光圈、成像模组和电子装置的制作方法

文档序号:19248359发布日期:2019-11-27 19:53阅读:157来源:国知局
本申请涉及拍摄
技术领域
:,特别涉及一种光圈、成像模组和电子装置。
背景技术
::相关技术的镜头通常通过光圈的放大与缩小来控制进入相机镜头的光线量及景深。然而,镜头通常以多片光圈叶制造机械式光圈。这样,光圈的厚度、形状或尺寸等,都会受光圈叶片的影响,难以满足手机或者笔记本电脑等消费类电子设备小型化的需求。技术实现要素:本申请提供了一种光圈、成像模组和电子装置。本申请实施方式的光圈用于成像模组,所述光圈包括:第一电极;多个第二电极,多个所述第二电极与所述第一电极对应设置;变色层,所述变色层形成于所述第一电极和多个所述第二电极之间;多个控制电路,每个所述控制电路连接一个所述第二电极,所述控制电路用于对所述第二电极施加电压,以改变所述变色层的透光度;绝缘层,所述绝缘层设置在所述多个第二电极和所述多个控制电路之间。本申请实施方式的成像模组包括镜头和上述的光圈,所述光圈设置在所述镜头的进光侧。本申请实施方式的电子装置包括外壳和上述的成像模组,所述外壳形成有通光孔,所述成像模组通过所述通光孔接收所述电子装置外部的光线。本申请实施方式的光圈和电子装置,通过控制电路对第二电极施加电压,以改变变色层的透光度,可以简单方便地实现光圈的放大与缩小。另外,由于绝缘层设置在多个第二电极和多个控制电路之间,可以隔离多个第二电极和多个控制电路,使得每个控制电路可单独控制对应的第二电极,从而实现变色层的分区控制,使得光圈更加灵活。附图说明本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:图1是本申请实施方式的光圈的剖面示意图;图2是本申请另一实施方式的光圈的剖面示意图;图3是本申请实施方式的光圈的平面示意图;图4是本申请又一实施方式的光圈的剖面示意图;图5是本申请又一实施方式的光圈的平面示意图;图6是本申请实施方式的光圈的状态示意图;图7是本申请实施方式的光圈的另一状态示意图;图8是本申请实施方式的光圈的又一状态示意图;图9是本申请实施方式的光圈的再一状态示意图;图10是本申请另一实施方式的光圈的第二电极的平面示意图;图11是本申请又一实施方式的光圈的第二电极的平面示意图;图12是本申请再一实施方式的光圈的第二电极的平面示意图;图13是本申请实施方式的光圈的控制场景示意图;图14是本申请再一实施方式的光圈的剖面示意图;图15是本申请实施方式的成像模组的结构示意图;图16是本申请实施方式的电子装置的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本申请的实施例,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,旨在用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。请参阅图1、图2和图3,本申请实施方式提供了一种光圈10。光圈10用于成像模组100。光圈10包括第一电极11、多个第二电极12、变色层13、多个控制电路14、绝缘层15和密封件16、第一基板17、第二基板18。第一电极11与多个第二电极12对应设置。如此,第一电极11与多个第二电极12之间可形成电场,而变色层13可在电场的作用下改变透光度,从而改变光圈10的通光量。具体地,多个第二电极12可与第一电极11平行设置。也即是说,多个第二电极12与第一电极11的距离相等。第一电极11与多个第二电极12可为透明电极。在本实施方式中,第一电极11的数量为1个,第二电极12的数量为3个。为方便区分,将3个第二电极12分别标记为第二电极121、第二电极122、第二电极123。请注意,这并不代表对第二电极12的限制。可以理解,在其他的实施方式中,第一电极11的数量可为2个、4个、5个、8个或其他数量,第二电极12的数量可为2个、4个、5个、8个或其他数量。例如,在图4和图5的示例中,第一电极11的数量为1个,第二电极12的数量为2个。在此不对第一电极11和第二电极12的具体数量进行限定。在本实施方式中,每个第二电极12均呈环形,多个第二电极12同心且间隔设置。如此,通过环形的第二电极12控制光圈10的通光量,简单方便,容易实现。可以理解,由于每个第二电极12均呈环形,因此,每个第二电极12可控制变色层13在对应的环形区域上的透光度,从而控制光圈10的通光量。请参阅图6,在一个例子中,变色层13与3个第二电极12对应的区域均呈黑色低透态,此时光圈10的透光区域为以第二电极121的内径r1为半径的圆形区域。请参阅图7,在另一个例子中,在电压的控制下,变色层13与第二电极121对应的区域呈高透态,变色层13与第二电极122和第二电极123对应的区域呈黑色低透态,此时光圈10的透光区域为以第二电极122的内径r2为半径的圆形区域。请参阅图8,在又一个例子中,在电压的控制下,变色层13与第二电极121和第二电极122对应的区域呈高透态,变色层13与第二电极123对应的区域呈黑色低透态,此时光圈10的透光区域为以第二电极123的内径r3为半径的圆形区域。请参阅图9,在再一个例子中,在电压的控制下,变色层13与3个第二电极12对应的区域均呈高透态,此时光圈10的透光区域为以第二电极123的外径r4为半径的圆形区域。可以理解,如图10、图11和图12所示,在其他的实施方式中,第二电极12也可呈矩形、椭圆形、或其他形状,多个第二电极12的形状可以相同,也可以不同。在此不对第二电极12的具体形状进行限定。第二电极12的形状、尺寸、和数量可根据光圈10实际应用时的需求确定。另外,第一电极11和第二电极12可由以下材料中的至少一种制成:氧化铟锡(indiumtinoxide,ito)、氧化锡掺氟(f-dopedtinoxide,fto)、氧化锌掺铝(aluminum-dopedzineoxide,azo)。在本实施方式中,第一电极11和第二电极12由氧化铟锡制成。可以理解,氧化铟锡光学和电学性能较为优异,如此,使得第一电极11和第二电极12的透光性和导电性较好。在一个例子中,第一电极11和第二电极12由氧化锡掺氟制成。在另一个例子中,第一电极11和第二电极12由氧化锌掺铝制成。在一个例子中,第一电极11和第二电极12分别由氧化铟锡和氧化锡掺氟制成。在另一个例子中,第一电极11和第二电极12分别由氧化铟锡和氧化锌掺铝制成。在又一个例子中,第一电极11和第二电极12分别由氧化锌掺铝和氧化锡掺氟制成。在一个例子中,第一电极11和第二电极12均由氧化铟锡和氧化锡掺氟制成。在另一个例子中,第一电极11和第二电极12均由氧化铟锡和氧化锌掺铝制成。在又一个例子中,第一电极11和第二电极12均由氧化锌掺铝和氧化锡掺氟制成。在再一个例子中,第一电极11和第二电极12均由氧化铟锡、氧化锡掺氟和氧化锌掺铝制成。变色层13包括染料液晶层132、第一配向层134和第二配向层136。变色层13形成于第一电极11和多个第二电极12之间。染料液晶层132用于根据所施加的电压改变自身的透光度。如此,实现控制光圈10的通光量。具体地,染料液晶层132可由染料和液晶混合而成。进一步地,染料为二向色性染料。可以理解,液晶是无色透明液体,将二向色性染料加入液晶中,可以使得染料液晶显现出彩色。而且,根据加入染料的不同,染料液晶可以具有不同的色彩。例如灰黑色、蓝色、橙色等。请参阅图13,在染料加入进液晶后,染料分子可保持与液晶分子定向的平行排列,染料分子在电场的作用下可与液晶分子产生同位相的转动。染料分子转动后的排列取向不同,导致染料分子对光的吸收程度不一样。在电压的控制下,染料液晶层132可在灰黑色到透明之间发生变化,控制光在透过态和不透态之间转变。这样,变色层13可根据所施加的电压改变自身的透光度。在本实施方式中,染料液晶层132的染料液晶为液晶和具有高二项色性的黑色染料的混合物。也即是说,染料的颜色为黑色。具体地,染料液晶层132在高透态时,可见光平均透光率大于80%,在低透态时,可见光平均透光率小于10%。另外,本实施方式,染料液晶层132的厚度范围为1um-50um。例如为1um、5um、12um、27um、46um、50um。在此不对染料液晶层132的具体厚度进行限定。第一配向层134和第二配向层136对应设置,染料液晶层132设置在第一配向层134和第二配向层136之间,第一配向层134设置在第一电极11朝向多个第二电极12的一侧,第二配向层136设置在多个第二电极12朝向第一电极11的一侧。如此,通过第一配向层134和第二配向层136使得染料液晶分子按照固定的预倾角排列。可以理解,预倾角可以控制液晶分子的排列方向,防止液晶层中反倾畴的出现。另外,预倾角在一定程度上还可影响染料液晶层132的透光率—电压曲线,从而加快染料液晶层132的响应速度。在本实施方式中,第一配向层134和第二配向层136由聚酰亚胺(polyimide,pi)材料制成,第一配向层134和第二配向层136的厚度均小于150nm。例如为145um、140um、120um、107um、96um、50um。在此不对第一配向层134和第二配向层136的具体厚度进行限定。每个控制电路14连接一个第二电极12,控制电路14用于对第二电极12施加电压,以改变变色层13的透光度。如此,每个第二电极12单独受控于每个控制电路14,可以实现对每个第二电极12的独立控制,从而实现对光圈10的分区域的单独控制。在本实施方式中,控制电路14在第一电极11和第二电极12之间施加的控制电压的范围为1v-20v。例如为1v、2v、9v、12v、16v、19v、20v或其他数值。另外,控制电压为交流电压,交流电压的频率的范围为500hz-5000hz。例如为500hz、550hz、602hz、700hz、880hz、1500hz、5000hz或其他数值。在此不对控制电压的具体数值和具体频率进行限定。如前所述,在本实施方式中,第二电极12的数量为3个。对应地,控制电路14的数量也为3个。为方便区分,将3个控制电路14分别标记为控制电路141、控制电路142、控制电路143。进一步地,控制电路141连接第二电极121;控制电路142连接第二电极122;控制电路143连接第二电极123。请注意,这并不代表对控制电路14的限制。本实施方式中的光圈10的工作原理为:默认状态下,染料液晶层132为黑色低透态,此时光圈最小。当拍照时需要更大的光圈时,第一电极11和第二电极12被导通,第一电极11和第二电极12之间的环状区域的染料液晶层132被电压控制转向,从低透态变化为高透态,允许光线通过,光圈变大。反之,将电压撤去,光圈变小。由于各个环形的第二电极12分别独立的与控制电路14相连,因而各个第二电极12可被单独控制,这样可以选择不同的光圈大小。请参阅图6,在一个例子中,默认状态下,变色层13与第二电极121、第二电极122、第二电极123对应的区域呈黑色低透态。此时光圈10的透光区域为以第二电极121的内径r1为半径的圆形区域。请参阅图7,在另一个例子中,控制电路141对第二电极121施加电压,第一电极11和第二电极121被导通,使得变色层13与第二电极121对应的区域呈高透态。而变色层13与第二电极122、第二电极123对应的区域仍呈黑色低透态。此时光圈10的透光区域为以第二电极122的内径r2为半径的圆形区域。请参阅图8,在又一个例子中,控制电路141对第二电极121、第二电极122施加电压,第一电极11与第二电极121、第二电极122被导通,使得变色层13与第二电极121、第二电极122对应的区域呈高透态。而变色层13与第二电极123对应的区域仍呈黑色低透态。此时光圈10的透光区域为以第二电极123的内径r3为半径的圆形区域。请参阅图9,在再一个例子中,控制电路141对第二电极121、第二电极122、第二电极123施加电压,第一电极11与第二电极121、第二电极122、第二电极123被导通,使得变色层13与第二电极121、第二电极122、第二电极123对应的区域呈高透态。此时光圈10的透光区域为以第二电极123的外径r4为半径的圆形区域。控制电路14由以下材料中的至少一种制成:氧化铟锡(indiumtinoxide,ito)、氧化锡掺氟(f-dopedtinoxide,fto)、氧化锌掺铝(aluminum-dopedzineoxide,azo)。在本实施方式中,控制电路14由氧化铟锡制成。控制电路14的材料可以与第一电极11和第二电极12的材料相同,也可以不同,在此不进行限定。另外,控制电路14也可由金属材料制成,例如铜(cu)、铝(al)、银(ag)、钼(mo)等或者多种金属组成的叠层结构。在控制电路14由金属材料制成的情况下,控制电路14的宽度范围小于1mm。进一步地,控制电路14的宽度范围为10um-100um。例如为10um、12um、20um、31um、45um、78um、82um、90um、100um。在此不对控制电路14的具体宽度进行限定。可以理解,控制电路14的宽度太小,会导致导电性较差,控制电路14的宽度太宽则会遮挡光线通过,影响光圈10的性能。而控制电路14的宽度范围为10um-100um,在保证较好的导电性的同时,避免了对光线的遮挡过于严重,兼顾了控制电路14的导电性和光圈10的性能。绝缘层15设置在多个第二电极12和多个控制电路14之间。绝缘层15形成有多个通孔152,每个控制电路14通过通孔152连接一个第二电极12。如此,多个第二电极和多个控制电路14相互隔绝,控制电路14与第二电极12一一对应地连接,使得每个第二电极12单独受控于对应的控制电路14,实现了光圈10的分区域控制。如前所述,在本实施方式中,第二电极12的数量为3个,控制电路14的数量也为3个。对应地,通孔152的数量也为3个。通孔152可为接触孔。为方便区分,将3个通孔152分别标记为通孔1521、通孔1522、通孔1523。进一步地,控制电路141通过通孔1521连接第二电极121;控制电路142通过通孔1522连接第二电极122;控制电路143通过通孔1523连接第二电极123。请注意,这并不代表对通孔152的限制。请注意,此处“绝缘层15设置在多个第二电极12和多个控制电路14之间”是指:绝缘层15设置在多个第二电极12之间,以使多个第二电极12之间相互绝缘;绝缘层15设置在多个控制电路14之间,以使多个控制电路14之间相互绝缘;绝缘层15设置在不对应的第二电极12和控制电路14之间,以使不对应的第二电极12和控制电路14之间相互绝缘。换言之,绝缘层15使得第二电极12和控制电路14之间一一对应地电连接,从而使得每个控制电路14可单独控制对应的第二电极12。在图1和图3所示的实施方式中,通孔152均为接触孔。第二电极12至少部分地设置在接触孔。这样可以简单方便地实现控制电路141和第二电极12的导通,有利于降低成本。请参阅图14,光圈10还可包括导通件154。导通件154至少部分地设置在通孔152,每个控制电路14通过导通件154连接一个第二电极12。如此,也可实现每个控制电路14与对应的一个第二电极12的电连接。进一步地,导通件154可为金属件或导电胶。在此不对导通件154的具体形式进行限定。另外,可以理解,也可以是部分控制电路14通过通孔152与对应的第二电极12电连接,其余控制电路14通过导通件154与对应的第二电极12电连接。绝缘层15由以下材料中的至少一种制成:氮化硅(sinx)、氧化硅(siox)、氮氧化硅(sion)。当然,绝缘层15还可由其他有机透明绝缘膜层制成。在此不对绝缘层15的具体材料进行限定。密封件16设置在第一电极11和绝缘层15之间,密封件16设置在第一配向层134、第二配向层136和染料液晶层132的外侧。也即是说,密封件16围成密封腔体,第一配向层134、第二配向层136和染料液晶层132设置在密封腔体内。如此,将第一配向层134、第二配向层136、染料液晶层132和第二电极12封装,避免灰尘或水汽进入影响光圈10的性能,也避免了染料液晶层132外溢,避免了第一配向层134、第二配向层136和第二电极12由于外界因素受损,可以提高光圈10的可靠性。具体地,密封件16可由封框胶制成。封框胶例如为光敏胶。在此不对密封件16的具体材料进行限定。第一基板17和第二基板18可相对设置。第一基板17设置在第一电极11背离第二电极12的一侧。第二基板18设置在第二电极12背离第一电极11的一侧。具体地,第一基板17和第二基板18为玻璃基板。请参阅图15,本申请实施方式提供了一种成像模组100,成像模组100包括上述的光圈10。成像模组100还可包括镜头20、壳体30和图像传感器40。光圈10、镜头20和图像传感器40收容于壳体30。通过光圈10和镜头20的光线可在图像传感器40上成像。壳体30可以内部元件包围起来,避免了外界因素对这些元件造成直接的损坏。具体地,壳体30可以采用聚碳酸酯(polycarbonate,pc)或者丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(acrylonitrilebutadienestyreneplastic,abs)材料注塑成型。在此不对壳体30的具体材料进行限定。图像传感器40可以采用互补金属氧化物半导体(cmos,complementarymetaloxidesemiconductor)感光元件或者电荷耦合元件(ccd,charge-coupleddevice)感光元件。在此不对图像传感器40的具体形式进行限定。请参阅图16,本申请实施方式提供了一种电子装置1000,电子装置1000包括外壳200和上述的成像模组100,外壳200形成有通光孔202,成像模组100通过通光孔202接收电子装置1000外部的光线。本申请实施方式成像模组100和电子装置1000,通过控制电路14对第二电极12施加电压,以改变变色层13的透光度,可以简单方便地实现光圈10的放大与缩小。另外,由于绝缘层15设置在多个第二电极12和多个控制电路14之间,可以隔离多个第二电极12和多个控制电路14,使得每个控制电路14可单独控制对应的第二电极12,从而实现变色层13的分区控制,使得光圈10更加灵活。电子装置1000可以为移动或便携式并执行无线通信的各种类型的计算机系统设备中的任何一种。具体地,电子装置1000可以为手机、便携式游戏设备、膝上型电脑、掌上电脑(persnaldigitalassistant,pda)、平板电脑(prtableandriddevice,pad)、便携式互联网设备、可穿戴设备、车载终端、导航仪、音乐播放器以及数据存储设备等。综合以上,光圈是成像模组基本的结构之一,通过光圈的放大与缩小可以控制进入成像模组的光线量及景深,而相关技术的成像模组主要是以多片光圈叶制造机械式光圈,成像模组的厚度或是光圈形状尺寸,都受光圈叶片的影响。随着成像模组结合到手机、平板、笔记本电脑等多种电子装置中,电子装置对成像模组的尺寸要求较为严格。然而,由于相关技术的光圈的厚度或尺寸的限制,难以满足电子装置小型化的需求。目前,相关技术中电子装置的成像模组通常是固定光圈,这限制了电子装置的拍照应用。而本申请实施方式提供了一种光圈10。光圈10用于成像模组100。光圈10包括第一电极11、多个第二电极12、变色层13、多个控制电路14和绝缘层15。多个第二电极12与第一电极11对应设置。变色层13形成于第一电极11和多个第二电极12之间。每个控制电路14连接一个第二电极12,控制电路14用于对第二电极12施加电压,以改变变色层13的透光度。绝缘层15设置在多个第二电极12和多个控制电路14之间。本申请实施方式光圈10,通过控制电路14对第二电极12施加电压,以改变变色层13的透光度,可以简单方便地实现光圈10的放大与缩小。另外,由于绝缘层15设置在多个第二电极12和多个控制电路14之间,可以隔离多个第二电极12和多个控制电路14,使得每个控制电路14可单独控制对应的第二电极12,从而实现变色层13的分区控制,使得光圈10更加灵活。本申请实施方式光圈10,通过染料液晶技术,实现了可变光圈的结构。与相关技术的光圈相比,本申请实施方式光圈10具有小型化和控制简单的优势,避免了相关技术的光圈的尺寸限制。同时,液晶的响应速度为毫秒级,响应速度快,控制简单。在手机和笔记本电脑等电子装置1000的成像模组100上采用小型化的可动态放大或缩小的光圈10,可以丰富拍照效果。以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。当前第1页12当前第1页12
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