CN101206377B - 光圈 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光圈，其包括一密封腔体，一透明导电水性溶液及一不透明非导电油性溶液，一透明绝缘疏水层，以及一第一电极及一第二电极。该密封腔体包括一第一透明部及一与该第一透明部相对设置的第二透明部。该透明导电水性溶液及不透明非导电油性溶液容纳于该密封腔体内且两者之间形成有一分界面。该透明绝缘疏水层设于该不透明非导电油性溶液与第二透明部之间。该第一电极与透明导电水性溶液形成电接触，第二电极设置在该第二透明部上，其包括一透明圆形电极及至少一与该圆形电极同心设置的透明环形电极，经由向该第一电极与第二电极通电，能够使该透明导电水性溶液与不透明非导电油性溶液之间的分界面形状发生变化，从而改变光圈的孔径大小。

Description

光圈
技术领域
本发明涉及一种光学元件，尤其涉及一种光圈。
背景技术
随着多媒体技术的发展，数码相机已被人们广泛应用，同时近年来便携式电子装置向高性能、多功能化方向的快速发展，使得数码相机与便携式电子装置的结合成为移动多媒体技术的发展趋势。目前，具有数码摄像功能的电子装置，其主要通过结合在电子装置中的镜头模组来实现影像记录的目的。
光圈是镜头模组中不可或缺的零组件之一，其可导入光源至拍摄镜头中，以提供镜头模组在拍摄时所需的光源，进而达到清晰拍摄的目的。
请参见图1A至图1C，其为一种典型的光圈100在三种不同状态的示意图。该光圈100由一组很薄的弧形金属叶片110组成，通过使这些叶片110均匀开合，可调整该组叶片110所形成的通光孔120的孔径大小，以控制进入拍摄镜头的光线，从而适应不同的拍摄需要。但是，对于该种光圈100，通常需要采用包含较多机械元件的复杂机构来实现所述叶片110的开合，使得整个光圈结构繁杂，不易实现光圈孔径大小的改变，且不利于镜头模组的小型化发展，导致镜头模组在便携式电子装置中的应用受到限制。
有鉴于此，有必要提供一种结构简单、紧凑且方便实现其孔径大小改变的光圈。
发明内容
下面将以具体实施例说明一种结构简单、紧凑且方便实现其孔径大小改变的光圈。
一种光圈，其包括一密封腔体，一透明导电水性溶液及一不透明非导电油性溶液，一透明的绝缘疏水层，以及一第一电极及一第二电极。该密封腔体包括一第一透明部及一与该第一透明部相对设置的第二透明部。所述透明导电水性溶液及不透明非导电油性溶液互不混溶的容纳于该密封腔体内且两者之间形成有一分界面。所述透明的绝缘疏水层设于该不透明非导电油性溶液与第二透明部之间。所述第一电极与所述透明导电水性溶液形成电接触，第二电极设置在所述第二透明部上，其包括一透明圆形电极及至少一与该透明圆形电极同心设置的透明环形电极，经由向该第一电极与第二电极通电，能够使该透明导电水性溶液与所述不透明非导电油性溶液之间的分界面形状发生变化，从而改变光圈的孔径大小。
与现有技术相比，所述光圈通过向第一电极与第二电极通电以使所述透明导电水性溶液与不透明非导电油性溶液之间的分界面形状发生变化，即可实现光圈孔径大小的改变，且该光圈结构简单、紧凑。
附图说明
图1A是一种典型的光圈在第一状态的示意图。
图1B是图1A所示的光圈在第二状态的示意图。
图1C是图1A所示的光圈在第三状态的示意图。
图2是本发明实施例所提供的光圈在第一状态的示意图。
图3是图2中第二电极的平面结构示意图。
图4是图2所示的光圈在第二状态的示意图。
图5是图2所示的光圈在第三状态的示意图。
图6是本发明另一实施例所提供的光圈的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例作进一步的详细说明。
请参见图2，本发明实施例所提供的光圈200，包括一密封腔体210，一透明导电水性溶液220及一不透明非导电油性溶液230，一透明的绝缘疏水层240，以及一第一电极250及一第二电极260。
所述密封腔体210包括一第一透明部212，一与该第一透明部212相对设置的第二透明部214，以及一与该第一透明部212及第二透明部相邻的侧壁213。该密封腔体210可为中空圆柱体或中空圆台，本实施例中，该密封腔体210为中空圆柱体。所述第一透明部212及第二透明部214为该中空圆柱体的相对两端部。该第一透明部212及第二透明部214的材质可为玻璃或塑料等。该第二透明部214包括一内表面2142及一与该内表面2142相对的外表面2144，该内表面2142可为一疏水表面。
所述透明导电水性溶液220及不透明非导电油性溶液230互不混溶的容纳于所述密封腔体210中，该两种溶液之间形成有一分界面216所述导电水性溶液220可为盐水溶液。所述非导电油性溶液230可为黑色油墨。优选的，该导电水性溶液220及非导电油性溶液230具有相等或相近的密度，从而可使该光圈200在实际应用过程中可避免受到重力效应的影响。
所述透明的绝缘疏水层240设于该不透明非导电油性溶液230与所述密封腔体210的第二透明部214之间。由于该疏水层240对水性溶液具有排斥力，而对油性溶液具有吸附力，因而该透明导电水性溶液220被排斥在靠近所述第一透明部212的一侧，该不透明非导电油性溶液230被吸附在靠近所述第二透明部214的一侧。
所述第一电极250通常设置在所述密封腔体210的侧壁213的内表面上，与所述透明导电水性溶液220形成电接触。所述第二电极260包括一透明圆形电极262及一与该透明圆形电极262同心设置的透明环形电极264，如图3所示，该透明圆形电极262与透明环形电极264之间具有一定间隔，其可填充透明绝缘材料，如塑料等。该第二电极260设置在所述密封腔体210的第二透明部214的外表面2144上，优选的，该第二电极260与所述密封腔体210同心设置。
所述光圈200进一步包括一电压源270，该电压源270的一端与所述第一电极250电连接，另一端经由一多路开关280与所述第二电极260的透明圆形电极262及透明环形电极264电连接。
下面将具体描述所述光圈200的一种工作过程：
请再参见图2，其为所述电压源270未在第一电极250与第二电极260之间施加电压时，光圈200的第一状态示意图。由于疏水层240对水性溶液具有排斥力，而对油性溶液具有吸附力，因而所述不透明非导电油性溶液230大致均匀地分布在该透明绝缘疏水层240的表面，而所述透明导电水性溶液220被排斥在靠近所述密封腔体210的第一透明部212的一侧。此时该透明导电性水溶液220与不透明非导电油性溶液230之间的分界面216处于第一种形状，几乎所有光线(图中箭头阵列所示)都被该不透明非导电油性溶液230挡住而无法通过，所述光圈200处于不透光状态，即，该光圈200的孔径为零。
请参见图4，其为电压源270在第一电极250与第二电极260的透明圆形电极262之间施加一定电压产生一电场时，光圈200的第二状态示意图。由于透明导电水性溶液220在所述电场作用下产生电湿润现象，其克服所述透明绝缘疏水层240的排斥力将所述不透明非导电油性溶液230挤开所述透明圆形电极262所对应的区域而与该疏水层240相接触，使该透明导电性水溶液220与不透明非导电油性溶液230之间分界面216的形状发生改变，从而使得所述光圈200的孔径变大，可使一部分光线不被所述不透明非导电油性溶液230挡住而能通过该光圈200。
请参见图5，其为电压源270在第一电极250与第二电极260的透明圆形电极262及透明环形电极264之间同时施加一定电压产生一电场时，光圈200在第三状态的示意图。与第二状态大致相同的原理，由于透明导电水性溶液220在电场作用下克服所述透明绝缘疏水层240的排斥力将所述不透明非导电油性溶液230挤开所述透明圆形电极262及透明环形电极264所对应的区域而与该疏水层240相接触，使该透明导电性水溶液220与不透明非导电油性溶液230之间分界面216的形状再次发生改变，从而使得所述光圈200的孔径变得更大，可使更多部分光线不被所述不透明非导电油性溶液230挡住而能通过该光圈200。
当然，可以理解的是，所述第二电极260可包括更多的与其透明圆形电极262同心设置的透明环形电极，从而可使所述光圈200的孔径大小的变化范围更大。
需要说明的是，所述第二电极260也并不局限于设置在所述密封腔体210的第二透明部214的外表面2144上，只要保证在第一电极250与第二电极260之间施加一定电压后，所产生的电场可作用于所述透明导电水性溶液220以产生电湿润现象，从而可改变光圈200的孔径大小即可。例如，如图6所示，所述第二电极260设置在所述密封腔体210的第二透明部214的内表面2142上，相应的，可直接在该第二电极260未与该第二透明部214接触的其他表面上形成一透明绝缘疏水层240。
本发明实施例所提供的光圈200通过在第一电极250与第二电极260之间施加一电压产生一作用于所述透明导电水性溶液220的电场，以使该透明导电水性溶液220产生电湿润现象，使得该透明导电水性溶液220与所述不透明非导电油性溶液230之间分界面216的形状发生变化，即可实现光圈200孔径大小的改变，且该光圈结构简单、紧凑。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，如改变环形电极的设置位置及数量等，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种光圈，其包括一密封腔体，该密封腔体包括一第一透明部及一与该第一透明部相对设置的第二透明部；一透明导电水性溶液及一不透明非导电油性溶液，该两种溶液互不混溶的容纳于所述密封腔体内且两者之间形成有一分界面；一透明的绝缘疏水层，其设于该不透明非导电油性溶液与第二透明部之间；以及一第一电极及一第二电极，该第一电极与所述透明导电水性溶液形成电接触，该第二电极设置在所述第二透明部上，其包括一透明圆形电极及至少一与该透明圆形电极同心设置的透明环形电极，经由向该第一电极与第二电极通电，能够使该透明导电水性溶液与所述不透明非导电油性溶液之间的分界面形状发生变化，从而改变光圈的孔径大小，所述透明导电水性溶液与所述不透明非导电油性溶液的密度相等。
2.如权利要求1所述的光圈，其特征在于，所述透明导电水性溶液为盐水溶液，所述不透明非导电油性溶液为黑色油墨。
3.如权利要求1所述的光圈，其特征在于，所述第二透明部具有一位于所述透明的绝缘疏水层一侧的内表面及一与该内表面相对的外表面，所述第二电极设置在该第二透明部的内表面或外表面上。
4.如权利要求1所述的光圈，其特征在于，该光圈进一步包括一电压源，该电压源的一端与所述第一电极电连接，另一端经由一多路开关与所述第二电极电连接。
5.如权利要求1所述的光圈，其特征在于，所述密封腔体为中空圆柱体或中空圆台，所述第一透明部与第二透明部为该密封腔体的相对两端部，所述第二电极与该密封腔体同心设置。
6.如权利要求1所述的光圈，其特征在于，所述第一透明部及第二透明部的材质为玻璃或塑料。
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