液体光圈、电子设备、液体光圈的驱动方法及驱动装置制造方法及图纸

本申请提供了一种液体光圈、电子设备、液体光圈的驱动方法及驱动装置，该液体光圈包括沿液体光圈的光轴方向依次紧邻设置的第一基板、第一电极极板、绝缘层、疏水层、亲水层、挡墙、第二电极极板以及第二基板；挡墙中部形成有第一中空结构；亲水层包括第一亲水部和第二亲水部，第一亲水部和第二亲水部之间存在N个第二中空结构；第一中空结构和N个第二中空结构连通形成一封闭腔体；封闭腔体内填充有透明电解质和有色油墨，有色油墨与透明电解质不相容；第一电极极板和第二电极极板之间用于形成电场以改变透明电解质和有色油墨在封闭腔体内的分布。控制施加在第一电极极板和第二电极极板上的电压的大小可以调节液体光圈进光孔的大小。的大小。的大小。

【技术实现步骤摘要】
液体光圈、电子设备、液体光圈的驱动方法及驱动装置
[0001]本申请要求在2020年05月29日提交中国专利局、申请号为202010477421.9、申请名称为“液体光圈”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。


[0002]本申请涉及终端设备领域，尤其涉及到一种液体光圈、电子设备、液体光圈的驱动方法及驱动装置。

技术介绍

[0003]光圈是相机里控制进光量的组件，传统的光圈是机械叶片构成的，叶片数量越多则开孔越接近圆形，但同时也会使得厚度越大、可靠性越差。如图1a和图1b所示的传统光圈1
’
的结构示意，传统光圈1
’
具有多个机械叶片11
’
，多个机械叶片11
’
的中心形成进光孔J，在使用中，控制多个机械叶片11
’
以进光孔J的中心为旋转中心旋转可以改变进光孔J的大小(其中，图1a中进光孔J较小，图1b中进光孔J较大，光圈1
’
自图1a所示的状态转变为图1b所示状态的过程即进光量调大的过程，光圈1
’
自图1b所示的状态转变为图1a所示状态的过程即进光量调小的过程)。液体光圈是一种新型光圈，其中不存在机械叶片，而是通过控制有色液体在腔体内的运动来形成或大或小的开孔(如图1c所示)，液体光圈相比传统机械光圈有开孔圆、功耗低、反应速度快、精度高等优点，近年来逐渐成为研究热点，尚未在消费产品中使用。
[0004]目前的液体光圈可以基于电润湿效应实现对开孔大小的驱动调节，其原理可以结合图1d所示参照以下电润湿方程：
[0005]cosθ＝cosθ0+(ε0ε
r
/2dr
lg
)
·
V2[0006]其中，θ0为起始接触角(图1d未示出)，θ为加上电压后的接触角，r
lg
为液气表面张力(它不受所加电压的影响，为恒定值)，ε
r
为绝缘介质层的相对介电常数，ε0为真空介电常数，d为绝缘介质层的厚度，V为电极上所施加的电压。
[0007]可以看出，图1d中的三相接触点同时受到固液表面张力r
sl
、固气表面张力r
sg
和液气表面张力r
lg
；当把电压施加在液体-固体电极之间时，可以带来微液滴接触角的改变，即通过电场改变疏水表面的湿润性质，就可以改变液滴在疏水表面接触角的大小。应用到液体光圈中，即可以应用电润湿效应中液滴接触角的改变推动不透明液体移动，进而可以实现光圈进光孔的大小变化。
[0008]然而，现有技术中基于电润湿效应的液体光圈技术还不够成熟，无法满足进光量调节的需求。

技术实现思路

[0009]本申请提供了一种液体光圈、电子设备、液体光圈的驱动方法及驱动装置，用于实现光圈进光孔的大小调节。
[0010]第一方面，本申请提供一种液体光圈，该液体光圈可以应用于具有摄像拍照功能
的电子设备中，在该电子设备进行摄像拍照时对其进光量进行调节。该液体光圈包括按照设定次序(相当于液体光圈的光轴方向)依次紧邻设置的第一基板、第一电极极板、绝缘层、疏水层、亲水层、挡墙、第二电极极板以及第二基板；其中，第一基板、第一电极极板、绝缘层、疏水层、亲水层、第二电极极板以及第二基板均具有透光性，而挡墙则具有挡光性；此处的第一基板和第二基板相当于整个液体光圈沿光轴方向两端的底板结构，第一基板为第一电极极板提供承载支撑，第二基板为第二电极极板提供承载支撑，应当理解，作为整个液体光圈结构最外侧的结构，第一基板和第二基板还可以为整个液体光圈提供保护；在使用时，可以在第一电极极板和第二电极极板上施加电压，使得第一电极极板和第二电极极板之间可以形成电场；绝缘层设置于第一电极极板远离第一基板的一侧，以将疏水层与第一电极极板绝缘，也就相当于将疏水层及其以上结构与第一电极极板绝缘；疏水层指的是形成于绝缘层朝向第二基板一侧的一层疏水物质，亲水层则指的是形成于疏水层朝向第二基板一侧的一层亲水物质；疏水层为实心板状结构，其板状结构连续无镂空部分；而亲水层则具体包括同层设置于疏水层上的第一亲水部和第二亲水部，第一亲水部和第二亲水部具有相同的厚度；第一亲水部位于亲水层的中心区域，而第二亲水部位于亲水层的外围区域；第一亲水部为圆柱形，其轴心线与液体光圈的光轴共轴；第二亲水部的中部具有圆柱形镂空，其外边缘的形状不做限定，例如圆形、矩形等均可，该圆柱形镂空的轴心线也与液体光圈的光轴共轴；上述第一亲水部位于该圆柱形镂空的中心区域，且第一亲水部的半径小于圆柱形镂空的半径，使得第一亲水部和第二亲水部之间存在间隙；在第一亲水部和第二亲水部之间存在N个圆环状的第二中空结构，此处的N为大于等于1的整数；沿亲水层的厚度方向，每个第二中空结构贯穿亲水层，使得疏水层朝向亲水层一侧的表面可以自第二中空结构的部分露出，且每个第二中空结构的轴心线与液体光圈的光轴重合；在亲水层和第二电极极板之间设置挡墙，挡墙的中部形成第一中空结构，沿液体光圈的厚度方向，第一中空结构可以贯穿挡墙；第一中空结构和N个第二中空结构连通，使得第二电极极板、挡墙、亲水层和疏水层之间形成一封闭腔体；应当理解，第一基板、第一电极极板、绝缘层、疏水层、亲水层、挡墙、第二电极极板以及第二基板紧邻设置有利于保证封闭腔体的封闭性，当然，此处挡墙和亲水层在第二电极极板、疏水层之间充当了封闭腔体的封堵结构；在封闭腔体内填充有透光的透明电解质和不透光的有色油墨，透明电解质和有色油墨之间不相容；亲水层对透明电解质的表面吸附能力大于疏水层对透明电解质的表面吸附能力，亲水层对有色油墨的表面吸附能力小于疏水层对有色油墨的表面吸附能力；透明电解质的体积是固定的，有色油墨的体积也是固定的，当透明电解质在封闭腔体内移动，透明电解质可以侵占有色油墨所占据的空间，而有色油墨则对应填充到透明电解质空余出的位置，相当于透明电解质和有色油墨在封闭腔体内的分布形态将发生变化；透明电解质用于将有色油墨与第二电极极板隔离，透明电解质与第二电极极板接触，有色油墨则相当于被透明电解质“压”在疏水层一侧；当在第一电极极板和第二电极极板之间形成电场，可以通过改变电场强度改变该电池所对应的疏水层部分对透明电解质的润湿效果。其中，透明电解质透光，即透明电解质可以允许光线穿过，而有色油墨不透光，即有色油墨可以阻挡光线穿过，控制透明电解质和有色油墨在封闭腔体内的分布状态，可以改变液体光圈用于光线透过的进光孔的大小。上述液体光圈的工作原理在于：当第一电极极板和第二电极极板之间未形成电场或形成的电场的强度小于一设定阈值，该电场对应的疏水层区域相对透明电解质表现出疏水特性，透明电解质
与疏水层之间的接触角较大，透明电解质基本填充于第一中空结构内，而有色油墨基本填充在N个第二中空结构内，有色油墨可以均匀铺展以覆盖疏水层暴露于第二中空结构内的表面，此时液体光圈的进光孔的大小由第一亲水部决定；由于此处的第一电极极板和第二电极极板之间的电场无法改变透明电解质和有色油墨在封闭腔体内的分布，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液体光圈，其特征在于，包括：沿所述液体光圈的光轴方向依次紧邻设置的第一基板、第一电极极板、绝缘层、疏水层、亲水层、挡墙、第二电极极板以及第二基板；所述第一基板、所述第一电极极板、所述绝缘层、所述疏水层、所述亲水层、所述第二电极极板和第二基板具有透光性，所述挡墙具有挡光性；所述第一基板用于承载所述第一电极极板，所述第二基板用于承载所述第二电极极板，所述绝缘层用于将所述疏水层和第一电极极板绝缘；所述挡墙中部形成有第一中空结构，所述第一中空结构沿所述挡墙的厚度方向贯穿所述挡墙；所述亲水层包括第一亲水部和第二亲水部，所述第一亲水部位于所述亲水层的中心区域，所述第二亲水部位于所述亲水层的外围区域；所述第一亲水部为圆柱形，所述第二亲水部的中部具有圆柱形镂空；所述第一亲水部的轴心线、所述圆柱形镂空的轴心线与所述液体光圈的光轴共轴；所述第一亲水部位于所述圆柱形镂空中，且所述第一亲水部和所述第二亲水部之间存在N个圆环状的第二中空结构，所述N为大于等于1的整数；所述第一中空结构和N个所述第二中空结构连通，使得所述第二电极极板、所述挡墙、所述亲水层和所述疏水层之间形成一封闭腔体；所述封闭腔体内填充有透光的透明电解质和不透光的有色油墨；所述有色油墨的与所述透明电解质不相容，且所述透明电解质用于将所述有色油墨与所述第二电极极板隔离；所述亲水层对所述透明电解质的表面吸附能力大于所述疏水层对所述透明电解质的表面吸附能力，所述亲水层对所述有色油墨的表面吸附能力小于所述疏水层对所述有色油墨的表面吸附能力；所述第一电极极板和所述第二电极极板之间用于形成电场以改变所述透明电解质和所述有色油墨在所述封闭腔体内的分布。2.如权利要求1所述的液体光圈，其特征在于，所述N等于1；所述第一电极极板包括第一子电极，所述第一子电极为实心圆板且所述第一子电极的轴心线与所述液体光圈的光轴共轴；所述第一子电极的半径大于所述第一亲水部的半径且小于所述第二亲水部内边缘的半径。3.如权利要求1所述的液体光圈，其特征在于，所述N等于1；所述第一电极极板包括同层设置的中心电极以及M个圆弧电极，所述M为大于等于1的整数；所述中心电极为实心圆板且所述中心电极位于所述第一电极极板的中心区域；每个所述圆弧电极的轴心线与所述液体光圈的光轴共轴且每个所述圆弧电极的半径不同，所述中心电极和每个所述圆弧电极分别外接有至少一根引线；位于所述第一电极极板最外侧的圆弧电极外边缘的半径大于所述第一亲水部的半径且小于所述第二亲水部内边缘的半径。4.如权利要求3所述的液体光圈，其特征在于，与所述中心电极相邻的圆弧电极和所述中心电极之间的宽度为10-50μm，任意两个相邻的所述圆弧电极之间的宽度为10-50μm。5.如权利要求1所述的液体光圈，其特征在于，所述N＝2；所述亲水层还包括位于所述第一亲水部和所述第二亲水部之间的圆环状的第三亲水部；所述第三亲水部的轴心线与所述液体光圈的光轴共轴，所述第三亲水部内边缘的半径大于所述第一亲水部的半径，且所述第三亲水部外边缘的半径小于所述第二亲水部内边缘的半径；所述第一电极极板包括第一子电极和第三子电极，所述第一子电极为实心圆板且所述
第一子电极位于所述第一电极极板的中心区域，所述第三子电极为圆弧状且所述第三子电极围绕所述第一子电极；所述第一子电极的轴心线、所述第三子电极的轴心线与所述液体光圈的光轴共轴，所述第一子电极和所述第三子电极分别外接有至少一根引线；其中，所述第一子电极外边缘的半径大于所述第一亲水部的半径且小于所述第三亲水部内边缘的半径；所述第三子电极内边缘的半径大于所述第三亲水部内边缘的半径，所述第三子电极外边缘的半径大于所述第三亲水部外边缘的半径且小于所述第二亲水部内边缘的半径。6.如权利要求1所述的液体光圈，其特征在于，所述N≥3；所述亲水层还包括位于所述第一亲水部和所述第二亲水部之间的N-1个圆环状的第三亲水部，每个所述第三亲水部的轴心线与所述液体光圈的光轴共轴；沿垂直于所述液体光圈光轴的方向，所述亲水层自内向外，第x个所述第三亲水部的内边缘的半径为r
xi
、外边缘的半径为r
xj
，r
1i
<r
1j
<r
2i
<r
2j
<
……
r
(N－1)i
<r
(N－1)j
；所述第一电极极板包括第一子电极和N-1个第三子电极，N-1个所述第三子电极与N-1所述第三亲水部一一对应；所述第一子电极位于所述第一电极极板的中心区域，所述第一子电极为实心圆板且所述第一子电极的轴心线与所述液体光圈的光轴共轴，每个所述第三子电极为圆弧状且每个所述第三子电极的轴心线与所述液体光圈的光轴共轴；所述第一子电极和每个所述第三子电极分别外接有至少一根引线；沿垂直于所述液体光圈光轴的方向，所述第一电极极板自内向外，第y个所述第三子电极的内边缘的半径为R
yi
、外边缘的半径为R
yj
，R
1i
<R
1j
<R
2i
<R
2j
&...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮望超，王庆平，陈廷爱，周国富，
申请(专利权)人：深圳市国华光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：