滤波片、成像装置及摄像头的制作方法

1.本实用新型涉及滤波技术领域，尤其是涉及一种滤波片、成像装置及摄像头。


背景技术：

2.目前，滤光片用于对光谱波长进行针对性滤除。一般的滤光片为固定滤光模式，无法根据光线强弱调节透射和反射波段，导致设备在不同工作条件的工作精度会出现偏差。
3.例如，设置于手机镜头中的滤光片无法根据光线强弱调节透射和反射波段，会导致不同光线强度下，成像质量降低。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种滤波片，能够通过改变弹性液晶薄膜的螺距以使滤波片对不同波段进行选择性反射。
5.本实用新型还提出一种成像装置。
6.本实用新型还提出一种摄像头。
7.根据本实用新型的第一方面实施例的滤波片，包括：
8.第一透明基板；压电陶瓷片，设置所述第一透明基板一侧，所述压电陶瓷片设有通孔；第二透明基板，设置于所述压电陶瓷片远离所述第一透明基板一侧；弹性液晶薄膜，设置于所述通孔内；第三透明基板，设置于所述第一透明基板与所述弹性液晶薄膜之间；其中，所述第三透明基板至少部分设置于所述通孔内，所述弹性液晶薄膜为胆甾型螺旋结构。
9.根据本实用新型实施例的滤波片的制作方法，至少具有如下有益效果：通过对压电陶瓷片施加电压以使自发极化后的压电陶瓷片表面发生机械形变以改变第一透明基板、第二透明基板的相对距离，进而通过改变第一透明基板与第三透明基板的相对距离以改变弹性液晶薄膜的螺距。通过改变弹性液晶薄膜的螺距以使滤波片对不同波段进行选择性反射。
10.根据本实用新型的一些实施例，还包括：若干间隔件，若干所述间隔件设置于所述第二透明基板与所述第三透明基板之间；若干所述间隔件设置于所述弹性液晶薄膜的边缘区域。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述间隔件为弹性材质。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述第一透明基板、所述第二透明基板、所述第三透明基板为矩形。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述压电陶瓷片，包括：第一环形电极；环形压电陶瓷件，设置于所述第一环形电极的一侧；第二环形电极，设置于所述环形压电陶瓷件远离所述第一环形电极一侧的表面。
14.根据本实用新型的一些实施例，还包括：光电传感器，所述光电传感器与所述第一环形电极、所述第二环形电极电连接。
15.根据本实用新型的一些实施例，所述弹性液晶薄膜内设有若干间隙。
16.根据本实用新型的一些实施例，所述第一透明基板与所述压电陶瓷片之间设有光学胶以固定两者相对位置；
17.所述第二透明基板与所述压电陶瓷片之间设有光学胶以固定两者相对位置。
18.根据本实用新型的一些实施例，所述通孔为矩形通孔；所述第三透明基板部分设置所述矩形通孔中。
19.根据本实用新型的第二方面实施例的成像装置，包括上述的滤波片。
20.根据本实用新型实施例的成像装置，至少具有如下有益效果：通过对压电陶瓷片施加电压以使自发极化后的压电陶瓷片表面发生机械形变以改变第一透明基板、第二透明基板的相对距离，进而通过改变第一透明基板与第三透明基板的相对距离以改变弹性液晶薄膜的螺距。通过改变弹性液晶薄膜的螺距以使滤波片对不同波段进行选择性反射。
21.根据本实用新型的一些实施例，用于对所述压电陶瓷片施加电信号
22.根据本实用新型的第三方面实施例的摄像头，包括上述的滤波片。
23.根据本实用新型实施例的摄像头，至少具有如下有益效果：通过对压电陶瓷片施加电压以使自发极化后的压电陶瓷片表面发生机械形变以改变第一透明基板、第二透明基板的相对距离，进而通过改变第一透明基板与第三透明基板的相对距离以改变弹性液晶薄膜的螺距。通过改变弹性液晶薄膜的螺距以使滤波片对不同波段进行选择性反射。
24.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
25.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
26.图1为本实用新型实施例一种滤波片的结构示意图；
27.图2为本实用新型实施例一种滤波片的弹性液晶薄膜平稳状态的结构示意图；
28.图3为本实用新型实施例一种滤波片的弹性液晶薄膜拉伸状态的结构示意图；
29.图4为本实用新型另一实施例一种滤波片的弹性液晶薄膜平稳状态的结构示意图；
30.图5为本实用新型另一实施例一种滤波片的弹性液晶薄膜压缩状态的结构示意图；
31.图6为本实用新型一实施例一种滤波片的弹性液晶薄膜的光路示意图；
32.图7为本实用新型另一实施例一种滤波片的弹性液晶薄膜的光路示意图；
33.图8为本实用新型一实施例一种滤波片的液晶弹性体薄膜在不同工作电压下的反射曲线图。
34.附图标记：101、第一透明基板；102、压电陶瓷片；103、间隔件；104、弹性液晶薄膜；105、第三透明基板；106、第二透明基板。
具体实施方式
35.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始
至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
36.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
37.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
38.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
39.由于滤波片仅能对固定波段的光线进行反射和透射，无法根据光线强弱调节透射和反射波段，导致在不同光线强度条件下，设备工作精度会出现下降。
40.例如，当设置于手机镜头中的滤波片无法根据光线强弱调节透射和反射波段，会导致在不同光线强度条件下，手机成像质量降低。
41.基于此，本发明实施例提供了滤波片及其制作方法，能够通过改变压电陶瓷表面的施加电压值以改变弹性液晶薄膜的螺距以使得同一滤波片可对不同波段进行选择性反射。
42.清亮点：当化合物转化变为各向同性的透明液体所对应的转变温度。
43.需要说明的是，根据具体需要，下列多种实施例中的滤波片及其制作方法可被运用至不同的滤波器件中，根据具体应用环境可使用其他可实现相同功能的器件进行替换。
44.请参照图1，滤波片包括：第一透明基板101；压电陶瓷片102，设置第一透明基板101一侧，压电陶瓷片102设有通孔；第二透明基板106，设置于压电陶瓷片102远离第一透明基板101一侧；弹性液晶薄膜104，设置于第一透明基板101、第二透明基板106之间，并设置于通孔内；第三透明基板105，设置于第一透明基板101与弹性液晶薄膜104之间，其中，第三透明基板105至少部分设置于通孔内。
45.压电陶瓷片102与第一透明基板101之间设有光学胶以固定两者相对位置；压电陶瓷片102与第二透明基板106之间设有光学胶以固定两者相对位置。通过对压电陶瓷片102施加电压以使自发极化后的压电陶瓷片102表面发生机械形变以改变第一透明基板101、第二透明基板106的相对距离，进而通过改变第一透明基板101与第三透明基板105的相对距离以改变弹性液晶薄膜104的螺距。通过改变弹性液晶薄膜104的螺距以使滤波片对不同波段进行选择性反射。
46.滤波片还包括：若干间隔件103，若干间隔件103设置于第二透明基板106与第三透明基板105之间，若干间隔件103设置于弹性液晶薄膜104的边缘区域。
47.通过设置间隔件103以限定弹性液晶薄膜104的最小厚度。在一些实施例中，可通过在第一透明基板101、第二透明基板106之间预先设置间隔件103，以固定两者相对位置。
通过在第一透明基板101、第二透明基板106中填充均相体系混合物并进行高温固化以形成弹性液晶薄膜104。且由于第一透明基板101、第二透明基板106通过预先设置间隔件103以固定两者相对位置，通过在第一透明基板101、第二透明基板106之间制作弹性液晶薄膜104以制作液晶盒。
48.间隔件103为弹性材质。通过设置弹性材质的间隔件103，以限定弹性液晶薄膜104的最小厚度。当第一透明基板101与第三透明基板105的相对距离改变时，弹性液晶薄膜104与间隔件103均处于压缩或拉伸状态。
49.第一透明基板101、第二透明基板106、第三透明基板105为矩形。具体地，第一透明基板101、第二透明基板106、第三透明基板105均为正方形。在一些实施例中，第一透明基板101、第二透明基板106、第三透明基板105可为圆形、平行四边形，且第一透明基板101、第二透明基板106、第三透明基板105的中心设置于同一直线。
50.第一透明基板101、第二透明基板106为边长3cm的正方形结构，第三透明基板105为边长1cm正方形结构。
51.压电陶瓷片102包括：第一环形电极、与第一环形电极相对设置的第二环形电极、设置于第一环形电极、第二环形电极之间的环形压电陶瓷器件。通过对第一环形电极、第二环形电极进行施加电压，以使压电陶瓷结构发生机械形变，从而改变与压电陶瓷片102连接的第一透明基板101、第三透明基板105的相对距离。
52.在一些实施例，第一透明基板与压电陶瓷片102之间设有光学胶以固定两者相对位置；第二透明基板与压电陶瓷片102之间设有光学胶以固定两者相对位置。通过对压电陶瓷片102施加电信号以使得压电陶瓷片102发生机械形变，并通过改变第一透明基板101、第二透明基板106的相对位置以对第一透明基板101、第三透明基板105的相对位置，从而实现弹性液晶薄膜104的拉伸或者压缩。
53.其中，通孔为矩形通孔，第三透明基板105部分设置矩形通孔中。通过将第三透明基板105部分设置矩形通孔中，以通过对压电陶瓷片102施加电压使压电陶瓷片102发生机械形变从而改变第一透明基板101、第三透明基板105的相对距离。通过改变第一透明基板101、第三透明基板105的相对距离，以改变第三透明基板105与矩形通孔的相对位置使弹性液晶薄膜发生形变。
54.请一并参照图2、图3，如图3所示，第一透明基板101与第三透明基板105间设有弹性液晶薄膜104，且弹性液晶薄膜104中设有填充气体。
55.当压电陶瓷片102处于未施加电压状态时，弹性液晶薄膜104处于平稳状态；当压电陶瓷片102处于施加电压状态时，弹性液晶薄膜104处于伸展状态。具体地，第二透明基板106与第三透明基板105通过光学胶进行固定，当陶瓷片处于施加电压状态，压电陶瓷片102发生形变并使得第一透明基板101与第二透明基板106的相对距离增大，并增大第一透明基板101与第二透明基板106的相对距离以对弹性液晶薄膜104进行拉伸。
56.请一并参照图4、图5，第一透明基板101与第三透明基板105间设有弹性液晶薄膜104，且第一透明基板101、第二透明基板106表面设有若干空隙间隔，通过设置若干限位件以限定弹性液晶薄膜104的形状。
57.弹性液晶薄膜104中设有若干周期性排布的空隙间隔。在一些实施例中，空隙间隔为矩形，通过设置空隙间隔以为弹性液晶薄膜104提供弹性形变的预留空间。根据具体情况
可对空隙间隔的结构进行适应性更改，如椭圆形、三角形、平行四边形。
58.其中，液晶低聚物由可聚合液晶、手性掺杂剂、链增长剂和光引发剂按质量比(70-85)：(5-10)：(8-15)：(1-3)组成。
59.通过将可聚合液晶(hcm-009)、手性掺杂剂(hcm-006)、链增长剂(正丁胺)和光引发剂(光诱发剂819)按照质量比80％：8％：10％：2％的比例调配有机混合物。在黄光条件(光波长为570nm)下，将以上有机混合物溶解在溶剂二氯甲烷中以得到有机混合液；将有机混合液进行自然干燥处理使得二氯甲烷完全挥发以获得液晶低聚物
60.如图4、图5所示，将弹性液晶薄膜104放置于第一透明基板101与第三透明基板105之间。当压电陶瓷片102处于未施加电压状态，弹性液晶薄膜104处于正常状态；当压电陶瓷片102处于施加电压状态，压电陶瓷片102发生机械形变并使得第一透明基板101与第三透明基板105的相对距离减小，弹性液晶薄膜104处于挤压状态。
61.请参照图2、图6，当压电陶瓷片102处于未施加电压状态，弹性液晶薄膜104处于正常状态。
62.λ＝p
×
n
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
63.其中，λ为单一螺距的手性向列相液晶反射波长，n为液晶的平均光折射率，p为弹性液晶薄膜104的螺距。
64.δλ＝(n
e-n
o
)
×
p＝δn
×
p
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
65.其中，δλ为反射光谱带宽，δn为双折射率。当压电陶瓷片102处于未施加电压状态时，弹性液晶薄膜104没有被拉伸，螺距较小。因此，可见光波段的光束能透过具有胆甾型弹性液晶薄膜104的滤光片。
66.参照图3、图7，根据公式(1)、公式(2)，当压电陶瓷片102处于未施加电压状态时，压电陶瓷片102发生机械形变，以使得第一透明基板101、第三透明基板105的相对距离增大，以拉伸弹性液晶薄膜104并增大弹性液晶薄膜104的螺距。此时，可见光和近红外光的光束能透过具有胆甾型弹性液晶薄膜104的滤光片。
67.请参照图8，横坐标为施加电压，纵坐标为反射率。如图8所示，随着施加电压值增加，反射曲线发生偏移，具体地，当施加电压值为5v时，反射中心波长约为675nm；当施加电压值为10v时，反射中心波长约为975nm；当施加电压值为15v时，反射中心波长约为1350nm。
68.本实用新型实施例还提供一种成像装置，该成像装置包括上述的滤波片。通过对压电陶瓷片102施加电压以使自发极化后的压电陶瓷片102表面发生机械形变以改变第一透明基板101、第二透明基板106的相对距离，进而通过改变第一透明基板101与第三透明基板105的相对距离以改变弹性液晶薄膜104的螺距。通过改变弹性液晶薄膜104的螺距以使滤波片对不同波段进行选择性反射，从而使得成像装置可根据实际需求对不同的不同波段进行选择性反射。
69.在一些实施例中，成像装置还包括：光电传感器，光电传感器与第一环形电极、第二环形电极电连接。通过对光电传感器检测外部的光场强度，以根据外部的光场强度调节对压电陶瓷片102施加的电信号，使得滤波片可根据外部的光场强度对不同波段的光束进行选择性透过。
70.本实用新型实施例还提供一种摄像头，该成像装置包括上述的滤波片。通过对压电陶瓷片102施加电压以使自发极化后的压电陶瓷片102表面发生机械形变以改变第一透
明基板101、第二透明基板106的相对距离，进而通过改变第一透明基板101与第三透明基板105的相对距离以改变弹性液晶薄膜104的螺距。通过改变弹性液晶薄膜104的螺距以使滤波片对不同波段进行选择性反射，从而使得成像装置可根据实际需求对不同的不同波段进行选择性反射。
71.上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
72.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
73.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。