CN102023457B - 光圈装置及具有该光圈装置的取像模组 - Google Patents
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Abstract
一种光圈装置，包括：一透明基板；至少一设置于基板上的电致变形片，所述电致变形片包括一第一表面及与第一表面相对的第二表面，第二表面与基板相接触，所述电致变形片包括一固定于基板的第一端部及一可相对基板活动的第二端部；至少一第一电极及至少一第二电极，所述第一电极与第二电极分别与电致变形片的第一表面及第二表面相接触；一设置于电致变形片的光圈片，光圈片与电致变形片的第一表面接触且相互固定，光圈片采用不透光柔性材料制成且光圈片中央具有一光圈孔，且电致变形片的第二端部靠近光圈孔，在第一电极及第二电极施加电压，使电致变形片向远离基板的方向弯曲以带动光圈片向远离基板的方向弯曲，从而使光圈孔的大小发生改变。
Description
技术领域
本发明涉及一种光圈装置，尤其涉及一种光圈装置及一种具有该光圈装置的取像模组。
背景技术
每次拍摄照片的时候，因为光线不同，需要的曝光量也是不一样。曝光量的多少，基本上是由光圈和快门控制的。其中，传统光圈是由系列叶片组成，在中央形成一个圆形孔，调节叶片就可以调整圆孔的大小。圆孔越大，进入照相机并到达感光部件的光线越多。
但现有技术的光圈往往需要马达、杠杆，弹簧等复杂、精密的机械结构设计，其结构复杂、体积较大，难以适用于微小镜头模组的需要。而且由于其机械机构复杂，往往价格偏高，并会导致工作可靠性较低，容易出现故障，在工作过程中也难免会因各部件的相互磨擦而发出噪声。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种体积小、结构简单、成本低廉的光圈装置及具有该光圈装置的取像模组。
一种光圈装置，其包括：一透明基板；至少一设置于所述基板上的电致变形片，所述至少一电致变形片由电活性聚合物人工肌肉材料构成，所述至少一电致变形片包括一第一表面及与第一表面相对的第二表面，所述第二表面与所述基板相接触，所述至少一电致变形片包括一固定于基板的第一端部及一可相对基板活动的第二端部；至少一第一电极及至少一第二电极，所述至少一第一电极与至少一第二电极分别与所述电致变形片的第一表面及第二表面相接触；一设置于所述至少一电致变形片上的光圈片，所述光圈片与所述至少一电致变形片的第一表面接触且相互固定，所述光圈片采用不透光柔性材料制成且所述光圈片中央具有一光圈孔，且所述至少一电致变形片的第二端部靠近光圈孔，在所述至少一第一电极及所述至少一第二电极施加电压，使所述至少一电致变形片的第二端部向远离所述基板的方向弯曲以带动所述光圈片向远离所述基板的方向弯曲，从而使所述光圈孔的大小发生改变。
一种取像模组，包括镜筒及设置于镜筒内的多个镜片，所述取像模组还包括一个如上所述的光圈装置。
相较于现有技术，本发明提供的光圈装置包括至少一个电致变形片及一个柔性光圈片，光圈片具有一光圈孔，所述柔性光圈片与所述至少一电致变形片的一个表面接触且相互固定，只需改变施加在电致变形片上的电压的大小，即可使电致变形片产生不同程度的弯曲由此带动光圈片弯曲，从而改变光圈孔的大小。所述光圈装置具有体积小，厚度薄，结构简单、成本低廉的优点。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的光圈装置的剖视图。
图2是图1中的光圈装置的仰视图。
图3是图1中的光圈装置在加电压后的剖视图。
图4是图3中的光圈装置的仰视图。
图5是本发明第二实施例提供的光圈装置的仰视图。
图6是本发明第一实施例提供的光圈装置应用在取像模组内的剖视图。
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。
请参阅图1至图4，本发明第一实施例提供的光圈装置10包括一个圆形的玻璃基板11，一个环绕基板11且将基板11夹在其内部的收容环12，置于基板11上且沿基板11的径向方向间隔排列的四个电致变形片13，设置于四个电致变形片13上面的柔性光圈片14，四个与电致变形片13的第一表面131相接触的第一电极15及四个与电致变形片13的第二表面133相接触的第二电极16。
基板11由透明材料制成，例如玻璃或塑胶材料。基板11的形状为圆形或方形。
收容环12为圆环形，其可由塑胶材料制成。收容环12的内径与基板11的外径接近。
本实施例中，电致变形片13大致为条形，其个数为四个。每两个电致变形片13沿基板11的一个直径方向对齐排列。该四个电致变形片13位于基板11的两个直径方向，且相邻两个电致变形片13之间夹角呈90度。四个电致变形片13均包括第一端部132以及相对的第二端部134。本实施例中，该四个第一端部132的形状均呈圆弧形，以和基板11的边缘完全重合。该四个第二端部134端面为方形，且之间留有空隙。电致变形片13由电活性聚合物人工肌肉(EPAM，Electroactive Polymer Artificial Muscle)材料制成，特别地，在下述材料中选择其一制成：铁电聚合物(ferroelectric polymers)或电介弹性体（dielectric elastomers）。电活性聚合物人工肌肉材料的特点是在被施加电压时，内部结构会改变，进而伸缩、弯曲、束紧或膨胀，且该变形可恢复可重复、响应时间短，比压电陶瓷（piezoceramics）材料的张力（strain）大。
光圈片14为环形，其中央开有一光圈孔141。四个电致变形片13以所述光圈孔141的圆心为中心呈辐射状排布。本实施例中，该光圈孔141所在的圆恰好与四个电致变形片13的第二端部134之间的空隙相切（参见图2）。在电致变形片13没有变形的状态下，中央的光圈孔141的直径为D1。电致变形片13的两端与光圈片14固定，以使电致变形片13在变形后会带动光圈片13拉伸。本实施例中，电致变形片13的第一端部132和第二端部134分别与光圈片14的内边缘和外边缘对齐，以使电致变形片13在变形后更易带动光圈片14。光圈片14采用黑色不透光的柔性材料制成，例如塑胶。本实施例中，光圈片14的外径与基板11的外径相当。
每个电致变形片13的第一表面131和第二表面133各设置有一个第一电极15及第二电极16。该第二电极16的一部分夹设于基板11与外环12之间。即，光圈装置10具有四个第一电极15及四个第二电极16，分别对应每个电致变形片13设置。在本实施例中，所述第一电极15及所述第二电极16与所述电致电致变形片13的第一端部132相接触，即第一电极15及第二电极16设置于所述电致变形片13的第一端部132。第一电极15及第二电极16与电致变形片13接触后伸出所述收容环12而露在外面。在第一电极及第二电极16上分别加上正电压及负电压，电致变形片13在电压作用下，其内部结构改变而产生弯曲，从而向上翘起成弧形。而由于光圈片14的材料呈柔性，在电致变形片13的拉伸作用下，光圈孔141的直径变大为D2。
由此，通过改变施加在第一电极15及第二电极16上的电压，即可控制光圈孔141的直径D2的大小。
在本实施例中，所述多个第一电极15及多个第二电极16均为片状电极，可以理解，其不限于此形式，其也可以为电极线或点电极。并且，所述第一电极15及第二电极16也可以分别为一个环形电极，只要所述第一电极15与所述电致变形片13的第一表面131相接触，且所述第二电极16与所述电致变形片13的第二表面133相接触即可。所述收容环12也可以省略，即依靠基板11承载此光圈装置10即可。
所述电致变形片13的个数及形状不限于本实施例所述的这种情况，可以理解，电致变形片13的个数可以为6个或者8个，当电致变形片13的个数越多时，其所造成的经变形后所形成的光圈孔141的形状越接近于正圆形，其效果也越好。
所述电致变形片13的形状也可以为扇形或其他形状。所述基板11及收容环12的形状也可以为方形。
如图5所示，其为本发明第二实施例提供的光圈装置20，与第一实施例的光圈装置10相比，主要区别在于，电致变形片23的形状为扇形，且其个数为三个。三个电致变形片23呈120度夹角而均匀排布于基板11的360度圆周上。电致变形片23的两端与光圈片的内环与外环的边缘相固定。由于电致变形片23的形状为扇形，则变形后产生的光圈孔的形状更接近于正圆形。当然，此处，也可以将电致变形片23的个数设置为更多个，以使变形所形成的光圈孔放大的效果更佳。本实施例中，基板21，收容环22，第二电极26分别与第一实施例中的基板11，收容环12及第二电极16结构相同或类似。
当然，所述多个扇形电致变形片23也可以为一个整体，即本实施例也可以有如下变形方式：所述电致变形片23为一个形状为环形的电致变形片，此时，电致变形片的外环边缘为第一端部，内环边缘为第二端部，光圈片的形状为环形，所述电致变形片23的内径与光圈片的光圈孔内径相当，且所述电致变形片23与光圈片为同心排列。此时，所述第一电极及第二电极26可以为单个的环形电极或者多个条形或扇形电极。
如图6所示，其为本发明第一实施例的光圈装置10应用于取像模组100内的示意图。取像模组100包括一个镜筒20及设置于镜筒内的若干镜片30。光圈装置10设置在镜筒20的靠近物侧的端部。外界光线经光圈装置10的光圈孔141进入镜筒20。由于光圈孔141可以在电致变形片13的带动下放大或还原，从而调节光进入的范围及进光量的大小。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (14)
1.一种光圈装置，其包括：
一透明基板；
至少一设置于所述基板上的电致变形片，所述至少一电致变形片由电活性聚合物人工肌肉材料构成，所述至少一电致变形片包括一第一表面及与第一表面相对的第二表面，所述第二表面与所述基板相接触，所述至少一电致变形片包括一固定于基板的第一端部及一可相对基板活动的第二端部；
至少一第一电极及至少一第二电极，所述至少一第一电极与至少一第二电极分别与所述电致变形片的第一表面及第二表面相接触；
一设置于所述至少一电致变形片的光圈片，所述光圈片与所述至少一电致变形片的第一表面接触且相互固定，所述光圈片采用不透光柔性材料制成且所述光圈片中央具有一光圈孔，且所述至少一电致变形片的第二端部靠近光圈孔，在所述至少一第一电极及所述至少一第二电极施加电压，使所述至少一电致变形片的第二端部向远离所述基板的方向弯曲以带动所述光圈片向远离所述基板的方向弯曲，从而使所述光圈孔的大小发生改变。
2.如权利要求1所述的光圈装置，其特征在于，所述至少一电致变形片由铁电聚合物或电介弹性体材料构成。
3.如权利要求1所述的光圈装置，其特征在于，所述至少一电致变形片包括多个电致变形片，所述多个电致变形片相互间隔并以所述光圈孔的圆心为中心呈辐射状分布，所述多个电致变形片的每一个电致变形片的两端均与所述光圈片固定。
4.如权利要求3所述的光圈装置，其特征在于，所述多个电致变形片均为条形或均为扇形。
5.如权利要求3所述的光圈装置，其特征在于，所述多个电致变形片的第二端部之间形成一空隙，该空隙与所述光圈孔所在的圆相切或相等。
6.如权利要求5所述的光圈装置，其特征在于，所述多个电致变形片的每一个电致变形片的第一端部和第二端部分别与所述光圈片的外边缘和内边缘对齐。
7.如权利要求3所述的光圈装置，其特征在于，所述多个电致变形片的个数为三个或者四个，且所述多个电致变形片均匀排列。
8.如权利要求1所述的光圈装置，其特征在于，所述至少一电致变形片为一个环形电致变形片，所述光圈片的形状为环形，所述电致变形片的内径与所述光圈片的光圈孔内径相当，且所述电致变形片与所述光圈片为同心排列。
9.如权利要求1所述的光圈装置，其特征在于，所述至少一第一电极及至少一第二电极分别包括多个第一电极及多个第二电极，或者所述至少一第一电极及至少一第二电极分别为一个环形电极。
10.如权利要求1所述的光圈装置，其特征在于，所述至少一第一电极及至少一第二电极与所述至少一电致变形片的第一端部相接触。
11.如权利要求1所述的光圈装置，其特征在于，所述透明基板的形状为圆形。
12.如权利要求11所述的光圈装置，其特征在于，所述光圈片的形状为圆环形，且所述光圈片的外径与所述基板的外径相当。
13.如权利要求1所述的光圈装置，其特征在于，所述光圈装置进一步包括一收容环，所述收容环内部中空且具有一收容空间***述基板。
14.一种取像模组，包括镜筒及设置于镜筒内的多个镜片，其特征在于，所述取像模组还包括一个如权利要求1至13任一项所述的光圈装置。
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