CN113805400A - 液体光圈、电子设备、液体光圈的驱动方法及驱动装置 - Google Patents

Abstract

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。

Description

液体光圈、电子设备、液体光圈的驱动方法及驱动装置

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。

技术领域

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。

背景技术

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。

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：

cosθ＝cosθ₀+(ε₀ε_r/2dr_lg)·V²

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。

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。

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。

发明内容

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。

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***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，此时的电场相当于无效电场；当第一电极极板和第二电极极板之间形成电场且该电场的强度等于或大于上述设定阈值，该电场所对应的疏水层区域对透明电解质表现出亲水特性，透明电解质与疏水层之间的接触角减小，透明电解质自第一中空结构进入第二中空结构并与部分疏水层接触，在此过程中，透明电解质将第二中空结构内的有色油墨推向该第二中空结构远离液体光圈光轴方向的边缘，相当于增大了用于光线穿过的进光孔的大小，即液体光圈的进光孔实现了增大；由于此处的第一电极极板和第二电极极板之间的电场可以改变透明电解质和有色油墨在封闭腔体内的分布，此时的电场相当于有效电场；当第一电极极板和第二电极极板之间的电场强度由等于或大于设定阈值变为小于设定阈值，疏水层相对透明电解质由亲水特性改变为疏水特性，透明电解质与疏水层之间的接触角又增大，透明电解质回到第一中空结构内，有色油墨可以恢复到均匀铺展在疏水层表面，实现液体光圈进光孔的调小。

在工作中，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，就可以改变第一电极极板和第二电极极板之间形成的电场的大小，进而控制透明电解质在疏水层上的接触角大小，透明电解质在疏水层上的润湿状态可以改变有色油墨在N个第二中空结构覆盖疏水层的面积，从而改变液体光圈进光孔的大小；也就是说，本申请提供的液体光圈可以采用低电压驱动实现液体光圈的驱动调节，能够满足现下消费者对光圈进光量调节的需求；并且，在此过程中，第一亲水部的存在可以使得液体光圈一直存在一开孔，提高液体光圈进光孔的圆度、同心度和重复性。

一种可能实现的方式中，本申请所提供的液体光圈的光圈值的范围可以为1.2-8。

其中，挡墙的设置方式可以至少有以下两种。其一，挡墙通过UV(ultraviolet，紫外线)光刻工艺直接形成于第二电极极板朝向亲水层的一侧，此时挡墙的材质可以为光刻胶，这种挡墙与亲水层之间则通过胶粘剂粘接；其二，挡墙相对于第二电极极板独立，挡墙与第二电极极板之间、挡墙与亲水层之间分别通过胶粘剂粘接，此处的挡墙材质可以为玻璃、PMMA(polymethyl methacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯，俗称亚克力)或其他硬质的高分子聚合物。在这两种方式中，胶粘剂可以选择压敏胶或者环氧胶。

该液体光圈中，透明电解质与有色油墨之间的密度之差应当小于等于0.09g/cm³，以尽可能降低密度差造成的重力差别对二者分布状态的影响。为了限制封闭腔体的体积以保证结构的毛细作用实现，挡墙的高度(即液体光圈厚度方向的尺寸)可以为0.05-2mm，亲水层的厚度可以为0.5-3um。其他结构的厚度分别如下，疏水层的厚度可以为0.02-1um，绝缘层的厚度可以为0.5-1um，第一电极极板和/或第二电极极板的厚度可以为20-30nm。至于液体光圈中各层结构的材质，第一电极极板和第二电极极板的材质可以选择透明的ITO(indium tin oxide，氧化铟锡)或纳米银，疏水层的材质可以为含氟聚合物，亲水层的材质可以为光刻胶。

应当理解，为了保证液体光圈整体结构的完整性与规则性，沿垂直于液体光圈光轴的方向，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的外边缘可以设置为相匹配的结构，此处的相匹配可以指形状以及大小。

本申请中对第一基板和第二基板的形状不做限定，只要第一基板朝向第二基板的面为平面、第二基板朝向第一基板的面为平面即可；第一基板的外表面(相当于第一基板远离第二基板的表面)可以为曲面，第二基板的外表面(相当于第二基板远离第一基板的表面)也可以为曲面。

一种可能实现的方式中，第一亲水部和第二亲水部之间仅存在有一个圆环状的第二中空结构，即上述N为1，则第一亲水部和第二亲水部之间没有其他结构。对应于亲水层的结构，第一电极极板可以包括第一子电极，第一子电极为实心圆板且第一子电极的轴心线与液体光圈的光轴共轴，使得第一子电极可以与第一亲水部对应；沿垂直于液体光圈光轴的方向，第一子电极的半径大于第一亲水部的半径且小于第二亲水部内边缘的半径，相当于，第一亲水部在疏水层上的投影落在第一子电极在疏水层上的投影范围内，而第二亲水部在疏水层上的投影与第一子电极在疏水层上的投影不相接；当向第一子电极和第二电极极板施加电压使得第一子电极与第二电极极板之间形成等于或大于设定阈值的电场，第一子电极对应的疏水层区域对透明电解质表现出亲水特性，可以改变第一子电极对应的透明电解质与疏水层之间的接触角，使得透明电解质可以与该部分疏水层接触，进而改变有色油墨的分布状态；此处的第一子电极相对第一亲水部和第二亲水部的结构，限定了有色油墨的分布范围，也就相当于控制了液体光圈进光量的调节范围。

另一种可能实现的方式中，第一亲水部和第二亲水部之间也仅存在一个圆环形的第二中空结构，即上述N也为1，第一亲水部和第二亲水部之间没有其他结构。但是，对应于亲水层的结构，此处的第一电极极板可以包括同层设置的中心电极以及M个圆弧电极，M为大于等于1的整数；中心电极为实心圆板且中心电极位于第一电极极板的中心区域；每个圆弧电极的轴心线与液体光圈的光轴共轴且每个圆弧电极的半径不同，中心电极和每个圆弧电极分别外接有至少一根引线，在使用中，可以分别向中心电极和每个圆弧电极施加电压；沿垂直于液体光圈光轴的方向，位于第一电极极板最外侧的圆弧电极外边缘的半径大于第一亲水部的半径且小于第二亲水部内边缘的半径。其中，与中心电极相邻的圆弧电极和中心电极之间的宽度为10-50μm，任意两个相邻的圆弧电极之间的宽度为10-50μm，这样的宽度使得其对应的透明电解质在不能被第一电极极板和第二电极极板之间的电场影响时，透明电解质依靠自身的运动惯性依旧可以移动，因此，这样结构的第一电极极板依旧可以实现液体光圈的大小调节。

又一种可能实现的方式中，当第二中空结构的数量为2个，即N＝2个；在这种方式中，第一亲水部和第二亲水部之间存在一个圆环状的第三亲水部；第三亲水部的轴心线与液体光圈的光轴共轴，第三亲水部内边缘的半径大于第一亲水部的半径，且第三亲水部外边缘的半径小于第二亲水部内边缘的半径，即第三亲水部既不与第一亲水部相接，也不与第二亲水部相接，使得第一亲水部和第三亲水部之间形成一个第二中空结构，第二亲水部和第三亲水部之间形成一个第二中空结构；对应地，第一电极极板包括第一子电极和第三子电极，第一子电极为实心圆板且第一子电极位于第一电极极板的中心区域，第三子电极为圆弧状且第三子电极围绕第一子电极；第一子电极的轴心线、第三子电极的轴心线与液体光圈的光轴共轴，第一子电极和第三子电极分别外接有至少一根引线；其中，第一子电极外边缘的半径大于第一亲水部的半径且小于第三亲水部内边缘的半径；第三子电极内边缘的半径大于第三亲水部内边缘的半径，第三子电极外边缘的半径大于第三亲水部外边缘的半径且小于第二亲水部内边缘的半径。这种结构的液体光圈可以形成包括一个圆形的开孔以及环绕该开孔的一个环形的开孔的进光孔，控制第一子电极、第三子电极与第二电极极板之间对应形成电场，可以对应控制两个中空结构所对应的有色油墨的分布，进而控制液体光圈进光孔的大小调节。

再一种可能实现的方式中，N≥3，即第一亲水部和第二亲水部之间存在3个、4个、5个甚至更多整数个第二中空结构；此处的亲水层还包括位于第一亲水部和第二亲水部之间的N-1个圆环状的第三亲水部，每个第三亲水部的轴心线与液体光圈的光轴共轴；沿垂直于液体光圈光轴的方向，亲水层自内向外，第x个第三亲水部的内边缘的半径为r_xi、外边缘的半径为r_xj，所有第三亲水部的尺寸大小满足以下条件：r_1i<r_1j<r_2i<r_2j<……r_(N－1)i<r_(N－1)j；对应地，第一电极极板包括第一子电极和N-1个第三子电极，N-1个第三子电极与N-1第三亲水部一一对应；第一子电极位于第一电极极板的中心区域，第一子电极为实心圆板且第一子电极的轴心线与液体光圈的光轴共轴，每个第三子电极为圆弧状且每个第三子电极的轴心线与液体光圈的光轴共轴；第一子电极和每个第三子电极分别外接有至少一根引线；沿垂直于液体光圈光轴的方向，第一电极极板自内向外，第y个第三子电极的内边缘的半径为R_yi、外边缘的半径为R_yj，所有第三子电极的尺寸满足以下条件：R_1i<R_1j<R_2i<R_2j<……R_(N－1)i<R_(N－1)j；其中，第一子电极的半径大于第一亲水部的半径且小于与第一亲水部相邻的第三亲水部内边缘的半径；对于N-1个第三亲水部和N-1个第三子电极，当x＝y，r_xi＜R_yi＜r_xj＜R_yj；这种结构的液体光圈可以形成包括一个圆形的开孔以及环绕该开孔至少两个环状开孔的进光孔，在工作中，控制施加在第一电极极板不同部分上(第一子电极以及N-1个第三子电极)的电压，可以实现这种液体光圈进光孔的大小调节。

具体地，在每组相互对应的第三亲水部与第三子电极中，即当x＝y，R_yi－r_xi≥10μm，这样的结构设置，可以限定有色油墨在对应的第二中空结构内的分布范围。

一种可能实现的方式中，第一电极极板还可以包括位于第一电极极板***区域的第二子电极，第二子电极相当于位于第一电极极板的最外部结构，第一子电极、第二子电极同层设置，第二子电极的中部具有镂空，第一电极极板位于第二子电极的中心区域，且第二子电极外接有至少一根引线。第二子电极内边缘距离液体光圈的光轴的距离的小于第二亲水部内边缘的半径，使得最靠近第二子电极的第二中空结构在疏水层上的投影与第二子电极在疏水层上的投影具有交叠区域，在调小液体光圈进光孔的大小时，可以在第二子电极与第二电极极板上施加电压，改变第二子电极对应的疏水层与透明电解质之间的润湿性，使得透明电解质对第二子电极所对应的部分有色油墨施压，促进有色油墨向上述第二中空结构的内边缘移动，相当于促进液体光圈的缩小。工作中可以在第一子电极与第二子电极上施加不同电压使得第一子电极与第二电极极板之间形成的电场与第二子电极与第二电极极板之间形成的电场存在强度差，进而根据需要实现对液体光圈进光孔的大小调节。

在本申请提供的液体光圈中，与第一电极极板不同的是，第二电极极板可以为一实心板状结构，其结构连续无镂空。

一种可能实现的方式中，鉴于亲水层的上述结构，沿垂直于液体光圈光轴的方向，挡墙内边缘距离液体光圈光轴的距离大于第二亲水部的内边缘直径，相当于，上述挡墙在疏水层上的投影落在第二亲水部在疏水层上的投影范围内，使得有色油墨不会与挡墙接触，防止有色油墨在毛细作用下与第二电极极板接触。具体地，沿垂直于液体光圈光轴的方向，挡墙的内边缘与第二亲水部的内边缘之间的距离可以大于等于0.1mm。

第二方面，基于上述液体光圈的结构，本申请还提供一种电子设备，该电子设备可以具体为具有摄像功能的智能手机、平板电脑、智能手表等。该电子设备包括设备本体、主板以及摄像头，主板设置于设备本体内，摄像头安装在设备本体上；该摄像头内设置有上述任一种液体光圈，主板与液体光圈的第一电极极板、第二电极极板电性连接；在使用时，通过主板调节施加在第一电极极板和第二电极极板上的电压以改变第一电极极板和第二电极极板之间形成的电场，可以驱动液体光圈进光孔大小的调节，从而满足这类电子设备在拍照或摄像时对进光量的调节要求。

第三方面，本申请还提供一种液体光圈的驱动方法，用于调节上述液体光圈的进光孔大小，具体包括以下步骤：

获取光圈调节指令；

当光圈调节指令指示调大光圈，增大第一电极极板与第二电极极板之间的电场强度，以改变透明电解质与有色油墨分布状态，使有色油墨向对应的第二中空结构的外边缘移动以增加透过液体光圈的光线；

当光圈调节指令指示减小光圈，减小第一电极极板与第二电极极板之间的电场强度，以改变透明电解质与有色油墨分布状态，使有色油墨向对应的疏水层上铺展以减少透过液体光圈的光线。

应当理解，改变第一电极极板和第二电极极板之间的电场强度是通过改变施加在第一电极极板和第二电极极板上的电压实现的，电场的改变可以改变疏水层与透明电解质之间的接触角，从而改变疏水层与透明电解质之间的润湿性，使得透明电解质可以在封闭腔体内发生移动，进而推动有色油墨移动，实现液体光圈的进光孔大小调节。

其中，获取光圈调节指令至少包括两种方式，其一是直接获取用户发出的光圈调节指令，即用户可以直接改变施加在第一电极极板和第二电极极板上的电压；其二是获取控制中心发出的光圈调节指令，此处的控制中心可以是上述电子设备中的主板，通过软件程序控制液体光圈。

第四方面，本申请还提供一种液体光圈的驱动装置，该驱动装置用于驱动上述液体光圈。例如，该驱动装置可以包括用于执行上述液体光圈的驱动方法中各个操作的模块或单元，比如包括获取模块和电场调节模块。其中，获取模块用于获取光圈调节指令，电场调节模块用于调用该光圈调节指令执行以下过程：用于在光圈调节指令指示调大光圈时，增大第一电极极板与第二电极极板之间的电场强度，以改变透明电解质与有色油墨分布状态，使有色油墨向对应的第二中空结构的外边缘移动以增加透过液体光圈的光线；或者，电场调节模块还用于在光圈调节指令指示减小光圈，减小第一电极极板与第二电极极板之间的电场强度，以改变透明电解质与所述有色油墨分布状态，使有色油墨向对应的疏水层上铺展以减少透过液体光圈的光线。

第五方面，本申请还提供一种电子设备，该电子设备包括处理器、存储器和上述技术方案中的任一种液体光圈。其中，存储器用于存储程序指令；处理器用于从存储器调用存储的程序指令，通过液体光圈执行上述驱动方法。

附图说明

图1a和图1b为机械光圈的结构示意图；

图1c为液体光圈进光孔大小的调节示意图；

图1d为电润湿效应的原理示意图；

图2为本申请实施例一提供的一种液体光圈的结构示意图；

图3a为本申请实施例一提供的一种液体光圈未填充液体时的剖面结构示意图；

图3b为本申请实施例一提供的一种液体光圈中第一基板的结构示意图；

图3c为本申请实施例一提供的一种液体光圈中第二基板的结构示意图；

图3d为本申请实施例一提供的一种液体光圈中第一电极极板的结构示意图；

图3e为本申请实施例一提供的一种液体光圈中绝缘层的结构示意图；

图3f为本申请实施例一提供的一种液体光圈中疏水层的结构示意图；

图3g为本申请实施例一提供的一种液体光圈中亲水层的结构示意图；

图3h为本申请实施例一提供的一种液体光圈中挡墙的结构示意图；

图3i为本申请实施例一提供的一种液体光圈中第二电极极板的结构示意图；

图3j为本申请实施例一提供的一种液体光圈的剖面结构示意图；

图3k为本申请实施例一提供的一种液体光圈的剖面结构示意图；

图3l为本申请实施例一提供的一种液体光圈的剖面结构示意图；

图3m至图3p为本申请实施例一提供的一种液体光圈的进光孔大小调节过程示意图；

图4a为本申请实施例二提供的一种液体光圈中第一电极极板的结构示意图；

图4b为本申请实施例二提供的一种液体光圈的剖面结构示意图；

图5a为本申请实施例三提供的一种液体光圈中第一电极极板的结构示意图；

图5b为本申请实施例三提供的一种液体光圈的剖面结构示意图；

图6a为本申请实施例四提供的一种液体光圈中第一电极极板的结构示意图；

图6b为本申请实施例四提供的一种液体光圈的剖面结构示意图；

图7a为本申请实施例五提供的一种液体光圈中亲水层的结构示意图；

图7b为本申请实施例五提供的一种液体光圈中第一电极极板的结构示意图；

图7c为本申请实施例五提供的一种液体光圈的剖面结构示意图；

图7d至图7j为本申请实施例五提供的一种液体光圈的进光孔大小调节过程示意图；

图8a为本申请实施例六提供的一种液体光圈中亲水层的结构示意图；

图8b为本申请实施例六提供的一种液体光圈中第一电极极板的结构示意图；

图8c为本申请实施例六提供的一种液体光圈的剖面结构示意图；

图8d至图8h为本申请实施例六提供的一种液体光圈的进光孔大小调节过程示意图；

图9a为本申请实施例七提供的一种液体光圈中亲水层的结构示意图；

图9b为本申请实施例七提供的一种液体光圈中第一电极极板的结构示意图；

图10为本申请实施例八提供的一种液体光圈中挡圈的结构示意图；

图11为本申请实施例九提供的一种液体光圈中挡圈的结构示意图；

图12为本申请实施例十提供的一种液体光圈中亲水层的结构示意图；

图13为本申请实施例十一提供的一种液体光圈中疏水层的结构示意图；

图14a至图14c为本申请实施例十三提供的一种液体光圈的结构示意图；

图15为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；

图16为本申请实施例提供的一种液体光圈驱动方法的流程示意图；

图17为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。

首先介绍一下本申请的应用场景，液体光圈是一种新型光圈，可以应用在具有摄像功能的设备中控制摄像头的进光量，特别是对体积、质量以及空间有小型化要求的电子设备，液体光圈相比于机械光圈更有优势。目前的液体光圈具有各种问题，例如驱动电压高、开孔大小可调范围小、开孔不够圆、开口的中心位置重复性不高、结构复杂，这些缺陷影响了液体光圈的商用可行性。因此，本申请实施例提供一种液体光圈，该液体光圈采用较为简单的结构设计，结合电润湿原理实现对摄像头进光量大小的调节。

接下来，将结合附图对本申请所提供的液体光圈的结构做示例性介绍。请参照图2所示的液体光圈01的立体结构示意图，沿图2中Y方向所示，液体光圈01包括自下而上依次紧邻设置的第一基板1、第一电极极板2、绝缘层3、疏水层4、亲水层5、挡墙6、第二电极极板7以及第二基板8，此处的Y方向也平行于液体光圈01的光轴方向。

参照图2，第一基板1和第二基板8相当于液体光圈01上下两个基底结构，因此，第一基板1和第二基板8分别为实心的板状结构，其结构是连续的，不存在镂空。其中，第一基板1可以为第一电极极板2提供承载与支撑，第二基板8可以为第二电极极板7提供承载与支撑。此外，第一基板1和第二基板8还可以为整个液体光圈01的结构提供保护。

应当理解，图2中的第一电极极板2和第二电极极板7以层状结构示出，是为了以清楚的结构表明第一电极极板2和第二电极极板7在整个液体光圈01中的分布位置；在液体光圈01实际制备过程中，第一电极极板2中发挥电极作用的电路走线可以形成在实体板上(图2所示的第一电极极板2相当于由电路走线在板状结构构成)，也可以是电路走线通过电镀等方式直接形成在第一基板1上(此时第一电极极板2的厚度可以做到纳米级别，其厚度虽然特别薄，但是第一电极极板2还是存在一定的厚度，在结构上是凸出于第一基板1的表面的，因此，第一电极极板2依旧可以理解为“层”)；对应地，第二电极极板7上发挥电极作用的电路可以形成在实体板上(图2所示的第二电极极板7相当于由电路走线在板状结构构成)，也可以是电路走线通过电镀等方式直接形成在第二基板8上(此时第二电极极板7的厚度可以做到纳米级别，其厚度虽然特别薄，但是第二电极极板7还是存在一定的厚度，在结构上是凸出于第二基板8的表面的，因此，第二电极极板7依旧可以理解为“层”)。也就是说，第一电极极板2和第二电极极板7在图2中以层状结构示出，仅做示例第一电极极板2和第二电极极板7在整个液体光圈01中的位置，并不用于限定第一电极极板2和第二电极极板7具体实现形式。

绝缘层3设置于第一电极极板2朝向第二基板8的一侧，可以将第一电极极板2与疏水层4绝缘隔离，也相当于将疏水层4以及其上的结构与第一电极极板2绝缘隔离。绝缘层3为由绝缘材质制成的实心板状结构，其结构是连续的，不存在镂空；绝缘层3的外边缘为与第一基板1相匹配的矩形，绝缘层3的厚度为0.5-1μm，例如，绝缘层3的厚度可以为0.5μm、0.6μm、0.8μm、1μm。

此处，疏水层4和亲水层5是相对而言的，二者都是对同一种液体表现出的相对疏水或相对亲水的特性，当然，此处的“水”指代的是液态可流动的物质，并不限定于常识中的水；疏水层4，指的是与该液体表现出疏水特性的层状物质，对应地，亲水层5则指的是与该液体表现出亲水特性的层状物质。

液体光圈01在使用时，需要在具有挡光性的结构中部形成供光线穿过的进光孔，应当理解，液体光圈01的光轴方向平行于该Y方向，即光线会以平行于Y方向的方式穿过液体光圈01。具体到本申请实施例中，第一基板1、第一电极2、绝缘层3、疏水层4、亲水层5、第二电极7以及第二基板8具有透光性，而挡墙6在此处则具有挡光性，其进光孔的形成方式以及进光孔的调节将通过以下具体实施方式进行示例性介绍。

实施例一

请参照图3a所示例的一种液体光圈01的剖面结构示意图，为了清楚展示液体光圈01的硬件结构，图3a所示出的液体光圈01中未填充液体。请先参照图3a，沿图3a中Y方向所示，该液体光圈01包括按照一定顺序(图3a中即Y所示自下而上的方向，应当理解，液体光圈01的光轴方向平行于该Y方向)依次紧邻设置的第一基板1、第一电极极板2(此处以第一子电极21示出)、绝缘层3、疏水层4、亲水层5、挡墙6、第二电极极板7以及第二基板8。其中，挡墙6的中心区域具有第一中空结构A1，亲水层5具有第二中空结构A2，第一中空结构A1和第二中空结构A2连通，使得第二电极极板7、亲水层5、挡墙6与疏水层4之间形成一封闭腔体A，下面将结合各层结构做详细介绍。

在图3a所示的液体光圈01结构的基础上，图3b和图3c示出了本申请实施例中的第一基板1和第二基板8的结构，第一基板1和第二基板8均为实心板状结构，沿垂直于液体光圈01的光轴方向，其外边缘形状为矩形。其图3b和图3c中示出的第一基板1的上下两个表面均为平面，第二基板8的上下两个表面也均为平面。此处的第一基板1和第二基板8在具体实施时具有较好的透光性，一种可能实现的方式中，第一基板1和第二基板8可以采用玻璃。

图3d示出了第一电极极板2的结构，第一电极极板2包括的第一子电极21为实心板状的透明电极，其结构连续无镂空，具体材料可以选择ITO、纳米银或者其他透明电极材料；第一子电极21外接有一根引线201，当要向第一电极极板2施加电压时，通过该引线201连通外部电源即可；应当理解的是，此处仅示出了一根引线201，在实际应用中，可以根据具体的应用场景设置一根或多根引线201；另外，引线201与第一子电极21的连接方向也并不限于图3d中示出的与第一子电极21同层的方式，可以根据第一电极极板2在具体结构中的设置方式进行调整。需要说明的是，当此处第一子电极21直接通过电镀的方式形成在第一基板1上，第一电极极板2的厚度可以做到20-30nm，例如，第一电极极板2的厚度可以为20nm、22nm、25nm、28nm、30nm。

绝缘层3的结构请参照图3e，绝缘层3为由绝缘材质制成的实心板状结构，其结构是连续的，不存在镂空。

疏水层4的结构请参照图3f，疏水层4是设置于绝缘层3远离第一电极极板2一侧的连续的、实心的层状结构，疏水层4具体可以为由含氟聚合物制备的实心板状结构，且具有较好的透光性；其外边缘为与第一基板1相匹配的矩形，厚度为0.02-1μm，例如，疏水层4的厚度可以为0.02μm、0.1μm、0.25μm、0.3μm、0.5μm、0.75μm、1μm；在常温常压且不加电的情况下，疏水层4的水-气接触角应当大于110°。

亲水层5是设置于疏水层4远离绝缘层3的一侧的层状结构，但是亲水层5的层状结构是非连续的；亲水层5的结构请参照图3g，亲水层5包括第一亲水部51和第二亲水部52，第一亲水部51和第二亲水部52同层设置于疏水层4上，且第一亲水部51和第二亲水部52厚度相同；第一亲水部51为圆柱形，第一亲水部51位于整个亲水层5的中心区域；第二亲水部52为框型，外边缘以矩形示出，中心区域具有圆柱形的镂空，即第二亲水部52的内边缘相当于为圆柱面，第一亲水部51位于该圆柱形镂空的中心区域，第二亲水层51圆柱形镂空的内边缘与第一亲水部51的外边缘之间形成一个圆环状的第二中空结构A2；在工作中，第二中空结构A2的轴心线与液体光圈01的光轴共轴；第二中空结构A2相当于沿亲水层5的厚度方向贯穿亲水层5，因此，疏水层4朝向第二电极极板7的表面可以自第二中空结构A2中露出来一部分。亲水层5可以选择光刻胶材质，其厚度为0.5-3μm，例如，亲水层5的厚度可以为0.5μm、1μm、1.6μm、2.5μm、3μm；在常温常压且不加电的情况下，亲水层5的水-气接触角小于70°。

挡墙6设置于亲水层5与第二电极极板7之间，挡墙6也为框型，如图3h所示，挡墙6的外边缘为与第一基板2相匹配的矩形，中部具有圆柱形镂空，即挡墙6的内边缘相当于为圆柱面，该圆柱形镂空形成第一中空结构A1；应当理解，第一中空结构A1沿挡墙6的厚度贯穿挡墙6，使得第二电极极板7朝向第一电极极板2的表面露出一部分。此处，挡墙6的高度(即参照图3a中所示的Y方向的尺寸)为0.05-2mm，例如，挡墙6的高度可以为0.05mm、0.8mm、1mm、1.2mm、1.6mm、2mm；此处，挡墙6的材质可以为光刻胶，直接在第二电极极板7上采用UV光刻制作而成，而挡墙6与亲水层5之间是相互独立的，在制备时，需要通过粘接胶(如压敏胶、环氧胶等)粘接，这样的粘接方式有利于减少绝缘层3、疏水层4与亲水层5的应力，可以提高器件可靠性和寿命。

结合图3a、图3g以及图3h，本申请实施例中的第一中空结构A1和第二中空结构A2相连通，使得疏水层4、第二电极极板7、亲水层5、挡墙6之间形成一封闭腔体A，上述挡墙6和亲水层5相当于充当了疏水层4和第二电极极板7之间的封堵结构。

第二电极极板7的结构请参照图3i，其可以为矩形的透明电极，具体材料可以选择ITO、纳米银或者其他透明电极材料，此处的第二电极极板7也是实心板状结构，外边缘为与第一基板1相匹配的矩形。当此处第二电极极板7直接通过电镀的方式形成在第一基板1上，第二电极极板7的厚度可以做到20-30nm，例如，第二电极极板7的厚度可以为20nm、22nm、25nm、28nm、30nm。

将上述结构按照设定的顺序依次对准堆叠可以得到图3j所示的液体光圈01，在该液体光圈01中，第一电极2以第一子电极21的形式示出。应当理解，为了结构的完整性，第一基板1、绝缘层3、疏水层4、亲水层5、挡墙6、第二电极7和第二基板8的外边缘可以为相同的形状，而第一电极2可以如图3k所示在第一子电极21的边缘填充其他的结构2’以使第一电极2所在区域的外边缘也可以与其他层的结构保持整齐。

以图3k所示的液体光圈的结构为例，结合图3a所示的结构，封闭腔体A中填充有透明电解质9和有色油墨10。其中，透明电解质9为透明状的含盐溶液，对可见光和红外光的一部分或全部光谱具有较高的透过率。而有色油墨10则为含染料的油质液体，对可见光和红外光的一部分或全部光谱具有较低的透过率。也就是说，当该液体光圈01应用到具有摄像功能的设备中时，光线可以穿过透明电解质9，但是基本无法穿过有色油墨10，有色油墨10的分布状态可以体现为能够形成的进光孔外周阴影的状态，即有色油墨10的分布决定了液体光圈01进光孔的大小，而此处有色油墨10的分布状态通过透明电解质9的分布状态改变。本申请实施例中的亲水层5的亲水特性和疏水层4的疏水特性是相对此处的透明电解质9体现的，此外，亲水层5对透明电解质9的表面吸附能力大于疏水层4对透明电解质9的表面吸附能力，亲水层5对有色油墨10的表面吸附能力小于疏水层4对有色油墨10的表面吸附能力；在工作过程中，改变透明电解质9与疏水层4、亲水层5之间的润湿状态，就可以改变有色油墨10的分布状态，实现液体光圈01进光孔大小的调节。

参照3k，透明电解质9和有色油墨10填充在该封闭腔体A中，二者之间不相容，在透明电解质9和有色油墨10之间始终存在一分界面(如图3k所示，有色油墨10基本填充于第二中空结构A2中，透明电解质9则基本填充于第一中空结构A1中，透明电解质9与有色油墨10之间的分界面基本相当于挡墙6与亲水层5的接触面，在液体的表面张力作用下，有色油墨10略微向透明电解质9凸出)；应当理解，由于透明电解质9的液态性质以及封闭腔体A的结构限定，透明电解质9并不是完全与疏水层4完全没有任何接触的，在微观上，透明电解质9在第二中空结构A2的边缘会有一点点(少到在图中无法示出)与疏水层4之间存在润湿连接，只不过在宏观上体现出图3k所示的状态；这样的关系是实现改变疏水层4与透明电解质9之间接触角的基础。

在图3k所示的状态中，透明电解质9占用的封闭腔体A的体积是恒定的，有色油墨10占用的封闭腔体A的体积也是恒定的。应当理解，若透明电解质9向有色油墨10占据的空间流动，透明电解质9相当于侵入有色油墨10占据的空间，有色油墨10将“被挤压”进入透明电解质9空余出的空间。

需要说明的是，为了满足透明电解质9和有色油墨10的上述分布状态，理想状态下的透明电解质9的密度和有色油墨10的密度应当是相等的，但是目前的工艺还无法达到这一效果，考虑到工艺的可实现性，此处，透明电解质9和有色油墨10之间的密度差小于或等于0.09g/cm³，这样小的密度差可以尽可能减小密度差引起的重力对透明电解质9和有色油墨10分布的影响，较小的密度差可以使透明电解质9和有色油墨10之间保持相对稳定的位置和形状。此外，在具体实施时，第二电极极板7和疏水层4之间的距离(也相当于亲水层5和挡墙6的厚度之和)尽可能比较小，使得整个封闭腔体内的毛细作用足够强，以抵消透明电解质9和有色油墨10之间的一部分重力差对二者的形状以及分布变化的影响。

在图3k所示的结构中，透明电解质9将有色油墨10和第二电极极板7分开来，而透明电解质9可以与第二电极极板7导通，在工作时，可以分别在第一电极极板2和第二电极极板7上施加电压，使得第一电极极板2和第二电极极板7之间形成电场，若该形成的电场的强度等于或大于电场强度的设定阈值，透明电解质9与疏水层4之间的接触角会在电润湿原理下减小。当透明电解质9与疏水层4之间的接触角减小，透明电解质9会向下移动与疏水层4接触，透明电解质9相当于侵占了有色油墨10所占据的一部分空间，有色油墨10将会被透明电解质9挤压，也就是说，透明电解质9和有色油墨10在封闭腔体A内的形状与分布将会发生变化。这个变化过程中，由于光线可以透过透明电解质9，但是会被有色油墨10遮挡，透明电解质9和有色油墨10在封闭腔体A内的分布相当于可以决定液体光圈01的进光孔大小。因此，通过控制施加在第一电极极板2和第二电极极板7上的电压可以改变第一电极极板2和第二电极极板7之间的电场强度大小，进而可以改变透明电解质9与有色油墨10的在封闭腔体A内的分布状态，通过合理的结构设计，可以使得透明电解质9和有色油墨10之间的状态改变体现为液体光圈01进光量的放大与缩小。应当理解，上述能够改变改变透明电解质9与有色油墨10的在封闭腔体A内的分布状态电场的设定阈值，相当于调节液体光圈01放大或缩小的临界电场值，当第一电极极板2和第二电极极板7之间形成的电场强度大于或等于该设定阈值，此电场为有效电场，当第一电极极板2和第二电极极板7之间形成的电场强度小于该设定阈值，此电场为无效电场。

请参考图3l，以疏水层4作为参考，第一亲水部51在疏水层4上的投影范围可以参照B1，第二亲水部52在疏水层4上的投影范围可以参照B21和B22；第一电极极板2的第一子电极21在疏水层4上的投影范围可以参照B3，可以看出，第一亲水部51在疏水层4上的投影落在第一子电极21在疏水层4上的投影内，而第一子电极21在疏水层4上的投影与第二亲水部52在疏水层4上的投影不相接。并且，挡墙6在疏水层4上的投影落在第二亲水部52在疏水层4上的投影范围内，第二亲水部52的内边缘尺寸为B4，挡墙6中心区域的圆柱形镂空的尺寸为B5，B4小于B5；换句话说，沿垂直于液体光圈01光轴的方向(即图3l中的X方向)，第一子电极21外边缘的半径大于第一亲水部51的半径且小于第二亲水部52内边缘的半径；挡墙6内边缘距离光轴的距离大于第二亲水部51的内边缘半径，此处，挡墙6的内边缘相当于为圆柱面，则挡墙6的内边缘距离光轴的距离即挡墙6内边缘的半径；并且，挡墙6内边缘(相当于挡墙6中心区域圆柱形镂空侧壁)与第二亲水部52的内边缘之间的最小处的尺寸B6不小于0.1mm，即挡墙6的内边缘与第二亲水部52内边缘之间的距离大于等于0.1mm。这样的结构设计，是考虑到本申请实施例所提供的液体光圈01的工作原理，接下来，将对图3l所示例的液体光圈01的工作过程进行详细介绍。

参照图3m所示的液体光圈01的状态，透明电解质9和有色油墨10填充于封闭腔体A内，透明电解质9和有色油墨10之间存在一分界面。此时，第一子电极21与第二电极极板7上均未施加电压，因此第一子电极21与第二电极极板7之间未形成电场(或者，第一子电极21和第二电极极板7上施加了电压但是第一子电极21与第二电极极板7之间形成的电场不是有效电场)，透明电解质9与疏水层4之间的接触角较大，疏水层4对透明电解质9表现出疏水特性，其中，透明电解质9基本填充于第一中空结构A1内，有色油墨10基本填充于第二中空结构A2内，有色油墨10相当于形成一个可以阻挡光线穿过的油墨环，油墨环的内圈即相当于液体光圈01进光孔K，液体光圈01进光孔K的大小相当于第一亲水部51的大小，也相当于有色油墨10内圈的大小(可以参照图3m下方油墨环的结构示意)。

如图3n所示，当在第一子电极21与第二电极极板7上施加电压使得第一子电极21和第二电极极板7之间形成强度足够大的有效电场，使得透明电解质9与疏水层4之间的接触角减小，第一子电极21所对应的疏水层4对透明电解质9表现出亲水特性，透明电解质9会沿图3n中竖直向下的箭头下行进入第二中空结构A2并与疏水层4接触，透明电解质9这样的移动会产生如图3n中水平方向箭头方向的推力将有色油墨10推向第二中空结构A2的外边缘(相当于第二亲水部52的内边缘)，同时，由于有色油墨10的体积恒定，有色油墨10在高度增大，但是，透明电解质9依旧会将有色油墨10与第二电极极板7隔离开来；在图3n所示的状态下，有色油墨10形成的油墨环外径没有发生变化，而内径则实现了增大，相当于液体光圈01的进光孔K实现了增大。

在第一子电极21和第二电极极板7之间形成能够驱动透明电解质9运动的有效电场的状态下，透明电解质9持续沿图3n中的箭头方向移动，并一直将有色油墨10推向第二中空结构A2的外边缘(相当于第二亲水部52的内边缘)；由于第一子电极21与第二电极极板7之间形成的电场相当于与第一子电极21对应，而第一子电极21的边缘的范围小于第二中空结构A2外边缘的范围，当透明电解质9移动到第一子电极21的边缘附近，电场消失，透明电解质9无法再产生如图3n所示的运动，对有色油墨10的推动挤压作用也消失，有色油墨10的分布范围与形状将如图3o所示，即有色油墨10会贴附于第二中空结构A2的外边缘的第二亲水部52内边缘，有色油墨10形成的油墨环的宽度达到最小，对应地，液体光圈01的进光孔K的大小达到最大。当然，有色油墨10的高度达到最大，此处，透明电解质9依旧将有色油墨10与第二电极极板7隔离开来。

可以看出，本申请实施例所提供的液体光圈01中，第一亲水部51的大小相当于限定了液体光圈01进光孔K的最小值，第二亲水部52的内边缘相当于限定了液体光圈01进光孔K的最大值(当然，此处还应当考虑有色油墨10被挤压后的最小宽度)。一种可能实现的方式中，第一亲水部51的直径范围可以为0.5-2mm，第二亲水部52的内边缘的直径范围可以为2.5-10mm，根据实验数据，本申请实施例中液体光圈01的进光孔的调节倍率范围在1.2-8左右，在实际生产使用中，可以根据使用需求进行选择。

需要注意的是，在上述工作过程中，由于挡墙6与第二亲水部52的结构设计，有色油墨10始终不与挡墙6接触，可以防止有色油墨10由于毛细作用顺着挡墙6接触第二电极极板7，还可以降低液体光圈01打开后闭合的阻力，降低驱动电压、提高液体光圈01的反应速度。

可以看出，液体光圈01由图3m变换到图3n、再变换到图3o所示的状态为本申请实施例提供的液体光圈01的进光孔调大的过程；当去除第一子电极21与第二电极极板7上施加的电压或将该电压降低到第一子电极21与第二电极极板7之间无法形成有效电场，透明电解质9与疏水层4之间的接触角增大，疏水层4对透明电解质9表现出疏水特性，透明电解质9会如图3p所示的竖直向上的箭头方向离开疏水层4，透明电解质9的运动空余出第二中空结构A2的空间将被沿水平方向箭头移动的有色油墨10占据，最终回到图3m所示的状态，也就是说，液体光圈01由图3o变换到图3p、再变换到图3m所示的状态为本申请实施例提供的液体光圈01的进光孔调小的过程。在整个调节过程中，第一亲水部51的存在可以保证液体光圈01的中心一直具有一圆形的开口(相当于液体光圈01进光孔K的最小值)，为有色油墨10提供初始破裂点，提高液体光圈01开口的圆度、同心度和重复性，使得有色油墨10可以在一定的范围内***，整个液体光圈01的开口范围具有较大的调节空间。

实施例二

本申请实施例提供的液体光圈01是对实施例一所提供的液体光圈01的结构改进，与实施例二提供的液体光圈01不同点在于，如图4a所示，该液体光圈01中的第一电极极板2包括第一子电极21和第二子电极22，第一子电极21为圆形实心板状结构，位于整个第一电极极板2的中心区域，且第一子电极21外接有一根引线201；第二子电极22为具有开口的框型，其外边缘为与第一基板1相匹配的矩形；第二子电极22中心区域形成镂空，第一子电极21即位于该镂空的中心区域，第二子电极22外接有至少一根引线201；图4a中第二子电极22开口两侧分别外接了两根引线201，第一子电极21的引线201由第二子电极22的开口处伸出，与第二子电极22的引线201平行。第一子电极21和第二子电极22之间不相接，二者之间形成电极间隙C，该电极间隙C的宽度可以为10-50μm，例如，电极间隙C的宽度可以为10μm、20μm、25μm、30μm、50μm。电极间隙C的存在，将第一子电极21和第二子电极22隔离，在工作中可以向第一子电极21和第二子电极22分别施加不同的电压。

该液体光圈01的剖面结构如图4b所示，第一子电极21的尺寸可以参照D1，第二子电极22的尺寸可以参照D31和D32，第二亲水部52的尺寸则可以参照D21和D22，可以看出，第二亲水部52疏水层4上的投影落在第二子电极22在疏水层4上的投影范围内，即第二亲水部52内边缘的半径大于第二子电极22内边缘的半径。在液体光圈01进光孔的调大过程中，可以对第一电极极板2的第一子电极21和第二子电极22施加不同的电压以使第一子电极21与第二电极极板7之间、第二子电极22与第二电极极板7之间分别形成不同的电场，依旧可以实现液体光圈01进光孔的调节。

具体而言，在调大液体光圈01的进光孔时，向第一电极极板2的第一子电极21施加较大的电压使得第一子电极21与第二电极极板2之间形成有效电场，向第一电极极板2的第二子电极22施加较小的电压使得第二子电极22与第二电极极板2之间无法形成有效电场，透明电解质9依旧可以实现实施例一中图3m变换到图3n、再变换到图3o的运动，有色油墨10的状态变化实现了液体光圈01进光孔的调大。在调小液体光圈01的进光孔时，去除第一子电极21和第二电极极板7上施加的电压或将该电压降低至第一子电极21和第二电极极板7之间无法形成有效电场，透明电解质9即可实现实施例一中图3p变换到图3o、再变换到图3m的运动，有色油墨10的状态变化实现了液体光圈01进光孔的调小。

应当理解，在第二子电极22上施加电压时，由于其上施加的电压非常小，第二子电极22于第二电极极板7之间形成的电场对透明电解质9与疏水层4之间的接触角的大小影响不大，如图4b中所示E区域即相当于第二电极极板7与第二子电极22之间形成的电场可以影响到的透明电解质9的范围，E区域非常小；因此，在对液体光圈01进光孔调大的过程中，可以认为有色油墨10靠近第二亲水部52内边缘的状态不会受到影响。

并且，第二中空结构A2(即图4b中有色油墨10分布的区域)在疏水层4上的投影与第二子电极22在疏水层4上的投影具有交叠区域(图4b中所示E区域)，即沿垂直于液体光圈01光轴的方向，第二亲水部52内边缘的半径大于第二子电极22内边缘距离光轴的距离(相当于第二子电极22内边缘的半径)。在调小液体光圈01进光孔的大小时，可以在第二子电极22与第二电极极板7上施加电压，改变第二子电极22对应的疏水层4与透明电解质9之间的润湿性，使得透明电解质9对第二子电极22所对应的部分有色油墨10施压，促进有色油墨10向第二中空结构A2的内边缘移动，实现液体光圈01进光孔的缩小。

在控制液体光圈01进光孔缩小的过程中，施加在第二子电极22上的电压大小直接影响了第二子电极22对应的疏水层4与透明电解质9之间接触的时长以及接触的范围，只要对施加在第二子电极22上的电压大小和时间进行控制，即可满足推动有色油墨10向第二中空结构A2的内边缘移动的要求。应当理解，在此过程中，施加在第二子电极22上的电压只会在缩小液体光圈01进光孔的瞬间起作用，作用时间非常短，即使第二子电极22所对应的疏水层4与透明电解质9之间润湿接触，其接触时间也会非常短暂，且接触范围非常小，并不会影响液体光圈01进光孔的正常缩小作业。

实施例三

本申请实施例提供的液体光圈01是对实施例一所提供的液体光圈01的结构改进，与实施例一提供的液体光圈01不同点在于，如图5a所示，第一子电极21包括中心电极211和M个圆弧电极212(此处的M为大于等于1的整数，图5a中示出了两个圆弧电极212)，中心电极211为实心圆板结构且位于第一子电极21的中心区域，每个圆弧电极212的轴心线与中心电极211的轴心线共轴；其中，中心电极211外接有至少一根引线201，每个圆弧电极212也外接有至少一根引线201。

继续参照图5a，与中心电极211相邻的圆弧电极212(图5a中最靠近中心电极211的圆弧电极212)和中心电极211之间形成第一间隙F1，任意两个相邻的圆弧电极212(图5a中的两个圆弧电极212)之间形成第二间隙F2，第一间隙F1的宽度的范围可以为10-50μm，例如，第一间隙F1的宽度可以为10μm、20μm、25μm、30μm、50μm；第二间隙F2的宽度的范围也可以为10-50μm，例如，第二间隙F2的宽度可以为10μm、20μm、25μm、30μm、50μm；应当理解，第一间隙F1的宽度和第二间隙F2的宽度可以选择一样，也可以选择不一样，图5a中的结构仅做示例。

该液体光圈01的剖面结构可以参照图5b所示，应当理解，上述第一间隙F1和第二间隙F2，足够小，在第一子电极21和第二电极极板7上施加电压，使得第一子电极21的中心电极211与第二电极极板7之间、各个圆弧电极212与第二电极极板7之间分别形成有效电场；当中心电极211所对应的透明电解质9与疏水层4之间的接触角减小时，透明电解质9产生类似图3n所示的运动，将有色油墨10推向第二亲水部52的内侧；当透明电解质9移动到第一间隙F1所对应的疏水层4的范围时，电场消失，透明电解质9与疏水层4之间的接触角无法被电场控制，但是由于第一间隙F1较小，透明电解质9还可以依靠自身的运动惯性继续运动到内侧圆弧电极212所对应的疏水层4所在区域并推动有色油墨10运动；透明电解质9运动到外侧圆弧电极212对应的疏水层4所在区域，该圆弧电极212与第二电极极板7之间形成的电场可以使透明电解质9与疏水层4之间的接触角减小，透明电解质9继续以类似图3n所示的方式运动，将有色油墨10推向第二亲水部52的内侧，最终达到图3o所示的状态。当然，透明电解质9在两个圆弧电极212之间的运动可以参照上述运动过程，此处不再赘述。

实施例四

结合实施例二和实施例三，如图6a所示，本申请实施例所提供的液体光圈01中的第一电极极板2包括第一子电极21和第二子电极22，此处的第二子电极22相当于实施例二中的第二子电极22。第一子电极21为实心圆形，位于整个第一电极极板2的中心区域，且第一子电极21外接有一根引线201；第二子电极22为具有开口的框型，其中部形成圆弧形的镂空，第一子电极21即位于该圆形镂空的中心区域，第二子电极22外接有至少一根引线201。第一子电极21和第二子电极22之间不相接，二者之间形成电极间隙C，该电极间隙C的宽度为10-50μm。而此处的第一子电极21相当于实施例三中的第一子电极21，第一子电极21包括中心电极211和M个圆弧电极212(M为大于等于1的整数，图6a中示出了两个圆弧电极212)，中心电极211为实心圆板结构且位于第一子电极21的中心区域，每个圆弧电极212的轴心线与中心电极211的轴心线共轴；其中，中心电极211外接有至少一根引线201，每个圆弧电极212也外接有至少一根引线201。与中心电极211相邻的圆弧电极212(图6a中最靠近中心电极211的圆弧电极212)和中心电极211之间形成第一间隙F1，任意两个相邻的圆弧电极212(图6a中的两个圆弧电极212)之间形成第二间隙F2，第一间隙F1的宽度的范围可以为10-50μm，第二间隙F2的宽度的范围也可以为10-50μm；应当理解，第一间隙F1的宽度和第二间隙F2的宽度可以选择一样，也可以选择不一样，图6a中的结构仅做示例。

该液体光圈01的剖面结构示意图可以参照图6b所示，应当理解，在对该液体光圈01进光孔调节时，可以参照实施例二和实施例三的工作过程，此处不再赘述。

实施例五

本申请实施例提供的液体光圈01是对实施例二所提供的液体光圈01的结构改进，与实施例二提供的液体光圈01的不同点在于，如图7a所示，亲水层5包括第一亲水部51、第二亲水部52，第一亲水部51为圆柱形，第一亲水部51位于整个亲水层5的中心区域；第二亲水部52为框型，外边缘为与第一基板1相匹配的矩形，中部具有圆柱形镂空，第一亲水部51位于该圆柱形镂空的中心区域；在第一亲水部51和第二亲水部52之间具有1个第三亲水部53，第一亲水部51、第二亲水部52和第三亲水部53同层设置于疏水层4上且高度一致。第三亲水部53为圆环状(应当理解，由于第三亲水部53的厚度较小，此处的圆环状也可以理解为圆环形)，第三亲水部53的轴心线与液体光圈01光轴共轴。其中，第一亲水部51和第三亲水部53之间形成一个第二中空结构A2，第二亲水部52和第三亲水部53之间形成一个第二中空结构A2。

鉴于上述亲水层5的结构，本申请实施例中第一电极极板2的结构可以参照图7b所示，第一电极极板2包括第一子电极21、第二子电极22以及1个第三子电极23，此处的第三子电极23与上述第三亲水部53对应；第一子电极21为连续无镂空的实心圆板结构(当第一子电极21的厚度足够小，第一子电极21也可以理解为圆形)，位于整个第一电极极板2的中心区域，第一子电极21外接有一根引线201；第二子电极22为框型，此处第二子电极22外边缘为矩形，第一子电极21相当于设置于第二子电极22的中心区域，第二子电极22开口的两端分别外接有一根引线201，第一子电极21的引线201自第二子电极22的开口处伸出；第三子电极23为圆环状，第三子电极23位于第一子电极21和第二子电极22之间，第三子电极23的轴心线与液体光圈01光轴的轴心线共轴，当然，第三子电极23也具有开口，方便位于环内的第一子电极21的引线201以平行的方式伸出，第三子电极23的开口两端分别外接有一根引线201。请继续参照图7b，该第一电极极板2中，第三子电极23与第一子电极21之间形成电极间隙G1，第三子电极23与第二子电极22之间形成电极间隙G3，此处的电极间隙G1和电极间隙G3的宽度可以相等，也可以不相等。

本申请实施例中，亲水层5的结构与第二电极极板7的结构具有对应关系，请参照图7c中所示的液体光圈01的剖面结构示意图(此处未示出透明电解质9和有色油墨10)，第一子电极21与第一亲水部51对应，且第一亲水部51的半径小于第一子电极21的半径，即第一亲水部51在疏水层4上的投影落在第一子电极21在疏水层4上的投影范围内；第二子电极22与第二亲水部52对应，且第二亲水部52内边缘的半径大于第二子电极22内边缘的半径，在图7c所示的结构中，相当于第二亲水部52在疏水层4上的投影落在第二子电极22在疏水层4上的投影范围内；第二亲水部52内边缘的半径大于第一子电极21的半径；第三子电极23与第三亲水部53对应，第三亲水部53内边缘的半径大于第一子电极21的半径且小于第三子电极23内边缘的半径，第三亲水部53在疏水层4上的投影与第三子电极23在疏水层4上的投影的内边缘交叠；如图7c所示，以疏水层4为参考，第三亲水部53在疏水层4上的投影可以参照H1所示，第三子电极23在疏水层4上的投影可以参照H2所示，第三子电极23的内边缘和第三亲水部53的内边缘之间的距离可以参照L，第三子电极23与第一子电极21之间形成电极间隙G1，第三子电极23与第二子电极22之间形成电极间隙G3，第三亲水部53投影到第一电极极板2上时，第三亲水部53的内边缘会落在上述电极间隙G1内。此处，沿垂直于液体光圈01光轴的方向(图7c中X方向)，L的范围相当于第三子电极23的内边缘与第三亲水部53内边缘之间的距离，该L大于或等于10μm。

接下来请参照图7d至图7f对该液体光圈01的工作过程做以详细介绍。

如图7d所示，该液体光圈01此时未在第一电极极板2和第二电极极板7上施加电压或施加的电压不能使第一电极极板2和第二电极极板7之间形成有效电场，透明电解质9与疏水层4之间的接触角较大，疏水层4对透明电解质9表现出疏水特性，其中，透明电解质9基本填充于第一中空结构A1内，有色油墨10基本填充于各个第二中空结构A2内(本实施例中，相当于有两个同心环状的第二中空结构A2)；有色油墨10相当于形成两个可以阻挡光线穿过的油墨环，每个油墨环的内圈即相当于液体光圈01进光孔，其对应的液体光圈01的进光孔的状态如图7d中所示为同心环状。

在液体光圈01的调大过程中，当在第一电极极板2与第二电极极板7上施加的电压可以使第一电极极板2和第二电极极板7之间形成有效电场，由于第一电极极板2包括第一子电极21、第二子电极22和一个第三子电极23，施加电压的方式会有多种。

方式一：在第一子电极21、第三子电极23以及第二电极极板7上施加电压，使第一子电极21与第二电极极板7之间、第三子电极23与第二电极极板7之间形成有效电场，如图7e所示，透明电解质9与第一子电极21、第三子电极23所对应的疏水层4之间的接触角减小，疏水层4对透明电解质9表现出亲水特性，透明电解质9会沿图7e中竖直向下的箭头下行进入每个第二中空结构A2并与疏水层4接触，透明电解质9这样的移动会产生如图7e中水平方向箭头方向的推力将每个第二中空结构A2中的有色油墨10推向该第二中空结构A2的外边缘(相当于第三亲水部53的内边缘以及第二亲水部52的内边缘)，同时，由于有色油墨10的体积恒定，有色油墨10在高度增高，但是，透明电解质9依旧会将有色油墨10与第二电极极板7隔离开来；如图7e所示，有色油墨10形成两个油墨环，每个油墨环的外径没有发生变化，而内径实现了增大，相当于液体光圈01的每个进光孔K实现了增大。并且，在图7e所示的运动趋势下，最终液体光圈01内的透明电解质9和有色油墨10的分布将如图7f所示，第一亲水部51与内侧第三亲水部53之间的有色油墨10贴附于该第三亲水部53的内边缘，第三亲水部53与第二亲水部52之间的有色油墨10贴附于第二亲水部52的内边缘，有色油墨10形成的两个油墨环的宽度达到最小，对应地，液体光圈01的两个进光孔K的大小达到最大。有色油墨10的高度达到最大，此处，透明电解质9依旧将有色油墨10与第二电极极板7隔离开来。

方式二：如图7g所示，仅在第一子电极21以及第二电极极板7上施加电压，使得第一子电极21与第二电极极板7之间形成有效电场，透明电解质9与第一子电极21所对应的疏水层4之间的接触角减小，疏水层4对透明电解质9表现出亲水特性，透明电解质9会沿图7g中竖直向下的箭头下行进入第一亲水部51与第三亲水部53之间的第二中空结构A2并与疏水层4接触，透明电解质9这样的移动会产生如图7g中水平方向箭头方向的推力将上述该第二中空结构A2中的有色油墨10推向该第二中空结构A2的外边缘(相当于第三亲水部53的内边缘)；同时，未在第三子电极23上施加电压或施加的电压不能使第三子电极23与第二电极极板7之间形成有效电场，透明电解质9与该第三子电极23所对应的疏水层4之间的接触角不会发生变化，第三亲水部53与第二亲水部52之间的第二中空结构A2中的有色油墨的分布也就不会发生变化；最终，透明电解质9与有色油墨10的分布将如图7h所示，有色油墨10形成的两个油墨环中，内侧油墨环的内径达到最大，外侧油墨环状态未发生变化，其对应的液体光圈01的进光孔K的大小可以参照图7h所示。

方式三：如图7i所示，仅在第三子电极23以及第二电极极板7上施加电压，使得第三子电极23与第二电极极板7之间形成有效电场，透明电解质9与第三子电极23所对应的疏水层4之间的接触角减小，疏水层4对透明电解质9表现出亲水特性，透明电解质9会沿图7g中竖直向下的箭头下行进入第二亲水部52与第三亲水部53之间的第二中空结构A2并与疏水层4接触，透明电解质9这样的移动会产生如图7i中水平方向箭头方向的推力将上述该第二中空结构A2中的有色油墨10推向该第二中空结构A2的外边缘(相当于第二亲水部52的内边缘)；同时，未在第一子电极21上施加电压或施加的电压不能使第一子电极21与第二电极极板7之间形成有效电场，透明电解质9与该第一子电极21所对应的疏水层4之间的接触角不会发生变化，第三亲水部53与第一亲水部51之间的第二中空结构A2中的有色油墨的分布也就不会发生变化；最终，透明电解质9与有色油墨10的分布将如图7j所示，有色油墨10形成的两个油墨环中，外侧油墨环的内径达到最大，内侧油墨环状态未发生变化，其对应的液体光圈01的进光孔K的大小可以参照图7j所示。

应当理解，该液体光圈01的进光孔K缩小时，去除施加在第一电极极板2和第二电极极板7上的电压或施加在第一电极极板2和第二电极极板7上的电压不足以在第一电极极板2和第二电极极板7之间形成有效电场，透明电解质9和有色油墨10的分布将会恢复到图7d所示。另外，本申请实施例提供的两种电压施加方式中，均未涉及第二子电极22的电压施加方式，可以理解，当对第二子电极22施加电压时，其对液体光圈01的调节原理与实施例二中的工作原理类似，此处不再赘述。

实施例六

本申请实施例提供的液体光圈01是对实施例五所提供的液体光圈01的结构改进，与实施例五提供的液体光圈01的不同点在于，如图8a所示，在第一亲水部51和第二亲水部52之间设置有两个第三亲水部53(图8a中分别以第三亲水部53a和第三亲水部53b示出)。每个第三亲水部53为圆环状，每个第三亲水部53的轴心线与液体光圈01的光轴共轴，两个第三亲水部53相当于以同心圆环的状态示出。其中，第一亲水部51和第三亲水部53a之间形成一个第二中空结构A2，第三亲水部53a和第三亲水部53b之间形成一个第二中空结构A2，第二亲水部52和第三亲水部53b之间形成一个第二中空结构A2。

鉴于上述亲水层5的结构，本申请实施例中第一电极极板2的结构请参照图8b所示，第一电极极板2包括第一子电极21、第二子电极22以及两个第三子电极23(图8b中以第三子电极23a和第三子电极23b示出)，此处的两个第三子电极23与上述两个第三亲水部53一一对应；请继续参照图8b，该第一电极极板2中，第三子电极23a与第一子电极21之间形成电极间隙G1，两个第三子电极23之间形成电极间隙G2，第三子电极23b与第二子电极22之间形成电极间隙G3，此处的电极间隙G1、电极间隙G2和电极间隙G3的宽度可以相等，也可以不相等。第一子电极21、第二子电极22以及每个第三子电极23均外接有至少一根引线201。

本申请实施例中，亲水层5的结构与第二电极极板7的结构具有对应关系，请参照图8c中所示的液体光圈01的剖面结构示意图(此处未示出透明电解质9和有色油墨10)，第一子电极21与第一亲水部51对应，且第一亲水部51在疏水层4上的投影落在第一子电极21在疏水层4上的投影范围内，相当于第一亲水部51的半径小于第一子电极21的半径；第二子电极22与第二亲水部52对应，且第二亲水部52在疏水层4上的投影落在第二子电极22在疏水层4上的投影范围内，相当于第一亲水部51的半径小于第一子电极21外边缘的半径，且第二亲水部52内边缘的半径大于第一子电极21外边缘的半径；第三子电极23与第三亲水部53一一对应，具体地，第三亲水部53a在疏水层4上的投影与第三子电极23a在疏水层4上的投影的内边缘交叠，第三亲水部53b在疏水层4上的投影与第三子电极23b在疏水层4上的投影的内边缘交叠；如图8c所示，以疏水层4为参考，第三亲水部53a在疏水层4上的投影可以参照H1所示，第三子电极23a与第一子电极21之间形成电极间隙G1，可以看出H1与G1之间有交叠区域L1，即第三亲水部53a投影到第一电极极板2上时，第三亲水部53a的内边缘会落在上述电极间隙G1内；第三亲水部53b在疏水层4上的投影可以参照H2所示，第三子电极23b与第三子电极23a之间形成电极间隙G2，可以看出H2与G2之间有交叠区域L2，即第三亲水部53b投影到第一电极极板2上时，第三亲水部53b的内边缘会落在上述电极间隙G2内；第三子电极23b与第二子电极22之间形成电极间隙G3。此处，沿垂直于液体光圈01光轴的方向(图8c中X方向)，L1的范围相当于第三子电极23a的内边缘与第三亲水部53a内边缘之间的距离，L2的范围相当于第三子电极23b的内边缘与第三亲水部53b内边缘之间的距离，该L1和L2均大于或等于10μm，且L1和L2可以相同也可以不同。

接下来请参照图8d至图8f，结合该液体光圈01的结构对该液体光圈01的工作过程做以详细介绍。

如图8d所示，该液体光圈01此时未在第一电极极板2和第二电极极板7上施加电压或施加的电压不能使第一电极极板2和第二电极极板7之间形成有效电场，透明电解质9与疏水层4之间的接触角较大，疏水层4对透明电解质9表现出疏水特性，其中，透明电解质9基本填充于第一中空结构A1内，有色油墨10基本填充于各个第二中空结构A2内(本实施例中，相当于有三个同心圆环结构的第二中空结构A2)；有色油墨10相当于形成三个可以阻挡光线穿过的油墨环，每个油墨环的内圈即相当于液体光圈01进光孔，其对应的液体光圈01的进光孔的状态如图8d中所示，包括一个圆形的进光孔K以及两个环状的进光孔K，两个环状的进光孔K以圆形的进光孔K为圆心同心环状分布。

当在第一电极极板2与第二电极极板7上施加的电压可以使第一电极极板2和第二电极极板7之间形成有效电场，由于第一电极极板2包括第一子电极21、第二子电极22和两个第三子电极23，施加电压的方式会有多种。

方式一：在第一子电极21、两个第三子电极23(图8e中示出的第三子电极23a和第三子电极23b)以及第二电极极板7上施加的电压，可以使在第一子电极21与第二电极极板7之间、每个第三子电极23与第二电极极板7之间形成有效电场，如图8e所示，透明电解质9与第一子电极21、每个第三子电极23所对应的疏水层4之间的接触角减小，疏水层4对透明电解质9表现出亲水特性，透明电解质9会沿图8e中竖直向下的箭头下行进入每个第二中空结构A2并与疏水层4接触，透明电解质9这样的移动会产生如图8e中水平方向箭头方向的推力将每个第二中空结构A2中的有色油墨10推向该第二中空结构A2的外边缘(相当于每个第三亲水部53的内边缘以及第二亲水部52的内边缘)，同时，由于有色油墨10的体积恒定，有色油墨10在高度方向会增大，但是，透明电解质9依旧会将有色油墨10与第二电极极板7隔离开来；如图8e所示，有色油墨10形成的三个油墨环，每个油墨环的外径没有发生变化，而内径实现了增大，相当于液体光圈01的每个进光孔K实现了增大。并且，在图8e所示的运动趋势下，最终液体光圈01内的透明电解质9和有色油墨10的分布将如图8f所示，第一亲水部51与8第三亲水部53a之间的有色油墨10贴附于第三亲水部53a的内边缘，第三亲水部53a与第三亲水部53b之间的有色油墨10贴附于第三亲水部53b的内边缘，第三亲水部53b与第二亲水部52之间的有色油墨10贴附于第二亲水部52的内边缘，有色油墨10形成的三个油墨环的宽度达到最小，对应地，液体光圈01的三个进光孔K的大小达到最大。有色油墨10的高度达到最大，此处，透明电解质9依旧将有色油墨10与第二电极极板7隔离开来。

方式二：如图8g所示，在第一子电极21、第三子电极23b以及第二电极极板7上施加电压，使得第一子电极21与第二电极极板7之间形成有效电场，透明电解质9与第一子电极21所对应的疏水层4之间的接触角减小，疏水层4对透明电解质9表现出亲水特性，透明电解质9会沿图8g中竖直向下的箭头下行进入第一亲水部51、第三亲水部53a之间第二中空结构A2并与疏水层4接触，透明电解质9这样的移动会产生如图8g中水平方向箭头方向的推力将上述该第二中空结构A2中的有色油墨10推向该第二中空结构A2的外边缘(相当于第三亲水部53a的内边缘)；同时，第三子电极23b与第二电极极板7之间形成有效电场，透明电解质9与第三子电极23b所对应的疏水层4之间的接触角减小，疏水层4对透明电解质9表现出亲水特性，透明电解质9会沿图8d中竖直向下的箭头下行进入第二亲水部52、第三亲水部53b之间的第二中空结构A2并与疏水层4接触，透明电解质9这样的移动会产生如图8g中水平方向箭头方向的推力将上述该第二中空结构A2中的有色油墨10推向该第二中空结构A2的外边缘(相当于第二亲水部52的内边缘)；在此过程中，位于第三亲水部53a和第三亲水部53b之间的第二中空结构A2内的有色油墨10的状态不会发生变化；最终，透明电解质9与有色油墨10的分布将如图8h所示，有色油墨10形成的三个油墨环中，最内侧和最外侧的油墨环的内径达到最大，中间油墨环状态未发生变化，其对应的液体光圈01的进光孔K的大小可以参照图8h所示。

应当理解，上述在第一电极极板2和第二电极极板7之间施加电压的方式仅作示例，针对本申请实施例中第一电极极板2的结构，还可以有其他的电压施加方式，例如，仅在第一子电极21和第二电极极板7上施加能够在第一子电极21和第二电极极板7之间形成有效电场的电压；或者，在所有的第三子电极23和第二电极极板7上施加能够在所有的第三子电极23和第二电极极板7之间形成有效电场的电压；或者，在第一子电极21、第三子电极23a和第二电极极板7上施加能够在第一子电极21和第二电极极板7之间、第三子电极23a和第二电极极板7之间形成有效电场的电压，都会对透明电解质9和有色油墨10的分布产生影响，最终实现液体光圈01的进光孔K的大小调节。

另外，本申请实施例所示例的两种电压施加方式中，均未涉及第二子电极22的电压施加方式，可以理解，当对第二子电极22施加电压时，其对液体光圈01的调节原理与实施例二中的工作原理类似，此处不再赘述。

实施例七

本申请实施例提供的液体光圈01是对实施例六所提供的液体光圈01的结构改进，与实施例六提供的液体光圈01的不同点在于，如图9a所示，在第一亲水部51和第二亲水部52之间设置有N个第三亲水部53，此处的N大于等于3(图9a中示出了两个第三亲水部53，两个第三亲水部53之间以省略号代表未示出的至少一个第三亲水部53)。每个第三亲水部53为圆环状，每个第三亲水部53的轴心线与液体光圈01的光轴共轴，N个第三亲水部53相当于以同心圆环的状态示出。其中，第一亲水部51和最内侧的第三亲水部53之间形成一个第二中空结构A2，任意两个相邻的第三亲水部53之间形成一个第二中空结构A2，第二亲水部52和最外侧的第三亲水部53之间形成一个第二中空结构A2。

鉴于上述亲水层5的结构，本申请实施例中第一电极极板2的结构请参照图9b所示，第一电极极板2除了包括第一子电极21、第二子电极22，还包括位于第一子电极21与第二子电极22之间的N个第三子电极23此处的N大于等于3(图9b中示出了两个第三子电极23，两个第三子电极23之间以省略号代表未示出的至少一个第三子电极23)，此处的N个第三子电极23与上述N个第三亲水部53一一对应。

本申请实施例所提供的液体光圈01仅在亲水层5和第一电极极板2的结构进行了改进，其中，第一子电极21与第一亲水部51的对应关系、第二子电极22与第二亲水部52的对应关系可以以图8c为参考。而对于任意一组相互对应的第三子电极23和第三亲水部53的对应关系，可以借鉴图8c所示的结构进行归纳总结得到以下规律。

在亲水层5中，沿垂直于液体光圈01光轴的方向，亲水层5自内向外，第x个第三亲水部53的内边缘的半径为r_xi、外边缘的半径为r_xj，所有第三亲水部53的尺寸大小满足以下条件：r_1i<r_1j<r_2i<r_2j<……r_(N－1)i<r_(N－1)j；在第一电极极板2中，沿垂直于液体光圈01光轴的方向，第一电极极板2自内向外，第y个第三子电极23的内边缘的半径为R_yi、外边缘的半径为R_yj，所有第三子电极23的尺寸满足以下条件：R_1i<R_1j<R_2i<R_2j<……R_(N－1)i<R_(N－1)j；当x＝y，r_xi＜R_yi＜r_xj＜R_yj；并且，当x＝y，R_yi－r_xi≥10μm，这样的结构设置，可以限定有色油墨10在对应的第二中空结构A2内的分布范围。

参照实施例六以及图8d至图8h，这种结构的液体光圈01的工作原理可以形成包括一个圆形的进光孔以及至少两个环状的进光孔，所有环状的进光孔以圆形的进光孔为圆心同心环状分布；在工作中，控制施加在第一电极极板2不同部分上(第一子电极21以及N-1个第三子电极23)的电压，可以实现这种液体光圈01进光孔的大小调节，此处不再展开赘述。

实施例八

本申请实施例提供的液体光圈01是对实施例一所提供的液体光圈01的结构改进，与实施例一提供的液体光圈01不同点在于，如图10所示，挡墙6为框型，且中部形成矩形的第一中空结构A1；该液体光圈01的结构与实施例一中图3j所示的结构相似，此处不再以图例示出。

实施例九

本申请实施例提供的液体光圈01是对实施例一所提供的液体光圈01的结构改进，与实施例一提供的液体光圈01不同点在于，如图11所示，挡墙6为圆环形，即其外边缘为圆形，中心区域形成横截面为圆形的第一中空结构A1；该液体光圈01的结构与实施例一中图3j所示的结构相似，此处不再以图例示出。

实施例十

本申请实施例提供的液体光圈01是对实施例一所提供的液体光圈01的结构改进，与实施例一提供的液体光圈01不同点在于，如图12所示，亲水层5包括第一亲水部51和第二亲水部52，第一亲水部51为圆柱形，第一亲水部51位于整个亲水层5的中心区域；第二亲水部52为圆环形，第二亲水部52的轴心线与第一亲水部51的轴心线共轴，第一亲水部51和第二亲水部52之间形成第二中空结构A2。该液体光圈01的结构与实施例一中图3j所示的结构相似，此处不再以图例示出。

实施例十一

本申请实施例提供的液体光圈01是对实施例一所提供的液体光圈01的结构改进，与实施例二提供的液体光圈01不同点在于，如图13所示，疏水层4为实心圆柱形。该液体光圈01的结构与实施例一中图3j所示的结构相似，此处不再以图例示出。

实施例十二

本申请实施例提供的液体光圈01是对实施例二所提供的液体光圈01的结构改进，与实施例二提供的液体光圈01不同点在于，该液体光圈01中的挡墙6的材质为玻璃、PMMA或其他固化后呈硬质的高分子聚合物，挡墙6与第二电极极板7之间、挡墙6与亲水层5之间均通过粘接胶(如压敏胶、环氧胶等)粘接。该液体光圈01仅是挡圈6的材质和连接方式的改进，因此，此处未以图例示出。

实施例十三

本申请实施例提供的液体光圈01是对实施例二所提供的液体光圈01的结构改进，与实施例二提供的液体光圈01不同点在于，如图14a所示，第一基板1的外表面(即第一基板1远离第二基板8的一侧表面)为曲面；或者，如图14b所示，第二基板8的外表面(即第二基板8远离第一基板1的一侧表面为曲面)；或者，如图14c所示，第一基板1的外表面为曲面，第二基板8的外表面也为曲面。

至此，通过以上实施例对本申请提供的液体光圈01的结构与工作原理做了介绍，可以看出，本申请实施例所提供的液体光圈01，通过控制施加在第一电极极板2和第二电极极板7之间的电场，就可以改变透明电解质9和有色油墨10在封闭腔体的分布，从而实现对液体光圈01进光孔调节的效果，可以满足消费者对摄像作业中进光量的调节需求；此处施加在第一电极极板2和第二电极极板7上的电压可以是低电压，使得液体光圈01实现低电压驱动；并且，由于亲水层5的特殊结构设计，使得液体光圈01的中心一直存在一开孔(该开孔最小状态由亲水层5的第一亲水部51的大小决定)，可以提高液体光圈01进光孔的圆度、同心度以及重复性。

本申请实施例还提供一种电子设备，该电子设备可以是具备拍照摄像功能的智能手机、平板电脑、车载镜头、安防镜头等。请参照图15所示例的一种智能手机02，该智能手机02包括设备本体022，设备本体022内设置有主板(此处未示出)，设备本体022上安装有摄像头021作为后置摄像头，该摄像头021内设置有上述液体光圈01，在满足摄像需求的同时，由于液体光圈01体积小、控制精准且方便的优势，有利于智能手机实现小型化和轻薄化。

此处，液体光圈01的第一电极极板2和第二电极极板7分别与智能手机02的主板电性连接，可以通过主板对第一电极极板2和第二电极极板7上施加的电压进行控制调节，最终实现液体光圈01的控制与调节。

此外，本申请还提供一种液体光圈的驱动方法，用于调节上述液体光圈01的进光孔大小。请参照图16，该驱动方法包括以下步骤：

S1：获取光圈调节指令；此处的光圈调节指令可以是用户发出的，例如，该液体光圈01单独使用，用户可以直接调节施加在第一电极极板2和第二电极极板7上的电压；而当该液体光圈01应用于电子设备，以智能手机为例，施加在第一电极极板2和第二电极极板7上的电压可以通过智能手机的主板(相当于控制中心)调节，当然，该智能手机的主板加载有用于调节该电压的软件。

当光圈调节指令指示调大光圈，实施步骤S21：增大第一电极极板与第二电极极板之间的电场强度，以改变透明电解质与有色油墨分布状态，使有色油墨10向对应的第二中空结构A2的外边缘移动以增加透过液体光圈01的光线；

当光圈调节指令指示减小光圈，实施步骤S22：减小第一电极极板与第二电极极板之间的电场强度，以改变透明电解质与有色油墨分布状态，使有色油墨10向对应的疏水层4上铺展以减少透过液体光圈01的光线。

应当理解，当施加在第一电极极板2和第二电极极板7上的电压使得第一电极极板2和第二电极极板7之间形成有效电场，电压的增大可以提高透明电解质9与疏水层4之间的润湿速率，相当于增大液体光圈01进光孔调大的速率。

相应地，当施加在第一电极极板2和第二电极极板7上的电压使得第一电极极板2和第二电极极板7之间形成有效电场，电压的减小可以减小透明电解质9与疏水层4之间的润湿速率，相当于减小液体光圈01进光孔调大的速率。

在具体实施时，在得第一电极极板2和第二电极极板7之间形成有效电场的电压与液体光圈01中各结构层的厚度、材料以及透明电解质9相关，其数值范围可以为5-30V。

基于上述液体光圈的驱动方法，本申请实施例还提供一种液体光圈的驱动装置，该驱动装置包括获取模块和电场调节模块，其中，获取模块用于获取上述光圈调节指令；当该电场调节模块执行上述光圈调节指令的程序代码时，执行以下过程：

用于在光圈调节指令指示调大光圈时，增大第一电极极板2与第二电极极板7之间的电场强度，以改变透明电解质9与有色油墨10的分布状态，使有色油墨10向对应的第二中空结构A1的外边缘移动以增加透过液体光圈01的光线；或者，用于在光圈调节指令指示减小光圈，减小第一电极极板2与第二电极极板7之间的电场强度，以改变透明电解质9与有色油墨10分布状态，使有色油墨10向对应的疏水层4上铺展以减少透过液体光圈01的光线。

基于上述液体光圈的驱动方法，如图17所示，本申请实施例还可以提供一种电子设备100，电子设备100可以包括处理器110，外部存储器接口120，存储器121，通用串行总线(universal serial bus，USB)接口130，充电管理模块140，电源管理模块141，电池142，天线100，天线200，移动通信模块150，无线通信模块160，音频模块170，扬声器170A，受话器170B，麦克风170C，耳机接口170D，传感器模块180，按键190，马达191，指示器192，摄像头193，显示屏194，以及用户标识模块(subscriber identification module，SIM)卡接口195等。其中传感器模块180可以包括压力传感器180A，陀螺仪传感器180B，气压传感器180C，磁传感器180D，加速度传感器180E，距离传感器180F，接近光传感器180G，指纹传感器180H，温度传感器180J，触摸传感器180K，环境光传感器180L，骨传导传感器180M等。

其中，摄像头193用于捕获静态图像或视频。物体通过镜头生成光学图像投射到感光元件。感光元件可以是电荷耦合器件(charge coupled device，CCD)或互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor，CMOS)光电晶体管。感光元件把光信号转换成电信号，之后将电信号传递给ISP转换成数字图像信号。ISP将数字图像信号输出到DSP加工处理。DSP将数字图像信号转换成标准的RGB，YUV等格式的图像信号。在一些实施例中，电子设备100可以包括1个或N个摄像头193，N为大于1的正整数。例如，当电子设备100为智能手机，摄像头193的数量可以为两个，分别为前置摄像头和后置摄像头。

可以理解的是，本发明实施例示意的结构并不构成对电子设备100的具体限定。在本申请另一些实施例中，电子设备100可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。

处理器110可以包括一个或多个处理单元，例如：处理器110可以包括应用处理器(application processor，AP)，调制解调处理器，图形处理器(graphics processingunit，GPU)，图像信号处理器(image signal processor，ISP)，控制器，视频编解码器，数字信号处理器(digital signal processor，DSP)，基带处理器，和/或神经网络处理器(neural-network processing unit，NPU)等。其中，不同的处理单元可以是独立的器件，也可以集成在一个或多个处理器中。

存储器121用于存储指令和数据，处理器110通过总线接口耦合摄像头193，摄像头190内设置有上述液体光圈01，处理器110可以调用存储器121中存储的程序指令，通过液体光圈01执行上述液体光圈的驱动方法。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (28)

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***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<……R_(N－1)i<R_(N－1)j；

其中，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与所述第一亲水部相邻的第三亲水部内边缘的半径；当x＝y，r_xi＜R_yi＜r_xj＜R_yj。

7.如权利要求6所述的液体光圈，其特征在于，当x＝y，R_yi－r_xi≥10μm。

8.如权利要求2-7中任一项所述的液体光圈，其特征在于，所述第一电极极板包括位于所述第一电极极板***区域的第二子电极，所述第二子电极外接有至少一根引线；

所述第二子电极的中部具有镂空，所述第二子电极内边缘距离所述液体光圈光轴的距离的小于所述第二亲水部内边缘的半径。

9.如权利要求1-8中任一项所述的液体光圈，其特征在于，所述挡墙内边缘距离所述液体光圈光轴的距离大于所述第二亲水部的内边缘半径。

10.如权利要求9所述的液体光圈，其特征在于，沿垂直于所述液体光圈光轴的方向，所述挡墙的内边缘与所述第二亲水部的内边缘之间的距离大于等于0.1mm。

11.如权利要求1-10中任一项所述的液体光圈，其特征在于，所述挡墙的高度为0.05-2mm。

12.如权利要求1-11中任一项所述的液体光圈，其特征在于，所述亲水层的厚度为0.5-3um。

13.如权利要求1-12中任一项所述的液体光圈，其特征在于，所述透明电解质与所述有色油墨之间的密度之差小于等于0.09g/cm³。

14.如权利要求1-13中任一项所述的液体光圈，其特征在于，所述挡墙形成于所述第二电极极板朝向所述亲水层的一侧，且所述挡墙与所述亲水层之间通过胶粘剂粘接，所述挡墙的材质为光刻胶。

15.如权利要求1-13中任一项所述的液体光圈，其特征在于，所述挡墙与所述亲水层之间、所述挡墙与所述第二电极极板之间分别通过胶粘剂粘接，所述挡墙的材质为玻璃或高分子聚合物。

16.如权利要求14或15所述的液体光圈，其特征在于，所述胶粘剂为压敏胶或环氧胶。

17.如权利要求1-16中任一项所述的液体光圈，其特征在于，所述绝缘层的厚度为0.5-1um；和/或，所述疏水层的厚度为0.02-1um。

18.如权利要求1-17中任一项所述的液体光圈，其特征在于，所述疏水层的材质为含氟聚合物；和/或，所述亲水层的材质为光刻胶。

19.如权利要求1-18中任一项所述的液体光圈，其特征在于，所述第二电极极板为实心板状结构。

20.如权利要求1-19中任一项所述的液体光圈，其特征在于，所述第一电极极板的厚度为20-30nm；

和/或，所述第二电极极板的厚度为20-30nm。

21.如权利要求1-20中任一项所述的液体光圈，其特征在于，所述第一基板的外表面为曲面；

和/或，所述第二基板的外表面为曲面。

22.如权利要求1-21中任一项所述的液体光圈，其特征在于，所述液体光圈的光圈值为1.2-8。

23.如权利要求1-22中任一项所述的液体光圈，其特征在于，沿垂直于所述液体光圈光轴的方向，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、所述挡墙、所述第二电极极板以及所述第二基板的外边缘相匹配。

24.一种电子设备，其特征在于，包括设备本体、主板以及摄像头，所述主板设置于所述设备本体内，所述摄像头安装于所述设备本体上；

所述摄像头内设置有如权利要求1-23中任一项所述的液体光圈，所述主板与所述液体光圈中的第一电极极板和第二电极极板电性连接。

25.一种液体光圈的驱动方法，用于调节权利要求1-23中任一项所述的液体光圈，其特征在于，包括以下步骤：

获取光圈调节指令；

当所述光圈调节指令指示调大光圈，增大所述第一电极极板与所述第二电极极板之间的电场强度，以改变所述透明电解质与所述有色油墨分布状态，使所述有色油墨向对应的第二中空结构的外边缘移动以增加透过所述液体光圈的光线；

当所述光圈调节指令指示减小光圈，减小所述第一电极极板与所述第二电极极板之间的电场强度，以改变所述透明电解质与所述有色油墨分布状态，使所述有色油墨向对应的所述疏水层上铺展以减少透过所述液体光圈的光线。

26.如权利要求25所述的驱动方法，其特征在于，所述获取光圈调节指令包括以下步骤：

获取用户发出的光圈调节指令；

或，获取控制中心发出的光圈调节指令。

27.一种液体光圈的驱动装置，用于调节如权利要求1-23中任一项所述的液体光圈，其特征在于，包括获取模块和电场调节模块；

所述获取模块，用于获取光圈调节指令；

所述电场调节模块，用于在所述光圈调节指令指示调大光圈时，增大第一电极极板与第二电极极板之间的电场强度，以改变所述透明电解质与所述有色油墨分布状态，使所述有色油墨向对应的第二中空结构的外边缘移动以增加透过所述液体光圈的光线；或者，用于在所述光圈调节指令指示减小光圈，减小所述第一电极极板与所述第二电极极板之间的电场强度，以改变所述透明电解质与所述有色油墨分布状态，使所述有色油墨向对应的所述疏水层上铺展以减少透过所述液体光圈的光线。

28.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器和如权利要求1-23中任一项所述的液体光圈；所述存储器，用于存储程序指令；

所述处理器，用于从所述存储器调用存储的程序指令，通过所述液体光圈执行如权利要求24或25所述的驱动方法。

Images