液体镜头、摄像机模块以及包括液体镜头和摄像机模块的光学设备的制作方法

文档序号:19160764发布日期:2019-11-16 01:20阅读:285来源:国知局
液体镜头、摄像机模块以及包括液体镜头和摄像机模块的光学设备的制作方法

实施方式涉及液体镜头、摄像机模块以及包括液体镜头和摄像机模块的光学设备。更具体地,实施方式涉及摄像机模块和光学设备,该光学设备包括用于控制能够使用电能调节焦距的液体镜头的控制模块或者控制设备。



背景技术:

便携式设备的用户希望拥有具有高分辨率、小尺寸和各种捕获功能的光学设备。各种捕获功能包括例如用于补偿用户的手的震颤或者抵消光学设备的抖动的自动聚焦(af)功能和光学图像稳定(ois)功能。这样的捕获功能可以通过组合多个镜头以直接移动镜头的方法来实现。然而,如果镜头的数量增加,则光学设备的尺寸可能增加。为了执行af功能和ois功能,固定在镜头架中并且已经布置了光学轴线的多个镜头的模块沿光学轴线方向或着沿光学轴线的垂直方向移动或倾斜,并且使用附加的镜头驱动设备来驱动镜头模块。然而,因为用于保护镜头模块的盖玻璃应与摄像机模块分开设置,因此镜头驱动设备具有高的功耗并且厚度较厚。因此,已经进行了关于用于通过电调节两种液体的界面的曲率来执行af和ois功能的液体镜头的研究。



技术实现要素:

技术问题

根据实施方式,在包括能够使用电能调节焦距的镜头的摄像机模块中,使用开关电路和负电压,甚至通过低电压来产生高驱动电压以驱动镜头,从而减小用于控制镜头的集成电路的尺寸。

此外,根据实施方式,即使当向能够调节焦距的镜头的多个端子提供低电压时,正电压和负电压也交替地供应到公共电极,从而产生用于驱动镜头的高电压。

此外,根据实施方式,通过使部分电极浮动以控制能够调节焦距的镜头的驱动电压来防止当电极之间的电压差增加时可能发生的界面的失真,从而更稳定地执行光学图像稳定,即ois功能。

此外,根据实施方式,使用浮动来详细控制提供给公共端子和多个端子的电压脉冲以控制能够调节焦距的镜头的驱动电压,从而提高分辨率和镜头控制的范围。

此外,实施方式应用于便携式设备,并且用于控制对应于施加在公共端子与多个端子之间的驱动电压来调节焦距的镜头的电路使用地电压作为电源电压,从而降低电路和摄像机模块的功耗。

通过本发明可以实现的技术目的不限于上文特别描述的内容,并且本领域技术人员从以下详细的描述中将更清楚地理解本文未描述的其他技术目的。

技术方案

在一个实施方式中,摄像机模块可以包括:液体镜头,所述液体镜头包括多个电极;以及控制电路,该控制电路电连接至多个电极并且被配置成控制液体镜头,其中,多个电极包括设置在液体镜头上方并且包括一个子电极的公共电极以及设置在液体镜头下方并且包括多个子电极的独立电极,并且其中,控制电路包括用于产生第一电压的第一电压发生器;以及第二电压发生器,该第二电压发生器用于产生具有与第一电压相反的极性的第二电压。可以在将第一电压、第二电压或者地电压施加到公共电极的同时使至少一个独立电极浮动。

第二电压发生器可以包括电荷泵,该电荷泵用于从第一电压发生器接收第一电压并且改变第一电压的极性以输出具有改变的极性的第一电压。

第一电压可以具有正极性,第二电压发生器可以独立于第一电压发生器输出具有与第一电压同样大小的负极性的第二电压。

可以将包括在至少一个第一开关中的开关元件共同地设置在独立电极的多个子电极中,并且可以将包括在多个第三开关中的开关元件单独地设置在独立电极的每个子电极中。

设置在基于多个电极扇区中的液体镜头的中心的对称位置处的至少两个独立电极的子电极可以在预设时间期间浮动。

独立电极的所有子电极可以在预设时间期间浮动。

在另一实施方式中,摄像机模块可以包括:包括多个电极的液体镜头;以及电连接至多个电极并且被配置成控制液体镜头的控制电路。液体镜头可以包括:第一板,该第一板包括其中设置有导电液体和非导电液体的腔;设置在第一板上方的第一电极;设置在第一板下方并且包括子电极的第二电极。控制电路可以包括:用于输出第一电压的第一电压发生器;用于输出具有与第一电压相反的极性的第二电压的第二电压发生器;用于传输第一电压或者地电压的第一开关;用于传输第二电压或者地电压的第二开关;以及连接至第一开关与第二开关并且连接至子电极的第三开关。第三开关的数量和子电极的数量中的每个可以至少为4。四个第三开关可以分别连接至四个子电极,并且在施加至四个子电极的至少两个子电极的电压之间存在差异的情况下,其他两个子电极可以浮动。

在另一实施方式中,用于对包括多个子电极的液体镜头进行控制的电路可以包括:配置成输出第一电压的第一电压发生器;配置成输出具有与第一电压相反的极性的第二电压的第二电压发生器;用于传输第一电压或者地电压的第一开关;用于传输第二电压或者地电压的第二开关;连接至第一开关与第二开关并且连接至多个子电极的第三开关,其中,第三开关可以使多个子电极中的至少一个在预设时间期间浮动。

在又一个实施方式中,控制具有包括第一子电极的多个子电极的液体镜头的方法可以包括:向第一子电极施加第一电压、具有与第一电压相反极性的第二电压或者地电压;使第一子电极在预设时间期间浮动;在使第一子电极在预设时间期间浮动之后施加第一电压、第二电压或者地电压。

在又一个实施方式中,摄像机模块可以包括:包括多个电极的液体镜头;以及电连接至多个电极并且被配置成控制液体镜头的控制电路。液体镜头可以包括:第一板,该第一板包括其中设置有导电液体和非导电液体的腔;设置在第一板上方的第一电极;设置在第一板下方并包括子电极的第二电极。控制电路可以包括:用于输出第一电压的第一电压发生器;用于输出具有与第一电压相反的极性的第二电压的第二电压发生器;用于传输第一电压或者地电压的第一开关;用于传输第二电压或者地电压的第二开关;以及连接至第一开关、第二开关与子电极的第三开关。第三开关和子电极中的每个都可以是多个,并且多个第三开关可以分别连接至子电极。控制电路可以在预设时间期间切断第三开关中的至少之一,以防止第一电压、第二电压或地电压传输至子电极中的至少之一。

第三开关可以包括连接至第一开关的第一开关元件和连接至第二开关的第二开关元件,并且可以在预设时间期间切断第一开关元件与第二开关元件以防止第一电压、第二电压或者地电压传输至至少一个子电极。

以上技术方案仅仅是本发明的实施方式的一些部分,并且从以下对本发明的详细描述中本领域技术人员可以得出和理解结合了本发明的技术特征的各种实施方式。

有利效果

根据本发明的设备的效果如下。

实施方式可以通过产生能够使用负电压调节焦距的镜头的驱动电压来实现构成用于控制镜头的集成电路的元件的紧凑尺寸。

此外,由于甚至可以通过低端控制电路确保分辨率和范围,因此实施方式可以减小用于产生用于对能够调节焦距的镜头进行控制的供电电压的电路的尺寸,并且可以提高生产率并降低制造成本。

更进一步地,实施方式增加了可以通过光学图像稳定(ois)来校正图像的范围,并且即使在控制使液体镜头中的界面移动的过程中,电极之间的驱动电压存在大的差异的情况下,也可以通过执行稳定的光学图像稳定功能即ois功能来执行有效的图像校正。

本领域技术人员将理解,通过本发明可以实现的效果不限于上文特别描述的内容,并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明的其他优点。

附图说明

图1示出了控制能够使用电能调节焦距的镜头的方法的问题。

图2示出了摄像机模块的示例。

图3示出了包括在摄像机模块中的镜头组件的示例。

图4示出了液体镜头,其焦距对应于驱动电压来调节。

图5示出了液体镜头的界面的移动。

图6示出了液体镜头的第一驱动方法。

图7示出了液体镜头的第二驱动方法。

图8示出了控制电路的第一实施方式。

图9示出了控制电路的第二实施方式。

图10示出了液体镜头的结构。

图11示出了控制电路的第三实施方式。

图12示出了控制电路的第四实施方式。

图13示出了控制电路的第五实施方式。

图14示出了根据图13中示出的控制电路的实施方式的第一操作示例。

图15示出了根据图13中示出的控制电路的实施方式的第二操作示例。

图16示出了控制电路的第六实施方式。

图17示出了控制电路的第七实施方式。

图18示出了控制电路的第八实施方式。

图19示出了根据图18中示出的控制电路的实施方式的第一操作示例。

图20示出了根据图18中示出的控制电路的实施方式的第二操作示例。

最佳实施方式

现在将详细参考实施方式,在附图中示出实施方式的示例。然而本公开内易于产生各种修改和替选形式,在附图中以示例的方式示出本公开内容的具体实施方式。然而,本公开内容不应被解释为限制于本文阐述的实施方式,而是相反,本公开内容将覆盖落入实施方式的精神和范围内的所有修改、等同物和替选物。

虽然诸如“第一”,“第二”等的术语可用于描述各种部件,但是这样的部件不应由上述术语限制。上述术语仅用于将一个部件与另一个部件区分开。另外,考虑到实施方式的构造和操作而特别定义的术语仅用于描述实施方式,并且不限定实施方式的范围。

在实施方式的描述中,应当理解,当一个元件被称为在另一个元件“上方”或“下方”形成时,其可以直接在另一个元件“上方”或“下方”或者其间具有介入元件地间接形成。还应理解,当元件被称为在“上方”或“下方”时,可以基于该元件包括“在元件下方”以及“在元件上方”。

如本文所使用的,诸如“之上”/“上部”/“上方”、“下面”/“下部”/“下方”等的关系术语仅用于将一个实体或元件与另一实体或元件区分开,而不一定要求或暗示这样的实体或元件之间的任何物理关系或逻辑关系或顺序。

图1示出了控制能够使用电能调节焦距的镜头的方法的问题。具体地,图1(a)示出了用于向镜头施加驱动电压的控制电路,并且图1(b)是示出向镜头施加驱动电压的方法的波形图。

参照图1(a),控制电路可以包括:用于接收供电电压vin并且升高所接收电压的水平的升压器12;用于使升压器12的输出稳定的稳压器14;以及用于选择性地将升压器12的输出提供给镜头10的开关单元16。

在本文中,开关单元16可以包括通常称为h桥的电路配置。将从升压器12输出的高电压施加为开关单元16的电源电压。开关单元16可以选择性地将所施加的电源电压与地电压提供给镜头10的两个端子。

参照图1(b),可以将具有预定宽度的脉冲类型的电压施加到镜头10的两个端子,即公共端子c0和独立电极l1。施加到镜头10的驱动电压vop对应于公共端子c0与独立电极l1之间的电压差。因此,如果向公共端子c0和独立电极l1有时间差地施加同一水平的电压,则可以理解为将0v的驱动电压vop施加到镜头10。参照图1(b),当通过公共端子c0施加同一电压时,可以理解,根据施加到独立电极l1的电压与施加到公共端子c0的电压有时间差,将具有彼此不同的脉冲宽度的驱动电压vop1和vop2施加到镜头10的两个端子。

在这种情况下,从升压器12输出的操作电压具有大约70v的水平。因此,包括在开关单元16中的元件需要在70v的水平的高电压下驱动。应当在高电压下驱动的元件难以被小型化。可以在高电压下驱动的元件应当满足击穿电压、特定导通电阻、安全操作区(soa)和最大正向电压的特性。如果在高电压下操作的元件被制造得过小,则元件例如晶体管可能不执行切换或者放大的功能。由于这些原因,难以使用于提供镜头10的驱动电压的控制电路小型化,并且可能由于低生产率而增加生产成本。

图2是根据实施方式的摄像机模块的截面图。

图2中示出的摄像机模块可以包括:镜头组件22、控制电路24和图像传感器26。

镜头组件22可以包括多个镜头。多个镜头可以包括第一镜头,第一镜头的焦距对应于施加在公共端子与多个独立电极之间的驱动电压来调节。

控制电路24可以用于将驱动电压提供给第一镜头。

图像传感器26与镜头组件22对准,并且可以将通过镜头组件22传输的光转换成电信号。

参照图2,摄像机模块可以包括形成在一个印刷电路板(pcb)上的多个电路24和26以及包括多个镜头的镜头组件22,但是这仅是示例性的,并且实施方式不限于此。可以根据摄像机模块所需的规格来不同地设计控制电路24的构造。特别地,如果施加到镜头组件22的操作电压的大小减小,则可以通过单个芯片来实现控制电路24。然后,安装在便携式设备中的摄像机模块的尺寸可以进一步减小。

图3是根据实施方式的包括在摄像机模块中的镜头组件22的截面图。

图3中示出的镜头组件22可以包括:第一镜头单元100、第二镜头单元200、液体镜头300、镜头壳体400和连接端子500。图3中示出的镜头组件22的结构仅是示例性的,并且可以根据摄像机模块所需的规格而不同。例如,在示出的示例中,液体镜头单元300位于第一镜头单元100与第二镜头单元200之间。然而,作为另一示例,液体镜头单元300可以位于第一镜头单元100上方(前面)。

参照图3,第一镜头单元100设置在镜头组件的前部,并且光从镜头组件的外部入射到第一镜头单元100之上。第一镜头单元100可以包括至少一个镜头。替选地,第一镜头单元100可以包括基于中心轴pl布置的以形成光学系统的两个或更多个镜头。

第一镜头单元100和第二镜头单元200可以安装在镜头壳体400中。在这种情况下,可以在镜头壳体400中形成通孔,并且可以将第一镜头单元100与第二镜头单元200布置在通孔中。另外,可以将液体镜头单元300插入布置在镜头壳体400中的第一镜头单元100与第二镜头单元200之间的空间中。

同时,第一镜头单元100可以包括曝光镜头110。曝光镜头110被突出到镜头壳体400的外部,使得曝光镜头110可以暴露于外部。由于曝光镜头110暴露于外部,因此曝光镜头的表面可能被损坏。如果曝光镜头110的表面被损坏,则由摄像机模块捕获的图像的图片质量可能劣化。为了防止或者抑制曝光镜头110的表面被损坏,可以在曝光镜头110上设置盖玻璃(未示出),或者可以在曝光镜头110上形成涂层(未示出)。替选地,曝光镜头110可以由耐磨材料形成。

第二镜头单元200可以设置在第一镜头单元100和液体镜头单元300的后侧,并且从外部入射到第一镜头单元100的光可以穿过液体镜头单元300,然后可以入射到第二镜头单元200。第二镜头单元200可以与第一镜头单元100分离,并且可以设置在形成在镜头壳体400中的通孔中。

同时,第二镜头单元200可以包括至少一个镜头。如果第二镜头单元200包括两个或更多个镜头,则可以基于中心轴pl布置多个镜头以形成光学系统。

液体镜头单元300可以设置在第一镜头单元100与第二镜头单元200之间,并且可以插入到镜头壳体400的插入孔410中。与第一镜头单元100和第二镜头单元200相同,液体镜头单元300也可以基于中心轴pl布置。

镜头区域310可以包括在液体镜头单元300中。镜头区域310是穿过了第一镜头单元100的光被传输至的区域,并且镜头区域310的至少一部分中可以包括液体。例如,镜头区域310可以包括两种类型的液体,即导电液体和非导电液体。导电液体和非导电液体可以不混合以形成界面。可以由通过连接端子500施加的驱动电压来修改导电液体与非导电液体的界面,以便可以改变液体镜头单元300的曲率和焦距。如果界面的修改和液体镜头单元的曲率的改变被控制,则液体镜头单元300以及包括液体镜头单元300的镜头组件和摄像机模块可以执行光学变焦功能、af功能和ois功能等。

图4(a)和图4(b)示出了镜头,该镜头的焦距对应于驱动电压来调节。具体地,图4(a)示出了包括在镜头组件22(参照图3)中的第一镜头28,并且图4(b)是镜头28的等效电路。

首先,参照图4(a),镜头28可以通过独立电极l1、l2、l3和l4来接收操作电压,该镜头28的焦距根据驱动电压进行调节。独立电极可以具有相同的角距离,并且可以包括沿不同方向布置的四个独立电极。如果通过独立电极l1、l2、l3和l4来施加操作电压,则在镜头区域310中形成的导电液体与非导电液体的界面可以被修改。

此外,参照图4(b),镜头28可以被视为多个电容器30,每个电容器30具有配置成从不同的独立电极l1、l2、l3和l4接收操作电压的一个端子和连接至公共端子c0的另一个端子。此处,包括在等效电路中的多个电容器30中的每个可以具有大约200皮法(pf)水平的小电容。

图5示出了液体镜头的界面的移动。具体地,图5(a)至图5(d)示出了当驱动电压施加到液体镜头28的独立电极l1、l2、l3和l4时可能发生的界面30a、30b、30c和30d的移动。

首先,参照图5(a),如果向液体镜头28的独立电极l1、l2、l3和l4施加基本相同的驱动电压,则界面30a可以保持类似于圆形的形状。在这种情况下,由于分别施加到第一独立电极l1和第三独立电极l3的每个驱动电压与分别施加到第二独立电极l2和第四独立电极l4的每个驱动电压之间不存在大的差异,因此第一独立电极l1与第三独立电极l3之间的距离lh和第二独立电极l2与第四独立电极l4之间的距离lv基本相同,并且界面30a的移动(例如倾斜角度)可以保持平衡。

参照图5(b),示出了这样的情况,其中分别施加到液体镜头28的第一独立电极l1和第三独立电极l3的每个驱动电压略低于分别施加到第二独立电极l2和第四独立电极l4的每个驱动电压。在这种情况下,由于拉动或推动界面30b的力可以在水平方向和垂直方向上不同,因此水平方向的长度(即第一独立电极l1与第三独立电极l3之间的距离lh)可以短于垂直方向的距离(即第二独立电极l2与第四独立电极l4之间的距离lv)。如果分别施加到第二独立电极l2和第四独立电极l4的每个驱动电压高于分别施加到第一独立电极l1和第三独立电极l3的每个驱动电压,则由于第二独立电极l2与第四独立电极l4中的液体镜头28的界面30b的倾斜角度高于第一独立电极l1与第三独立电极l3中的液体镜头28的界面30b的倾斜角度,因此垂直方向的长度lv长于水平方向上的长度lh,虽然它们在平面上看起来是相同的。

参照图5(c),示出了这样的情况,其中施加到液体镜头28的第一独立电极l1和第三独立电极l3的各个驱动电压与施加到第二独立电极l2和第四独立电极l4的各个驱动电压之间的差异大。在这种情况下,由于拉动或推动界面30c的力在水平方向和垂直方向上可能极大地不同,因此界面30c的外部形状即边缘可以是弯曲的或扭曲的。这种现象可能导致液体镜头28的失真。当施加到液体镜头28的第一独立电极l1和第三独立电极l3的各个驱动电压与施加到液体镜头28的第二独立电极l2和第四独立电极l4的各个驱动电压在某种程度上不同时,液体镜头28是否失真以及液体镜头28的失真水平可能根据液体镜头28的结构和性质而不同。例如,通过ois功能对沿特定方向的0.6°或者更大的倾斜进行补偿,液体镜头28的界面30c可能被扭曲。在这种情况下,与参照图5(b)描述的界面30b的情况相比,水平方向的长度(即第一独立电极l1与第三独立电极l3之间的长度lh)与垂直方向的长度(即第二独立电极l2与第四独立电极l4之间的距离lv)之间的差异可以进一步增加。

参照图5(d),当施加到液体镜头28的第一独立电极l1与第三独立电极l3的驱动电压和施加到液体镜头28的第二独立电极l2与第四独立电极l4的驱动电压相差预设水平或者更大时,通过在保持施加到第二独立电极l2与第四独立电极l4的驱动电压的状态下使第一独立电极l1与第三独立电极l3浮动,可以防止界面30d的外部形状即边缘弯曲或者可以防止界面30d扭曲。这里,因为状态是浮动的,因此本领域技术人员公知的浮动状态可以意指未知状态。可以通过切断将第一电压、第二电压和地电压连接到对应电极来形成浮动状态。浮动状态可以是电压源与地(参考电压)之间的连接被切断的状态。如果包括在液体镜头28中的一部分电极在预设时间或持续时间期间浮动,则可暂时停止沿相应电极所处的方向上的力。可能难以清楚地说明浮动的电极的电位差。但是,与图5(c)中通过沿特定方向向界面30c施加力而发生不平衡的情况不同,在图5(d)中,界面30d可以通过浮动引起力的自然平衡。因此,即使当水平方向的长度(即第一独立电极l1与第三独立电极l3之间的距离lh)与沿垂直方向的长度(即第二独立电极l2与第四独立电极l4之间的距离lv)之间的差异大时,也可以防止液体镜头28失真。

图6是用于说明根据实施方式的液体镜头的第一驱动方法的图。

如图所示,可以通过将预设电压(例如,0v的地电压和70v的高电压)施加到液体镜头的多个独立电极l1、l2、l3和l4与公共电极c0来控制液体镜头的界面。在本说明书中,地电压可以是控制电路中的参考电位和控制电路的参考电压。

可以通过独立电极与公共电极之间的电位差来控制液体镜头的界面的移动。为了将0v的地电压施加到液体镜头的一个电极并且将70v的高电压施加到液体镜头的另一个电极,可以执行接通连接在地电压0v与一个电极之间的开关的操作和接通能够将从控制电路中的升压器输出的70v的高电压提供给另一个电极的开关的操作。

图7是用于说明根据实施方式的液体镜头的第二驱动方法的图。

如图所示,可以通过将预设电压(例如0v的地电压和70v的高电压)施加到液体镜头的多个独立电极l1、l2、l3和l4和公共电极c0来控制液体镜头的界面。与图6不同,在图7中可以使一些电极浮动以控制液体镜头的界面。例如,在预定的时间期间,可以将70v的高电压施加到液体镜头的一个电极并且可以使液体镜头的另一个电极保持在浮动状态,而不是向液体镜头的另一个电极施加0v的地电压。

具体地,可以将第一独立电极l1未浮动的情况1的时序图与第一独立电极l1浮动的情况2的时序图进行比较。如果第一独立电极l1浮动,则浮动电压v可以是自由状态,尽管难以清楚地说明浮动电压。例如,如果第一独立电极l1浮动,则第一独立电极l1的电位可以逐渐减小或者可以重复升高和降低。然而,如果将70v的高电压施加到自由状态下的第一独立电极l1并且然后第一独立电极l1进入浮动状态,则可以假设第一独立电极l1的电位将逐渐减小。如果部分电极保持不可知的浮动状态并且将驱动电压施加到其他电极,则如图5(d)中那样校正值增加,并且,如果驱动电压之间的差异大,则可能引起力的自然平衡。

图8是示出控制电路的第一实施方式的图。此处,控制电路是用于向镜头28(参照图4)施加操作电压的电路,该镜头28包括在镜头组件22中并且具有根据驱动电压调节的焦距。参照镜头28的等效电路,可以认为镜头28包括多个电容器30,并且可以独立地控制用于向各个电容器30提供操作电压的独立电极l1、l2、l3和l4。在下文中,为了便于描述,将通过示例的方式说明连接到一个独立端子的一个电容器30以描述控制电路。

图8中示出的控制电路包括独立电极控制器34和公共端子控制器36。独立电极控制器34和公共端子控制器36可以接收地电压作为电源电压并且接收来自升压器32的具有驱动电压的1/2的大小的操作电压。独立电极控制器34可以以正电压和负电压的形式向电容器30的独立电极提供操作电压,并且公共端子控制器36可以以正电压和负电压的形式向电容器30的公共端子提供操作电压。当地电压、参考电位或者参考电压被视为0v时,独立电极控制器34可以以正电压和负电压的形式向独立电极提供操作电压,并且公共端子控制器36可以以正电压和负电压的形式向电容器30的公共电极提供操作电压。独立电极控制器34和公共端子控制器36可以具有基本相同的构造。在下文中,将更详细地描述独立电极控制器34。

独立电极控制器34可以包括用于将由升压器32提供的操作电压调节至负电压的电荷泵46。独立电极控制器34还可以包括开关单元,该开关单元包括多个开关。开关单元可包括:用于选择地电压与操作电压之一的第一开关42;用于选择电荷泵46的输出与地电压之一的第二开关48;以及第三开关44,用于选择第一开关42的输出和第二开关48的输出之一并将所选择的输出施加到电容器30的独立电极。此处,第一开关42、第二开关48和第三开关44中的每个可以包括至少一个晶体管。例如,开关42、48、44中的每个可以包括两个晶体管。

同时,独立电极控制器34中的第一开关42和第二开关48可以使用地电压作为偏置电压以确定施加到电容器30的独立电极或者公共电极的操作电压。

控制电路还可以包括用于将供电电压vin转换为操作电压的大小的升压器32。例如,输入到升压器32的供电电压可以具有2.5v至3.0v的水平,并且通过升压器32输出的操作电压可以具有30v至40v的水平。此处,输入到升压器32的供电电压可以是安装有摄像机模块的便携式设备的操作电压。

同时,独立电极控制器34和公共端子控制器36接收地电压作为电源电压。因此,与将作为升压器32的输出的操作电压施加为电源电压的情况相比,可以降低功耗。例如,当控制电路不需要操作时,如果将作为升压器32的输出的操作电压施加为电源电压,则操作电压不会通过开关42、44和48传输到电容器30。但是,由于操作电压继续被施加到开关,因此可能产生功耗。降低安装在便携式设备中的摄像机模块中的功耗可能是重要的。因此,不将升压器32的输出提供为独立电极控制器34和公共端子控制器36的电源电压,并且升压器32的输出被连接至开关42。

图9示出了控制电路的第二实施方式。

如图所示,连接到用于接收供电电压vin并输出操作电压的升压器32的控制电路可以对施加到电容器30的独立电极的电压进行控制。

控制电路可以包括用于稳定升压器32的输出的第一稳压器52。升压器32的输出可以传输至第一电荷泵46。第一电荷泵46可以包括:用于选择性地传输地电压的第一元件;用于选择性地传输操作电压的第二元件;以及位于第一元件和第二元件的输出与开关单元之间的第一电容器。第一元件和第二元件中的每个可以包括晶体管。

同时,用于选择地电压和操作电压之一的第一开关42可以包括用于选择性地传输地电压的第三元件和用于选择性地传输操作电压的第四元件。

用于选择第一电荷泵46的输出和地电压之一的第二开关48可以包括用于选择性地传输第一电荷泵46的输出的第五元件和用于选择性地传输地电压的第六元件。因此,第一开关42和第二开关48二者都可以选择性地传输地电压。由于第一开关42和第二开关48二者都可以传输地电压作为施加到电容器30的一个端子的操作电压,因此如果两个开关中的一个传输操作电压,则另一个可以连接至地电压。因此,可以确定操作电压的正电压或负电压。

用于选择第一开关42的输出和第二开关48的输出之一并且将所选择的输出施加到电容器30的独立电极的第三开关44可以包括用于选择性地传输第一开关42的输出的第七元件,和用于选择性地传输第二开关48的输出的第八元件。

控制电路可以包括公共端子控制器36。公共端子控制器36可以包括:第二稳压器54、第二电荷泵66、第四开关62、第五开关68和第六开关64。此处,第二稳压器54可以具有与第一稳压器54相同的构造,并且第二电荷泵66可以具有与第一电荷泵46相同的构造。第四开关62可以具有与第一开关42相同的构造,第五开关68可以具有与第二开关48相同的构造,并且第六开关64可以具有与第三开关44相同的构造。

图10是根据实施方式的液体镜头的截面图。

如图所示,液体镜头28可以包括液体、第一板114和电极。包括在液体镜头28中的液体122和液体124可以包括导电液体和非导电液体。第一板114可以包括其中设置有导电液体和非导电液体的腔150。腔150可包括倾斜表面。电极132和电极134可以设置在第一板114上。也就是说,电极132和134可以分别设置在第一板114的上部和第一板114的下部。液体镜头28还可以包括可以设置在电极132和134的上部(或下部)的第二板112。液体镜头28还可以包括可以设置在电极132和134的下部(或上部)的第三板116。如图所示,液体镜头28的实施方式可以包括由两种不同的液体122和124形成的界面130。液体镜头28的实施方式可以包括用于向液体镜头28提供电压的至少一个或更多个基板142和144。液体镜头28的边缘可以在厚度上比液体镜头28的中心薄。

液体镜头28包括两种不同的液体,例如导电液体122和非导电液体124。由两种液体形成的界面130的曲率和形状可以通过施加到液体镜头28的驱动电压来调节。提供给液体镜头28的驱动电压可以通过第一基板142和第二基板144来传输。第二基板144可以传输四个能够区分的单独驱动电压并且第一基板142可以传输一个公共电压。可以将通过第二基板144和第一基板142提供的电压施加到暴露于液体镜头28的每个边缘的多个电极134和132。

液体镜头28可以包括具有透明材料的第三板116和第二板112以及设置在第三板116与第二板112之间的第一板114。第一板114可以包括具有预定的倾斜表面的开口区域。

液体镜头28可以包括由第三板116、第二板112和第一板114的开口区域确定的腔150。此处,腔150可以充满具有不同性质的两种液体122和124(例如导电液体和非导电液体),并且在具有不同性质的两种液体122和124之间可以形成界面130。

包括在液体镜头28中的两种液体122和124中的至少之一是导电的。液体镜头28还可以包括设置两个电极132和134上以及在导电液体可以接触的倾斜表面上的绝缘层118,两个电极132和134设置在第一板114的上部和下部。绝缘层118覆盖两个电极132和134中的一个电极(例如第二电极134)并暴露另一个电极(例如第一电极132)的一部分,使得可以将电能施加到导电液体(例如122)。此处,第一电极132可以包括至少一个电极扇区(例如c0)并且第二电极134可以包括两个或更多个电极扇区(例如图4的l1、l2、l3和l4)。例如,第二电极134可以包括基于光学轴线顺时针方向顺次设置的多个电极扇区。在本说明书中,电极扇区可以称为子电极。

可以连接一个或更多个基板142和144以将驱动电压传输到包括在液体镜头28中的两个电极132和134。可以通过根据驱动电压改变在液体镜头中形成的界面130的曲率和倾斜水平来调节液体镜头28的焦距。

图11示出了控制电路的第三实施方式。

如图所示,控制电路可以包括:驱动电压输出单元230a,其用于输出具有极性(正极性或负极性)的预设大小的电压;第一开关单元240,其用于选择性地传输由驱动电压输出单元230a传输的电压和地电压之一;以及第二开关单元250,其用于选择性地将由第一开关单元240传输的驱动电压传输到液体镜头28的电极260(参照图7)。

驱动电压输出单元230a可以包括:第一电压发生器,其用于将电源电压或供电电压的大小增加到预设大小并输出增加的大小的第一电压;以及电荷泵234,其用于接收来自第一电压发生器232的第一电压,改变第一电压的极性,并输出具有改变的极性的第二电压。

第一开关单元240可以包括:第一开关242,其用于选择性地传输由第一电压发生器232传输的第一电压;以及第二开关244,其用于选择性地传输第一地电压。第一开关单元240还可包括:第四开关246,其用于选择性地传输由电荷泵234传输的第二电压;以及第五开关248,其用于选择性地传输第二地电压。

第一开关单元240可以包括两个不同的输入端子和两个不同的输出端子。第一地电压和第二地电压可以彼此电连接。

第二开关单元250可以包括第三开关252和第六开关254。第三开关252可以选择性地将所接收的第一电压和第一地电压中之一传输到液体镜头电极260,并且第六开关254可以选择性地将所接收的第二电压和第二地电压中之一传输到液体镜头电极260。

第一开关单元240可以被共同地设置在液体镜头28中包括的电极中。例如,第一开关单元240可以在液体镜头中包括的多个独立电极之间共享,并且可以通过至少一个第一开关单元240将驱动电压传输到多个独立电极。

另一方面,第二开关单元250需要单独地被设置在液体镜头28中包括的每个电极中。例如,第二开关单元250可以独立地连接到在液体镜头28中包括的多个独立电极中的每一个,使得第二开关单元250可以不在液体镜头电极260之间共享。

图12示出了控制电路的第四实施方式。

如图所示,控制电路可以包括:电压发生器232,其用于产生具有预设极性和大小的电压;电荷泵234,其用于转换由电压发生器232产生的电压的极性;多个开关元件242a、242b、244a、244b、244c、244d、244e、246a、246b、248a和248b,其用于将驱动电压传输到在液体镜头中包括的多个电极l1、l2、l3、l4和c0;以及多个第二开关单元250a、250b、250c、250d和250e,其用于选择性地将由多个开关元件242a、242b、244a、244b、244c、244d、244e、246a、246b、248a和248b传输的电压传输到在液体镜头中包括的多个电极l1、l2、l3、l4和c0。在本文中,多个开关元件242a、242b、244a、244b、244c、244d、244e、246a、246b、248a和248b可以与参照图8描述的第一开关单元240相对应。

除了在电荷泵234中包括的三个开关元件之外,6个开关元件,即第一开关至第六开关242、244、246、248、252和254可以根据参照图11描述的控制电路连接到每个液体镜头电极260。然而,在参照图12描述的控制电路中,被设置在液体镜头中包括的多个电极l1、l2、l3、l4和c0中的独立电极l1、l2、l3和l4中的部分开关元件被共同连接,从而减少了开关元件的数量。例如,当液体镜头包括四个独立电极和一个公共电极时,图11中描述的控制电路可以包括总共30(=5×6)个开关元件,而图12中描述的控制电路可以包括总共21个开关元件。即,在图12中,11个开关元件242a、242b、244a、244b、244c、244d、244e、246a、246b、248a和248b以及包括在五个第二开关单元250a、250b,250c,250d和250e中的每一个中的两个开关元件的总和是21。

图13示出了控制电路的第五实施方式。

如图所示,控制电路可以包括:电压发生器232,其用于产生具有预设极性和大小的电压;电荷泵234,其用于转换由电压发生器232产生的电压的极性;多个开关元件242a、242b、244a、244b、246a、246b、248a和248b,其用于将驱动电压传输到在液体镜头中包括的多个电极l1、l2、l3、l4和c0;以及多个第二开关单元250a、250b、250c、250d和250e,其用于选择性地将由多个开关元件242a、242b、244a、244b、246a、246b、248a和248b传输的电压传输到在液体镜头中包括的多个电极l1、l2、l3、l4和c0。在本文中,多个开关元件242a、242b、244a、244b、246a、246b、248a和248b可以与参照图8描述的第一开关单元240相对应。

除了在电荷泵234中包括的三个开关元件之外,当液体镜头包括四个独立电极和一个公共电极时,图12中描述的控制电路可以包括21个开关元件,而图13中描述的控制电路可以包括18个开关元件。用于选择性地将地电压传输到在液体镜头中包括的每个独立电极的开关元件可以共同连接而不单独设置,使得在控制电路中包括的开关元件的数量可以进一步减少,如图13所示。如果减少开关元件的数量,则可以减小控制电路的总尺寸并且可以降低功耗。

参照图13,与图11中描述的第一开关单元240相对应的多个开关元件242a、242b、244a、244b、246a、246b、248a和248b的数量可以是固定的,而无论在液体镜头中包括的电极的数量如何。例如,不管在液体镜头中是包括4个、8个、12个还是16个独立电极,图8所示的第一开关单元240可以仅由8个开关元件实现。另一方面,在多个第二开关单元250a、250b、250c、250d和250e中包括的开关元件的数量可以是在液体镜头中包括的电极的数量,即,独立电极的数量和公共电极的数量的总和。换句话说,在多个第二开关单元250a、250b、250c、250d和250e中包括的开关元件的数量可以是在液体镜头中包括的独立电极的数量和公共电极的数量的总和的两倍。例如,如果在液体镜头中包括四个独立电极和一个公共电极,则电极的数量是5,并且在多个第二开关单元中包括的开关元件的数量可以是10。

如果在液体镜头中包括8个独立电极和一个公共电极,则电极的数量是9,并且在多个第二开关单元中包括的开关元件的数量可以是18。

根据实施方式,即使当在液体镜头中包括的电极的数量变化时,在驱动电压控制电路中包括的开关元件的数量也可以是固定的。

图14是示出根据图13所示的控制电路的实施方式的第一操作示例的图。

液体镜头28(参照图4和图10)包括四个独立电极l1、l2、l3和l4以及一个公共电极c0,并且假设第一独立电极l1和第三独立电极l3基于液体镜头28的中心对称地布置,并且第二独立电极l2和第四独立电极l4基于液体镜头28的中心对称地布置。在下文中,为了便于描述,将集中描述施加到第一独立电极l1、第二独立电极l2和公共电极c0的驱动电压。具体地,将解释在图14中将正电压施加到公共电极c0的情况。

如果第一独立电极l1和第三独立电极l3基于液体镜头28的中心对称地布置,并且第二独立电极l2和第四独立电极l4基于液体镜头28的中心对称地布置,可以将相同的驱动电压施加到第一独立电极l1和第三独立电极l3,并且可以将相同的驱动电压施加到第二独立电极l2和第四独立电极l4。根据实施方式,可以将不同的驱动电压施加到第一独立电极l1、第二独立电极l2、第三独立电极l3和第四独立电极l4。例如,与施加到第一独立电极l1和第二独立电极l2的驱动电压对称或不同的驱动电压可以在相同的时间t被施加到第三独立电极l3和第四独立电极l4。也就是说,在相同的时间t,可以将具有与施加到第一独立电极l1的驱动电压相同水平或不同水平的驱动电压施加到第三独立电极l2,并且将具有与施加到第二独立电极l2的驱动电压相同水平或不同水平的驱动电压施加到第四独立电极l4。

参照图14所示的时序图,根据将驱动电压施加到第一独立电极l1、第二独立电极l2和公共电极c0的定时,可以存在多个操作模式①、②、③、④、⑤和⑥。在第一模式①中,将地电压施加到公共电极c0、第二独立电极l2和第一独立电极l1中的全部。在第二模式②中,将由电压发生器232产生的正电压施加到公共电极c0,并且将地电压施加到第一独立电极l1和第二独立电极l2中的每一个。在第三模式③中,将由电压发生器232产生的正电压施加到公共电极c0,并且将由电荷泵传输的负电压施加到第一独立电极l1和第二独立电极l2中的每一个。在第四模式④中,第一独立电极l1浮动,并且第二独立电极l2和公共电极c0不浮动。然后,在第四模式④中,将由电压发生器232产生的正电压施加到公共电极c0,并且将负电压施加到第二独立电极l2,然而,第一独立电极l1浮动。参照时序图,尽管在第四模式④中,施加到浮动的第一独立电极l1的电压的水平逐渐升高,但浮动的第一独立电极l1的电压可能具有难以预测的水平。另一方面,未浮动的第二独立电极l2与公共电极c0之间的电位差可以是清楚的。以这种方式,尽管难以清楚地解释第一独立电极l1与公共电极c0之间的电位差,但是与人工控制电荷的移动相比,可以在浮动状态下自然地进行电荷的移动。如果自然地进行电荷的移动,则可以如时序图所示逐渐减小第一独立电极l1与公共电极c0之间的电位差。在第五模式⑤中,将地电压施加到公共电极c0并且第一独立电极l1仍然浮动,然而,将由电荷泵传输的负电压施加到第二独立电极l2。在第六模式⑥中,将地电压施加到公共电极c0、第一独立电极l1和第二独立电极l2中的全部。

在第一模式至第六模式①、②、③、④、⑤和⑥中,在液体镜头28中包括的界面130的移动可以由施加在公共电极c0与第一独立电极l1之间或公共电极c0与第二独立电极l2之间的驱动电压vop的大小来确定。在这种情况下,无论驱动电压vop的极性如何,都可以通过驱动电压vop的大小的绝对值来控制界面130的移动。例如,如果第一独立电极l1和第三独立电极l3浮动并且第二独立电极l2和第四独立电极l4保持恒定的电位差(即,驱动电压),则如图5(d)中所描述的,可以实现界面130的更自然移动并且可以减少由于独立电极之间的电位差而可能发生的衰减。

在第一模式至第六模式①、②、③、④、⑤和⑥中,施加到第一独立电极l1和公共电极c0的驱动电压可以通过在控制电路中包括的多个开关元件的接通/关断来确定。当将地电压、正电压或负电压施加到第一独立电极l1、第二独立电极l2和公共电极c0时,使用哪条路径和哪个开关元件由虚线和箭头表示,如图14所示。

在图14的电路中,由虚线和箭头表示的路径纯粹是示例性的,并且根据实施方式,可以使用不同路径的各种组合来将驱动电压传输到第一独立电极l1、第二独立电极l2和公共电极c0。

图15是示出根据图13所示的控制电路的实施方式的第二操作示例的图。

液体镜头28(参照图4和图10)包括四个独立电极l1、l2、l3和l4以及一个公共电极c0,并且假设第一独立电极l1和第三独立电极l3基于液体镜头28的中心对称地布置,并且第二独立电极l2和第四独立电极l4基于液体镜头28的中心对称地布置。在下文中,为了便于描述,将集中描述施加到第一独立电极l1、第二独立电极l2和公共电极c0的驱动电压。具体地,将解释在图15中将负电压施加到公共电极c0的情况。

如果第一独立电极l1和第三独立电极l3基于液体镜头28的中心对称地布置,并且第二独立电极l2和第四独立电极l4基于液体镜头28的中心对称地布置,可以将相同的驱动电压施加到第一独立电极l1和第三独立电极l3,并且可以将相同的驱动电压施加到第二独立电极l2和第四独立电极l4。根据实施方式,可以将不同的驱动电压施加到第一独立电极l1、第二独立电极l2、第三独立电极l3和第四独立电极l4。例如,与施加到第一独立电极l1和第二独立电极l2的驱动电压对称或不同的驱动电压可以在相同的时间t被施加到第三独立电极l3和第四独立电极l4。也就是说,在相同的时间t,可以将具有与施加到第一独立电极l1的驱动电压相同水平或不同水平的驱动电压施加到第三独立电极l3,并且可以将具有与施加到第二独立电极l2的驱动电压相同水平或不同水平的驱动电压施加到第四独立电极l4。

参照图15所示的时序图,根据将驱动电压施加到第一独立电极l1、第二独立电极l2和公共电极c0的定时,可以存在多个操作模式①、②、③、④、⑤和⑥。在第一模式①中,将地电压施加到公共电极c0、第二独立电极l2和第一独立电极l1中的全部。在第二模式②中,将由电荷泵传输的负电压施加到公共电极c0,并且将地电压施加到第一独立电极l1和第二独立电极l2,其中电荷泵将由电压发生器232产生的正电压转换为负电压。在第三模式③中,将由电荷泵传输的负电压施加到公共电极c0,并且将由电压发生器232产生的正电压施加到第一独立电极l1和第二独立电极l2。在第四模式④中,第一独立电极l1浮动,并且第二独立电极l2和公共电极c0不浮动。然后,在第四模式④中,将负电压施加到公共电极c0,并且将正电压施加到第二独立电极l2,然而,第一独立电极l1浮动。参照时序图,尽管在第四模式④中,施加到浮动的第一独立电极l1的电压的水平逐渐降低,但浮动的第一独立电极l1的电压可能具有难以预测的水平。因此,未浮动的第二独立电极l2与公共电极c0之间的电位差可以是清楚的。同时,尽管难以清楚地解释第一独立电极l1与公共电极c0之间的电位差,但是与人工控制电荷的移动相比,可以在浮动状态下自然地进行电荷的移动。如果自然地进行电荷的移动,则可以如时序图所示逐渐减小第一独立电极l1与公共电极c0之间的电位差。在第五模式⑤中,将地电压施加到公共电极c0并且第一独立电极l1浮动,然而,将由电压发生器232产生的正电压施加到第二独立电极l2。在第六模式⑥中,将地电压施加到公共电极c0、第一独立电极l1和第二独立电极l2中的全部。

在第一模式至第六模式①、②、③、④、⑤和⑥中,在液体镜头28中包括的界面130的移动可以由施加在公共电极c0与第一独立电极l1之间或公共电极c0与第二独立电极l2之间的驱动电压vop的大小来确定。在这种情况下,无论驱动电压vop的极性如何,都可以通过驱动电压vop的大小的绝对值来控制界面130的移动。例如,如果第一独立电极l1和第三独立电极l3浮动并且第二独立电极l2和第四独立电极l4保持恒定的电位差(即,驱动电压),则如图5中所描述的,可以实现界面130的更自然移动并且可以减少由于独立电极之间的电位差而可能发生的衰减。

在第一模式至第六模式①、②、③、④、⑤和⑥中,施加到第一独立电极l1和公共电极c0的驱动电压可以通过在控制电路中包括的多个开关元件的接通/关断来确定。当将地电压、正电压或负电压施加到第一独立电极l1、第二独立电极l2和公共电极c0时,使用哪条路径和哪个开关元件由虚线和箭头表示,如图15所示。

参照图14和图15,通过将具有相反极性的电压施加到第一独立电极l1和公共电极c0或将具有相反极性的电压施加到第二独立电极l2和公共电极c0,可以将具有两倍于施加到电极的电压大小的驱动电压施加到液体镜头。例如,当需要约70v的驱动电压来控制在液体镜头中包括的界面的移动时,如果将具有不同极性的约35v的电压施加到第一独立电极l1和公共电极c0,则可以获得与施加约70v的驱动电压基本上相同的效果。可以减小用于选择性地传输较低电压的开关元件的尺寸。然后,可以使控制电路小型化并且可以提高其集成度。

图16是示出控制电路的第六实施方式的图。

图16所示的控制电路可以包括:驱动电压输出单元230b,其用于输出具有极性(正极性或负极性)的预设大小的多个电压;第一开关单元240,其用于选择性地传输由驱动电压输出单元230b传输的电压和地电压之一;以及第二开关单元250,其用于选择性地将由第一开关单元240传输的驱动电压传输到液体镜头电极260。液体镜头电极260可以是在液体镜头28中包括的多个电极132和134中的一个(参照图10)。

驱动电压输出单元230b可以包括:第一电压发生器232,其用于基于电源电压或供电电压产生预设的增加大小的第一电压;以及第二电压发生器236,其用于基于电源电压或供电电压产生具有预设的增加大小的第二电压,并产生与第一电压极性相反的第二电压。与图8中描述的控制电路相比,驱动电压输出单元230b可以包括第二电压发生器236,其能够单独地产生第二电压而不使用电荷泵234。

第一开关单元240可以包括:第一开关242,其用于选择性地传输由第一电压发生器232传输的第一电压;以及第二开关244,其用于选择性地传输第一地电压。第一开关单元240还可包括:第四开关246,其用于选择性地传输由电荷泵234传输的第二电压;以及第五开关248,其用于选择性地传输第二地电压。

第一开关单元240可以包括两个不同的输入端子和两个不同的输出端子。第一地电压和第二地电压可以电连接。

第二开关单元250可以包括:第三开关252,其用于选择性地将所接收的第一电压和第一地电压中之一传输到液体镜头电极260;以及第六开关254,其用于择性地将所接收的第二电压和第二地电压中之一传输到液体镜头电极260。

第一开关单元240可以被共同地设置在液体镜头28中包括的电极中。例如,第一开关单元240可以在液体镜头中包括的多个独立电极之间共享,使得可以通过至少一个第一开关单元240将驱动电压传输到多个独立电极。

另一方面,第二开关单元250需要被单独地设置在液体镜头28中包括的每个电极中。例如,第二开关单元250可以独立地连接到在液体镜头28中包括的多个独立电极中的每一个,使得第二开关单元250可以不在液体镜头电极260之间共享。

图17示出了控制电路的第七实施方式。

图17中所示的控制电路可以包括:第一电压发生器232,其用于产生具有预设极性和大小的电压;第二电压发生器236,其用于独立于第一电压发生器232来产生具有与第一电压发生器232产生的电压相反极性的电压;多个开关元件242a、242b、244a、244b、244c、244d、244e、246a、246b、248a和248b,其用于将驱动电压传输到在液体镜头中包括的多个电极l1、l2、l3、l4和c0;以及多个第二开关单元250a、250b、250c、250d和250e,其用于选择性地将由多个开关元件242a、242b、244a、244b、244c、244d、244e、246a、246b、248a和248b传输的电压传输到在液体镜头中包括的多个电极l1、l2、l3、l4和c0。在本文中,多个开关元件242a、242b、244a、244b、244c、244d、244e、246a、246b、248a和248b可以与参照图16描述的第一开关单元240相对应。

根据图17中描述的控制电路,可以将6个开关元件连接到液体镜头电极260。然而,在图14描述的控制电路中,设置在液体镜头中包括的多个电极l1、l2、l3、l4和c0中的独立电极l1、l2、l3和l4中的部分开关元件共同连接,从而减少了开关元件的数量。例如,当液体镜头包括四个独立电极和一个公共电极时,图16中描述的控制电路可以包括总共30(=5×6)个开关元件,而图17中描述的控制电路可以包括总共21个开关元件。

图18示出了控制电路的第八实施方式。

图18所示的控制电路可以包括:第一电压发生器232,其用于产生具有预设极性和大小的电压;第二电压发生器236,其用于独立于第一电压发生器232来产生具有与第一电压发生器232产生的电压相反极性的电压;多个开关元件242a、242b、244a、244b、246a、246b、248a和248b,其用于将驱动电压传输到在液体镜头中包括的多个电极l1、l2、l3、l4和c0;以及多个第二开关单元250a、250b、250c、250d和250e,其用于选择性地将由多个开关元件242a、242b、244a、244b、246a、246b、248a和248b传输的电压传输到在液体镜头中包括的多个电极l1、l2、l3、l4和c0。在本文中,多个开关元件242a、242b、244a、244b、246a、246b、248a和248b可以与参照图16描述的第一开关单元240相对应。

当液体镜头包括四个独立电极和一个公共电极时,图12中描述的控制电路包括21个开关元件,而图18中描述的控制电路可以包括18个开关元件。用于选择性地将地电压传输到在液体镜头中包括的每个独立电极的开关元件可以共同连接而不单独设置,使得在控制电路中包括的开关元件的数量可以进一步减少,如图18所示。如果减少开关元件的数量,则可以减小控制电路的总尺寸并且可以降低功耗。

参照图18,与图16中描述的第一开关单元240相对应的多个开关元件242a、242b、244a、244b、246a、246b、248a和248b的数量可以是固定的,而无论在液体镜头中包括的电极的数量如何。例如,不管在液体镜头中是包括4个、8个、12个还是16个独立电极,图16中描述的第一开关单元240可以仅由8个开关元件实现。另一方面,在多个第二开关单元250a、250b、250c、250d和250e中包括的开关元件的数量可以对应于在液体镜头中包括的电极的数量,即,独立电极的数量和公共电极的数量的总和。换句话说,在多个第二开关单元250a、250b、250c、250d和250e中包括的开关元件的数量可以是在液体镜头中包括的独立电极的数量和公共电极的数量的总和的两倍。例如,如果在液体镜头中包括四个独立电极和一个公共电极,则电极的数量是5,并且在多个第二开关单元中包括的开关元件的数量可以是10。

如果在液体镜头中包括的独立电极的数量是8并且在液体镜头中包括的公共电极的数量是1,则电极的数量是9并且在多个第二开关单元中包括的开关元件的数量可以是18。根据实施方式,即使当在液体镜头中包括的电极的数量变化时,在驱动电压控制电路中包括的开关元件的数量也可以是固定的。

图19示出了根据图18所示的控制电路的实施方式的第一操作示例。液体镜头28(参照图4和图10)包括四个独立电极l1、l2、l3和l4以及一个公共电极c0,并且假设第一独立电极l1和第三独立电极l3基于液体镜头28的中心对称地布置,并且第二独立电极l2和第四独立电极l4基于液体镜头28的中心对称地布置。在下文中,为了便于描述,将集中描述施加到第一独立电极l1、第二独立电极l2和公共电极c0的驱动电压。具体地,将解释在图19中将正电压施加到公共电极c0的情况。

如果第一独立电极l1和第三独立电极l3基于液体镜头28的中心对称地布置,并且第二独立电极l2和第四独立电极l4基于液体镜头28的中心对称地布置,则可以将相同的驱动电压施加到第一独立电极l1和第三独立电极l3,并且可以将相同的驱动电压施加到第二独立电极l2和第四独立电极l4。根据实施方式,可以将不同的驱动电压施加到第一独立电极l1、第二独立电极l2、第三独立电极l3和第四独立电极l4。例如,与施加到第一独立电极l1和第二独立电极l2的驱动电压对称或不同的驱动电压可以在相同的时间t被施加到第三独立电极l3和第四独立电极l4。也就是说,在相同的时间t,可以将具有与施加到第一独立电极l1的驱动电压相同水平或不同水平的驱动电压施加到第三独立电极l3,并且可以将具有与施加到第二独立电极l2的驱动电压相同水平或不同水平的驱动电压施加到第四独立电极l4。

参照图19所示的时序图,根据将驱动电压施加到第一独立电极l1、第二独立电极l2和公共电极c0的定时,可以存在多个操作模式①、②、③、④、⑤和⑥。在第一模式①中,将地电压施加到公共电极c0、第二独立电极l2和第一独立电极l1中的全部。在第二模式②中,将由电压发生器232产生的正电压施加到公共电极c0,并且将地电压施加到第一独立电极l1和第二独立电极l2中的每一个。在第三模式③中,将由第一电压发生器232产生的正电压施加到公共电极c0,并且将由第二电压发生器236传输的负电压施加到第一独立电极l1和第二独立电极l2中的每一个。在第四模式④中,第一独立电极l1浮动,并且第二独立电极l2和公共电极c0不浮动。即,在第四模式④中,将正电压施加到公共电极c0,并且将负电压施加到第二独立电极l2,然而,第一独立电极l1浮动。

参照图19所示的时序图,尽管在第四模式④中,施加到浮动的第一独立电极l1的电压的水平的绝对值逐渐降低,但浮动的第一独立电极l1的电压可能具有难以预测的水平。因此,未浮动的第二独立电极l2与公共电极c0之间的电位差可以是清楚的。同时,尽管难以清楚地解释第一独立电极l1与公共电极c0之间的电位差,但是与人工控制电荷的移动相比,可以在浮动状态下自然地进行电荷的移动。如果自然地进行电荷的移动,则可以如时序图所示逐渐减小第一独立电极l1与公共电极c0之间的电位差。在第五模式⑤中,将地电压施加到公共电极c0并且第一独立电极l1浮动,然而,将由第二电压发生器236传输的负电压施加到第二独立电极l2。在第六模式⑥中,将地电压施加到公共电极c0、第一独立电极l1和第二独立电极l2中的全部。

在第一模式至第六模式①、②、③、④、⑤和⑥中,在液体镜头28中包括的界面130的移动可以由施加在公共电极c0与第一独立电极l1之间或公共电极c0与第二独立电极l2之间的驱动电压vop的大小来确定。在这种情况下,无论驱动电压vop的极性如何,都可以通过驱动电压vop的大小的绝对值来控制界面130的移动。例如,如果第一独立电极l1和第三独立电极l3浮动并且第二独立电极l2和第四独立电极l4保持恒定的电位差(即,驱动电压),则如图5(d)中所描述的,可以实现界面130的更自然移动并且可以减少由于独立电极之间的电位差而可能发生的衰减。

在第一模式至第六模式①、②、③、④、⑤和⑥中,施加到第一独立电极l1和公共电极c0的驱动电压可以通过在控制电路中包括的多个开关元件的接通/关断来确定。当将地电压、正电压或负电压施加到第一独立电极l1、第二独立电极l2和公共电极c0时,使用哪条路径和哪个开关元件由虚线和箭头表示,如图19所示。

在图19的电路中,由虚线和箭头表示的路径纯粹是示例性的,并且根据实施方式,可以使用不同路径的各种组合来将驱动电压传输到第一独立电极l1和公共电极c0。

图20示出了根据图18所示的控制电路的实施方式的第二操作示例。

液体镜头28(参照图4和图10)包括四个独立电极l1、l2、l3和l4以及一个公共电极c0,并且假设第一独立电极l1和第三独立电极l3基于液体镜头28的中心对称地布置,并且第二独立电极l2和第四独立电极l4基于液体镜头28的中心对称地布置。在下文中,为了便于描述,将集中描述施加到第一独立电极l1、第二独立电极l2和公共电极c0的驱动电压。具体地,将解释在图20中将负电压施加到公共电极c0的情况。

如果第一独立电极l1和第三独立电极l3基于液体镜头28的中心对称地布置,并且第二独立电极l2和第四独立电极l4基于液体镜头28的中心对称地布置,可以将相同的驱动电压施加到第一独立电极l1和第三独立电极l3,并且可以将相同的驱动电压施加到第二独立电极l2和第四独立电极l4。根据实施方式,可以将不同的驱动电压施加到第一独立电极l1、第二独立电极l2、第三独立电极l3和第四独立电极l4。例如,与施加到第一独立电极l1和第二独立电极l2的驱动电压对称或不同的驱动电压可以在相同的时间t被施加到第三独立电极l3和第四独立电极l4。也就是说,在相同的时间t,可以将具有与施加到第一独立电极l1的驱动电压相同水平或不同水平的驱动电压施加到第三独立电极l3,并且将具有与施加到第二独立电极l2的驱动电压相同水平或不同水平的驱动电压施加到第四独立电极l4。

参照图20所示的时序图,根据将驱动电压施加到第一独立电极l1、第二独立电极l2和公共电极c0的定时,可以存在多个操作模式①、②、③、④、⑤和⑥。在第一模式①中,将地电压施加到公共电极c0、第二独立电极l2和第一独立电极l1中的全部。在第二模式②中,将由第二电压发生器236传输的负电压施加到公共电极c0,并且将地电压施加到第一独立电极l1和第二独立电极l2中的每一个。在第三模式③中,将由第二电压发生器236产生的负电压施加到公共电极c0,并且将由第一电压发生器232产生的正电压施加到第一独立电极l1和第二独立电极l2中的每一个。在第四模式④中,第一独立电极l1浮动,并且第二独立电极l2和公共电极c0不浮动。即,在第四模式④中,将负电压施加到公共电极c0,并且将正电压施加到第二独立电极l2,然而,第一独立电极l1浮动。参照时序图,尽管在第四模式④中,施加到浮动的第一独立电极l1的电压的水平逐渐降低,但浮动的第一独立电极l1的电压可能具有难以预测的水平。因此,未浮动的第二独立电极l2与公共电极c0之间的电位差可以是清楚的。同时,尽管难以清楚地解释第一独立电极l1与公共电极c0之间的电位差,但是与人工控制电荷的移动相比,可以在浮动状态下自然地进行电荷的移动。如果自然地进行电荷的移动,则可以如时序图所示逐渐减小第一独立电极l1与公共电极c0之间的电位差。在第五模式⑤中,将地电压施加到公共电极c0并且第一独立电极l1浮动,然而,将由电压发生器232产生的正电压施加到第二独立电极l2。在第六模式⑥中,将地电压施加到公共电极c0、第一独立电极l1和第二独立电极l2中的全部。

在第一模式至第六模式①、②、③、④、⑤和⑥中,在液体镜头28中包括的界面130的移动可以由施加在公共电极c0与第一独立电极l1之间或公共电极c0与第二独立电极l2之间的驱动电压vop的大小来确定。在这种情况下,无论驱动电压vop的极性如何,都可以通过驱动电压vop的大小的绝对值来控制界面130的移动。例如,如果第一独立电极l1和第三独立电极l3浮动并且第二独立电极l2和第四独立电极l4保持恒定的电位差(即,驱动电压),则如图5中所描述的,可以实现界面130的更自然移动并且可以减少由于独立电极之间的电位差而可能发生的衰减。

在第一模式至第六模式①、②、③、④、⑤和⑥中,施加到第一独立电极l1和公共电极c0的驱动电压可以通过在控制电路中包括的多个开关元件的接通/关断来确定。当将地电压、正电压或负电压施加到第一独立电极l1、第二独立电极l2和公共电极c0时,使用哪条路径和哪个开关元件由虚线和箭头表示,如图20所示。

在图20的电路中,由虚线和箭头表示的路径纯粹是示例性的,并且根据实施方式,可以使用不同路径的各种组合来将驱动电压传输到第一独立电极l1和公共电极c0。

参照图19和图20,通过将具有相反极性的电压施加到第一独立电极l1和公共电极c0,可以将具有两倍于施加到电极的电压大小的驱动电压施加到液体镜头。然后,当需要约70v的驱动电压来控制在液体镜头中包括的界面的移动时,如果将具有不同极性的约35v的电压施加到第一独立电极l1和公共电极c0,则可以获得与施加约70v的驱动电压基本上相同的效果。可以减小用于选择性地传输较低电压的开关元件的尺寸。然后,可以使控制电路小型化并且可以提高其集成度。

上述液体镜头可以包括在摄像机模块中。摄像机模块可以包括:镜头组件,其包括安装在壳体中的液体镜头和设置在液体镜头前面或后面的至少一个固体镜头;图像传感器,其用于将通过镜头组件传输的光信号转换成电信号;控制电路,其用于向液体镜头提供驱动电压。

根据实施方式的摄像机模块可以包括:液体镜头,其包括公共电极和多个独立电极;以及控制电路,其被电连接至公共电极和独立电极,并且被配置成控制液体镜头,其中,当用于驱动液体镜头的驱动电压改变时,控制电路在将第一电压施加到公共电极的状态下使多个独立电极中的至少之一浮动。

在使至少一个独立电极浮动之后,控制电路可以将第二电压施加到至少一个独立电极。

控制电路可以包括:电压发生器,其被配置成产生电压;第一开关单元,其被配置成选择性地切换从电压发生器产生的电压或者地电压;第二开关单元,其被配置成接通或关断从第一开关单元输出的电压。

电压发生器可以包括:第一电压发生器;以及第二电压发生器,其中,从第一电压发生器输出的电压与从第二电压发生器输出的电压不同。

第二开关单元可以包括:第一开关,其被配置成接通或关断从第一开关单元输出的电压;以及第二开关,其被配置成接通或关断从第二电压发生器输出的电压。

浮动可以是同时关断第一开关和第二开关的状态。

当施加到多个独立电极中的至少两个独立电极的驱动电压不同时,控制电路可以使独立电极浮动。

第一电压和第二电压可以是相同的电压。

驱动电压可以是施加在公共电极与独立电极之间的电压的均方根电压。

根据实施方式的摄像机模块可以包括:液体镜头,其包括公共电极和多个独立电极;控制电路,其被电连接至公共电极和多个独立电极,并且被配置成控制液体镜头,其中,控制电路可以包括:电压发生器,其被配置成产生电压;第一开关元件,其被设置在电压发生器与独立电极之间;以及第二开关单元,其被设置在第一开关单元与独立电极之间,并且其中,当施加到液体镜头的驱动电压改变时,控制电路可以在预设时间期间关断第二开关单元。

电压发生器可以包括:第一电压发生器;以及第二电压发生器,其中,从第一电压发生器输出的电压与从第二电压发生器输出的电压不同,并且其中,第二开关单元可以包括:第一开关,其被设置在第一开关单元与独立电极之间;以及第二开关,其被设置在第二电压发生器与独立电极之间。

在预设时间期间将第二开关单元关断的切换可以是第一开关和第二开关同时关断的状态。

可以从低驱动电压到高驱动电压来改变驱动电压。

多个独立电极可以包括沿周向顺次设置的第一独立电极至第四独立电极,并且当施加到第一独立电极的驱动电压与施加到第三独立电极的驱动电压不同时,可以使多个独立电极中的至少之一浮动。

根据实施方式的控制包括公共电极和多个独立电极的液体镜头的方法可以包括:当施加到液体镜头的驱动电压改变时,在将电压施加到公共电极的状态下,使多个独立电极中的至少之一在预设时间期间浮动;并且在使至少一个独立电极浮动之后,将电压重新施加到至少一个独立电极。

浮动可以包括:当施加到多个独立电极中的两个独立电极的驱动电压不同时,使两个独立电极中的至少之一浮动。

电压可以是第一电压、第二电压或者地电压。

液体镜头可以包括:第一板,在第一板中形成用于容纳导电液体和非导电液体的腔;设置在第一板上方的公共电极;设置在第一板下方的多个独立电极;设置在公共电极上方的第二板;以及设置在第一板下方的第三板。

尽管上面关于实施方式仅描述了几个实施方式,但是各种其他实施方式也是可能的。上述实施方式的技术内容可以以各种形式组合,除非它们不兼容,因此可以在新的实施方式中实现。

可以实现包括上述摄像机模块的光学设备(或光学仪器)。光学设备可以包括能够处理或分析光学信号的设备。光学设备的示例可以包括摄像机/视频设备、望远镜、显微镜、干涉仪、光度计、旋光仪、光谱仪、反射计、自动准直仪、镜头计等,并且本发明的实施方式可以适用于包括液体镜头的光学设备。光学设备还可以由便携式设备例如智能电话、笔记本计算机或平板计算机实现。这种光学设备可以包括摄像机模块、用于输出图像的显示单元以及安装有摄像机模块和显示单元的主体壳体。光学设备还可以包括通信模块,其安装在主体壳体中并与其他设备和用于存储数据的存储器单元通信。根据上述实施方式的方法可以实现为可以记录在计算机可读介质中的计算机可执行程序。计算机可读介质的示例包括只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、光盘(cd)-rom、磁带、软盘和光学数据存储器。

计算机可读记录介质可以分布在连接到网络的计算机系统上,使得计算机可读代码被写入其中并以分布式方式从其执行。实现上述方法所需的功能程序、代码和代码段可以由本领域的程序员容易地得到。

在不脱离本发明的精神和基本特征的情况下,本发明可以以不同于在本文中所阐述的其他特定形式实施。因此,以上描述在所有方面都被解释为说明性的而非限制性的。本发明的范围应通过对所附权利要求的合理解释来确定,并且落入本发明的等同范围内的所有改变都在本发明的范围内。

本发明的实施方式

已经以用于实施本发明的最佳模式描述了各种实施方式。

工业适用性

根据实施方式的液体镜头、摄像机模块和包括它们的光学设备可以用于摄像机/视频设备、望远镜、显微镜、干涉仪、光度计、旋光仪、光谱仪、反射计、自动准直仪、镜头计和诸如智能电话、笔记本电脑或平板电脑的便携式设备。

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