current having a reduced level to the heating resistor 154 The degree of heating the lens 10 can be reduced. Alternatively, if the obtained temperature of the liquid lens 10 reaches the target temperature, the current source 152 may not apply current to the heating resistor 154 in response to a control signal output from the controller 140.
도 6은 전류원(152)으로부터 발열 저항(154)으로 출력되는 전류의 일 례를 설명하기 위한 그래프로서, 횡축은 코드값(code)을 나타내고 종축은 전류를 나타낸다.6 is a graph for explaining an example of the current output from the current source 152 to the heating resistor 154, where the horizontal axis represents a code value and the vertical axis represents the current.
예를 들어, 전류원(152)으로부터 발열 저항(154)으로 인가되는 전류의 레벨은 제어 신호인 디지털 코드값(code)이 증가할수록 감소할 수 있다. 일 례로서, 도 6에 예시된 바와 같이 전류원(152)으로부터 인가되는 전류의 레벨은 디지털 코드값(code)의 제1 구간(R1)에서 일정하게 최대값으로 유지되는 반면, 디지털 코드값(code)의 제2 구간(R2)에서 코드값(code)이 증가할수록 감소할 수 있다. 즉, 제2 구간(R2)은 전류원(152)으로부터 발열 저항(154)으로 인가되는 전류의 레벨이 가변되는 구간이다.For example, the level of the current applied from the current source 152 to the heating resistor 154 may decrease as the digital code value (code), which is a control signal, increases. As an example, as illustrated in FIG. 6, the level of the current applied from the current source 152 is constantly maintained at a maximum value in the first section R1 of the digital code value code. In the second section R2 of ), it may decrease as the code value increases. That is, the second section R2 is a section in which the level of the current applied from the current source 152 to the heating resistor 154 is varied.
예를 들어, 제2 구간(R2)에서 전류의 레벨을 세밀하게 가변시키기 위해, 디지털 코드값(code)은 0 내지 255의 서로 다른 다양한 값으로 세분화될 수 있다.For example, in order to finely vary the level of the current in the second section R2, the digital code value code may be subdivided into various values ranging from 0 to 255.
도 7은 도 1에 도시된 전류원(152)의 일 실시 예(152A)에 의한 회로도를 나타낸다.7 shows a circuit diagram of the current source 152 shown in FIG. 1 according to an embodiment 152A.
일 실시 예에 의하면, 전류원(152A)은 디지털 가변 저항기(310), 트랜지스터(TR), 제1 저항(R1) 및 비교부(320)를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the current source 152A may include a digital variable resistor 310, a transistor TR, a first resistor R1 and a comparator 320.
디지털 가변 저항기(310)는 제1 공급 전압(VD1)과 기준 전압(예를 들어, 접지 전압) 사이에 배치되며, 입력단자 IN4를 통해 제어부(140)로부터 받은 제어 신호인 디지털 코드값에 응답하여 가변되는 저항값을 가질 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 코드값(code)이 증가할수록 전류원(152A)으로부터 발열 저항(154)으로 공급되는 전류의 레벨이 감소하도록, 디지털 가변 저항기(310)의 저항값은 가변될 수 있다.The digital variable resistor 310 is disposed between the first supply voltage VD1 and a reference voltage (for example, a ground voltage), in response to a digital code value, which is a control signal received from the controller 140 through an input terminal IN4. It can have a variable resistance value. As shown in FIG. 6, the resistance value of the digital variable resistor 310 may be varied so that the level of the current supplied from the current source 152A to the heating resistor 154 decreases as the code value increases. .
트랜지스터(TR)는 제2 공급 전압(VD2)과 발열 저항(154) 사이에 배치되어, 전류를 발열 저항(154)으로 인가하는 역할을 한다. 예를 들어, 트랜지스터(TR)는 도 7에 도시된 바와 같이 MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor) 형태일 수도 있고, 도 7에 도시된 바와 달리 바이폴라(bipolar) 형태일 수도 있으며, 실시 예는 트랜지스터(TR)의 특정한 형태에 국한되지 않는다.The transistor TR is disposed between the second supply voltage VD2 and the heating resistor 154 and serves to apply a current to the heating resistor 154. For example, the transistor TR may be in the form of a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor) as shown in FIG. 7, or may be in a bipolar form as shown in FIG. 7, The embodiment is not limited to a specific shape of the transistor TR.
만일, 트랜지스터(TR)가 도 7에 도시된 바와 같이 PMOS 트랜지스터일 경우, 트랜지스터(TR)는 제2 공급 전압(VD2)과 연결된 소스, 발열 저항(154)과 연결된 드레인 및 비교부(320)의 출력과 연결된 게이트를 포함할 수 있다.If the transistor TR is a PMOS transistor as shown in FIG. 7, the transistor TR has a source connected to the second supply voltage VD2, a drain connected to the heating resistor 154, and the comparison unit 320. It may include a gate connected to the output.
또한, 제1 공급 전압(VD1)과 제2 공급 전압(VD2)은 서로 다른 레벨을 가질 수도 있고 서로 동일한 레벨을 가질 수도 있다.Also, the first supply voltage VD1 and the second supply voltage VD2 may have different levels or may have the same level.
제1 저항(R1)은 제2 공급 전압(VD2)과 트랜지스터(TR) 사이에 배치될 수 있다.The first resistor R1 may be disposed between the second supply voltage VD2 and the transistor TR.
비교부(320)는 제1 저항(R1)과 트랜지스터(TR) 사이의 접점(CP)에서의 전압과 디지털 가변 저항기(310)의 전압 강하를 비교하고, 비교된 결과를 트랜지스터(TR)로 출력할 수 있다. 이때, 트랜지스터(TR)는 비교부(320)에서 비교된 결과에 응답하여 동작할 수 있다.The comparison unit 320 compares the voltage at the contact point CP between the first resistor R1 and the transistor TR and the voltage drop of the digital variable resistor 310, and outputs the compared result to the transistor TR. can do. In this case, the transistor TR may operate in response to a result compared by the comparison unit 320.
예를 들어, 비교부(320)는 비교기(322)를 포함할 수 있다. 비교기(322)는 제1 입력단(IT1), 제2 입력단(IT2) 및 출력단(OT)을 포함할 수 있다. 제1 입력단(IT1)은 접점(CP)과 연결되고, 제2 입력단(IT2)은 디지털 가변 저항기(310)의 전압 강하와 연결되고, 출력단(OT)은 트랜지스터(TR)(예를 들어, 게이트)와 연결될 수 있다.For example, the comparator 320 may include a comparator 322. The comparator 322 may include a first input terminal IT1, a second input terminal IT2, and an output terminal OT. The first input terminal IT1 is connected to the contact point CP, the second input terminal IT2 is connected to the voltage drop of the digital variable resistor 310, and the output terminal OT is a transistor TR (for example, a gate ) Can be connected.
도 7에 도시된 전류원(152A)의 동작을 다음과 같이 간략하게 살펴본다.The operation of the current source 152A shown in FIG. 7 will be briefly described as follows.
트랜지스터(TR)의 소스와 게이트 사이의 전압(Vgs)에 의해 트랜지스터(TR)가 턴 온될 수도 있고, 턴 오프될 수도 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 공급 전압(VD1, VD2) 각각이 5볼트이고, 디지털 가변 저항기(310)의 가변 저항 폭이 50㏀일 때, 전압(Vgs)이 1볼트이면 트랜지스터(TR)는 턴 온될 수 있다. 트랜지스터(TR)가 턴 온되면 발열 저항(154)으로 공급되는 전류가 증가하고, 트랜지스터(TR)가 턴 오프되면 발열 저항(154)으로 공급되는 전류가 감소하거나 발열 저항(154)으로 전류가 공급되지 않을 수 있다.The transistor TR may be turned on or turned off by the voltage Vgs between the source and the gate of the transistor TR. For example, when each of the first and second supply voltages VD1 and VD2 is 5 volts and the width of the variable resistance of the digital variable resistor 310 is 50 kΩ, the voltage Vgs is 1 volt, the transistor TR Can be turned on. When the transistor TR is turned on, the current supplied to the heating resistor 154 increases, and when the transistor TR is turned off, the current supplied to the heating resistor 154 decreases or the current is supplied to the heating resistor 154 May not be.
또한, 전류원(152A)은 디지털 가변 저항기(310)와 기준 전위 사이에 배치된 제2 저항(R2)을 더 포함할 수 있다. 제2 저항(R2)은 제1 공급 전압(VD1)을 디지털 가변 저항기(310)로 분배하는 역할을 한다. 즉, 제2 저항(R2)값에 따라, 디지털 가변 저항기(310)의 전압 강하의 최대값이 결정될 수 있다.Further, the current source 152A may further include a second resistor R2 disposed between the digital variable resistor 310 and the reference potential. The second resistor R2 serves to distribute the first supply voltage VD1 to the digital variable resistor 310. That is, the maximum value of the voltage drop of the digital variable resistor 310 may be determined according to the value of the second resistor R2.
또한, 전류원(152A)은 디지털 가변 저항기(310)와 병렬 연결된 제너 다이오드(ZD)를 더 포함할 수 있다. 이와 같이 제너 다이오드(ZD)가 배치됨으로써, 발열 저항(154)으로 공급되는 전류가 안정화될 수 있다.In addition, the current source 152A may further include a Zener diode ZD connected in parallel with the digital variable resistor 310. As the Zener diode ZD is disposed as described above, the current supplied to the heating resistor 154 may be stabilized.
다시 도 1을 참조하면, 적어도 하나의 발열 저항(154)은 도 1에 예시된 바와 같이 액체 렌즈(10)의 내부에 배치될 수도 있고, 도 1에 도시된 바와 달리 액체 렌즈(10)의 주변에 배치될 수도 있다. 실시 예는 발열 저항(154)이 배치되는 특정한 위치에 국한되지 않는다.Referring back to FIG. 1, at least one heating resistor 154 may be disposed inside the liquid lens 10 as illustrated in FIG. 1, and unlike FIG. 1, the periphery of the liquid lens 10 May be placed in. The embodiment is not limited to a specific position where the heating resistor 154 is disposed.
적어도 하나의 발열 저항(154)은 전류원(152)으로부터 공급되는 전류에 응답하여 발열하여, 액체 렌즈(10)를 가열시킴으로써 액체 렌즈(10)의 온도를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 발열 저항(154)은 도 1에 도시된 바와 같이 2개의 발열 저항(154A, 154B)을 포함할 수 있지만, 실시 예는 발열 저항(154)의 특정한 개수에 국한되지 않는다. 즉, 다른 실시 예에 의하면, 도 1에 도시된 바와 달리 발열 저항(154)은 한 개일 수도 있고, 3개 이상일 수도 있다.The at least one heating resistor 154 generates heat in response to a current supplied from the current source 152 and heats the liquid lens 10, thereby increasing the temperature of the liquid lens 10. For example, the at least one heating resistor 154 may include two heating resistors 154A and 154B as shown in FIG. 1, but the embodiment is not limited to a specific number of the heating resistors 154 . That is, according to another embodiment, unlike FIG. 1, the number of heating resistors 154 may be one or three or more.
도 8은 액체 렌즈(10)의 디옵터(Diopter)와 온도(Temperature)의 상관 관계를 설명하기 위한 그래프이다.8 is a graph for explaining a correlation between a diopter and a temperature of the liquid lens 10.
도 8을 참조하면, 액체 렌즈(10)의 온도가 포화(saturation)될 경우, 서미스터(110)에서 감지된 온도(910)와 액체 렌즈(10) 상부의 온도(912) 및 액체 렌즈(10)의 외기에서의 온도(914) 간의 편차가 매우 작거나 없을 수 있다. 서미스터(110)에 의해 감지된 온도(910)와 액체 렌즈(10)의 온도(912, 914)가 열평행이 될 때까지 많은 시간이 소요된다.Referring to FIG. 8, when the temperature of the liquid lens 10 is saturated, the temperature 910 sensed by the thermistor 110, the temperature 912 above the liquid lens 10, and the liquid lens 10 There may be very little or no deviation between the temperature 914 in the outside air. It takes a lot of time until the temperature 910 sensed by the thermistor 110 and the temperatures 912 and 914 of the liquid lens 10 become thermally parallel.
이때, 도 8을 참조하면, 액체 렌즈(10)의 온도(910, 912, 914) 변하면 액체 렌즈(10)의 디옵터(diopter)가 변함을 알 수 있다. 이와 같이, 액체 렌즈(10)가 온도에 민감하게 반응하여 디옵터가 변할 경우, 액체 렌즈(10)의 성능이 악화될 수 있다. 예를 들어, 액체 렌즈(10)의 온도 변화에 따라 디옵터가 변하면, 액체 렌즈(10)는 AF 기능이나 OIS 기능을 제대로 수행할 수 없다. 이러한 디옵터 변화를 제어하기 위한 고려 인자들이 많아지고 액체 렌즈(10)를 포함하는 광학 모듈이 복잡한 구성을 가질 수 있다.At this time, referring to FIG. 8, it can be seen that when the temperatures 910, 912, and 914 of the liquid lens 10 change, the diopter of the liquid lens 10 changes. In this way, when the diopter changes due to the sensitive reaction of the liquid lens 10 to temperature, the performance of the liquid lens 10 may deteriorate. For example, when the diopter changes according to the temperature change of the liquid lens 10, the liquid lens 10 cannot properly perform the AF function or the OIS function. Consideration factors for controlling such diopter change are increased, and an optical module including the liquid lens 10 may have a complex configuration.
그러나, 실시 예에 의한 액체 렌즈의 온도 제어 장치(100) 및 방법(200)은 서미스터(110), 발열 저항(154), 저장부(120), 온도 센싱부(130) 및 제어부(140)를 포함하는 간단한 구성으로 많은 인자를 고려할 필요없이 액체 렌즈(10)의 온도를 간단히 제어함으로써 액체 렌즈(10)의 온도 변화에 따른 디옵터 변화를 최소화시킬 수 있다. 이로 인해, 실시 예에 의한 액체 렌즈의 온도 제어 장치(100) 및 방법(200)은 온도 변화가 야기한 디옵터 변화에 따른 액체 렌즈의 해상도 저하를 최소화시킬 수 있다.However, the temperature control apparatus 100 and method 200 of a liquid lens according to the embodiment includes the thermistor 110, the heating resistor 154, the storage unit 120, the temperature sensing unit 130, and the control unit 140. By simply controlling the temperature of the liquid lens 10 without having to consider many factors with a simple configuration including, it is possible to minimize the diopter change according to the temperature change of the liquid lens 10. Accordingly, the apparatus 100 and method 200 for controlling a temperature of a liquid lens according to an exemplary embodiment can minimize a decrease in resolution of a liquid lens due to a diopter change caused by a temperature change.
일반적으로, 액체 렌즈의 온도가 영하일 때, 액체 렌즈의 온도를 칼리브레이션(calibration)할 필요가 있다. 그러나, 실시 예에 의한 액체 렌즈의 온도 제어 장치(100) 및 방법(200)은 액체 렌즈(10)의 온도가 목표 온도에 도달하지 않은 영하의 온도일 경우, 발열 저항(154)을 발열시켜 액체 렌즈(10)의 온도를 영상의 온도로 증가시킬 수 있으므로, 액체 렌즈의 온도를 칼리브레이션할 필요가 없다.In general, when the temperature of the liquid lens is sub-zero, it is necessary to calibrate the temperature of the liquid lens. However, the apparatus 100 and the method 200 for controlling the temperature of a liquid lens according to an exemplary embodiment, when the temperature of the liquid lens 10 is a sub-zero temperature that does not reach the target temperature, heats the heating resistor 154 to generate a liquid. Since the temperature of the lens 10 can be increased to the temperature of the image, there is no need to calibrate the temperature of the liquid lens.
한편, 전술한 실시 예에 의한 액체 렌즈 제어 장치(100)를 포함하는 카메라 모듈을 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.Meanwhile, an optical device may be implemented using a camera module including the liquid lens control apparatus 100 according to the above-described embodiment. Here, the optical device may include a device capable of processing or analyzing an optical signal. Examples of optical devices may 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, an autocollimator device, a lens meter device, and the like, including a lens assembly. This embodiment can be applied to an optical device capable of.
또한, 광학 기기는 스마트폰, 노트북 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터 등의 휴대용 장치로 구현될 수 있다. 이러한 광학 기기는 카메라 모듈, 영상을 출력하는 디스플레이부(미도시), 카메라 모듈에 전원을 공급하는 배터리(미도시), 카메라 모듈과 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.In addition, the optical device may be implemented as a portable device such as a smart phone, a notebook computer, or a tablet computer. Such an optical device may include a camera module, a display unit (not shown) that outputs an image, a battery (not shown) that supplies power to the camera module, and a camera module, a display unit, and a body housing on which the battery is mounted. The optical device may further include a communication module capable of communicating with other devices and a memory unit capable of storing data. The communication module and the memory unit may also be mounted on the main body housing.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments have been described above, but these are only examples and do not limit the present invention, and those of ordinary skill in the field to which the present invention belongs are not illustrated above within the scope not departing from the essential characteristics of the present embodiment. It will be seen that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified and implemented. And differences related to these modifications and applications should be construed as being included in the scope of the present invention defined in the appended claims.
발명의 실시를 위한 형태는 전술한 "발명의 실시를 위한 최선의 형태"에서 충분히 설명되었다.The mode for carrying out the invention has been sufficiently described in the above-described "Best mode for carrying out the invention."
실시 예에 의한 액체 렌즈의 온도 제어 장치 및 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.The temperature control device and method of a liquid lens according to the embodiment is 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, an autocollimator device, a lens meter device, and a smartphone. , Laptop computers, tablet computers, and the like.

Claims (10)

  1. 액체 렌즈의 온도에 따라 가변되는 저항값을 갖는 서미스터;A thermistor having a resistance value that varies according to the temperature of the liquid lens;
    상기 서미스터의 상기 저항값과 상기 액체 렌즈의 온도 간의 관계를 저장하는 저장부;A storage unit for storing a relationship between the resistance value of the thermistor and the temperature of the liquid lens;
    상기 서미스터의 상기 저항값을 센싱하고, 상기 센싱된 저항값을 디지털 형태로 출력하는 온도 센싱부;A temperature sensing unit that senses the resistance value of the thermistor and outputs the sensed resistance value in digital form;
    상기 저장부에 저장된 상기 관계로부터 상기 디지털 형태의 상기 저항값에 상응하는 상기 액체 렌즈의 온도를 구하고, 상기 구해진 액체 렌즈의 온도를 상기 액체 렌즈의 목표 온도와 비교하고, 비교된 결과를 제어 신호로서 출력하는 제어부; 및From the relationship stored in the storage unit, a temperature of the liquid lens corresponding to the resistance value in the digital form is obtained, the obtained temperature of the liquid lens is compared with a target temperature of the liquid lens, and the compared result is used as a control signal. A control unit that outputs; And
    상기 제어 신호에 응답하여, 상기 액체 렌즈를 가열하는 렌즈 가열부를 포함하는 액체 렌즈의 온도 제어 장치.In response to the control signal, a temperature control device for a liquid lens including a lens heating unit for heating the liquid lens.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 서미스터는 상기 액체 렌즈에 배치되며, 상기 액체 렌즈의 온도에 비례하는 상기 저항값을 갖는 액체 렌즈의 온도 제어 장치.The apparatus of claim 1, wherein the thermistor is disposed on the liquid lens and has the resistance value proportional to the temperature of the liquid lens.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 저장부에 저장되는 상기 액체 렌즈의 온도와 상기 서미스터의 저항값 간의 상기 관계는 사전에 구해지는 액체 렌즈의 온도 제어 장치.The apparatus of claim 1, wherein the relationship between the temperature of the liquid lens stored in the storage unit and the resistance value of the thermistor is obtained in advance.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 온도 센싱부는The method of claim 1, wherein the temperature sensing unit
    디지털 형태의 측정 전압을 상기 서미스터로 인가하는 측정 전압 인가부; 및A measurement voltage application unit for applying a digital measurement voltage to the thermistor; And
    상기 서미스터의 상기 저항값에 따라 가변되는 상기 측정 전압을 상기 센싱된 저항값으로서 결정하는 온도 결정부를 포함하는 액체 렌즈의 온도 제어 장치.A temperature control device for a liquid lens including a temperature determination unit configured to determine the measured voltage, which is varied according to the resistance value of the thermistor, as the sensed resistance value.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 제어부는The method of claim 1, wherein the control unit
    상기 액체 렌즈의 상기 목표 온도와 상기 액체 렌즈의 구해진 온도를 합성하여, 상기 목표 온도와 상기 액체 렌즈의 구해진 온도 간의 차분값을 생성하는 합성부; 및A synthesis unit for synthesizing the target temperature of the liquid lens and the obtained temperature of the liquid lens to generate a difference value between the target temperature and the obtained temperature of the liquid lens; And
    상기 차분값에 따라 상기 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부를 포함하는 액체 렌즈의 온도 제어 장치.Temperature control apparatus of a liquid lens including a control signal generator for generating the control signal according to the difference value.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 렌즈 가열부는The method of claim 1, wherein the lens heating unit
    상기 제어 신호에 응답하여 증가 또는 감소되는 레벨을 갖는 전류를 인가하는 전류원; 및A current source for applying a current having a level that increases or decreases in response to the control signal; And
    상기 액체 렌즈에 배치되며, 상기 전류에 응답하여 발열하는 발열 저항을 포함하는 액체 렌즈의 온도 제어 장치.A temperature control device of a liquid lens disposed on the liquid lens and including a heating resistor that generates heat in response to the current.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 전류원으로부터 인가되는 상기 전류의 레벨은 상기 제어 신호인 디지털 코드값이 증가할수록 감소하는 액체 렌즈의 온도 제어 장치.7. The apparatus of claim 6, wherein the level of the current applied from the current source decreases as the digital code value of the control signal increases.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 전류원은The method of claim 7, wherein the current source is
    제1 공급 전압과 기준 전압 사이에 배치되며, 상기 디지털 코드값에 응답하여 가변되는 저항값을 갖는 디지털 가변 저항기;A digital variable resistor disposed between the first supply voltage and the reference voltage and having a resistance value that varies in response to the digital code value;
    제2 공급 전압과 상기 발열 저항 사이에 배치되어, 상기 전류를 상기 발열 저항으로 인가하는 트랜지스터;A transistor disposed between a second supply voltage and the heating resistor to apply the current to the heating resistor;
    상기 제2 공급 전압과 상기 트랜지스터 사이에 배치된 제1 저항; 및A first resistor disposed between the second supply voltage and the transistor; And
    상기 제1 저항과 상기 트랜지스터 사이의 접점에서의 전압과 상기 디지털 가변 저항기의 전압 강하를 비교하는 비교부를 포함하고,A comparison unit for comparing a voltage drop of the digital variable resistor with a voltage at a contact point between the first resistor and the transistor,
    상기 트랜지스터는 상기 비교부에서 비교된 결과에 응답하여 동작하는 액체 렌즈의 온도 제어 장치.The transistor is a temperature control device for a liquid lens operating in response to the result compared by the comparison unit.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 비교부는 비교기를 포함하고, 상기 비교기는The method of claim 8, wherein the comparator comprises a comparator, and the comparator
    상기 접점과 연결되는 제1 입력단;A first input terminal connected to the contact point;
    상기 디지털 가변 저항기의 상기 전압 강하와 연결되는 제2 입력단; 및A second input terminal connected to the voltage drop of the digital variable resistor; And
    상기 트랜지스터와 연결되는 출력단을 포함하고,Including an output terminal connected to the transistor,
    상기 전류원은The current source is
    상기 디지털 가변 저항기와 상기 기준 전위 사이에 배치된 제2 저항; 및A second resistor disposed between the digital variable resistor and the reference potential; And
    상기 디지털 가변 저항기와 병렬 연결된 제너 다이오드를 더 포함하는 액체 렌즈의 온도 제어 장치.Temperature control device of a liquid lens further comprising a Zener diode connected in parallel with the digital variable resistor.
  10. 액체 렌즈의 온도에 따라 가변하는 저항값을 센싱하는 단계;Sensing a resistance value that varies according to the temperature of the liquid lens;
    상기 센싱된 저항값에 상응하는 상기 액체 렌즈의 온도를 구하는 단계;Obtaining a temperature of the liquid lens corresponding to the sensed resistance value;
    상기 액체 렌즈의 구해진 온도가 액체 렌즈의 목표 온도에 도달하였는가를 검사하는 단계;Checking whether the obtained temperature of the liquid lens reaches a target temperature of the liquid lens;
    상기 액체 렌즈의 구해진 온도가 상기 목표 온도에 도달하지 않았다면, 상기 액체 렌즈를 가열하는 단계; 및Heating the liquid lens if the obtained temperature of the liquid lens has not reached the target temperature; And
    상기 액체 렌즈의 구해진 온도가 상기 목표 온도에 도달하였다면, 상기 액체 렌즈의 가열을 중단하는 단계를 포함하는 액체 렌즈의 온도 제어 방법.And stopping heating of the liquid lens when the obtained temperature of the liquid lens reaches the target temperature.
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