專利名稱：快門(mén)裝置及相機(jī)模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及攝影技術(shù)，特別涉及一種快門(mén)裝置及采用所述快門(mén)裝置的相機(jī)模組。
背景技術(shù)：
快門(mén)是相機(jī)的重要零組件，其可控制相機(jī)中感光元件的曝光時(shí)間，從而控制成像的清晰 程度。通常，快門(mén)需具備以下條件l)良好的光開(kāi)閉效果，快門(mén)關(guān)閉時(shí)，光線無(wú)法通過(guò)快門(mén)
，快門(mén)開(kāi)啟時(shí)，具備極高光通過(guò)率；2)高響應(yīng)速率，快門(mén)開(kāi)閉切換時(shí)間短，曝光時(shí)間可精密 控制。
當(dāng)前，快門(mén)主要可分為兩種機(jī)械快門(mén)及電子快門(mén)。機(jī)械快門(mén)是大多數(shù)傳統(tǒng)相機(jī)及數(shù)碼 相機(jī)所采用的快門(mén)裝置，其通過(guò)機(jī)械方式控制光線的通過(guò)與否，如利用彈簧或電磁力控制快 門(mén)葉片的開(kāi)閉以控制光線的通過(guò)與否，進(jìn)而達(dá)到控制感光元件曝光時(shí)間的目的。電子快門(mén)主 要應(yīng)用于采用電荷耦合器(Charge Coupled Device, CCD)影像感測(cè)器的數(shù)碼相機(jī)上，其主要 通過(guò)控制CCD影像感測(cè)器的通電時(shí)間來(lái)控制CCD影像感測(cè)器的曝光時(shí)間，并不存在實(shí)在的"門(mén)
機(jī)械快門(mén)及電子快門(mén)在光開(kāi)閉效果及響應(yīng)速率方面均有優(yōu)秀的表現(xiàn)。然而，所述兩種快 門(mén)仍存在待改進(jìn)的缺點(diǎn)。機(jī)械快門(mén)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，不利于相機(jī)小型化，機(jī)械驅(qū)動(dòng)致使其 功耗大。電子快門(mén)適用產(chǎn)品范圍小(只適用于部分采用CCD影像感測(cè)器的數(shù)碼相機(jī))，且采用 電子快門(mén)會(huì)造成CCD影像感測(cè)器一直暴露于鏡頭的凝聚光中，此將縮短CCD影像感測(cè)器的使用 壽命。
另外，機(jī)械快門(mén)及電子快門(mén)均不適用于當(dāng)前流行的便攜式電子裝置附帶相機(jī)(如手機(jī)相 機(jī))。對(duì)于機(jī)械快門(mén)，其成本高、體積大，不符合便攜式電子裝置附帶相機(jī)低成本、小型化 的要求。對(duì)于電子快門(mén)，便攜式電子裝置附帶相機(jī)多采用低廉的補(bǔ)充性金屬半導(dǎo)體 (Complementary Metal-Oxide Semiconductor, CMOS)影像感測(cè)器作為感光元件，此類CM0S 影像感測(cè)器一般無(wú)法設(shè)置電子快門(mén)功能。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種適用于便攜式電子裝置附帶相機(jī)的快門(mén)裝置。 另外，本發(fā)明還提供一種采用所述快門(mén)裝置的相機(jī)模組。
一種快門(mén)裝置，其包括一透明基底、 一透明上蓋及一電壓源，所述透明基底與透明上蓋
配合形成一密閉容器。所述密閉容器內(nèi)封裝有一形成于所述透明基底上的第一透明電極層， 一形成于所述第一透明電極層上的疏水性透明介電層， 一位于所述疏水性透明介電層上的不 透光絕緣油墨層， 一位于所述不透光絕緣油墨層上的導(dǎo)電水液層，以及一形成于所述導(dǎo)電水 液層上的第二透明電極層。所述電壓源用于在所述第一透明電極層與第二透明電極層間提供 一工作電壓以使所述導(dǎo)電水液層發(fā)生電濕潤(rùn)效應(yīng)以排擠所述不透光絕緣油墨層開(kāi)啟所述快門(mén) 裝置。
一種相機(jī)模組，其包括一鏡頭及一與所述鏡頭相對(duì)設(shè)置的感光元件。所述鏡頭包括一鏡 筒多個(gè)嵌設(shè)于所述鏡筒內(nèi)的鏡片。所述相機(jī)模組還包括一嵌設(shè)于所述鏡筒內(nèi)的快門(mén)裝置。所 述快門(mén)裝置包括一透明基底、 一透明上蓋及一電壓源，所述透明基底與透明上蓋配合形成一 密閉容器。所述密閉容器內(nèi)封裝有一形成于所述透明基底上的第一透明電極層， 一形成于所 述第一透明電極層上的疏水性透明介電層， 一位于所述疏水性透明介電層上的不透光絕緣油 墨層， 一位于所述不透光絕緣油墨層上的導(dǎo)電水液層，以及一形成于所述導(dǎo)電水液層上的第 二透明電極層。所述電壓源用于在所述第一透明電極層與第二透明電極層間提供一工作電壓 以使所述導(dǎo)電水液層發(fā)生電濕潤(rùn)效應(yīng)以排擠所述不透光絕緣油墨層開(kāi)啟所述快門(mén)裝置。
相較于傳統(tǒng)的快門(mén)，所述快門(mén)裝置可制成(采用半導(dǎo)體工藝)極其微小尺寸，利于產(chǎn)品小 型化；還可批量生產(chǎn)(采用半導(dǎo)體工藝)，成本低；所述快門(mén)裝置的光開(kāi)閉狀態(tài)切換只需很小 的電壓驅(qū)動(dòng)，耗電量小；所述快門(mén)裝置具備實(shí)在的"門(mén)"，利于保護(hù)感光元件，延長(zhǎng)感光元 件的使用壽命；所述快門(mén)裝置適用于所有類型的相機(jī)，特別是便攜式電子裝置附帶相機(jī)，適 用范圍廣。


圖l是電濕潤(rùn)效應(yīng)原理示意圖(電源接通瞬間)；
圖2是本發(fā)明較佳實(shí)施例的快門(mén)裝置處于關(guān)閉狀態(tài)的剖面示意圖3是本發(fā)明較佳實(shí)施例的快門(mén)裝置處于開(kāi)啟狀態(tài)的剖面示意圖4是本發(fā)明較佳實(shí)施例的相機(jī)模組的剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，在疏水性介電層10a的一側(cè)設(shè)置一電極lla，在其另一側(cè)滴加少量水液，水 液在疏水性介電層10a上凝聚為一液滴12a。然后，在電極lla與液滴12a之間施加一電壓差， 受靜電力作用，液滴12a在疏水性介電層10a表面擴(kuò)散，濕潤(rùn)疏水性介電層表面，該現(xiàn)象即為 介電材料的電濕潤(rùn)效應(yīng)。
本發(fā)明的快門(mén)裝置利用電濕潤(rùn)效應(yīng)進(jìn)行工作。請(qǐng)參閱圖2，為本發(fā)明較佳實(shí)施例的快門(mén)
裝置100處于關(guān)閉狀態(tài)的剖面示意圖。所述快門(mén)裝置100包括一透明基底10、 一透明上蓋ll及
一電壓源12，所述透明基底10與透明上蓋11配合形成一密閉容器13。所述密閉容器13內(nèi)封裝 有一形成于所述透明基底10上的第一透明電極層14， 一形成于所述第一透明電極層14上的疏 水性透明介電層15， 一位于所述疏水性透明介電層上15的不透光絕緣油墨層16， 一位于所述 不透光絕緣油墨層上的導(dǎo)電水液層17，以及一形成于所述導(dǎo)電水液層上的第二透明電極il:. 18;所述電壓源l2用于在所述第一透明電極層14與第二透明電極層間18提供一電壓差以使所 述導(dǎo)電水液層17發(fā)生電濕潤(rùn)效應(yīng)以排擠所述不透光絕緣油墨層16開(kāi)啟所述快門(mén)裝置100。
本實(shí)施例的透明基底10及透明上蓋11采用透明玻璃制成，當(dāng)然，其材料并不限于所述實(shí) 施例，也可采用其他透明材料。透明基底10呈圓筒狀(圖未示)，其一端為開(kāi)口，另一端具有 一平整底面。透明上蓋ll為一圓板，所述圓板覆蓋于透明基底10的開(kāi)口處便可與透明基底 IO配合成一密閉容器。
所述第一透明電極層14及第二透明電極層18采用氧化銦錫(Indium-Tin Oxide, IT0)薄 膜，當(dāng)然，也可采用其他透明電極材料制成透明電極層。
所述透明介電層15采用二氧化硅薄膜，當(dāng)然，也可采用其他透明介電材料制成透明介電層。
所述不透光絕緣油墨層16采用黑色絕緣油墨制成，當(dāng)然，也可采用其他不透光絕緣油墨 。所述黑色絕緣油墨進(jìn)一步的摻雜有絕緣金屬納米顆粒，如銅納米顆?；蜩F納米顆粒，本實(shí) 施例采用銅納米顆粒。金屬納米顆?？晌杖坎ㄩL(zhǎng)的光波，且本身具有散射效果，將其摻 雜于黑色絕緣油墨中可增加黑色絕緣油墨的純度，增強(qiáng)其遮光能力。
具體的，制作所述快門(mén)裝置ioo時(shí)，采用兩塊購(gòu)得的ITO玻璃作為原材料；在其中一no
玻璃上粘結(jié)一個(gè)玻璃圓筒，玻璃圓筒與IT0玻璃結(jié)合成帶有第一透明電極層14的透明基底10 ;在透明基底10上鍍上二氧化硅薄膜作為透明介電層15;然后，在透明介電層15上滴加適量 制備的黑色絕緣油墨形成不透光絕緣油墨層16;在玻璃圓筒內(nèi)注滿導(dǎo)電水液，形成導(dǎo)電水液 層17，并用另一ITO玻璃封裝在玻璃圓筒的開(kāi)口端，作為帶有第二透明電極層18的透明上蓋 11;最后，引出兩透明電極層的接線，并接至電壓源12，將多余ITO玻璃切割掉，便得到所 述快門(mén)裝置100。采用半導(dǎo)體工藝制作，薄膜層的厚度控制在幾十納米的厚度，整個(gè)裝置的 尺寸可小至幾十微米。當(dāng)然，還可以在ITO玻璃上粘結(jié)多個(gè)玻璃圓筒，進(jìn)行批量制造，降低 單個(gè)快門(mén)裝置的成本。
下面結(jié)合圖2及圖3描述所述快門(mén)裝置的工作原理。
請(qǐng)參考圖2，所述電壓源12斷開(kāi)時(shí)，所述快門(mén)裝置100未受到電場(chǎng)力作用，所述不透光絕 緣油墨層16覆蓋所述疏水性透明介電層15,光線無(wú)法穿過(guò)，所述快門(mén)裝置100處于關(guān)閉狀態(tài)
請(qǐng)參閱圖3，當(dāng)所述電壓源12接通時(shí)，所述第一透明電極層14與第二透明電極層18間存 在電壓差。所述導(dǎo)電水液層17與第二透明電極層18相接，故導(dǎo)電水液層17與第一透明電極層 14間存在電壓差。導(dǎo)電水液層17在靜電作用下濕潤(rùn)所述疏水性透明介電層15表面，并將不透 光油墨排擠到所述疏水性透明介電層15表面邊緣。如此，光線可通過(guò)透明上蓋ll、第二透明 電極層18、導(dǎo)電水液層17、疏水性透明介電層15、第一透明電極層14及透明基底10，所述快 門(mén)裝置100處于開(kāi)啟狀態(tài)。
所述快門(mén)裝置1 OO可通過(guò)控制電壓源12的開(kāi)閉狀態(tài)進(jìn)而控制自身開(kāi)閉狀態(tài)?？扉T(mén)裝置 IOO關(guān)閉時(shí)，不透光絕緣油墨層16具有極佳的遮光效果，而開(kāi)啟時(shí)，各層采用透明材料制成 ，具備很高的光通過(guò)率。因此，所述快門(mén)裝置100具有良好的光開(kāi)閉效果。另外，電濕潤(rùn)效 應(yīng)具有很高的響應(yīng)速率，其開(kāi)閉狀態(tài)切換可在幾十微秒的時(shí)間內(nèi)完成。故所述快門(mén)裝置IOO 具有高響應(yīng)速率。故所述快門(mén)裝置100滿足快門(mén)裝置所需具備的條件良好的光開(kāi)閉效果及 高響應(yīng)速率。
相較于傳統(tǒng)的快門(mén)，所述快門(mén)裝置100可制成(采用半導(dǎo)體工藝)極其微小尺寸，利于產(chǎn) 品小型化；還可批量生產(chǎn)(采用半導(dǎo)體工藝)，成本低；所述快門(mén)裝置100的光開(kāi)閉狀態(tài)切換 只需很小的電壓驅(qū)動(dòng)，耗電量??；所述快門(mén)裝置100適用于所有類型的相機(jī)，特別是便攜式 電子裝置附帶相機(jī)，適用范圍廣。
請(qǐng)參閱圖4，為本發(fā)明較佳實(shí)施例的相機(jī)模組200剖面示意圖。所述相機(jī)模組200包括一 鏡頭20及一與所述鏡頭20相對(duì)設(shè)置的感光元件30。所述鏡頭20包括一鏡筒21及多個(gè)嵌設(shè)于所 述鏡筒內(nèi)的鏡片22 。所述相機(jī)模組200還包括一個(gè)嵌設(shè)于所述鏡筒21內(nèi)快門(mén)裝置l00 。
本實(shí)施的相機(jī)模組200的鏡頭20采用兩鏡片22，當(dāng)然，為獲得更佳的成像效果，可采用 更多的鏡片。所述鏡片22可采用非球面透鏡或球面透鏡，由于非球面透鏡組成的鏡頭模組比 球面鏡透鏡組成的鏡頭模組輕巧且成像質(zhì)量?jī)?yōu)于球面鏡透鏡組成的鏡頭模組，本實(shí)施例的鏡 片22采用非球面透鏡。所述鏡筒21內(nèi)壁設(shè)置有間隔環(huán)23,通過(guò)間隔環(huán)23將所述兩鏡片22固定 于鏡21筒內(nèi)。
所述感光元件30可采用CCD影像感測(cè)器、CMOS影像感測(cè)器或膠片，本實(shí)施例采用CMOS影 像感測(cè)器。
所述鏡頭20還可包括一光圈片24，所述光圈片23嵌設(shè)于所述鏡筒內(nèi)。優(yōu)選的，所述光圈 片設(shè)置于兩鏡片22之間。如此，可通過(guò)鏡片22間的夾持力固定光圈片24，不必另外設(shè)置固定
裝置固定光圈片24。
所述快門(mén)裝置100切割成與鏡筒21相配合的形狀，其可安裝于鏡筒21光線入口處，也可 安裝于鏡筒21鄰接感光元件30的一端，還可安裝于鏡片22之間。本實(shí)施例的快門(mén)裝置100安 裝于鏡片22之間，可通過(guò)鏡片22間的夾持力固定快門(mén)裝置100,不必進(jìn)行附加的固定工藝固 定快門(mén)裝置IOO。
另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化。這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變 化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種快門(mén)裝置，其包括一透明基底、一透明上蓋及一電壓源，所述透明基底與透明上蓋配合形成一密閉容器；所述密閉容器內(nèi)封裝有一形成于所述透明基底上的第一透明電極層，一形成于所述第一透明電極層上的疏水性透明介電層，一位于所述疏水性透明介電層上的不透光絕緣油墨層，一位于所述不透光絕緣油墨層上的導(dǎo)電水液層，以及一形成于所述導(dǎo)電水液層上的第二透明電極層；所述電壓源用于在所述第一透明電極層與第二透明電極層間提供一電壓差以使所述導(dǎo)電水液層發(fā)生電濕潤(rùn)效應(yīng)以排擠所述不透光絕緣油墨層開(kāi)啟所述快門(mén)裝置。
2.如權(quán)利要求l所述的快門(mén)裝置 明上蓋采用透明玻璃制成。
3.如權(quán)利要求l所述的快門(mén)裝置 層及第二透明電極層采用氧化銦錫薄膜。
4.如權(quán)利要求l所述的快門(mén)裝置 用二氧化硅薄膜。
5.如權(quán)利要求l所述的快門(mén)裝置 墨層采用黑色絕緣油墨制成。
6.如權(quán)利要求5所述的快門(mén)裝置 層摻雜有絕緣金屬納米顆粒。
7. 一種相機(jī)模組，其包括一鏡頭及一與所述鏡頭相對(duì)設(shè)置的感光元 件；所述鏡頭包括一鏡筒及多個(gè)嵌設(shè)于所述鏡筒內(nèi)的鏡片；其特征在于所述相機(jī)模組還包 括一如權(quán)利要求l所述的快門(mén)裝置，所述快門(mén)裝置嵌設(shè)于所述鏡筒內(nèi)。
8.如權(quán)利要求7所述的相機(jī)模組，其特征在于所述感光元件采用 電荷耦合器影像感測(cè)器、補(bǔ)充性金屬半導(dǎo)體影像感測(cè)器或膠片。
9.如權(quán)利要求7所述的相機(jī)模組，其特征在于所述鏡頭還包括一 光圈片，所述光圈片嵌設(shè)于所述鏡筒內(nèi)。
10.如權(quán)利要求7所述的相機(jī)模組，其特征在于所述快門(mén)裝置設(shè)置 于兩個(gè)鏡片之間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種快門(mén)裝置，所述快門(mén)裝置包括一透明基底、一透明上蓋及一電壓源，所述透明基底與透明上蓋配合形成一密閉容器。所述密閉容器內(nèi)封裝有一形成于所述透明基底上的第一透明電極層，一形成于所述第一透明電極層上的疏水性透明介電層，一位于所述疏水性透明介電層上的不透光絕緣油墨層，一位于所述不透光絕緣油墨層上的導(dǎo)電水液層，以及一形成于所述導(dǎo)電水液層上的第二透明電極層。所述電壓源用于在所述第一透明電極層與第二透明電極層間提供一工作電壓以使所述導(dǎo)電水液層發(fā)生電濕潤(rùn)效應(yīng)。所述快門(mén)裝置易于微型化，且成本低，功耗低，適用于不同類型的相機(jī)。另外，本發(fā)明還提供一種采用所述快門(mén)裝置的相機(jī)模組。
文檔編號(hào)G03B9/08GK101169571SQ200610201038
公開(kāi)日2008年4月30日 申請(qǐng)日期2006年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月27日
發(fā)明者蕭博元 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司