CN115469386A - 液体透镜和摄像模组 - Google Patents

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周秀秀
叶林敏
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Abstract

本发明提供一液体透镜和摄像模组，其中所述液体透镜包括一基座、一第一液体、一第二液体、一第三液体以及一电极组，其中所述第一液体、所述第二液体以及所述第三液体被保持在所述基座，并且所述第一液体、所述第二液体以及所述第三液体沿所述基座的一光轴方向依次地排布，所述第一液体和所述第二液体不相混溶，所述第二液体和所述第三液体不相混溶，并且所述第一液体和所述第三液体为导电液体，所述第二液体为绝缘液体，其中所述第一液体和所述第二液体的液液界面限定一第一界面，所述第二液体和第三液体的液液界面限定一第二界面，其中所述电极组可电导通于所述第一液体和所述第三液体，并绝缘于所述第一液体和所述第三液体。

Description

液体透镜和摄像模组
技术领域
本发明涉及光学成像技术领域，尤其涉及一液体透镜和摄像模组。
背景技术
电子终端设备中，摄像模组成为必不可少的一部分，并且，高像素、大芯片、小尺寸、大光圈是现有摄像模组的发展趋势。
根据是否能够变焦来区分摄像模组的类型，其包括变焦摄像模组和定焦摄像模组，顾名思义，变焦摄像模组是指焦距能够被调整的摄像模组，而定焦摄像模组是指焦距不能够被调整的摄像模组。受限于电子设备的尺寸，被配置于电子设备的后侧的摄像模组，即后置摄像模组通常为变焦摄像模组，其通过改变光学镜头相对于感光芯片的相对位置的方式调整变焦摄像模组的焦距，如此光学镜头必须预留较大的行程空间以供镜头组沿着光轴方向运动而实现变焦摄像模组的变焦，这导致摄像模组的整体高度尺寸无法被实质性地降低，进而导致变焦摄像模组的发展趋势不符合电子设备的轻薄化的发展方向；被配置于电子设备的前侧的摄像模组，即前置摄像模组通常为定焦摄像模组，其光学镜头相对于感光芯片的相对位置保持不变，虽然光学镜头不必预留行程空间而能够降低定焦摄像模组的整体高度尺寸，但是定焦摄像模组的成像能力受到较大的限制而进一步限制电子设备的应用场景。
另外，由于潜望式摄像模组具有光学变焦的能力，被广泛的应用到阵列摄像模组中。然而现有的潜望式摄像模组存在体积大、结构复杂等问题，潜望式摄像模组主要是通过光路转折的方式实现远景拍摄，这导致潜望式摄像模组往往需要配备具有较大焦距的光学镜头，在光学理论的限制下，基于大焦距的光学镜头所构建的光路需要具有足够的长度，通常来讲，长焦潜望式摄像模组可以具有大于或等于15mm的有效焦距，或者可以具有小于等于25度的视场角，较长的焦距必须具有较长的后焦距，成为缩小潜望式摄像模组尺寸的难点之一，而这使得占据电子终端安装空间难以减小，成为限制现有潜望摄像模组在电子终端的应用，另一方面，由于潜望式摄像模组的实际应用过程中，为满足连续变焦和清晰成像，模组内部需要设置致动系统用于驱动至少两可移动的透镜组，其中，一组用于实现变焦，即改变焦距，另一组用于实现对焦，即沿光轴移动镜头，调节光学系统与感光组件的距离，使成像清晰，而至少两透镜组的移动方向相同，均为轴向移动，导致潜望式光变模组的长度过长，占据较大的安装空间。
发明内容
本发明的一个主要优势在于提供一液体透镜和摄像模组，其中所述液体透镜基于电润湿效应改变透镜的光焦度，有利于摄像模组的连续变焦。
本发明的另一个优势在于提供一液体透镜和摄像模组，其中所述液体透镜包括一第一液体、一第二液体以及一第三液体，第一液体与第二液体互不相容，第二液体与第三液体互不混溶，并且所述第一液体和所述第二液体之间形成一第一界面、所述第二液体和所述第三液体之间形成一第二界面，通过电润湿效应控制所述第一界面和所述第二界面的曲率，有利于提升所述液体透镜的光焦度。
本发明的另一个优势在于提供一液体透镜和摄像模组，其中所述液体透镜包括一基座和被内置于所述基座的至少一电极组，其中所述电极与所述基座一体地成型，由所述基座固定和支撑所述电极，有利于提高所述液体透镜的结构稳定性。
本发明的另一个优势在于提供一液体透镜和摄像模组，其中所述电极包括一第一电极和一第二电极，其中所述第一电极和所述第二电极通过膜内注塑的方式一体地成型于所述基座，简化了所述液体透镜的制作工艺，提供了结构稳定性。
本发明的另一个优势在于提供一液体透镜和摄像模组，其中所述镜头包括至少一所述的液体透镜，无需设置驱动所述液体透镜的驱动装置，可简化结构，降低制造成本。
本发明的另一个优势在于提供一液体透镜和摄像模组，其中所述镜头组件能够避免在移动过程中发生抖动，有利于提高拍摄效果。
本发明的另一个优势在于提供一液体透镜和摄像模组，其中所述摄像模组的所述镜头组件通过透镜结构改善，提升了光焦度变化，实现变焦能力，可以取消变焦马达，大幅度地降低模组的制造成本和制造难度。
本发明的另一个优势在于提供一液体透镜和摄像模组，其中本发明成功地提供一结构紧凑，光变长度小的连续变焦成像模组，且结构简单，成本低。
本发明的另一个优势在于提供一液体透镜和摄像模组，其中本发明提供一变焦响应速度快的连续变焦成像模组，且变焦范围大，成像质量高。
依本发明的一个方面，能够实现前述目的和其他目的和优势的本发明的一液体透镜，包括：
一基座；
一第一液体、一第二液体、以及一第三液体，其中所述第一液体、所述第二液体以及所述第三液体被保持在所述基座，并且所述第一液体、所述第二液体以及所述第三液体沿所述基座的一光轴方向依次地排布，所述第一液体和所述第二液体不相混溶，所述第二液体和所述第三液体不相混溶，并且所述第一液体和所述第三液体为导电液体，所述第二液体为绝缘液体，其中所述第一液体和所述第二液体的液液界面限定一第一界面，所述第二液体和第三液体的液液界面限定一第二界面；以及
一电极组，其中所述电极组包括一第一电极、一第二电极以及一第三电极，其中所述第一电极可电导通于所述第一液体，所述第三电极可电导通于所述第三液体，所述第二电极相绝缘于所述第一液体和所述第三液体。
根据本发明的一实施例，所述第一液体、所述第二液体以及所述第三液体的密度相同，并且所述第一液体和所述第二液体的折射率不同，所述第二液体和所述第三液体的折射率不同。
根据本发明的一实施例，所述第一液体的折射率小于第二液体的折射率，所述第二液体的折射率大于第三液体的折射率，以满足所述液体透镜所需光焦度范围的透镜的特性。
根据本发明的一实施例，所述基座包括一支撑基座，被设置于所述支撑基座的一入光侧基板以及一出光侧基板，其中所述入光侧基板被设置于所述支撑基座的一入光侧，所述出光侧基板被设置于所述支撑基座的一出光侧，并在所述支撑基座的内侧形成一封闭的容置空间，其中所述第一液体、所述第二液体以及所述第三液体被保持在所述支撑基座的所述容置空间。
根据本发明的一实施例，所述支撑基座包括一支撑主体和被设置于所述支撑主体的一介电层，其中所述支撑主体为导电材料，所述介电层为绝缘材料，并且所述第二电极与所述支撑主体相电气地连接，或者所述支撑主体为所述第二电极，借由所述介电层电绝缘于所述第一液体和所述第三液体。
根据本发明的一实施例，所述介电层包括一介电内层、一介电入光层以及一介电出光层，其中所述介电层的所述介电内层被形成于所述支撑主体的所述内环面，所述介电入光层被形成于所述支撑主体的所述入光侧表面，所述介电出光层被形成于所述支撑主体的所述出光侧表面，其中所述第一电极密封地连接于所述介电入光层，所述第三电极密封地连接于所述介电出光层。
根据本发明的一实施例，所述电极组被内嵌于所述支撑基座，所述支撑基座通过模塑的方式一体地成型于所述电极组，通过所述支撑基座固定和支撑所述电极组，其中所述支撑基座为绝缘材料。
根据本发明的一实施例，所述第一电极包括一第一电极主体，自所述第一电极主体一体延伸的一第一电极内触点以及一第一电极外触点，所述第一电极内触点自所述第一电极主体延伸至所述容置空间，并与所述第一液体接触，所述第三电极包括一第三电极主体，自所述第三电极主体一体地延伸的一第三电极内触点以及一第三电极外触点，其中所述第三电极内触点自所述第三电极主体向内延伸至所述容置空间，并且所述第三电极内触点与所述第三液体相接触。
根据本发明的一实施例，所述第一电极通过涂覆的方式被形成于所述入光侧基板的内表面，并通过所述第一电极密封地固定于所述支撑基座的所述介电层，所述第三电极通过涂覆的方式被形成于所述出光侧基板的内表面，并通过所述第三电极密封地固定于所述介电层。
根据本发明的一实施例，所述第二电极包括一第一内嵌体、一第二内嵌体以及一第二电极触点，其中所述第二电极的所述第二电极触点自所述支撑基座向外突出，所述第二电极的所述第一内嵌体和所述第二内嵌体被所述支撑基座覆盖，并且所述支撑基座在所述第二电极的所述第一内嵌体的内侧形成一介电层。
根据本发明的另一方面，本发明进一步提供一镜头组，包括：
一液体透镜；
至少一镜片单元；以及
一驱动器，其中所述液体透镜和所述至少一镜片单元沿同一光轴方向设置，所述液体透镜包括：
一基座；
一第一液体、一第二液体、以及一第三液体，其中所述第一液体、梭胡第二液体以及所述第三液体被保持在所述基座，并且所述第一液体、所述第二液体以及所述第三液体沿所述基座的一光轴方向依次地排布，所述第一液体和所述第二液体不相混溶，所述第二液体和所述第三液体不相混溶，并且所述第一液体和所述第三液体为导电液体，所述第二液体为绝缘液体，其中所述第一液体和所述第二液体的液液界面限定一第一界面，所述第二液体和第三液体的液液界面限定一第二界面；以及
一电极组，其中所述电极组包括一第一电极、一第二电极以及一第三电极，其中所述第一电极可电导通于所述第一液体，所述第三电极可电导通于所述第三液体，所述第二电极相绝缘于所述第一液体和所述第三液体；
其中所述驱动器与所述电极组的所述第一电极、所述第二电极以及所述第三电极相电气连接，由所述驱动器向所述第一电极、所述第二电极以及所述第三电极施加电压，以调整所述第一界面和所述第二界面的面型，从而调整所述镜头组件的光焦度。
根据本发明的另一方面，本发明进一步提供一摄像模组，包括：
一镜头组件；
一感光组件，其中所述镜头组件沿所述感光组件的一感光路径设置；以及
一驱动装置，其中所述驱动装置与所述感光组件相传动地连接，由所述驱动装置驱动所述感光组件移动，所述镜头组件包括：
一液体透镜；
至少一镜片单元；以及
一驱动器，其中所述液体透镜和所述至少一镜片单元沿同一光轴方向设置，所述液体透镜包括：
一基座；
一第一液体、一第二液体、以及一第三液体，其中所述第一液体、梭胡第二液体以及所述第三液体被保持在所述基座，并且所述第一液体、所述第二液体以及所述第三液体沿所述基座的一光轴方向依次地排布，所述第一液体和所述第二液体不相混溶，所述第二液体和所述第三液体不相混溶，并且所述第一液体和所述第三液体为导电液体，所述第二液体为绝缘液体，其中所述第一液体和所述第二液体的液液界面限定一第一界面，所述第二液体和第三液体的液液界面限定一第二界面；以及
一电极组，其中所述电极组包括一第一电极、一第二电极以及一第三电极，其中所述第一电极可电导通于所述第一液体，所述第三电极可电导通于所述第三液体，所述第二电极相绝缘于所述第一液体和所述第三液体；
其中所述驱动器与所述电极组的所述第一电极、所述第二电极以及所述第三电极相电气连接，由所述驱动器向所述第一电极、所述第二电极以及所述第三电极施加电压，以调整所述第一界面和所述第二界面的面型，从而调整所述镜头组件的光焦度。
根据本发明的一实施例，进一步包括一光转折元件、其中所述光转折元件被设置于所述镜头组件的光入射方向的前端，通过所述光转折元件调整光路的走向。
根据本发明的一实施例，所述镜头组件包括一变倍组镜头组件和一补偿组镜头组件，其中所述变倍组镜头组件和所述补偿组镜头组件沿同一光轴同轴地设置，其中所述变倍组镜头组件被用于主动调整焦距，所述补偿组镜头组件被用于补偿所述变倍组镜头组件引起的光学系统的焦变。
根据本发明的一实施例，所述第一液体、所述第二液体以及所述第三液体的密度相同，并且所述第一液体和所述第二液体的折射率不同，所述第二液体和所述第三液体的折射率不同。
根据本发明的一实施例，所述第一液体的折射率小于第二液体的折射率，所述第二液体的折射率大于第三液体的折射率，以满足所述液体透镜所需光焦度范围的透镜的特性。
根据本发明的一实施例，所述基座包括一支撑基座，被设置于所述支撑基座的一入光侧基板以及一出光侧基板，其中所述入光侧基板被设置于所述支撑基座的一入光侧，所述出光侧基板被设置于所述支撑基座的一出光侧，并在所述支撑基座的内侧形成一封闭的容置空间，其中所述第一液体、所述第二液体以及所述第三液体被保持在所述支撑基座的所述容置空间。
根据本发明的一实施例，所述支撑基座包括一支撑主体和被设置于所述支撑主体的一介电层，其中所述支撑主体为导电材料，所述介电层为绝缘材料，并且所述第二电极与所述支撑主体相电气地连接，或者所述支撑主体为所述第二电极，借由所述介电层电绝缘于所述第一液体和所述第三液体。
根据本发明的一实施例，所述介电层包括一介电内层、一介电入光层以及一介电出光层，其中所述介电层的所述介电内层被形成于所述支撑主体的所述内环面，所述介电入光层被形成于所述支撑主体的所述入光侧表面，所述介电出光层被形成于所述支撑主体的所述出光侧表面，其中所述第一电极密封地连接于所述介电入光层，所述第三电极密封地连接于所述介电出光层。
根据本发明的一实施例，所述电极组被内嵌于所述支撑基座，所述支撑基座通过模塑的方式一体地成型于所述电极组，通过所述支撑基座固定和支撑所述电极组，其中所述支撑基座为绝缘材料。
根据本发明的一实施例，所述第一电极包括一第一电极主体，自所述第一电极主体一体延伸的一第一电极内触点以及一第一电极外触点，所述第一电极内触点自所述第一电极主体延伸至所述容置空间，并与所述第一液体接触，所述第三电极包括一第三电极主体，自所述第三电极主体一体地延伸的一第三电极内触点以及一第三电极外触点，其中所述第三电极内触点自所述第三电极主体向内延伸至所述容置空间，并且所述第三电极内触点与所述第三液体相接触。
通过对随后的描述和附图的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。
本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明和附图得以充分体现。
附图说明
图1是根据本发明的第一较佳实施例的一液体透镜的结构示意图。
图2是根据本发明上述第一较佳实施例的所述液体镜头的另一可选实施方式的示意图。
图3A和图3B是根据本发明上述第一较佳实施例的所述液体透镜的光焦度变化的示意图。
图4是根据本发明的一较佳实施例的一镜头组件的结构示意图。
图5是根据本发明的一较佳实施例的一摄像模组的结构示意图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
参照本发明说明书附图之图1所示，依照本发明第一较佳实施例的一液体透镜100在接下来的描述中被阐明。所述液体透镜100包括一基座10、被保持在所述基座10的一第一液体20、一第二液体30、以及一第三液体40，以及至少一电极组50，所述第一液体20、所述第二液体30以及所述第三液体40沿光轴方向自所述基座10的入射光侧至出射光侧依次地排布，并且所述第一液体20与所述第二液体30不相混溶，所述第二液体30与所述第三液体40不相混溶，即所述第二液体30位于所述第一液体20和所述第三液体40之间，并保持所述第一液体20和所述第三液体40不相接触和不相混溶。
所述第一液体20和所述第三液体40为导电液体，所述第二液体30为绝缘液体，优选地，在本发明的该优选实施例中，所述第一液体20和所述第三液体40为水溶性液体，所述第二液体30可以但不限于含油或油性物质。值得一提的是，本发明的所述第一液体20、所述第二液体30以及所述第三液体40的密度近似相等，以确保结构不受重力方向的影响。
所述第一液体20和所述第二液体30的液液界面限定了一第一界面203，所述第二液体30和第三液体40的液液界面限定了一第二界面304，其中所述第一界面203是形成在所述第一液体20和所述第二液体30之间的形状可变的交界面，所述第二界面304是形成在所述第二液体30和所述第三液体40之间的形状可变的交界面。值得一提的是，所述第一界面203和所述第二界面304是通过电润湿效应控制形状，从而调整光线经所述第一液体20、所述第二液体30以及所述第三液体40时的光路。
值得一提的是，在本发明的该优选实施例中，所述第一液体20和所述第二液体30的折射率不同，所述第二液体30和所述第三液体40的折射率不同，以便当光线自所述第一液体20经所述第一界面203到所述第二液体30时，光线经所述第一界面203折射，从而改变光线传输的方向；光线自所述第二液体30经所述第二界面304到所述第三液体40时，光线经所述第二界面304折射，从而进一步地改变光线传输的方向，以适应光线传输的要求。
可以理解的是，在本发明的该优选实施例中，通过所述第一界面203和所述第二界面304的面型调整光线传输路径，从而调整所述液体透镜100的光焦度。当所述第一界面203和/或所述第二界面304的曲率变化时，光线经所述第一界面203和所述第二界面304折射后形成的光线传输方向变化，从而调整所述液体透镜100的光焦度范围。
优选地，在本发明的该优选实施例中，所述第一液体20的折射率小于第二液体30的折射率，所述第二液体30的折射率大于第三液体40的折射率，从而使得所述第一界面203和所述第二界面304具有所需光焦度范围的透镜的特性。
所述基座10包括一支撑基座11，被设置于所述支撑基座11的一入光侧基板12以及一出光侧基板13，其中所述入光侧基板12被设置于所述支撑基座11的一入光侧，所述出光侧基板13被设置于所述支撑基座11的一出光侧。所述支撑基座11被所述入光侧基板12和所述出光侧基板13密封，并在所述支撑基座11的内侧形成一封闭的容置空间101，其中所述第一液体20、所述第二液体30以及所述第三液体40被保持在所述支撑基座11的所述容置空间101。值得一提的是，外界光线从所述支撑基座11的所述入光侧经所述入光侧基板12入射到所述容置空间101，并经所述第一液体20、第二液体30以及所述第三液体40的折射后，再经所述出光侧基板13向外出射。
相应地，所述入光侧基板12和所述出光侧基板13为刚性透光材料。优选地，所述入光侧基板12和所述出光侧基板13为透光玻璃，允许光线透过。值得一提的是，所述入光侧基板12和所述出光侧基板13的前后表面可以为平面或曲面，比如凸面。在本发明的该优选实施例中，所述入光侧基板12和所述出光侧基板13的面型在此仅仅作为示例性质的，而非限制。
所述支撑基座11包括一支撑主体111和至少一支架单元112，其中所述支架单元112被设置于所述支撑主体111的所述入光侧或出光侧。所述支撑主体111具有中空通孔的环形结构，其中所述容置空间101被形成于所述支撑主体111的内侧。
相应地，所述支撑基座11的所述支撑主体111具有一入光口1111和一出光口1112，其中所述入光口1111被形成于所述支撑基座11的入光侧，所述出光口1112被形成于所述支撑基座11的出光侧，其中所述入光口1111和所述出光口1112与所述基座10的所述容置空间101相连通。所述支撑主体111进一步具有一入光侧表面1113和一出光侧表面1114，其中所述入光侧基板12被密封于所述支撑主体111的所述入光侧表面1113，并由所述入光侧基板12密封所述支撑主体111的所述入光口1111；所述出光侧基板13密封于所述支撑主体111的所述出光侧表面1114，并由所述出光侧基板13密封所述支撑主体111的所述出光口1114。
优选地，在本发明的该优选实施例中，所述支撑主体111的所述入光口1111的口径大于所述出光口1112的口径，即所述支撑主体111可用于汇聚入光侧方向的光线进入到所述容置空间101。所述支撑主体111进一步具有一内环面1115，其中所述内环面1115被形成于所述支撑主体111的内侧，并且由所述支撑主体111的所述内环面1115环绕在所述容置空间101。优选地，在本发明的该优选实施例中，所述内环面1115自所述支撑主体111的所述出光口1112朝所述入光口1111方向倾斜向外地延伸，以形成一敞口型的容置空间。
值得一提的是，在本发明的该优选实施例中，所述支撑基座11的所述支撑主体111可以但不限于金属材料或塑料材料。
所述电极组50被设置于所述支撑基座11，并且可导通于所述第一液体20和/或第三液体40。详细地说，所述电极组50包括一第一电极51、一第二电极52以及一第三电极53，其中所述第一电极51与所述第一液体20相接触，由所述第一电极51电导通于所述第一液体20；所述第三电极53与所述第三液体40相接触，并由所述第三电极53电导通于所述第三液体40。所述第二电极52与所述第一液体20和所述第三液体40相绝缘地设置，并且所述第二电极52与所述第一电极51和所述第三电极53不相接触，也不导通。
所述第一电极51被设置于所述支撑基座11的所述入光侧，所述第三电极53被设置于所述支撑基座11的所述出光侧，所述第二电极52位于所述第一电极51和所述第三电极53之间。优选地，在本发明的该优选实施例中，所述支撑基座11的所述支撑主体111为金属，所述第二电极52与所述支撑主体111相电连接。更优选地，在本发明的该优选实施例中，所述第二电极52与所述支撑主体111为同一结构，即所述支撑主体111即被用于支撑所述入光侧基板12和所述出光侧基板13，还被用作所述电极组50的所述第二电极52。
相应地，所述支撑基座11进一步包括至少一介电层113，其中所述介电层113被设置于所述支撑主体111，其中所述介电层113为绝缘材料，藉由所述介电层113保持所述第一液体20、所述第三液体40与所述第二电极52相电绝缘。
所述第一电极51和所述第三电极53被设置于所述支撑基座11的所述支撑主体111，并且所述介电层113间隔在所述支撑主体111和所述第一电极51、第三电极53之间。相应地，所述介电层113包括一介电内层1131、一介电入光层1132以及一介电出光层1133，其中所述介电层113的所述介电内层1131被形成于所述支撑主体111的所述内环面1115，所述介电入光层1132被形成于所述支撑主体111的所述入光侧表面1113，所述介电出光层1133被形成于所述支撑主体111的所述出光侧表面1114。
优选地，所述介电层113通过涂覆的方式被形成于所述支撑基座11的所述支撑主体111，所述介电层113可以但不限于模塑材料或者油墨，通过所述介电层防止外界杂散光进入到所述容置空间101。
所述介电入光层1132间隔在所述第一电极51和所述第二电极52(支撑主体111)之间，所述介电出光层1133间隔在所述第二电极52(支撑主体111)和所述第三电极53之间，以使得所述第一电极51与所述第二电极52电绝缘，所述第二电极52与所述第三电极53电绝缘。
值得一提的是，所述第一电极51、所述第二电极52以及所述第三电极53为金属材料。所述第一电极51位于所述支撑主体111的入光侧，其中所述第一电极51包括一第一电极主体511，自所述第一电极主体511一体延伸的一第一电极内触点512以及一第一电极外触点513。所述第一电极主体511被贴附在所述介电层113，所述第一电极内触点512自所述第一电极主体511延伸至所述容置空间101，并与所述第一液体20接触，所述第一电极外触点513自所述第一电极主体511向外延伸，并通过所述第一电极外触点513与驱动电源连接。
所述第三电极53包括一第三电极主体531，自所述第三电极主体531一体地延伸的一第三电极内触点532以及一第三电极外触点533，其中所述第三电极主体531被贴附于所述介电层113的所述介电出光层1133。所述第三电极内触点532自所述第三电极主体531向内延伸至所述容置空间，并且所述第三电极内触点532与所述第三液体40相接触，所述第三电极外触点533自所述第三电极主体531向外延伸，并通过所述第三电极外触点533与驱动电源连接。
可以理解的是，所述介电层113被包覆在所述第二电极52的内侧、入光侧以及出光侧，通过所述介电层113防止所述第二电极52与所述容置空间101内的所述第一液体20和/或第三液体30接触。
优选地，在本发明的该优选实施例中，所述第一电极51和所述第三电极53是由涂覆的导电材料形成的，其中所述第一电极51被形成于所述入光侧基板12，所述第三电极53被形成于所述出光侧基板13。
所述第一电极51被形成于所述入光侧基板12的内侧面，由所述入光侧基板12固定和支撑所述第一电极51，其中所述第一电极51被所述入光侧基板12保持与所述第一液体20接触，从而有利于提高所述第一电极51与所述第一液体20接触的稳定性。所述第三电极53被形成于所述出光侧基板13的内侧面，由所述出光侧基板13固定和支撑所述第三电极53，其中所述第三电极53被所述出光侧基板13保持与所述第三液体40接触，从而有利于提高所述第三电极53与所述第三液体40接触的稳定性。
值得一提的是，在本发明的该优选实施例中，所述第一电极51通过涂覆的方式被形成于所述入光侧基板12的内表面，并通过所述第一电极51密封地固定于所述支撑基座11的所述介电层113的所述介电入光层1132；所述第三电极53通过涂覆的方式被形成于所述出光侧基板13的内表面，并通过所述第三电极53密封地固定于所述介电层113的所述介电出光层1133，简化了所述液体透镜的整体结构。
可选地，在本发明的其他可选实施方式中，所述第一电极51、所述第二电极52以及所述第三电极53被实施为其他导电材料，比如石墨材料或者导电胶。因此，在本发明的该优选实施例中，所述电极组50的材料在此仅仅作为示例性质的，而非限制。
值得一体地是，在本发明的该优选实施例中，所述第一电极51被涂覆在所述入光侧基板12的外沿，所述第三电极53被涂覆在所述出光侧基板12的外沿，其中所述第一电极51的内侧对应于所述入光侧基板12的部分和所述第三电极53内侧对应于所述出光侧基板13的部分形成通光孔径，允许光线进入和出射。
所述支架单元112被设置于所述支撑主体111的所述入光侧和/或出光侧，由所述支架单元112进一步地固定所述电极组50。优选地，所述支架单元112呈环状，并具有一通孔，所述入光侧基板12和/或所述出光侧基板13被所述支架单元112保持在所述通孔，从而避免损伤所述入光侧基板12和/或所述出光侧基板13。
作为示例的，在本发明的该优选实施例中，所述支架单元112被设置于所述支撑主体111的所述出光侧，其中所述支架单元112固定所述电极组50的所述第三电极53，通过所述支架单元112保护所述第三电极53，和进一步地固定所述第三电极53于所述介电层113，提高了所述液体透镜的结构稳定性。
如图3A和图3B示出了所述液体透镜在不通电状态和通电状态下的结构形状的改变，利用电润湿效应，能够根据施加在两电极之间的电压V来调整两种液体的界面的面型曲率的变化，从而使得透镜的光焦度发生改变。
当所述液体透镜在不通电的情况下，所述液体透镜的所述第一界面203为凹形面，所述第二界面304为凸形面，即所述第一界面203自所述入光侧向所述出光侧凸出，所述第二界面304自所述出光侧向所述入光侧凸出，从而使得穿过所述第一界面203和所述第二界面304的光线经折射向外扩散。当所述液体透镜的所述电极组50施加电压时，即所述第一电极51和所述第二电极52之间施加电压，和/或所述第二电极52与所述第三电极53之间施加电压，或者所述第一电极51、所述第二电极52以及所述第三电极53被施以不同电压。基于电润湿效应，所述第一界面203和所述第二界面304的界面面型发生变化，同时这种响应也引起了流体位置发生变化。所述第一界面203的面型转变为凸形面，所述第二界面304的面型转变为凹形面，从而使得光线经过所述第一界面203和所述第二界面304后汇聚。
值得一提的是，所述第一界面203和所述第二界面304的界面变化的曲率能够改变焦距，可以将两种流体之间的半月面用作液体透镜，来实现光焦度的变化。所述第一界面203的曲率由所述第一电极51和所述第二电极52之间的电压控制，所述第二界面304的曲率由所述第二电极52与所述第三电极53之间的电压控制。因此，可通过控制所述第一电极51和所述第二电极52之间的压差值控制所述第一界面203的面型曲率变化，通过控制所述第二电极52和所述第三电极53之间的压差值控制所述第二界面304的面型曲率变化。
电润湿的基本原理：
容器内有三个接触面需要考虑，一是金属电极和电解质之间的接触面，二是油状物和电解质之间的接触面(即透镜面)，三是金属电极和油状物之间的接触面，在这三个接触面之间都存在着表面张力，透镜面的形状正是由这三个表面张力的大小决定的，电湿润现象改变了这三个力的大小，使其重新达到平衡，进而控制了透镜面的形状。在没有加电压之前，透镜面和电极之间的接触角H0是很小的，主要由三个接触面的张力决定，即
cos H0＝(CSW-CSO)/COW
其中CSW、CSO、COW分别为电解液与电极、油滴与电极及电解液与油滴之间的张力系数。如果在电极上加上电压，则会存在静电力的作用。由于液体透镜的一个电极与电解质溶液接触，而另一个电极被一层薄薄的绝缘体所覆盖，同时与如果在电极上加上电压，则会存在静电力的作用。由于液体透镜的一个电极与电解质溶液接触，而另一个电极被一层薄薄的绝缘体所覆盖，同时与电解质溶液和非极性油状物接触；结果，在绝缘电极与电解质溶液之间的接触面上，电荷逐渐增多，使油状物与电极之间的表面张力增加，进而H0(θ0)变为H(θ01)，H由下式决定
液体1、液体2和介电层三者之间的界面力平衡关系为：
Figure BDA0003113097150000141
其中γ12是液体1和液体2之间的表面张力，θ0是没有施加电压的初始接触角，θ01是施加电压时的接触角，d是介电层的厚度，ε＝ε0εr是介电常数，U是施加在两电极上的外部电压。当施加在液体上的外力达到平衡时，满足以下公式：
F+γD2＝γ12cosθ1+γ1D
其中，F代表每米的电力，γD2是介电层和液体2之间的表面张力，γ1D是液体1和介电层之间的表面张力。
参照本发明说明书附图之图2所示，依照本发明另一方面，本发明进一步提供了一液体透镜100A的另一可选实施方式，所述液体透镜100A与上述较佳实施例的所述液体透镜100不同点在于所述液体透镜100A的一基座10A和所述电极组50A。所述基座10A包括一支撑基座11A和被设置于所述支撑基座11A的一入光侧基板12A以及一出光侧基板13A，并且所述入光侧基板12A和所述出光侧基板13A密封在所述支撑基座11A的前后，并在所述支撑基座11A的内侧形成一密封的容置空间101A。
与上述较佳实施例不同的是，所述电极组50A被内嵌于所述支撑基座11A，并通过所述支撑基座11A支撑和保护所述电极组50A的一第一电极51A、一第二电极52A以及一第三电极53A。在本发明的该优选实施例中，所述支撑基座11A为塑料材料或者其他绝缘材料，并且所述支撑基座11A通过模塑的方式一体地成型于所述电极组50A的所述第二电极52A，即所述第二电极52A被内嵌于所述支撑基座11A。
优选地，所述第一电极51A、所述第二电极52A以及所述第三电极53A为导电金属，并且所述第一电极51A、所述第二电极52A以及所述第三电极53A通过insert molding的方式被内嵌在所述支撑基座11A。所述第二电极52A包括一第一内嵌体521A、一第二内嵌体522A以及一第二电极触点523A，其中所述第二电极52A的所述第二电极触点523A自所述支撑基座11A向外突出，并且通过所述第二电极52A的所述第二电极触点523A电导通所述第一内嵌体521A和所述第二内嵌体522A。
优选地，所述第二电极52A的所述第一内嵌体521A和所述第二内嵌体522A被所述支撑基座11A覆盖或包裹，借以所述支撑基座11A固定所述第二电极52A的所述第一内嵌体521A和所述第二内嵌体522A。
所述支撑基座11A包裹所述第二电极52A的所述第一内嵌体521A，且由所述支撑基座11A间隔所述第二电极52A与内部的所述第一液体20、所述第三液体40，避免所述第二电极52A与所述第一液体20、第三液体40相接触。
优先地，所述支撑基座11A在所述第二电极52A的所述第一内嵌体521A的内侧形成一介电层113A，其中所述介电层113A为绝缘材料，借以所述介电层113A电绝缘所述第一液体20和所述第三液体40于所述第二电极52A。
值得一提的是，所述第二电极52A被内嵌于所述支撑基座11A，并由所述支撑基座11A提供隔绝的绝缘层，有利于简化所述透镜的结构。所述第二电极52A的所述第二内嵌体522A连接所述第一内嵌体521A于所述第二电极触点523A。
本领域技术人员可以理解的是，所述第二电极52A被内嵌于所述支撑基座11A，并通过所述支撑基座11A固定和支撑所述第二电极52A，并由所述支撑基座11A保持所述第二电极52A在固定的位置，有利于提高所述液体透镜100结构的稳定性。此外，所述支撑基座11A还提供在所述液体和所述第二电极52A之间的介电层113A，简化了所述液体透镜的整体结构。
优选地，所述第一电极51A被内嵌在所述支撑基座11A的入光侧，所述第三电极53A被内嵌在所述支撑基座11A的所述出光侧，通过所述支撑基座11A固定和支撑所述第一电极51A和所述第三电极53A。值得一提的是，在本发明的该优选实施例中，所述第一电极51A和所述第三电极53A的结构与上述第一较佳实施例相同，在此不做赘述。
参照本发明说明书附图之图4所示，依照本发明的另一方面，本发明进一步提供一镜头组件1000，其中所述镜头组件1000包括任一上述的液体透镜100、至少一镜片单元200以及与所述液体透镜100相电气连接的一驱动器300，其中所述镜片单元200与所述液体透镜100沿同一光轴方向设置。作为示例的，在本发明的该优选实施例中，所述镜片单元200位于所述液体透镜100的光入射方向的前方或后方，通过所述液体透镜100调整所述镜头组件1000的焦距。所述驱动器300与所述液体透镜100相电气地连接，由所述驱动器300电导通所述液体透镜100的所述电极组40，以通过所述驱动器300向所述电极组40的所述第一电极41和所述第二电极42施加外部电压，进而调整所述液体透镜100光焦度的变化。
值得一提的是，在本发明的该优选实施例中，所述镜头组件1000的所述镜片单元200可以但不限于一玻璃镜片或塑料镜片，其中所述镜片单元200的具体类型中在此仅仅作为示例的，而非限制。
可以理解的是，本发明该优选实施例的所述镜头组件1000在调焦或变焦过程中无需驱动装置驱动任一镜片移动，简化了镜头的结构，降低了整体的制造成本。另一方面，所述镜头组件1000在调焦或变焦过程中无需调整所述镜头组件1000的位置，因此不会因为移动而产生抖动，从而有利于提高拍摄质量。
参照本发明说明书附图之图5所示，依照本发明的另一方面，本发明进一步提供一摄像模组，其中所述摄像模组包括至少一镜头组件1000、一感光组件2000以及一驱动装置3000，所述镜头组件1000沿所述感光组件2000的感光路径设置，其中所述驱动装置3000与所述感光组件2000相传动地连接，由所述驱动装置3000驱动所述感光组件2000移动，以使得成像清晰。
值得一提的是，在本发明的该优选实施例中，所述摄像模组为潜望式摄像模组，相应地，所述摄像模组进一步包括一光转折元件4000、其中所述光转折元件4000被设置于所述镜头组件1000的光入射方向的前端，通过所述光转折元件4000调整光路的走向。
在本发明的该优选实施例中，所述镜头组件1000进一步包括一变倍组镜头组件1000a和一补偿组镜头组件1000b，其中所述变倍组镜头组件1000a和所述补偿组镜头组件1000b沿同一光轴同轴地设置，其中所述变倍组镜头组件1000a被用于主动调整焦距，所述补偿组镜头组件1000b被用于补偿所述变倍组镜头组件1000a引起的光学系统的焦变。
可以理解的是，所述变倍组镜头组件1000a和所述补偿组镜头组件1000b与上述镜头组件1000的结构相同，其中所述变倍组镜头组件1000a被设置于所述补偿组镜头组件1000b的光入射方向的前端。所述变倍组镜头组件1000a的所述液体透镜100a被用于所述摄像模组的主动变焦；所述补偿组镜头组件1000b的所述液体透镜100b被用于所述摄像模组的补偿所述变倍组镜头组件1000a引起的光学系统的焦变。所述感光组件2000被所述驱动装置3000驱动，进行对焦移动，调整所述感光组件2000与所述镜头组件1000的位置距离，使得所述感光组件2000成像清晰。
本领域技术人员可以理解的是，在此过程中，无需移动所述变倍组镜头组件1000a和补偿组镜头组件1000b的位置，也无需设置用于驱动镜头组移动的驱动装置。因此，在保证实现变焦功能的前提下，可极大地简化所述摄像模组的整体结构，降低制造成本；同时，避免了镜头组在移动过程中发生抖动，提高画质拍摄效果。
另外，可以理解的是，通过所述液体透镜100的结构改善，提升光焦度，在不需要变焦马达的情况下，通过所述变倍组镜头组件1000a和补偿组镜头组件1000b的所述液体透镜100实现了所述摄像模组的变焦能力。因此在只保留AF马达的情况下，可大幅降低模组成本和制造难度。
本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (21)

1.一液体透镜，其特征在于，包括：
一基座；
一第一液体、一第二液体、以及一第三液体，其中所述第一液体、所述第二液体以及所述第三液体被保持在所述基座，并且所述第一液体、所述第二液体以及所述第三液体沿所述基座的一光轴方向依次地排布，所述第一液体和所述第二液体不相混溶，所述第二液体和所述第三液体不相混溶，并且所述第一液体和所述第三液体为导电液体，所述第二液体为绝缘液体，其中所述第一液体和所述第二液体的液液界面限定一第一界面，所述第二液体和第三液体的液液界面限定一第二界面；以及
一电极组，其中所述电极组包括一第一电极、一第二电极以及一第三电极，其中所述第一电极可电导通于所述第一液体，所述第三电极可电导通于所述第三液体，所述第二电极相绝缘于所述第一液体和所述第三液体。
2.根据权利要求1所述的液体透镜，其中所述第一液体、所述第二液体以及所述第三液体的密度相同，并且所述第一液体和所述第二液体的折射率不同，所述第二液体和所述第三液体的折射率不同。
3.根据权利要求2所述的液体透镜，其中所述第一液体的折射率小于第二液体的折射率，所述第二液体的折射率大于第三液体的折射率，以满足所述液体透镜所需光焦度范围的透镜的特性。
4.根据权利要求3所述的液体透镜，其中所述基座包括一支撑基座，被设置于所述支撑基座的一入光侧基板以及一出光侧基板，其中所述入光侧基板被设置于所述支撑基座的一入光侧，所述出光侧基板被设置于所述支撑基座的一出光侧，并在所述支撑基座的内侧形成一封闭的容置空间，其中所述第一液体、所述第二液体以及所述第三液体被保持在所述支撑基座的所述容置空间。
5.根据权利要求4所述的液体透镜，其中所述支撑基座包括一支撑主体和被设置于所述支撑主体的一介电层，其中所述支撑主体为导电材料，所述介电层为绝缘材料，并且所述第二电极与所述支撑主体相电气地连接，或者所述支撑主体为所述第二电极，借由所述介电层电绝缘于所述第一液体和所述第三液体。
6.根据权利要求5所述的液体透镜，其中所述介电层包括一介电内层、一介电入光层以及一介电出光层，其中所述介电层的所述介电内层被形成于所述支撑主体的所述内环面，所述介电入光层被形成于所述支撑主体的所述入光侧表面，所述介电出光层被形成于所述支撑主体的所述出光侧表面，其中所述第一电极密封地连接于所述介电入光层，所述第三电极密封地连接于所述介电出光层。
7.根据权利要求4所述的液体透镜，其中所述电极组被内嵌于所述支撑基座，所述支撑基座通过模塑的方式一体地成型于所述电极组，通过所述支撑基座固定和支撑所述电极组，其中所述支撑基座为绝缘材料。
8.根据权利要求5或7所述的液体透镜，其中所述第一电极包括一第一电极主体，自所述第一电极主体一体延伸的一第一电极内触点以及一第一电极外触点，所述第一电极内触点自所述第一电极主体延伸至所述容置空间，并与所述第一液体接触，所述第三电极包括一第三电极主体，自所述第三电极主体一体地延伸的一第三电极内触点以及一第三电极外触点，其中所述第三电极内触点自所述第三电极主体向内延伸至所述容置空间，并且所述第三电极内触点与所述第三液体相接触。
9.根据权利要求8所述的液体透镜，其中所述第一电极通过涂覆的方式被形成于所述入光侧基板的内表面，并通过所述第一电极密封地固定于所述支撑基座的所述介电层，所述第三电极通过涂覆的方式被形成于所述出光侧基板的内表面，并通过所述第三电极密封地固定于所述介电层。
10.根据权利要求7所述的液体透镜，其中所述第二电极包括一第一内嵌体、一第二内嵌体以及一第二电极触点，其中所述第二电极的所述第二电极触点自所述支撑基座向外突出，所述第二电极的所述第一内嵌体和所述第二内嵌体被所述支撑基座覆盖，并且所述支撑基座在所述第二电极的所述第一内嵌体的内侧形成一介电层。
11.一镜头组件，其特征在于，包括：
一液体透镜；
至少一镜片单元；以及
一驱动器，其中所述液体透镜和所述至少一镜片单元沿同一光轴方向设置，所述液体透镜包括：
一基座；
一第一液体、一第二液体、以及一第三液体，其中所述第一液体、梭胡第二液体以及所述第三液体被保持在所述基座，并且所述第一液体、所述第二液体以及所述第三液体沿所述基座的一光轴方向依次地排布，所述第一液体和所述第二液体不相混溶，所述第二液体和所述第三液体不相混溶，并且所述第一液体和所述第三液体为导电液体，所述第二液体为绝缘液体，其中所述第一液体和所述第二液体的液液界面限定一第一界面，所述第二液体和第三液体的液液界面限定一第二界面；以及
一电极组，其中所述电极组包括一第一电极、一第二电极以及一第三电极，其中所述第一电极可电导通于所述第一液体，所述第三电极可电导通于所述第三液体，所述第二电极相绝缘于所述第一液体和所述第三液体；
其中所述驱动器与所述电极组的所述第一电极、所述第二电极以及所述第三电极相电气连接，由所述驱动器向所述第一电极、所述第二电极以及所述第三电极施加电压，以调整所述第一界面和所述第二界面的面型，从而调整所述镜头组件的光焦度。
12.一摄像模组，其特征在于，包括：
一镜头组件；
一感光组件，其中所述镜头组件沿所述感光组件的一感光路径设置；以及
一驱动装置，其中所述驱动装置与所述感光组件相传动地连接，由所述驱动装置驱动所述感光组件移动，所述镜头组件包括：
一液体透镜；
至少一镜片单元；以及
一驱动器，其中所述液体透镜和所述至少一镜片单元沿同一光轴方向设置，所述液体透镜包括：
一基座；
一第一液体、一第二液体、以及一第三液体，其中所述第一液体、梭胡第二液体以及所述第三液体被保持在所述基座，并且所述第一液体、所述第二液体以及所述第三液体沿所述基座的一光轴方向依次地排布，所述第一液体和所述第二液体不相混溶，所述第二液体和所述第三液体不相混溶，并且所述第一液体和所述第三液体为导电液体，所述第二液体为绝缘液体，其中所述第一液体和所述第二液体的液液界面限定一第一界面，所述第二液体和第三液体的液液界面限定一第二界面；以及
一电极组，其中所述电极组包括一第一电极、一第二电极以及一第三电极，其中所述第一电极可电导通于所述第一液体，所述第三电极可电导通于所述第三液体，所述第二电极相绝缘于所述第一液体和所述第三液体；
其中所述驱动器与所述电极组的所述第一电极、所述第二电极以及所述第三电极相电气连接，由所述驱动器向所述第一电极、所述第二电极以及所述第三电极施加电压，以调整所述第一界面和所述第二界面的面型，从而调整所述镜头组件的光焦度。
13.根据权利要求12所述的摄像模组，进一步包括一光转折元件、其中所述光转折元件被设置于所述镜头组件的光入射方向的前端，通过所述光转折元件调整光路的走向。
14.根据权利要求13所述的摄像模组，其中所述镜头组件包括一变倍组镜头组件和一补偿组镜头组件，其中所述变倍组镜头组件和所述补偿组镜头组件沿同一光轴同轴地设置，其中所述变倍组镜头组件被用于主动调整焦距，所述补偿组镜头组件被用于补偿所述变倍组镜头组件引起的光学系统的焦变。
15.根据权利要求14所述的摄像模组，其中所述第一液体、所述第二液体以及所述第三液体的密度相同，并且所述第一液体和所述第二液体的折射率不同，所述第二液体和所述第三液体的折射率不同。
16.根据权利要求15所述的摄像模组，其中所述第一液体的折射率小于第二液体的折射率，所述第二液体的折射率大于第三液体的折射率，以满足所述液体透镜所需光焦度范围的透镜的特性。
17.根据权利要求16所述的摄像模组，其中所述基座包括一支撑基座，被设置于所述支撑基座的一入光侧基板以及一出光侧基板，其中所述入光侧基板被设置于所述支撑基座的一入光侧，所述出光侧基板被设置于所述支撑基座的一出光侧，并在所述支撑基座的内侧形成一封闭的容置空间，其中所述第一液体、所述第二液体以及所述第三液体被保持在所述支撑基座的所述容置空间。
18.根据权利要求17所述的摄像模组，其中所述支撑基座包括一支撑主体和被设置于所述支撑主体的一介电层，其中所述支撑主体为导电材料，所述介电层为绝缘材料，并且所述第二电极与所述支撑主体相电气地连接，或者所述支撑主体为所述第二电极，借由所述介电层电绝缘于所述第一液体和所述第三液体。
19.根据权利要求18所述的摄像模组，其中所述介电层包括一介电内层、一介电入光层以及一介电出光层，其中所述介电层的所述介电内层被形成于所述支撑主体的所述内环面，所述介电入光层被形成于所述支撑主体的所述入光侧表面，所述介电出光层被形成于所述支撑主体的所述出光侧表面，其中所述第一电极密封地连接于所述介电入光层，所述第三电极密封地连接于所述介电出光层。
20.根据权利要求18所述的摄像模组，其中所述电极组被内嵌于所述支撑基座，所述支撑基座通过模塑的方式一体地成型于所述电极组，通过所述支撑基座固定和支撑所述电极组，其中所述支撑基座为绝缘材料。
21.根据权利要求18或20所述的摄像模组，其中所述第一电极包括一第一电极主体，自所述第一电极主体一体延伸的一第一电极内触点以及一第一电极外触点，所述第一电极内触点自所述第一电极主体延伸至所述容置空间，并与所述第一液体接触，所述第三电极包括一第三电极主体，自所述第三电极主体一体地延伸的一第三电极内触点以及一第三电极外触点，其中所述第三电极内触点自所述第三电极主体向内延伸至所述容置空间，并且所述第三电极内触点与所述第三液体相接触。
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