TWI465835B - 光圈及採用該光圈之相機模組 - Google Patents

光圈及採用該光圈之相機模組 Download PDF

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Description

光圈及採用該光圈之相機模組
本發明涉及一種光圈,尤其涉及一種採用該光圈之相機模組。
光圈是相機模組之重要零部件,其通過控制相機模組中感光元件之曝光時間來控制成像之清晰度。習知之光圈一般係由薄型葉片所組成,且通過彈簧之張弛及杠桿作用,並藉由葉片之張合來控制感光元件之曝光時間。惟,習知之光圈具有較為複數的機械結構,並且為了達到與該光圈配合使用,相機模組中還需要設置馬達、杠桿、彈簧等以驅動光圈,此加重了相機模組的結構複雜程度,導致習知之相機模組難以滿足小型化的需求。
有鑒於此,有必要提供一種光圈,以及一種採用該光圈且結構簡單之相機模組。
一種光圈,包括一第一絕緣基板、一第二絕緣基板、以及一遮光層。該第一絕緣基板上形成一正電極圖案,該正電極圖案包括一圓形圖案單元、多個與該圓形圖案單元同心的圓環狀圖案單元,該圓形圖案單元形成在該正電極圖案的中心,該圓環狀圖案單元依次環繞該圓形圖案單元且相互電性隔離。該第二絕緣基板相對該第一絕緣基板設置且形成一負電極層。該遮光層設置在該第一絕緣基板與該第二絕緣基板之間,且該遮光層包括一透明絕緣液 態介質以及填充在該透明絕緣液態介質內的多個不透光的微膠囊,該正電極圖案的局部區域與該負電極層分別施加電壓以吸引該多個微膠囊排列在該局部區域內進行遮光。
一種相機模組,包括一鏡筒,至少一鏡片、一感測器、以及一光圈。該鏡筒開設一通孔。該至少一鏡片收容在該通孔內。該感測器相對該鏡片設置。該光圈鄰近該鏡筒的端部設置且其包括一第一絕緣基板、一第二絕緣基板、以及一遮光層。該第一絕緣基板上形成一正電極圖案,該正電極圖案包括對應該通孔的一圓形圖案單元及多個圓環狀圖案單元,該多個圓環狀圖案單元分別環繞該圓形圖案單元。該第二絕緣基板相對該第一絕緣基板設置且形成一負電極層。該遮光層設置在該第一絕緣基板與該第二絕緣基板之間,且該遮光層包括一透明絕緣液態介質以及填充在該透明絕緣液態介質內的多個不透光的微膠囊,該正電極圖案的局部區域與該負電極層分別施加電壓以吸引該多個微膠囊排列在該局部區域內進行遮光並控制進入鏡筒的通孔內的光通量。
相對於習知技術,本發明所提供之光圈採用正電極圖案及負電極層並通過其控制微膠囊的排列來實現調整光圈的目的,因此其相對習知之機械式光圈具有結構簡單,易於操作的優點,當該光圈與鏡筒、鏡片相結合組成一相機模組時,該相機模組可滿足小型化的需求以應用在諸如手機等便攜式電子裝置中。
10‧‧‧第一絕緣基板
20‧‧‧正電極圖案
21‧‧‧圖案單元
22、23‧‧‧圓環狀圖案單元
24‧‧‧方形圖案單元
30‧‧‧第二絕緣基板
40‧‧‧負電極層
50‧‧‧遮光層
52‧‧‧透明絕緣液態介質
54‧‧‧微膠囊
80‧‧‧外殼
100‧‧‧光圈
200‧‧‧相機模組
540‧‧‧殼體
542‧‧‧液體
544‧‧‧帶電粒子
10A‧‧‧第一表面
10B‧‧‧第二表面
30A‧‧‧第三表面
30B‧‧‧第四表面
70‧‧‧鏡筒
72‧‧‧鏡片
74‧‧‧鏡座
76‧‧‧感測器
70A‧‧‧通孔
702‧‧‧端部
圖1係本發明實施例提供之光圈之結構示意圖。
圖2係圖1所示光圈之剖面示意圖。
圖3係圖2所示光圈之俯視示意圖。
圖4係圖3所示之光圈於第一工作狀態之示意圖。
圖5係圖3所示之光圈於第二工作狀態之示意圖。
圖6係本發明實施例提供之相機模組之分解結構示意圖。
圖7係圖6所示相機模組之組裝結構示意圖。
圖8係圖7所示之相機模組之第一工作狀態示意圖。
圖9係圖7所示之相機模組之第二工作狀態示意圖。
圖10係圖7所示之相機模組之第三工作狀態示意圖。
圖11係將圖7所示相機模組與手機外殼相組裝的結構示意圖。
下面將以具體實施例對本發明作進一步之詳細說明。
請參閱圖1及圖2,本發明實施例提供一種光圈100,包括一第一絕緣基板10、一正電極圖案20、一第二絕緣基板30、一負電極層40、以及一遮光層50。
該第一絕緣基板10採用聚乙烯對苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate,PET),或係其他絕緣材料製成。具體地,該第一絕緣基板10為正方形平板,其具有相對設置的一第一表面10A及一第二表面10B,其中,該第二表面10B上形成正電極圖案20。本實施例中,該正電極圖案20的材料為氧化銦錫(ITO)。在其他變更實施方式中,該第一絕緣基板10可具有其他形狀,如圓形平板等,該正電極圖案20的材料可為氧化銦鋅(IZO),或是其他導 電材料,並不局限於本具體實施例。
請一起參閱圖3,本實施例中,該正電極圖案20包括一圓形圖案單元21、多個與該圓形圖案單元21同心的圓環狀圖案單元22、23(圖3中示出其數目為兩個)以及一個方形圖案單元24,其中,該圓形圖案單元21形成在該第二表面10B的中心,該圓環狀圖案單元22、23依次環繞該圓形圖案單元21且相互電性隔離,該方形圖案單元24位於該第二表面10B的邊緣且環繞該圓環狀圖案單元22、23設置。可理解,在其他變更實施方式中,該正電極圖案20可具有其他的分佈方式,並不局限於本具體實施例。
該第二絕緣基板30可採用玻璃製成。具體地,該第二絕緣基板30相對該第一絕緣基板10設置,且該第二絕緣基板30的形狀與該第一絕緣基板10相對應,其也可為方形平板或圓形平板。本實施例中,該第二絕緣基板30為正方形平板,其具有相對設置的一第三表面30A及一第四表面30B,其中,該第四表面30B相對該第二表面10B設置,該第三表面30A位於該第二絕緣基板30遠離該第二表面10B的一側,且該第三表面30A上形成一負電極層40。本實施例中,該負電極層40整層均勻形成在第二絕緣基板30的第四表面30B上,該負電極層40的材料可為硒化鋅(ZnSe),或係六硼化鑭(LaB6)。
該遮光層50設置在該第一絕緣基板10的第二表面10B與該第二絕緣基板30的第四表面30B之間。具體地,如圖2所示,該遮光層50包括一透明絕緣液態介質52以及填充在該透明絕緣液態介質52內的多個不透光的微膠囊54。每個微膠囊54包括一殼體540,填充在該殼體540內的液體542,以及位於該液體542內的多個帶電粒 子544。該液體542可為有機材料或無機材料。該多個微膠囊54之形狀為近似圓球狀。本實施例中,如圖2所示,該多個微膠囊54單層設置,其可與第二表面10B及第四表面30B相接觸,該帶電粒子544採用不透光材料制成,如帶有負電的炭黑(carbon black)材料。在其他變更實施方式中,該多個微膠囊54可以層疊設置並相互接觸,該帶電粒子544也可帶正電。
工作時,向正電極圖案20提供正電壓而向負電極層40提供負電壓。具體地,該圓形圖案單元21、該多個圓環狀圖案單元22、以及該方形圖案單元24可選擇性地通以正電壓,該負電極層40通以負電壓。該微膠囊54中的帶電粒子544受正電壓的吸引朝鄰近通有正電壓的圖案單元21、22、23或24的方向移動,當該帶電粒子544抵壓在殼體540上時,其推動微膠囊54聚集至對應該圖案單元21、22、23或24的區域,從而在該聚集區域形成遮光作用,而未有微膠囊54聚集的其他區域可允許光通過。
如圖4所示,當正電極圖案20僅方形圖案單元24及該負電極層40分別通以正、負電壓時,微膠囊54受到方形圖案單元24的吸引作用聚集在該方形圖案單元24下,從而起到遮光作用,而未有微膠囊54聚集的其他區域(包括圖案單元21、22、23)可允許光通過。
請參閱圖5,當正電極圖案20僅圓環狀圖案單元23及該負電極層40分別通以正、電壓時,微膠囊54受到該圖案單元23的吸引作用聚集在該圖案單元23下,從而起到遮光作用,而未有微膠囊54聚集的其他區域(包括圓形圖案單元21、圓環狀圖案單元22、以及方形圖案單元24)可允許光通過。
請一起參閱圖6,本發明還提供一種相機模組200,其採用上述光 圈100控制光圈,即控制通過鏡片72的光通量。該相機模組200包括上述光圈100、一鏡筒70、一鏡片72、一鏡座74、以及一感測器76。其中,該鏡筒70沿其軸向開設有一收容該鏡片72的通孔70A。可理解,該相機模組200也可包括多個鏡片72,該多個鏡片72在應用時同樣收容在該通孔70A內。
如圖7所示,組裝時,該鏡片72收容在該鏡筒70的通孔70A內,該感測器76收容在該鏡座74內,該鏡筒70可旋轉地與鏡座74相連接,該鏡片72與該感測器76相對。該鏡筒70遠離該鏡座74的一側具有一與該光圈100連接的端部702。具體地,該光圈100的第一絕緣基板10或第二絕緣基板30與該端部702相抵觸並密封該通孔70A。在本實施例中,該光圈100的第一絕緣基板10密封該通孔70A,該第一絕緣基板(圖7未示出)的第一表面10A與該端部702的端面(未標示)相貼合。可理解,在其他變更實施方式中,該光圈100也可通過第二絕緣基板30密封該通孔70A,且該第二絕緣基板30的第三表面30A與該端部702的端面相貼合。
工作時,該圓形圖案單元21、該多個圓環狀圖案單元22、23可與該通孔70A相對,該方形圖案單元24環繞在該通孔70A外,因此可通過控制微膠囊54聚集在該圓形圖案單元21及圓環狀圖案單元22、23上以控制進入通孔70A的光通量,亦即控制穿過鏡片72並在感測器76上成像的光通量。本實施例中,圓環狀圖案單元23的外徑與該鏡筒70中的通孔70A的內徑相等。當正電極圖案20僅方形圖案單元24通以正電壓時,進入通孔70A的光未被遮擋,因此,該鏡筒70的光通量最大。
如圖8所示,當正電極圖案20僅圖中所示的圓環狀圖案單元23通 以正電壓時,進入通孔70A的光部分被遮擋,該鏡筒70的光通量較小。
如圖9所示,可理解,當圖中所示的圓環狀圖案單元22也通以正電壓時,進入通孔70A的光部分進一步被其所遮擋,該鏡筒70的光通量進一步減小。進一步地,如圖10所示,當圖中所示的圓形圖案單元21也通以正電壓時,外部光線全部被遮擋而未能進入通孔70A內。
由於本發明所提供之光圈100採用正電極圖案20及負電極層40並通過其控制微膠囊54的排列來實現調整光圈的目的,因此其相對習知之機構式光圈具有結構簡單,易於操作的優點,當該光圈100應用在相機模組200時,該相機模組200可滿足小型化的需求。
如圖11所示,該相機模組200可應用在諸如手機(圖11中僅示出手機的外殼80)等便攜式電子裝置中,從而節省手機的內部空間。
綜上所述,本發明確已符合發明專利之要件,遂依法提出專利申請。惟,以上所述者僅為本發明之較佳實施方式,自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化,皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
10‧‧‧第一絕緣基板
20‧‧‧正電極圖案
30‧‧‧第二絕緣基板
40‧‧‧負電極層
50‧‧‧遮光層
52‧‧‧透明絕緣液態介質
54‧‧‧微膠囊
100‧‧‧光圈
540‧‧‧殼體
542‧‧‧液體
544‧‧‧帶電粒子
10A‧‧‧第一表面
10B‧‧‧第二表面
30A‧‧‧第三表面
30B‧‧‧第四表面

Claims (10)

  1. 一種光圈,包括:一第一絕緣基板,該第一絕緣基板上形成一正電極圖案,該正電極圖案包括一圓形圖案單元、多個與該圓形圖案單元同心的圓環狀圖案單元,該圓形圖案單元形成在該正電極圖案的中心,該圓環狀圖案單元依次環繞該圓形圖案單元且相互電性隔離;一相對該第一絕緣基板設置之第二絕緣基板,該第二絕緣基板上形成一負電極層;以及一遮光層,該遮光層設置在該第一絕緣基板與該第二絕緣基板之間,且該遮光層包括一透明絕緣液態介質以及填充在該透明絕緣液態介質內的多個不透光的微膠囊,該正電極圖案的局部區域與該負電極層分別施加電壓以吸引該多個微膠囊排列在該局部區域內進行遮光。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光圈,其中,該第一絕緣基板的材料為聚乙烯對苯二甲酸酯,該第二絕緣基板的材料為玻璃。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之光圈,其中,該正電極圖案的材料為氧化銦錫。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之光圈,其中,該負電極層的材料選自硒化鋅及六硼化鑭中任意一者。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之光圈,其中,該微膠囊包含填充在其內的液體及多個位於該液體中的不透光帶電粒子。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之光圈,其中,該帶電粒子為帶負電的炭黑材料所製成。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之光圈,其中,該正電極圖案還包括一個方形 圖案單元,該方形圖案單元位於該正電極圖案的邊緣且環繞該多個圓環狀圖案單元設置。
  8. 一種相機模組,包括:一鏡筒,該鏡筒開設一通孔;至少一收容在該通孔內的鏡片;一相對該鏡片的感測器;以及一鄰近該鏡筒端部設置的光圈,該光圈包括:一第一絕緣基板,該第一絕緣基板上形成一正電極圖案,該正電極圖案包括對應該通孔的一圓形圖案單元及多個圓環狀圖案單元,該多個圓環狀圖案單元分別環繞該圓形圖案單元,一相對該第一絕緣基板設置之第二絕緣基板,該第二絕緣基板上形成一負電極層,以及一遮光層,該遮光層設置在該第一絕緣基板與該第二絕緣基板之間,且該遮光層包括一透明絕緣液態介質以及填充在該透明絕緣液態介質內的多個不透光的微膠囊,該正電極圖案的局部區域與該負電極層分別施加電壓以吸引該多個微膠囊排列在該局部區域內進行遮光並控制進入鏡筒的通孔內的光通量。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之相機模組,其中,該第一絕緣基板及第二絕緣基板任何一者與該鏡筒的端面相貼合以密封該通孔。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之相機模組,其中,位於最外圈的圓環狀圖案單元的外徑與該通孔的內徑相等。
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