專利名稱：透光性感應(yīng)電子式光圈與快門的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種利用透光性感應(yīng)電子材料的裝置與方法，以制成透光性感應(yīng)電子式光圈及其快門的裝置與方法。
傳統(tǒng)的相機、攝影機或目前的新一代數(shù)字相機的光圈快門通常是以傳統(tǒng)的機械式光圈快門組合而成。此種結(jié)構(gòu)自有商業(yè)化相機以來，即無太大改變，致使一百多年來沿用至今。
傳統(tǒng)式機械式光圈快門機構(gòu)一般以一個以上、多個凹、凸透鏡片所組成的鏡頭，利用光學原理的反射或折射來引進或排除光量。所以一般必須在鏡頭的光圈位置裝設(shè)復(fù)雜的光圈調(diào)節(jié)機構(gòu)，不但鏡頭必須要分成多個模組來組裝，且提高了調(diào)節(jié)光圈的控制復(fù)雜度。
若以傳統(tǒng)高級相機的自動對焦裝置為例，鏡頭組或相機本身必須加裝電機以驅(qū)動且附以五至六個凹、凸鏡片，使得整個鏡頭組件的重量約占全機身重量的50％至60％重。如此對使用者而言，不僅增加了攜帶的重量與組裝的復(fù)雜性，且必須攜帶額外的電源供應(yīng)器，以支持額外消耗的耗電量，更帶來了使用者的不便利。
本發(fā)明的目的是提供一種可取代傳機械式光圈與快門，利用可透光性感應(yīng)電子材料裝置而制成的透光性感應(yīng)電子式光圈快門。該裝置特別是以一透光性感應(yīng)電子元件裝置，同時外加信號來控制透光度與光量，從而具有光圈快門的功能。
本發(fā)明中的一種使用于相機、可調(diào)整曝光狀態(tài)的透光性感應(yīng)電子式光圈與快門裝置是這樣實現(xiàn)的其組成至少包含有一以透光性感應(yīng)電子材料制成的多個同心圓式光圈環(huán)，該同心圓式光圈環(huán)位于相機的光通路上；以及一信號控制裝置，分別用來提供該集中式光圈環(huán)的信號，以控制該集中式光圈環(huán)變化，同時矯正光量，以決定可準許通過相機裝置的光量。
其中上述鏡片使光通過并且聚焦成像。
其中上述感光裝置量測并讀出欲取像面(像平面)的光量。
其中上述的感光裝置至少包括一感光單位。
其中上述的電源調(diào)整裝置接收且讀出感光裝置的信息，以提供信號給該集中式光圈環(huán)。
其中上述的手動／自動單元的操作為與該電源調(diào)整裝置耦合，并以手動或自動方式進行。
其中上述的同心圓式光圈環(huán)以液晶制成。
其中上述的同心圓光圈環(huán)以電鍍鉻膜材料制成。
本發(fā)明的一種相機是這樣實現(xiàn)的其組成元件至少包含有一使得光線通過且對焦的鏡頭；一感應(yīng)測光單元，用于量測聚焦的光量；一以透光性感應(yīng)電子材料制成的多個同心圓式光圈環(huán)，該集中式光圈環(huán)位于相機的光通路上；一手動／自動控制單元，具有自該感應(yīng)測光單元接收且量測光量，同時提供信號以控制該多個同心圓式光圈環(huán)的成像，作為決定與控制該多個同心圓式光圈環(huán)的透明度；當相機鏡頭的光線通過該同心圓式光圈環(huán)的光通量，進而產(chǎn)生光圈與快門的作用。
其中上述的相機曝光器的閉合是由該多個同心圓式光圈環(huán)與該手動／自動控制單元控制。
其中包含一感光表面，且裝置在該曝光器內(nèi)，使得焦距的光線通過該集中式光圈環(huán)而落在該感光表面。
其中上述感光表面以一薄膜制成。
其中上述感光表面至少有一電荷耦合元件。
其中上述手動／自動控制單元的操作，會與該電源調(diào)整裝置耦合并以手動或自動方式進行。
其中上述集中式光圈環(huán)以液晶制成。
其中上述集中式光圈環(huán)以電鍍鉻膜制成。
本發(fā)明的一種導(dǎo)入影像的方法是這樣實現(xiàn)的其包括下列步驟傳送影像的光，以集中該影像；以感應(yīng)測光單元量測與計算聚焦的光；一決定裝置以信號導(dǎo)入一電感區(qū)，使得該電感區(qū)產(chǎn)生透明變化而其他電感區(qū)部分產(chǎn)生不透明變化；控制相機鏡頭的光線通過該同心圓式光圈環(huán)的光通量；以及將該焦距的光落在一感光表面。
其中上述決定裝置獨立提供信號給該電誘區(qū)，而該信號的大小以所量測讀出的光量決定。
其中上述該電誘區(qū)的變化以信號的切換為準。
其中上述裝置量與該變化的之間，自動依所量測聚焦的光量為準，或是依手動調(diào)整。
本發(fā)明是一種可以克服傳統(tǒng)式機械式光圈快門諸多缺陷的透光性感應(yīng)電子式光圈與快門。決定裝置獨立提供信號給電誘區(qū)，而控制的信號以所量測讀出的光量決定。電誘區(qū)的變化以電源的切換為準。裝置量與變化的之間自動依所量測聚焦的光量為準，或是依手動調(diào)整。
本發(fā)明用於電感區(qū)的此種透光性感應(yīng)電子材料裝置(如液晶、電鍍鉻膜或其他特殊感應(yīng)光電材料)可擔任控制透光度與光通量的基本元件。通常裝置在鏡頭組件內(nèi)或相機光圈的聚光部位，并區(qū)分成數(shù)段以配合所需的光圈大小。各不同區(qū)段的感應(yīng)光電材料部分以不同的信號控制置其開或關(guān)。平常呈透明狀以透過光線，施以電場后即成不透光狀態(tài)以隔絕光線的通過。
本發(fā)明的另一特點是可以省去機械式快門光圈的使用，簡化組裝程序及鏡頭的復(fù)雜程度，減少使用空間并減輕機身的重量，同時減少相機或攝影機相關(guān)設(shè)備所需的耗電量。


圖1是透光性感應(yīng)電子式光圈／快門單元的操作方法。
圖2是透光性感應(yīng)電子式光圈／快門單元的實體圖。
圖3—圖5是透光性感應(yīng)電子式光圈／快門單元的啟閉圖。
綜合以上所述，本發(fā)明以所提供的雙眼傻瓜相機的實施例作為說明，如圖1所示，其操作原理為當相機鏡頭以感應(yīng)測光單元11感應(yīng)量測光量后，將信號傳到光圈／快門控制單元12，而光圈／快門控制單元12啟動并提供電壓，此時會調(diào)整系統(tǒng)所需的電壓，而由光圈／快門單元15調(diào)整光度與進光量，且通過手動／自動操作單元14以手動／自動方式操作光圈／快門單元15的完全關(guān)閉，最后完成拍攝。且本發(fā)明透光性感應(yīng)電子式光圈與快門裝置的基本組合元件通常具有感應(yīng)測光單元11，光圈／快門控制單元12，手動／自動操作單元14與光圈／快門單元15。
光圈／快門單元15以信號進行調(diào)整控制，藉以取代以往由電機驅(qū)動所控制的光圈裝置。且光圈／快門單元15也以信號進行開啟或閉合的控制，同時光圈單元與快門單元合并為單一的光圈／快門單元15。
圖2所示為本發(fā)明裝置的實體圖。20是鏡頭組單元，15是電子光圈／快門單元，12是光圈／快門控制單元。此圖可顯示發(fā)明的實際相關(guān)配置。
該雙眼傻瓜相機具有多個不同大小孔徑的光圈環(huán)，其操作方式如圖3—圖5所示。若欲攝入景物的光量太大，其中的操作模式為按所需光圈大小調(diào)整透光層各光圈環(huán)的亮暗升關(guān)通常第一圈光圈環(huán)3(透光層)完全暗，即可減少光的進入。若按下快門鍵，則其余光圈層(如1，2)會全部關(guān)閉。相反的，若光量太小，此兩個光圈環(huán)其中的明操作模式為第二光圈環(huán)完全明，接著第一光圈環(huán)完全明；即可達到放大光圈的目的。
本發(fā)明的這種透光性感應(yīng)電子材料裝置(如，液晶或特殊感應(yīng)光電材料裝置)可擔任控制透光度與光通(穿透)量的基本元件。通常應(yīng)裝置于鏡頭組件內(nèi)或相機光圈的聚光部位，并區(qū)分成數(shù)段以配合所需的光圈大小。平常呈透明狀，以通過光線施以電場后即成不透光狀態(tài)，以隔絕光線的通過。應(yīng)用此項特征，可成為相機的光圈與快門裝置。
而本發(fā)明的透光性感應(yīng)電子材料裝置(如液晶或特殊感應(yīng)光電材料裝置)，因其不加電場或電壓時成透光狀，而外加電場或電壓時即無法透光的特性。依據(jù)不同鏡頭的需求，分隔成一個以上的圓環(huán)。各不同區(qū)段的感應(yīng)光電材料部分以不同的電場或電壓控制其開或關(guān)，以達到不同透光孔徑的目的。
本發(fā)明以液晶材料作為透光性感應(yīng)電子材料裝置實施例之一，可達到前述的發(fā)明目的。而液晶通常是一種不屬于一般固體、液體、氣體的混沌液體，同時具有光學異方向性結(jié)晶所特有的多折射性。目前已知的液晶均是有機化合物形成，約有一萬種左右。
目前廣泛使用的液晶三種形態(tài)的分類及其命名為(a)向列性液晶(nematic)(b)層列性液晶(smectic)(c)膽固醇性液晶(cholesteric)。
向列性液晶是絲狀的意思，若以偏光顯微鏡觀察向列性液晶時，可見到如多數(shù)絲的光學形態(tài)。層列性液晶一般如油脂般的粘稠，具有獨特的偏光顯微鏡形態(tài)。而膽固醇性液晶大部分是由膽固醇(Cholesterol，C27H460)所衍生出的化合物而得名。
通常液晶物質(zhì)的轉(zhuǎn)移，可分為 液晶的分子構(gòu)成，不具有結(jié)晶構(gòu)造般的堅固結(jié)構(gòu)，而是柔軟且易受外力而變形。因此會受電場、磁場、熱、應(yīng)力、異種物質(zhì)的吸著等外部刺激影響，分子的排列會重新配列甚至變形。又因液晶所具有的光學異元性，使得各種特性改變。
而在液晶裝置的應(yīng)用開發(fā)中，隨著LCD的開發(fā)，期待有更廣大、實用性的各式各樣液晶光學元件。如膽固醇性液晶裝置是螺旋構(gòu)造，其螺距長度為可見光的波長，具有旋光性，選擇性光散射。此光學元件主要操作原理是利用外加電場使液晶分子配列發(fā)生變化，從而造成液晶裝置的光調(diào)變現(xiàn)象。
與其他電氣光學元件比較，液晶裝置只要低電壓、低消耗電力即可使光學性質(zhì)產(chǎn)生大幅度變化，不需加工成型，且裝置制作也較為簡單。故使用液晶裝置的好處，可用以下條列說明(1)低操作電壓，可直接用集成電路驅(qū)動。(2)低消耗電力，適合用電池驅(qū)動。(3)重量輕，可以制成小型至大型顯示。(4)可長時間使用。(5)薄型，可省略其占有的體積空間。
所以綜合以上所述，本發(fā)明的實施可簡述為一種相機，其組成元件包含有一使得光線通過且對焦的鏡頭；一感應(yīng)測光單元，用以量測聚焦的光量。一以透光性感應(yīng)電子材料制成的多個同心圓式光圈環(huán)，同心圓式光圈環(huán)位于相機的光通路上。一手動／自動控制單元，具有自感應(yīng)測光單元接收且量測光量，同時提供信號以控制多個同心圓式光圈環(huán)的成像，作為決定與控制多個同心圓式光圈環(huán)的透明度。當相機鏡頭的光線通過該同心圓式光圈環(huán)的光通量，進而產(chǎn)生光圈與快門的作用。
相機曝光器的閉合是由該多個同心圓式光圈環(huán)與該手動／自動控制單元控制。一感光表面，且裝置在該曝光器內(nèi)，使得聚焦的光線通過該同心圓式光圈環(huán)而落在該感光表面。以感光表面而言，通常以一薄膜制成且具一電荷耦合元件。而手動／自動控制單元的操作，會與該電源調(diào)整裝置耦合，并以手動或自動方式進行。同心圓式光圈環(huán)以液晶或電鍍鉻膜制成。
權(quán)利要求
1.一種使用于相機、可調(diào)整曝光狀態(tài)的透光性感應(yīng)電子式光圈與快門裝置，其特征在于其組成至少包含有一以透光性感應(yīng)電子材料制成的多個同心圓式光圈環(huán)，該同心圓式光圈環(huán)位于相機的光通路上；以及一信號控制裝置，分別用來提供該集中式光圈環(huán)的信號，以控制該集中式光圈環(huán)變化，同時矯正光量，以決定可準許通過相機裝置的光量。
2.如權(quán)利要求1所述的透光性感應(yīng)電子式光圈與快門裝置，其特征在于其中上述鏡片使光通過并且聚焦成像。
3.如權(quán)利要求2所述的透光性感應(yīng)電子式光圈與快門裝置，其特征在于其中上述感光裝置量測并讀出欲取像面(像平面)的光量。
4.如權(quán)利要求3所述的透光性感應(yīng)電子式光圈與快門裝置，其特征在于其中上述的感光裝置至少包括一感光單位。
5.如權(quán)利要求3所述的透光性感應(yīng)電子式光圈與快門裝置，其特征在于其中上述的電源調(diào)整裝置接收且讀出感光裝置的信息，以提供信號給該集中式光圈環(huán)。
6.如權(quán)利要求3所述的透光性感應(yīng)電子式光圈與快門裝置，其特征在于其中上述的手動／自動單元的操作為與該電源調(diào)整裝置耦合，并以手動或自動方式進行。
7.如權(quán)利要求1所述的透光性感應(yīng)電子式光圈與快門裝置，其特征在于其中上述的同心圓式光圈環(huán)以液晶制成。
8.如權(quán)利要求1所述的透光性感應(yīng)電子式光圈與快門裝置，其特征在于其中上述的同心圓光圈環(huán)以電鍍鉻膜材料制成。
9.一種相機，其特征在于其組成元件至少包含有一使得光線通過且對焦的鏡頭；一感應(yīng)測光單元，用于量測聚焦的光量；一以透光性感應(yīng)電子材料制成的多個同心圓式光圈環(huán)，該集中式光圈環(huán)位于相機的光通路上；一手動／自動控制單元，具有自該感應(yīng)測光單元接收且量測光量，同時提供信號以控制該多個同心圓式光圈環(huán)的成像，作為決定與控制該多個同心圓式光圈環(huán)的透明度；當相機鏡頭的光線通過該同心圓式光圈環(huán)的光通量，進而產(chǎn)生光圈與快門的作用。
10.如權(quán)利要求9所述的相機，其特征在于其中上述的相機曝光器的閉合是由該多個同心圓式光圈環(huán)與該手動／自動控制單元控制。
11.如權(quán)利要求10所述的相機，其特征在于其中包含一感光表面，且裝置在該曝光器內(nèi)，使得焦距的光線通過該集中式光圈環(huán)而落在該感光表面。
12.如權(quán)利要求11所述的相機，其特征在于其中上述感光表面以一薄膜制成。
13.如權(quán)利要求11所述的相機，其特征在于其中上述感光表面至少有一電荷耦合元件。
14.如權(quán)利要求9所述的相機，其特征在于其中上述手動／自動控制單元的操作，會與該電源調(diào)整裝置耦合并以手動或自動方式進行。
15.如權(quán)利要求9所述的相機，其特征在于其中上述集中式光圈環(huán)以液晶制成。
16.如權(quán)利要求9所述的相機，其特征在于其中上述集中式光圈環(huán)以電鍍鉻膜制成。
17.一種導(dǎo)入影像的方法，其特征在于其包括下列步驟傳送影像的光，以集中該影像；以感應(yīng)測光單元量測與計算聚焦的光；一決定裝置以信號導(dǎo)入一電感區(qū)，使得該電感區(qū)產(chǎn)生透明變化而其他電感區(qū)部分產(chǎn)生不透明變化；控制相機鏡頭的光線通過該同心圓式光圈環(huán)的光通量；以及將該焦距的光落在一感光表面。
18.如權(quán)利要求17所述的導(dǎo)入影像的方法，其特征在于其中上述決定裝置獨立提供信號給該電誘區(qū)，而該信號的大小以所量測讀出的光量決定。
19.如權(quán)利要求18所述的導(dǎo)入影像的方法，其特征在于其中上述該電誘區(qū)的變化以信號的切換為準。
20.如權(quán)利要求17所述的導(dǎo)入影像的方法，其特征在于其中上述裝置量與該變化的之間，自動依所量測聚焦的光量為準，或是依手動調(diào)整。
全文摘要
一種利用可透光性感應(yīng)電子材料而制成的透光性感應(yīng)電子式光圈與快門裝置,包含有:感應(yīng)測光鏡頭光量的感光單元,光圈/快門的操作單元;光圈/快門控制單元,以及手動/自動操作單元。該透光性感應(yīng)光電材料制成的電子式光圈與快門裝置,具有通過所調(diào)整的外加電壓,使得透光性感應(yīng)電子材料產(chǎn)生明暗的變化,以此明暗的變化來作為光圈與快門的作用。而該透光性感應(yīng)電子材料通常以液晶或透光特感應(yīng)薄膜制成。
文檔編號G02F1/13GK1279410SQ99109350
公開日2001年1月10日 申請日期1999年6月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月24日
發(fā)明者張廣祥, 洪嘉成, 詹錢錦 申請人:力捷電腦股份有限公司