[發(fā)明專利]孔徑調(diào)節(jié)器件、孔徑調(diào)節(jié)方法及成像裝置和圖像顯示裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210043912.8
• 申請日: 2012-02-24
• 公開（公告）號: CN102879899A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張鐘賢
• 申請（專利權(quán)）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: G02B26/02
• 分類號: G02B26/02;G02B3/14;H04N5/225
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 張波

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及一種使用微電流體(microelectrofluidic)法調(diào)節(jié)光通過其透射的孔徑的孔徑調(diào)節(jié)方法和器件。

背景技術(shù)

諸如孔徑光闌(aperture?diaphragm)或快門的用于調(diào)節(jié)和控制透光率的技術(shù)被廣泛使用在獲取圖像的裝置或圖像顯示裝置中以驅(qū)動像素。

在常規(guī)光學(xué)系統(tǒng)中通常使用的可變孔徑光闌操作多個金屬葉片(blade)；然而，機(jī)械移動、摩擦力和可移動機(jī)械部件的使用會妨礙光學(xué)系統(tǒng)尺寸的減小。

已經(jīng)提出了電熱型或靜電型的微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)孔徑光闌；然而，孔徑是非圓形的，在葉片之間存在間隙，相對于整個器件區(qū)域的最大孔徑比是1％或更小。

另一方面，由于已經(jīng)發(fā)展出結(jié)合微光學(xué)和微流體學(xué)的光流體技術(shù)，所以已經(jīng)提出使用氣壓改變聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜以調(diào)節(jié)孔徑比的可變孔徑光闌。使用三維(3D)結(jié)構(gòu)和毛細(xì)管力提高可變孔徑光闌的分辨率。可變孔徑光闌具有比MEMS孔徑光闌高的孔徑比；然而，必須使用注射泵(syringe?pump)來驅(qū)動可變孔徑光闌。

此外，最近已經(jīng)提出了使用通過介電力操作的液體透鏡的孔徑光闌，孔徑光闌的孔徑比可以僅由形成在孔徑底部的電布線(electric?wire)調(diào)節(jié)而不使用外部驅(qū)動泵。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了能夠以微電流體法來調(diào)節(jié)光通過其透射的孔徑的孔徑調(diào)節(jié)方法和器件。

附加的方面將在后面的描述中部分地闡述且部分地從該描述而明顯，或者可以通過實踐所給出的實施例而習(xí)知。

根據(jù)本發(fā)明的方面，一種孔徑調(diào)節(jié)器件包括：腔室，形成流體在其中移動的空間；第一流體和第二流體，第一流體和第二流體不彼此混合且它們中的一個是光透射流體而另一個是光阻擋或光吸收流體，第一流體和第二流體設(shè)置在腔室內(nèi)；以及第一電極單元，設(shè)置在腔室的內(nèi)側(cè)表面上并包括一個或多個電極，電壓施加到電極上以在腔室內(nèi)形成電場；其中光通過其透射的孔徑通過電場所引起的第一流體與第二流體之間的界面位置的改變來調(diào)節(jié)。

第一流體和第二流體中的一個可以是液體金屬或極性液體，而另一個可以是氣體或非極性液體。

腔室的區(qū)域可以包括：通道區(qū)，對應(yīng)于孔徑根據(jù)界面位置的改變而調(diào)節(jié)的范圍；和儲存區(qū)，存儲根據(jù)界面位置的改變而從通道區(qū)移動的流體。

腔室可以包括：第一基板，第一電極單元設(shè)置在其上；第二基板，面對第一基板并沿第一方向與第一基板分開；和阻擋壁，設(shè)置在第一基板上并沿不同于第一方向的第二方向與第二基板分開。

腔室的區(qū)域可以包括：第一通道；和第二通道，在第一通道的上部上連接到第一通道，其中孔徑的范圍通過第一通道和第二通道的每個中的第一流體與第二流體之間的界面位置的改變來限定。

第二通道的高度可以等于或大于第一通道的高度。

腔室可以包括：第一基板，第一電極單元設(shè)置在其上；第二基板，面對第一基板并沿預(yù)定方向與第一基板分開；第三基板，面對第二基板并沿該預(yù)定方向與第二基板分開；和阻擋壁，至少圍繞形成在第一基板與第三基板之間的空間的一側(cè)并與第二基板分開。

第一通道可以包括：第一基板，第一電極單元形成在其上；第二基板，與第一基板分開并包括在中心部分中的第一通孔和在外圍部分中的第二通孔；和第一間隔物，設(shè)置在第一基板與第二基板之間用于形成內(nèi)部空間。

第二通道可以由第二基板、與第二基板分開的第三基板和設(shè)置在第二基板與第三基板之間用于形成內(nèi)部空間的第二間隔物形成。

不透明圖案單元可以進(jìn)一步形成在第三基板的中心部分上，該不透明圖案單元可以阻擋透射穿過第一通道和第二通道的光。不透明圖案單元的尺寸可以相應(yīng)于孔徑的由第一流體和第二流體的移動限定的最小尺寸。

接觸第一流體和第二流體之中的極性流體的接地電極單元可以進(jìn)一步形成在由第一通道和第二通道限定的空間中。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種成像裝置包括：孔徑調(diào)節(jié)器件；聚焦單元，用于由通過孔徑調(diào)節(jié)器件入射的光來聚焦物體的圖像；和成像器件，將聚焦單元所形成的圖像轉(zhuǎn)換為電信號。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種圖像顯示裝置包括：光源單元，提供用于形成圖像的光；和顯示面板，根據(jù)圖像信息調(diào)節(jié)從光源單元發(fā)射的光的透射率，并包括陣列形式的多個孔徑調(diào)節(jié)器件。

顯示面板可以包括：第一器件，其為所述孔徑調(diào)節(jié)器件，其中的光透射流體表現(xiàn)第一顏色；第二器件，其為所述孔徑調(diào)節(jié)器件，其中的光透射流體表現(xiàn)第二顏色；和第三器件，其為所述孔徑調(diào)節(jié)器件，其中的光透射流體表現(xiàn)第三顏色。