CN1279410A - 透光性感应电子式光圈与快门 - Google Patents

Abstract

一种利用可透光性感应电子材料而制成的透光性感应电子式光圈与快门装置,包含有:感应测光镜头光量的感光单元,光圈/快门的操作单元;光圈/快门控制单元,以及手动/自动操作单元。该透光性感应光电材料制成的电子式光圈与快门装置,具有通过所调整的外加电压,使得透光性感应电子材料产生明暗的变化,以此明暗的变化来作为光圈与快门的作用。而该透光性感应电子材料通常以液晶或透光特感应薄膜制成。

Description

透光性感应电子式光圈与快门

本发明有关一种利用透光性感应电子材料的装置与方法，以制成透光性感应电子式光圈及其快门的装置与方法。

传统的相机、摄影机或目前的新一代数字相机的光圈快门通常是以传统的机械式光圈快门组合而成。此种结构自有商业化相机以来，即无太大改变，致使一百多年来沿用至今。

传统式机械式光圈快门机构一般以一个以上、多个凹、凸透镜片所组成的镜头，利用光学原理的反射或折射来引进或排除光量。所以一般必须在镜头的光圈位置装设复杂的光圈调节机构，不但镜头必须要分成多个模组来组装，且提高了调节光圈的控制复杂度。

若以传统高级相机的自动对焦装置为例，镜头组或相机本身必须加装电机以驱动且附以五至六个凹、凸镜片，使得整个镜头组件的重量约占全机身重量的50％至60％重。如此对使用者而言，不仅增加了携带的重量与组装的复杂性，且必须携带额外的电源供应器，以支持额外消耗的耗电量，更带来了使用者的不便利。

本发明的目的是提供一种可取代传机械式光圈与快门，利用可透光性感应电子材料装置而制成的透光性感应电子式光圈快门。该装置特别是以一透光性感应电子元件装置，同时外加信号来控制透光度与光量，从而具有光圈快门的功能。

本发明中的一种使用于相机、可调整曝光状态的透光性感应电子式光圈与快门装置是这样实现的：其组成至少包含有：一以透光性感应电子材料制成的多个同心圆式光圈环，该同心圆式光圈环位于相机的光通路上；以及一信号控制装置，分别用来提供该集中式光圈环的信号，以控制该集中式光圈环变化，同时矫正光量，以决定可准许通过相机装置的光量。

其中上述镜片使光通过并且聚焦成像。

其中上述感光装置量测并读出欲取像面(像平面)的光量。

其中上述的感光装置至少包括一感光单位。

其中上述的电源调整装置接收且读出感光装置的信息，以提供信号给该集中式光圈环。

其中上述的手动／自动单元的操作为与该电源调整装置耦合，并以手动或自动方式进行。

其中上述的同心圆式光圈环以液晶制成。

其中上述的同心圆光圈环以电镀铬膜材料制成。

本发明的一种相机是这样实现的：其组成元件至少包含有：一使得光线通过且对焦的镜头；一感应测光单元，用于量测聚焦的光量；一以透光性感应电子材料制成的多个同心圆式光圈环，该集中式光圈环位于相机的光通路上；一手动／自动控制单元，具有自该感应测光单元接收且量测光量，同时提供信号以控制该多个同心圆式光圈环的成像，作为决定与控制该多个同心圆式光圈环的透明度；当相机镜头的光线通过该同心圆式光圈环的光通量，进而产生光圈与快门的作用。

其中上述的相机曝光器的闭合是由该多个同心圆式光圈环与该手动／自动控制单元控制。

其中包含一感光表面，且装置在该曝光器内，使得焦距的光线通过该集中式光圈环而落在该感光表面。

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电荷耦合元件。

其中上述手动／自动控制单元的操作，会与该电源调整装置耦合并以手动或自动方式进行。

其中上述集中式光圈环以液晶制成。

其中上述集中式光圈环以电镀铬膜制成。

本发明的一种导入影像的方法是这样实现的：其包括下列步骤：传送影像的光，以集中该影像；以感应测光单元量测与计算聚焦的光；一决定装置以信号导入一电感区，使得该电感区产生透明变化而其他电感区部分产生不透明变化；控制相机镜头的光线通过该同心圆式光圈环的光通量；以及将该焦距的光落在一感光表面。

其中上述决定装置独立提供信号给该电诱区，而该信号的大小以所量测读出的光量决定。

其中上述该电诱区的变化以信号的切换为准。

其中上述装置量与该变化的之间，自动依所量测聚焦的光量为准，或是依手动调整。

本发明是一种可以克服传统式机械式光圈快门诸多缺陷的透光性感应电子式光圈与快门。决定装置独立提供信号给电诱区，而控制的信号以所量测读出的光量决定。电诱区的变化以电源的切换为准。装置量与变化的之间自动依所量测聚焦的光量为准，或是依手动调整。

本发明用於电感区的此种透光性感应电子材料装置(如液晶、电镀铬膜或其他特殊感应光电材料)可担任控制透光度与光通量的基本元件。通常装置在镜头组件内或相机光圈的聚光部位，并区分成数段以配合所需的光圈大小。各不同区段的感应光电材料部分以不同的信号控制置其开或关。平常呈透明状以透过光线，施以电场后即成不透光状态以隔绝光线的通过。

本发明的另一特点是可以省去机械式快门光圈的使用，简化组装程序及镜头的复杂程度，减少使用空间并减轻机身的重量，同时减少相机或摄影机相关设备所需的耗电量。

图1是透光性感应电子式光圈／快门单元的操作方法。

图2是透光性感应电子式光圈／快门单元的实体图。

图3—图5是透光性感应电子式光圈／快门单元的启闭图。

综合以上所述，本发明以所提供的双眼傻瓜相机的实施例作为说明，如图1所示，其操作原理为：当相机镜头以感应测光单元11感应量测光量后，将信号传到光圈／快门控制单元12，而光圈／快门控制单元12启动并提供电压，此时会调整系统所需的电压，而由光圈／快门单元15调整光度与进光量，且通过手动／自动操作单元14以手动／自动方式操作光圈／快门单元15的完全关闭，最后完成拍摄。且本发明透光性感应电子式光圈与快门装置的基本组合元件通常具有感应测光单元11，光圈／快门控制单元12，手动／自动操作单元14与光圈／快门单元15。

光圈／快门单元15以信号进行调整控制，藉以取代以往由电机驱动所控制的光圈装置。且光圈／快门单元15也以信号进行开启或闭合的控制，同时光圈单元与快门单元合并为单一的光圈／快门单元15。

图2所示为本发明装置的实体图。20是镜头组单元，15是电子光圈／快门单元，12是光圈／快门控制单元。此图可显示发明的实际相关配置。

该双眼傻瓜相机具有多个不同大小孔径的光圈环，其操作方式如图3—图5所示。若欲摄入景物的光量太大，其中的操作模式为按所需光圈大小调整透光层各光圈环的亮暗升关：通常第一圈光圈环3(透光层)完全暗，即可减少光的进入。若按下快门键，则其余光圈层(如1，2)会全部关闭。相反的，若光量太小，此两个光圈环其中的明操作模式为第二光圈环完全明，接着第一光圈环完全明；即可达到放大光圈的目的。

本发明的这种透光性感应电子材料装置(如，液晶或特殊感应光电材料装置)可担任控制透光度与光通(穿透)量的基本元件。通常应装置于镜头组件内或相机光圈的聚光部位，并区分成数段以配合所需的光圈大小。平常呈透明状，以通过光线施以电场后即成不透光状态，以隔绝光线的通过。应用此项特征，可成为相机的光圈与快门装置。

而本发明的透光性感应电子材料装置(如液晶或特殊感应光电材料装置)，因其不加电场或电压时成透光状，而外加电场或电压时即无法透光的特性。依据不同镜头的需求，分隔成一个以上的圆环。各不同区段的感应光电材料部分以不同的电场或电压控制其开或关，以达到不同透光孔径的目的。

本发明以液晶材料作为透光性感应电子材料装置实施例之一，可达到前述的发明目的。而液晶通常是一种不属于一般固体、液体、气体的混沌液体，同时具有光学异方向性结晶所特有的多折射性。目前已知的液晶均是有机化合物形成，约有一万种左右。

目前广泛使用的液晶三种形态的分类及其命名为：

(a)向列性液晶(nematic)

(b)层列性液晶(smectic)

(c)胆固醇性液晶(cholesteric)。

向列性液晶是丝状的意思，若以偏光显微镜观察向列性液晶时，可见到如多数丝的光学形态。层列性液晶一般如油脂般的粘稠，具有独特的偏光显微镜形态。而胆固醇性液晶大部分是由胆固醇(Cholesterol，C27H460)所衍生出的化合物而得名。

通常液晶物质的转移，可分为：

液晶的分子构成，不具有结晶构造般的坚固结构，而是柔软且易受外力而变形。因此会受电场、磁场、热、应力、异种物质的吸着等外部刺激影响，分子的排列会重新配列甚至变形。又因液晶所具有的光学异元性，使得各种特性改变。

而在液晶装置的应用开发中，随着LCD的开发，期待有更广大、实用性的各式各样液晶光学元件。如胆固醇性液晶装置是螺旋构造，其螺距长度为可见光的波长，具有旋光性，选择性光散射。此光学元件主要操作原理是利用外加电场使液晶分子配列发生变化，从而造成液晶装置的光调变现象。

与其他电气光学元件比较，液晶装置只要低电压、低消耗电力即可使光学性质产生大幅度变化，不需加工成型，且装置制作也较为简单。故使用液晶装置的好处，可用以下条列说明：(1)低操作电压，可直接用集成电路驱动。(2)低消耗电力，适合用电池驱动。(3)重量轻，可以制成小型至大型显示。(4)可长时间使用。(5)薄型，可省略其占有的体积空间。

所以综合以上所述，本发明的实施可简述为：一种相机，其组成元件包含有：一使得光线通过且对焦的镜头；一感应测光单元，用以量测聚焦的光量。一以透光性感应电子材料制成的多个同心圆式光圈环，同心圆式光圈环位于相机的光通路上。一手动／自动控制单元，具有自感应测光单元接收且量测光量，同时提供信号以控制多个同心圆式光圈环的成像，作为决定与控制多个同心圆式光圈环的透明度。当相机镜头的光线通过该同心圆式光圈环的光通量，进而产生光圈与快门的作用。

相机曝光器的闭合是由该多个同心圆式光圈环与该手动／自动控制单元控制。一感光表面，且装置在该曝光器内，使得聚焦的光线通过该同心圆式光圈环而落在该感光表面。以感光表面而言，通常以一薄膜制成且具一电荷耦合元件。而手动／自动控制单元的操作，会与该电源调整装置耦合，并以手动或自动方式进行。同心圆式光圈环以液晶或电镀铬膜制成。

Claims (20)

1、一种使用于相机、可调整曝光状态的透光性感应电子式光圈与快门装置，其特征在于：其组成至少包含有：一以透光性感应电子材料制成的多个同心圆式光圈环，该同心圆式光圈环位于相机的光通路上；以及一信号控制装置，分别用来提供该集中式光圈环的信号，以控制该集中式光圈环变化，同时矫正光量，以决定可准许通过相机装置的光量。

2、如权利要求1所述的透光性感应电子式光圈与快门装置，其特征在于：其中上述镜片使光通过并且聚焦成像。

3、如权利要求2所述的透光性感应电子式光圈与快门装置，其特征在于：其中上述感光装置量测并读出欲取像面(像平面)的光量。

4、如权利要求3所述的透光性感应电子式光圈与快门装置，其特征在于：其中上述的感光装置至少包括一感光单位。

5、如权利要求3所述的透光性感应电子式光圈与快门装置，其特征在于：其中上述的电源调整装置接收且读出感光装置的信息，以提供信号给该集中式光圈环。

6、如权利要求3所述的透光性感应电子式光圈与快门装置，其特征在于：其中上述的手动／自动单元的操作为与该电源调整装置耦合，并以手动或自动方式进行。

7、如权利要求1所述的透光性感应电子式光圈与快门装置，其特征在于：其中上述的同心圆式光圈环以液晶制成。

8、如权利要求1所述的透光性感应电子式光圈与快门装置，其特征在于：其中上述的同心圆光圈环以电镀铬膜材料制成。

9、一种相机，其特征在于：其组成元件至少包含有：一使得光线通过且对焦的镜头；一感应测光单元，用于量测聚焦的光量；一以透光性感应电子材料制成的多个同心圆式光圈环，该集中式光圈环位于相机的光通路上；一手动／自动控制单元，具有自该感应测光单元接收且量测光量，同时提供信号以控制该多个同心圆式光圈环的成像，作为决定与控制该多个同心圆式光圈环的透明度；当相机镜头的光线通过该同心圆式光圈环的光通量，进而产生光圈与快门的作用。

10、如权利要求9所述的相机，其特征在于：其中上述的相机曝光器的闭合是由该多个同心圆式光圈环与该手动／自动控制单元控制。

11、如权利要求10所述的相机，其特征在于：其中包含一感光表面，且装置在该曝光器内，使得焦距的光线通过该集中式光圈环而落在该感光表面。

12、如权利要求11所述的相机，其特征在于：其中上述感光表面以一薄膜制成。

13、如权利要求11所述的相机，其特征在于：其中上述感光表面至少有一电荷耦合元件。

14、如权利要求9所述的相机，其特征在于：其中上述手动／自动控制单元的操作，会与该电源调整装置耦合并以手动或自动方式进行。

15、如权利要求9所述的相机，其特征在于：其中上述集中式光圈环以液晶制成。

16、如权利要求9所述的相机，其特征在于：其中上述集中式光圈环以电镀铬膜制成。

17、一种导入影像的方法，其特征在于：其包括下列步骤：传送影像的光，以集中该影像；以感应测光单元量测与计算聚焦的光；一决定装置以信号导入一电感区，使得该电感区产生透明变化而其他电感区部分产生不透明变化；控制相机镜头的光线通过该同心圆式光圈环的光通量；以及将该焦距的光落在一感光表面。

18、如权利要求17所述的导入影像的方法，其特征在于：其中上述决定装置独立提供信号给该电诱区，而该信号的大小以所量测读出的光量决定。

19、如权利要求18所述的导入影像的方法，其特征在于：其中上述该电诱区的变化以信号的切换为准。

20、如权利要求17所述的导入影像的方法，其特征在于：其中上述装置量与该变化的之间，自动依所量测聚焦的光量为准，或是依手动调整。

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