TWI862625B

TWI862625B - 液體透鏡控制設備

Info

Publication number: TWI862625B
Application number: TW109123235A
Authority: TW
Inventors: 朴正培; 金昌郁; 朴龍星
Original assignee: 韓商Ｌｇ伊諾特股份有限公司
Priority date: 2019-07-09
Filing date: 2020-07-09
Publication date: 2024-11-21
Also published as: KR20210006776A; US20220260888A1; TW202109114A; US12130537B2; WO2021006591A1; KR102781352B1

Abstract

根據一實施例，一種液體透鏡控制設備包括：一液體透鏡，其經組態以回應於一驅動電壓而控制液體之間的一界面；一升壓器，其經組態以增大一供應電壓之位準且輸出相比於該供應電壓具有一較高位準之一電壓；一控制器，其經組態以控制該驅動電壓；及一陀螺儀感測器，其經組態以感測該液體透鏡之移動且輸出對應於該液體透鏡之該移動之一信號。該控制器在該升壓器處於一關斷狀態之一時段期間獲取自該陀螺儀感測器輸出的對應於該液體透鏡之該移動之一信號，且使用對應於該液體透鏡之該移動之該信號控制該驅動電壓。

Description

液體透鏡控制設備

實施例係關於一種液體透鏡控制設備。

使用攜帶型裝置之人需要具有高解析度、小型且具有各種攝影功能之光學裝置。舉例而言，各種攝影功能可包括光學放大/縮小功能、自動聚焦(AF)功能或者手抖補償或光學影像穩定(OIS)功能中之至少一者。

習知地，前述各種攝影功能係藉由組合複數個透鏡且直接使經組合透鏡移動來實現。然而，在透鏡之數目增加的狀況下，光學裝置之大小可能會增大。

AF功能及OIS功能係藉由使固定至透鏡架且與光軸對準之複數個透鏡在光軸方向上或在垂直於光軸之方向上移動或傾斜來執行。為此目的，使用單獨的透鏡移動設備以使由複數個透鏡構成之透鏡總成移動。然而，透鏡移動設備消耗大量功率，且額外防護玻璃罩需要與攝影機模組分離地被提供以便保護透鏡移動設備，因此導致習知攝影機模組之總體大小增大。為了解決此問題，已對經組態以電調整兩種類型之液體之間的界面之曲率以便執行AF功能及OIS功能的液體透鏡進行研究。

在習知攝影機模組中，液體透鏡控制設備使用陀螺儀感測器以便執行OIS功能。然而，陀螺儀感測器具有對雜訊敏感之問題。

實施例可提供一種用於移除或最小化包括於來自陀螺儀感測器之輸出中之雜訊的液體透鏡控制設備。

將由實施例實現之目標不限於上文所提及之目標，且熟習此項技術者將根據以下描述清楚地理解本文中未提及之其他目標。

根據一實施例，一種液體透鏡控制設備可包括：一液體透鏡，其經組態以回應於一驅動電壓而控制液體之間的一界面；一升壓器，其經組態以增大一供應電壓之位準且輸出相比於該供應電壓具有一較高位準之一電壓；一控制器，其經組態以控制該驅動電壓；及一陀螺儀感測器，其經組態以感測該液體透鏡之移動且輸出對應於該液體透鏡之該移動之一信號。該控制器可在該升壓器處於一關斷狀態之一時段期間獲取自該陀螺儀感測器輸出的對應於該液體透鏡之該移動之一信號，且可使用對應於該液體透鏡之該移動之該信號控制該驅動電壓。

舉例而言，該液體透鏡控制設備可進一步包括一驅動信號產生器，其經組態以使用自該升壓器輸出之一電壓將該驅動電壓供應至該液體透鏡，且該控制器可使用對應於該液體透鏡之該移動之一信號控制該驅動信號產生器。

舉例而言，該控制器可在該升壓器處於一關斷狀態之一時段期間獲取對應於該液體透鏡之該移動之一信號。

舉例而言，相比於該升壓器自開啟變成關斷之一時間點，該控制器獲取對應於該液體透鏡之該移動之一信號的一時段可較接近該升壓器自關斷變成開啟之一時間點。

舉例而言，該液體透鏡可包括一個別電極及該驅動電壓被施加至之一共同電極，且可在該升壓器之一關斷狀態下對對應於該液體透鏡之該界面的在該個別電極與該共同電極之間的一電容執行類比至數位轉換(ADC)。該控制器可在該ADC已執行之後獲取對應於該液體透鏡之該移動之一信號。

舉例而言，該升壓器可包括：一電感器，其具有連接至該供應電壓被輸入至之一輸入端子之一個側；及一開關，其安置於該電感器之相對側與一參考電位之間。該升壓器可經由該開關之切換操作來增大該供應電壓之該位準，且可輸出相比於該供應電壓具有一較高位準之一電壓。

舉例而言，自該陀螺儀感測器輸出之該信號之頻率與該升壓器之開啟/關斷頻率可彼此不同。

舉例而言，該ADC可經控制以在一ADC啟用脈衝開啟時執行，且該控制器可在自該ADC啟用脈衝關斷之一時間點起經過一預定時間段之後獲取對應於該液體透鏡之該移動之一信號。

舉例而言，該預定時間段可為30μs至40μs。

舉例而言，該供應電壓可為1.8伏特至5伏特，且自該升壓器輸出之該供應電壓之一經增大位準可為50伏特或更大。

根據各實施例之液體透鏡控制設備使用不具有由升壓器造成之雜訊之運動信號控制液體透鏡，升壓器輸出相對高電壓，藉此改良由包括液體透鏡之攝影機模組執行之OIS功能。

此外，根據各實施例之液體透鏡控制設備使用不具有雜訊或雜訊減少之運動信號控制液體透鏡。結果，當激發頻率為2Hz至10Hz時，可改良液體透鏡之抑制比。

然而，可經由實施例達成之效果不限於上文所提及之效果，且熟習此項技術者將根據以下描述清楚地理解本文中未提及之其他效果。

22:透鏡總成

24:控制電路

26:影像感測器

100:攝影機模組

142:液體透鏡

143:電容器

144:第一連接基板

146:第二連接基板

148:絕緣層

200:液體透鏡控制設備

210:陀螺儀感測器

220:控制器

230:驅動信號產生器

240:升壓器

250:計時器

300:液體透鏡

ADC_EN:信號

BO:界面/液體界面

BST:狀態

C:控制信號

CA:空腔

D:二極體

E1:第一電極

E2:第二電極

E11:個別電極

E12:個別電極

E13:個別電極

E14:個別電極

i:斜表面

L:電感器

LQ1:第一液體

LQ2:第二液體

LX:光軸

O1:第一開口

O2:第二開口

P1:第一板

P2:第二板

P3:第三板

S:開關

S1:陀螺儀信號

S3:信號

S21:陀螺儀信號

S22:陀螺儀信號

SS:經感測結果/運動信號/信號/運動資訊

SS1:第一運動信號

SS2:第二運動信號

SS3:第三運動信號

T1:預定時間段

T2:時段/預定時間段

TA:時段

TB:時段

TIM:計時器信號

V_CO:共同電壓

VIN:供應電壓

圖1 為根據一實施例之攝影機模組的示意性橫截面圖。

圖2 為一般液體透鏡單元的橫截面圖。

圖3(a)及圖3(b) 為用於闡釋液體透鏡的視圖，液體透鏡之界面係回應於驅動電壓而調整。

圖4 為根據一實施例之液體透鏡控制設備的方塊圖。

圖5 為根據一實施例之液體透鏡控制設備之每一部分的波形圖。

在下文中，將參考隨附圖式詳細地描述本揭示內容之例示性實施例。

然而，實例可以許多不同形式來體現，且不應被認作限於本文中所闡述之實施例。更確切而言，在本揭示內容之精神及範疇內，可選擇性地且操作性地組合或取代一個或多個組件。

除非另有定義，否則本文中所使用之所有術語(包括技術及科學術語)具有與熟習此項技術者通常所理解之含義相同的含義。應進一步理解，諸如常用詞典中所定義之術語的術語應被解譯為具有與其在相關技術之背景中之含義一致的含義。

本說明書中所使用之術語係為了描述實施例而提供，且本揭示內容不限於此。在本說明書中，除非另有指出，否則語句中之單數形式包括複數形式。術語「至少一者」(或「一者或多者」)應被理解為包括可自一個或多個相關項目所建議之所有可能組合。舉例而言，「第一項目、第二項目或第三項目中之至少一者」之含義可為第一項目、第二項目或第三項目中之每一者，且亦可為可自第一項目、第二項目及第三項目中之兩者或多於兩者所建議之所有可能組合。

另外，諸如「第一」、「第二」、「A」、「B」、「(a)」、「(b)」等之術語可在本文中用以描述實施例之組件。此等術語僅用以區分一個元件與另一元件，且對應元件之本質、次序或序列不受此等術語限制。

應注意，若在本說明書中描述一個組件「連接」、「耦接」或「接合」至另一組件，則前者可直接「連接」、「耦接」或「接合」至後者，或可經由另一組件間接「連接」、「耦接」或「接合」至後者。

應理解，當一元件被稱為在另一元件「上」或「下」時，其可直接在該元件上/下，或亦可存在一個或多個介入元件。當一元件被稱為在「上」或「下」時，可基於該元件包括「在該元件下」以及「在該元件上」。

可變透鏡可為變焦透鏡。另外，可變透鏡可為焦點可調整之透鏡。可變透鏡可為液體透鏡、聚合物透鏡、液晶透鏡、音圈馬達(VCM)類型或形狀記憶合金(SMA)類型中之至少一者。液體透鏡可包括：包括一種液體之液體透鏡，及包括兩種液體之液體透鏡。包括一種液體之液體透鏡可藉由調整安置於對應於液體之位置處之膜，例如藉由使用磁體與線圈之間的電磁力來按壓該膜，而改變焦點。包括兩種液體之液體透鏡可包括導電液體及不導電液體，且可使用施加至液體透鏡之電壓調整形成於導電液體與不導電液體之間的界面。聚合物透鏡可藉由使用諸如壓電致動器之驅動單元來控制聚合物材料而改變焦點。液晶透鏡可藉由使用電磁力來控制液晶而改變焦點。VCM類型可藉由使用磁體與線圈之間的電磁力來調整固體透鏡或包括固體透鏡之透鏡總成而改變焦點。SMA類型可藉由使用形狀記憶合金來控制固體透鏡或包括固體透鏡之透鏡總成而改變焦點。

在下文中，將由根據一實施例之控制設備控制之可變透鏡將被描述為液體透鏡。然而，以下描述亦可應用於根據該實施例之控制設備控制除液體透鏡以外之可變透鏡的狀況。

儘管為便於描述而將使用笛卡爾(Cartesian)座標系統(x軸、y軸、z軸)描述液體透鏡控制設備，但亦可使用任何其他座標系統描述液體透鏡控制設備。儘管笛卡爾座標系統之x軸、y軸及z軸彼此垂直，但實施例不限於此。亦即，x軸、y軸及z軸可彼此傾斜地相交。

在下文中，將在描述根據一實施例之液體透鏡控制設備200之前參考隨附圖式描述液體透鏡142及攝影機模組100。

圖1為根據一實施例之攝影機模組100的示意性橫截面圖。

參看圖1，攝影機模組100可包括透鏡總成22、控制電路24及影像感測器26。

透鏡總成22可包括至少一個透鏡單元。至少一個透鏡單元可包括第一透鏡及第二透鏡以及液體透鏡單元(或液體透鏡模組)。

控制電路24可用以控制例如液體透鏡單元之透鏡單元，且用以供應驅動電壓(或操作電壓)以用於驅動液體透鏡單元。控制電路24可以積體電路(IC)之形式來實施。控制電路24可包括根據稍後將描述之實施例之液體透鏡控制設備200。

影像感測器26可用以將已穿過第一透鏡、液體透鏡單元及第二透鏡之光轉換成影像資料。更具體言之，影像感測器26可經由包括複數個像素之像素陣列將光轉換成類比信號，且可合成對應於類比信號之數位信號以產生影像資料。

上文所描述之控制電路24及影像感測器26可安置於單一印刷電路板(PCB)上。然而，此僅僅係例示性的，且實施例不限於此。

當將攝影機模組100應用於光學裝置(或光學儀器)時，可根據光學裝置所需要之規格而以不同方式設計控制電路24之組態。詳言之，控制電路24可被實施為呈積體電路(IC)之形式之單一晶片。

第一透鏡可安置於透鏡總成22上，且可為光自透鏡總成22外部入射於其上之區域。第一透鏡可被實施為單一透鏡，或可被實施為與中心軸線對準以形成光學系統之兩個或多於兩個透鏡。此處，中心軸線可為由包括於攝影機模組100中之第一透鏡、液體透鏡單元及第二透鏡形成之光學系統之光軸LX，或可為平行於光軸LX之軸線。光軸LX可對應於影像感測器26之光軸。亦即，第一透鏡、液體透鏡單元、第二透鏡及影像感測器26可經安置以便經由主動對準(AA)而與光軸LX對準。此處，主動對準可為將第一透鏡、第二透鏡及液體透鏡單元中之每一者之光軸與影像感測器26之光軸對準的操作。

第二透鏡可安置於液體透鏡單元下。第二透鏡可在光軸方向(例如z軸方向)上與第一透鏡隔開。

自攝影機模組100外部入射於第一透鏡上之光可穿過液體透鏡單元，且可入射於第二透鏡上。第二透鏡可被實施為單一透鏡，或可被實施為與中心軸線對準以形成光學系統之兩個或多於兩個透鏡。

不同於液體透鏡單元，第一透鏡及第二透鏡中之每一者可為固體透鏡，且可由塑膠形成。然而，本揭示內容不限於第一透鏡及第二透鏡中之每一者之特定材料。

圖2為一般液體透鏡單元的橫截面圖。

圖2中所展示之液體透鏡單元可包括第一連接基板(或個別電極連接基板)144、液體透鏡(或液體透鏡本體)，及第二連接基板(或共同電極連接基板)146。

液體透鏡可包括複數種不同種類之液體LQ1及LQ2、第一至第三板P1、P2及P3、第一電極E1及第二電極E2，以及絕緣層148。

複數種液體LQ1及LQ2可容納於空腔CA中，且可包括導電之第一液體LQ1及不導電之第二液體(或絕緣液體)LQ2。第一液體LQ1及第二液體LQ2可彼此不混合，且界面BO可形成於第一液體LQ1與第二液體LQ2之間的接觸部分處。舉例而言，第一液體LQ1可安置於第二液體LQ2上，但實施例不限於此。

第一板P1之內表面可形成空腔CA之側壁i。第一板P1可包括具有預定斜表面之上部開口及下部開口。亦即，空腔CA可被界定為由第一板P1之斜表面i、接觸第二板P2之第一開口及接觸第三板P3之第二開口環繞的區域。

第一開口及第二開口當中較大之開口之直徑可根據液體透鏡所需要之視野(FOV)或液體透鏡在攝影機模組100中發揮之作用而變化。第一開口O1之大小(或面積或寬度)可大於第二開口O2之大小(或面積或寬度)。此處，第一開口及第二開口中之每一者之大小可為在水平方向上(例如在x軸方向及y軸方向上)之橫截面積。舉例而言，當第一開口及第二開口中之每一者具有圓形橫截面時，其大小可為半徑，且當第一開口及第二開口中之每一者具有正方形橫截面時，其大小可為對角線長度。

第一開口及第二開口中之每一者可具有孔之形狀，孔具有圓形橫截面。形成於兩種液體之間的界面BO可由施加至液體透鏡之驅動電壓沿著空腔CA之斜表面i移動。

第一液體LQ1及第二液體LQ2充裝、容納或安置於第一板P1中之空腔CA中。此外，空腔CA為已穿過第一透鏡之光所穿過的部分。因此，第一板P1可由透明材料形成，或可包括雜質，使得光不容易穿過雜質。

電極可安置於第一板P1之一個表面及另一表面上。複數個第一電極E1可與第二電極E2隔開，且可安置於第一板P1之一個表面(例如底表面、側表面及頂表面)上。第二電極E2可安置於第一板P1之另一表面(例如頂表面)之至少一部分上，且可與第一液體LQ1直接接觸。

此外，第一電極E1可被實施為複數個電極(在下文中被稱為「個別電極」)，且第二電極E2可被實施為單一電極(在下文中被稱為「共同電極」)。

安置於第一板P1之另一表面上之第二電極E2之一部分可曝露於導電之第一液體LQ1。

第一電極E1及第二電極E2中之每一者可由導電材料形成。

此外，第二板P2可安置於第二電極E2之一個表面上。亦即，第二板P2可安置於第一板P1上。具體言之，第二板P2可安置於第二電極E2之頂表面及空腔CA上。

第三板P3可安置於第一電極E1之一個表面上。亦即，第三板P3可安置於第一板P1下。具體言之，第三板P3可安置於第一電極E1之底表面上及空腔CA下。

第二板P2及第三板P3可彼此相對地安置，其間插入有第一板P1。可省略第二板P2或第三板P3中之至少一者。

第二板P2或第三板P3中之至少一者可具有矩形平面形狀。第二板P2及第三板P3中之每一者可為光所穿過之區域，且可由透光材料形成。舉例而言，第二板P2及第三板P3中之每一者可由玻璃形成。為便於處理，第二板P2及第三板P3可由彼此相同的材料形成。

作為一個實例，光可自第一透鏡入射於第二板P2上。亦即，在空腔CA中，在光入射之方向上定向之第一開口之面積可大於在相對方向上定向之第二開口之面積。為此目的，第二板P2可具有允許光行進至空腔CA中之組態。第三板P3可具有允許已穿過第一板P1中之空腔CA之光行進至第二透鏡之組態。

作為另一實例，光可自第一透鏡入射於第三板P3上。亦即，在空腔CA中，在光入射之方向上定向之第二開口之面積可小於在相對方向上定向之第一開口之面積。為此目的，第三板P3可具有允許光行進至空腔CA中之組態。第二板P2可具有允許已穿過第一板P1中之空腔CA之光行進至第二透鏡之組態。

第二板P2可與第一液體LQ1直接接觸。

絕緣層148可經安置以便覆蓋空腔CA下的第三板P3之頂表面之部分。亦即，絕緣層148可安置於第二液體LQ2與第三板P3之間。

此外，絕緣層148可經安置以便覆蓋形成空腔CA之側壁的第一電極E1之部分。此外，絕緣層148可經安置以便覆蓋第二電極E2之一部分、第一板P1，及第一板P1之頂表面上之第一電極E1。因此，可由絕緣層148防止第一電極E1與第一液體LQ1之間的接觸及第一電極E1與第二液體LQ2之間的接觸。

絕緣層148可覆蓋第一電極E1及第二電極E2中之一者(例如第一電極E1)，且可曝露其中之另一者(例如第二電極E2)之一部分，使得電能施加至導電之第一液體LQ1。

第一連接基板144可將包括於液體透鏡中之複數個第一電極E1電連接至主板(未展示)。第二連接基板146可將液體透鏡之第二電極E2電連接至主板。為此目的，第一連接基板144可被實施為可撓性印刷電路板(FPCB)，且第二連接基板146可被實施為FPCB或單一金屬基板(導電金屬板)。

第一連接基板144可經由電連接至複數個第一電極E1中之每一者之連接襯墊電連接至形成於主板上之電極襯墊。

第二連接基板146可經由電連接至第二電極E2之連接襯墊電連接至形成於主板上之電極襯墊。

主板可包括凹部及電路元件(未展示)，影像感測器26可安裝、安放、緊密地安置、固定、臨時地固定、支撐、耦接或容納於凹部中。主板之電路元件可包括用於控制液體透鏡之液體透鏡控制設備。稍後將參考圖4描述液體透鏡控制設備。電路元件可包括被動元件或主動元件中之至少一者，且可具有各種面積及高度中之任一者。

主板可被實施為包括FPCB之剛性可撓性印刷電路板(RFPCB)。FPCB可根據安裝有攝影機模組100之空間之要求而彎曲。

圖3(a)及圖3(b)為用於闡釋液體透鏡142的視圖，該液體透鏡之界面係回應於驅動電壓而調整。具體言之，圖3(a)為包括於透鏡總成22中之液體透鏡142的透視圖，且圖3(b)繪示液體透鏡142之等效電路。液體透鏡142可對應於圖2中所展示之液體透鏡。

參看圖3(a)，界面BO之形狀係回應於驅動電壓而調整的液體透鏡142可經由複數個個別電極E11、E12、E13及E14接收個別電壓，該等個別電極在四個不同方向上彼此以相同角間隔而安置。個別電極E11、E12、E13及E14可相對於液體透鏡142之中心軸線彼此以相同角間隔而安置。儘管在圖3(a)中繪示四個個別電極分別安置於液體透鏡之四個隅角處，但實施例不限於此。另外，液體透鏡142可經由共同電極E2接收共同電壓。

安置於空腔CA中之第一液體LQ1與第二液體LQ2之間的界面BO之形狀可由驅動電壓改變，驅動電壓係藉由經由複數個個別電極E11、E12、E13及E14施加之個別電壓與經由共同電極E2施加之共同電壓之間的相互作用而形成。第一液體LQ1與第二液體LQ2之間的界面BO之形狀及變形可由稍後將描述之圖4中所展示之液體透鏡控制設備200控制，以便實施AF功能或OIS功能中之至少一者。

此外，參看圖3(b)，液體透鏡142可由複數個電容器143構成，該等電容器中之每一者之一個側自個別電極E11、E12、E13及E14中之對應一者接收操作電壓，該等操作電壓彼此不同，且該等電容器中之每一者之相對側連接至共同電極E2。包括於等效電路中之複數個電容器143可具有約數十至200微微法拉(pF)之低電容。

下文將詳細地描述如上文所描述而組態之液體透鏡142之操作。

第一連接基板144及第二連接基板146用以供應用於將液體透鏡142分別驅動至第一電極E1及第二電極E2之驅動電壓。當經由第一連接基板144及第二連接基板146將驅動電壓施加至第一電極E1及第二電極E2時，第一液體LQ1與第二液體LQ2之間的界面BO可變形，且諸如液體透鏡142之曲率、焦距或傾斜角之形狀中之至少一者可改變(或調整)。舉例而言，液體透鏡142之焦距可根據驅動電壓而與形成於液體透鏡142中之界面BO之撓曲或傾斜中之至少一者的改變一起調整。以此方式，當控制界面BO之變形、曲率半徑及傾斜角時，包括液體透鏡142之攝影機模組100可執行自動聚焦(AF)功能及手抖補償或光學影像穩定(OIS)功能。

舉例而言，第一連接基板144可將四個不同個別電壓，即第一個別電壓至第四個別電壓，分別傳輸至液體透鏡142之個別電極E11、E12、E13及E14，且第二連接基板146可將一個共同電壓傳輸至液體透鏡142之共同電極E2。共同電壓可包括直流(DC)電壓或交流(AC)電壓。當共同電壓係以脈衝之形式施加時，脈衝之寬度或工作循環可恆定。

儘管未展示，但導電環氧樹脂可安置於第一連接基板144與複數個第一電極E1之間，使得第一連接基板144與複數個第一電極E1可彼此接觸、耦接及電連接。此外，導電環氧樹脂可安置於第二連接基板146與第二電極E2之間，使得第二連接基板146與第二電極E2可彼此接觸、耦接及電連接。

在下文中，將參考隨附圖式描述根據該實施例之液體透鏡控制設備200。

圖4為根據該實施例之液體透鏡控制設備200的方塊圖。

圖5為根據該實施例之液體透鏡控制設備及根據比較實例之液體透鏡控制設備之每一部分的波形圖。

將基於根據該實施例之液體透鏡控制設備200描述圖5中之附圖標號「Vco」、「ADC_EN」、「TIM」、「SS1」、「SS2」及「SS3」。「Vco」表示共同電壓，且「ADC_EN」可為用於執行類比至數位轉換(ADC)使得控制器獲取對應於液體透鏡300之液體界面BO之位置之電容的信號。舉例而言，「ADC_EN」表示用於執行ADC使得個別電極與共同電極之間的電容之類比信號轉換成可由控制器獲取之數位信號的信號，該類比信號係對應於液體透鏡300之液體界面BO之位置而感測。亦即，控制器220可在「ADC_EN」處於「高」邏輯位準之時段期間感測圖3(b)中所展示之電容器143之電容。在圖5中，「TIM」表示用於驅動升壓器240之計時器信號，「BST」表示升壓器240之狀態，且「SS1」至「SS3」表示自陀螺儀感測器210輸出之各種信號之波形圖之實例。表示升壓器240之狀態的「BST」之關斷狀態指示升壓器240處於非驅動狀態。升壓器240之非驅動狀態可為升壓器240之未啟動狀態。升壓器240之未啟動狀態可為例如啟用信號未輸入至經提供以啟動升壓器240之啟用端子的停用狀態，或升壓器240之開關未被操作的狀態。升壓器240之開關S未被操作的狀態可為開關S保持於開啟或關斷狀態的狀態，或開關S未開啟或關斷的狀態。在「BST」之開啟時段中，啟用升壓器240，且在「BST」之關斷時段中，停用升壓器240。

液體透鏡控制設備可包括一個陀螺儀感測器210。圖5中所展示之「SS1」至「SS3」之波形可指示來自陀螺儀感測器210之輸出之三個個別實例，以便展示來自陀螺儀感測器210之各種輸出。在「SS1」至「SS3」之「高」邏輯位準時段中，陀螺儀感測器210可輸出液體透鏡或包括液體透鏡之光學裝置之運動信號或姿勢資訊。自陀螺儀感測器210輸出之信號或資訊可傳輸至控制器220。控制器220可回應於自陀螺儀感測器210傳輸之信號而驅動液體透鏡。控制器220可藉由驅動液體透鏡來控制液體透鏡之界面。控制器220可選擇性地使用自陀螺儀感測器210傳輸之信號。舉例而言，當自陀螺儀感測器210獲取資訊時，控制器220可採取來自陀螺儀感測器210之最新輸出。

參看圖4，液體透鏡控制設備200可包括陀螺儀感測器210、控制器220、驅動信號產生器230及升壓器240。

圖4中所展示之液體透鏡控制設備200可控制液體透鏡300，該液體透鏡回應於驅動信號而操作。此處，液體透鏡300可對應於上文所描述之圖2、圖3(a)及圖3(b)中所展示之液體透鏡142，但實施例不限於此。亦即，根據另一實施例，液體透鏡控制設備200亦可控制具有不同於圖2、圖3(a)及圖3(b)中所展示之液體透鏡142之組態的液體透鏡。

在下文中，為了更好地理解，將由根據該實施例之液體透鏡控制設備200控制之液體透鏡300將被描述為圖2、圖3(a)及圖3(b)中所展示之液體透鏡142。

陀螺儀感測器210可感測對應於液體透鏡300或包括液體透鏡300之光學裝置之移動(即搖動或手抖)或姿勢的運動信號或姿勢資訊，且可將經感測結果SS輸出至控制器220。亦即，陀螺儀感測器210可感測在兩個方向，即橫偏軸線方向及俯仰軸線方向上之移動角速度，以便補償攝影機模組100或包括攝影機模組100之光學裝置在向上-向下方向及向左-向右方向上之移動。陀螺儀感測器210可產生對應於經感測角速度之運動信號，且可將運動信號提供至控制器220。控制器220可獲取或讀取自陀螺儀感測器210提供之資訊。控制器220可在控制器220意欲獲取或讀取運動資訊之時間點讀取或獲取自陀螺儀感測器210輸出或先前已輸出之信號。控制器220可儲存自陀螺儀感測器210提供之信號資訊，且可在控制器220意欲獲取或讀取運動資訊之時間點獲取或讀取經儲存陀螺儀資訊。

陀螺儀感測器210可為不包括於液體透鏡控制設備200中之獨立組件，或可包括於液體透鏡控制設備200中，如圖4中所展示。

升壓器240可增大供應電壓VIN之位準，且可將具有經增大位準之供應電壓輸出或傳輸至驅動信號產生器230。供應電壓可為輸入至液體透鏡控制設備200之輸入電壓。舉例而言，可回應於計時器信號TIM而啟用或停用升壓器240。舉例而言，如圖5中所繪示，升壓器240可在計時器信號TIM之上升邊緣處啟用(開啟)，且可在計時器信號TIM之下降邊緣處停用(關斷)。

為此目的，根據該實施例之液體透鏡控制設備200可進一步包括計時器250。計時器250可產生用於啟用或停用升壓器240之計時器信號TIM，且可將所產生之計時器信號TIM輸出至升壓器240。舉例而言，計時器250可在控制器220之控制下產生計時器信號TIM。

當回應於計時器信號TIM而啟用(開啟)時，升壓器240可使用供應電壓VIN增大自升壓器240輸出之電壓之位準。替代地，當回應於計時器信號TIM而停用(關斷)時，升壓器240可停止增大自升壓器240輸出之電壓之位準的操作。

根據該實施例，供應電壓VIN可為1.8伏特至5伏特，且自升壓器240輸出之電壓之位準可為50伏特或更大。

根據該實施例，升壓器240可包括電感器L、二極體D及開關S。電感器L可具有連接至供應電壓VIN之一個側及連接至二極體D之陽極之相對側。二極體D可具有連接至電感器L之陽極及連接至驅動信號產生器230之陰極。開關S可安置於電感器L之相對側與參考電位(例如接地電壓)之間。由於升壓器240在自計時器250提供之計時器信號TIM之上升邊緣處啟用(開啟)且升壓器240之開關S執行切換操作，故為1.8伏特至5伏特的供應電壓VIN之位準可增大至50伏特或更大。在此狀況下，開關S之切換頻率可為10kHz。然而，實施例不限於此。

驅動信號產生器230可對控制信號C作出回應，可使用來自升壓器240之輸出產生驅動信號，且可將所產生之驅動信號供應至液體透鏡300。自驅動信號產生器230輸出之驅動信號可為呈具有預定寬度之脈衝之形式的電壓，該電壓施加至液體透鏡300之每一電極。施加至液體透鏡300之驅動電壓為分別施加至第一電極E1及第二電極E2之電壓之間的差。

儘管未展示，但驅動信號產生器230可進一步包括電壓穩定器(未展示)或切換單元(未展示)中之至少一者。電壓穩定器用以使來自升壓器240之輸出穩定。此外，切換單元用以選擇性地將來自升壓器240之輸出供應至液體透鏡300之每一端子。此處，切換單元可包括被稱為H電橋之電路。自升壓器240輸出之高電壓可作為電力供應電壓施加至切換單元。切換單元可橫越液體透鏡300之兩個末端選擇性地供應所施加之電力供應電壓及參考電位(例如接地電壓)。液體透鏡300之兩個末端可分別為複數個個別電極(例如E11、E12、E13及E14)及第二電極E2中之任一者。

控制器220經組態以執行AF功能及OIS功能。控制器220可回應於使用者請求或偵測結果(例如陀螺儀感測器210之運動信號)而控制包括於透鏡總成22中之液體透鏡300。

控制器220可接收用於自光學裝置或攝影機模組100之內部(例如影像感測器26)或外部(例如距離感測器或應用程式處理器)執行AF功能的資訊(即關於至物體之距離的資訊)，可使用距離資訊而根據用於將透鏡聚焦於物體上之焦距來計算對應於液體透鏡300需要具有之形狀的驅動電壓，且可基於驅動電壓產生控制信號C。

此外，控制器220可儲存自陀螺儀感測器210提供之資訊。此外，控制器220可讀取自陀螺儀感測器210提供之資訊或儲存於控制器中之資訊，且使用該資訊。控制器220可使用自陀螺儀感測器210提供之讀取資訊產生控制信號C，且可將所產生之控制信號C輸出至驅動信號產生器230。

儘管未展示，但為了實施OIS功能，控制器220可進一步包括低通濾波器(LPF)(未展示)。LPF可藉由自陀螺儀感測器210輸出之運動信號中移除高頻雜訊分量而僅提取所要頻帶，可使用去雜訊之運動信號計算手抖量，可計算對應於液體透鏡300需要具有之形狀的驅動電壓以便補償所計算之手抖量，且可基於驅動電壓產生控制信號C。

根據該實施例，控制器220自陀螺儀感測器210獲取運動信號SS之時間點可以各種方式設定如下。

為了驅動液體透鏡300，需要高於一般裝置(例如行動電話)中所使用之電壓的相對高電壓，且因此需要升壓器240。升壓器240為使用低電壓輸入產生高電壓且可在驅動時產生雜訊之電路。因此，為了最小化由升壓器240造成之雜訊，液體透鏡控制設備200可在除升壓器240之驅動時段以外的時段期間執行感測操作及信號傳輸/接收，此將稍後描述。

根據一實施例，可使用液體透鏡300之個別電極與共同電極之間的電容值偵測液體透鏡300之界面之位置。用於感測兩個電極之間的電容值之ADC操作可在升壓器240之關斷狀態下執行。圖5繪示用於感測電容值之「ADC_EN」信號係在升壓器240之關斷狀態下輸入的實施例。

根據又一實施例，控制器220讀取關於由陀螺儀感測器210感測的液體透鏡300之移動的資訊的時間點可設定於升壓器240處於關斷狀態之時段內。參看圖5，時段T2為控制器220讀取對應於自陀螺儀感測器210輸出之關於液體透鏡300之位置之資訊的資訊的時段。由控制器220讀取信號意謂控制器220獲取或讀取信號以便使用信號控制驅動信號。控制器220可讀取儲存於控制器中之來自陀螺儀感測器210之輸出，或可直接讀取來自陀螺儀感測器210之輸出。

現在將參考圖5描述另一實施例。陀螺儀感測器210可週期性地將關於液體透鏡300或包括液體透鏡300之光學裝置之位置或姿勢的資訊輸出至控制器220。在此狀況下，由於陀螺儀感測器210之輸出時段與升壓器240之開啟/關斷時段彼此不同，故來自陀螺儀感測器210之輸出中之一些(例如圖5之「SS1」、「SS2」及「SS3」之「S1」、「S21」、「S22」及「S3」)可為在升壓器240處於開啟狀態之時段中液體透鏡300之位置資訊上的輸出，且因此可包括升壓器240之雜訊。來自陀螺儀感測器210之其餘輸出(例如除圖5之「SS1」、「SS2」及「SS3」之「S1」、「S21」、「S22」及「S3」以外的脈衝)可為在升壓器240處於關斷狀態之時段中液體透鏡300之位置資訊上的輸出，且因此可不包括升壓器240之雜訊。控制器220需要使用不包括升壓器240之雜訊的陀螺儀信號以便基於更準確之位置資訊執行控制。舉例而言，控制器220可在時段T2期間讀取自陀螺儀感測器210輸出之資訊，該資訊係在時段T2期間輸出或在圖5之時段T2之前已輸出(例如，在時段T2之前已自陀螺儀感測器210輸出之資訊片段當中，可使用緊接於時段T2之前已自陀螺儀感測器210輸出之資訊)。在此狀況下，在由圖5中之「SS1」至「SS3」指定的來自陀螺儀感測器210之輸出當中，控制器220可使用在升壓器240之關斷狀態下已輸出之陀螺儀信號。控制器220讀取自陀螺儀感測器210輸出之資訊的時段T2可在升壓器240處於關斷狀態之時段內。此外，控制器220讀取自陀螺儀感測器210輸出之資訊的時段T2可在已對關於電容值之資訊執行ADC操作之後且在升壓器240開啟之前的時段內。此外，相比於升壓器240自開啟變成關斷之時間點，時段T2可被設定為較接近升壓器240自關斷變成開啟之時間點。控制器220可感測對應於液體透鏡300之液體界面BO之位置的ADC值，且此後可在已經過預定時間段T1時讀取自陀螺儀感測器210輸出之信號SS。參看圖5，控制器220可在「ADC_EN」處於「高」邏輯位準之時段期間感測對應於液體透鏡300之液體界面BO之位置的ADC值。因此，控制器220可在時段T2期間在已自「ADC_EN」之下降邊緣起經過預定時間段T1之後且在計時器信號TIM自「低」邏輯位準切換至「高」邏輯位準之前的時段內讀取自陀螺儀感測器210輸出之信號SS。舉例而言，預定時間段T1可為30μs至40μs，但實施例不限於此。

控制器220讀取自陀螺儀感測器210輸出之資訊的時段T2可與信號ADC_EN之下降邊緣隔開預定時間量以用於讀取關於電容值之資訊。此外，時段T2可在緊接於升壓器240開啟之前的時段內。

控制器220可在自升壓器240被啟用之時間點起經過預定時間段之前讀取自陀螺儀感測器210輸出之運動信號SS。參看圖5，控制器220可在自升壓器240之狀態BST自停用狀態關斷切換至啟用狀態開啟之時間點起經過預定時間段之前或緊接於切換時間點之前自陀螺儀感測器210獲取運動信號SS。

控制器220可在自計時器信號TIM被產生之時間點(即計時器信號TIM之上升邊緣)起經過預定時間段之前讀取自陀螺儀感測器210輸出之運動資訊SS以啟用升壓器240。參看圖5，控制器220可在自計時器信號TIM之上升邊緣起經過預定時間段T2之前讀取自陀螺儀感測器210輸出之運動信號SS。

由陀螺儀感測器210產生之運動信號可連續地提供至控制器220。然而，如上文參考第一至第三實施例所描述，控制器220可不在升壓器240之啟用(開啟)狀態下獲取運動信號，但可在升壓器240被啟用之前的升壓器240之停用(關斷)狀態下獲取運動信號。

以上述方式，控制器220更可能接收陀螺儀感測器210在升壓器240處於關斷狀態之時段期間獲取或輸出之信號或接收包括經減少雜訊之陀螺儀感測器信號。

雖然由陀螺儀感測器210感測之運動信號之輸出頻率FB為 8kHz，但控制器220之驅動頻率FA或升壓器240被控制所處之頻率可為5kHz。亦即，參看圖5，雖然呈脈寬調變(PWM)之形式之共同電壓Vco之時段TA為200μs，但運動信號SS(SS1至SS3)之時段TB可為125μs。亦即，運動信號可在125μs之時段自陀螺儀感測器210連續地供應至控制器220。

如上文所描述，由於控制器220之驅動頻率FA或升壓器240被控制所處之頻率不同於陀螺儀感測器210之輸出頻率FB，故連續地提供至控制器220之運動信號由控制器220讀取的時段非常重要。原因如下。如圖5中所展示，在升壓器240之啟用狀態(「BST」之開啟狀態)下，歸因於升壓器240而出現物理振動或電雜訊。若控制器220使用在此狀態下自陀螺儀感測器210輸出之資訊，則難以使控制器使用受升壓器240之雜訊影響的位置或姿勢資訊執行準確控制。

在根據比較實例之液體透鏡控制設備中，當控制器220在信號ADC_EN之上升邊緣處讀取陀螺儀信號時，控制器220在圖5中所展示之第一運動信號SS1當中讀取在升壓器240之啟用狀態(「BST」之開啟狀態)下輸出之陀螺儀信號S1，且因此接收包括由升壓器240造成之雜訊的陀螺儀信號S1。替代地，在根據比較實例之液體透鏡控制設備中，當控制器220在信號ADC_EN之下降邊緣處接收陀螺儀信號SS時，控制器220在圖5中所展示之第二運動信號SS2當中讀取在升壓器240之啟用狀態(「BST」之開啟狀態)下輸出之陀螺儀信號S21及S22，且因此接收包括由升壓器240造成之雜訊的陀螺儀信號S21及S22。在根據比較實例之液體透鏡控制設備中，當控制器220在信號ADC_EN之下降邊緣處讀取陀螺儀信號SS時，圖5中所展示之第三運動信號SS3為在升壓器240之啟用狀態(「BST」之開啟狀態)下輸出之信號S3，且因此控制器可接收具有雜訊之信號。

如上文所描述，當雜訊藉由升壓器之操作而引入至運動信號SS1至SS3中時，包括液體透鏡300之攝影機模組100之OIS功能可劣化。

另一方面，在根據該實施例之液體透鏡控制設備200中，控制器220獲取在升壓器240之停用(關斷)狀態下輸出之運動信號SS。舉例而言，控制器不在升壓器240之啟用(開啟)狀態下獲取運動信號，且在上文所描述之時段期間在升壓器240處於在啟用之前的停用(關斷)狀態之時段內讀取自陀螺儀感測器210輸出之運動信號SS。因此，在根據該實施例之液體透鏡控制設備200中，控制器220使用不具有雜訊之運動信號SS控制液體透鏡300，藉以可改良由包括液體透鏡300之攝影機模組100執行之OIS功能。

此外，如上文所描述，根據該實施例之液體透鏡控制設備200使用不具有雜訊之運動信號控制液體透鏡300。結果，當激發頻率為2Hz至10Hz時，可改良液體透鏡300之抑制比。

儘管上文已描述僅有限數目個實施例，但各種其他實施例係可能的。上文所描述之實施例之技術內容可組合為各種形式，只要其彼此不相容即可，且因此可實施於新實施例中。

光學裝置可使用包括根據上文所描述之實施例之液體透鏡控制設備200的攝影機模組100來實施。此處，光學裝置可包括可處理或分析光學信號之裝置。光學裝置之實例可包括攝影機/視訊裝置、望遠裝置、顯微裝置、干涉計、光度計、偏光計、光譜儀、反射計、自動準直儀及焦度計，且實施例可應用於可包括透鏡總成之光學裝置。

此外，光學裝置可實施於諸如智慧型電話、膝上型電腦或平板電腦之攜帶型裝置中。此類光學裝置可包括攝影機模組100、經組態以輸出影像之顯示器(未展示)、經組態以將電力供應至攝影機模組100之電池(未展示)，及安裝有攝影機模組100、顯示器及電池之本體外殼。光學裝置可進一步包括能夠與其他裝置通信之通信模組及能夠儲存資料之記憶體單元。通信模組及記憶體單元亦可安裝於本體外殼中。

對於熟習此項技術者而言將顯而易見，可在不脫離本文中所闡述之本揭示內容之精神及基本特性的情況下對形式及細節進行各種改變。因此，以上詳細描述並不意欲被認作在所有樣態中限制本揭示內容且應藉助於實例來考慮。本揭示內容之範疇應藉由對隨附申請專利範圍之合理解譯來判定，且在不脫離本揭示內容之情況下進行之所有等效修改應包括於本揭示內容之範疇中。

[發明模式]

已在用於實行本揭示內容之最佳模式中描述各種實施例。

[工業適用性]

根據該等實施例之液體透鏡控制設備可用於諸如以下各者之攜帶型裝置中：攝影機/視訊裝置、望遠裝置、顯微裝置、干涉計、光度計、偏光計、光譜儀、反射計、自動準直儀、焦度計、智慧型電話、膝上型電腦，及平板電腦。