专利名称：用于液晶透镜的驱动器、成像设备及其温度控制方法
技术领域：
与示例性实施例一致的设备和方法涉及一种用于液晶透镜的驱动器、成像设备及其温度控制方法，更具体地讲，涉及一种控制可调液晶透镜的温度以保持预定范围的用于液晶透镜的驱动器、成像设备及其温度控制方法。
背景技术：
包括相机透镜的成像设备(诸如移动电话)可采用可调液晶透镜，所述可调液晶透镜通过对液晶透镜的电控制来控制相机的焦距，以减小成像设备的尺寸。液晶透镜执行自动聚焦，其中，通过自动聚焦根据施加到液晶透镜的电压的频率来调节焦距。为了平稳地调节焦距，液晶透镜的温度应保持一致。为此，具有液晶透镜的成像设备包括:加热器，通过施加到加热器的电压产生热；传感器，读取根据液晶透镜的温度的电阻值，以检测液晶透镜的温度。为了将液晶透镜的温度保持在预定范围内，应准确地检测液晶透镜的温度。然而，具有包括电容器和电阻器的传感器的液晶透镜难以准确地读取电阻值。
发明内容
因此，一个或多个示例性实施例提供一种用于液晶透镜的驱动器、成像设备及其温度控制方法，其中，所述驱动器、成像设备及其温度控制方法补偿由液晶透镜读取的电阻值并准确地检测液晶透镜的温度，以保持成像设备的稳定性。另一示例性实施例在于提供一种用于液晶透镜的驱动器、成像设备及其温度控制方法，所述温度控制方法补偿由于传感器的电容器接收液晶透镜的电压而发生的电压误差，并通过简单计算来补偿在电能被提供给传感器的时间的液晶透镜的电压，从而准确地测量和控制温度。可通过提供一种用于液晶透镜的驱动器来实现前述和/或其它方面，所述驱动器包括:液晶透镜，根据被施加于其上的电压来调节焦距；透镜驱动器，将电压施加到液晶透镜；传感器驱动器，检测液晶透镜的温度，补偿被检测的温度，并确定经补偿的温度是否保持预设范围，以便用于液晶透镜的驱动器执行控制操作；加热器驱动器，根据传感器驱动器的所述确定来控制液晶透镜的热产生以将液晶透镜的温度保持在所述预设范围内。所述驱动器还可包括传感器，所述传感器包括电容器和电阻器，并接收液晶透镜的电压，并且传感器驱动器可通过接收传感器的电压来检测液晶透镜的温度，通过检测传感器的电压计算在传感器接收液晶透镜的电压时液晶透镜的温度，并补偿由于电容器引起的电压误差。所述驱动器还可包括加热器，所述加热器根据加热器驱动器的控制产生热，其中，液晶透镜、传感器和加热器形成包括5个端子的单个芯片。所述5个端子可连接到透镜驱动器、传感器驱动器和加热器驱动器之一，以发送和接收信号。
所述5个端子中的4个可连接到透镜驱动器、传感器驱动器和加热器驱动器之一，以发送和接收信号，并且所述5个端子中的剩余的一个可接地。透镜驱动器可调节施加到液晶透镜的电压的频率，以调节液晶透镜的焦点。可通过提供一种用于液晶透镜的驱动器的温度控制方法来实现前述和/或其它方面，所述温度控制方法包括:检测液晶透镜的温度，根据被施加于其上的电压调节焦距；补偿被检测的温度；确定经补偿的温度是否保持在预设范围，以便用于液晶透镜的驱动器执行控制操作；根据所述确定来控制液晶透镜的热产生，以将液晶透镜的温度保持在所述预设范围内。所述驱动器还可包括传感器，所述传感器包括电容器和电阻器并接收液晶透镜的电压，检测温度的步骤可包括:通过接收传感器的电压来检测液晶透镜的温度，通过检测液晶透镜的电压来计算液晶透镜的温度，并补偿由电容器引起的电压误差。可通过提供一种成像设备来实现前述和/或其它方面，所述成像设备包括:液晶透镜，根据被施加于其上的电压来调节焦距；透镜驱动器，将电压施加到液晶透镜；传感器驱动器，检测液晶透镜的温度，补偿被检测的温度，并确定经补偿的温度是否保持预设范围，以便所述成像设备执行控制操作；加热器驱动器，根据传感器驱动器的所述确定来控制液晶透镜的热产生以将液晶透镜的温度保持在所述预设范围内；图像传感器，检测由液晶透镜发送的图像；图像处理器，处理通过图像传感器获得的图像。透镜驱动器调节施加到液晶透镜的电压的频率，以调节液晶透镜的焦点。
通过下面结合附图对示例性实施例进行的描述，以上和/或其他方面将变得明显和更容易理解，附图中:图1是根据实施例的成像设备的框图；图2是根据实施例的成像设备的液晶(LC)模块的详细示图；图3是解释根据实施例的成像设备的传感器驱动器的操作的电路图；图4是示出由传感器检测的电压的曲线图；图5是顺序地示出在图3的电路图中检测的电压的曲线图；图6是解释根据实施例的电压补偿方法的曲线图；图7是解释根据实施例的温度感测的曲线图；图8是根据另一实施例的成像设备的LC模块的详细示图；图9是解释根据另一实施例的成像设备的传感器驱动器的操作的电路图；图10是示出根据另一实施例的由成像设备的传感器检测的电压的曲线图；图11是示出根据实施例的用于液晶透镜的驱动器的温度控制方法的流程图。
具体实施例方式以下，将参照附图来详细描述示例性实施例，以便本领域中的普通技术人员容易地理解示例性实施例。可以以各种形式实施示例性实施例，而不限于在此阐述的示例性实施例。为了清楚起见，省略对公知部件的描述，并且相同的标号始终表示相同的元件。图1是根据实施例的成像设备100的框图。
根据实施例的成像设备100包括液晶(LC)透镜131，LC透镜131用于根据被施加于其上的电压调节焦距。LC透镜131可被实现为可调液晶透镜(TLCL)，TLCL用于根据被施加于其上的电压调节焦距。根据实施例的成像设备100可被实现为移动电话、便携式多媒体装置或具有LC透镜的数字相机。如图1中所示，成像设备100包括电源110、用于液晶透镜的驱动器(驱动器)120和液晶(LC)模块130，其中，电源110提供电能，驱动器120将电源110提供的电压施加到包括LC透镜131的液晶(LC)模块130，LC模块130从驱动器120接收电压。LC模块130包括根据被施加于其上的电压的频率而改变焦距的LC透镜131、从LC透镜131接收电压以检测LC透镜131的温度的传感器133以及根据被施加的电压产生热的加热器135。通过由加热器135产生的热来调节LC透镜131的温度。驱动器120可包括向LC透镜131提供电压以调节焦距的透镜驱动器121、控制提供给透镜驱动器121的电能的驱动控制器122、读取传感器133的电压值并检测LC透镜131的温度的传感器驱动器123、控制通过加热器135产生的热以便LC透镜131将其温度保持在预定范围内的加热器驱动器125以及选择性地放大由电源110提供的电能并将电能提供给驱动器120的元件的电压调节器124。电压调节器124可被实现为在预定模式下(例如，在2X模式下)工作的电荷泵。成像设备100还可包括检测由LC透镜131发送的图像的图像传感器(未示出)、处理通过图像传感器获得的图像的图像处理器(未示出)以及用作各个元件的I/o接口的接口(未示出)。图像传感器可被实现为(XD/CM0S图像传感器。透镜驱动器121经由电压调节器124从电源110接收电压，并将预定频率的电压施加到LC透镜131。为LC透镜131的自动聚焦确定施加到LC透镜131的电压的频率。更具体地讲，驱动控制器122可通过经由图像传感器检测超声波或红外线来计算距目标的距离，并通过根据计算的距离计算最佳焦距来确定相应频率。透镜驱动器121将通过驱动控制器122的控制而确定的频率中的电能施加到LC透镜131，从而执行自动聚焦。透镜驱动器121可按照与由驱动控制器122确定的频率对应的预定间隔将20V至30V的电能施加到LC透镜131。透镜驱动器121可包括采用MOSFET (诸如PMOS或NM0S)的H桥电路。驱动控制器122可借由通过透镜(TTL)对比度检测方法或相位差检测方法来计算距目标的距离和优化焦距，而不使用另外的超声波或红外线，其中，在TTL对比度检测方法中，通过图像传感器来检测目标的对比度，在相位差检测方法中，穿过LC透镜131的光被划分为两部分以进行比较。根据LC透镜131的温度来改变自动聚焦的操作速度。因此，为了有效地执行对包括自动聚焦的驱动器120的控制，LC透镜131需要将其温度保持在预定范围内，例如，高于正常温度的大约40°C至50°C。图2是根据实施例的成像设备100的LC模块130的详细示图。图2中的LC模块130不同于根据图8中的另一实施例的LC模块(其连接到加热器驱动器125)，在图8的所述另一实施例中，加热器135的一端接地(稍后将描述)。图2中的加热器135可通过COM端子从加热器驱动器125接收接地电压。如图2中所示，LC透镜131可包括电容器Cl和电阻器R1。传感器133可包括电容器C2和电阻器R2。加热器135可包括电阻器R3。如图2中所示，根据实施例的LC模块130包括单个芯片，并具有可连接到外部的5个端子LC、CE、RS、HT和COM。向LC模块130供电的驱动器120还可包括具有H桥电路的单个芯片。LC模块130的5个端子连接到透镜驱动器121、传感器驱动器123和加热器驱动器125之一，以发送和接收信号。更具体地讲，参照图2，透镜驱动器121连接到LC端子和CE端子，并将电压施加到LC透镜131。传感器驱动器123连接到RS端子，并检测传感器133的温度。加热器驱动器125连接到COM端子和HT端子，并通过HT端子将电压施加到加热器135以通过加热器135产生热。加热器驱动器125可向加热器135提供2.8V至5V的电能，以便LC透镜131保持
适当温度。如图2中所示，作为传感器元件的传感器133包括电容器C2和电阻器R2以检测LC透镜131的电压。图3是解释根据实施例的成像设备100的传感器驱动器123的操作的电路图。图4是示出由传感器133检测的电压的曲线图。图5是顺序地示出在图3的电路图中检测的电压的曲线图。图6是解释根据实施例的电压补偿方法的曲线图。图7是解释根据实施例的温度感测的曲线图。传感器133检测LC透镜131的电压并将电压发送到传感器驱动器123。传感器驱动器123包括ADC转换器，ADC转换器将由传感器133发送的电能转换为数字形式。由于如图2和图3中所不传感器133包括电容器C2,因此传感器133的输出电压具有如图4中的电压V和图5中的V_RS的这样的形式，并且由于在传感器133从LC透镜131接收电压的t0时错误的发生，难以准确地检测电压值。传感器驱动器123通过使用如图3和图5中的由COM、RS和ADC测量的C0M_Discharge、RS_Discharge 和 ADC Measure,按照预定间隔(ADC Sampling) (At)检测 LC透镜131的电压。根据实施例的传感器驱动器123可分别检测在t0过去Λ t之后的tl时的电压Vl和t0过去2At之后的t2时的电压V2。为实现前面提到的，图3中的Ql、Q2和Q3执行开关操作。如图5中所示，根据实施例的传感器驱动器123可在Ql被C0M_Discharge信号接通且Q2被RS_Discharge信号断开且ADC Measure信号被接通的时间测量传感器133的电压V_RS。如图3中所示，传感器驱动器123还可包括电阻器R4。更具体地讲，为了计算如图6的(a)中所示在没有来自电容器C2的任何影响的情况下的理想电压的t0时的电压，传感器驱动器123通过使用ADCSampling信号来检测如图6的(b)中所示的tl和t2时的电压Vl和V2，并从Vl减去Vl和V2之间的差以计算t0时的电压VO。用于前述计算的公式是下面的公式I。[公式I]
V_AFD_RS(t0)=I*RV_AFD_RS (t) =I*R+ (I/C* Δ t)V_AFD_RS (t2) =I*R+ (1/02 Δ t)Δ V_RFD_RS=V_AFD_RS (t2) _V_AFD_RS (t!)=I*R+ (I/C*2 Δ t) _I*R_ (I/C* At) = (I/C* Δ t)...V_AFD_RS (t0) =V_AFD_RS U1) _ Δ V_RFD_RS或者V_AFD_RS (t0) =V_AFD_RS (t2) _2* Δ V_RFD_RS传感器驱动器123通过使用计算的VO确定LC透镜131是否将其温度保持在预定范围内(即，40°C至50。。)。传感器驱动器123可使用存储的关于与计算的电压值相应的温度的查找表(LUT)来确定LC透镜131是否保持适当的温度。传感器驱动器123将表明LC透镜131是否保持适当的温度的信号输出到加热器驱动器125。基于由传感器驱动器123发送的信号，加热器驱动器125输出控制信号以通过加热器135产生热。加热器135可被实现为加热元件。根据实施例的传感器驱动器123在图6和图7中的每个tO处周期性地接收传感器133的电压，检查LC透镜是否保持适当温度，并且由传感器驱动器123检查的结果通过加热器驱动器125被提供为反馈。因此，根据实施例的LC透镜131可继续保持适当温度。如图7中所示，传感器驱动器123在没有电能被提供给加热器135的时间，即，在噪音最小的时间检测传感器133的电压。参照图7，在透镜驱动器121的输出信号LC和CE彼此相反时，分开独立地输出透镜驱动器121的输出信号LC和CE以及加热器驱动器125的输出信号HT。S卩，独立地驱动透镜驱动器121和加热器驱动器125。控制被输入到LC透镜131的信号LC和CE具有预定频率以执行自动聚焦，并且控制被输入到加热器135的信号HT，使得加热器135保持目标温度，即，40°C至50°C。更具体地讲，驱动控制器122控制由电压调节器124提供给透镜驱动器121和加热器驱动器125的电能，并控制透镜驱动器121和加热器驱动器125形成不提供电能的区间(section)。驱动控制器122控制传感器驱动器123在透镜驱动器121和加热器驱动器125不将电能提供给LC透镜131和加热器135的区间(图7中的RS感测区间)读取传感器133的电压值进而检测LC透镜131的温度。因此，当作为加热器135的电能的结果的噪音的影响最小时，根据实施例的传感器驱动器123可检测LC透镜131的温度。图8是根据另一实施例的成像设备100的LC模块130的详细示图。图9是解释根据另一实施例的成像设备100的传感器驱动器123的操作的电路图。图10是示出根据另一实施例的由成像设备100的传感器133检测的电压的曲线图。根据图8至图10中的实施例，LC模块130不同于图2中的LC模块(其连接到加热器驱动器125)，在图8至图10的实施例中，加热器135的一端接地。图2中的加热器135可从加热器驱动器125接收接地电压。根据另一实施例，图4、图6和图8还应用于LC模块130。如图8中所示，根据另一实施例的LC模块130包括如前所述的实施例的具有可连接到外部的5个端子LC、CE、RS, HT和COM的单个芯片。将电能提供给LC模块130的驱动器120还可包括具有H桥电路的单个芯片。如图8中所示，LC透镜131可包括电容器Cl和电阻器R1。传感器133可包括电容器C2和电阻器R2。加热器135可包括电阻器R3。LC模块130的5个端子分别连接到透镜驱动器121、传感器驱动器123和加热器驱动器125之一，以发送和接收信号。更具体地讲，参照图8，透镜驱动器121连接到LC端子和CE端子，并将电压施加到LC透镜131。传感器驱动器123连接到RS端子，并检测传感器133的温度。加热器驱动器125连接到HT端子，并通过HT端子将电压施加到加热器135以通过加热器135产生热。COM端子接地。加热器驱动器125可按照预定间隔向加热器135提供2.8V至5V的电能。作为传感器元件的传感器133如图8中所示包括电容器C2和电阻器R2，以检测LC透镜131的电压。传感器133检测LC透镜131的电压，并将所述电压发送到传感器驱动器123。传感器驱动器123包括ADC转换器，ADC转换器将由传感器133发送的电能转换为数字形式。由于如图8和图9中所示的电容器C2，传感器133的输出电压具有如图4中的电压V和图10中的V_RS的这样的形式，并且由于在传感器133从LC透镜131接收电压的tO时错误的发生，难以准确地检测电压值。传感器驱动器123通过使用由如图9和图10的RS和ADC测量的C0M_Discharge信号和RS_Discharge信号,按照预定间隔(ADC Sampling) ( At)检测LC透镜131的电压。根据实施例的传感器驱动器123可分别检测在tO过去Λ t之后的tl时刻的电压Vl和tO过去2 Λ t之后的t2时刻的V2。根据图8和图9中的实施例的LC模块130使COM端子接收接地电压，因此不控制C0M_Discharge信号。图9中的Q2和Q3执行开关操作。如图10中所示，根据实施例的传感器驱动器123可在Q2被RS_Discharge信号断开且ADC_Measure信号被接通的时间测量传感器133的电压V_RS。传感器驱动器123还可包括电阻器R4。更具体地讲，为了计算如图6的(a)中所示在没有来自电容器C2的任何影响的情况下的理想电压的tO的电压降，传感器驱动器123通过使用ADCSampling信号来分别检测如图6的(b)中所示的tl和t2处的电压Vl和V2，并从Vl减去Vl和V2之间的差以计算tO时刻的电压VO。如在前述实施例中，使用公式I来计算电压VO。传感器驱动器123通过使用计算的VO确定LC透镜131是否将其温度保持在预定范围内(S卩，40°C至50°C)。传感器驱动器123可使用存储的关于与计算的电压值相应的温度的查找表(LUT)来确定LC透镜131是否保持适当的温度。传感器驱动器123将表明LC透镜131是否保持适当温度的信号输出到加热器驱动器125。基于由传感器驱动器123发送的信号，加热器驱动器125输出控制信号以通过加热器135产生热。根据实施例的传感器驱动器123在图7和图10中的每个tO时刻周期性地接收传感器133的电压，检查LC透镜131是否保持适当的温度，并且由传感器驱动器123检查的结果通过加热器驱动器125被提供为反馈。因此，根据实施例的LC透镜131可继续保持适
当温度。在下文中，将参照图11描述连接到LC模块130的驱动器120的温度控制处理。
图11是示出根据实施例的驱动器120的温度控制方法的流程图。如这里所示，传感器133按照预定间隔接收LC透镜131的电压(S802)。传感器驱动器123通过使用由传感器133在操作S802接收的电压Vl和V2来计算在图5、图7和图10中的tO处的电压VO (S804)。传感器驱动器123通过使用在操作S804计算的电压VO来确定LC透镜131的温度是否在预定范围内(例如，作为适当温度的40°C至50°C内)(S806)。在操作S806的确定结果被发送到加热器驱动器125，如果LC透镜131没有保持适当温度，则加热器驱动器125控制加热器135，以便LC透镜131保持适当的温度(S808)。可按照如图10中所示的预定间隔执行S802至S808的操作，因此LC透镜131可继续保持适当的温度。如上所述，根据实施例的用于液晶透镜的驱动器、成像设备及其温度控制方法通过补偿来自液晶透镜的电阻值来准确地检测液晶透镜的温度，从而保持成像设备的稳定性。此外，根据实施例的用于液晶透镜的驱动器、成像设备及其温度控制方法可通过经由简单计算补偿在传感器接收电能的时间液晶透镜的电压来补偿由传感器的电容器引起的电压误差，从而以温度的最小误差准确地测量和控制温度。虽然已经示出和描述了一些示例性实施例，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些示例性实施例进行改变，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求
1.一种用于液晶透镜的驱动系统，包括: 液晶透镜，根据被施加的电压来调节焦距； 透镜驱动器，将电压施加到液晶透镜； 传感器驱动器，检测液晶透镜的温度，补偿被检测的温度，并确定经补偿的温度是否保持预设范围，以便用于液晶透镜的驱动器执行控制操作； 加热器驱动器，根据传感器驱动器对于经补偿的温度是否保持预设范围的所述确定来控制液晶透镜的热产生以将液晶透镜的温度保持在所述预设范围内。
2.如权利要求1所述的驱动系统，还包括传感器，所述传感器包括电容器和电阻器并接收液晶透镜的电压，其中，传感器驱动器通过接收传感器的电压来检测液晶透镜的温度，通过检测传感器的电压计算液晶透镜在传感器接收液晶透镜的电压时的温度，并补偿由电容器引起的电压误差。
3.如权利要求2所述的驱动系统，还包括加热器，所述加热器根据加热器驱动器的控制产生热，其中，液晶透镜、传感器和加热器形成包括5个端子的单个芯片。
4.如权利要求3所述的驱动系统，其中，所述5个端子分别连接到透镜驱动器、传感器驱动器和加热器驱动器之一，以发送和接收信号。
5.如权利要求3所述的驱动系统，其中，所述5个端子中的4个分别连接到透镜驱动器、传感器驱动器和加热器驱 动器之一，以发送和接收信号，并且所述5个端子中的剩余的一个接地。
6.如权利要求1至权利要求5中任意一项所述的驱动系统，其中，透镜驱动器调节施加到液晶透镜的电压的频率，以调节液晶透镜的焦点。
7.一种用于液晶透镜的驱动系统的温度控制方法，包括: 检测液晶透镜的温度，根据被施加的电压调节焦距； 补偿被检测的温度； 确定经补偿的温度是否保持预设范围，以便用于液晶透镜的驱动器执行控制操作；根据对经补偿的温度是否保持预设范围的所述确定来控制液晶透镜的热产生，以将液晶透镜的温度保持在所述预设范围内。
8.如权利要求7所述的方法，所述驱动系统还包括传感器，所述传感器包括电容器和电阻器并接收液晶透镜的电压，其中，检测温度的步骤包括:通过接收传感器的电压来检测液晶透镜的温度，通过检测液晶透镜的电压来计算液晶透镜的温度，并补偿由电容器引起的电压误差。
9.一种成像设备，包括: 液晶透镜，根据被施加的电压来调节焦距； 透镜驱动器，将电压施加到液晶透镜； 传感器驱动器，检测液晶透镜的温度，补偿被检测的温度，并确定经补偿的温度是否保持预设范围，以便所述成像设备执行控制操作； 加热器驱动器，根据传感器驱动器对经补偿的温度是否保持预设范围的所述确定来控制液晶透镜的热产生以将液晶透镜的温度保持在所述预设范围内； 图像传感器，检测由液晶透镜发送的图像； 图像处理器，处理通过图像传感器获得的图像。
10.如权利要求9所述的成像设备，其中，透镜驱动器调节被施加到液晶透镜的电压的频率，以调节液晶透镜的焦点 。
全文摘要
本发明公开一种用于液晶透镜的驱动器、成像设备及其温度控制方法，所述驱动器包括液晶透镜，根据被施加于其上的电压来调节焦距；透镜驱动器，将电压施加到液晶透镜；传感器驱动器，检测液晶透镜的温度，补偿被检测的温度，并确定经补偿的温度是否保持预设范围，以便用于液晶透镜的驱动器执行控制操作；加热器驱动器，根据传感器驱动器的所述确定控制液晶透镜的热产生以将液晶透镜的温度保持在所述预设范围内。因此，所述驱动器通过补偿来自液晶透镜的电阻值来准确地检测液晶透镜的温度，从而保持成像设备的稳定性。
文档编号G02F1/133GK103163674SQ20121052856
公开日2013年6月19日 申请日期2012年12月10日 优先权日2011年12月8日
发明者朴重完, 陈重昊, 吴恩泽 申请人:株式会社动运