阅读说明：本技术 透镜曲率改变装置 (Lens curvature changing device ) 是由 宋昇昕 梁诚午 于 2018-07-20 设计创作，主要内容包括：本发明涉及透镜曲率改变装置。根据实施方式的透镜曲率改变装置是一种用于基于施加的电信号来改变具有可变曲率的液体透镜的曲率的透镜曲率改变装置,该透镜曲率改变装置包括：以及控制单元,用于根据所感测的曲率控制透镜驱动单元形成液体透镜的目标曲率。传感器单元感测液体透镜中的在电极上的绝缘体与导电水溶液之间的边界区域的面积或大小的变化。因此,可以快速且准确地感测透镜的曲率。(The present invention relates to a lens curvature changing device. A lens curvature changing device according to an embodiment is a lens curvature changing device for changing a curvature of a liquid lens having a variable curvature based on an applied electric signal, the lens curvature changing device including: and a control unit for controlling the lens driving unit to form a target curvature of the liquid lens according to the sensed curvature. The sensor unit senses a change in area or size of a boundary region between an insulator on the electrode and the conductive aqueous solution in the liquid lens. Therefore, the curvature of the lens can be sensed quickly and accurately.)

透镜曲率改变装置

技术领域

本发明涉及透镜曲率改变装置，并且更具体地，涉及能够快速且准确地感测透镜的曲率的透镜曲率改变装置。

背景技术

透镜是使光路转向的设备。透镜用在各种电子设备、尤其是摄像机中。

穿过摄像机中的透镜的光通过图像传感器被转换为电信号，并且可以基于通过转换获得的电信号来获取图像。

为了调整要捕获的图像的聚焦，需要改变透镜的位置。然而，当摄像机用于小型电子设备时，需要确保相当大的空间以改变透镜的位置，这导致了不便。

因此，正在研究在不改变透镜的位置的情况下用于调整要捕获的图像的聚焦的方法。

发明内容

技术问题

因此，鉴于上述问题而提出本发明，本发明的目的是提供一种能够快速且准确地感测透镜的曲率的透镜曲率改变装置。

本发明的另一目的为提供一种能够快速且准确地改变透镜的曲率的透镜曲率改变装置。

技术方案

根据本发明的一个方面，上述和其他目的可以通过提供一种用于基于施加的电信号来改变液体透镜的曲率的透镜曲率改变装置来实现，该透镜曲率改变装置包括：透镜驱动器，用于向液体透镜施加电信号；传感器单元，用于感测基于电信号形成的液体透镜的曲率；以及控制器，用于基于感测的曲率来控制透镜驱动器以形成液体透镜的目标曲率，其中，传感器单元感测电极上的绝缘体与液体透镜中的导电水溶液之间的边界区域的面积的大小或大小的变化。

有益效果

从以上描述中明显的是，根据本发明的实施方式的透镜曲率改变装置被配置成基于施加的电信号来改变液体透镜的可变的曲率，并且该透镜曲率改变装置包括：透镜驱动器，用于向液体透镜施加电信号；传感器单元，用于感测基于电信号形成的液体透镜的曲率；以及控制器，用于基于所感测的曲率来控制透镜驱动器以形成液体透镜的目标曲率。传感器单元可以通过感测电极上的绝缘体与液体透镜中的导电水溶液之间的边界区域的面积的大小或该大小的变化来快速且准确地感测透镜的曲率。

特别地，可以通过感测电容来准确地检测透镜的曲率，该电容对应于电极上的绝缘体与液体透镜中的导电水溶液之间的边界区域的面积的大小或该大小的变化。

传感器单元可以感测与电极上的绝缘体与液体透镜中的导电水溶液之间的边界区域的面积的大小或该大小的变化相对应的电容，并且反馈电容以向液体透镜施加电信号，使得透镜的曲率被改变。因此，透镜的曲率可以快速且准确地改变。

透镜曲率改变装置可以包括：多个导线，用于将从透镜驱动器输出的多个电信号提供给液体透镜；以及开关元件，其设置在多个导线中的一个导线与传感器单元之间，并且在开关元件的接通时段期间，传感器单元可以感测电极上的绝缘体与液体透镜中的导电水溶液之间的边界区域的面积的大小或者该大小的变化。因此，可以快速且准确地感测透镜的曲率。

透镜曲率改变装置可以包括：均衡器，用于基于所计算的曲率和目标曲率来计算曲率误差；以及脉冲宽度变化控制器，用于基于所计算的曲率误差生成并输出脉冲宽度变化信号。因此，可以快速且准确地感测透镜的曲率。

附图说明

从下面结合附图给出的详细描述中将更清楚地理解本发明的上述和其他目的、特征和其他优点，在附图中：

图1A是根据本发明的实施方式的摄像机的截面图；

图1B是图1A的摄像机的内部框图；

图2是示出透镜驱动方法的图；

图3A和图3B是示出驱动液体透镜的方法的图；

图4A至图4C是示出液体透镜的结构的图；

图5A至图5E是示出液体透镜的透镜曲率的变化的图；

图6是与本发明相关的摄像机的示例性内部框图；

图7是根据本发明的实施方式的摄像机的示例性内部框图；

图8A至图12B是图7的描述中所参考的图；

图13A是根据本发明另一实施方式的摄像机的示例性内部框图；

图13B是根据本发明的又一实施方式的摄像机的示例性内部框图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的优选实施方式，其示例在附图中示出。在可能的情况下，在整个附图中使用相同的附图标记来表示相同或相似的部分。

如本文所使用的，后缀“模块”和“单元”被可互换地增加或使用以便于本说明书的准备，并且不旨在暗示不同的含义或功能。因此，术语“模块”和“单元”可以互换地使用。

图1A是根据本发明实施方式的摄像机的截面图。

首先，图1A是摄像机195的截面图的示例。

摄像机195可以包括孔径194、透镜193和图像传感器820。

孔径194可以阻挡或允许光入射到透镜193上。

图像传感器820可以包括RGB滤波器910和传感器阵列911，用于将光信号转换为电信号以感测RGB颜色。

因此，图像传感器820可以感测并输出RGB图像。

图1B是图1A的摄像机的内部框图。

参照图1B，摄像机195可以包括透镜193和图像传感器820以及图像处理器830。

图像处理器830可以基于来自图像传感器820的电信号来生成RGB图像。

可以基于来自图像传感器820的电信号来调整曝光时间。

图2是示出透镜驱动方法的图。

图2(a)示出了来自焦点401的光被传输至透镜403、分束器405、微透镜407和图像传感器409，并且因此在图像传感器409上形成具有尺寸Fa的图像PH。

特别地，图2(a)示出了与焦点401相对应正确地形成聚焦。

接下来，与图2A相比，图2(b)示出了透镜403朝向焦点401移动，并且具有小于Fa的尺寸Fb的图像PH聚焦在图像传感器409上。

特别地，图2(b)示出了与焦点401相对应地过度向前形成聚焦。

接下来，图2(c)示出了透镜403从焦点401移开，并且因此具有大于Fa的尺寸Fc的图像PH聚焦在图像传感器409上。

特别地，图2(c)示出了与焦点401相对应地过度向后形成聚焦。

也就是说，图2示出了改变透镜的位置以调整所捕获图像的焦点。

如图2所示，音圈电机(VCM)用于改变透镜403的位置。

然而，当VCM用于诸如图1的移动终端的小型电子设备中时，VCM需要相当大的空间以用于透镜的移动。

在移动终端中使用摄像机195的情况下，除了自动聚焦之外，还需要光学图像稳定(OIS)功能。

由于VCM仅允许沿着诸如图2所示的左右方向的方向上的一维移动，所以不适合于稳定图像。

为了解决这个问题，本发明使用液体透镜驱动系统代替VCM系统。

在液体透镜驱动系统中，通过向液体透镜施加电信号来改变液体透镜的曲率，并且因此不需要为了自动聚焦而移动透镜。另外，在实现图像稳定功能时，液体透镜驱动系统可以防止二维或三维的模糊。

图3A和图3B是示出驱动液体透镜的方法的图。

首先，图3A(a)示出了第一电压V1被施加到液体透镜500并且液体透镜用作凹透镜。

接下来，图3A(b)示出了当大于第一电压V1的第二电压V2被施加到液体透镜500时液体透镜500不改变光的行进方向。

接下来，图3A(c)示出了当大于第二电压V2的第三电压V3被施加到液体透镜500时液体透镜500用作凸透镜。

虽然在图3A中示出了液体透镜的曲率或屈光度根据所施加的电压的电平而改变，但是本发明的实施方式不限于此。液体透镜的曲率或屈光度可以根据所施加的脉冲的脉冲宽度而改变。

接下来，图3B(a)示出了液体透镜500中的液体具有相同的曲率并且用作凸透镜。

参照图3B(a)，入射光Lpaa会聚，并且输出相应的输出光Lpab。

接下来，图3B(b)示出了由于液体透镜500中的液体具有不对称的弯曲表面，所以行进的光被向上转向。

参照图3B(b)，入射光Lpaa向上会聚，并且输出相应的输出光Lpac。

图4A至图4C是示出液体透镜的结构的图。特别地，图4A是液体透镜的顶视图，图4B是液体透镜的底视图，并且图4C是沿着图4A和图4C中的线I-I’截取的截面图。

特别地，图4A与图3A和图3B中的液体透镜500的右侧表面相对应，并且图4B与图3A和图3B中的液体透镜500的左侧表面相对应。

参照附图，公共电极(COM)520可以被设置在液体透镜500上，如图4A所示。公共电极(COM)520可以被布置为管状，并且液体530可以被设置在公共电极(COM)520下面的区域中，特别是与中空相对应的区域中。

尽管在图中未示出，但是绝缘体(未示出)可以被设置在公共电极(COM)520与液体之间以使公共电极(COM)绝缘。

如图4B所示，多个电极(LA至LD)540a至540d可以被设置在公共电极(COM)520下方，特别是在液体530下方。特别地，多个电极(LA至LD)540a至540d可以被布置成围绕液体530。

用于绝缘的多个绝缘体550a至550d可以被设置在多个电极(LA至LD)540a至540d与液体530之间。

也就是说，液体透镜500可以包括公共电极(COM)520、与公共电极(COM)间隔开的多个电极(LA至LD)540a至540d、以及设置在公共电极(COM)520与多个电极(LA至LD)540a至540d之间的液体530和导电水溶液595(参见图4C)。

参照图4C，液体透镜500可以包括在第一基板510上的多个电极(LA至LD)540a至540d、用于使多个电极(LA至LD)540a至540d绝缘的多个绝缘体550a至550d、在多个电极(LA至LD)540a至540d上的液体530、在液体530上的导电水溶液595、与液体530间隔开的公共电极(COM)520、以及在公共电极(COM)520上的第二基板515。

公共电极520可以被形成为具有中空的管状。液体530和导电水溶液595可以设置在中空区域中。液体530可以被布置为圆形，如图4A和图4B所示。液体530可以是诸如油的非导电性液体。

中空区域的横截面的大小可以随着从中空区域的下部延伸到其上部而增加，并且因此多个电极(LA至LD)540a至540d的下部可以大于多个电极(LA至LD)540a至540d的上部。

在图4C中，多个电极(LA至LD)540a至540d中的第一电极(LA)540a和第二电极(LB)540b被布置为倾斜的，并且其下部比其上部大。

作为图4A至图4C的示例的替选，多个电极(LA至LD)540a至540d可以被布置在上部位置，并且公共电极520可以被布置在下部位置。

虽然图4A至图4C示出了提供四个电极，但是实施方式不限于此。可以形成两个或更多个电极。

在图4C中，如果在向公共电极520施加脉冲状电信号之后的预定时间向第一电极(LA)540a和第二电极(LB)540b施加脉冲状电信号，则在公共电极520、第一电极(LA)540a和第二电极(LB)540b之间产生电势差。然后，具有导电性的导电水溶液595的形状发生改变，并且液体透镜中的液体530的形状根据导电水溶液595的形状的改变而改变。

本发明提供了一种简单且快速地感测根据施加到多个电极(LA至LD)540a至540d和公共电极520的电信号形成的液体530的曲率的方法。

根据本发明，传感器单元962感测第一电极540a上的第一绝缘体550a与液体透镜500中的导电水溶液595之间的边界区域Ac0的面积的大小或该大小的变化。

在图4C中，AM0示例性地给出作为边界区域Ac0的面积。特别地，示出了在第一电极540a上的第一绝缘体550a的倾斜部分中接触导电水溶液595的边界区域Ac0的面积是AM0。

在图4C中，示出了液体530既不是凹的也不是凸的，而是平行于第一基板510等。在这种情况下给出的曲率可以被定义为例如0。

如图4C所示，对于在第一电极540a上的第一绝缘体550a的倾斜部分中接触导电水溶液595的边界区域Ac0，可以根据等式1形成电容C。

[等式1]

这里，ε表示电介质550a的介电常数，A表示边界区域Ac0的面积，以及d表示第一电介质550a的厚度。

这里，当假设ε和d具有固定值时，边界区域Ac0的面积可能极大地影响电容C。

也就是说，随着边界区域Ac0的面积增加，在边界区域Ac0中形成的电容C可以增加。

在本发明中，由于边界区域Ac0的面积随着液体530的曲率的变化而变化，使用传感器单元962来感测边界区域Ac0的面积或在边界区域Ac0中形成的电容C。

图4C的电容可以被定义为CAc0。

图5A至图5E是示出液体透镜500的各种曲率的图。

图5A示出了其中根据向多个电极(LA至LD)540a至540d和公共电极520施加电信号而对液体530赋予第一曲率Ria的情况。

在图5A中，示出了当第一曲率Ria被赋予液体530时，边界区域Aaa的面积是AMa(＞AM0)。特别地，示出了在第一电极540a上的第一绝缘体550a的倾斜部分中接触导电水溶液595的边界区域Aaa的面积是AMa。

根据等式1，图5A中的边界区域Aaa的面积大于图4C中的边界区域的面积，并且因此边界区域Aaa的电容变得更大。图5A中的电容可以被定义为CAaa，其大于图4C中的电容CAc0。

第一曲率Ria可以被定义为具有正极性的值。例如，第一曲率Ria可以被定义为具有+2的水平。

图5B示出了其中根据向多个电极(LA至LD)540a至540d和公共电极520施加电信号而在液体530中形成第二曲率Rib的情况。

在图5B中，由于在液体530中形成第二曲率Rib，因此示例性地给出AMb(＞AMa)作为边界区域Aba的面积。特别地，示出了在第一电极540a上的第一绝缘体550a的倾斜部分中接触导电水溶液595的边界区域Aba的面积是AMb。

根据等式1，图5B中的边界区域Aba的面积大于图5A中的边界区域Aba的面积，并且因此边界区域Aba的电容变得更大。图5B中的电容可以被定义为CAba，其大于图5A中的电容CAaa。

第二曲率Rib可以被定义为具有大于第一曲率Ria的正极性的值。例如，第二曲率Rib可以被定义为具有+4的水平。

参照图5A和图5B，液体透镜500用作凸透镜，从而输出通过会聚入射光LP1形成的输出光LP1a。

接下来，图5C示出了其中根据向多个电极(LA至LD)540a至540d和公共电极520施加电信号而在液体530中形成第三曲率Ric的情况。

特别地，图5C示出了AMa给出作为左边界区域Aca的面积，而AMb(＞AMa)给出作为右边界区域Acb的面积。

更具体地，在第一电极540a上的第一绝缘体550a的倾斜部分中接触导电水溶液595的边界区域Aca的面积是AMa，而在第二电极540b上的第二绝缘体550b的倾斜部分中接触导电水溶液595的边界区域Acb的面积是AMb。

因此，左边界区域Aca的电容可以是CAaa，而右边界区域Acb的电容可以是CAba。

在这种情况下，第三曲率Ric可以被定义为具有正极性的值。例如，第三曲率Ric可以被定义为具有+3的水平。

参照图5C，液体透镜500用作凸透镜，从而通过将入射光LP1进一步会聚到一侧而输出输出光LP1b。

接下来，图5D示出了其中根据向多个电极(LA至LD)540a至540d和公共电极520施加电信号而在液体530中形成第四曲率Rid的情况。

在图5D中，由于在液体530中形成了第四曲率Rid，因此示例性地给出AMd(＜AM0)作为边界区域Ada的面积。特别地，示出了在第一电极540a上的第一绝缘体550a的倾斜部分中接触导电水溶液595的边界区域(Ada)的面积是AMd。

根据等式1，图5D中的边界区域(Ada)的面积小于图4C中的边界区域的面积，并且因此边界区域(Ada)的电容减小。图5D中的电容可以被定义为CAda，并且具有小于图4C中的电容CAc0的值。

在这种情况下，第四曲率Rid可以被定义为具有负极性的值。例如，可以定义第四曲率Rid具有-2的水平。

接下来，图5E示出了其中根据向多个电极(LA至LD)540a至540d和公共电极520施加电信号而在液体530中形成第五曲率Rie。

在图5E中，示例性地给出AMe(＜AMd)作为当在液体530中形成第五曲率Rie时的边界区域Aea的面积。特别地，示出了在第一电极540a上的第一绝缘体550a的倾斜部分中接触导电水溶液595的边界区域Aea的面积是AMe。

根据等式1，图5E中的边界区域Aea的面积小于图5D中的边界区域的面积，并且因此边界区域Aea的电容变得更小。图5E中的电容可以被定义为CAea，其小于图5D中的电容CAda。

在这种情况下，第五曲率Rie可以被定义为具有负极性的值。例如，第五曲率Rie可以被定义为具有-4的水平。

参照图5D和图5E，液体透镜500用作凹透镜，从而通过发散入射光LP1输出输出光LP1c。

图6是与本发明相关的摄像机的示例性内部框图。

参照图6，摄像机195x可以包括透镜曲率改变装置800、图像传感器820、图像处理器860、陀螺仪传感器830和液体透镜500。

透镜曲率改变装置800可以包括透镜驱动器860、脉冲宽度变化控制器840和电源890。

图6的透镜曲率改变装置800的操作如下。脉冲宽度变化控制器840输出与目标曲率相对应的脉冲宽度变化信号V，并且透镜驱动器860可以使用脉冲宽度变化信号V和电源890的电压Vx向液体透镜500的多个电极和公共电极输出相应的电压。

也就是说，图6的透镜曲率改变装置800用作开环系统以改变液体透镜的曲率。

根据该方法，除了根据目标曲率向液体透镜500的多个电极和公共电极输出相应的电压之外，不能感测液体透镜500的曲率。

另外，根据图6的透镜曲率改变装置800，当需要改变液体透镜500的曲率以防止模糊时，由于曲率未被感测，所以可能难以准确地改变曲率。

因此，在本发明中，透镜曲率可变装置800不是被实现为如图6所示的开环系统，而是被实现为闭环系统。

也就是说，为了识别液体透镜500的曲率，感测在液体透镜500中的液体中的电极上的绝缘体中和接触导电水溶液595的边界区域Ac0中形成的电容，并且反馈该电容以计算目标曲率与当前曲率之间的差，并且执行与该差相对应的控制操作。

因此，可以快速且准确地识别液体透镜500的曲率，并且可以快速且准确地控制液体透镜500的曲率以便与目标曲率相对应。将参照图7和随后的附图更详细地描述该操作。

图7是根据本发明的实施方式的摄像机的示例性内部框图。

参照图7，根据本发明的实施方式的摄像机195m可以包括：透镜曲率改变装置900，用于改变液体透镜500的曲率；图像传感器820，用于将来自液体透镜500的光转换为电信号；以及图像处理器930，用于基于来自图像传感器820的电信号来执行图像处理。图像处理装置

图7的摄像机195m还可以包括陀螺仪传感器915。

图像处理器930可以输出关于图像的聚焦信息AF，并且陀螺仪传感器915可以输出模糊信息OIS。

因此，透镜曲率改变装置900中的控制器970可以基于聚焦信息AF和模糊信息OIS来确定目标曲率。

根据本发明的实施方式的透镜曲率控制装置900可以包括：透镜驱动器960，用于向液体透镜500施加电信号；传感器单元962，用于感测基于电信号形成的液体透镜500的曲率；以及控制器970，用于基于感测的曲率控制透镜驱动器960以形成液体透镜500的目标曲率。传感器单元962可以感测电极上的绝缘体与液体透镜500中的导电水溶液595之间的边界区域Ac0的面积的大小或该大小的变化。因此，可以快速且准确地感测透镜的曲率。

根据本发明的实施方式，透镜曲率改变装置900还可以包括液体透镜500，该液体透镜500具有基于施加的电信号而变化的曲率。

根据本发明的实施方式，透镜曲率控制装置900可以包括：电源990，用于提供电力；以及模数(AD)转换器(未示出)，用于将与由传感器单元962感测的电容相关的信号转换为数字信号。

透镜曲率改变装置900可以包括：多个导线CA1和CA2，用于将来自透镜驱动器960的电信号提供到液体透镜500驱动器中的电极(公共电极和多个电极)中的每一个；以及开关元件SWL，其设置在传感器单元962与多个导线中的一个导线CA2之间。

该图示出了开关元件SWL被设置在传感器单元962与用于向液体透镜500中的多个电极中的任何一个电极施加电信号的导线CA2之间。在这种情况下，导线CA2与开关元件SWL的一端或液体透镜500之间的接触点可以被称为节点A。

在本发明中，电信号通过多个导线CA1和CA2施加到液体透镜500中的电极(公共电极和多个电极)中的每一者，以感测液体透镜500的曲率。因此，可以将曲率赋予液体530，如图5A至图5E所示。

例如，在第一时段期间，开关元件SWL可以被接通。

如果在开关元件SWL接通并且因此与传感器单元962电连接时对液体透镜500中的电极施加电信号，则可以在液体透镜500中形成曲率，并且与该曲率相对应的电信号可以经由开关元件SWL被提供到传感器单元962。

因此，在开关元件SWL的接通时段期间，传感器单元962可以基于来自液体透镜500的电信号来感测电极上的绝缘体与液体透镜500中的导电水溶液595之间的边界区域Ac0的面积的大小或该大小的变化，或者感测边界区域Ac0的电容。

接下来，在第二时段期间，开关元件SWL可以被关断，并且电信号可以被连续地施加到液体透镜500中的电极。因此，可以在液体530中形成曲率。

接下来，在第三时段期间，开关元件SWL可以被关断，并且没有电信号或低电平电信号可以被施加到液体透镜500中的电极。

接下来，在第四时段期间，开关元件SWL可以被接通。

如果在开关元件SWL被接通并且与传感器单元962电连接时向液体透镜500中的电极施加电信号，则可以在液体透镜500中形成曲率，并且与该曲率相对应的电信号可以经由开关元件SWL被提供到传感器单元962。

如果基于在第一时段期间感测的电容而计算的曲率小于目标曲率，则控制器970可以控制将提供给驱动器960的脉冲宽度变化控制信号的脉冲宽度增加，以便获得目标曲率。

因此，施加到公共电极530与多个电极的脉冲之间的时间差可以增加，从而增加在液体530中形成的曲率。

如果在第四时段期间在开关元件SWL接通并且与传感器单元962电连接的情况下电信号被施加到液体透镜500中的电极，则可以在液体透镜500中形成曲率，并且与该曲率相对应的电信号可以经由开关元件SWL被提供到传感器单元962。

因此，在开关元件SWL的接通时段期间，传感器单元962可以基于来自液体透镜500的电信号，感测电极上的绝缘体与液体透镜500中的导电水溶液595之间的边界区域Ac0的面积的大小或该大小的变化，或者感测边界区域Ac0的电容。

因此，控制器970可以基于所感测的电容计算曲率，并且可以确定曲率是否已经达到目标曲率。如果曲率已经达到目标曲率，则控制器970可以控制要被提供到电极中的每个电极的对应的电信号。

当提供电信号时，可以形成液体530的曲率，并且可以立即地被感测到。因此，可以快速且准确地识别液体透镜500的曲率。

透镜驱动器960和传感器单元962可以由单个模块965来实现。

图中所示的透镜驱动器960和传感器单元962、控制器970、电源990、AD转换器967和开关单元SWL可以由单个片上系统(SOC)实现。

如图4A至图4C所示，液体透镜500可以包括公共电极(COM)520、公共电极(COM)520上的液体530、液体530上的导电水溶液595以及与液体530间隔开的多个电极(LA至LD)。

如图5A至图5E所示，传感器单元962可以感测电极上的绝缘体与液体透镜500中的导电水溶液595之间的边界区域Ac0的面积的大小或该大小的变化，或者可以感测与其相对应的电容。

与传感器单元962所感测的电容相关的模拟信号可以通过AD转换器967被转换为数字信号，并且被输入到控制器970。

如图5A至图5E所示，随着液体透镜500的曲率增加，边界区域Ac0的面积增加，并且因此边界区域Ac0的电容增加。

在本发明中，假设使用由传感器单元962感测的电容来计算曲率。

控制器970可以控制将施加到液体透镜500的电压的电平增加或将脉冲宽度增加，以便增加液体透镜500的曲率。

如图5C所示，当将不同电平或不同脉冲宽度的电压施加到多个电极(LA至LD)540a至540d中的第一电极540a和第三电极540c时，液体530的第一末端部分Aca的第一电容和液体530的第二末端部分Acb的第二电容彼此不同。

因此，传感器单元962可以分别感测液体530的第一末端部分Aca和第二末端部分Acb的电容。

通过感测液体透镜500中的液体530的末端操作的周围的电容，可以准确地检测透镜的曲率。

换言之，通过感测电极上的绝缘体与液体透镜500中的导电水溶液595之间的多个边界区域的电容，可以准确地检测液体透镜的曲率。

当恒定电压被施加到公共电极(COM)520并且脉冲被施加到多个电极(LA至LD)540a至540d时，传感器单元962可以感测多个电极(LA至LD)540a至540d上的绝缘体与导电水溶液595之间的多个边界区域的电容。

当恒定电压被施加到多个电极(LA至LD)540a至540d并且脉冲被施加到公共电极COM 520时，可以感测第一电极520上的绝缘体与导电水溶液595之间的边界区域的电容。

控制器970可以基于由传感器单元962感测的电容来计算液体透镜500的曲率。

控制器970可以计算液体透镜500的曲率，使得曲率随着由传感器单元962感测的电容的增加而增加。

然后，控制器970可以控制使液体透镜500具有目标曲率。

控制器970可以基于由传感器单元962感测的电容来计算液体透镜500的曲率，并且基于所计算的曲率和目标曲率向透镜驱动器960输出脉冲宽度变化信号V。

然后，透镜驱动器960可以使用脉冲宽度变化信号V以及电源990的电压Lv1和Lv2来将相应的电信号输出至多个电极(LA至LD)540a至540d和公共电极(520)。

因此，由于液体透镜500的电容被感测和反馈，并且电信号被施加到液体透镜500以改变透镜的曲率，所以可以快速且准确地改变透镜的曲率。

控制器970可以包括：均衡器972，用于基于计算的曲率和目标曲率来计算曲率误差；以及脉冲宽度变化控制器940，用于基于所算的曲率误差Φ来生成并输出脉冲宽度变化信号V。

因此，如果计算的曲率大于目标曲率，则控制器970可以基于计算的曲率误差Φ来控制将脉冲宽度变化信号V的占空比增加，或者控制将对应于施加到液体透镜500的多个脉冲之间的时间差的延迟增加。因此，可以快速且准确地改变透镜500的曲率。

控制器970可以从图像处理器930接收聚焦信息AF并且从陀螺仪传感器915接收模糊信息OIS，并且基于聚焦信息AF和模糊信息OIS来确定目标曲率。

这里，所确定的目标曲率的更新周期优选地比基于液体透镜500的感测电容计算的曲率的更新周期长。

由于所计算的曲率的更新周期比目标曲率的更新周期短，所以液体透镜500的曲率可以快速地改变为期望的曲率。

图8A至图12B是在图7的描述中所参照的图。

图8A示出了图6的液体曲率改变装置800和图7的透镜曲率改变装置900中的液体透镜500的曲率变化曲线。

参照图8A，GRo表示图6的透镜曲率改变装置800中的液体透镜500的曲率变化曲线，以及GRc表示图7的透镜曲率改变装置900中的液体透镜500的曲率变化曲线。

特别地，该图示出了在时间Tx向液体透镜500施加用于将曲率改变为目标曲率的电压并且在时间Ty中断该电压的情况。

尽管不精确，但是从这两个曲线可以看出，在开环系统的图6的透镜曲率改变装置800的情况中曲率的变化缓慢地稳定到目标屈光度，而在闭环系统的图7的透镜曲率改变装置900的情况中曲率的变化快速且精确地稳定下来。

闭环系统的图7的透镜曲率改变装置900可以具有比开环系统的图6的透镜曲率改变装置800短约70％的稳定时间。

因此，利用闭环系统的图7的透镜曲率改变装置900，可以快速且准确地形成曲率和屈光度。

屈光度可以与图5A至图5E中所示的液体530的曲率对应。因此，可以定义屈光度随着液体530的曲率的增加而增加，并且随着该曲率的减小而减小。

例如，如图5A和图5B所示，当曲率具有+2或+4的水平时，屈光度可以被定义为具有与凸透镜相对应的+2或+4的水平。当曲率具有0的水平时，屈光度可以被定义为具有与平面透镜相对应的0的水平。当曲率具有如图5D和图5E所示的-2或-4的水平时，屈光度可以被定义为具有与凹透镜相对应的-2或-4的水平。

图8B是图7的透镜曲率改变装置900中的公共电极COM、第一电极LA以及开关元件SWL的时序图。

参照图8B，在时间T1与时间T3之间的时段Dt1期间，开关元件SWL被接通。

为了通过传感器单元962来感测边界区域Ac0的电容，优选地在时间T1与时间T3之间的时段Dt1期间在液体透镜500中形成曲率。

为了确保本发明中传感器单元962的感测操作的准确性和稳定性，在时间T1与时间T3之间的时段Dt1期间，向液体透镜500中的公共电极和多个电极中的一个电极施加脉冲。

特别地，如图8B所示，在时间T2，具有脉冲宽度Dt2的脉冲可以被施加到公共电极530。因此，在时间T2之后，可以形成液体透镜500的曲率。

因此，在时间T1与时间T3之间的时段Dt1中的时间T2与时间T3之间的时段期间，传感器单元962可以根据电极上的绝缘体与液体透镜500中的导电水溶液595之间的边界区域Ac0的面积的大小或该大小的变化来感测由导电水溶液595和电极所形成的电容。

在时间T2与时间T3之间的时段期间，传感器单元962可以感测导电水溶液595与电极之间的电势差或电流，该电势差或电流对应于电极上的绝缘体与液体透镜500中的导电水溶液595之间的边界区域Ac0的面积的大小或该大小的变化。

接下来，在时间T4，可以将具有脉冲宽度Dt3的脉冲施加到第一电极LA。

也就是说，可以在时间点T2将高电平电压施加到公共电极COM，并且可以在时间点T4将高电平电压施加到第一电极LA。

在液体透镜500中的液体530中形成的曲率可以根据施加到公共电极COM的脉冲与施加到第一电极LA的脉冲之间的时间差DFF1而变化。

例如，随着脉冲之间的时间差DFF1增加，电极与导电性水溶液595接触的边界区域Ac0的面积可以增加，并且因此电容和曲率可以增加。

图9A和图9B是示出用于传感器单元的各种感测方法的图。

图9A示出了能够在不施加单独的附加脉冲信号的情况下感测电容的传感器单元962a。

图9A的透镜曲率改变装置900a中的传感器单元962a可以以连续感测方式操作。

为此，图9A的传感器单元962a可以包括：滤波器1112，用于对来自多个电极(LA至LD)540a至540d中的至少一个电极的电信号进行滤波；峰值检测器1114，用于检测电信号的峰值；以及可编程增益放大器(PGA)1116，用于将来自峰检测器1114的电信号放大。

具体地，在连接到多个电极(LA至LD)540a至540d中的至少一个电极的开关元件SWL的接通时段期间，图9A的传感器单元962a可以感测液体透镜500的电容。

接下来，图9B示出了在施加附加脉冲信号期间能够向公共电极(COM)520施加单独的附加脉冲信号并且感测电容的传感器单元962b。

图9B的透镜曲率改变装置900b中的传感器单元962b可以以离散感测方式操作。

为此，图9B的传感器单元962b可以包括：转换单元1122，用于将来自多个电极(LA至LD)540a至540d中的至少一个电极的电容转换为电压；以及放大器1124，用于放大电压。

更具体地，在连接到电极(LA至LD)540a至540d中的至少一个电极的开关元件SWL的接通时段期间，附加脉冲信号可以被施加到公共电极(COM)520，并且图9B的传感器单元962b可以感测基于附加脉冲信号所形成的液体透镜500的电容。

可以应用于图9A和图9B两者的透镜驱动器可以如图10所示。

图10是图9A或图9B的透镜驱动器的示例性内部电路图。

参照图10，图10的透镜驱动器960a可以包括用于驱动透镜的第一驱动器961和用于驱动传感器的第二驱动器1310。

透镜驱动器960a还可以包括脉冲宽度控制器1320，该脉冲宽度控制器1320用于向第二驱动器1310输出脉冲宽度变化信号。

可以在图7的脉冲宽度控制器940中提供脉冲宽度控制器1320。

第一驱动器961可以包括彼此串联连接的第一上臂开关元件Sa和第一下臂开关元件S’a以及彼此串联连接的第二上臂开关元件Sb和第二下臂开关元件S’b。

这里，第一上臂开关元件Sa和第一下臂开关元件S’a与第二上臂开关元件Sb和第二下臂开关元件S’b彼此并联连接。

来自电源990的电平LV2的电力可以被提供给第一上臂开关元件Sa和第二上臂开关元件Sb。

第二驱动器1310可以包括彼此串联连接的第三上臂元件Sc和第三下臂元件S’c。

来自电源990的低于电平LV2的电平LV1的电力可以被提供给第三上臂开关元件Sc以生成附加的低电平脉冲。

可以通过第一上臂开关元件Sa与第一上臂开关元件S’a之间的节点或第三上臂开关元件Sc与第三下臂开关元件S’c之间的节点施加电压到公共电极520，并且可以通过第二上臂开关元件Sb与第二下臂开关元件S’b之间的节点施加电压到第一电极(LA)540a。

图11A是用于解释图10的透镜驱动器960a的操作的示例性波形图，以及图11B是用于解释图9A的传感器单元962a的操作所参照的示例性图。

参照图11A，在时间T1与时间T3之间的时段Dt1期间，高电平被施加到开关元件SWL以接通开关元件SWL。

在时间T1和时间T3之间的时段Dt1期间，低电平控制信号LAP和LAM分别被施加到开关元件Sb和开关元件S’b，并且因此开关元件Sb和开关元件S’b浮置。

开关元件Sb和开关元件S’b互补地接通。然而，在开关元件SWL接通的时段期间，两个开关元件都是浮置的。

在时间T2，施加到开关元件Sa的控制信号CMHP切换到高电平，并且施加到开关元件S’a的控制信号CMHM切换到低电平。

开关元件Sa和开关元件S’a总是互补地接通。

在时间T2，施加到开关元件Sa的控制信号CMHP切换到高电平。在时间T4，施加到开关元件Sb的控制信号LAp切换到高电平。

在时间T1与时间T3之间的时段Dt1期间，可以在时间T2施加具有脉冲宽度Dt2的脉冲。因此，在时间T2之后，可以形成液体透镜500的曲率。

因此，在时间T1与时间T3之间的时段Dt1中的时间T2与时间T3之间的时段期间，传感器单元962可以感测电容，该电容对应于电极上的绝缘体与液体透镜500中的导电水溶液595之间的边界区域Ac0的面积的大小或该大小的变化。

具体地，在时间T2与时间T3之间的时段期间，电平Lv3的信号可以被施加到滤波器1112，峰值检测器114可以检测该信号，并且PGA 1116可放大该信号。因此，在时间T2与时间T3之间的时段期间，可以感测和电极上的绝缘体与液体透镜500中的导电水溶液595之间的边界区域Ac0的面积的大小或该大小的变化相对应的电容。

在时间T2，高电平电压可以被施加到公共电极COM，并且在时间T4，高电平电压可以被施加到第一电极LA。

在液体透镜500中的液体530中形成的曲率可以根据施加到公共电极COM的脉冲与施加到第一电极LA的脉冲之间的时间差DFF1而变化。

例如，随着脉冲之间的时间差DFF1增加，电极与导电性水溶液595接触的边界区域Ac0的面积可以增加，并且因此电容可以增加。

在图11A的示例中，图10的第二驱动器1310不进行操作。

接下来，公共电极520在时间T5接地，以及第一电极(LA)540a在时间T6接地。此后，在时间T1和T2时的操作在时间T7和T8时重复。

图11C是示出图10的透镜驱动器960a的操作的另一示例性波形图，以及图11D是示出图9A的传感器单元962a的操作的图。

除了提供用于操作图10的第二驱动器1310中的开关元件Sc和S’c的控制信号CMLP和CMLM之外，图11C类似于图11A的波形图。

在T1与T2之间的时段期间，传感器单元SWL被接通，并且在T2之后被关断。

在时间T2，施加到开关元件Sa的控制信号CMHP切换到高电平。在时间T3，施加到开关元件Sb的控制信号LAp切换到高电平。

在T1与T2之间的时段期间，开关元件Sc可以被接通。然后，如图11D所示，可以将从电源990b提供的具有电平Lv1的附加脉冲SMP施加到公共电极COM。

因此，在时间T1与时间T2之间的时段Dt1期间，传感器单元962可以感测电容，该电容对应于电极上的绝缘体与液体透镜500中的导电水溶液595之间的边界区域Ac0的面积的大小或该大小的变化。

具体地，在时间T1与T2之间的时段期间，可以将低于电平Lv3的电平Lv5的信号施加到滤波器1112，峰值检测器114可以检测该信号，并且PGA 1116可以放大该信号。因此，在时间T1与时间T2之间的时段期间，可以感测和电极上的绝缘体与液体透镜500中的导电水溶液595之间的边界区域Ac0的面积的大小或该大小的变化相对应的电容。

接着，在时间T3，具有脉冲宽度Dt2及高于电平Lv1的电平Lv2的脉冲SLP可以施加到公共电极COM。

接下来，在时间T4，具有脉冲宽度Dt3的脉冲可以施加到第一电极LA。

在液体透镜500中的液体530中形成的曲率可以根据施加到公共电极COM的脉冲与施加到第一电极LA的脉冲之间的时间差DFF1而变化。

例如，随着脉冲之间的时间差DFF1减小，电极与导电性水溶液595接触的边界区域Ac0的面积可以增加，并且因此电容可以增加。结果，曲率可以减小。

图11E是示出图10的透镜驱动器960a的操作的另一示例性波形图，以及图11F是示出图9B的传感器单元962b的操作的图。

图11E类似于图11C的波形图。然而，与图11C不同，在从T1到T2的时段期间，用于操作图10的第二驱动器1310中的开关元件Sc和S’c的控制信号CMLP和CMLM具有多个脉冲而不是单个脉冲。

因此，如图11F所示，在从T1至T2的时段期间，多个脉冲SMPa被施加到公共电极COM。

因此，在时间T1与时间T2之间的时段Dt1期间，传感器单元962可以感测电容，该电容对应于电极上的绝缘体与液体透镜500中的导电水溶液595之间的边界区域Ac0的面积的大小或该大小的变化。

具体地，在时间T1与时间T2之间的时段期间，多个脉冲信号Lv3可以被施加到C2V转换器1122，并且SC放大器1124可以放大多个脉冲信号。因此，在时间T1与时间T2之间的时段期间，可以感测和电极上的绝缘体与液体透镜500中的导电水溶液595之间的边界区域Ac0的面积的大小或该大小的变化相对应的电容。特别地，可以输出与电容相对应的电压信号作为传感器部962的输出。

图13A是根据本发明的另一实施方式的摄像机的示例性内部框图。

参照图13A，除了感测与多个电极(LA至LD)540a至540d相对应的多个液体530的末端部分的电容以外，图13A所示的摄像机195n和透镜曲率改变装置900b类似于图7所示的摄像机195m和透镜曲率改变装置900。

为此，低电平电压被施加到公共电极(COM)520，并且脉冲信号可以被施加到多个电极(LA至LD)540a至540d。

优选地，为了允许传感器单元962的操作，多个开关元件SWLa至SWLd被提供在导电线CA至CD与传感器单元962之间，导电线CA至CD连接在多个电极(LA至LD)与液体透镜500之间。

在多个开关元件SWLa至SWLd接通的时段期间，传感器单元962可以基于施加到多个电极(LA至LD)540a至540d的脉冲信号来感测多个电极(LA至LD)540a至540d上的绝缘体与导电水溶液之间的边界区域的电容，并且可以将所感测到的电容发送到控制器970。

因此，可以感测液体透镜500的多个边界区域的电容。

此外，图13A的摄像机195n可以改变施加到多个电极(LA至LD)540a至540d的电压，用于进行模糊校正，从而形成非对称曲率。可以准确且快速地执行模糊校正。

图13B是根据本发明的又一实施方式的摄像机的示例性内部框图。

参照图13B，除了感测与多个电极(LA至LD)540a至540d相对应的液体的末端部分的电容以外，图13B所示的摄像机195o和透镜曲率改变装置900c类似于图7所示的摄像机195m和透镜曲率改变装置900。

为此，低电平电压可以施加到多个电极(LA至LD)540a至540d，并且脉冲信号可以施加到公共电极(COM)。

优选地，为了允许传感器单元962的操作，在连接在公共电极COM与液体透镜500之间的导电线CM(而不是连接在多个电极(LA至LD)540a至540d与液体透镜500之间的导电线CA至CD)与传感器单元962之间提供开关元件SWL。

在开关元件SWL接通的时段期间，传感器单元962可以基于施加到公共电极COM的脉冲信号来感测电极上的绝缘体与导电水溶液之间的边界区域的电容，并且可以将所感测的电容传输到控制器970。

因此，可以感测液体透镜500的边界区域的电容。

此外，图13B的摄像机195o可以响应于模糊校正形成非对称曲率，并且因此可以准确且快速地执行模糊校正。

参照图9至图15B描述的透镜曲率改变装置900可以用于各种各样的电子装置，例如移动终端、车辆、TV、无人机、机器人和机器人清洁器。

本发明的透镜曲率改变装置的操作方法可以被实现为在记录介质上的能够被处理器读取的代码，记录介质是透镜曲率改变装置中所包括的处理器能够读取的。处理器可读记录介质可以包括存储了处理器可读的数据的所有类型的记录装置。由处理器可读的记录介质的示例包括ROM、RAM、CD-ROM、磁带、软盘和光学数据存储设备，并且还可以以载波的形式实现，例如通过因特网的传输。此外，处理器可读记录介质可以分布在联网的计算机系统上，使得可以存储和执行处理器以分布式方式可读的代码。

尽管为了说明的目的已经公开了本发明的优选实施方式，但是本领域技术人员将会理解，在不偏离如所附权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。

工业实用性

本发明可适用于能够快速且准确地感测透镜的曲率的透镜曲率改变装置。