CN116047835B - 可变光圈、摄像模组及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种可变光圈、摄像模组及电子设备，可变光圈包括固定框、第一电极层、第二电极层、介电弹性体及可变光圈孔，介电弹性体包括圆形的透光调节部，第一电极层和第二电极层形成于介电弹性体的两个表面，第一电极层和第一电极层围绕透光调节部，并形成可变光圈孔，可变光圈孔与透光调节部的正投影完全重合；可变光圈处于断电状态，介电弹性体具有弹性拉伸应力，可变光圈孔的孔径处于第一阙值；第一电极层和第二电极层通电，可变光圈孔的孔径具有第二阙值，在介电弹性体上形成电压以改变弹性拉伸应力进而使可变光圈孔的孔径产生变化，可变光圈孔的孔径的变化值大于等于第二阙值，小于等于第一阙值。

Description

可变光圈、摄像模组及电子设备

技术领域

本申请涉及摄像技术领域，尤其涉及一种可变光圈、摄像模组及电子设备。

背景技术

相机的可变光圈是成像的重要部件，其中，通过改变光圈孔的大小控制进入摄像模组的镜头的光通量，光圈越大，画面景深越浅；光圈越小 ，画面景深越深。连续变化的光圈能够在面对从亮到暗、从暗到亮的拍摄场景时顺滑过渡。

而现有可变光圈是通过机械结构实现多档切换，光圈在不同变化位置无法保证通光孔为标准圆形，容易产生星芒现象，影响相机成像质量。

发明内容

本申请提供一种可变光圈、摄像模组及电子设备，可以解决因机械可变光圈产生的光芒现象而影响拍照质量的技术问题。

本申请的可变光圈包括固定框、第一电极层、第二电极层、介电弹性体及可变光圈孔，所述第一电极层和第二电极层为弹性非透光导电层，所述介电弹性体为弹性透光层；所述固定框具有通光腔体；

所述介电弹性体包括圆形的透光调节部，所述介电弹性体还包括背向设置的内表面和外表面，所述介电弹性体装于所述固定框的通光腔体内并与固定框连接，所述透光调节部与所述固定框的通光腔体同轴；

所述第一电极层形成于所述内表面，所述第二电极层形成于所述外表面，所述第一电极层和第二电极层在所述可变光圈的光轴方向的正投影完全重合；且所述第一电极层和所述第二电极层围绕所述透光调节部，所述第一电极层和所述第二电极层形成所述可变光圈孔，所述可变光圈孔与所述透光调节部在所述可变光圈的光轴方向的正投影完全重合；

所述可变光圈处于断电状态，所述介电弹性体具有沿着所述可变光圈孔的孔径方向且远离所述可变光圈中心的弹性拉伸应力，所述可变光圈孔的孔径处于第一阙值；所述第一电极层和第二电极层通电，所述可变光圈孔的孔径具有第二阙值，

其中，在所述介电弹性体上形成电压以改变所述弹性拉伸应力，使所述介电弹性体产生弹性形变，所述透光调节部的直径沿着所述可变光圈孔的孔径方向变化，进而使所述可变光圈孔的孔径产生变化，所述可变光圈孔的孔径的变化值大于等于第二阙值，小于等于第一阙值；所述可变光圈孔的孔径方向与所述可变光圈的光轴方向垂直。

本实施例中，可变光圈用于摄像模组，可以更好的控制快门速度，光圈越大便可以提高快门速度，但画面的景深也会变浅。摄像模组中通过可变光圈的调节可以在拍清楚人物的同时还能兼顾背后景色。相较于现有技术的采用机械结构形成光圈孔来说，本实施例中的可变光圈采用介电弹性体，且将第一电极层与第二电极层涂布与介电弹性体表面，形成的可变光圈孔，结构简单，占用空间小。重要的是，介电弹性体的透光调节部的圆形轮廓是固定的，在其通电后拉伸或者回缩都是均匀的，可以做到理想化下的圆形孔，可变光圈孔的轮廓是通过透光调节部来限定，通电下调整介电弹性体的电压，利用介电弹性体的透光调节部的伸缩面积的改变来带动可变光圈孔的大小变化，以实现调整可变光圈孔的孔径的大小，并且不会产生轮廓的形变，进而实现光圈的调整。在调整过程中，完全不需要借助机械结构形成光圈孔，可以保证可变光圈孔一直处于标准的圆形状态，在整个光圈大小调节的范围内可变光圈孔均为圆形，不会出现多边形或者明显夹角，因此不会像现有技术机械孔那样在拍摄时差生星芒现象。

一种实施例中，调节所述第一电极层和第二电极层的电压值的大小，进而调节所述透光调节部的直径大小。本实施例中，本申请的驱动力来自于介电弹性体随电压变化产生的形变，不需要通过磁石、线圈结构产生驱动力，介电弹性体的电压大小与可变光圈的孔径大小存在单调映射关系，也无需通过开关或其他传感器检测光圈孔的位置，因此磁场变化不会对可变光圈工作产生影响。

一种实施例中，所述第一电极层和第二电极层通电，在所述介电弹性体上形成电压以减小所述弹性拉伸应力，所述介电弹性体产生与所述弹性拉伸应力反向的回缩应力，使所述透光调节部回缩形变，且所述透光调节部的直径向所述可变光圈的中心方向减小，以使所述可变光圈孔的孔径减小，所述可变光圈孔的孔径最小值为所述第二阙值。本实施例中，所述介电弹性体初始状态具有弹性拉伸趋势，通电后弹性拉伸应力减小而回缩力增大，所述介电弹性体向中心方向回缩，带动第一电极层和第二电极层向中心方向形变，位于中间部位的透光调节部收缩且面积减小，进而使可变光圈孔的孔径减小，操作简单易于实现。在此过程中的第一电极层和第二电极层的面积是变大的，厚度减小。反之，可以实现可变光圈孔的孔径增大。如此只需要增加电压改变透光调节部的形变量即可实现可变光圈孔的孔径的变化，结构简单便于操作，且减小调整误差。

一种实施例中，所述可变光圈包括第一接点片、第二接点片、第一子电极线和第三子电极线，所述第一接点片和第二接点片装于所述固定框且均伸入所述通光腔体，所述第一接点片的一端与所述第一电极层焊接并可导通，另一端与所述第一子电极线连接并导通，所述第二接点片的一端与所述第二电极层焊接并可导通，另一端与所述第二接点片连接并导通。本实施例中，通过第一接点片和第二接点片外接第一子电极线和第三子电极线实现可变光圈的电性连接，并且通过第一接点片和第二接点片来外接电极线与第一、第二电极层的电连接，便于焊接固定，不会损坏第一电极层和第二电极层。

一种实施例中，所述固定框外周面凹设有两个线槽，两个所述线槽沿着所述可变光圈的光轴方向延伸，所述第一子电极线和第三子电极线分别装于两个所述线槽内。本实施例中，将所述第一子电极线和第三子电极线设于固定框外部，便于更换的同时便于与摄像模组的供电元件（走线或者电路板）的连接。

一种实施例中，所述介电弹性体包括连接部、固定部及圆形的透光调节部，所述调节部、所述连接部及所述固定部沿着所述介电弹性体的中心到边缘的方向依次连接，所述连接部围绕所述透光调节部，所述固定部围绕所述连接部，且所述固定部与所述固定框固定。所述固定框的通光腔体的直径与所述连接部的外径相同，防止出透光调节部以外的区域漏光。

所述第一电极层位于所述连接部并围成第一光圈孔，所述第二电极层位于所述连接部并围成第二光圈孔，在所述可变光圈的光轴方向，所述第一电极层和第二电极层与所述连接部的正投影完全重合，且所述第一光圈孔、所述第二光圈孔与所述透光调节部的正投影完全重叠。本实施例的可变光圈孔为第一光圈孔和第二光圈孔共同形成，而第一光圈孔和第二光圈孔又是围绕所述透光调节部的外周，所述透光调节部的圆形轮廓形成了第一光圈孔和第二光圈孔的轮廓，即形成了可变光圈孔的轮廓，如此可以保证可变光圈孔的轮廓不会变形，即保持在圆形孔条件下，进而保证了可变光圈的性能。

一种实施例中，所述固定框包括第一固定框和第二固定框，所述第一固定框端部设有围绕所述可变光圈的光轴设置的第一卡合部，所述第二固定框端部设有围绕所述可变光圈的光轴设置的第二卡合部，所述第一固定框和第二固定框沿着所述可变光圈的光轴方向扣合，所述第一卡合部与所述第二卡合部扣合，所述固定部夹持固定于所述第一卡合部和第二卡合部之间。本实施例中的固定框分为第一固定框和第二固定框，便于介电弹性体的安装与更换。

一种实施例中，所述第一固定框还包括连接端，沿着所述可变光圈的径向，所述连接端的厚度大于所述第一固定框其它位置的厚度，所述第一卡合部设于所述连接端上，所述第一卡合部的宽度方向与所述连接端厚度方向一致。本实施例中将设有第一卡合部的连接端厚度增加，可以保证第一固定框在设置凹槽式的第一卡合部后具有足够强度。

一种实施例中，所述介电弹性体的材料包括硅橡胶、丙烯酸、聚氨酯或者丁腈橡胶。具有较好的伸缩率，且可以实现均匀形变。

一种实施例中，所述第一电极层和所述第二电极层的材料包括石墨烯、碳纳米管、金属纳米线、导电高分子、导电油墨或黑色膏状导电材料。所述第一电极层和所述第二电极层实现导电功能的同时就有一定柔性，可以随着介电弹性体的伸缩而形变，不会产生漏缝隙等缺陷。

可以理解为，本发明可变光圈无需繁琐的控制机构，在径向方向上体积小，同时本发明采用的介电弹性体为薄膜材料，结合本方案中的镜筒与固定框采用错位粘接设计，在保证粘接性能的同时保证镜筒厚大小，二可变光圈的固定框在摄像主体部分的基础上增加的高度很小，大大缩减相机所占空间。

本申请所述的摄像模组，其包括所述的可变光圈及摄像主体，所述摄像主体包括基座和装于所述基座的镜头，所述固定框套设于所述镜头上，所述可变光圈的可变光圈孔位于所述镜头的出光方向，且所述可变光圈的光轴与所述镜头的光轴重合。本申请的摄像模组采用以上所述的可变光圈，可以具有较好的调节可以在拍清楚人物的同时还能兼顾背后景色；提升摄像模组的画质。

一种实施例中，所述摄像主体包括电路板、第二子电极线和第四子电极线，所述第二子电极线和第四子电极线位于所述摄像主体外部，所述第二子电极线与第一子电极线连接并导通，所述第四子电极线与所述第三子电极线连接并导通，所述第二子电极线和所述第四子电极线可拆卸的与电路板连接并导通。本实施例中可变光圈与电路板通过设于摄像主体外部的电极线连接，便于组装和焊接，也便于后期的维修。

一种实施例中，所述镜头包括镜筒，所述镜筒外周设有胶槽，所述胶槽内设置胶体以粘接所述固定框与所述镜头。固定框通过胶体与镜筒固定连接，便于实现，且胶体设于胶槽内，可以节省镜头整体的空间，减小可变光圈与镜头装配后的体积。

本申请所述的电子设备，包括所述的摄像模组和壳体，所述摄像模组装于所述壳体，所述摄像模组的镜头伸出所述壳体。本实施例的电子设备可以是工业相机也可以是具有摄像功能的消费型电子产品，本申请的电子设备通过可变光圈，相较于现有技术，可以实现真正的无级缩放光圈、无星芒现象、无磁干扰风险、体积小、可靠性好，结构简单、零件少、控制电路简单。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例所需要使用的附图进行说明。

图1是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；

图2是图1所示摄像模组的结构示意图；

图3是图2所示摄像模组的部分结构的分解示意图；

图4是图3所示摄像模组的部分结构的截面分解示意图；

图5是图2所示的摄像模组的可变光圈的分解结构示意图；

图6是图5所示的光圈的截面分解结构示意图；

图7是图5所示的可变光圈的组装后的截面示意图；

图8是图2所示的摄像模组的截面结构示意图；

图9a是图5所示的可变光圈的平面示意图；

图9b是图9a所示的可变光圈的侧面示意图，其中的介电弹性体处于初始状态；

图9c是图9a所示的可变光圈的侧面示意图，其中的介电弹性体处于通电后状态。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本申请提供一种电子设备，具体是一种具有照相功能的电子设备。电子设备可以是消费性电子产品，比如具有拍照功能的手机、平板电脑、笔记本电脑、智能手表等。也可以是常见照相机，专业摄像相机、工业相机等。

请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种电子设备100的结构示意图，本申请实施例的电子设备100以相机为例进行说明。

电子设备100包括主体10、屏幕（图未标）和摄像模组30，摄像模组30和屏幕安装于主体10，屏幕和摄像模组30的镜头均露出主体10。本实施例中，屏幕20可以是LCD（liquidcrystal display，液晶显示屏）或OLED（organic light-emitting diode，有机发光二极管显示屏）等显示屏，且用于显示图像或文字等信息。

主体10包括壳体12、电子器件（图未示）和电源模组等。电子器件可以包括主电路板或者辅助电路板，以及处理器等。电子器件、摄像模组30和电源模组装于安装于壳体12内。摄像模组30的镜头露出壳体12的一侧，屏幕露出壳体12的与摄像模组30相对的另一侧。其中，电子器件与摄像模组及电源模组电连接。处理器可为电子设备100的CPU（centralprocessing unit，中央处理器）。可以理解为主体10还可以包括除了以上列举的电子器件、摄像模组30和电源模组的以外的能实现相机功能的其他器件。

其中，为了便于描述，定义摄像模组30的宽度方向为X轴方向，摄像模组30的长度方向为Y轴方向，摄像模组30的光轴方向为Z轴方向，X轴方向、Y轴方向和Z轴方向两两相互垂直。其中摄像模组30的光轴方向为可变光圈孔A的光轴方向，可变光圈孔A的圆心位于摄像模组30的光轴上。

请参阅图2和图3，图2是图1所示摄像模组的结构示意图。图3是图2所示摄像模组的部分结构的分解示意图。

摄像模组30包括摄像主体40、可变光圈50、第一电极线60和第二电极线70；可变光圈50装于所述摄像主体40且位于摄像模组30光线通光的方向。第一电极线60和第二电极线70用于电连接所述摄像主体40和可变光圈50，实现可变光圈50的电连接。第一电极线60和第二电极线70设置于摄像主体40及可变光圈50上。

可变光圈50可以更好的控制快门速度。光圈越大便可以提高快门速度，但画面的景深也会变浅。可以理解为光圈越大，画面景深越浅；光圈越小，画面景深越深。摄像模组30中的可变光圈50的调节可以在拍清楚人物的同时还能兼顾背后景色，也可以说能够更好的调节摄像模组30的背景虚化以适应不同的场景需求。

请一并参阅图4，图4是图3所示摄像模组的部分结构的截面分解示意图。本实施例中，摄像主体40包括基座41、电路板43、感光芯片44、滤光片45和镜头46。所述基座41装于所述电路板43表面，并与电路板43固定连接。镜头46装于基座41，且与基座41固定，镜头46位于基座41远离电路板43一端。感光芯片44固定于电路板43并位于基座41内部，电路板43朝向镜头46且位于镜头46的通光路径上。滤光片45位于基座41内部，滤光片45位于感光芯片44和镜头46之间。镜头46、滤光片45、感光芯片44和基座41沿着基座41的轴向，也是摄像模组30的光轴方向依次分布，镜头46的主光轴穿过滤光片45和感光芯片44。可以理解，所述滤光片45也可以被其他具有滤光性能的器件替代。

基座41包括外周面410、第一端411和第二端412，沿着基座41厚度方向（摄像模组30的光轴方向），第二端412与所述第一端411相对设置。外周面410围绕摄像模组30的光轴设置，且外周面410连接第一端411的表面和第二端412的表面。基座41还包括容纳腔4130，容纳腔4130的两端开口分别位于第一端411和第二端412。

基座41为两端开口的筒状结构，可以是截面呈方形的中空筒，也可以是圆柱筒。本实施例中，基座41为的中空矩形块体，容纳腔4130为其中空部分且贯穿第一端411和第二端412。容纳腔4130包括第一开口4131和第二开口（图未标）；第一开口4131贯穿第一端411，第二开口贯穿第二端412。

基座41还设有第一走线槽416和第二走线槽417，第一走线槽416和第二走线槽417由第一端411的表面延伸至外周面410，且在基座41的厚度方向间隔相对设置。第一走线槽416和第二走线槽417为条形凹槽，其延伸路径可以根据实际需要而设置。

第一走线槽416有一部分是凹设于第一端411的表面，另一部分设于外周面410上。第二走线槽417有一部分是凹设于第一端411的表面，另一部分设于外周面410上。即可以理解为第一走线槽416和第二走线槽417由第一端411的表面延伸后弯折至外周面410并向第二端412延伸。在X轴方向上，第一走线槽416和第二走线槽417可以以经过摄像模组30的光轴的平面对称。

在其他实施例中，第一走线槽416和第二走线槽417也可以非对称设置，也可以是其他位置，本实施例中只是列举一种可以实施方式。

所述基座41还设有支撑架415，所述支撑架415设于所述容纳腔4130的腔壁。具体的，所述支撑架415为环形片体结构，其凸设于容纳腔4130的腔壁上，且支撑架415围绕摄像模组30的光轴。支撑架415位于容纳腔4130的腔壁靠近第一端411，也可以理解为相较于第二开口与第一开口4131邻近。

支撑架415包括第一面4151和第二面4152，第一面4151和第二面4152在所述基座41的厚度方向背向设置，基座41的厚度方向也是摄像模组30的光轴方向。第一面4151朝向第一开口4131，第二面4152朝向第二开口。本实施例中的第二面4152为阶梯面，其包括子面4153，子面4153向第二面4152内部凹设，且子面4153靠近摄像模组30的光轴。其他实施例中，第二面4152也可以是平面。第二面4152用于连接滤光片45，通过阶梯设计可以减小占用基座41内部空间。支撑架415具有通孔4154，支撑架415的通孔4154围绕摄像模组30的光轴，且与所述容纳腔4130连通，通孔4154与镜头46同轴且用于光线的通过。

本实施例中，电路板43为印刷电路板（printed circuit board，PCB），可以为多层或者单层电路板，用于将摄像模组30的电信号传输至电子设备的主板上。电路板43上设有两个焊接部431，第一走线槽416和第二走线槽417对应焊接部431的位置贯穿基座41与容纳腔4130连通。

感光芯片44装于电路板43的表面并与电路板43电连接，感光芯片44也称为图像传感器或者感光芯片，感光芯片44的感光面包含有几十万到上百万的感光单元，感光单元受到镜头46传播过来的光信号照射后，会产生相应的电荷，电荷被模数转换器转换成数字类型的电信号。感光芯片44可以为电荷耦合元件（charge coupled device，CCD）或者互补金属氧化物半导体（complementary metal oxide semiconductor，CMOS）感光元件。

滤光片45用于过滤一些影响成像的光信号，例如红外线。光信号从镜头46处经过滤光片45后传播至感光芯片44，使得光信号更好的在感光芯片44上成像。

镜头46包括镜筒461和镜片组462，镜片组462为多个镜片组成（多种类透镜的结合等），可以实现摄像模组30摄像取光的各项功能。镜筒461为两端开口的中空圆筒且形成镜筒腔，镜筒461的镜筒腔侧壁上凸设有第一压环463和第二压环464，第一压环463和第二压环464沿着镜筒461的轴向间隔设置，本实施例的为第一压环463和第二压环464圆环，且围绕镜头46的光轴。第一压环463和第二压环464分别位于镜筒461的相对两端。镜片组462装于镜筒461的镜筒腔内，沿着镜筒461的轴向，也就是摄像模组30光轴方向，多个镜片层叠且间隔设置，并且第一压环463和第二压环464将镜片组462两侧的最外面的一个镜片进行定位；其他镜片之间通过胶体等方式固定。其中，镜片组462与镜筒461的装配方式不限于本申请列举的方式，也可以是现有技术的其他实施方式，在此不做详细描述，只要不影响摄像功能和效果，且可适用于本申请所述的可变光圈即可。

镜筒461包括第一段465和第二段466，第一段465和第二段466均为两端开口的中空圆筒，且沿着镜筒461的长度方向连接，第一段465和第二段466的中空部分构成镜筒腔。第一段465和第二段466的外周直径不同，第一段465外径小于第二段466的外径，进而在镜筒461的外周形成安装台467。安装台467朝向镜头46出光方向。可以理解为，镜筒461的外周设有安装台467，安装台467沿着镜筒461外周缘延伸，安装台467用于安装可变光圈50。第一段465远离的一端第二段466为镜头46的进光端。

第一段465外周设有胶槽4651，本实施例中共有四个胶槽4651，四个胶槽4651沿着镜筒461圆周均匀分布，即彼此间隔90度。胶槽4651用于容纳胶体。第二段466与基座41连接的外周缘设有凸出环4662。

所述镜筒461的第二段466的外周面设有两个第三走线槽4652。两个第三走线槽4652沿着镜筒461轴向延伸，且贯穿第二段466的两个端表面。

如图4，滤光片45装于基座41的容纳腔4130内，滤光片45的周缘通过胶体固定粘结于子面4153上，由于子面4153相较于支撑架的其他位置厚度薄，如此可以减小滤光片45占用基座41厚度方向的空间。基座41与电路板43连接，基座41的第二端412通过胶体与电路板43的表面固定连接，感光芯片44位于容纳腔4130内，沿着摄像模组30的光轴方向，滤光片45与感光芯片44间隔相对，第一开口4131和支撑架415的通孔均与所述感光芯片44相对。所述镜头46装于基座41，第二段466通过第一开口4131伸入容纳腔4130，第二段466与支撑架415的第一面4151抵持，并通过胶体固定连接。镜筒461与支撑架415的通孔同轴设置，且镜片组462与感光芯片44相对，经过镜头46的进光端进入镜筒461的光线经过镜片组462后，穿过支撑架415的通孔和滤光片45，射入感光芯片44。凸出环4662的表面与第一端411的表面连接，两个第三走线槽4652分别与第一走线槽416和第二走线槽417在基座41的第一端411对接且连通。

摄像模组30工作时，被拍摄物体的光信号经过镜头46传播至滤光片45，被滤光片45滤光之后聚焦并成像在感光芯片44的感光面上，感光芯片44将光信号转换为电信号，然后将电信号传输至电路板43，电路板43将电信号传输至电子设备的图像处理单元，图像处理单元将电信号转换成数字图像信号并处理成标准的图像信号，最终图像信号可以在显示屏上进行显示。

如图5、图6和图7，图5是图2所示的摄像模组的可变光圈的分解结构示意图，图6是图5所示的光圈的截面分解结构示意图，图7是图5所示的可变光圈的组装后的截面示意图。可变光圈50包括固定框（图未标）、第一电极层53、第二电极层54和介电弹性体55、可变光圈孔A、第一接点片58和第二接点片59。固定框包括第一固定框51和第二固定框52，且具有通光腔体。光线可以通过介电弹性体55和可变光圈孔A进入镜头46内。所述第一电极层53和第二电极层54为弹性非透光导电层，所述介电弹性体55为弹性透光层。

所述第一电极层53和所述第二电极层54形成于所述介电弹性体55两个相对的表面，所述第一电极层53和所述第二电极层54在所述可变光圈50的光轴方向的正投影完全重合；且所述第一电极层53和所述第二电极层54形成所述可变光圈孔A，所述可变光圈孔A与所述介电弹性体55的透光调节部在所述可变光圈的光轴方向的正投影完全重合。

所述可变光圈50处于断电状态，所述介电弹性体55具有沿着所述可变光圈孔A的孔径方向且远离所述可变光圈中心的弹性拉伸应力，所述可变光圈孔A的孔径处于第一阙值；所述第一电极层53和第二电极层54通电，所述可变光圈孔A的孔径具有第二阙值。

其中，在所述介电弹性体55上形成电压以改变所述弹性拉伸应力，使所述介电弹性体55产生弹性形变，所述透光调节部的直径沿着所述可变光圈孔A的孔径方向变化，进而使所述可变光圈孔A的孔径产生变化，所述可变光圈孔A的孔径的变化值大于等于第二阙值，小于等于第一阙值；所述可变光圈孔A的孔径方向与所述可变光圈50的光轴方向垂直。其中，第一阙值为可变光圈孔A的最大孔径，第二阙值为可变光圈孔A的最小孔径。

下面结合所述图5、图6和图7详细所述的可变光圈50。

本实施例中，第一固定框51为两端开口的中空圆筒，其包括套腔510（也可以理解为是固定框的通光腔体的一部分）。第一固定框51还包括连接端511、第一卡合部512及安装端513。沿着可变光圈50轴向，连接端511和安装端513相对设置，连接端511和安装端513均为环状。第一卡合部512凹设于连接端511，且沿着连接端511周向延伸。本实施例中的第一卡合部512横截面为阶梯型，且第一卡合部512贯穿第一固定框51的外周面。在其他实施方式中，第一卡合部512的横截面可以是“凹”型、“L”型或者“V”型，也可以不贯穿第一卡合部512的外周面，其形状不做限定。需要说明的是第一卡合部512凹设于连接端511是指由连接端511表面向第一固定框51内凹设。

其中，沿着可变光圈50轴向，第一固定框51包括第一部分51a和第二部分51b，第一部分51a和第二部分51b的外径相同，第一部分51a的内径小于第二部分51b的内径。可以理解为在可变光圈50的径向，第一部分51a的厚度小于第二部分51b的厚度，第一部分51a远离第二部分51b的端部为连接端511（连接端511的厚度大于第二部分51b的厚度），第一卡合部512的宽度方向与连接端511的厚度方向一致，如此设置第一卡合部512可以保证一定的强度，第二部分51b的厚度较薄，可以减小镜头46的体积。

第一接点片58为导电金属片，其嵌设于第一部分51a内；第一接点片58包括第一端581和第二端582，第一端581伸出套腔510，第二端582露出第一部分51a外周面。可以理解为第一接点片58部分嵌设于第一固定框51。

第一固定框51的外周面凹设有两个线槽516，线槽516沿着第一固定框51的轴向延伸，第二端582位于线槽516内。线槽516用于与镜筒461的第三走线槽4652连通。

第二固定框52为圆环状薄板，期内径与第一固定框51的较大的内径（第二段内径）相同，其包括连接侧521、外观侧523及第二卡合部522。沿着可变光圈50的光轴方向，所述连接侧521和外观侧523相对设置。第二卡合部522凹设于连接侧521，且沿着连接侧521周向延伸。本实施例中的第二卡合部522横截面为阶梯型，且第二卡合部522贯穿第二固定框52的外周面，其轮廓要与第一卡合部512相配合以实现与第一卡合部512扣合。在其他实施方式中，第二卡合部522的横截面与第一卡合部512相配合即可，其形状不做限定。

第二接点片59为导电金属片，其嵌设于第二固定框52；第二接点片59包括相对设置的第三端591和第四端592，第三端591露出第二固定框52内部，即背向第二固定框52的外周面，第四端592露出第二固定框52的外周面。

在其他实施例中，第一卡合部512可以是凸起，第二卡合部522可以是凹槽，或者第一卡合部512为凹槽，第二卡合部522为凸起。可以理解第一固定框51包括第一卡持部（即为本实施例的第一卡合部512），第二固定框52包括第二卡持部（即为本实施例的第二卡合部522），第一卡持部和第二卡持部卡持配合。

介电弹性体55为透光的具有弹性的导电材料制成，具体选用高透过率材料。本实施例中介电弹性体55的材料可以为硅橡胶、丙烯酸、聚氨酯、丁腈橡胶等。

本实施例中介电弹性体55为圆形片体，其径向可以拉伸。中介电弹性体55包括外表面551和内表面552，外表面551和内表面552在摄像模组30的光轴方向背向设置。介电弹性体55还包括环形的连接部553、固定部554及圆形的透光调节部B；沿着介电弹性体55的径向，也是介电弹性体55的中心到边缘的方向，固定部554、连接部553及透光调节部B依次连接。连接部553围绕透光调节部B，固定部554围绕连接部553；固定部554、透光调节部B及连接部553的圆心为介电弹性体55的圆心。介电弹性体55通电施加电压之后，在介电弹性体55的外表面551和内表面552形成电压，具有电势差，会使介电弹性体55在径向方向产生形变，且具有一定的弹性拉伸应力。

介电弹性体55装于固定框中，第一固定框51和第二固定框52对接，连接端511和连接侧521相对，第一卡合部512与第二卡合部522对接，其中介电弹性体55的固定部554夹持于第一卡合部512与第二卡合部522之间，且通过胶体将介电弹性体55与第一卡合部512与第二卡合部522的槽壁固定连接。与固定框连接后的介电弹性体55处于弹性拉伸状态，且弹性拉伸方向为沿着介电弹性体55的径向且远可变光圈孔A的孔心的方向（介电弹性体55的中心）；同时，介电弹性体55存在向可变光圈孔A的光轴的回弹趋势，及具有回缩力。其中介电弹性体55的中心位于可变光圈的光轴上。

第一电极层53和第二电极层54均为柔性电极，第一电极层53和第二电极层54可选用不透明柔性导电材料包括但不仅限于：石墨烯、碳纳米管、金属纳米线、导电高分子材料、导电油墨等。也可以是黑色膏状电极材料。其中，导电高分子材料PEDOT或PSS等（PEDOT是3，4-乙烯二氧噻吩聚合物，PSS是聚苯乙烯磺酸盐）。第一电极层53、第二电极层54极性相反，可以理解为一个为正性电极，一个为负性电极。文中表述的相同的是允许存在一定的公差范围。

本实施例中，第一电极层53和第二电极层54选择黑色膏状电极材料，在介电弹性体55预拉伸后，也就是介电弹性体55的初始状态下，进行涂布第一电极层53和第二电极层54。具体的，第二电极层54通过涂布方式形成于介电弹性体55的外表面551，并覆盖连接部553。第一电极层53通过涂布方式形成于介电弹性体55的内表面552，并覆盖连接部553。第一电极层53和第二电极层54为圆环状，第一电极层53具有第一光圈孔531，第二电极层54具有第二光圈孔541。其中，第一电极层53朝向镜头46，第二电极层54朝向摄像模组30外部，也就是第二固定框52的外部。第一接点片58位于第一电极层53背向介电弹性体55的一侧，第一电极层53与第一接点片58的第一端581通过焊接方式连接并导通；第二接点片59位于背向介电弹性体55的一侧，第二电极层54与第二接点片59的第三端591通过焊接方式连接并导通。

在介电弹性体55的厚度方向上，第二电极层54与连接部553投影完全重合。在介电弹性体55的厚度方向（可变光圈50的光轴方向）上，第一电极层53与第二电极层54及连接部553投影完全重合。第一电极层53和第二电极层54的外径相同。第一光圈孔531和第二光圈孔541的孔径相同。在介电弹性体55的厚度方向上，第一光圈孔531和第二光圈孔541的正投影完全重合并形成所述的可变光圈孔A；在介电弹性体55的厚度方向上，透光调节部B位于第一光圈孔531和第二光圈孔541之间。透光调节部B与可变光圈孔A的正投影完全重合，可以理解为透光调节部B是位于可变光圈孔A内部的透光层。可变光圈孔A的初始状态即为介电弹性体55的初始状态。

本实施例中，可变光圈孔A的孔径为第一光圈孔531和第二光圈孔541的孔径，第一光圈孔531和第二光圈孔541的初始孔径取决于第一电极层53与第二电极层54的涂布面积，第一电极层53与第二电极层54的涂布面积根据常用的摄像模组的焦比来设置，比如1.4。可以理解为第一光圈孔531和第二光圈孔541的初始状态（未通电情况下），可变光圈孔A的焦比为1.0-1.4。本实施例中，可变光圈孔A的焦比为1.4，也就是可变光圈孔A的孔径处于第一阙值下。其中，焦比为镜头46的焦距(mm)和可变光圈孔A直径(mm)大小的关系。简单来说，焦比是指焦距长度与可变光圈孔A的直径的比值。

实际上，在介电弹性体55产生形变时（拉伸或者回缩），第一电极层53和第二电极层54同样随着介电弹性体55产生形变，随着介电弹性体55拉伸或者回缩，以保证第一光圈孔531和第二光圈孔541与透光调节部B始终是保持相同直径的圆形，即发生同步的伸缩量，进而保证可变光圈孔A始终保持为标准的圆形孔。

请参阅图9a和图9b，图9a是图5所示的可变光圈的平面示意图；图9b是图9a所示的可变光圈的侧面示意图，其中的介电弹性体55处于初始状态。

第一电极层53和第二电极层54不通电，介电弹性体55位于初始状态，即介电弹性体55处于弹性拉伸状态并产生弹性拉伸应力，弹性拉伸方向具体是沿着可变光圈孔A的径向（介电弹性体55的径向），远离摄像模组30的光轴（介电弹性体55的中心）的方向拉伸，拉伸方向如图9b箭头方向。同时介电弹性体55具有朝向介电弹性体55的中心（沿着介电弹性体55的径向）的回缩趋势，回缩方向与图9b中箭头方向相反。此时的介电弹性体55的平面应力为a1（a1代表应力值，非标号）；可变光圈孔A的孔径为r1，且此时的孔径r1尺寸为第一阙值；第一电极层53和第二电极层54的长度为L1。

此状态下，透光调节部B、第一光圈孔531和第二光圈孔541的孔径，即可变光圈孔A的孔径为可以满足摄像模组30的镜头46入光量的最大状态下的通光面积。具体尺寸根据镜头的入射光范围而定。处于拉伸状态的介电弹性体55具有向可变光圈50的轴心收缩的回缩力，且回缩力可以保证在镜头46的最大入射角下，即入射光线范围最大时，保证光线可以通过可变光圈孔A进入镜头46内。需要说明的是，介电弹性体55的径向弹性拉伸程度取决于介电弹性体55材料的伸缩率以及对应的摄像模组实际尺寸的需求。

一并参阅图8，图8是图2所示的摄像模组的截面结构示意图，将可变光圈50装于镜头46上，第一固定框51套于镜筒461外周，具体是套于第一段465上，第一固定框51的安装端513与安装台467在镜头46的轴向上抵接，第一段465的四个胶槽4651内设有胶体，第一固定框51的套腔510的腔壁之间通过胶体与第一段465连接固定；第二固定框52的外观侧523背向镜头46，即与镜头46的入光侧同向。可变光圈50与镜头46同轴，可变光圈孔A与镜片组462相对且同轴设置，可变光圈孔A的直径为可变量，其最大值小于等于镜头46内的第一压环463和第二压环464的直径。其中，可变光圈孔A的光轴与摄像模组30的光轴重合，介电弹性体55的圆心为镜头46的轴心，且位于摄像模组30的光轴上。

沿着摄像模组30的光轴方向（镜头46的轴向上），两个线槽516分别与镜筒461的两个第三走线槽4652对接；即一个线槽516、一个第三走线槽4652及第一走线槽416对接连通形成一个走线安装槽；另一个线槽516、另一个第三走线槽4652及第二走线槽417对接连通形成另一个走线安装槽；两个走线安装槽关于经过沿着摄像模组30的光轴的面对称设置。

第一电极线60包括第一子电极线61和第二子电极线62；第二电极线70包括第三子电极线71和第四子电极线72。可以理解为，第一子电极线61和第三子电极线71属于可变光圈50的一部分。本实施例中，第一电极线60连接电路板43与第一电极层53，第二电极线70连接电路板43和第二电极层54。具体的，第一电极线60装于一个走线安装槽内，第一子电极线61位于可变光圈50，第一子电极线61通过导电锡膏与第一接点片58的第二端582焊接并电连接。第二子电极线62装于第一走线槽416，第二子电极线62的端部插接于焊接部431并焊接固定，进而实现与电路板43的电连接。第二电极线70装于另一个走线安装槽内，第三子电极线71位于可变光圈50，第三子电极线71通过导电锡膏与第二接点片59的第四端592焊接并电连接。第四子电极线72装于第二走线槽417，第四子电极线72的端部插接焊接部431并焊接固定，进而实现与电路板43的电连接；进而实现第一电极层53和第二电极层54与电路板43的电性连接，通过电路板实现第一电极层53和第二电极层54通电与断电。需要说明的是，第一电极线60、第一电极层53、第二电极线70和第二电极层54与基座41都是绝缘设置，比如通过绝缘胶等方式间隔。

摄像模组30未通电状态下，也是可变光圈50的初始状态，被拉伸的介电弹性体55具有向光轴方向收缩的趋势。

如图9a和图9c，图9c是图9a所示的可变光圈的侧面示意图，其中的介电弹性体处于通电后状态。

摄像模组30接通电源后，电路板43与第一电极线60和第二电极线导通，第一电极线60与第一电极层53导通，第二电极线70与第二电极层54导通，第一电极层53和第二电极层54在介电弹性体55的内表面552和外表面551上产生电荷并形成电压，以使介电弹性体55发生变形，此时介电弹性体55的弹性拉伸应力减小，介电弹性体55的回缩趋势产生的回缩应力使介电弹性体55向摄像模组30光轴方向收缩，如图9c中的箭头，透光调节部B收缩而直径减小。在此过程中的第一电极层和第二电极层的面积是变大的，厚度减小；透光调节部B的收缩带动第一光圈孔531和第二光圈孔541孔径随着变小，即可变光圈孔A的孔径变小；与此同时，第一电极层53和第二电极层54随着连接部553产生形变而移动，其形变后长度为L2，L2小于L1；可变光圈孔A的孔径为r2，介电弹性体55的平面应力为a2（a2代表应力值，非标号），a2小于a1，r2小于r1。其中，介电弹性体55向摄像模组30光轴方向收缩包括连接部553和透光调节部B。需要说明的是，本实施例所述的收缩和拉伸均是指均匀收缩和拉伸。

随着第一电极层53和第二电极层54的电压逐渐增大，a2逐渐减小，可变光圈孔A的孔径r2逐渐减小，从而起到控制可变光圈孔A大小的作用。通过连续改变介电弹性体55的第一电极层53和第二电极层54的电压值，实现可变光圈孔A大小连续调节，可以实现真正的无级缩放光圈，进而实现调整摄像模组30光圈的作用。通过改变可变光圈孔A的大小控制进入镜头46的光通量，实现镜头46进光亮的调节；光圈打开的越大，进光亮越多，拍出照片就越亮，可以在较暗的环境下拍出更亮、更清晰的像；光圈打开的小，进光亮越小，照片亮度就越暗；本实施例的连续变化的光圈能够在面对从亮到暗、从暗到亮的拍摄场景时顺滑过渡，以提高摄像模组30拍摄质量。

现有技术中，采用机械结构形成光圈孔来实现光圈孔多孔径尺寸的切换，以实现光圈的调节，不仅结构复杂，占用摄像模组空间较大；而且机械结构形成的光圈孔无法保证调节过程中时刻都能是圆形（可能是椭圆、多边形等，或者圆形部分区域的直径尺寸产生变化而产生夹角），因此会产生星芒现象。而本实施例中的可变光圈采用介电弹性体55，且将第一电极层53与第二电极层54涂布与介电弹性体55表面，形成的可变光圈孔A的圆形轮廓是固定的，可以做到理想化下的圆形，通过调整介电弹性体55的电压，利用介电弹性体55的伸缩来调整可变光圈孔A的孔径的大小，进而实现光圈的调整。在调整过程中，完全不需要借助机械结构形成光圈孔，可以保证可变光圈孔A一直处于标准的圆形状态（此处的标准允许存在一定公差范围），在整个光圈大小调节的范围内可变光圈孔A均为圆形，不会出现多边形或者明显夹角，因此不会在拍摄时差生星芒现象。

而且本申请的可变光圈50的驱动力来自于介电弹性体随电压变化产生的形变控制光圈孔的孔径，结构简单，且介电弹性体柔性高、抗干扰能力强，不需要通过磁石、线圈结构产生驱动力，也无需通过他传感器检测光圈位置，因此在磁场产生变化时不会对可变光圈工作产生影响。

同时，本申请的可变光圈50结构形式简单，零件少且质量小；而且固定框与镜头装配关系简单。与现有的可变光圈结构相比，其可靠性更好。再者，介电弹性体55为薄膜材料，在摄像主体40的基础上增加的高度很小，大大缩减摄像模组30的体检，进而减小占用电子设备的空间。

以上描述，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；在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种可变光圈，其特征在于，所述可变光圈包括固定框、第一电极层、第二电极层、介电弹性体及可变光圈孔，所述第一电极层和第二电极层为弹性非透光导电层，所述介电弹性体为弹性透光层；所述固定框具有通光腔体；

所述介电弹性体包括圆形的透光调节部，所述介电弹性体还包括背向设置的内表面和外表面，所述介电弹性体装于所述固定框的通光腔体内并与固定框连接，所述透光调节部与所述固定框的通光腔体同轴；

所述第一电极层形成于所述内表面，所述第二电极层形成于所述外表面，所述第一电极层和第二电极层在所述可变光圈的光轴方向的正投影完全重合；且所述第一电极层和所述第二电极层围绕所述透光调节部，并形成所述可变光圈孔，所述可变光圈孔与所述透光调节部在所述可变光圈的光轴方向的正投影完全重合；

所述固定框包括第一固定框和第二固定框，所述第一固定框端部设有围绕所述可变光圈的光轴设置的第一卡合部，所述第二固定框端部设有围绕所述可变光圈的光轴设置的第二卡合部，

所述第一固定框包括连接端，沿着所述可变光圈的径向，所述连接端的厚度大于所述第一固定框其它位置的厚度，所述第一卡合部凹设于所述连接端，所述第一卡合部的宽度方向与所述连接端的厚度方向一致；

所述第一固定框和第二固定框沿着所述可变光圈的光轴方向扣合，所述第一卡合部与所述第二卡合部扣合，所述介电弹性体夹持固定于所述第一卡合部和第二卡合部之间；

所述可变光圈处于断电状态，所述介电弹性体具有沿着所述可变光圈孔的孔径方向且远离所述可变光圈中心的弹性拉伸应力，所述可变光圈孔的孔径处于第一阙值；所述第一电极层和第二电极层通电，所述可变光圈孔的孔径具有第二阙值，

其中，在所述介电弹性体上形成电压以改变所述弹性拉伸应力，使所述介电弹性体产生弹性形变，所述透光调节部的直径沿着所述可变光圈孔的孔径方向变化，进而使所述可变光圈孔的孔径产生变化，所述可变光圈孔的孔径的变化值大于等于第二阙值，小于等于第一阙值；所述可变光圈孔的孔径方向与所述可变光圈的光轴方向垂直。

2.根据权利要求1所述的可变光圈，其特征在于，调节所述第一电极层和第二电极层的电压值的大小，以调节所述透光调节部的直径大小。

3.根据权利要求1所述的可变光圈，其特征在于，所述第一电极层和第二电极层通电，在所述介电弹性体上形成电压以减小所述弹性拉伸应力，所述介电弹性体产生与所述弹性拉伸应力反向的回缩应力，使所述透光调节部回缩形变，且所述透光调节部的直径向所述介电弹性体中心方向减小，以使所述可变光圈孔的孔径减小，所述可变光圈孔的孔径最小值为所述第二阙值。

4.根据权利要求1所述的可变光圈，其特征在于，所述可变光圈包括第一接点片、第二接点片、第一子电极线和第三子电极线，所述第一接点片和第二接点片可拆卸的装于所述固定框且均伸入所述通光腔体，所述第一接点片的一端与所述第一电极层焊接并可导通，另一端与所述第一子电极线连接并导通，所述第二接点片的一端与所述第二电极层焊接并可导通，另一端与所述第二接点片连接并导通。

5.根据权利要求4所述的可变光圈，其特征在于，所述固定框的外周面凹设有两个线槽，两个所述线槽沿着所述可变光圈的光轴方向延伸，所述第一子电极线和第三子电极线分别装于两个所述线槽内。

6.根据权利要求1-5任一项所述的可变光圈，其特征在于，所述介电弹性体包括连接部、固定部及圆形的透光调节部，所述调节部、所述连接部及所述固定部沿着所述介电弹性体的中心到边缘的方向依次连接，所述连接部围绕所述透光调节部，所述固定部围绕所述连接部，且所述固定部与所述固定框固定；

所述第一电极层位于所述连接部并围成第一光圈孔，所述第二电极层位于所述连接部并围成第二光圈孔，在所述可变光圈的光轴方向，所述第一电极层和第二电极层与所述连接部的正投影完全重合，且所述第一光圈孔、所述第二光圈孔与所述透光调节部的正投影完全重叠。

7.根据权利要求1-5任一项所述的可变光圈，其特征在于，所述介电弹性体的材料包括硅橡胶、丙烯酸、聚氨酯或者丁腈橡胶。

8.根据权利要求7所述的可变光圈，其特征在于，所述第一电极层和所述第二电极层的材料包括石墨烯、碳纳米管、金属纳米线、导电高分子、导电油墨或黑色膏状导电材料。

9.一种摄像模组，其特征在于，其包括权利要求1-8任一项所述的可变光圈及摄像主体，所述摄像主体包括基座和装于所述基座的镜头，所述固定框套设于所述镜头上，所述可变光圈的可变光圈孔位于所述镜头的出光方向，且所述可变光圈的光轴与所述镜头的光轴重合。

10.根据权利要求9所述的摄像模组，其特征在于，所述摄像主体包括电路板、第二子电极线和第四子电极线，所述第二子电极线和第四子电极线位于所述摄像主体外部，所述第二子电极线与所述可变光圈的第一子电极线连接并导通，所述第四子电极线与所述可变光圈的第三子电极线连接并导通，所述第二子电极线和所述第四子电极线可拆卸的与电路板连接并导通。

11.根据权利要求9所述的摄像模组，其特征在于，所述镜头包括镜筒，所述镜筒外周设有胶槽，所述胶槽内设置胶体以粘接所述固定框与所述镜头。

12.一种电子设备，其特征在于，其包括权利要求9-11任一项所述的摄像模组和壳体，所述摄像模组装于所述壳体，所述摄像模组的镜头和可变光圈伸出所述壳体。