WO2021006673A1 - 액체 렌즈 제어 장치 - Google Patents

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WO2021006673A1
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liquid lens
voltage
lens
temperature
liquid
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PCT/KR2020/009042
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정성기
문영섭
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엘지이노텍 주식회사
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    • G03B2205/0053—Driving means for the movement of one or more optical element
    • G03B2205/0084—Driving means for the movement of one or more optical element using other types of actuators

Definitions

  • the embodiment relates to a camera module, and more particularly, to a camera module including a temperature compensation circuit and a control method thereof.
  • Such a photographing function may be implemented through a method of directly moving a lens by combining a plurality of lenses, but if the number of lenses is increased, the size of an optical device may increase.
  • the autofocus and image stabilization functions are performed by moving or tilting several lens modules fixed to the lens holder and aligned with the optical axis, and a separate lens is driven to drive the lens module. The device is used.
  • the lens driving device consumes high power, and in order to protect it, a cover glass must be added separately from the camera module, resulting in a thicker overall thickness. Therefore, research on a liquid lens that performs autofocus and image stabilization functions by electrically controlling the curvature of the interface between two liquids is being conducted.
  • a liquid lens control circuit, a camera module, and a liquid lens control circuit capable of solving a temperature compensation error caused by the switching operation of the lens driver by preventing the switching operation of the lens driver from being performed during the operating period of the temperature compensation circuit of the liquid lens.
  • the embodiment is a liquid lens control circuit, a camera module, and a liquid lens capable of solving a temperature sensing error caused by a change in the operating state of the heater by preventing the temperature sensing operation from being performed in the section in which the operating state of the heater is changed. Provide a control method.
  • a liquid lens control circuit, a camera module, and a liquid lens control circuit capable of minimizing the effect of noise generated by the switching of the lens driver by synchronizing the heater driving timing and the temperature sensing timing with the timing avoiding the switching time of the lens driver.
  • a liquid lens control apparatus includes a liquid lens including a first liquid and a second liquid forming an interface with a first electrode and a second electrode; A lens driver including a plurality of switching elements and controlling the interface by applying a voltage to the first electrode and the second electrode; A temperature sensing unit sensing the temperature of the liquid lens; And a control unit for controlling the lens driving unit so that the interface forms a target interface, wherein the control unit maintains the switching states of the plurality of switching elements of the lens driving unit during a temperature sensing period in which the temperature sensing unit operates.
  • the liquid lens control apparatus includes a liquid lens including a first liquid and a second liquid forming an interface with a common electrode and a plurality of individual electrodes; A lens driver configured to control the interface by applying a voltage to the common electrode and the plurality of individual electrodes; A temperature sensing unit sensing the temperature of the liquid lens; And a control unit for controlling the lens driving unit so that the interface forms a target interface, and the temperature sensing unit is a temperature of the liquid lens in a region where a potential of a voltage applied to the common electrode and the plurality of individual electrodes is not changed. Is sensed.
  • the temperature sensor includes a second rising edge in which the voltage applied to the plurality of individual electrodes rises from a low potential to a high potential from a time when the voltage applied to the common electrode rises from a low potential to a high potential.
  • the temperature of the liquid lens is sensed in the interval between the viewpoints.
  • the temperature sensor includes a second falling edge in which the voltage applied to the plurality of individual electrodes falls from a high potential to a low potential from a time when the voltage applied to the common electrode falls from a high potential to a low potential.
  • the temperature of the liquid lens is sensed in the interval between the viewpoints.
  • an apparatus for controlling a liquid lens includes: a liquid lens including a first liquid and a second liquid forming an interface with the first electrode and the second electrode; A lens driver including a plurality of switching elements and controlling the interface by applying a voltage to the first electrode and the second electrode; A temperature compensation unit compensating the temperature of the liquid lens; And a control unit controlling the lens driving unit so that the interface forms a target interface, and controlling the temperature compensation unit so that the liquid lens has a target temperature, wherein the control unit includes a temperature compensation time during which the temperature compensation unit operates. A switching state of a plurality of switching elements constituting the lens driving unit is maintained.
  • a liquid lens control apparatus includes a liquid lens including a first electrode and a second electrode; A lens driver including a plurality of switching elements and controlling an interface of the liquid lens by applying a voltage to the first electrode and the second electrode; A temperature compensation unit compensating the temperature of the liquid lens; And a control unit controlling the lens driving unit so that the liquid lens forms a target curvature, and controlling the temperature compensation unit so that the liquid lens has a target temperature, wherein the control unit includes a switching state of the plurality of switching elements
  • the maintained period is determined as a temperature compensation time during which the temperature compensation unit is operated, and the temperature compensation unit is operated during the temperature compensation time.
  • the first electrode includes a common electrode
  • the second electrode includes a plurality of individual electrodes.
  • the temperature compensation time is a second voltage applied to the plurality of individual electrodes from a first rising edge when the voltage applied to the common electrode rises from the ground voltage to the driving voltage, and the voltage applied to the plurality of individual electrodes rises from the ground voltage to the driving voltage. Includes a first section between the rising edge times.
  • the second rising edge timing is a rising edge timing of an individual electrode to which a driving voltage having a smallest time difference compared to a driving voltage applied to the common electrode among the plurality of individual electrodes is applied.
  • the temperature compensation time is a first polling at which the voltage applied to the common electrode decreases from the driving voltage to the ground voltage from a second rising edge when the voltage applied to the plurality of individual electrodes rises from the ground voltage to the driving voltage. Includes a second section between edge points.
  • the second rising edge timing is a rising edge timing of an individual electrode to which a driving voltage having a greatest time difference compared to a driving voltage applied to the common electrode among the plurality of individual electrodes is applied.
  • the temperature compensation time is a second voltage applied to the plurality of individual electrodes from a first falling edge when the voltage applied to the common electrode decreases from a driving voltage to a ground voltage from a driving voltage to a ground voltage. It includes a third section between the falling edge times.
  • the second falling edge timing is a falling edge timing of an individual electrode to which a driving voltage having the smallest time difference compared to a driving voltage applied to the common electrode among the plurality of individual electrodes is applied.
  • the temperature compensation time is a third rising that the voltage applied to the common electrode rises from the ground voltage to the driving voltage from a second falling edge when the voltage applied to the plurality of individual electrodes rises from the driving voltage to the ground voltage.
  • the second falling edge timing is a falling edge timing of an individual electrode to which a driving voltage having a greatest time difference compared to a driving voltage applied to the common electrode among the plurality of individual electrodes is applied.
  • the temperature compensation unit may include a temperature sensor for sensing a temperature of the liquid lens; And at least one of a heater operating based on the sensed temperature, and the temperature compensation time includes at least one of a sensing time when the temperature sensor is operated and a heating time when the heater is operated.
  • the sensing time and the heating time overlap with each other.
  • the sensing time and the heating time are periods in which switching states of the plurality of switching elements that do not overlap each other are maintained.
  • the heating time includes an on-change section in which the operating state of the heater is changed to an on state, an off-change section in which the operating state of the heater is changed to an off state, and between the on-change section and the off-change section.
  • a heating period is included, and the sensing time does not overlap with the on change period and the off change period.
  • a method for controlling a liquid lens includes: sensing a temperature of the liquid lens; Detecting a difference between the sensed temperature and a set target temperature of the liquid lens; And when there is a difference between the sensed temperature and the target temperature, applying power to a heater to operate the heater, and sensing a temperature of the liquid lens and operating the heater are preset It is performed during the temperature compensation time, and the temperature compensation time is a period in which the switching state of the switching element of the lens driver controlling the interface of the liquid lens is maintained.
  • operating the heater may include applying power to the heater to turn on the heater; And turning off the heater by shutting off power applied to the heater, wherein the sensing of the temperature of the liquid lens includes a section in which the heater is turned on and a section in which the heater is turned off during the temperature compensation time. It is performed in the rest of the section except for.
  • a method of controlling a liquid lens includes: sensing a temperature of the liquid lens; And controlling a driving voltage of the liquid lens based on the sensed temperature, wherein the step of sensing the temperature is performed in a section in which a potential of the driving voltage of the liquid lens is not changed.
  • the temperature of the liquid lens is sensed in a section in which the switching element of the lens driving unit that changes the curvature of the liquid lens is not switched. Accordingly, it is possible to minimize the influence of noise generated by the switching operation of the switching element during the temperature sensing operation, thereby improving temperature sensing accuracy.
  • the temperature of the liquid lens is sensed in a section in which the operating state of the heater is not changed. Accordingly, it is possible to minimize the influence of noise generated by changing the operating state of the heater during the temperature sensing operation, and accordingly, temperature sensing accuracy may be improved.
  • the heater is operated by avoiding the switching section of the lens driver used for driving the liquid lens, and the temperature sensing operation is performed by avoiding the section in which the operating state of the heater is changed. Can improve the accuracy of.
  • FIG. 1 illustrates an example of a camera device.
  • FIG. 2 illustrates an example of a lens assembly included in a camera device.
  • 3A to 3B are diagrams for explaining a driving method of a liquid lens.
  • FIG. 4 illustrates a liquid lens whose focal length is adjusted in response to a driving voltage.
  • 5A and 5B illustrate the structure of a liquid lens.
  • 6A to 6E are diagrams illustrating various curvatures of a liquid lens.
  • FIG. 7 is an example of an internal block diagram of a camera module according to an embodiment.
  • FIG. 8 is an example of an internal circuit diagram of the lens driver of FIG. 7.
  • 9A is an example of a waveform diagram for explaining the operation of the lens driver of FIG. 8.
  • 9B is a diagram referenced for explanation of a driving voltage supplied to the liquid lens of FIG. 8.
  • 10A to 10E are views referenced for explaining operation timing of a temperature compensation algorithm according to an embodiment.
  • 11A to 11B are diagrams referenced for explanation of temperature sensing timing and heater driving timing according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram for describing an operation of a temperature compensation algorithm according to an embodiment.
  • FIG. 13 shows an equivalent circuit when a drive signal is supplied in the form of a current.
  • 15 is a flowchart illustrating a method of controlling a camera module according to an embodiment
  • 16 is a diagram illustrating an appearance of an image display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating an optical unit of the image display device of FIG. 16 and a display separately displayed.
  • the top (top) or bottom (bottom) (on or under) includes both elements in which two elements are in direct contact with each other or in which one or more other elements are indirectly formed between the two elements.
  • the meaning of not only an upward direction but also a downward direction based on one element may be included.
  • the camera module may include a lens assembly 22 and an image sensor. At least one solid lens may be disposed above or below the lens assembly.
  • the lens assembly 22 may include a liquid lens whose focal length is adjusted in response to an applied voltage.
  • the camera module includes a lens assembly 22 including a first lens whose focal length is adjusted in response to a driving voltage applied between a common terminal and a plurality of individual terminals, and a control circuit for supplying a driving voltage to the first lens ( 24), and an image sensor 26 that is aligned with the lens assembly 22 and converts light transmitted through the lens assembly 22 into an electrical signal and is disposed under the lens assembly.
  • the camera module may include circuits 24 and 26 formed on one printed circuit board (PCB) and a lens assembly 22 including a plurality of lenses, but this will be only an example. However, it does not limit the scope of the invention.
  • the configuration of the control circuit 24 may be designed differently according to specifications required for the camera module. In particular, when the magnitude of the voltage applied to the liquid lens 28 is reduced, the control circuit 24 can be implemented as a single chip. Through this, the size of the camera module mounted on the portable device can be further reduced.
  • the lens assembly 22 includes a first lens unit 100, a second lens unit 200, a liquid lens unit 300, a lens holder 400, and a connection unit 500. It may include.
  • the connection part 500 electrically connects the image sensor and the liquid lens, and may include a substrate, a wire, or a wire to be described later.
  • the structure of the illustrated lens assembly 22 is only an example, and the structure of the lens assembly 22 may vary according to specifications required for the camera module.
  • the liquid lens unit 300 is located between the first lens unit 100 and the second lens unit 200, but in another example, the liquid lens unit 300 is the first lens unit ( It may be positioned above (front) than 100, and one of the first lens unit 100 or the second lens unit 200 may be omitted.
  • control circuit 24 may be designed differently according to specifications required for the camera device.
  • the control circuit 24 may be implemented as a single chip. Through this, the size of the camera device mounted on the portable device can be further reduced.
  • FIG 2 illustrates an example of the lens assembly 22 included in the camera device.
  • the lens assembly 22 may include a first lens unit 100, a second lens unit 200, a liquid lens unit 300, a lens holder 400, and a connection unit 500.
  • the connection part 500 electrically connects the image sensor and the liquid lens, and may include a substrate, a wire, or a wire to be described later.
  • the structure of the illustrated lens assembly 22 is only an example, and the structure of the lens assembly 22 may vary according to specifications required for the camera module.
  • the liquid lens unit 300 is located between the first lens unit 100 and the second lens unit 200, but in another example, the liquid lens unit 300 is the first lens unit ( It may be positioned above (front) than 100, and one of the first lens unit 100 or the second lens unit 200 may be omitted.
  • the first lens unit 100 is disposed in front of the lens assembly and is a portion where light is incident from the outside of the lens assembly.
  • the first lens unit 100 may be provided with at least one lens, or two or more lenses may be aligned with respect to the central axis PL to form an optical system.
  • the first lens unit 100 and the second lens unit 200 may be mounted on the lens holder 400.
  • a through hole may be formed in the lens holder 400, and the first lens unit 100 and the second lens unit 200 may be disposed in the through hole.
  • the liquid lens unit 300 may be inserted into a space between the first lens unit 100 and the second lens unit 200 in the lens holder 400.
  • the first lens unit 100 may include a solid lens 110.
  • the solid lens 110 may protrude outside the lens holder 400 and be exposed to the outside. When the solid lens is exposed, the lens surface may be damaged due to exposure to the outside. If the lens surface is damaged, the image quality of the image captured by the camera module may be deteriorated.
  • a method of disposing a cover glass, forming a coating layer, or configuring the solid lens 100 with a wear-resistant material for preventing surface damage may be applied.
  • the second lens unit 200 is disposed behind the first lens unit 100 and the liquid lens unit 300, and light incident from the outside to the first lens unit 100 passes through the liquid lens unit 300 Thus, it may enter the second lens unit 200.
  • the second lens unit 200 may be spaced apart from the first lens unit 100 and may be disposed in a through hole formed in the lens holder 400.
  • the second lens unit 200 may be provided as at least one lens, and when two or more lenses are included, the second lens unit 200 may be aligned with respect to the central axis PL to form an optical system.
  • the liquid lens unit 300 is disposed between the first lens unit 100 and the second lens unit 200, and may be inserted into the insertion hole 410 of the lens holder 400.
  • the insertion hole 410 may be formed by opening a portion of the side surface of the lens holder. That is, the liquid lens may be inserted and disposed through the insertion hole 410 on the side of the holder.
  • the liquid lens unit 300 may also be aligned with respect to the central axis PL.
  • the liquid lens unit 300 may include a lens area 310.
  • the lens area 310 is a portion through which light passing through the first lens unit 100 passes, and may contain a liquid at least in part.
  • the lens region 310 may contain two types, that is, a conductive liquid and a non-conductive liquid, and the conductive liquid and the non-conductive liquid may form an interface without being mixed with each other.
  • the interface between the conductive liquid and the non-conductive liquid is deformed by the driving voltage applied through the connection part 500, so that the curvature of the interface of the liquid lens 28 or the focal length of the liquid lens may be changed.
  • the liquid lens unit 300 and a camera module including the same may perform an autofocusing function, a camera shake correction function, and the like.
  • 3A to 3B are diagrams for explaining a driving method of a liquid lens.
  • FIG. 3A illustrates that the first voltage V1 is applied to the liquid lens 28 so that the liquid lens operates like a concave lens.
  • FIG. 3A(b) illustrates that a second voltage V2 greater than the first voltage V1 is applied to the liquid lens 28 so that the liquid lens does not change the traveling direction of light.
  • FIG. 3A(c) illustrates that a third voltage V3 greater than the second voltage V2 is applied to the liquid lens 28, so that the liquid lens operates like a convex lens.
  • FIG. 3A illustrates that the curvature or diopter of the liquid lens changes according to the level of the applied voltage, but is not limited thereto, and the curvature or diopter of the liquid lens may change according to the pulse width of the applied pulse. Do.
  • FIG. 3B (a) illustrates that the interface within the liquid lens 28 operates like a convex lens as the interface in the liquid lens 28 has the same curvature.
  • FIG. 3B(b) exemplifies that as the interface in the liquid lens 28 has an asymmetric curved surface, the traveling direction of light is changed to the image side.
  • FIG. 4 illustrates a liquid lens whose focal length is adjusted in response to a driving voltage. Specifically, (a) describes the liquid lens 28 included in the lens assembly 22 (refer to FIG. 2), and (b) describes the equivalent circuit of the liquid lens 28.
  • the liquid lens 28 whose focal length is adjusted in response to the driving voltage is formed through individual electrodes (LA, LB, LC, LD) arranged in four different directions with the same angular distance. Voltage can be applied. Individual electrodes may be disposed at the same angular distance with respect to the central axis of the liquid lens, and may include four individual electrodes. Four individual electrodes can be placed at each of the four corners of the liquid lens. When a voltage is applied through the individual electrodes L1, L2, L3, and L4, the applied voltage is placed in the lens area 310 by a driving voltage formed by interaction with the voltage applied to the common electrode C0, which will be described later. The interface between the conductive liquid and the non-conductive liquid may be deformed.
  • the lens 28 receives operating voltages from different individual electrodes LA, LB, LC, LD on one side, and a plurality of capacitors connected to the common electrode C0M on the other side ( 30).
  • the plurality of capacitors 30 included in the equivalent circuit may have a small capacitance of about tens to 200 picofarads (pF) or less.
  • the above-described electrode of the liquid lens of the liquid lens may be referred to as a terminal or electrode sector or a sub electrode in this specification.
  • 5A and 5B illustrate the structure of a liquid lens.
  • the liquid lens 28 may include a liquid, a first plate, and an electrode.
  • the liquids 122 and 124 included in the liquid lens 28 may include a conductive liquid and a non-conductive liquid.
  • the first plate may include a cavity 150 or a hole in which a conductive liquid and a non-conductive liquid are disposed.
  • the cavity 150 may include an inclined surface.
  • the electrodes 132 and 134 may be disposed on the first plate 114, and may be disposed above the first plate 114 or below the first plate 114.
  • the liquid lens 28 may further include a second plate 112 that may be disposed above (lower) the electrodes 132 and 134.
  • the liquid lens 28 may further include a third plate 116 that may be disposed under (upper) the electrodes 132 and 134.
  • an embodiment of the liquid lens 28 may include an interface 130 formed by different first and second liquids 122 and 124. In addition, it may include at least one substrate 142 and 144 supplying voltage to the liquid lens 28.
  • the edge (corner) of the liquid lens 28 may be thinner than the center of the liquid lens 28.
  • the second plate may be disposed on the upper surface of the liquid lens and the third plate may be disposed on the lower surface of the liquid lens, but the second plate or the third plate is not disposed on a part of the upper or lower surface of the liquid lens corner. May be thinner than the center.
  • the electrode may be exposed on the upper or lower surface of the corner of the liquid lens.
  • the liquid lens 28 includes two different liquids, for example, the first liquid 122 and the second liquid 124, and the curvature and shape of the interface 130 formed by the first and second liquids are liquid It can be adjusted by the driving voltage supplied to the lens 28.
  • the first liquid 122 may be a conductive liquid.
  • the second liquid 124 may be a non-conductive liquid.
  • the first liquid 122 has conductivity, and may be formed by mixing, for example, ethylene glycol and sodium bromide (NaBr).
  • the second liquid 124 may be oil, for example, a phenyl-based silicone oil.
  • Each of the first liquid 122 and the second liquid 124 may contain at least one of a sterilizing agent or an antioxidant.
  • the antioxidant may be a panel-based antioxidant or a phosphorus (P)-based antioxidant.
  • the disinfectant may be any one of alcohol-based, aldehyde-based, and phenol-based disinfectant. In this way, when each of the first liquid 122 and the second liquid 124 contains an antioxidant and a disinfectant, the first and second liquids 122 and 124 are oxidized or the first and second liquids due to the propagation of microorganisms. Changes in the properties of (122, 124) can be prevented.
  • the plurality of first and second liquids 122 and 124 are accommodated in the cavity, and include a first liquid 122 having conductivity and a second liquid (or insulating liquid) 124 having conductivity.
  • the first liquid LQ1 and the second liquid LQ2 are not mixed with each other, and the interface 130 may be formed at a portion in contact between the first and second liquids 122 and 124.
  • the second liquid 124 may be disposed on the first liquid 122, but the embodiment is not limited thereto.
  • the first liquid 122 may be disposed on the second liquid 124.
  • the first liquid 122 and the second liquid 124 may be accommodated in the cavity with different specific gravity.
  • the auto-focusing function of the camera is performed by changing the curvature, position, and shape of the interface 130 between the first liquid 122 and the second liquid 124 using the voltage of the electrode. can do.
  • a voltage applied to a plurality of electrodes is asymmetrically applied, and based on this, an interface curvature appears asymmetrically with respect to the center of an optical axis, thereby performing a function of preventing camera shake.
  • the connection part may include at least one of the first substrate 142 and the second substrate 144.
  • the connection portion includes the first substrate 142 and the second substrate 144
  • the second substrate 144 may transmit voltage to each of the plurality of individual electrodes
  • the first substrate 142 may transmit voltage to the common electrode.
  • the plurality of individual electrodes may be four, and the second substrate 144 may transmit a voltage to each of the four individual electrodes.
  • the voltage supplied through the second substrate 144 and the first substrate 142 may be applied to a plurality of electrodes 134 and 132 disposed or exposed at each corner of the liquid lens 28.
  • the liquid lens 28 is located between the third plate 116 and the second plate 112, the third plate 116 and the second plate 112 made of a transparent material and has an opening having a predetermined inclined surface. It may include a first plate 114 including an area.
  • the liquid lens 28 may include a third plate 116, a second plate 112, and a cavity 150 determined by an opening area of the first plate 114.
  • the cavity 150 may be filled with first and second liquids 122 and 124 having different properties (eg, conductive liquid and non-conductive liquid) as described above, and first and second liquids having different properties. 2
  • An interface 130 may be formed between the liquids 122 and 124.
  • the liquid lens 28 has conductivity
  • the liquid lens 28 has two electrodes 132 and 134 disposed above and below the first plate 114 It may include.
  • the first plate 114 may include an inclined surface and may further include an insulating layer 118 disposed on the inclined surface.
  • the liquid having conductivity can contact the insulating layer.
  • the insulating layer 118 covers one of the two electrodes 132 and 134 (eg, a plurality of individual electrodes 134), and covers a part of the other electrode (eg, the common electrode 132). Or exposed to the conductive liquid (eg, 122) to apply electrical energy.
  • the common electrode 132 may include at least one electrode sector (eg, C0M), and the individual electrode 134 may include two or more electrode sectors (eg, LA, LB, LC, LD).
  • the individual electrodes 134 may include a plurality of electrode sectors sequentially disposed in a clockwise direction around an optical axis.
  • the electrode sector may be referred to as a sub-electrode or a terminal of a liquid lens.
  • One or more substrates 142 and 144 for transmitting voltage to the two electrodes 132 and 134 included in the liquid lens 28 may be connected.
  • the focal length of the liquid lens 28 may be adjusted while the curvature, curvature or inclination of the interface 130 formed in the liquid lens 28 is changed in response to the driving voltage.
  • the first individual electrode LA 134a and the second individual electrode LB 134b are formed to be inclined. As it goes to the top, the size decreases.
  • a plurality of individual electrodes LA to LD 134a to 134d may be formed on the upper portion of the common electrode 132, and the common electrode 132 may be formed at the lower portion.
  • FIGS. 5A and 5B four electrodes are illustrated as a plurality of individual electrodes, but the present invention is not limited thereto, and two or more various electrodes may be formed.
  • the first individual electrode LA 134a and the second individual electrode LB 134b are pulsed.
  • a voltage of is applied, a potential difference between the common electrode 132 and the first individual electrode LA 134a and the second individual electrode LB 134b occurs, and accordingly, a material having electrical conductivity 1
  • the shape of the liquid 122 changes, and the shape of the interface 130 in the liquid lens 28 changes in response to the shape change of the first liquid 122.
  • the curvature of the interface 130 formed according to the electric signals applied to the plurality of individual electrodes (LA to LD) 134a to 134d and the common electrode 132, respectively, is simplified and quick It suggests a way to detect it.
  • the sensor unit (not shown) in the present invention includes an insulating layer 118 on any one of the individual electrodes in the liquid lens 28 (for example, the first individual electrode 134a) and , The size of the area of the boundary area Ac0 between the first liquid 122 or a change in the area is sensed.
  • AM0 is illustrated as the area of the boundary area Ac0.
  • the area of the boundary region Ac0 contacting the first liquid 122 among the inclined portions of the insulating layer 118 on the first individual electrode 134a is AM0.
  • the interface 130 is not concave or convex, and is parallel to the first plate 114 for example.
  • the curvature of the interface 130 at this time may be defined as 0, for example.
  • the capacitance (C) can be formed.
  • ⁇ may represent the dielectric constant of the insulating layer 118 as a dielectric
  • A may represent the area of the boundary region Ac0
  • d may represent the thickness of the insulating layer 118.
  • ⁇ d is a fixed value, it may be the area of the boundary region Ac0 that has a great influence on the capacitance C.
  • the capacitance C formed in the boundary region Ac0 may increase.
  • the area of the boundary region Ac0 is changed, so in the embodiment, the area of the boundary region Ac0 is sensed or formed in the boundary region Ac0 using a sensor unit.
  • the resulting capacitance (C) can be detected.
  • the capacitance of FIG. 5B can be defined as CAc0.
  • 6A to 6E are diagrams illustrating various curvatures of the liquid lens 28.
  • FIG. 6A shows a first curvature 130a at the interface 130 based on a pulsed voltage applied to the plurality of individual electrodes LA to LD 134a to 134d and the common electrode 132 respectively. Illustrate what is formed.
  • AMa (> AM0) is illustrated as the area of the boundary area Aaa.
  • the area of the boundary area Aaa contacting the first liquid 122 among the inclined portions of the insulating layer 118 on the first individual electrode 134a is AMa.
  • Equation 1 since the area of the boundary area Aaa in FIG. 6A is larger than that of FIG. 5B, the capacitance of the boundary area Aaa increases. Meanwhile, the capacitance of FIG. 6A can be defined as CAaa, and has a larger value than CAc0, which is the capacitance of FIG. 5B.
  • the first curvature 130a may be defined as having a positive polarity value.
  • the first curvature 130a may be defined as having a level of +2.
  • FIG. 6B shows a second curvature 130b at the interface 130 based on a pulsed voltage applied to the plurality of individual electrodes LA to LD 134a to 134d and the common electrode 132 respectively. Illustrate what is formed.
  • AMb (>AMa) is illustrated as the area of the boundary area Aba.
  • the area of the boundary area Aba contacting the first liquid 122 among the inclined portions of the insulating layer 118 on the first individual electrode 134a is AMb.
  • the capacitance of the boundary area Aba becomes larger.
  • the capacitance of FIG. 6B may be defined as CAba, and has a larger value than CAaa, which is the capacitance of FIG. 6A.
  • the second curvature 130b and the first curvature 130a may be defined as having a smaller positive polarity value.
  • the second curvature 130b may be defined as having a level of +4.
  • the liquid lens 28 operates as a convex lens, and accordingly, the output light LP1a in which the incident light LP1 is concentrated is output.
  • FIG. 6C shows a third curvature 130c at the interface 130 based on a pulsed voltage applied to the plurality of individual electrodes LA to LD 134a to 134d and the common electrode 132 respectively. Illustrate what is formed.
  • AMa is illustrated as the area of the left boundary area Aca
  • AMb (>AMa) is illustrated as the area of the right boundary area Acb.
  • the area of the boundary area Aca contacting the first liquid 122 among the inclined portions of the insulating layer 118 on the first electrode 134a is AMa
  • the insulating layer on the second individual electrode 134b It is exemplified that the area of the boundary region Acb in contact with the first liquid 122 among the inclined portions 118 is AMb.
  • the capacitance of the left border area Aca may be CAaa
  • the capacitance of the right border area Acb may be CAba
  • the third curvature 130c at this time may be defined as having a positive value.
  • the third curvature 130c may be defined as having a level of +3.
  • the liquid lens 28 operates as a convex lens, and accordingly, the output light LP1b in which the incident light LP1 is more concentrated toward one side is output.
  • FIG. 6D shows a fourth curvature 130d at the interface 130 based on a pulsed voltage applied to the plurality of individual electrodes LA to LD 134a to 134d and the common electrode 132 respectively. Illustrate what is formed.
  • AMd( ⁇ AM0) is illustrated as the area of the boundary area Ada.
  • the area of the boundary region Ada contacting the first liquid 122 among the inclined portions of the insulating layer 118 on the first individual electrode 134a is AMd.
  • Equation 1 since the area of the boundary area Ada in Fig. 6D is smaller than that of Fig. 5bc, the capacitance of the boundary area Ada is smaller. Meanwhile, the capacitance of FIG. 6D may be defined as CAda, and has a smaller value than CAc0, which is the capacitance of FIG. 6C.
  • the fourth curvature 130d may be defined as having a negative polarity value.
  • the fourth curvature 130d may be defined as having a -2 level.
  • FIG. 6E shows a fifth curvature 130e at the interface 130 based on a pulsed voltage applied to the plurality of individual electrodes LA to LD 134a to 134d and the common electrode 132 respectively. Illustrate what is formed.
  • AMe ( ⁇ AMd) is illustrated as the area of the boundary area Aea.
  • the area of the boundary area Aea contacting the first liquid 122 among the inclined portions of the insulating layer 118 on the first individual electrode 134a is AMe.
  • Equation 1 since the area of the boundary area Aea in FIG. 6E is smaller than that of FIG. 6D, the capacitance of the boundary area Aea becomes smaller. Meanwhile, the capacitance of FIG. 6E may be defined as CAea, and has a smaller value than CAda, which is the capacitance of FIG. 6D.
  • the fifth curvature 130e may be defined as having a negative polarity value.
  • the liquid lens 28 operates as a concave lens, and accordingly, the output light LP1c from which the incident light LP1 is emitted is output.
  • FIG. 7 is an example of an internal block diagram of a camera module according to an embodiment.
  • the camera module of FIG. 7 includes an image sensor 820, an image processing unit 830, and a gyro sensor 815 in a liquid lens control circuit of the camera module.
  • the liquid lens control circuit includes a liquid lens 28, a lens driving part 860, a pulse width variable part 840, and a power supply part 890.
  • the liquid lens control circuit includes a control unit 870, a temperature sensor 850 and a heater 855.
  • the temperature sensor 850 and the heater 855 may be referred to as a temperature compensation unit of the liquid lens.
  • the lens driver 860 outputs the pulse width variable signal V ) And the voltage Vx of the power supply unit 890, a corresponding voltage may be output to a plurality of individual electrodes and a common electrode of the liquid lens 28.
  • the camera module includes a liquid lens control circuit, an image sensor 820 that converts light from the liquid lens 28 in the liquid lens control circuit into an electric signal, and an image based on an electric signal from the image sensor. It may include an image processing unit 830 that performs processing.
  • the camera module may include a gyro sensor 815.
  • the image processing unit 830 may output focus information AF, and the gyro sensor 815 may output shake information OIS.
  • controller 870 may determine a target curvature based on the focus information AF and the shake information OIS.
  • the liquid lens control circuit includes a lens driving unit 860 for applying an electric signal to the liquid lens 28 and a sensor unit for detecting the curvature of the liquid lens 28 formed based on the electric signal (shown in FIG. Not), and a controller 870 that controls the lens driving unit 860 to form a target curvature of the liquid lens 28 based on the sensed curvature.
  • the sensor unit may detect a change in the size or area of the boundary area Ac0 between the insulating layer on the electrode in the liquid lens 28 and the first liquid 122. Accordingly, it is possible to quickly and accurately detect the curvature of the lens.
  • the liquid lens control circuit may include a liquid lens 28 having a variable curvature based on an applied electric signal.
  • the temperature sensor 850 and the heater 855 may be disposed on the first plate 114.
  • the temperature sensor 850 and the heater 855 may be disposed on the first plate 114 to have a predetermined pattern shape.
  • the temperature sensor 850 and the heater 855 may have a planar shape including a triangular protrusion protruding in one direction.
  • the temperature sensor 850 and the heater 855 may have a bracket planar shape bent in one direction.
  • the temperature sensor 850 and the heater 855 may have a serpentine plane shape.
  • the temperature sensor 850 and the heater 855 may have a spring shape.
  • the temperature sensor 850 and the heater 855 may be disposed on the first plate 114 as a single unit. Alternatively, a plurality of temperature sensors 850 and 855 may be disposed on the first plate 114 and spaced apart from each other at a predetermined interval. When the temperature sensor 850 and the heater 855 are each composed of a plurality of pieces, it is possible to improve the temperature detection accuracy of the liquid lens 28, and accordingly, the desired target temperature of the liquid lens 28 within a short time. You can have.
  • the temperature sensor 850 may be formed of a material whose characteristics (eg, resistance value) change according to temperature.
  • the temperature sensor 850 may be implemented as a resistor or a thermistor.
  • Thermistors are heat-sensitive semiconductors with resistance values that change with temperature.
  • the heater 855 may be implemented as a resistor that generates heat when current flows, and may be implemented as a conductor having a resistance component, but is not limited to a specific type of the heater 855. That is, any element that generates heat when current is passed or voltage is applied may be used as the heater 855.
  • the controller 870 may determine individual driving voltages delivered to each of the four individual electrodes.
  • the controller 870 may receive an adjustment variable for determining the level of the individual driving voltage from a separate optical image shake prevention unit (not shown) or the image processing unit 830 in order to determine the level of the individual driving voltage.
  • the sum of the driving voltages applied to the four individual electrodes is determined by the camera module's Auto Focus (AF) function, and the deviation of the individual driving voltages by dividing the driving voltages causes the camera module's optical image to shake.
  • AF Auto Focus
  • information about the movement of the camera module may be obtained from the gyro sensor 815 included in the camera module.
  • Information on the movement of the camera module is transmitted to an optical image shake prevention unit (not shown), and the optical image shake prevention unit (not shown) may calculate a value to adjust the lens to compensate for the movement of the camera module.
  • the compensation value calculated by the optical image shake prevention unit is to adjust the gradient and curvature of the interface formed by the two liquids in the liquid lens 28 so that the image formed by the optical signal passing through the liquid lens 28 moves in a specific direction. This operation control may be possible because the curvature of the interface within the liquid lens 28 may change in response to the voltage level applied to the individual electrodes.
  • the controller 870 may determine four individual driving voltages by reflecting data determined through lens calibration of the liquid lens 28.
  • the liquid lens 28 may have a slight difference in characteristics due to a process error in the manufacturing process and the like, and this difference may be converted into data through lens calibration, which may be used to control the lens.
  • FIG. 8 is an example of an internal circuit diagram of the lens driver of FIG. 7.
  • the lens driver 860 may include first upper arm and lower arm switching elements Sa and S'a connected in series with each other, and second upper arm and lower arm switching elements Sb and S'b connected in series with each other.
  • first upper arm and lower arm switching elements Sa and S'a and the second upper arm and lower arm switching elements Sb and S'b are connected in parallel with each other.
  • Power from the power supply unit 890 may be supplied to the first phase-arm switching element Sa and the second phase-arm switching element Sb.
  • a power of 70V may be applied to the first phase-arm switching element Sa and the second phase-arm switching element Sb from the power supply unit 890.
  • a voltage is applied to the common electrode 132 through a node between the first upper arm switching element Sa and the first lower arm switching element S'a, and the second upper arm switching element Sb and the second A voltage may be applied to the first electrode LA 134a through a node between the lower arm switching elements S'b.
  • FIG. 9A is an example of a waveform diagram for explaining the operation of the lens driving unit of FIG. 8, and FIG. 9B is a view referred to for explanation of a driving voltage supplied to the liquid lens of FIG. 8.
  • One period of the waveform diagram in FIG. 9A means from the time point T1 to the time point T5.
  • T5 may mean an end time point of the first cycle or a start time point of a second cycle following the first cycle.
  • a temperature compensation algorithm is performed in a portion of a period between a time point T1 and a time point T5 corresponding to one cycle.
  • the temperature compensation algorithm will be described in more detail below.
  • a high level control signal CMHP may be applied to the Sa switching element at a time point T1, which is the start of one cycle, and a high level control signal LAP may be applied to the Sb switching element at a time T2.
  • a low-level control signal CMHP may be applied to the Sa switching element at a time point T3
  • a high-level control signal CMHM may be applied to the S'a switching element.
  • a low-level control signal LAP may be applied to the Sb switching element at a time point T4, and at this time, a high-level control signal LAM may be applied to the S'b switching element.
  • the Sb switching element and the S'b switching element may be complementarily turned on.
  • a voltage SLP having a pulse width of Dt1 may be applied to the common electrode COM at a time point T1.
  • a voltage having a pulse width of Dt2 may be applied to the first individual electrode LA at a time point T2.
  • the curvature formed at the interface 130 in the liquid lens 28 may be varied by the time difference DFF1 between the voltage applied to the common electrode COM and the voltage applied to the first individual electrode LA. have.
  • the size of the area of the boundary area Ac0 between the electrode and the first liquid 122 may increase, and accordingly, the capacitance increases, and eventually, the curvature Can be smaller.
  • control unit 870 causes the temperature compensation algorithm to operate in a period in which switching of the switching element of the lens driver 860 is not performed, that is, a period in which the switching state of the switching element is maintained.
  • switching of the switching elements is performed at a time point T1, a time point T2, a time point T3, a time point T4 and a time point T5.
  • that the switching is performed may mean that the switching state of the switching element is changed.
  • changing the switching state may mean changing from an on state to an off state or from an off state to an on state.
  • control unit 870 prevents the temperature compensation algorithm from being operated at a time point overlapping with the time point T1, time T2, time T3, time T4, and time T5.
  • the section in which the lens driver 860 does not switch is the first section A1 between the time point T1 and the time point T2, the second section A2 between the time point T2 and the time point T3, And a third section A3 between the time point T3 and the time point T4 and a fourth section A4 between the time point T4 and the time point T5.
  • control unit 870 performs the temperature compensation algorithm only within one of the first section A1, the second section A2, the third section A3, and the fourth section A4. Let this work.
  • the temperature compensation algorithm includes an operation of sensing the temperature of the liquid lens 28 by the temperature sensor 850 and an operation of driving a heater to control the temperature of the liquid lens according to the sensed temperature. I can.
  • control unit 870 causes the temperature compensation algorithm to operate only in the remaining sections except for the time point at which the switching operation of the lens driver 860 is performed.
  • the switching operation of the lens driver 860 is performed means that the potential of the voltage applied to at least one of the common electrode and the plurality of individual electrodes of the liquid lens is changed.
  • the change of the potential means that the voltage applied to the specific electrode of the liquid lens is changed from the ground voltage to a high voltage corresponding to the driving voltage, or the voltage applied to the specific electrode of the liquid lens is at a high voltage corresponding to the driving voltage. It may mean that it is changed to the ground voltage.
  • the change of the potential may mean that the voltage applied to the specific electrode of the liquid lens rises from a low potential to a high potential, or the voltage applied to the specific electrode of the liquid lens decreases from a high potential to a low potential. have.
  • a section in which the lens driver 860 is not switched may include a section in which a potential of a voltage applied to each of the common electrode and a plurality of individual electrodes is not changed.
  • 10A to 10E are views referenced for explaining operation timing of a temperature compensation algorithm according to an embodiment.
  • Each of the first to fourth sections below may be divided based on a time point at which the potential of the voltage applied to at least one of the common electrode and the plurality of individual electrodes is changed.
  • the temperature compensation algorithm may operate within the first section A1. That is, the first section A1 is a section between the time point T1 and the time point T2. Specifically, the first section A1 may be a section in which a high voltage (eg: 10V to 80V) is supplied to the common electrode COM and a ground voltage (0V) is supplied to the individual electrodes. That is, the point T1 is a rising edge point in which the voltage applied to the common electrode COM rises from a ground voltage to a high voltage.
  • the timing T2 is a rising edge timing when the voltage applied to the individual electrodes rises from the ground voltage to a high voltage.
  • the high voltage may also be referred to as a driving voltage.
  • control unit 870 allows the operation timing (AT) of the temperature compensation algorithm to have a high level from a time point T1-1 after a certain time from the time T1 to a time point T1-2 before a certain time from the time T2. can do.
  • that the operation timing AT of the temperature compensation algorithm has a high level means that the operation related to the temperature compensation algorithm is activated.
  • an operation related to the temperature compensation algorithm may be deactivated.
  • a driving voltage is applied to each of the plurality of individual electrodes.
  • driving voltages having different time differences based on the driving voltage applied to the common electrode may be applied to the individual electrodes.
  • the time point T2 may be set based on a driving voltage having a smallest time difference compared to a driving voltage applied to the common electrode among driving voltages applied to a plurality of individual electrodes. That is, if the voltage applied to the first individual electrode among the plurality of individual electrodes has the smallest time difference compared to the voltage applied to the common electrode, the voltage applied to the first individual electrode rises from the ground voltage to a high voltage at the time point T2. This is the rising edge time point.
  • the temperature compensation algorithm may operate within the second section A2. That is, the second section A2 is a section between the time point T2 and the time point T3. Specifically, the second section A2 may be a section in which a high voltage (eg: 10V to 80V) is supplied to the common electrode COM and a high voltage is supplied to the individual electrodes. That is, the point T2 is a rising edge point in which the voltage applied to the individual electrodes rises from the ground voltage to a high voltage.
  • the time point T3 is a time point at which the voltage applied to the common electrode falls from the high voltage voltage to the ground voltage.
  • the control unit 870 allows the operation timing (AT) of the temperature compensation algorithm to have a high level from the time point T2-1 after a predetermined time from the time point T2 to the time point T2-2 before a predetermined time from the time point T3. can do.
  • that the operation timing AT of the temperature compensation algorithm has a high level means that the operation related to the temperature compensation algorithm is activated. Further, when the operation timing AT of the temperature compensation algorithm has a low level, an operation related to the temperature compensation algorithm may be deactivated.
  • a driving voltage is applied to each of the plurality of individual electrodes.
  • driving voltages having different time differences based on the driving voltage applied to the common electrode may be applied to the individual electrodes.
  • the time point T2 in the second period A2 may be set based on a driving voltage having a greatest time difference compared to a driving voltage applied to the common electrode among driving voltages applied to a plurality of individual electrodes. That is, if the voltage applied to the first individual electrode among the plurality of individual electrodes has the greatest time difference compared to the voltage applied to the common electrode, the voltage applied to the first individual electrode rises from the ground voltage to a high voltage at the time point T2. This is the rising edge time point.
  • the temperature compensation algorithm may operate within the third section A3. That is, the third section A3 is a section between the time point T3 and the time point T4. Specifically, the third section A3 may be a section in which a ground voltage is supplied to the common electrode COM and a high voltage is supplied to an individual electrode. That is, the time point T3 is a time point at which the voltage applied to the common electrode falls from a high voltage to a ground voltage. In addition, the time point T4 is a time point at which the voltage applied to the individual electrodes falls from the high voltage voltage to the ground voltage.
  • the control unit 870 has a high level of operation timing (AT) of the temperature compensation algorithm from a point in time T3-1 after a predetermined time from the point T3 to a point in time T3-2 before a predetermined time from the point T4. Can be done.
  • AT operation timing
  • the operation timing AT of the temperature compensation algorithm has a high level means that the operation related to the temperature compensation algorithm is activated.
  • an operation related to the temperature compensation algorithm may be deactivated.
  • the time point T4 in the third period A3 may be set based on a driving voltage having a smallest time difference compared to a driving voltage applied to the common electrode among driving voltages applied to a plurality of individual electrodes. That is, when the voltage applied to the first individual electrode among the plurality of individual electrodes has the smallest time difference compared to the voltage applied to the common electrode, the time point T4 is when the voltage applied to the first individual electrode falls from a high voltage to a ground voltage. This is the time of the falling edge.
  • the temperature compensation algorithm may operate within the fourth section A4. That is, the fourth section A4 is a section between the time point T4 and the time point T5. Specifically, the fourth section A4 may be a section in which the ground voltage is supplied to the common electrode COM and the ground voltage is supplied to the individual electrodes. That is, the time point T4 is a time point at which the voltage applied to the individual electrodes falls from a high voltage to a ground voltage. In addition, the timing T5 is a rising edge timing when the voltage applied to the common electrode rises from the ground voltage to a high voltage.
  • the control unit 870 has a high level of operation timing (AT) of the temperature compensation algorithm from a point in time T4-1 after a predetermined time from the point T4 to a point in time T4-2 before a predetermined time from the point T5.
  • AT operation timing
  • the operation timing AT of the temperature compensation algorithm has a high level means that the operation related to the temperature compensation algorithm is activated.
  • an operation related to the temperature compensation algorithm may be deactivated.
  • the time point T4 in the fourth section A4 may be set based on a driving voltage having a greatest time difference compared to a driving voltage applied to the common electrode among driving voltages applied to a plurality of individual electrodes. That is, when the voltage applied to the first individual electrode among the plurality of individual electrodes has the greatest time difference compared to the voltage applied to the common electrode, the time point T5 is when the voltage applied to the first individual electrode falls from a high voltage to a ground voltage. This is the time of the falling edge.
  • FIGS. 10A to 10D the timing of the temperature compensation algorithm is shown to have a high level only in any one of the first section (A1) to the fourth section (A4), but the timing of the temperature compensation algorithm in a plurality of sections You may have this high level.
  • the temperature compensation algorithm may be activated with a high level in at least one of the first to fourth sections A1 to A4.
  • the temperature compensation algorithm may be performed in the remaining sections except for the transition sections C1, C2, C3, and C4 between the first section A1 to the fourth section A4.
  • the transition section is the first transition section (C1) between the time point T1-2 and the time point T2-1, the second transition section (C2) between the time point T2-2 and the time point T3-1, and T4- A third transition section C3 between the first time points, and a fourth transition section C4 from the time point 4-2 to the time point T1-1 of the next period may be included.
  • first transition section C1 is a section that transitions from the first section A1 to the second section A2, and the second transition section C2 is the third section A3 from the second section A2.
  • the third transition section C3 is a section transitioning from the third section A3 to the fourth section A4, and the fourth transition section C4 is the fourth section A4 again. It may be a section that transitions to section 1 (A1).
  • the temperature compensation algorithm in the above includes a first operation of sensing the temperature of the liquid lens 28 by the temperature sensor 850 and a first operation of driving a heater to control the temperature of the liquid lens according to the sensed temperature. It can include two actions.
  • the first operation and the second operation may be activated in a period in which the temperature compensation algorithm timing AT described in FIGS. 10A to 10E has a high level.
  • the first operation of sensing the temperature of the liquid lens 28 may be activated at a point in time when a point in time when the driving state of the heater 855 is changed is avoided.
  • a switching operation is performed to change the driving state of the heater 855.
  • a section in which the switch is switched to the ON state to change the operating state of the heater 855 to the ON state, and the operating state of the heater 855 is turned off. It includes a section for switching the switch to the off state to change.
  • the temperature compensation algorithm timing (AT) is a liquid lens by the temperature sensor 850 in the remaining section avoiding the switching section made for changing the operating state of the section in which the temperature compensation algorithm timing (AT) has a high level.
  • the first operation of sensing the temperature of (28) may be activated.
  • 11A to 11B are diagrams referenced for explanation of temperature sensing timing and heater driving timing according to an exemplary embodiment.
  • the temperature sensing timing ST and the heater driving timing HT may have a high level within the same period in any one of the plurality of periods described in FIGS. 10A to 10E.
  • the temperature sensing timing ST and the heater driving timing HT may have a high level in the second period A2.
  • the second section A2 may be a section between a time point T2-1 and a time point T2-2 among the sections between the time point T2 and the time point T3.
  • the heater driving timing HT may transition to a high level at a time point T2-1 and a low level at a time T2-2.
  • a switching operation for changing the operating state of the heater 855 is performed at the time points T2-1 and T2-2. Accordingly, when a temperature sensing operation by the temperature sensor 850 is performed at a time point T2-1 and a time point T2-2, an accurate temperature sensing operation cannot be performed due to the switching noise by the heater 855. Accordingly, in the embodiment, the temperature sensing operation by the temperature sensor 850 is performed in a section in which the section in which the heater 855 is switched is avoided.
  • the temperature sensing timing ST may have a high level within the third period A3, similar to the heater driving timing HT.
  • the temperature sensing timing ST may transition from a low level to a high level at a time T2-3 that is a predetermined time after a predetermined time from the time T2-1 when the operating state of the heater is changed from the off state to the on state.
  • the temperature sensing timing ST may transition from a high level to a low level at a time point T2-4 that is a predetermined time before the time point T2-2 when the operating state of the heater is changed from the on state to the off state.
  • the temperature sensing operation by the temperature sensor 850 may be started after the heater 855 is operated in an ON state and may be terminated before the heater 855 is changed to an off state.
  • the temperature sensing timing ST and the heater driving timing HT may have high levels within different intervals among the plurality of intervals described in FIGS. 10A to 10E.
  • the temperature sensing timing ST may have a high level in the third section A3 of the plurality of sections.
  • the heater driving timing HT may have a high level in a second period A2 different from a period in which the temperature sensing timing ST has a high level.
  • the second section A2 may be a section between a time point T2-1 and a time point T2-2 among the sections between the time point T2 and the time point T3.
  • the heater driving timing HT may transition to a high level at a time point T2-1 and a low level at a time T2-2.
  • a switching operation for changing the operating state of the heater 855 is performed at the time points T2-1 and T2-2. Accordingly, when a temperature sensing operation by the temperature sensor 850 is performed at a time point T2-1 and a time point T2-2, an accurate temperature sensing operation cannot be performed due to the switching noise by the heater 855. Accordingly, in the embodiment, the temperature sensing operation by the temperature sensor 850 is performed in a section in which the section in which the heater 855 is switched is avoided.
  • the temperature sensing timing ST may have a high level in a period different from the period in which the heater driving timing HT has a high level.
  • the temperature sensing operation by the temperature sensor 850 may be activated in a section different from the section in which the heater 855 operates.
  • FIG. 12 is a diagram for describing an operation of a temperature compensation algorithm according to an embodiment.
  • the camera module according to the embodiment is connected to a temperature sensor 850 and a heater 855, respectively, to perform temperature sensing, or a controller 870 that controls an operating state of a heater according to the sensed temperature.
  • the control unit 870 for this may include a temperature sensing unit 871 and a heater control unit 872.
  • the temperature sensing unit 871 may be connected to the temperature sensor 850. In this case, when the temperature sensor 850 is configured in plural, a plurality of temperature sensing units 871 may be disposed accordingly.
  • one end of the temperature sensor 850 may be electrically connected to the temperature sensing unit 871.
  • the other end of the temperature sensor 850 may be connected to a reference potential (eg, ground) or a resistor R2.
  • the heater controller 872 may be connected to one end of the heater 855.
  • the other end of the heater 855 may be connected to a reference potential (eg, ground).
  • the temperature sensing unit 871 may include a sensing driving unit 871-1 and a temperature information measuring unit 871-2.
  • the sensing driver 871-1 serves to supply a driving signal to the temperature sensor 850.
  • a connection relationship between the temperature sensing unit 871 and the temperature sensor 850 will be described.
  • the sensing driving unit 871-1 may supply a driving signal through one end of the temperature sensor 850.
  • the driving signal supplied from the sensing driver 871-1 may be in the form of current or voltage.
  • the sensing driver 871-1 when the sensing driver 871-1 supplies a driving signal in the form of a current, the sensing driver 871-1 may include only the current source IS in FIG. 12.
  • the sensing driver 871-1 when the sensing driver 871-1 supplies a driving signal in the form of a voltage, the sensing driver 871-1 may include only the supply voltage VDS and the first resistor R1 in FIG. 12. have.
  • the sensing driver 871-1 when the sensing driver 871-1 selectively supplies a driving signal in the form of a current or a voltage, the sensing driver 871-1 is a current source (IS), a supply voltage (VDS), the first In addition to the resistor R1, the first and second switches S1 and S2 are included, and the camera module may further include third to sixth switches S3 to S6 and the resistor R2. Turning on and off of the first to sixth switches S1 to S6 may be adjusted by the controller 870. To this end, the control unit 870 may further include a separate switch control unit 873. The switch control unit 873 may be generated by generating a switch control signal for turning on or off the first to sixth switches S1 to S6.
  • the first switch S1 may be disposed between the constant current source IS and one end of the temperature sensor 850, and the second switch S2 may be disposed between the resistor R1 and one end of the temperature sensor 850. .
  • the third switch S3 is disposed between the temperature information measuring unit 871-2 and one end of the temperature sensor 850, and the fourth switch S4 is the temperature information measuring unit 871-2 and the temperature sensor 850. ) Can be placed between the other ends.
  • the fifth switch S5 is disposed between the other end of the temperature sensor 850 and the reference potential (or ground), and the sixth switch S6 is disposed between the other end of the temperature sensor 850 and the resistor R2. I can.
  • the temperature information measuring unit 871-2 may be connected to the temperature sensor 850 to measure temperature information of the temperature sensor 850.
  • the temperature information measuring unit 871-2 is connected to one end of the temperature sensor 850 to provide temperature information of the temperature sensor 850. Can be measured.
  • the constant current source IS is connected to one end of the temperature sensor 850 and may supply a driving signal in the form of a current to one end of the temperature sensor 850.
  • the temperature information measuring unit 871-2 is connected to the other end of the temperature sensor 850 to measure the temperature information of the temperature sensor 850 can do.
  • the first resistor (or load resistor) R1 may be connected between the driving signal in the form of a voltage and one end of the temperature sensor 850.
  • the temperature information measuring unit 871-2 measures the voltage VS1 at one end of the temperature sensor 850 or the voltage VS2 at the other end of the temperature sensor 850, and measures the measured voltage VS1 or VS2. ), the temperature information of the temperature sensor 850 may be measured.
  • the temperature information measuring unit 871-2 may include an analog/digital converter 871-3.
  • the analog/digital converter (871-3) measures voltage (VS1 or VS2), converts the measured voltage (VS1 or VS2) into digital form, and can output the converted result as temperature information through the output terminal OUT. have.
  • FIG. 13 shows an equivalent circuit when a drive signal is supplied in the form of a current.
  • the seventh switch S7 may be disposed between the resistor R3 and one end of the heater 855.
  • the first, third and fifth switches (S1, S3, S5) are turned on, and all of the remaining switches, the second, fourth, and sixth switches (S2, S4, S6) and the seventh switch (S7) are turned on. Is off. For this reason, the camera module shown in FIG. 12 may be connected as shown in FIG. 13.
  • the current I output from the constant current source IS flows in the direction of an arrow.
  • the voltage VS1 sensed by the temperature information measuring unit 871-2 is as shown in Equation 2 below.
  • RT represents the resistance value RT of the temperature sensor 850.
  • the sensed voltage VS1 of Equation 2 is converted into a digital form by the analog/digital converter 871-3 and is output as temperature information of the temperature sensor 850 through the output terminal OUT.
  • the temperature of the temperature sensor 850 may be estimated by using the temperature information output through the output terminal OUT. That is, in Equation 2, since the current I is a constant fixed value supplied from the constant current source IS, the RT can be known by using VS1. If the temperature sensor 850 is implemented as a negative type thermistor having a resistance value RT that is inversely proportional to temperature, the resistance value RT decreases as the temperature increases. However, if the temperature sensor 850 is implemented as a positive thermistor having a resistance value RT proportional to temperature, the resistance value RT increases as the temperature increases. In this way, the digital voltage VS1 output from the temperature sensing unit 871-2 through the output terminal OUT may be converted as the temperature of the temperature sensor 850.
  • the sensing driver 871-1 supplies a driving signal in the form of a voltage
  • the operation of the temperature information measuring unit 871-2 will be described with reference to FIGS. 12 and 14 as follows.
  • the second, fourth and sixth switches S2, S4 and S6 are turned on, and the first, third and fifth switches S1, S3 and S5 and the seventh switch S7 are turned off. For this reason, the camera module shown in FIG. 12 may be connected as shown in FIG. 14.
  • RT denotes the resistance value RT of the temperature sensor 850 as described above
  • VDS is a fixed value as a supply voltage
  • R2 has a fixed resistance value as an external resistance.
  • the sensed voltage VS2 may be converted to a digital form by the analog/digital converter 871-3 and may be output as temperature information of the temperature sensor 850 through an output terminal OUT.
  • the temperature of the temperature sensor 850 can be known using the temperature information output through the output terminal OUT.
  • the RT can be determined using VS2. If the temperature sensor 850 is implemented as a negative type thermistor having a resistance value RT that is inversely proportional to temperature, the resistance value RT decreases as the temperature increases. However, if the temperature sensor 850 is implemented as a positive thermistor having a resistance value RT proportional to temperature, the resistance value RT increases as the temperature increases. In this way, the digital voltage VS2 output from the temperature sensing unit 871-2 through the output terminal OUT may be converted as the temperature of the temperature sensor 850.
  • the heater control unit 872 serves to control heat generation of the heater 855.
  • the switch control unit 873 may be generated by generating a switch control signal for turning on or off the seventh switch S7.
  • the switch control unit 873 shown in FIG. 12 turns on/off the switches S1 to S8 for each operation as shown in Table 1 below.
  • OP1 represents a switching operation for sensing the temperature of the liquid lens 28 when a current-type driving signal is applied
  • OP2 represents the temperature of the liquid lens 28 when a voltage-type driving signal is applied. Represents the sensing switching action.
  • '0' indicates that the corresponding switch is turned off
  • '1' indicates that the corresponding switch is turned on.
  • the temperature of the liquid lens 28 is sensed (S100).
  • S100 may be performed by the temperature sensor 850.
  • the switching control unit 873 turns off the seventh switch S7, and the first to sixth switches S1 to S6 to measure temperature information of the temperature sensor 850 Control the switching operation of This operation is as described above.
  • the temperature sensing operation by the temperature sensor 850 may be performed only in a period in which the switching operation of the lens driving unit 860 is not performed, that is, a period in which the switching state of the lens driving unit 860 is maintained.
  • step S110 a difference between the sensed temperature and the set target temperature of the liquid lens 28 is detected (step S110).
  • S110 may be performed by the control unit 870.
  • S110 may be performed by the switch controller 873.
  • the heater 855 is switched to apply power to the heater 855 (S120).
  • the switching control unit 873 may generate a switch control signal to turn off the seventh switch S7. Therefore, the heater 855 does not generate heat.
  • the operation of the heater may be stopped by cutting off the power applied to the heater.
  • the driving voltage of the liquid lens may be controlled based on the sensed temperature.
  • the temperature sensing operation of the liquid lens by the temperature sensor 850 and the control unit 870 is performed when the potential of the driving voltage of the liquid lens is It can be performed in an unchanged section.
  • the temperature of the liquid lens is sensed in a section in which the switching element of the lens driving unit that changes the curvature of the liquid lens is not switched. Accordingly, it is possible to minimize the influence of noise generated by the switching operation of the switching element during the temperature sensing operation, thereby improving temperature sensing accuracy.
  • the temperature of the liquid lens is sensed in a section in which the operating state of the heater is not changed. Accordingly, it is possible to minimize the influence of noise generated by changing the operating state of the heater during the temperature sensing operation, and accordingly, temperature sensing accuracy may be improved.
  • the heater is operated by avoiding the switching section of the lens driver used for driving the liquid lens, and the temperature sensing operation is performed by avoiding the section in which the operating state of the heater is changed. Can improve the accuracy of.
  • the liquid lens control apparatus may include a temperature sensor and a heater, and one of the temperature sensor and the heater may be omitted.
  • the liquid lens control device may be a configuration including a liquid lens, a control unit, and a temperature sensor, may be a configuration including a liquid lens, a control unit, and a heater, and a configuration including a liquid lens, a control unit, a temperature sensor, and a heater. May be.
  • FIG. 16 is a view showing the appearance of an image display device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 17 is a view in which an optical unit and a display of the image display device of FIG. 16 are separated and displayed.
  • the image display device 1400 may include a display 1480.
  • the display 1480 may display an input image, and the optical unit 1495 may be spaced apart from the display 1480 at predetermined intervals and disposed in the user direction. In FIG. 16B, separating the distance between the display 1480 and the optical unit 1495 is illustrated.
  • the optical unit 1495 may be configured to change a traveling direction of light according to applied power.
  • the optical unit 1495 may include a liquid lens control circuit including a liquid lens described in the previous drawings.
  • the traveling direction of light output from the image display apparatus 1400 can be changed by the variable curvature of the lens, so that visibility when viewing an image can be improved.
  • the method of operating the lens curvature variable device of the present invention may be implemented as a code that can be read by a processor on a recording medium that can be read by a processor provided in the lens curvature variable device.
  • the processor-readable recording medium includes all types of recording devices that store data that can be read by the processor. Examples of recording media that can be read by the processor include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage, etc., and also include those implemented in the form of carrier waves such as transmission through the Internet. .
  • the recording medium readable by the processor may be distributed over a computer system connected through a network, so that code readable by the processor may be stored and executed in a distributed manner.

Landscapes

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Abstract

실시 예에 따른 액체 렌즈 제어 장치는 제1 전극 및 제2 전극과 서로 계면을 형성하는 제1 액체 및 제2 액체를 포함하는 액체 렌즈; 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 전압을 인가하여 상기 계면을 제어하며, 복수의 스위칭 소자를 포함하는 렌즈 구동부; 상기 액체 렌즈의 온도를 센싱하는 온도 센싱부; 및 상기 계면이 목표 계면을 형성하도록 상기 렌즈 구동부를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 온도 센싱부가 동작하는 온도 센싱 구간동안 상기 렌즈 구동부의 상기 복수의 스위칭 소자의 스위칭 상태가 유지되도록 한다.

Description

액체 렌즈 제어 장치
실시 예는 카메라 모듈에 관한 것으로, 특히 온도 보상 회로를 포함하는 카메라 모듈 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.
휴대용 장치의 사용자는 고해상도를 가지며 크기가 작고 다양한 촬영 기능(예, 광학 줌 기능(zoom-in/zoom-out), 오토포커싱(Auto-Focusing, AF) 기능, 손떨림 보정 내지 영상 흔들림 방지(Optical Image Stabilizer, OIS) 기능 등)을 가지는 광학 기기를 원하고 있다. 이러한 촬영 기능은 여러 개의 렌즈를 조합해서 직접 렌즈를 움직이는 방법을 통해 구현될 수 있으나, 렌즈의 수를 증가시킬 경우 광학 기기의 크기가 커질 수 있다. 오토 포커스와 손떨림 보정 기능은, 렌즈 홀더에 고정되어 광축이 정렬된 여러 개의 렌즈 모듈이, 광축 또는 광축의 수직 방향으로 이동하거나 틸팅(Tilting)하여 수행되고, 렌즈 모듈을 구동시키기 위해 별도의 렌즈 구동 장치가 사용된다. 그러나 렌즈 구동 장치는 전력 소모가 높으며, 이를 보호하기 위해 서 카메라 모듈과 별도로 커버 글라스를 추가하여야 하는바 전체 두께가 두꺼워 진다. 따라서 두 가지 액체의 계면의 곡률을 전기적으로 조절하여 오토 포커스와 손떨림 보정 기능을 수행하는 액체 렌즈에 대한 연구가 이루어지고 있다.
실시 예는 액체렌즈의 온도 보상 회로가 동작하는 구간에 렌즈 구동부의 스위칭 동작이 이루어지지 않도록 하여 상기 렌즈 구동부의 스위칭 동작에 의해 발생하는 온도 보상 오류를 해결할 수 있도록 한 액체 렌즈 제어 회로, 카메라 모듈 및 액체 렌즈 제어 방법을 제공하도록 한다.
또한, 실시 예는 히터가 동작 상태가 변경되는 구간에 온도 센싱 동작이 이루어지지 않도록 하여 상기 히터의 동작 상태 변경에 의해 발생하는 온도 센싱 오류를 해결할 수 있도록 한 액체 렌즈 제어 회로, 카메라 모듈 및 액체 렌즈 제어 방법을 제공하도록 한다.
또한, 실시 예는 히터 구동 타이밍 및 온도 센싱 타이밍을 렌즈 구동부의 스위칭 타임을 회피한 타이밍에 동기화하여 상기 렌즈 구동부의 스위칭에 의해 발생하는 노이즈 영향을 최소화할 수 있도록 한 액체 렌즈 제어 회로, 카메라 모듈 및 액체 렌즈 제어 방법을 제공하도록 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
실시 예에 따른 액체 렌즈 제어 장치는 제1 전극 및 제2 전극과 서로 계면을 형성하는 제1 액체 및 제2 액체를 포함하는 액체 렌즈; 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 전압을 인가하여 상기 계면을 제어하며, 복수의 스위칭 소자를 포함하는 렌즈 구동부; 상기 액체 렌즈의 온도를 센싱하는 온도 센싱부; 및 상기 계면이 목표 계면을 형성하도록 상기 렌즈 구동부를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 온도 센싱부가 동작하는 온도 센싱 구간동안 상기 렌즈 구동부의 상기 복수의 스위칭 소자의 스위칭 상태가 유지되도록 한다.
또한, 실시 예에 따른 액체 렌즈 제어 장치는 공통 전극 및 복수의 개별 전극과 서로 계면을 형성하는 제1 액체 및 제2 액체를 포함하는 액체 렌즈; 상기 공통 전극 및 상기 복수의 개별전극에 전압을 인가하여 상기 계면을 제어하는 렌즈 구동부; 상기 액체 렌즈의 온도를 센싱하는 온도 센싱부; 및 상기 계면이 목표 계면을 형성하도록 상기 렌즈 구동부를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 온도 센싱부는 상기 공통 전극과 상기 복수의 개별 전극에 인가되는 전압의 전위가 변경되지 않는 영역에서 상기 액체 렌즈의 온도를 센싱한다.
또한, 상기 온도 센서는 상기 공통 전극에 인가되는 전압이 낮은 전위에서 높은 전위로 상승하는 제1 라이징 에지 시점부터 상기 복수의 개별 전극에 인가되는 전압이 낮은 전위에서 높은 전위로 상승하는 제2 라이징 에지 시점 사이 구간에서 상기 액체 렌즈의 온도를 센싱한다.
또한, 상기 온도 센서는 상기 공통 전극에 인가되는 전압이 높은 전위에서 낮은 전위로 하강하는 제1 폴링 에지 시점부터 상기 복수의 개별 전극에 인가되는 전압이 높은 전위에서 낮은 전위로 하강하는 제2 폴링 에지 시점 사이 구간에서 상기 액체 렌즈의 온도를 센싱한다.
또한, 실시 예에 따른 액체 렌즈의 제어 장치는 제1 전극 및 제2 전극과 서로 계면을 형성하는 제1 액체 및 제2 액체를 포함하는 액체 렌즈; 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 전압을 인가하여 상기 계면을 제어하며, 복수의 스위칭 소자를 포함하는 렌즈 구동부; 상기 액체 렌즈의 온도를 보상하는 온도 보상부; 및 상기 계면이 목표 계면을 형성하도록 상기 렌즈 구동부를 제어하고, 상기 액체 렌즈가 목표 온도를 가지도록 상기 온도 보상부를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 온도 보상부가 동작하는 온도 보상 타임동안 상기 렌즈 구동부를 구성하는 복수의 스위칭 소자의 스위칭 상태가 유지되도록 한다.
또한, 실시 예에 따른 액체 렌즈 제어 장치는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 액체 렌즈; 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 전압을 인가하여 상기 액체 렌즈의 계면을 제어하며, 복수의 스위칭 소자를 포함하는 렌즈 구동부; 상기 액체 렌즈의 온도를 보상하는 온도 보상부; 및 상기 액체 렌즈가 목표 곡률을 형성하도록 상기 렌즈 구동부를 제어하고, 상기 액체 렌즈가 목표 온도를 가지도록 상기 온도 보상부를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 복수의 스위칭 소자의 스위칭 상태가 유지되는 구간을 상기 온도 보상부가 동작하는 온도 보상 타임으로 결정하고, 상기 온도 보상 타임동안 상기 온도 보상부가 동작하도록 한다.
또한, 상기 제1 전극은 공통 전극을 포함하고, 상기 제2 전극은 복수의 개별 전극을 포함한다.
또한, 상기 온도 보상 타임은, 상기 공통 전극에 인가되는 전압이 그라운드 전압에서 구동 전압으로 상승하는 제1 라이징 에지 시점부터 상기 복수의 개별 전극에 인가되는 전압이 그라운드 전압에서 구동 전압으로 상승하는 제2 라이징 에지 시점 사이의 제1 구간을 포함한다.
또한, 상기 제2 라이징 에지 시점은, 상기 복수의 개별 전극 중 상기 공통 전극에 인가되는 구동 전압 대비 가장 작은 시간차를 가진 구동 전압이 인가되는 개별 전극의 라이징 에지 시점이다.
또한, 상기 온도 보상 타임은, 상기 복수의 개별 전극에 인가되는 전압이 그라운드 전압에서 구동 전압으로 상승하는 제2 라이징 에지 시점부터 공통 전극에 인가되는 전압이 구동 전압에서 그라운드 전압으로 감소하는 제1 폴링 에지 시점 사이의 제2 구간을 포함한다.
또한, 상기 제2 라이징 에지 시점은, 상기 복수의 개별 전극 중 상기 공통 전극에 인가되는 구동 전압 대비 가장 큰 시간차를 가진 구동 전압이 인가되는 개별 전극의 라이징 에지 시점이다.
또한, 상기 온도 보상 타임은, 상기 공통 전극에 인가되는 전압이 구동 전압에서 그라운드 전압으로 감소하는 제1 폴링 에지 시점부터 상기 복수의 개별 전극에 인가되는 전압이 구동 전압에서 그라운드 전압으로 감소하는 제2 폴링 에지 시점 사이의 제3 구간을 포함한다.
또한, 상기 제2 폴링 에지 시점은, 상기 복수의 개별 전극 중 상기 공통 전극에 인가되는 구동 전압 대비 가장 작은 시간차를 가진 구동 전압이 인가되는 개별 전극의 폴링 에지 시점이다.
또한, 상기 온도 보상 타임은, 상기 복수의 개별 전극에 인가되는 전압이 구동 전압에서 그라운드 전압으로 상승하는 제2 폴링 에지 시점부터 공통 전극에 인가되는 전압이 그라운드 전압에서 구동 전압으로 상승하는 제3 라이징 에지 시점 사이의 제4 구간을 포함한다.
또한, 상기 제2 폴링 에지 시점은, 상기 복수의 개별 전극 중 상기 공통 전극에 인가되는 구동 전압 대비 가장 큰 시간차를 가진 구동 전압이 인가되는 개별 전극의 폴링 에지 시점이다.
또한, 상기 온도 보상부는, 상기 액체 렌즈의 온도를 감지하는 온도 센서; 및 상기 감지된 온도에 기반하여 동작하는 히터 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 온도 보상 타임은, 상기 온도 센서가 동작하는 센싱 타임과, 상기 히터가 동작하는 히팅 타임 중 적어도 하나를 포함한다.
또한, 상기 센싱 타임과 상기 히팅 타임은 서로 오버랩된다.
또한, 상기 센싱 타임과 상기 히팅 타임은 서로 오버랩되지 않는 상기 복수의 스위칭 소자의 스위칭 상태가 유지되는 구간이다.
또한, 상기 히팅 타임은, 상기 히터의 동작 상태가 온 상태로 변경되는 온 변경 구간과, 상기 히터의 동작 상태가 오프 상태로 변경되는 오프 변경 구간과, 상기 온 변경 구간과 상기 오프 변경 구간 사이의 히팅 구간을 포함하고, 상기 센싱 타임은, 상기 온 변경 구간 및 상기 오프 변경 구간과 오버랩되지 않는다.
또한, 실시 예에 따른 액체 렌즈 제어 방법은 액체 렌즈의 온도를 감지하는 단계; 상기 감지된 온도와 상기 액체 렌즈의 설정된 목표 온도 간의 차이를 검출하는 단계; 및 상기 감지된 온도와 상기 목표 온도 간의 차이가 있는 경우, 히터에 전원을 인가하여 상기 히터를 동작시키는 단계를 포함하고, 상기 액체 렌즈의 온도를 감지하는 단계 및 상기 히터를 동작시키는 단계는 기설정된 온도 보상 타임동안 수행되고, 상기 온도 보상 타임은, 상기 액체 렌즈의 계면을 제어하는 렌즈 구동부의 스위칭 소자의 스위칭 상태가 유지되는 구간이다.
또한, 상기 히터를 동작시키는 단계는, 상기 히터에 전원을 인가하여 상기 히터를 온시키는 단계; 및 상기 히터에 인가되는 전원을 차단하여 상기 히터를 오프시키는 단계를 포함하고, 상기 액체 렌즈의 온도를 감지하는 단계는, 상기 온도 보상 타임 중 상기 히터가 온되는 구간과 상기 히터가 오프되는 구간을 제외한 나머지 구간에서 수행된다.
또한, 실시 예에 따른 액체 렌즈의 제어 방법은 액체 렌즈의 온도를 감지하는 단계; 및 상기 감지된 온도를 기반으로 액체 렌즈의 구동 전압을 제어하는 단계를 포함하고, 상기 온도를 감지하는 단계는 상기 액체 렌즈의 구동 전압의 전위가 변경되지 않는 구간에서 수행한다.
실시 예에서는 액체렌즈의 계면의 곡률을 변화시키는 렌즈 구동부의 스위칭 소자가 스위칭하지 않는 구간에 액체 렌즈의 온도의 감지가 이루어지도록 한다. 이에 따르면 상기 온도 감지 동작 중 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해 발생하는 노이즈의 영향을 최소화할 수 있으며, 이에 따른 온도 감지 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 실시 예에서는 히터의 동작 상태가 변경되지 않는 구간에 액체 렌즈의 온도 감지가 이루어지도록 한다. 이에 따르면 상기 온도 감지 동작 중 상기 히터의 동작 상태 변경에 의해 발생하는 노이즈의 영향을 최소화할 수 있으며, 이에 따른 온도 감지 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 실시 예에서는 액체 렌즈의 구동에 사용되는 렌즈 구동부의 스위칭 구간을 회피하여 히터를 동작시키고, 상기 히터의 동작 상태가 변경되는 구간을 회피하여 온도 감지 동작이 이루어지도록 하며, 이에 따른 온도 보상 알고리즘의 정확성을 향상시킬 수 있다.
도1은 카메라 장치의 예를 설명한다.
도2는 카메라 장치에 포함된 렌즈 어셈블리의 예를 설명한다.
도 3a 내지 도 3b는 액체 렌즈의 구동 방식을 설명하는 도면이다.
도4는 구동 전압에 대응하여 초점 거리가 조정되는 액체 렌즈를 설명한다.
도 5a 및 도 5b는 액체 렌즈의 구조를 설명한다.
도 6a 내지 도 6e는, 액체 렌즈의 다양한 곡률을 예시하는 도면이다.
도 7은 실시 예에 따른 카메라 모듈의 내부 블록도의 일 예이다.
도 8은 도 7의 렌즈 구동부의 내부 회로도의 일예이다.
도 9a는 도 8의 렌즈 구동부의 동작 설명을 위한 파형도의 일 예이다.
도 9b는 도 8의 액체 렌즈에 공급되는 구동 전압의 설명을 위해 참조되는 도면이다.
도 10a 내지 도 10e는 실시 예에 따른 온도 보상 알고리즘의 동작 타이밍의 설명을 위해 참조되는 도면이다.
도 11a 내지 도 11b는 실시 예에 따른 온도 센싱 타이밍과 히터 구동 타이밍의 설명을 위해 참조되는 도면이다.
도 12는 실시 예에 따른 온도 보상 알고리즘의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 구동 신호가 전류 형태로 공급될 때의 등가 회로를 나타낸다.
도 14는 구동 신호가 전압 형태로 공급될 때의 등가 회로를 나타낸다.
도 15는 실시 예에 의한 카메라 모듈의 제어 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상표시장치의 외관을 나타내는 도면이다.
도 17은 도 16의 영상표시장치의 광학부와 디스플레이를 분리하여 표시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 실시예를 상세히 설명한다. 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 실시예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 실시예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
"제1", "제2" 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 또한, 실시예의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 실시예의 범위를 한정하는 것이 아니다.
실시예의 설명에 있어서, 각 element의 "상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)”로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, 이하에서 이용되는 "상/상부/위" 및 "하/하부/아래" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서 이용될 수도 있다.
도 1은 카메라 장치의 예를 설명한다. 도시된 바와 같이, 카메라 모듈은 렌즈 어셈블리(22) 및 이미지 센서를 포함할 수 있다. 렌즈 어셈블리의 상부 또는 하부에는 적어도 하나의 고체 렌즈가 배치될 수 있다. 렌즈 어셈블리는(22)는 인가되는 전압에 대응하여 초점거리가 조정되는 액체렌즈를 포함할 수 있다. 카메라 모듈은 공통 단자와 복수의 개별 단자 사이에 인가되는 구동 전압에 대응하여 초점 거리가 조정되는 제1 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리(22), 및 제1 렌즈에 구동 전압을 공급하기 위한 제어회로(24), 및 렌즈 어셈블리(22)에 정렬되며 렌즈 어셈블리(22)를 통해 전달되는 광을 전기신호로 변환하고 렌즈 어셈블리의 하부에 배치되는 이미지센서(26)를 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 카메라 모듈은 하나의 인쇄회로기판(PCB) 상에 형성된 회로(24, 26)와 복수의 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리(22)를 포함할 수 있으나, 이는 하나의 예에 불과할 뿐 발명의 범위를 한정하지 않는다. 제어 회로(24)의 구성은 카메라 모듈에 요구되는 사양에 따라 다르게 설계될 수 있다. 특히, 액체 렌즈(28)에 인가되는 전압의 크기를 줄일 경우, 제어회로(24)는 하나의 칩(single chip)으로 구현할 수 있다. 이를 통해, 휴대용 장치에 탑재되는 카메라 모듈의 크기를 더욱 줄일 수 있다.
도 2를 참조하면, 도시된 바와 같이, 렌즈 어셈블리(22)는 제1 렌즈부(100), 제2 렌즈부(200), 액체렌즈부(300), 렌즈 홀더(400) 및 연결부(500)을 포함할 수 있다. 연결부(500)는 이미지 센서와 액체 렌즈를 전기적으로 연결하며, 후술할 기판, 와이어 또는 전선 등을 포함할 수 있다. 도시된 렌즈 어셈블리(22)의 구조는 하나의 예에 불과하며, 카메라 모듈에 요구되는 사양에 따라 렌즈 어셈블리(22)의 구조는 달라질 수 있다. 예를 들어, 도시된 예에서는 액체렌즈부(300)가 제1 렌즈부(100)와 제2 렌즈부(200) 사이에 위치하고 있으나, 다른 예에서는 액체렌즈부(300)가 제1 렌즈부(100)보다 상부(전면)에 위치할 수도 있고, 제1 렌즈부(100) 또는 제2 렌즈부(200) 중 하나는 생략될 수도 있다. 제어 회로(24)의 구성은 카메라 장치에 요구되는 사양에 따라 다르게 설계될 수 있다. 특히, 렌즈 어셈블리(22)에 인가되는 동작 전압의 크기를 줄일 경우, 제어회로(24)는 하나의 칩(single chip)으로 구현할 수 있다. 이를 통해, 휴대용 장치에 탑재되는 카메라 장치의 크기를 더욱 줄일 수 있다.
도 2는 카메라 장치에 포함된 렌즈 어셈블리(22)의 예를 설명한다.
도시된 바와 같이, 렌즈 어셈블리(22)는 제1 렌즈부(100), 제2 렌즈부(200), 액체 렌즈부(300), 렌즈 홀더(400) 및 연결부(500)을 포함할 수 있다. 연결부(500)는 이미지 센서와 액체 렌즈를 전기적으로 연결하며, 후술할 기판, 와이어 또는 전선 등을 포함할 수 있다. 도시된 렌즈 어셈블리(22)의 구조는 하나의 예에 불과하며, 카메라 모듈에 요구되는 사양에 따라 렌즈 어셈블리(22)의 구조는 달라질 수 있다. 예를 들어, 도시된 예에서는 액체렌즈부(300)가 제1 렌즈부(100)와 제2 렌즈부(200) 사이에 위치하고 있으나, 다른 예에서는 액체 렌즈부(300)가 제1 렌즈부(100)보다 상부(전면)에 위치할 수도 있고, 제1 렌즈부(100) 또는 제2 렌즈부(200) 중 하나는 생략될 수도 있다.
도 2를 참조하면, 제1 렌즈부(100)는 렌즈 어셈블리의 전방에 배치되고, 렌즈 어셈블리의 외부로부터 광이 입사하는 부위이다. 제1 렌즈부(100)는 적어도 하나의 렌즈로 구비될 수 있고, 또는 2개 이상의 복수의 렌즈들이 중심축(PL)을 기준으로 정렬하여 광학계를 형성할 수도 있다.
제1 렌즈부(100) 및 제2 렌즈부(200)는 렌즈 홀더(400) 에 장착될 수 있다. 이때, 렌즈 홀더(400)에는 관통공이 형성되고, 관통공에 제1 렌즈부(100) 및 제2 렌즈부(200)가 배치될 수 있다. 또한, 렌즈 홀더(400)에 제1 렌즈부(100)와 제2 렌즈부(200)가 배치되는 사이 공간에는 액체 렌즈부(300)가 삽입될 수 있다.
한편, 제1 렌즈부(100)는 고체 렌즈(110)를 포함할 수 있다. 고체 렌즈(110)는 렌즈 홀더(400) 외부로 돌출되어 외부에 노출될 수 있다. 고체 렌즈가 노출되는 경우 외부에 노출됨으로 인해 렌즈표면이 손상될 수 있다. 만약 렌즈표면이 손상될 경우, 카메라 모듈에서 촬영되는 이미지의 화질이 저하될 수 있다. 고체렌즈(110)의 표면손상을 방지, 억제하기 위해, 커버 글래스를 배치시키거나 코팅층을 형성하거나 고체렌즈(100)가 표면손상을 방지하기 위한 내마모성 재질로 구성하는 방법 등을 적용할 수 있다.
제2 렌즈부(200)는 제1 렌즈부(100) 및 액체렌즈부(300)의 후방에 배치되고, 외부로부터 제1 렌즈부(100)로 입사하는 광은 액체렌즈부(300)를 투과하여 제2 렌즈부(200)로 입사할 수 있다. 제2 렌즈부(200)는 제1 렌즈부(100)와 이격되어 렌즈 홀더(400)에 형성되는 관통공에 배치될 수 있다.
한편, 제2 렌즈부(200)는 적어도 하나의 렌즈로 구비될 수 있고, 2개 이상의 복수의 렌즈들이 포함되는 경우 중심축(PL)을 기준으로 정렬하여 광학계를 형성할 수도 있다.
액체렌즈부(300)는 제1 렌즈부(100)와 제2 렌즈부(200) 사이에 배치되고, 렌즈 홀더(400)의 삽입구(410)에 삽입될 수 있다. 삽입구(410)는 렌즈 홀더의 측면의 일부 영역이 개방되어 형성될 수 있다. 즉, 액체 렌즈는 홀더의 측면의 삽입구(410)를 통해 삽입되어 배치될 수 있다. 액체렌즈부(300) 역시, 제1 렌즈부(100)와 제2 렌즈부(200)와 같이 중심축(PL)을 기준으로 정렬될 수 있다.
액체렌즈부(300)에는 렌즈영역(310)이 포함될 수 있다. 렌즈영역(310)은 제1 렌즈부(100)를 통과한 광이 투과하는 부위이고, 적어도 일부에 액체를 포함할 수 있다. 예를 들면, 렌즈영역(310)에는 두 가지 종류 즉, 도전성 액체와 비도전성 액체가 함께 포함될 수 있고, 도전성 액체와 비도전성 액체는 서로 섞이지 않고 경계면을 이룰 수 있다. 연결부(500)를 통해 인가되는 구동 전압에 의해 도전성 액체와 비도전성 액체의 경계면이 변형되어 액체렌즈(28) 계면의 곡률 또는 액체 렌즈의 초점거리가 변경될 수 있다. 이러한 경계면의 변형 또는 곡률변경이 제어되면, 액체렌즈부(300)와 이를 포함하는 카메라 모듈은 오토포커싱 기능, 손떨림 보정기능 등을 수행할 수 있다.
도 3a 내지 도 3b는 액체 렌즈의 구동 방식을 설명하는 도면이다.
먼저, 도 3a의 (a)는, 액체 렌즈(28)에 제1 전압(V1)이 인가되어, 액체 렌즈가 오목 렌즈와 같이 동작하는 것을 예시한다.
다음, 도 3a의 (b)는, 액체 렌즈(28)에 제1 전압(V1) 보다 큰 제2 전압(V2)이 인가되어, 액체 렌즈가 광의 진행 방향을 변경하지 않는 것을 예시한다.
다음, 도 3a의 (c)는, 액체 렌즈(28)에 제2 전압(V2) 보다 큰 제3 전압(V3)이 인가되어, 액체 렌즈가 볼록 렌즈와 같이 동작하는 것을 예시한다.
한편, 도 3a에서는, 인가되는 전압의 레벨에 따라, 액체 렌즈의 곡률 또는 디옵터가 변하는 것을 예시하나, 이에 한정되지 않으며, 인가되는 펄스의 펄스폭에 따라, 액체 렌즈의 곡률 또는 디옵터가 변하는 것도 가능하다.
다음, 도 3b의 (a)는, 액체 렌즈(28) 내의 계면이 동일한 곡률을 가짐에 따라, 볼록 렌즈와 같이 동작하는 것을 예시한다.
즉, 도 3b의 (a)에 따르면, 입사광(Lpaa)이 집중되어, 해당하는 출력광(Lpab)이 출력되게 된다.
다음, 도 3b의 (b)는, 액체 렌즈(28) 내의 계면이 비대칭 곡면을 가짐에 따라, 광의 진행 방향이 상측으로 변경되는 것을 예시한다.
즉, 도 3b의 (b)에 따르면, 입사광(Lpaa)이 상측으로 집중되어, 해당하는 출력광(Lpac)이 출력되게 된다.
도 4는 구동 전압에 대응하여 초점 거리가 조정되는 액체 렌즈를 설명한다. 구체적으로, (a)는 렌즈 어셈블리(22, 도2참조)에 포함된 액체 렌즈(28)를 설명하고, (b)는 액체 렌즈(28)의 등가회로를 설명한다.
먼저 (a)를 참조하면, 구동 전압에 대응하여 초점 거리가 조정되는 액체 렌즈(28)는 동일한 각 거리를 가지고 4개의 서로 다른 방향에 배치된 개별 전극(LA, LB, LC, LD)를 통해서 전압을 인가 받을 수 있다. 개별 전극은 액체 렌즈의 중심축을 기준으로 동일한 각 거리를 가지고 배치될 수 있고, 4개의 개별 전극을 포함할 수 있다. 4개의 개별 전극은 액체렌즈의 4개 코너에 각각 배치될 수 있다. 개별 전극(L1, L2, L3, L4)을 통해서 전압이 인가되면 인가된 전압은 후술할 공통 전극(C0)에 인가되는 전압과의 상호작용으로 형성되는 구동 전압에 의해 렌즈영역(310)에 배치된 도전성 액체와 비도전성 액체의 경계면이 변형될 수 있다.
또한, (b)를 참조하면, 렌즈(28)는 일측의 서로 다른 개별 전극(LA, LB, LC, LD)로부터 동작 전압을 인가 받고, 다른 일측은 공통 전극(C0M)과 연결된 복수의 캐패시터(30)로 설명할 수 있다. 여기서, 등가회로에 포함된 복수의 캐패시터(30)는 약 수십 내지 200 피코패럿(pF) 이하의 작은 캐패시턴스를 가질 수 있다. 액체 렌즈의 상술한 액체 렌즈의 전극은 본 명세서에서 단자 또는 전극 섹터 또는 서브 전극으로 불릴 수도 있다.
도 5a 및 도 5b는 액체 렌즈의 구조를 설명한다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 액체 렌즈(28)는 액체, 제1 플레이트 및 전극을 포함할 수 있다. 액체렌즈(28)에 포함되는 액체(122, 124)는 전도성 액체 및 비전도성 액체를 포함할 수 있다. 제1 플레이트는 전도성 액체 및 비전도성 액체가 배치되는 캐비티(cavity, 150) 또는 홀을 포함할 수 있다. 캐비티(150)는 경사면을 포함할 수 있다. 전극(132, 134)은 제1 플레이트(114) 상에 배치될 수 있으며, 제1 플레이트(114) 상부 또는 제1 플레이트(114) 하부에 배치될 수 있다.
액체 렌즈(28)는 전극(132, 134)의 상부(하부)에 배치될 수 있는 제2 플레이트(112)를 더 포함할 수 있다. 또한 액체 렌즈(28)는 전극(132, 134) 하부(상부)에 배치될 수 있는 제3 플레이트(116)를 더 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 액체 렌즈(28)의 일 실시예는 서로 다른 제1 및 제2 액체(122, 124)가 형성하는 계면(130)을 포함할 수 있다. 또한, 액체 렌즈(28)에 전압을 공급하는 적어도 하나의 기판(142, 144)을 포함할 수 있다. 액체 렌즈(28)의 모서리(코너)는 액체 렌즈(28)의 중심부보다 두께가 얇을 수 있다. 액체 렌즈의 상면에 제2 플레이트가 배치되고 액체 렌즈의 하면에 제3 플레이트가 배치될 수 있으나, 액체 렌즈 코너의 상면 또는 하면의 일부에는 제2 플레이트 또는 제3 플레이트가 배치되지 않아 액체 렌즈의 코너의 두께가 중심부 보다 얇을 수 있다. 액체 렌즈의 코너 상면 또는 하면에는 전극이 노출될 수 있다.
액체 렌즈(28)는 서로 다른 두 액체, 예를 들면 제1 액체(122)와 제2 액체(124)를 포함하고, 제1 및 제2 액체가 형성하는 계면(130)의 곡률, 형상은 액체 렌즈(28)에 공급되는 구동 전압에 의해 조정될 수 있다.
이때, 제1 액체(122)는 전도성 액체일 수 있다. 그리고, 제2 액체(124)는 비전도성 액체일 수 있다.
제1 액체(122)는 전도성을 가지며, 예를 들면 에틸렌 글리콜(ethylene glycol)과 브로민화나트륨(NaBr)이 혼합되어 형성될 수 있다.
제2 액체(124)는 오일(oil)일 수 있으며, 예를 들면 페닐(phenyl) 계열의 실리콘 오일일 수 있다.
제1 액체(122)와 제2 액체(124) 각각은 살균제 또는 산화 방지제 중 적어도 하나를 포함될 수 있다. 산화 방지제는 페널계 산화 방지제 또는 인(P)계 산화 방지제일 수 있다. 그리고, 살균제는 알코올계, 알데이트계 및 페놀계 중 어느 하나의 살균제일 수 있다. 이와 같이 제1 액체(122) 및 제2 액체(124) 각각이 산화 방지제와 살균제를 포함될 경우, 제1 및 제2 액체(122, 124)가 산화되거나 미생물의 번식에 의한 제1 및 제2 액체(122, 124)의 물성 변화를 방지할 수 있다.
즉, 복수의 제1 및 제2 액체(122, 124)는 캐비티에 수용되며, 전도성을 갖는 제1 액체(122)와 비전도성을 갖는 제2 액체(또는, 절연 액체)(124)를 포함할 수 있다. 제1 액체(LQ1)와 제2 액체(LQ2)는 서로 섞이지 않으며, 제1 및 제2 액체(122, 124) 사이의 접하는 부분에 계면(130)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 액체(122) 위에 제2 액체(124)가 배치될 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 예를 들어, 도시된 바와는 다르게 제2 액체(124) 위에 제1 액체(122)가 배치될 수도 있을 것이다.
이때, 제1 액체(122) 및 제2 액체(124)는 상기 캐비티 내에 서로 다른 비중으로 가지고 수용될 수 있다.
즉, 액체 렌즈의 경우, 전극의 전압을 이용하여 제1 액체(122) 및 제2 액체(124) 사이의 계면(130)의 곡률, 위치, 형상 등을 변화시켜, 카메라의 오토 포커싱 기능을 수행할 수 있다. 또한, 액체 렌즈의 경우, 복수의 전극에 인가되는 전압을 비대칭적으로 인가하고, 이를 토대로 광축의 중심을 기준으로 계면 곡률이 비대칭적으로 나타나도록 하여 손떨림 방지 기능을 수행할 수 있다.
한편, 액체 렌즈(28)에 공급되는 구동 전압은 연결부(500)를 통해 전달될 수 있다. 연결부는 제1기판(142) 및 제2기판(144)중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 연결부가 제1기판(142) 및 제2기판(144)를 포함하는 경우 제2기판(144)은 복수의 개별 전극 각각에 전압을 전달할 수 있고, 제1기판(142)은 공통 전극에 전압을 전달할 수 있다. 복수의 개별 전극은 4개일 수 있고, 제2기판(144)은 4개의 개별 전극 각각에 전압을 전달할 수 있다. 제2기판(144)과 제1기판(142)을 통해 공급되는 전압은 액체 렌즈(28)의 각 모서리에 배치 또는 노출되는 복수의 전극(134, 132)에 인가될 수 있다.
또한, 액체 렌즈(28)는 투명한 재질을 포함하는 제3플레이트(116) 및 제2플레이트(112), 제3플레이트(116) 및 제2플레이트(112) 사이에 위치하며 기 설정된 경사면을 가지는 개구영역을 포함하는 제1플레이트(114)를 포함할 수 있다.
또한, 액체 렌즈(28)는 제3플레이트(116), 제2플레이트(112) 및 제1플레이트(114)의 개구영역에 의해 결정되는 캐비티(150)를 포함할 수 있다. 여기서, 캐비티(150)는 상기 설명한 바와 같은 서로 다른 성질(예, 전도성 액체 및 비전도성 액체)의 제1 및 제2 액체(122, 124)가 충진될 수 있으며, 서로 다른 성질의 제1 및 제2 액체(122, 124) 사이에는 계면(130)이 형성될 수 있다.
또한, 액체 렌즈(28)에 포함되는 두 액체(122, 124) 중 적어도 하나는 전도성을 가지며, 액체 렌즈(28)는 제1플레이트(114) 상부 및 하부에 배치되는 두 전극(132, 134)을 포함할 수 있다. 제1플레이트(114)는 경사면을 포함하고 경사면에 배치되는 절연층(118)을 더 포함할 수 있다. 전도성을 가지는 액체는 절연층에 접촉할 수 있다. 여기서, 절연층(118)은 두 전극(132, 134) 중 하나의 전극(예, 복수의 개별전극(134))을 덮고, 다른 하나의 전극(예, 공통전극(132))의 일부를 덮거나 또는 노출시켜 전도성 액체(예, 122)에 전기 에너지가 인가되도록 할 수 있다. 여기서, 공통 전극(132)은 적어도 하나 이상의 전극섹터(예, C0M)를 포함하고, 개별 전극(134)은 둘 이상의 전극섹터(예, LA, LB, LC, LD)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 개별 전극(134)은 광축을 중심으로 시계방향을 따라 순차적으로 배치되는 복수의 전극섹터를 포함할 수 있다. 전극 섹터는 서브 전극 또는 액체 렌즈의 단자로 불릴 수 있다.
액체 렌즈(28)에 포함된 두 전극(132, 134)에 전압을 전달하기 위한 하나 또는 두 개 이상의 기판(142, 144)이 연결될 수 있다. 구동 전압에 대응하여 액체 렌즈(28) 내 형성되는 계면(130)의 곡률, 굴곡 또는 경사도 등이 변하면서 액체 렌즈(28)의 초점 거리가 조정될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 복수의 개별 전극(LA~LD)(134a~134d) 중 제1 개별 전극(LA)(134a)과, 제2 개별 전극(LB)(134b)이 경사지게 형성되며, 하부에서 상부로 갈수록, 그 크기가 작아지는 것을 예시한다.
한편, 도 5b와 달리, 복수의 개별 전극(LA~LD)(134a~134d)이, 공통 전극(132)의 위치인 상부에 형성되고, 공통 전극(132)이 하부에 형성되는 것도 가능하다.
한편, 도 5a 및 5b에서는 복수의 개별 전극으로 4개의 전극을 예시하나, 이에 한정되지 않으며, 2개 이상의 다양한 개수의 전극이 형성되는 것이 가능하다.
한편, 도 5b에서, 공통 전극(132)에 펄스 형태의 전압이 인가된 이후, 소정 시간 후에, 제1 개별 전극(LA)(134a)과, 제2 개별 전극(LB)(134b)에 펄스 형태의 전압이 인가되는 경우, 공통 전극(132)과, 제1 개별 전극(LA)(134a), 제2 개별 전극(LB)(134b) 사이의 전위차가 발생하며, 이에 따라, 전기 전도성을 가지는 제1 액체(122)의 형상이 변하고, 제1 액체(122)의 형상 변화에 대응하여, 액체 렌즈(28) 내의 계면(130)의 형상이 변하게 된다.
한편, 본 실시 예에서는, 복수의 개별 전극(LA~LD)(134a~134d)과, 공통 전극(132)에 각각 인가되는 전기 신호에 따라, 형성되는 계면(130)의 곡률을 간편하고, 신속하게 감지하는 방안을 제시한다.
이를 위해, 본 발명에서의 센서부(도시하지 않음)는, 액체 렌즈(28) 내의 개별 전극 중 어느 하나의 개별 전극(예를 들어, 제1 개별 전극(134a)) 상의 절연층(118)과, 제1 액체(122) 사이의 경계 영역(Ac0)의 면적의 크기 또는 면적의 변화를 감지한다.
도 5b에서는, 경계 영역(Ac0)의 면적으로 AM0를 예시한다. 특히, 제1 개별 전극(134a) 상의 절연층(118)의 경사 부분 중 제1 액체(122)와 접촉하는 경계 영역(Ac0)의 면적이, AM0인 것을 예시한다.
도 5b에서는, 계면(130)이 오목하거나 볼록하지 않고, 일 예로 제1 플레이트(114) 등과 평행한 것을 예시한다. 이때의 계면(130)의 곡률은, 예를 들어, 0으로 정의할 수 있다.
한편, 도 5b와 같이, 제1 개별 전극(134a) 상의 절연층(118)의 경사 부분 중 제1 액체(122)와 접촉하는 경계 영역(Ac0)에 대해, 다음의 수학식 1에 의해, 커패시턴스(C)가 형성될 수 있다.
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이때의 ε는 유전체인 절연층(118)의 유전율, A는 경계 영역(Ac0)의 면적, d는, 절연층(118)의 두께를 나타낼 수 있다.
여기서, εd는, 고정값이라 가정하면, 커패시턴스(C)에 큰 영향을 미치는 것은, 경계 영역(Ac0)의 면적일 수 있다.
즉, 경계 영역(Ac0)의 면적이 클수록, 경계 영역(Ac0)에 형성되는 커패시턴스(C)가 커질수 있다.
한편, 계면(130)의 곡률이 가변될수록, 경계 영역(Ac0)의 면적이 가변되므로, 실시 예에서는 센서부를 이용하여, 경계 영역(Ac0)의 면적을 감지하거나, 또는 경계 영역(Ac0)에 형성되는 커패시턴스(C)를 감지할 수 있다.
한편, 도 5b의 커패시턴스는, CAc0 라 정의할 수 있다.
도 6a 내지 도 6e는, 액체 렌즈(28)의 다양한 곡률을 예시하는 도면이다.
먼저, 도 6a는 복수의 개별 전극(LA~LD)(134a~134d)과, 공통 전극(132)에 각각 인가되는 펄스 형태의 전압에 기반하여, 계면(130)에 제1 곡률(130a)이 형성되는 것을 예시한다.
도 6a에서는, 계면(130)에 제1 곡률(130a)이 형성됨에 따라, 경계 영역(Aaa)의 면적으로 AMa(>AM0)를 예시한다. 특히, 제1 개별 전극(134a) 상의 절연층(118)의 경사 부분 중 제1 액체(122)와 접촉하는 경계 영역(Aaa)의 면적이, AMa인 것을 예시한다.
수학식 1에 따르면, 도 5b에 비해, 도 6a에서의 경계 영역(Aaa)의 면적이 더 커지므로, 경계 영역(Aaa)의 커패시턴스가 더 커지게 된다. 한편, 도 6a의 커패시턴스는, CAaa 라 정의할 수 있으며, 도 5b의 커패시턴스인 CAc0 보다 큰 값을 가지게 된다.
이때의 제1 곡률(130a)은 정극성의 값을 가지는 것으로 정의할 수 있다. 예를 들어, 제1 곡률(130a)이 +2 레벨을 가지는 것으로 정의할 수 있다.
다음, 도 6b는 복수의 개별 전극(LA~LD)(134a~134d)과, 공통 전극(132)에 각각 인가되는 펄스 형태의 전압에 기반하여, 계면(130)에 제2 곡률(130b)이 형성되는 것을 예시한다.
도 6b에서는, 계면(130)에 제2 곡률(130b)이 형성됨에 따라, 경계 영역(Aba)의 면적으로 AMb(>AMa)를 예시한다. 특히, 제1 개별 전극(134a) 상의 절연층(118)의 경사 부분 중 제1 액체(122)와 접촉하는 경계 영역(Aba)의 면적이, AMb인 것을 예시한다.
수학식 1에 따르면, 도 6a에 비해, 도 6b에서의 경계 영역(Aba)의 면적이 더 커지므로, 경계 영역(Aba)의 커패시턴스가 더 커지게 된다. 한편, 도 6b의 커패시턴스는, CAba 라 정의할 수 있으며, 도 6a의 커패시턴스인 CAaa 보다 큰 값을 가지게 된다.
이때의 제2 곡률(130b), 제1 곡률(130a) 보다 크기가 작은 정극성의 값을 가지는 것으로 정의할 수 있다. 예를 들어, 제2 곡률(130b)이 +4 레벨을 가지는 것으로 정의할 수 있다.
한편, 도 6a, 도 6b에 따르면, 액체 렌즈(28)는 볼록 렌즈로서 동작하며, 이에 따라, 입사광(LP1)이 집중된 출력광(LP1a)이 출력된다.
다음, 도 6c는 복수의 개별 전극(LA~LD)(134a~134d)과, 공통 전극(132)에 각각 인가되는 펄스 형태의 전압에 기반하여, 계면(130)에 제3 곡률(130c)이 형성되는 것을 예시한다.
특히, 도 6c에서는, 좌측 경계 영역(Aca)의 면적으로 AMa를 예시하며, 우측 경계 영역(Acb)의 면적으로 AMb(>AMa)를 예시한다.
특히, 제1 전극(134a) 상의 절연층(118)의 경사 부분 중 제1 액체(122)과 접촉하는 경계 영역(Aca)의 면적이, AMa이고, 제2 개별 전극(134b) 상의 절연층(118)의 경사 부분 중 제1 액체(122)와 접촉하는 경계 영역(Acb)의 면적이, AMb인 것을 예시한다.
이에 따라, 좌측 경계 영역(Aca)의 커패시턴스는, CAaa 일 수 있으며, 우측 경계 영역(Acb)의 커패시턴스는, CAba 일 수 있다.
이때의 제3 곡률(130c)은 정극성의 값을 가지는 것으로 정의할 수 있다. 예를 들어, 제3 곡률(130c)이 +3 레벨을 가지는 것으로 정의할 수 있다.
한편, 도 6c에 따르면, 액체 렌즈(28)는 볼록 렌즈로서 동작하며, 이에 따라, 입사광(LP1)이 일측으로 더 집중된 출력광(LP1b)이 출력된다.
다음, 도 6d는 복수의 개별 전극(LA~LD)(134a~134d)과, 공통 전극(132)에 각각 인가되는 펄스 형태의 전압에 기반하여, 계면(130)에 제4 곡률(130d)이 형성되는 것을 예시한다.
도 6d에서는, 계면(130)에 제4 곡률(130d)이 형성됨에 따라, 경계 영역(Ada)의 면적으로 AMd(<AM0)를 예시한다. 특히, 제1 개별 전극(134a) 상의 절연층(118)의 경사 부분 중 제1 액체(122)와 접촉하는 경계 영역(Ada)의 면적이, AMd인 것을 예시한다.
수학식 1에 따르면, 도 5bc에 비해, 도 6d에서의 경계 영역(Ada)의 면적이 더 작아지므로, 경계 영역(Ada)의 커패시턴스가 더 작아지게 된다. 한편, 도 6d의 커패시턴스는, CAda 라 정의할 수 있으며, 도 6c의 커패시턴스인 CAc0 보다 작은 값을 가지게 된다.
이때의 제4 곡률(130d)은 부극성의 값을 가지는 것으로 정의할 수 있다. 예를 들어, 제4 곡률(130d)이 -2 레벨을 가지는 것으로 정의할 수 있다.
다음, 도 6e는 복수의 개별 전극(LA~LD)(134a~134d)과, 공통 전극(132)에 각각 인가되는 펄스 형태의 전압에 기반하여, 계면(130)에 제5 곡률(130e)이 형성되는 것을 예시한다.
도 6e에서는, 계면(130)에 제5 곡률(130e)이 형성됨에 따라, 경계 영역(Aea)의 면적으로 AMe(<AMd)를 예시한다. 특히, 제1 개별 전극(134a) 상의 절연층(118)의 경사 부분 중 제1 액체(122)와 접촉하는 경계 영역(Aea)의 면적이, AMe인 것을 예시한다.
수학식 1에 따르면, 도 6d에 비해, 도 6e에서의 경계 영역(Aea)의 면적이 더 작아지므로, 경계 영역(Aea)의 커패시턴스가 더 작아지게 된다. 한편, 도 6e의 커패시턴스는, CAea 라 정의할 수 있으며, 도 6d의 커패시턴스인 CAda 보다 작은 값을 가지게 된다.
이때의 제5 곡률(130e)은 부극성의 값을 가지는 것으로 정의할 수 있다. 예를 들어, 제5 곡률(130e)이 -4 레벨을 가지는 것으로 정의할 수 있다.
한편, 도 6d, 도 6e에 따르면, 액체 렌즈(28)는 오목 렌즈로서 동작하며, 이에 따라, 입사광(LP1)이 발산된 출력광(LP1c)이 출력된다.
도 7은 실시 예에 따른 카메라 모듈의 내부 블록도의 일 예이다.
도면을 참조하면, 도 7의 카메라 모듈은 카메라 모듈의 액체 렌즈 제어 회로는 이미지 센서(820), 이미지 처리부(830), 자이로 센서(815)를 구비한다.
액체 렌즈 제어 회로는, 액체 렌즈(28), 렌즈 구동부(860), 펄스폭 가변부(840), 전원 공급부(890)를 구비한다.
또한, 액체 렌즈 제어 회로는 제어부(870), 온도 센서(850) 및 히터(855)를 포함한다. 여기에서, 온도 센서(850) 및 히터(855)는 액체 렌즈의 온도 보상부라고도 할 수 있다.
도 7의 액체 렌즈 제어 회로의 동작을 설명하면, 펄스폭 가변부(840)가 목표 곡률에 대응하여, 펄스폭 가변 신호(V)를 출력하면, 렌즈 구동부(860)가 펄스폭 가변 신호(V)와 전원 공급부(890)의 전압(Vx)을 이용하여, 액체 렌즈(28)의 복수의 개별 전극, 및 공통 전극에 해당 전압을 출력할 수 있다.
구체적으로, 카메라 모듈은 크게 액체 렌즈 제어 회로와 상기 액체 렌즈 제어 회로 내의 액체 렌즈(28)로부터의 광을 전기 신호로 변환하는 이미지 센서(820)와, 상기 이미지 센서로부터의 전기 신호에 기초하여 이미지 처리를 수행하는 이미지 처리부(830)를 포함할 수 있다.
또한, 카메라 모듈은 자이로 센서(815)를 포함할 수 있다.
이미지 처리부(830)는 초점 정보(AF)를 출력할 수 있으며, 자이로 센서(815)는 흔들림 정보(OIS)를 출력할 수 있다.
그리고, 제어부(870)는 초점 정보(AF)와 흔들림 정보(OIS)에 기초하여 목표 곡률을 결정할 수 있다.
한편, 실시 예에서의 액체 렌즈 제어 회로는 액체 렌즈(28)에 전기 신호를 인가하는 렌즈 구동부(860)와, 전기 신호에 기초하여 형성된 액체 렌즈(28)의 곡률을 감지하기 위한 센서부(도시하지 않음)와, 감지된 곡률에 기초하여, 액체 렌즈(28)의 목표 곡률을 형성하도록 렌즈 구동부(860)를 제어하는 제어부(870)를 포함할 수 있다. 여기에서, 센서부는 액체 렌즈(28) 내의 전극 상의 절연층과, 제1 액체(122) 사이의 경계 영역(Ac0)의 면적의 크기 또는 면적의 변화를 감지할 수 있다. 이에 따라, 신속하고 정확하게 렌즈의 곡률을 감지할 수 있게 된다.
한편, 실시예에 따른 액체 렌즈 제어 회로는 인가되는 전기 신호에 기초하여 곡률이 가변하는 액체 렌즈(28)를 구비할 수 있다.
온도 센서(850) 및 히터(855)는 제1 플레이트(114) 상에 배치될 수 있다. 상기 온도 센서(850) 및 히터(855)는 상기 제1 플레이트(114) 상에 소정의 패턴 형상을 가지고 배치될 수 있다. 일 예로 온도 센서(850) 및 히터(855)는 일 방향으로 돌출된 삼각 돌출부를 포함하는 평면 형상을 가질 수 있다. 다만, 이는 온도 센서(850) 및 히터(855)의 하나의 실시 예에 불과하며 다른 형상의 패턴을 가질 수도 있을 것이다.
예를 들어, 온도 센서(850) 및 히터(855)는 일 방향으로 절곡된 브라켓(braket) 평면 형상을 가질 수도 있다. 이와 다르게, 온도 센서(850) 및 히터(855)는 서펜타인(serpentine) 평면 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 온도 센서(850) 및 히터(855)는 스프링(spring) 형상을 가질 수 있다.
온도 센서(850) 및 히터(855)는 상기 제1 플레이트(114) 상에 단일 개로 배치될 수 있다. 이와 다르게, 온도 센서(850) 및 히터(855)는 상기 제1 플레이트(114) 상에 상호 일정 간격 이격되며 복수 개 배치될 수 있다. 상기 온도 센서(850) 및 히터(855)가 각각 복수 개로 구성되는 경우, 상기 액체 렌즈(28)의 온도 감지 정확도를 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 빠른 시간 내에 상기 액체 렌즈(28)가 원하는 목표 온도를 가지도록 할 수 있다.
상기 온도 센서(850)는 온도에 따라 특성(예를 들면, 저항 값)이 변하는 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 온도 센서(850)는 저항 또는 서미스터(thermistor) 등으로 구현될 수 있다. 서미스터는 온도에 따라 변하는 저항 값을 갖는 열에 민감한 반도체이다.
상기 히터(855)는 전류가 흐르면 열을 발생하는 저항으로 구현될 수 있고, 저항 성분을 갖는 도전체로 구현될 수도 있으나 상기 히터(855)의 특정한 종류에 국한되지 않는다. 즉, 전류를 흘리거나 전압을 인가하면 열을 발생하는 어떠한 소자도 상기 히터(855)로 사용될 수 있다.
한편, 실시 예에서의 제어부(870)는 4개의 개별 전극 각각에 전달되는 개별 구동 전압을 결정할 수 있다. 제어부(870)는 개별 구동 전압의 레벨을 결정하기 위해 별도의 광학적 영상 흔들림 방지부(미도시)나 이미지 처리부(830) 등으로부터 개별 구동 전압의 레벨을 결정하기 위한 조정 변수를 전달받을 수 있다.
예를 들어, 4개의 개별전극에 인가되는 구동 전압의 총합은 카메라 모듈의 자동초점(Auto Focus, AF) 기능에 의해 결정되고, 구동 전압을 구분한 개별 구동 전압의 편차는 카메라 모듈의 광학적 영상 흔들림 방지(OIS) 기능에 의해 결정될 수 있다.
예를 들면, 카메라 모듈에 포함된 자이로 센서(815)로부터 카메라 모듈의 움직임에 대한 정보를 획득할 수 있다. 카메라 모듈의 움직임에 대한 정보는 광학적 영상 흔들림 방지부(미도시)로 전달되고, 광학적 영상 흔들림 방지부(미도시)는 카메라 모듈의 움직임을 보상하기 위해 렌즈를 조정할 값을 연산할 수 있다. 광학적 영상 흔들림 방지부가 연산하는 보상값은 액체 렌즈(28) 내의 두 액체가 형성하는 계면의 경사율, 곡률을 조정하여 액체 렌즈(28)를 통과한 광신호가 맺히는 상이 특정 방향으로 이동하도록 하는 것이다. 이러한 동작 제어는 액체 렌즈(28) 내 계면이 개별 전극에 인가되는 전압 레벨에 대응하여 곡률이 변할 수 있기 때문에 가능할 수 있다.
또한, 제어부(870)는 액체 렌즈(28)에 대한 렌즈 캘리브레이션(Lens Calibration)을 통해 결정된 데이터를 반영하여 4개의 개별 구동 전압을 결정할 수 있다. 액체 렌즈(28)는 제조과정에서의 공정 오차 등의 이유로 미세한 특성 차이를 가질 수 있고, 이러한 차이는 렌즈 캘리브레이션(Lens Calibration)을 통해 데이터화될 수 있으며, 이를 렌즈의 제어에 사용할 수 있다.
도 8은 도 7의 렌즈 구동부의 내부 회로도의 일예이다.
렌즈 구동부(860)는, 서로 직렬 접속되는 제1 상암, 하암 스위칭 소자(Sa,S'a), 서로 직렬 접속되는 제2 상암, 하암 스위칭 소자(Sb,S'b)를 구비할 수 있다.
이때, 제1 상암, 하암 스위칭 소자(Sa,S'a)와, 제2 상암, 하암 스위칭 소자(Sb,S'b)는 서로 병렬 접속된다.
제1 상암 스위칭 소자(Sa)와, 제2 상암 스위칭 소자(Sb)에는, 전원 공급부(890)로부터의 전원이 공급될 수 있다. 일 예로, 제1 상암 스위칭 소자(Sa)와, 제2 상암 스위칭 소자(Sb)에는 전원 공급부(890)로부터 70V의 전원이 인가될 수 있다.
한편, 제1 상암 스위칭 소자(Sa)와 제1 하암 스위칭 소자(S'a)의 사이의 노드를 통해, 공통 전극(132)에 전압이 인가되고, 제2 상암 스위칭 소자(Sb)와 제2 하암 스위칭 소자(S'b)의 사이의 노드를 통해, 제1 전극(LA)(134a)에 전압이 인가될 수 있다.
도 9a는 도 8의 렌즈 구동부의 동작 설명을 위한 파형도의 일 예이며 도 9b는 도 8의 액체 렌즈에 공급되는 구동 전압의 설명을 위해 참조되는 도면이다.
도 9a에서의 파형도의 1주기는 T1 시점에서 T5 시점까지를 의미한다. T5은 제1 주기의 종료 시점을 의미할 수 있고, 제1 주기 다음의 제2 주기의 시작 시점을 의미할 수도 있다.
실시 예에서는 1주기에 해당하는 T1 시점에서 T5시점 사이의 기간 중 일부 기간에 온도 보상 알고리즘이 이루어지도록 한다. 여기에서, 온도 보상 알고리즘에 대해서는 하기에서 더욱 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 1주기의 시작인 T1 시점에, Sa 스위칭 소자에는 하이 레벨의 제어 신호(CMHP)가 인가되며, T2 시점에 Sb 스위칭 소자에 하이 레벨의 제어 신호(LAP)가 인가될 수 있다.
한편, T3 시점에 Sa 스위칭 소자에는 로우 레벨의 제어 신호(CMHP)가 인가될 수 있고, 이때 S'a 스위칭 소자에는 하이 레벨의 제어 신호(CMHM)가 인가될 수 있다.
또한, T4 시점에 Sb 스위칭 소자에는 로우 레벨의 제어 신호(LAP)가 인가될 수 있고, 이때 S'b 스위칭 소자에는 하이 레벨의 제어 신호(LAM)가 인가될 수 있다.
이때, Sb 스위칭 소자와, S'b 스위칭 소자는, 상보적으로 턴 온될 수 있다.
구체적으로, T1 시점에 공통 전극(COM)에 Dt1의 펄스폭을 가지는 전압(SLP)이 인가될 수 있다.
다음, T2 시점에 제1 개별 전극(LA)에 Dt2의 펄스폭을 가지는 전압이 인가될 수 있다.
이때, 공통 전극(COM)에 인가되는 전압과 제1 개별 전극(LA)에 인가되는 전압의 시간 차(DFF1)에 의해, 액체 렌즈(28) 내의 계면(130)에 형성되는 곡률이 가변될 수 있다.
예를 들어, 전압의 시간 차(DFF1)가 작을수록, 전극 및 제1 액체(122) 사이의 경계 영역(Ac0)의 면적의 크기가 증가할 수 있으며, 이에 따라, 커패시턴스가 커지며, 결국, 곡률이 작아질 수 있다.
한편, 실시 예에서의 제어부(870)는 상기 렌즈 구동부(860)의 스위칭 소자의 스위칭이 이루어지지 않는 구간, 다시 말해서 스위칭 소자의 스위칭 상태가 유지되는 구간에 온도 보상 알고리즘이 동작하도록 한다.
이때, 도 9b에서와 같이, T1 시점, T2 시점, T3 시점, T4 시점 및 T5 시점에 각각 스위칭 소자의 스위칭이 이루어진다. 여기에서 상기 스위칭이 이루어진다는 것은 스위칭 소자의 스위칭 상태가 변경됨을 의미할 수 있다. 일 예로 상기 스위칭 상태가 변경되는 것은 온 상태에서 오프 상태로 변경되거나, 오프 상태에서 온 상태로 변경되는 것을 의미할 수 있다.
이에 따라, 실시 예에서의 제어부(870)는 상기 T1 시점, T2 시점, T3 시점, T4 시점 및 T5 시점과 중첩되는 시점에 상기 온도 보상 알고리즘 동작이 이루어지지 않도록 한다.
도면 상에서와 같이 1주기 내에서, 렌즈 구동부(860)의 스위칭이 이루어지지 않는 구간은 T1 시점과 T2 시점 사이의 제1 구간(A1), T2 시점과 T3 시점 사이의 제2 구간(A2), T3 시점과 T4 시점 사이의 제3 구간(A3) 및 T4 시점과 T5 시점 사이의 제4 구간(A4)을 포함한다.
이에 따라, 제어부(870)는 상기 제1 구간(A1), 상기 제2 구간(A2), 상기 제3 구간(A3) 및 상기 제4 구간(A4) 중 어느 하나의 구간 내에서만 상기 온도 보상 알고리즘이 동작하도록 한다.
여기에서, 온도 보상 알고리즘은, 온도 센서(850)에 의해 액체 렌즈(28)의 온도를 감지하는 동작과, 상기 감지된 온도에 따라 상기 액체렌즈의 온도 제어를 위해 히터를 구동시키는 동작을 포함할 수 있다.
즉, 상기 제1 구간(A1), 상기 제2 구간(A2), 상기 제3 구간(A3) 및 상기 제4 구간(A4) 내가 아닌 렌즈 구동부(860)가 스위칭되는 시점을 포함하는 구간 내에서 상기 온도 보상 알고리즘이 동작하는 경우, 상기 렌즈 구동부(860)의 스위칭 동작에 의해 노이즈가 발생하게 되고, 상기 발생한 노이즈에 의해 정확한 온도 감지가 어려울 수 있다. 따라서, 실시 예에서의 제어부(870)는 상기 렌즈 구동부(860)의 스위칭 동작이 이루어지는 시점을 제외한 나머지 구간에만 상기 온도 보상 알고리즘이 동작하도록 한다.
한편, 상기에서 렌즈 구동부(860)의 스위칭 동작이 이루어진다는 것은 액체 렌즈의 공통 전극 및 복수의 개별 전극 중 적어도 어느 하나의 전극에 인가되는 전압의 전위가 변경되는 것을 의미한다. 여기에서, 상기 전위가 변경된다는 것은 액체 렌즈의 특정 전극에 인가되는 전압이 그라운드 전압에서 구동 전압에 대응하는 고전압으로 변경되거나, 상기 액체 렌즈의 특정 전극에 인가되는 전압이 구동 전압에 대응하는 고전압에서 그라운드 전압으로 변경됨을 의미할 수 있다. 또한, 상기 전위가 변경된다는 것은 액체 렌즈의 특정 전극에 인가되는 전압이 낮은 전위에서 높은 전위로 상승하거나, 상기 액체 렌즈의 특정 전극에 인가되는 전압이 높은 전위에서 낮은 전위로 감소하는 것을 의미할 수 있다. 따라서, 상기 렌즈 구동부(860)의 스위칭이 이루어지지 않는 구간은 상기 공통 전극 및 복수의 개별 전극 각각에 인가되는 전압의 전위가 변경되지 않는 구간을 포함할 수 있다.
이하에서는 실시 예에 따른 온도 보상 알고리즘이 동작하는 타이밍에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 10a 내지 도 10e는 실시 예에 따른 온도 보상 알고리즘의 동작 타이밍의 설명을 위해 참조되는 도면이다.
아래에서의 제1 구간 내지 제4 구간의 각각의 구분은 공통 전극 및 복수의 개별 전극 중 적어도 어느 하나의 전극에 인가되는 전압의 전위가 변경되는 시점을 기준으로 구분될 수 있다.
도 10a를 참조하면, 온도 보상 알고리즘은 제1 구간(A1) 내에서 동작할 수 있다. 즉, 제1 구간(A1)은 T1 시점과 T2 시점의 사이 구간이다. 구체적으로, 제1 구간(A1)은 공통 전극(COM)에 고전압(예:10V~80V)이 공급되고, 개별 전극에 그라운드 전압(0V)이 공급되는 구간일 수 있다. 즉, 상기 T1 시점은 상기 공통 전극(COM)에 인가되는 전압이 그라운드 전압에서 고전압으로 상승하는 라이징 에지 시점이다. 그리고, T2 시점은 개별 전극에 인가되는 전압이 그라운드 전압에서 고전압으로 상승하는 라이징 에지 시점이다. 여기에서, 상기 고전압은 구동 전압이라고도 할 수 있다.
다만, 상기 T1 시점과 T2 시점 사이의 전체 구간에서 상기 온도 보상 알고리즘의 동작 타이밍(AT)이 하이 레벨을 가지는 경우, 상기 렌즈 구동부(860)의 스위칭 소자가 스위칭 상태가 안정화되기 이전까지 스위칭 노이즈가 발생할 수 있고, 이에 따라 온도 보상 알고리즘의 정확도를 감소시킬 수 있다.
따라서, 상기 제어부(870)는 상기 T1 시점으로부터 일정 시간 이후인 T1-1 시점에서 상기 T2 시점으로부터 일정 시간 이전인 T1-2 시점까지 상기 온도 보상 알고리즘의 동작 타이밍(AT)이 하이 레벨을 가지도록 할 수 있다. 여기에서, 온도 보상 알고리즘의 동작 타이밍(AT)이 하이 레벨을 가진다는 것은 상기 온도 보상 알고리즘 관련한 동작이 활성화됨을 의미한다. 그리고, 온도 보상 알고리즘의 동작 타이밍(AT)이 로우 레벨을 가지는 경우, 상기 온도 보상 알고리즘 관련한 동작이 비활성화될 수 있다.
한편, 실시 예에서의 개별 전극은 복수개이다. 그리고, 상기 복수 개의 개별 전극에는 각각 구동 전압이 인가된다. 이때, 상기 개별 전극에는 상기 공통 전극에 인가되는 구동 전압을 기준으로 서로 다른 시간 차를 가진 구동 전압이 인가될 수 있다. 이에 따라, 상기 T2 시점은 복수의 개별 전극에 인가되는 구동 전압 중 상기 공통 전극에 인가되는 구동 전압 대비 시간차가 가장 작은 구동 전압을 기준으로 설정될 수 있다. 즉, 복수의 개별 전극 중 제1 개별 전극에 인가되는 전압이 공통 전극에 인가되는 전압 대비 가장 작은 시간차를 가지는 경우, 상기 T2 시점은 상기 제1 개별 전극에 인가되는 전압이 그라운드 전압에서 고전압으로 상승하는 라이징 에지 시점이다.
도 10b를 참조하면, 온도 보상 알고리즘은 제2 구간(A2) 내에서 동작할 수 있다. 즉, 제2 구간(A2)은 T2 시점과 T3 시점의 사이 구간이다. 구체적으로, 제2 구간(A2)은 공통 전극(COM)에 고전압(예:10V~80V)이 공급되고, 개별 전극에 고전압이 공급되는 구간일 수 있다. 즉, 상기 T2 시점은 상기 개별 전극에 인가되는 전압이 그라운드 전압에서 고전압으로 상승하는 라이징 에지 시점이다. 그리고, T3 시점은 공통 전극에 인가되는 전압이 고전압 전압에서 그라운드 전압으로 떨어지는 폴링 에지 시점이다.
다만, 상기 T2 시점과 T3 시점 사이의 전체 구간에서 상기 온도 보상 알고리즘의 동작 타이밍(AT)이 하이 레벨을 가지는 경우, 상기 렌즈 구동부(860)의 스위칭 소자가 스위칭 상태가 안정화되기 이전까지 스위칭 노이즈가 발생할 수 있고, 이에 따라 온도 보상 알고리즘의 정확도를 감소시킬 수 있다.
따라서, 상기 제어부(870)는 상기 T2 시점으로부터 일정 시간 이후인 T2-1 시점에서 상기 T3 시점으로부터 일정 시간 이전인 T2-2 시점까지 상기 온도 보상 알고리즘의 동작 타이밍(AT)이 하이 레벨을 가지도록 할 수 있다. 여기에서, 온도 보상 알고리즘의 동작 타이밍(AT)이 하이 레벨을 가진다는 것은 상기 온도 보상 알고리즘 관련한 동작이 활성화됨을 의미한다. 그리고, 온도 보상 알고리즘의 동작 타이밍(AT)이 로우 레벨을 가지는 경우, 상기 온도 보상 알고리즘 관련한 동작이 비활성화될 수 있다.
한편, 실시 예에서의 개별 전극은 복수개이다. 그리고, 상기 복수 개의 개별 전극에는 각각 구동 전압이 인가된다. 이때, 상기 개별 전극에는 상기 공통 전극에 인가되는 구동 전압을 기준으로 서로 다른 시간 차를 가진 구동 전압이 인가될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 구간(A2)에서의 T2 시점은 복수의 개별 전극에 인가되는 구동 전압 중 상기 공통 전극에 인가되는 구동 전압 대비 시간차가 가장 큰 구동 전압을 기준으로 설정될 수 있다. 즉, 복수의 개별 전극 중 제1 개별 전극에 인가되는 전압이 공통 전극에 인가되는 전압 대비 가장 큰 시간차를 가지는 경우, 상기 T2 시점은 상기 제1 개별 전극에 인가되는 전압이 그라운드 전압에서 고전압으로 상승하는 라이징 에지 시점이다.
도 10c를 참조하면, 온도 보상 알고리즘은 제3 구간(A3) 내에서 동작할 수 있다. 즉, 제3 구간(A3)은 T3 시점과 T4 시점의 사이 구간이다. 구체적으로, 제3 구간(A3)은 공통 전극(COM)에 그라운드 전압이 공급되고, 개별 전극에 고전압이 공급되는 구간일 수 있다. 즉, 상기 T3 시점은 상기 공통 전극에 인가되는 전압이 고전압에서 그라운드 전압으로 떨어지는 폴링 에지 시점이다. 그리고, T4 시점은 개별 전극에 인가되는 전압이 고전압 전압에서 그라운드 전압으로 떨어지는 폴링 에지 시점이다.
다만, 상기 T3 시점과 T4 시점 사이의 전체 구간에서 상기 온도 보상 알고리즘의 동작 타이밍(AT)이 하이 레벨을 가지는 경우, 상기 렌즈 구동부(860)의 스위칭 소자가 스위칭 상태가 안정화되기 이전까지 스위칭 노이즈가 발생할 수 있고, 이에 따라 온도 보상 알고리즘의 정확도를 감소시킬 수 있다.
따라서, 상기 제어부(870)는 상기 T3 시점으로부터 일정 시간 이후인 T3-1 시점에서 상기 T4 시점으로부터 일정 시간 이전인 T3-2 시점 사이까지 상기 온도 보상 알고리즘의 동작 타이밍(AT)이 하이 레벨을 가지도록 할 수 있다. 여기에서, 온도 보상 알고리즘의 동작 타이밍(AT)이 하이 레벨을 가진다는 것은 상기 온도 보상 알고리즘 관련한 동작이 활성화됨을 의미한다. 그리고, 온도 보상 알고리즘의 동작 타이밍(AT)이 로우 레벨을 가지는 경우, 상기 온도 보상 알고리즘 관련한 동작이 비활성화될 수 있다.
한편, 실시 예에서의 개별 전극은 복수개이다. 그리고, 상기 복수 개의 개별 전극에는 각각 구동 전압이 인가된다. 이때, 상기 개별 전극에는 상기 공통 전극에 인가되는 구동 전압을 기준으로 서로 다른 시간 차를 가진 구동 전압이 인가될 수 있다. 이에 따라, 상기 제3 구간(A3)에서의 T4 시점은 복수의 개별 전극에 인가되는 구동 전압 중 상기 공통 전극에 인가되는 구동 전압 대비 시간차가 가장 작은 구동 전압을 기준으로 설정될 수 있다. 즉, 복수의 개별 전극 중 제1 개별 전극에 인가되는 전압이 공통 전극에 인가되는 전압 대비 가장 작은 시간차를 가지는 경우, 상기 T4 시점은 상기 제1 개별 전극에 인가되는 전압이 고전압에서 그라운드 전압으로 떨어지는 폴링 에지 시점이다.
도 10d를 참조하면, 온도 보상 알고리즘은 제4 구간(A4) 내에서 동작할 수 있다. 즉, 제4 구간(A4)은 T4 시점과 T5 시점의 사이 구간이다. 구체적으로, 제4 구간(A4)은 공통 전극(COM)에 그라운드 전압이 공급되고, 개별 전극에 그라운드 전압이 공급되는 구간일 수 있다. 즉, 상기 T4 시점은 상기 개별 전극에 인가되는 전압이 고전압에서 그라운드 전압으로 떨어지는 폴링 에지 시점이다. 그리고, T5 시점은 공통 전극에 인가되는 전압이 그라운드 전압에서 고전압으로 상승하는 라이징 에지 시점이다.
다만, 상기 T4 시점과 T5 시점 사이의 전체 구간에서 상기 온도 보상 알고리즘의 동작 타이밍(AT)이 하이 레벨을 가지는 경우, 상기 렌즈 구동부(860)의 스위칭 소자가 스위칭 상태가 안정화되기 이전까지 스위칭 노이즈가 발생할 수 있고, 이에 따라 온도 보상 알고리즘의 정확도를 감소시킬 수 있다.
따라서, 상기 제어부(870)는 상기 T4 시점으로부터 일정 시간 이후인 T4-1 시점에서 상기 T5 시점으로부터 일정 시간 이전인 T4-2 시점 사이까지 상기 온도 보상 알고리즘의 동작 타이밍(AT)이 하이 레벨을 가지도록 할 수 있다. 여기에서, 온도 보상 알고리즘의 동작 타이밍(AT)이 하이 레벨을 가진다는 것은 상기 온도 보상 알고리즘 관련한 동작이 활성화됨을 의미한다. 그리고, 온도 보상 알고리즘의 동작 타이밍(AT)이 로우 레벨을 가지는 경우, 상기 온도 보상 알고리즘 관련한 동작이 비활성화될 수 있다.
한편, 실시 예에서의 개별 전극은 복수개이다. 그리고, 상기 복수 개의 개별 전극에는 각각 구동 전압이 인가된다. 이때, 상기 개별 전극에는 상기 공통 전극에 인가되는 구동 전압을 기준으로 서로 다른 시간 차를 가진 구동 전압이 인가될 수 있다. 이에 따라, 상기 제4 구간(A4)에서의 T4 시점은 복수의 개별 전극에 인가되는 구동 전압 중 상기 공통 전극에 인가되는 구동 전압 대비 시간차가 가장 큰 구동 전압을 기준으로 설정될 수 있다. 즉, 복수의 개별 전극 중 제1 개별 전극에 인가되는 전압이 공통 전극에 인가되는 전압 대비 가장 큰 시간차를 가지는 경우, 상기 T5 시점은 상기 제1 개별 전극에 인가되는 전압이 고전압에서 그라운드 전압으로 떨어지는 폴링 에지 시점이다.
한편, 도 10a 내지 도10d 에서는 제1 구간(A1) 내지 제4 구간(A4) 중 어느 하나의 구간에서만 온도 보상 알고리즘의 타이밍이 하이 레벨을 가지는 것으로 도시하였으나, 복수의 구간에서 온도 보상 알고리즘의 타이밍이 하이 레벨을 가질 수도 있다.
도 10e를 참조하면, 실시 예에서의 온도 보상 알고리즘은 제1 구간(A1) 내지 제4 구간(A4) 중 적어도 어느 하나의 구간에서 하이 레벨을 가지고 활성화될 수 있다. 바람직하게, 온도 보상 알고리즘은 제1 구간(A1) 내지 제4 구간(A4) 사이에서 천이 구간(C1, C2, C3, C4)을 제외한 나머지 구간에서 진행될 수 있다. 여기에서 천이 구간은 T1-2 시점에서 T2-1 시점 사이의 제1 천이 구간(C1), T2-2 시점에서 T3-1 시점 사이의 제2 천이 구간(C2), T3-2 시점에서 T4-1 시점 사이의 제3 천이 구간(C3), 그리고 제4-2 시점에서 다음 주기의 T1-1 시점까지의 제4 천이 구간(C4)을 포함할 수 있다. 즉, 제1 천이 구간(C1)은 제1 구간(A1)에서 제2 구간(A2)으로 천이되는 구간이고, 제2 천이 구간(C2)은 제2 구간(A2)에서 제3 구간(A3)으로 천이되는 구간이며, 제3 천이 구간(C3)은 제3 구간(A3)에서 제4 구간(A4)으로 천이되는 구간이고, 제4 천이 구간(C4)은 제4 구간(A4)에서 다시 제1 구간(A1)으로 천이되는 구간일 수 있다.
한편, 상기에서의 온도 보상 알고리즘은 온도 센서(850)에 의해 액체 렌즈(28)의 온도를 감지하는 제1 동작과, 상기 감지된 온도에 따라 상기 액체렌즈의 온도 제어를 위해 히터를 구동시키는 제2 동작을 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1 동작과 제2 동작은 상기 도 10a 내지 도 10e에서 설명한 온도 보상 알고리즘 타이밍(AT)이 하이 레벨을 가지는 구간에서 활성화될 수 있다. 다만, 상기 액체 렌즈(28)의 온도를 감지하는 제1 동작은 상기 히터(855)의 구동 상태가 변경되는 시점을 회피한 시점에 활성화될 수 있다.
즉, 상기 히터(855)를 구동시키는 제2 동작에서, 상기 히터(855)의 구동 상태를 변경하기 위하여 스위칭 동작이 이루어진다. 다시 말해서 상기 히터(855)를 구동시키는 제2 동작에는 히터(855)의 동작 상태를 온 상태로 변경하기 위해 스위치를 온 상태로 스위칭하는 구간과, 상기 히터(855)의 동작 상태를 오프 상태로 변경하기 위해 스위치를 오프 상태로 스위칭하는 구간을 포함한다.
그리고, 실시 예에서는 온도 보상 알고리즘 타이밍(AT)이 하이 레벨을 가지는 구간 중 상기 히터(855)이 동작 상태의 변경을 위해 이루어지는 스위칭 구간을 회피한 나머지 구간에서 상기 온도 센서(850)에 의해 액체 렌즈(28)의 온도를 감지하는 제1 동작이 활성화되도록 할 수 있다.
도 11a 내지 도 11b는 실시 예에 따른 온도 센싱 타이밍과 히터 구동 타이밍의 설명을 위해 참조되는 도면이다.
도 11a를 참조하면, 온도 센싱 타이밍(ST)과 히터 구동 타이밍(HT)은 도 10a 내지 도 10e에서 설명한 복수의 구간 중 어느 하나의 동일한 구간 내에서 하이 레벨을 가질 수 있다.
즉, 온도 센싱 타이밍(ST)과 히터 구동 타이밍(HT)은 제2 구간(A2)에서 하이 레벨을 가질 수 있다. 상기 제2 구간(A2)은 T2 시점과 T3 시점 사이의 구간 중 T2-1 시점과 T2-2 시점 사이의 구간일 수 있다. 이때, 히터 구동 타이밍(HT)은 T2-1 시점에 하이 레벨로 천이될 수 있고, T2-2 시점에 로우 레벨로 천이될 수 있다. 이때, 상기 T2-1 시점과 T2-2 시점에서는 상기 히터(855)의 동작 상태를 변경하기 위한 스위칭 동작이 이루어진다. 이에 따라 상기 T2-1 시점과 T2-2 시점에서 온도 센서(850)에 의한 온도 감지 동작이 이루어지면, 상기 히터(855)에 의한 스위칭 노이즈에 의해 정확한 온도 감지 동작이 이루어질 수 없다. 따라서, 실시 예에서는 상기 히터(855)가 스위칭되는 구간을 회피한 구간에서 상기 온도 센서(850)에 의한 온도 감지 동작이 이루어지도록 한다.
즉, 온도 센싱 타이밍(ST)은 상기 히터 구동 타이밍(HT)과 동일하게 제3 구간(A3) 내에서 하이 레벨을 가질 수 있다. 이때, 온도 센싱 타이밍(ST)은 히터의 동작 상태가 오프 상태에서 온 상태로 변경되는 T2-1 시점으로부터 일정 시간 이후인 T2-3 시점에 로우 레벨에서 하이 레벨로 천이될 수 있다. 또한, 온도 센싱 타이밍(ST)은 히터의 동작 상태가 온 상태에서 오프 상태로 변경되는 T2-2 시점으로부터 일정 시간 이전인 T2-4 시점에 하이 레벨에서 로우 레벨로 천이될 수 있다. 다시 말해서, 온도 센서(850)에 의한 온도 감지 동작은 상기 히터(855)가 온 상태로 동작한 이후에 시작되어 상기 히터(855)가 오프 상태로 변경되기 전에 끝날 수 있다.
이에 따르면, 히터(855)의 스위칭 동작에 의해 발생하는 스위칭 노이즈의 영향을 최소화할 수 있으며, 이에 따른 온도 감지 정확성을 향상시킬 수 있다.
도 11b를 참조하면, 온도 센싱 타이밍(ST)과 히터 구동 타이밍(HT)은 도 10a 내지 도 10e에서 설명한 복수의 구간 중 서로 다른 구간 내에서 하이 레벨을 가질 수 있다.
즉, 온도 센싱 타이밍(ST)은 상기 복수의 구간 중 제3 구간(A3)에서 하이 레벨을 가질 수 있다. 또한, 히터 구동 타이밍(HT)은 상기 온도 센싱 타이밍(ST)이 하이 레벨을 가지는 구간과 다른 제2 구간(A2)에서 하이 레벨을 가질 수 있다.
즉, 상기 제2 구간(A2)은 T2 시점과 T3 시점 사이의 구간 중 T2-1 시점과 T2-2 시점 사이의 구간일 수 있다. 이때, 히터 구동 타이밍(HT)은 T2-1 시점에 하이 레벨로 천이될 수 있고, T2-2 시점에 로우 레벨로 천이될 수 있다. 이때, 상기 T2-1 시점과 T2-2 시점에서는 상기 히터(855)의 동작 상태를 변경하기 위한 스위칭 동작이 이루어진다. 이에 따라 상기 T2-1 시점과 T2-2 시점에서 온도 센서(850)에 의한 온도 감지 동작이 이루어지면, 상기 히터(855)에 의한 스위칭 노이즈에 의해 정확한 온도 감지 동작이 이루어질 수 없다. 따라서, 실시 예에서는 상기 히터(855)가 스위칭되는 구간을 회피한 구간에서 상기 온도 센서(850)에 의한 온도 감지 동작이 이루어지도록 한다.
즉, 온도 센싱 타이밍(ST)은 상기 히터 구동 타이밍(HT)이 하이 레벨을 가지는 구간과는 다른 구간에서 하이 레벨을 가질 수 있다. 다시 말해서, 온도 센서(850)에 의한 온도 감지 동작은 상기 히터(855)가 동작하는 구간과는 다른 구간에서 활성화될 수 있다.
이에 따르면, 히터(855)의 스위칭 동작에 의해 발생하는 스위칭 노이즈의 영향을 최소화할 수 있으며, 이에 따른 온도 감지 정확성을 향상시킬 수 있다.
이하에서는 제어부(870)에 의한 온도 감지 동작과 히터 구동 동작에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 12는 실시 예에 따른 온도 보상 알고리즘의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참조하면, 실시 예에 따른 카메라 모듈은 온도 센서(850) 및 히터(855)와 각각 연결되어 온도 감지를 수행하거나, 상기 감지된 온도에 따라 히터의 동작 상태를 제어하는 제어부(870)를 포함한다.
이를 위한 제어부(870)는 온도 감지부(871) 및 히터 제어부(872)를 포함할 수 있다.
온도 감지부(871)는 온도 센서(850)와 연결될 수 있다. 이때, 실시 예에서의 온도 센서(850)가 복수 개로 구성되는 경우, 이에 따른 온도 감지부(871)도 복수 개 배치될 수 있다.
이에 따라, 온도 센서(850)의 일단은 온도 감지부(871)와 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 온도 센서(850)의 타단은 기준 전위(예를 들어, 접지) 또는 저항(R2)과 연결될 수 있다.
히터 제어부(872)는 히터(855)의 일단과 연결될 수 있다.
또한, 히터(855)의 타단은 기준 전위(예를 들어, 접지)와 연결될 수 있다. 실시 예에 의하면, 온도 감지부(871)는 감지 구동부(871-1) 및 온도 정보 측정부(871-2)를 포함할 수 있다.
감지 구동부(871-1)는 온도 센서(850)에 구동 신호를 공급하는 역할을 한다. 이하에서는 온도 감지부(871)와 온도 센서(850)의 연결 관계에 대해 설명하기로 한다.
예를 들어, 감지 구동부(871-1)는 온도 센서(850)의 일단을 통해 구동 신호를 공급할 수 있다. 감지 구동부(871-1)에서 공급되는 구동 신호는 전류 형태일 수도 있고, 전압 형태일 수도 있다.
일 실시 예에 의하면, 감지 구동부(871-1)가 전류 형태의 구동 신호를 공급할 경우, 감지 구동부(871-1)는 도 12에서 전류원(IS)만을 포함할 수도 있다.
다른 실시 예에 의하면, 감지 구동부(871-1)가 전압 형태의 구동 신호를 공급할 경우, 감지 구동부(871-1)는 도 12에서 공급 전압(VDS)과 제1 저항(R1)만을 포함할 수 있다.
또 다른 실시 예에 의하면, 감지 구동부(871-1)가 전류 형태 또는 전압 형태의 구동 신호를 선택적으로 공급할 경우, 감지 구동부(871-1)는 전류원(IS), 공급 전압(VDS), 제1 저항(R1)뿐만 아니라, 제1 및 제2 스위치(S1, S2)를 포함하고, 카메라 모듈은 제3 내지 제6 스위치(S3 내지 S6) 및 저항(R2)을 더 포함할 수 있다. 제1 내지 제6 스위치(S1 내지 S6)의 턴 온과 턴 오프는 제어부(870)에서 조정될 수 있다. 이를 위해, 제어부(870)는 별도의 스위치 제어부(873)를 더 포함할 수 있다. 스위치 제어부(873)는 제1 내지 제6 스위치(S1 내지 S6)를 턴 온 또는 턴 오프시키는 스위치 제어 신호를 생성하여 발생할 수 있다.
제1 스위치(S1)는 정전류원(IS)과 온도 센서(850)의 일단 사이에 배치되고, 제2 스위치(S2)는 저항(R1)과 온도 센서(850)의 일단 사이에 배치될 수 있다.
제3 스위치(S3)는 온도 정보 측정부(871-2)와 온도 센서(850)의 일단 사이에 배치되고, 제4 스위치(S4)는 온도 정보 측정부(871-2)와 온도 센서(850)의 타단 사이에 배치될 수 있다.
제5 스위치(S5)는 온도 센서(850)의 타단과 기준 전위(또는, 접지) 사이에 배치되고, 제6 스위치(S6)는 온도 센서(850)의 타단과 저항(R2) 사이에 배치될 수 있다.
온도 정보 측정부(871-2)는 온도 센서(850)에 연결되어 온도 센서(850)의 온도 정보를 측정할 수 있다.
예를 들어, 감지 구동부(871-1)가 전류 형태의 구동 신호를 공급할 경우, 온도 정보 측정부(871-2)는 온도 센서(850)의 일단에 연결되어, 온도 센서(850)의 온도 정보를 측정할 수 있다. 이를 위해, 정전류원(IS)은 온도 센서(850)의 일단에 연결되고, 전류 형태의 구동 신호를 온도 센서(850)의 일단으로 공급할 수 있다.
또는, 감지 구동부(871-1)가 전압 형태의 구동 신호를 공급할 경우, 온도 정보 측정부(871-2)는 온도 센서(850)의 타단에 연결되어, 온도 센서(850)의 온도 정보를 측정할 수 있다. 이를 위해, 제1 저항(또는, 부하 저항)(R1)은 전압 형태의 구동 신호와 온도 센서(850)의 일단 사이에 연결될 수 있다.
즉, 온도 정보 측정부(871-2)는 온도 센서(850)의 일단에서의 전압(VS1) 또는 온도 센서(850)의 타단에서의 전압(VS2)을 측정하고, 측정된 전압(VS1 또는 VS2)으로부터 온도 센서(850)의 온도 정보를 측정할 수 있다. 이를 위해, 온도 정보 측정부(871-2)는 아날로그/디지털 변환기(871-3)를 포함할 수 있다. 아날로그/디지털 변환기(871-3)는 전압(VS1 또는 VS2)을 측정하고, 측정된 전압(VS1 또는 VS2)을 디지털 형태로 변환하며, 변환된 결과를 온도 정보로서 출력단자 OUT를 통해 출력할 수 있다.
이하, 온도 감지부(871)에서 온도 센서(850)의 온도 정보를 측정하는 원리를 다음과 같이 설명한다.
도 13은 구동 신호가 전류 형태로 공급될 때의 등가 회로를 나타낸다.
먼저, 감지 구동부(871-1)가 전류 형태로 구동 신호를 공급할 경우, 온도 정보 측정부(871-2)의 동작을 다음과 같이 도 12 및 도 13을 참조하여 살펴본다.
제7 스위치(S7)는 저항(R3)과 히터(855)의 일단 사이에 배치될 수 있다.
제1, 제3 및 제5 스위치(S1, S3, S5)는 턴 온되고, 나머지 스위치인 제2, 제4 및 제6 스위치(S2, S4, S6)와 제7 스위치(S7) 모두는 턴 오프된다. 이로 인해, 도 12에 도시된 카메라 모듈은 도 13에 도시된 바와 같이 결선될 수 있다.
도 13을 참조하면, 정전류원(IS)으로부터 출력되는 전류(I)는 화살표 방향으로 흐르게 된다. 이때, 온도 정보 측정부(871-2)에서 감지된 전압(VS1)은 다음 수학식 2와 같다.
Figure PCTKR2020009042-appb-img-000002
여기서, RT는 온도 센서(850)의 저항값(RT)을 나타낸다.
수학식 2의 감지된 전압(VS1)은 아날로그/디지털 변환기(871-3)에서 디지털 형태로 변환되어 출력단자 OUT를 통해 온도 센서(850)의 온도 정보로서 출력된다.
출력단자 OUT를 통해 출력되는 온도 정보를 이용하여, 온도 센서(850)의 온도를 추정할 수 있다. 즉, 수학식 2에서, 전류(I)는 정전류원(IS)에서 공급하는 일정한 고정된 값이므로, VS1을 이용하여 RT를 알 수 있다. 만일, 온도 센서(850)가 온도에 반비례하는 저항값(RT)을 갖는 네가티브형 서미스터로 구현된다면, 온도가 증가함에 따라 저항값(RT)은 감소한다. 그러나, 온도 센서(850)가 온도에 비례하는 저항값(RT)을 갖는 포지티브형 서미스터로 구현된다면, 온도가 증가함에 따라 저항값(RT)은 증가한다. 이와 같이, 온도 감지부(871-2)로부터 출력단자 OUT를 통해 출력되는 디지털 형태의 전압(VS1)을 온도 센서(850)의 온도로서 환산할 수 있다.
도 14는 구동 신호가 전압 형태로 공급될 때의 등가 회로를 나타낸다.
감지 구동부(871-1)가 전압 형태로 구동 신호를 공급할 경우에 대해 다음과 같이 도 12 및 도 14를 참조하여 온도 정보 측정부(871-2)의 동작을 살펴본다.
제2, 제4 및 제6 스위치(S2, S4, S6)는 턴 온되고, 제1, 제3 및 제5 스위치(S1, S3, S5) 및 제7 스위치(S7)는 턴 오프된다. 이로 인해, 도 12에 도시된 카메라 모듈은 도 14에 도시된 바와 같이 결선될 수 있다.
도 14를 참조하면, 공급 전압(VDS)으로부터 저항(R1)을 통해 전압 형태의 구동 신호가 인가되면, 온도 정보 측정부(871-2)에서 감지된 온도 센서(850)의 타단에서의 전압(VS2)은 다음 수학식 3과 같다.
Figure PCTKR2020009042-appb-img-000003
여기서, RT는 전술한 바와 같이 온도 센서(850)의 저항값(RT)을 나타내고, VDS는 공급 전압으로서 고정된 값이고, R2는 외부 저항으로서 고정된 저항값을 갖는다.
감지된 전압(VS2)은 아날로그/디지털 변환기(871-3)에서 디지털 형태로 변환되어 출력단자 OUT를 통해 온도 센서(850)의 온도 정보로서 출력될 수 있다.
출력단자 OUT를 통해 출력되는 온도 정보를 이용하여, 온도 센서(850)의 온도를 알 수 있다. 수학식 3에서, 공급 전압(VDS)과 제2 저항(R2)은 고정된 값이므로, VS2를 이용하여 RT를 알 수 있다. 만일, 온도 센서(850)가 온도에 반비례하는 저항값(RT)을 갖는 네가티브형 서미스터로 구현된다면, 온도가 증가함에 따라 저항값(RT)은 감소한다. 그러나, 온도 센서(850)가 온도에 비례하는 저항값(RT)을 갖는 포지티브형 서미스터로 구현된다면, 온도가 증가함에 따라 저항값(RT)은 증가한다. 이와 같이, 온도 감지부(871-2)로부터 출력단자 OUT를 통해 출력되는 디지털 형태의 전압(VS2)을 온도 센서(850)의 온도로서 환산할 수 있다.
한편, 히터 제어부(872)는 히터(855)의 발열을 제어하는 역할을 한다.
이하, 히터 제어부(872)에서 히터(855)를 발열시키는 동작을 다음과 같이 설명한다.
히터(855)를 발열시키고자 할 경우, 도 12에서 스위치(S7)만 턴 온되고, 나머지 스위치(S1 내지 S6)는 턴 오프되어, 히터(855)는 발열될 수 있다.
스위치 제어부(873)는 제7스위치(S7)를 턴 온 또는 턴 오프시키는 스위치 제어 신호를 생성하여 발생할 수 있다.
도 12에 도시된 스위치 제어부(873)는 동작별로 다음 표 1에서와 같이 스위치(S1 내지 S8)를 턴 온/턴 오프한다.
구분 OP1 OP2
S1 1 0
S2 0 1
S3 1 0
S4 0 1
S5 1 0
S6 0 1
S7 0 0
표 1에서 OP1은 전류 형태의 구동 신호가 인가될 때, 액체 렌즈(28)의 온도를 감지하는 스위칭 동작을 나타내고, OP2는 전압 형태의 구동 신호가 인가될 때, 액체 렌즈(28)의 온도를 감지하는 스위칭 동작을 나타낸다. 표 1에서 '0'은 해당하는 스위치가 턴 오프임을 나타내고, '1'은 해당하는 스위치가 턴 온임을 나타낸다.이하, 전술한 카메라 모듈의 제어 방법을 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 살펴본다.도 15는 실시 예에 의한 카메라 모듈의 제어 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 15를 참조하면, 먼저 액체 렌즈(28)의 온도를 감지한다(S100). S100은 온도 센서(850)에서 수행될 수 있다. 액체 렌즈(28)의 온도를 감지하기 위해, 스위칭 제어부(873)는 제7 스위치(S7)를 오프시키고, 온도 센서(850)의 온도 정보를 측정하도록 제1 내지 제6 스위치(S1 내지 S6)의 스위칭 동작을 제어한다. 이러한 동작은 전술한 바와 같다.
이때, 기본적으로 상기 온도 센서(850)에 의한 온도 감지 동작은 렌즈 구동부(860)의 스위칭 동작이 이루어지지 않는 구간, 다시 말해서 상기 렌즈 구동부(860)의 스위칭 상태가 유지되는 구간에서만 진행될 수 있다.
S100 후에, 감지된 온도와 액체 렌즈(28)의 설정된 목표 온도 간의 차이를 검출한다(S110 단계). S110은 제어부(870)에서 수행될 수 있다. 예를 들어, S110은 스위치 제어부(873)에서 수행될 수 있다.
감지된 온도와 액체 렌즈(28)의 설정된 목표 온도 간의 차이가 있는 경우, 히터(855)를 스위칭하여 상기 히터(855)에 전원을 인가한다(S120).
또한, 감지된 온도와 액체 렌즈(28)의 설정된 목표 온도 간의 차이가 없는 경우, 현 상태를 유지한다(S130). 이를 위해, 스위칭 제어부(873)는 제7 스위치(S7)를 턴 오프시키도록 스위치 제어 신호를 생성할 수 있다. 따라서, 히터(855)는 발열되지 않는다.
또한, 상기 단계(S120)에서 히터에 전원을 인가한 이후, 상기 액체 렌즈의 온도가 목표 온도에 도달하는 경우, 상기 히터에 인가되는 전원을 차단하여 상기 히터의 동작을 중지시킬 수 있다.
한편, 실시 예에서는 온도 센서(850)를 통해 온도가 감지되면, 상기 감지된 온도에 기반하여 상기 액체 렌즈의 구동 전압을 제어할 수 있다.
그리고, 상기와 같이 상기 액체 온도에 기반하여 액체 렌즈의 구동 전압이 제어되는 경우, 상기 온도 센서(850) 및 제어부(870)에 의한 액체 렌즈의 온도 감지 동작은 상기 액체 렌즈의 구동 전압의 전위가 변경되지 않는 구간에서 수행될 수 있다.
실시 예에서는 액체렌즈의 계면의 곡률을 변화시키는 렌즈 구동부의 스위칭 소자가 스위칭하지 않는 구간에 액체 렌즈의 온도의 감지가 이루어지도록 한다. 이에 따르면 상기 온도 감지 동작 중 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해 발생하는 노이즈의 영향을 최소화할 수 있으며, 이에 따른 온도 감지 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 실시 예에서는 히터의 동작 상태가 변경되지 않는 구간에 액체 렌즈의 온도 감지가 이루어지도록 한다. 이에 따르면 상기 온도 감지 동작 중 상기 히터의 동작 상태 변경에 의해 발생하는 노이즈의 영향을 최소화할 수 있으며, 이에 따른 온도 감지 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 실시 예에서는 액체 렌즈의 구동에 사용되는 렌즈 구동부의 스위칭 구간을 회피하여 히터를 동작시키고, 상기 히터의 동작 상태가 변경되는 구간을 회피하여 온도 감지 동작이 이루어지도록 하며, 이에 따른 온도 보상 알고리즘의 정확성을 향상시킬 수 있다.
한편, 액체 렌즈 제어 장치는 온도 센서와 히터를 포함할 수 있고, 온도 센서와 히터 중 하나가 생략될 수 있다. 예를 들어 액체 렌즈 제어 장치는 액체 렌즈, 제어부, 온도 센서를 포함하는 구성일 수 있고, 액체 렌즈, 제어부, 히터를 포함하는 구성일 수 있고, 액체 렌즈, 제어부, 온도 센서, 히터를 포함하는 구성일 수도 있다. 온도 센서와 히터 중 하나가 생략된 경우 상술한 히터의 동작 구간에 대해서는 온도 센서에 대해서도 동일하게 적용할 수 있으며 반대로 온도 센서의 동작 구간에 대해서도 히터에 대해 동일하게 적용할 수 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상표시장치의 외관을 나타내는 도면이고, 도 17은 도 16의 영상표시장치의 광학부와 디스플레이를 분리하여 표시한 도면이다.
도면을 참조하면, 영상표시장치(1400)는, 디스플레이(1480)를 포함할 수 있다.
디스플레이(1480)는, 입력되는 영상을 표시할 수 있으며, 광학부(1495)는, 디스플레이(1480)에 일정 간격으로 이격되어 사용자 방향으로 배치될 수 있다. 도 16b에서는, 디스플레이(1480)와 광학부(1495) 간격을 분리하는 것을 예시한다.
광학부(1495)는, 인가되는 전원에 따라 광의 진행 방향을 가변할 수 있도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 광학부(1495)는, 이전의 도면에서 설명한 액체 렌즈를 구비하는 액체 렌즈 제어 회로를 구비할 수 있다.
이에 따라, 가변된 렌즈의 곡률에 의해, 영상표시장치(1400)에서 출력되는 광의 진행 방향을 변경할 수 있어, 영상 시청시의 시인성이 향상될 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 렌즈 곡률 가변 장치의 동작방법은, 렌즈 곡률 가변 장치에 구비된 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한, 인터넷을 통한 전송 등과 같은 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (10)

  1. 제1 전극 및 제2 전극과 서로 계면을 형성하는 제1 액체 및 제2 액체를 포함하는 액체 렌즈;
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 전압을 인가하여 상기 계면을 제어하며, 복수의 스위칭 소자를 포함하는 렌즈 구동부;
    상기 액체 렌즈의 온도를 보상하는 온도 보상부; 및
    상기 계면이 목표 계면을 형성하도록 상기 렌즈 구동부를 제어하고, 상기 액체 렌즈가 목표 온도를 가지도록 상기 온도 보상부를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 온도 보상부가 동작하는 온도 보상 타임동안 상기 렌즈 구동부를 구성하는 복수의 스위칭 소자의 스위칭 상태가 유지되도록 하는
    액체 렌즈 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 스위칭 소자의 스위칭 상태가 유지되는 구간을 상기 온도 보상부가 동작하는 온도 보상 타임으로 결정하고, 상기 온도 보상 타임동안 상기 온도 보상부가 동작하도록 하는
    액체 렌즈 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 전극은 공통 전극을 포함하고,
    상기 제2 전극은 복수의 개별 전극을 포함하고,
    상기 온도 보상 타임은,
    상기 공통 전극에 인가되는 전압이 그라운드 전압에서 구동 전압으로 상승하는 제1 라이징 에지 시점부터 상기 복수의 개별 전극에 인가되는 전압이 그라운드 전압에서 구동 전압으로 상승하는 제2 라이징 에지 시점 사이의 제1 구간을 포함하는
    액체 렌즈 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 라이징 에지 시점은,
    상기 복수의 개별 전극 중 상기 공통 전극에 인가되는 구동 전압 대비 가장 작은 시간차를 가진 구동 전압이 인가되는 개별 전극의 라이징 에지 시점인
    액체 렌즈 제어 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 온도 보상 타임은,
    상기 복수의 개별 전극에 인가되는 전압이 그라운드 전압에서 구동 전압으로 상승하는 제2 라이징 에지 시점부터 공통 전극에 인가되는 전압이 구동 전압에서 그라운드 전압으로 감소하는 제1 폴링 에지 시점 사이의 제2 구간을 포함하는
    액체 렌즈 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 라이징 에지 시점은,
    상기 복수의 개별 전극 중 상기 공통 전극에 인가되는 구동 전압 대비 가장 큰 시간차를 가진 구동 전압이 인가되는 개별 전극의 라이징 에지 시점인
    액체 렌즈 제어 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 온도 보상 타임은,
    상기 공통 전극에 인가되는 전압이 구동 전압에서 그라운드 전압으로 감소하는 제1 폴링 에지 시점부터 상기 복수의 개별 전극에 인가되는 전압이 구동 전압에서 그라운드 전압으로 감소하는 제2 폴링 에지 시점 사이의 제3 구간을 포함하는
    액체 렌즈 제어 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 폴링 에지 시점은,
    상기 복수의 개별 전극 중 상기 공통 전극에 인가되는 구동 전압 대비 가장 작은 시간차를 가진 구동 전압이 인가되는 개별 전극의 폴링 에지 시점인
    액체 렌즈 제어 장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 온도 보상 타임은,
    상기 복수의 개별 전극에 인가되는 전압이 구동 전압에서 그라운드 전압으로 상승하는 제2 폴링 에지 시점부터 공통 전극에 인가되는 전압이 그라운드 전압에서 구동 전압으로 상승하는 제3 라이징 에지 시점 사이의 제4 구간을 포함하는
    액체 렌즈 제어 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 폴링 에지 시점은,
    상기 복수의 개별 전극 중 상기 공통 전극에 인가되는 구동 전압 대비 가장 큰 시간차를 가진 구동 전압이 인가되는 개별 전극의 폴링 에지 시점인
    액체 렌즈 제어 장치.
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