Gebiet der Erfindung
-
Die Erfindung bezieht sich auf eine Blendenvorrichtung für
ein Bildaufnahme-Linsensystem, welche mit einem
elektrochromen Element versehen ist, dessen
Lichtdurchlaßeigenschaften auf die Ausübung einer elektrischen Spannung hin geändert
werden und bei der der Umfang der Lichtdurchlässigkeit durch
die Lichtdurchlaßeigenschaften des elektrochromen Elements
gesteuert werden kann.
Hintergrund der Erfindung
-
In einer bekannten Art und Weise zeigt ein elektrochromes
Element unterschiedliche Lichtdurchlaßeigenschaften zwischen
seinem oxydierten Zustand und seinem reduzierten Zustand
infolge einer elektrochemischen Reaktion. Das elektrochrome
Element wird dazu herangezogen, den Umfang der
Lichtdurchlässigkeit des auf das betreffende Element einfallenden
Lichtes dadurch zu steuern, daß der Unterschied in dessen
Lichtdurchlaßeigenchaften ausgenutzt wird. Das elektrochrome
Element umfaßt eine Dünnschicht bzw. einen dünnen Film, die bzw.
der aus einem elektrochromen Material gebildet ist, wie aus
WO&sub3; oder WOD&sub3;, das mit einem Elektrolyten, wie einer
schichtbzw. filmfärmigen Lithiumelektrode, in Kontakt gebracht ist.
Falls die elektrische Spannung in einer Richtung angelegt
ist, in der die Elektrolytseite zu einer positiven Seite
wird, wird der Zustand des Elements geändert.
-
Im Falle einer farblosen WO&sub3;-Dünnschicht beispielsweise
werden dann, wenn an diese die negative Spannung angelegt ist,
Mx + WO3ex- durch Injektion von Elektronen und positive Ionen
in dem Elektrolyten gebildet, wobei sich die Dünnschicht bzw.
der dünne Film vom farblosen Zustand in den eine blaue Farbe
zeigenden Zustand ändert. Falls eine Vielzahl von
elektrochromen Elementen, die unterschiedliche Farben in
unterschiedlichen Wellenlängenbereichen zeigen, übereinander
angeordnet sind, um ihre elektrischen und
Lichtdurchlaßeigenschaften auszunutzen, wird es folgliöh möglich, den Umfang
der Lichtdurchlässigkeit für den gesamten Bereich des
sichtbaren Lichtes zu steuern.
-
Es ist bisher eine Blendenvorrichtung für ein Bildaufnahme-
Linsensystem, wie eine Kamera, vorgeschlagen worden, welche
die oben erwähnten elektrischen und
Lichtdurchlaßeigenschaften der elektrochromen Elemente ausnutzt, beispielsweise in
der JP-Patent-Kokai-(Offenlegungs)-Veröffentlichung
Nr. 62-198835 unter dem Titel "Blendenvorrichtung". Die
Blendenvorrichtung gemäß der vorbekannten Veröffentlichung weist
ein elektrochromes Element 2, welches mit einem Paar von
transparenten Substraten 4A, 4B zusammengeschichtet und
zwischen diesen eingeschlossen ist, und zwar zusammen mit
einem Elektrolyten und mittels eines Abstandsgliedes 3, und
einen ersten Satz von transparenten Elektroden 5 sowie eine
zweite transparente Elektrode 6 im Innenraum der
transparenten Substrate 4A und 4B in Kontakt mit den Vorder- und
Rückseiten des elektrochromen Elementes 2 auf, wie dies in Fig. 7
und 8 veranschaulicht ist.
-
Zumindest der erste Satz der transparenten Elektroden 5
besteht aus einer Vielzahl konzentrisch angeordneter
transparenter Elektroden 5a bis 5d, während die zweite transparente
Elektrode die Rolle einer Gegenelektrode für den Satz der
transparenten Elektroden 5 spielt. Die elektrische Spannung
wird an die transparenten Elektroden 5 und 6 über Anschlüsse
7A und 7B von der äußersten transparenten Elektrode zur
innersten transparenten Elektrode in dieser Reihenfolge
angelegt. Beginnend von den ringförmigen Bereichen der
Blendenvorrichtung 1 in Ausrichtung zu der äußersten transparenten
Elektrode 5d werden die ringförmigen Bereiche der
Blendenvorrichtung 1 in Ausrichtung zu den transparenten Elektroden
vom transparenten Zustand in den Lichtunterbrechungszustand
in einer Richtung geändert, die zu dem ringförmigen Bereich
in Ausrichtung zu der innersten transparenten Elektrode 5a
fortschreitet, um den Durchlaßdurchmesser für das einfallende
Licht zur Steuerung des Umfangs des durchgelassenen Lichts
auf einen erwünschten Pegel zu reduzieren.
-
Unterdessen wird von der Blendenvorrichtung 1 für die Kamera
mit dem elektrochromen Element 2 gefordert, daß es optische
Eigenschaften zeigt, bei denen eine hinreichende Menge des
einfallenden Lichtes im transparenten Zustand übertragen wird
bei denen daß das einfallende Licht im
Lichtunterbrechungszustand zwangsweise unterbrochen wird. Die
Lichtunterbrechungseigenschaften der Blendenvorrichtung sind besonders
kritisch, falls es erwünscht ist, die Schärfentiefe durch
Ändern der Größe der Apertur der Blendenvorrichtung zu
steuern, oder falls es erwünscht ist, die Aberration durch
Verringern des effektiven Linsendurchmessers zur Steigerung
der Linseneigenschaften zu verringern.
-
Es wird nun angenommen, daß bei der bekannten
Blendenvorrichtung 1 die F-Zahl während der maximalen Blendenöffnung, bei
der die Bereiche in Ausrichtung zu den transparenten
Elektroden 5a bis 5d transparent sind, gegeben ist mit 1,4, daß die
F-Zahl während der minimalen Blendenöffnung, bei der
lediglich der Bereich in Ausrichtung zu der innersten
transparenten Elektrode 5a transparent ist, gegeben ist mit 8, daß das
Verhältnis von Lichtdurchlässigkeit des elektrochromen
Elements 2 während der Durchlässigkeitszeit 100% und während der
Lichtunterbrechung 1% beträgt und daß das Verhältnis von
Lichtdurchlässigkeit der transparenten Elektroden 5 und 6,
bezüglich deren jeder das Verhältnis von Lichtdurchlässigkeit
gleich 10% ist, gleich (1-0,1)² = 0,9² ist. Das Verhältnis
der aus dem Lichtunterbrechungsbereich austretenden
Lichtmenge
zu der Lichtmenge, die durch den transparenten Bereich
zum Zeitpunkt der minimalen Öffnung der Blendenvorrichtung
hindurchtritt, das heißt, daß S/N-Verhältnis, kann aus der
Formel berechnet werden:
-
(Lichtmenge, die aus Bereichen in Ausrichtung zu den
transparenten Elektroden 5b, 5c und 5b austritt)/
(Lichtmenge, die durch einen Bereich in Ausrichtung zu der
transparenten Elektrode 5a hindurchgelangt) =
(Flächenabmessungen der Bereiche in Ausrichtung zu den transparenten
Elektroden 5b bis 5d) x
(Lichtdurchlässigkeit)/(Flächenabmessung eines Bereichs in Ausrichtung zu der transparenten
Elektrode 5a) x (Lichtdurchlässigkeit).
-
Das Einsetzen der obigen Werte in die obige Formel führt
dazu, daß das S/N-Verhältnis zu
-
[(8/1,4)²-1] x (0,01 x 0,9²)/1 x (1 x 0,9²) = 0,32 wird.
-
Aus vorstehendem wird ersichtlich, daß die Lichtmenge, die
aus den ringförmigen Lichtunterbrechungsbereichen in
Ausrichtung zu den transparenten Elektroden 5b, 5c und 5d austritt,
30% oder mehr beträgt, und zwar aufgrund des größeren
Flächenbereiches, so daß die von der Blendenvorrichtung 1 für
die Kamera geforderten Lichtunterbrechungseigenschaften nicht
erfüllt werden können. Das Ergebnis besteht darin, daß die
Schärfentiefe unkontrollierbar wird, und zwar aufgrund des
aus den Bereichen in Ausrichtung zu den transparenten
Elektroden 5b bis 5d niedriger Tiefe austretenden Lichtes,
während der Effekt, den der verringerte effektive
Linsendurchmesser auf die zunehmende Verringerung der Linsenaberration
haben könnte, infolge des austretenden Lichtes ebenfalls
unzufriedenstellend wird.
-
Zur Bekämpfung einer derartigen Schwierigkeit ist außerdem
eine Blendenvorrichtung 9 vorgeschlagen worden, bei der zwei
Blendenvorrichtungen 1 gestapelt sind, um die
Lichtunterbrechungseigenschaften zu verbessern, wie dies in Fig. 9
veranschaulicht
ist. Eine derartige Vorrichtung ist aus der
US-A-4 218 120 bekannt. Bei der Blendenvorrichtung 9 sind die
Einzelteile oder Komponenten, die jenen der in Fig. 7 und 8
dargestellten Blendenvorrichtung 1 ähnlich sind, mit
denselben Bezugszeichen versehen, und die entsprechende
Beschreibung erfolgt hier der Klarheit halber nicht. Bei der
vorliegenden Blendenvorrichtung 9 kann mit Rücksicht darauf, daß
das einfallende Licht veranlaßt wird, durch zwei Schichten
der elektrochromen Elemente 2 und durch vier Schichten der
transparenten Elektroden 5 und 6 hindurchzutreten, das
S/N-Verhältnis aus der Formel (1) ermittelt werden zu
[(8/1,4)² - 1] x 0,01² X 0,9&sup4;/1 x (1² x 0,9&sup4;) = 0,0032.
-
Es kann ersehen werden, daß bei der Blendenvorrichtung 9, die
aus sechs Schichten besteht, das heißt aus zwei Schichten der
elektrochromen Elemente 2 und vier Schichten der
transparenten Elektroden 5, 6, das aus den ringförmigen
Lichtunterbrechungsbereichen in Ausrichtung zu den transparenten
Elektroden 5b, 5c und 5d während der minimalen Öffnung der
Blendenvorrichtung bzw. Blende austretende Lichtmenge 1/100 jener
der Blendenvorrichtung 1 wird. Das Ergebnis ist, daß die
Lichtunterbrechungseigenschaften signifikant verbessert
werden können, während die von der Blendenvorrichtung für das
Bildaufnahme-Linsensystem für die Kamera oder dergleichen
geforderten Lichtdurchlaßeigenschaften im transparenten Zustand
und die geforderten Lichtunterbrechungseigenschaften im
Lichtunterbrechungszustand ebenfalls erfüllt werden können.
-
Bei der in Fig. 9 dargestellten Blendenvorrichtung 9, bei der
die Lichtunterbrechungseigenschaften durch die oben
beschriebene Anordnung verbessert sind, beträgt jedoch die
Gesamtdicke weitgehend bzw. im wesentlichen das Zweifache jener der
in Fig. 7 und 8 dargestellten Blendenvorrichtung 1, so daß
infolge einer derartigen Zunahme in der Dicke der
Blendenvorrichtung 9 die Dicke des gesamten optischen Systems etwa das
Dreifache jener des optischen Systems wird, welches die in
Fig. 7 und 8 dargestellte Blendenvorrichtung aufweist.
-
Da das einfallende Licht durch die vier Schichten der
transparenten Elektroden 6 und 7 hindurchtreten muß, ist außerdem
die Lichtmenge des hindurchgelassenen Lichts während des
Lichtdurchlaßzustands signifikant verringert. Falls
beispielsweise Indium-Zinn-Oxid (ITO) mit überlegener
Lichtdurchlässigkeit als ein Material für die transparente
Elektroden verwendet wird, ist das Verhältnis der
Lichtdurchlässigkeit pro Schicht der transparenten Elektroden um etwa
10% verringert, und zwar aufgrund der Lichtabsorption durch
die transparenten Elektroden, so daß die Lichtdurchlässigkeit
der Blendenvorrichtung 9 in ihrer Gesamtheit einen höheren
Wert von (1-0,1)&sup4; = 0,66 erreicht.
-
Aufgabe und Zusammenfassung der Erfindung
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Blendenvorrichtung bereitzustellen, in der ausreichende
Lichtdurchlaß- und hohe Lichtunterbrechungseigenschaften
während der transparenten Zustands bzw. des
Lichtunterbrechungszustands aufrechterhalten werden können und die von geringer
Größe ist und in vorteilhafter Weise mit einem Bildaufnahme-
Linsensystem verwendet wird.
-
Gemäß ihrem einen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung
eine Blendenvorrichtung bereit, in der ein elektrochromes
Element, dessen Lichtdurchlaßeigenschaften auf die Ausübung
einer elektrischen Spannung an dem betreffenden Element hin
geändert werden, zusammen mit einem ersten Satz von
transparenten Elektroden und einem zweiten Satz von transparenten
Elektroden vorgesehen ist. Jedes des ersten und zweiten
Satzes weist eine konzentrische Anordnung aus einer Vielzahl
von transparenten Elektroden auf. Der erste Satz der
transparenten Elektroden und der zweite Satz der transparenten
Elektroden sind auf beiden Seiten des elektrochromatischen
Elements
einander zugewandt angeordnet. Die dritten Elektroden,
die die Rolle bzw. den Part von Gegenelektroden für die
ersten und zweiten Sätze der transparenten Elektroden
spielen, sind an den äußersten Umfängen des ersten und zweiten
Satzes der transparenten Elektroden angeordnet.
-
Gemäß ihrem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung
ein optisches System bereit, umfassend eine
Blendenvorrichtung, in der ein elektrochromes Element, dessen
Lichtdurchlaßeigenschaften auf die Ausübung einer elektrischen Spannung
an dem betreffenden Element hin geändert werden, zusammen mit
einem ersten Satz von transparenten Elektroden und einem
zweiten Satz von transparenten Elektroden vorgesehen ist.
Jeder Satz des ersten Satzes und des zweiten Satzes weist
eine konzentrische Anordnung aus einer Vielzahl von
transparenten Elektroden auf. Der erste Satz der transparenten
Elektroden und der zweite Satz der transparenten Elektroden sind
auf beiden Seiten des elektrochromen Elements angeordnet. Die
dritten Elektroden, die den Part bzw. die Rolle von
Gegenelektroden für die ersten und zweiten Sätze der transparenten
Elektroden spielen, sind an den äußersten Umfängen des ersten
Satzes und des zweiten Satzes der transparenten Elektroden
außerhalb des effektiven Durchmessers des optischen Systems
angeordnet. Die Gegenelektroden sind längs der optischen
Achse gebogen und verlaufen vorzugsweise parallel zur
optischen Achse bezogen auf die ersten und zweiten Sätze der
transparenten Elektroden.
-
Falls die elektrische Spannung sequentiell an die ersten und
zweiten Sätze der transparenten Elektroden, die zu beiden
Seiten eines elektrochromen Elements angeordnet sind, und die
dritten Elektroden angelegt wird, die als Gegenelektroden für
diese transparenten Elektroden angeordnet sind, dann können
die Lichtunterbrechungsschichten auf der Vorderseite und der
Rückseite des elektrochromen Elements gebildet sein, so daß
ausreichende Lichtunterbrechungseigenschaften unter dem
Lichtunterbrechungszustand ohne Erhöhung der Dicke der
Blendenvorrichtung aufrechterhalten werden können.
-
Da die ersten und zweiten Sätze der transparenten Elektroden
jeweils aus einer Vielzahl konzentrisch angeordneter
transparenter Elektroden gebildet sind, wird der
Lichtdurchlaßdurchmesser für das einfallende Licht dadurch graduell vermindert,
daß die elektrische Spannung sequentiell an die transparenten
Elektroden angelegt wird, und zwar beginnend von den äußer
sten transparenten Elektroden, und zwar zur Realisierung der
Lichtstopeffekte
-
Da die dritten Elektroden, die auf beiden Seiten des
elektrochromen Elements derart angeordnet sind, daß sie die Rolle
der Gegenelektroden für die transparenten Elektroden der
ersten und zweiten Sätze spielen, außerhalb des effektiven
Durchmessers des Bildaufnahme-Linsensystems angeordnet sind,
kann die Linsen- bzw. Objektivfassung an einer Zunahme der
Größe gehindert werden. Überdies sind die Gegenelektroden
parallel zur optischen Achse gebogen, um eine Zunahme der
Linsen- bzw. Objektivfassung im Durchmesser weiter zu
verhindem.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die ersten und zweiten
Sätze der transparenten Elektroden, die jeweils aus einer
Vielzahl von konzentrisch angeordneten transparenten
Elektroden bestehen, auf den Vorder- und Rückseiten des
elektrochromen Elements angeordnet, und die dritten Elektroden, die die
Rolle von Gegenelektroden spielen, sind auf den äußersten
Umfängen der transparenten Elektroden der ersten und zweiten
Sätze angeordnet. Die elektrische Spannung wird sequentiell
an die dritten Elektroden und an die transparenten Elektroden
der ersten und zweiten Sätze angelegt, und zwar beginnend von
den äußersten transparenten Elektroden, um sequentiell
konzentrische Lichtunterbrechungsschichten zu bilden, so daß der
Effekt der graduellen Verringerung des Durchmessers für das
einfallende Licht erzielt wird. Überdies ist die Gesamtdicke
nicht gesteigert, während ausreichende
Lichtstopcharakteristiken unter dem Lichtstopzustand aufrechterhalten werden
können.
-
Andererseits sind die ersten und zweiten Sätze der
transparenten Elektroden auf den Vorder- und Rückseiten des
elektrochromen Elements angeordnet, während die dritten Elektroden,
die den Part bzw. die Rolle der Gegenelektroden für die
transparenten Elektroden der ersten und zweiten Sätze
spielen, außerhalb des effektiven Durchmessers des optischen
Systems angeordnet sind, so daß ein Bildaufnahme-Linsensystem
bzw. -Objektivsystem geringer Größe und hoher
Leistungsfähigkeit ohne Steigerung des Durchmessers oder der Länge der
Linsen- bzw. Objektivfassung realisiert werden kann.
-
Durch Biegen der dritten Elektroden, die den Part von
Gegenelektroden für die ersten und zweiten Sätze der transparenten
Elektroden zur Steuerung des Durchlaßdurchmessers für das
einfallende Licht spielen, in eine Richtung parallel zur
optischen Achse kann die Linsenfassung weiter im Durchmesser
verringert werden. Die Blende bzw. Blendenvorrichtung gemäß
der vorliegenden Erfindung kann in vorteilhafter Weise in
Verbindung mit einem Bildaufnahme-Linsensystem vom Front-
Iris-Typ verwendet werden, bei dem die Blendenvorrichtung vor
der Frontlinseneinheit angeordnet ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Fig. 1 zeigt eine Längsschnittansicht einer
Blendenvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
-
Fig. 2 zeigt eine Frontansicht der in Fig. 1 dargestellten
Blendenvorrichtung.
-
Fig. 3 zeigt in einer schematischen
Explosions-Seitenansicht ein Bildaufnahme-Linsensystem bzw.
-Objektivsystem
mit der in Fig. 1 dargestellten
Blendenvorrichtung.
-
Fig. 4 zeigt eine Längsschnittansicht einer
Membranvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der
vorhegenden Erfindung.
-
Fig. 5 zeigt in einer schematischen
Explosions-Seitenansicht ein Bildaufnahme-Linsensystem bzw.
-Objektivsystem mit der in Fig. 4 dargestellten
Blendenvorrichtung.
-
Fig. 6 zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein
Bildaufnahme-Linsensystem bzw. -Objektivsystem vom
Frontblendentyp, welches eine Blendenvorrichtung
gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung aufweist.
-
Fig. 7 veranschaulicht in einer Vorderansicht eine
konventionelle Blendenvorrichtung.
-
Fig. 8 zeigt eine Längsschnittansicht der betreffenden
Vorrichtung.
-
Fig. 9 zeigt eine Längsschnittansicht einer weiteren
konventionellen Blendenvorrichtung.
-
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden bevorzugte
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im einzelnen
erläutert. Eine Blendenvorrichtung 10 umfaßt ein elektrochromes
Element 11, bestehend aus Silberjodid und Natriumjodid,
gelöst in einem nichtwässrigen Lösungsmittel, wie Methanol, wie
dies in Fig. 1 und 2 veranschaulicht ist. Das elektrochrome
Element 11 ist zwischen einem Paar transparenter
Glassubstrate 12A und 128 durch die Zwischenfügung eines
Abstandsgliedes 13 eingeschlossen.
-
Auf den gegenüberliegenden Innenseiten der Glassubstrate 12A
und 12B befinden sich ein Satz erster transparenter
Elektroden 14, die aus einer Vielzahl von konzentrisch angeordneten
transparenten Elektroden 14a bis 14d bestehen, ein Satz
zweiter
transparenter Elektroden 15, die in ähnlicher Weise aus
einer Vielzahl konzentrisch angeordneter transparenter
Elektroden 15a bis 15d bestehen, und konzentrisch angeordnete
ringförmige dritte transparente Elektroden 16A und 16B auf
dem äußersten Umfang der ersten und zweiten transparenten
Elektrodensätze 14 und 15. Mit anderen Worten ausgedrückt
heißt dies, daß der Satz der ersten transparenten Elektroden
14 und die dritte transparente Elektrode 16A in Kontakt mit
der Frontseite des elektrochromen Elements 11 angeordnet
sind, während der zweite Satz der transparenten Elektrode 15
und die andere transparente Elektrode 168 in Kontakt mit der
Rückseite des elektrochromen Elements 11 angeordnet sind.
-
Der erste Satz der transparenten Elektroden 14, der zweite
Satz der transparenten Elektroden 15 und die dritten
transparenten Elektroden 16A und 16B sind dadurch gebildet, daß eine
transparente elektrisch leitende Paste oder ein Musterdruck
eines transparenten elektrisch leitenden Films auf den
inneren seitlichen Oberflächen der Glassubstrate 12A und 12B
aufgebracht sind. Obwohl in Fig. 1 und 2 zur Vereinfachung der
Darstellung nicht genau veranschaulicht, ist die Summe der
Oberflächenbereiche der transparenten Elektroden 14a bis 14d
des ersten Satzes der Elektroden 14 etwa gleich dem
Oberflächenbereich der dritten transparenten Elektroden 16A, während
die Summe der Oberflächenbereiche der transparenten
Elektroden 15a bis 15d des zweiten Satzes der Elektroden 15 etwas
bzw. angenähert gleich dem Oberflächenbereich der dritten
transparenten Elektrode 16B ist.
-
Die dritten transparenten Elektroden 16A und 16B stellen
Gegenelektroden bezüglich des ersten Satzes der transparenten
Elektroden 14 bzw. des zweiten Satzes der transparenten
Elektroden 15 dar. Dies bedeutet, daß in einer Vielfalt von
optischen Elementen, deren Lichtdurchlaßcharakteristiken durch
Aufdrücken der elektrischen Spannung geändert werden, wie
einer Flüssigkeitskristallvorrichtung, die molekulare
Anordnung
der Vorrichtung durch das elektrische Feld modifiziert
wird, welches gleichmäßig über die Elektroden angelegt ist,
wodurch die Lichtdurchlaßcharakteristiken der betreffenden
Elemente modifiziert werden. Somit sind die Elektroden mit
der dazwischen eingeschichteten
Flüssigkeitkristallvorrichtung angeordnet.
-
Demgegenüber werden bei den elektrochromen Elementen die
Lichtdurchlaßeigenschaften bzw. -charakteristiken dadurch
geändert, daß elektrische Ladungen zwischen der Elektrode und
dem zugewandten elektrochromen Element ausgetauscht werden,
so daß es keine Rolle spielt, in welcher Richtung und wie
gleichförmig das elektrisch Feld ausgerichtet ist. Mit
anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß die transparenten
Elektroden 14, 15 und 16, welche die
Lichtdurchlaßcharakteristiken des elektrochromen Elements 11 steuern, an gewünschten
beliebigen Positionen angeordnet sein können. Deshalb sind
gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung die
dritten transparenten Elektroden 16A, 16B als Gegenelektroden
in Übereinstimmung mit dem oben beschriebenen Merkmal des
elektrochromen Elements an den äußersten Umfängen des ersten
Satzes der transparenten Elektroden 14 und des zweiten Satzes
der transparenten Elektroden 15 angeordnet.
-
Die transparenten Elektroden 14b, 14c und 14d des ersten
Satzes der transparenten Elektroden 14 sind konzentrisch zu
der innersten transparenten Elektrode 14a als ihrer Mitte
angeordnet, während die transparenten Elektroden 15b, 15c und
15d des zweiten Satzes der transparenten Elektroden 15
konzentrisch zu der innersten transparenten Elektrode 15a als
ihrer Mitte angeordnet sind. Somit wirken die Elektrodensätze
14, 15 als Elektroden, welche den Durchlaß-Aperturdurchmesser
des einfallenden Lichtes steuern. Demgegenüber wirkt die
äußerste dritte transparente Elektrode 16 als gemeinsame
Gegenelektrode für die ersten und zweiten Sätze 14, 15 der
transparenten Elektroden. Gemäß dem zweiten Aspekt der
vorliegenden
Erfindung ist die dritte transparente Elektrode 16
außerhalb des effektiven Durchmessers D des optischen Systems
angeordnet, wie dies nachstehend erläutert werden wird.
-
Der erste Satz der transparenten Elektroden 14, der zweite
Satz der Elektroden 15 und die dritten transparenten
Elektroden 16 führen teilweise nach außen zum Außenumfang des
Glassubstrats 12 und sind dort mit Anschlüssen 17a bis 17d, 18a
bis 18d bzw. 19a, 19b verbunden, die gestatten, die
elektrische Spannung an diese transparenten Elektroden anzulegen,
wie dies in Fig. 2 veranschaulicht ist. Dies bedeutet, daß
die transparenten Elektroden 14a bis 14d mit den Anschlüssen
17a bis 17d verbunden sind, während die transparenten
Elektroden 15a bis 15d mit den Anschlüssen 18a bis 18d verbunden
sind; die dritten transparenten Elektroden 16A und 16B sind
mit den Anschlüssen 19a bzw. 19b verbunden. Unterdessen sind
die Anschlüsse 17 bis 19 mit einer nicht dargestellten
elektrischen Spannungsabgabeeinrichtung bzw. -aufdrückeinrichtung
verbunden.
-
Die transparenten Elektroden 14a bis 14d des ersten Satzes
und die transparenten Elektroden 15a bis 15d des zweiten
Satzes werden auf entsprechenden gleichen Potentialwerten
gehalten. Falls die elektrische Spannung an die Anschlüsse
17, 18 und 19 durch die nicht dargestellte
Spannungsabgabeeinrichtung abgegeben wird, wird in dem nichtwässrigen
Lösungsmittel gelöstes Silber abgeschieden und auf den
Oberflächen der transparenten Elektroden 14a bis 14d sowie 15a
bis 15d niedergeschlagen, so daß die ringförmigen
Anordnungsbereiche der Blendenvorrichtung 10 in Ausrichtung zu diesen
transparenten Elektroden 14a bis 14d und 15a bis 15d vom
transparenten Zustand in den Lichtunterbrechungszustand
verändert werden. Demgegenüber wird in dem Fall, daß die
elektrische Spannung der dritten transparenten Elektrode 16 auf
gedrückt wird, während sie aufeinanderfolgend den
transparenten Elektroden 14 und 15 von den äußersten transparenten
Elektroden 14d, 15d zu den innersten transparenten Elektroden
14a, 15a hin aufgedrückt wird, der transparente Bereich
fortschreitend schmaler zur Steuerung des
Durchlaßaperturdurchmessers für das einfallende Licht. Mittels der oben
beschnebenen Blendenvorrichtung 10 ist der F-Wert bzw. F-Zahl zum
Zeitpunkt der maximalen Öffnung der Blendenvorrichtung 10,
bei der sämtliche transparenten Elektroden 14a bis 14d des
ersten Satzes der transparenten Eelektroden 14 und der
transparenten Elektroden 15a bis 15d des zweiten Satzes der
transparenten Elektroden 15 transparent bzw. durchlässig sind, auf
1,4 festgelegt, während der F-Wert zum Zeitpunkt der
minimalen Öffnung der Blendenvorrichtung, bei der lediglich die
innersten transparenten Elektroden 14a, 15a transparent bzw.
durchlässig sind, auf 8 festgelegt ist. Demgegenüber ist die
Durchlässigkeit des elektrochromen Elements 11 auf 100% bzw.
1% für den Lichtdurchlässigkeitszustand bzw. für den
Lichtunterbrechungszustand festgelegt, während die Durchlässigkeit
der transparenten Elektrode als um 10% pro Schicht vermindert
angenommen ist.
-
Unter Berücksichtigung dieser zuvor festgelegten Werte
beträgt mit Rücksicht darauf, daß die Blendenvorrichtung 10 von
einer duralen Schichtstruktur ist, bei der der erste Satz 14
der transparenten Elektroden und der zweite Satz der
transparenten Elektroden 15 auf den Vorder- bzw. Rückseiten des
elektrochromen Elements 11 angeordnet sind, die
Durchlässigkeit des einfallenden Lichtes (1-0,1)² = 0,9². Folglich kann
das Verhältnis der Lichtmenge, die aus dem
Lichtunterbrechungsbereich austritt, zu der Lichtmenge, die durch den
transparenten bzw. durchlässigen Bereich zum Zeitpunkt der
minimalen Öffnung der Blendenvorrichtung 10 hindurchtritt,
das heißt, daß S/N-Verhältnis, aus der Gleichung berechnet
werden:
-
(Lichtmenge, die durch Bereiche in Ausrichtung zu den
transparenten Elektroden 14b-15b, 14c-15c und 14d-15d)
austritt)/(Lichtmenge, die durch Bereiche in Ausrichtung zu den
transparenten Elektroden 14a-15a hindurchtritt) =
(Oberflächenmaß der Bereiche bzw. Flächen in Ausrichtung zu den
transparenten Elektroden 14b-15b, 14c-15c und 14d-15d) x
(Durchlässigkeit)/(Oberflächenmaß des Bereichs in Ausrichtung
zu den transparenten Elektroden 14a-15a) x (Durchlässigkeit).
-
Durch Einsetzen der obigen vorgewählten Werte in die obige
Gleichung erhält man
-
[(8/1,4)²-1] x (0,01)² x (0,9)²/[1² x (0,9)²] = 0,0032.
-
Somit weist das S/N-Verhältnis einen Wert auf, der äquivalent
ist jenem einer Vierschicht-Blendenvorrichtung 8, so daß
ersichtlich ist, daß die der Blendenvorrichtung für eine Kamera
genügenden Lichtunterbrechungseigenschaften, aufrecht
erhalten werden können. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies,
daß die Verringerung in der Durchlässigkeit bezüglich des
einfallenden Lichtes für die Blendenvorrichtung 10, die zwei
Schichten der transparenten Elektroden umfaßt, gegeben ist
mit (0,9)²=0,81, so daß die Lichtmenge um etwa 23% im
Vergleich zu jener der oben erwähnten Blendenvorrichtung 8
gesteigert ist, die vier Schichten transparenter Elektroden
aufweist.
-
Die oben beschriebene Blendenvorrichtung 10 ist in einem
Bildaufnahme-Linsensystem bzw. -Objektivsystem 20 eingebaut,
wie dies in Fig. 3 veranschaulicht ist. Das Bildaufnahme-
Linsensystem 20 umfaßt von der Vorderseite aus eine
Frontlinseneinheit 22, eine Zoom-Einheit 23
(Veränderungseinrichtung), die Blendenvorrichtung 10, eine innere
Fokussierungseinheit 24, die aus einer feststehenden Linse und
einem Satz von beweglichen Linsen besteht, einem
Tiefpaßfilter 25, bestehend aus einem Infrarot-Absorptionsglas,
einem CCD-Abdeckglas und seiten-parallelen Platten sowie
einem CCD-Sensor 26.
-
Somit wird das auf bzw. in das Bildaufnahme-Linsensytem 20
von der Frontlinseneinheit 22 her einfallende Licht über die
Zoom-Einheit 23 zu der Blendenvorrichtung 10 hin geleitet.
Die Steueroperation zur Steuerung des
Durchlaßöffnungsdurchmessers bezüglich des einfallenden Lichts durch die
Blendenvorrichtung 10 erfolgt dadurch, daß ein digitales
Ausgangssignal eines A/D-Wandlers des CCD-Sensors 26 (auf der
Grundlage der Lichtmenge, die durch die Blendenvorrichtung 10 des
Tiefpaßfilters 25 und zum CCD-Sensor 26 hindurchgeleitet ist)
zu den dritten transparenten Elektroden 16 und dem
Anschlüssen des ersten Satzes 14 der transparenten Elektroden und des
zweiten Satzes 15 der transparenten Elektroden über einen
Codierer abgegeben wird, und zwar beginnend von dem äußeren
Umfang und fortschreitend zu dem inneren Umfang hin.
-
Es sei darauf hingewiesen, daß die Blendenvorrichtung 10 die
Dicke aufweist, die äquivalent jener der in Fig. 7 und 8
dargestellten konventionellen Blendenvorrichtung 1 ist, welche
ein einzelnes elektrochromes Element und zwei transparente
Elektroden aufweist, so daß der Linsen-Linsen-Abstand der
Zoom-Einheit 23 oder jener der inneren Fokussierungseinheit
24, die vor und hinter der Blendenvorrichtung 10 angeordnet
ist, nicht vergrößert ist und die Gesamtlänge des
Bildaufnahme-Linsensystems 20 nicht vergrößert ist oder der
Frontlinsendurchmesser äquivalent jenem des konventionellen
Bildaufnahme-Linsensysterns gehalten werden kann.
-
Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß mit Rücksicht
darauf, daß die dritten transparenten Elektroden 16 der
vorliegenden Blendenvorrichtung 10 außerhalb des effektiven
Durchmessers D des Bildaufnahme-Linsensystems angeordnet
sind, die Blendenvorrichtung 10 im Durchmesser größer ist im
Vergleich zu der konventionellen Elendenvorrichtung. Wie aus
Fig. 3 indessen ersehen werden kann, ist die
Blendenvorrichtung 10 im Durchmesser jedoch nicht über die Größe der
Projektion der Frontlinseneinheit 22 vergrößert, die im
Durchmesser vergrößert ist, so daß kein Risiko dafür gegeben ist,
daß die Linsen- bzw. Objektivfassung im Durchmesser
vergrößert
ist. Gleichwohl zeigt das Bildaufnahme-Linsensystem
20 eine hohe Durchlässigkeit bezüglich des einfallenden
Lichtes, und überlegene Lichtunterbrechungseigenschaften können
mit extrem kompakter Größe erzielt werden.
-
Fig. 4 veranschaulicht eine Blendenvörrichtung 30 gemäß einer
modifizierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ähnlich der Blendenvorrichtung 10 gemäß der vorhergehenden
Ausführungsform umfaßt die Blendenvorrichtung 30 ein
elektrochromes Element 31, das durch ein Paar transparenter
Substrate 32A, 32B und ein Abstandsglied 33 umschlossen ist,
wobei ein erster Satz 34 von konzentrisch angeordneten
transparenten Elektroden 34a bis 34d und ein zweiter Satz 35 von
konzentrisch angeordneten transparenten Elektroden 35a bis
35d auf beiden Seiten bzw. Oberflächen des elektrochromen
Elements 31 angeordnet sind und wobei die dritten
transparenten Elektroden 36A, 36B auf den äußeren Umfängen des ersten
Satzes 34 der transparenten Elektroden bzw. des zweiten
Satzes 35 der transparenten Elektroden angeordnet sind. Somit
weist die Blendenvorrichtung 30 den grundsätzlichen Aufbau
gemeinsam mit der Blendenvorrichtung 10 der vorhergehenden
Ausführungsform auf.
-
Unterdessen ist das elektrochrome Element 11 der
Blendenvorrichtung 10 der vorhergehenden Ausführungsform durch
Glassubstrate 12A, 12B umschlossen, während die transparenten
Substrate 32A, 32B bei der vorliegenden Ausführungsform
vorzugsweise aus transparentem Kunstharz, wie PMMA, im Hinblick
auf dessen exzellente Be- bzw. Verarbeitbarkeit gebildet
sind.
-
Angesichts der oben beschriebenen Blendenvorrichtung 30 ist
die dritte transparente Elektrode 36 außerhalb des effektiven
Durchmessers D' des optischen Systems angeordnet, während sie
parallel zur optischen Achse des Linsen- bzw. Objektivsystems
gebogen ist, so daß die Blendenvorrichtung 30 ein U-förmiges
Querschnittsprofil zeigt, wie dies nachstehend erläutert
werden wird. Somit sind die optischen Eigenschaften der
vorliegenden Blendenvorrichtung, wie die Lichtdurchlässigkeit oder
die Lichtunterbrechungseigenchaften, natürlich äquivalent
jenen der zuvor erläuterten Blendenvorrichtung 10.
-
Die Blendenvorrichtung 30 ist in einer
Bildaufnahmeeinrichtung 40, wie in Fig. 5 veranschaulicht, eingebaut. Der Aufbau
des Bildaufnahme-Linsensystems bzw. -Objektivsystems 40 ist
abweichend von jenem der Blendenvorrichtung 30 der gleiche
wie jener des in Fig. 3 dargestellten
Bildaufnahme-Linsensystems 20, und die Einzelteile und Komponenten sind mit
denselben Bezugszeichen bezeichnet, so daß die entsprechende
Beschreibung hier der Kürze halber nicht erfolgt.
-
Bei der oben beschriebenen Blendenvorrichtung 30 sind die
dritten transparenten Elektroden 36, welche die
Gegenelektroden bezüglich des ersten Satzes 34 der transparenten
Elektroden und des zweiten Satzes 35 der transparenten Elektroden
bilden, nach vorn parallel zur optischen Achse 21 gebogen, so
daß ein Zwischenraum H mit einer Breite, die dem effektiven
Durchmesser D' des Bildaufnahme-Linsensystems entspricht, zur
Frontlinseneinheit 22 hin festgelegt bzw. definiert ist, wie
dies in Fig. 5 veranschaulicht ist. Das
Bildaufnahme-Linsensystem 40 kann in der Größe in Längsrichtung als kompakt
angesehen werden, indem der Zwischenraum H der
Linsenvorrichtung 30 als Bewegungsraum zur Bewegung für eine Zoom-Einheit
23 genutzt wird, welche die sogenannte
Veränderungseinrichtung darstellt. Die Blendenvorrichtung 30 ist außerdem in der
radialen Richtung von kompakter Größe, und andere bzw.
weitere Komponenten des Bildaufnahme-Linsensystems können in der
Nähe der Blendenvorrichtung 30 zur weiteren Reduzierung der
Linsen- bzw. Objektivfassungsgröße angeordnet sein.
-
Fig. 6 veranschaulicht ein Bildaufnahme-Linsensystem 50 vom
sogenannten Frontblendentyp, bei dem eine Blendenvorrichtung
52 vor einer Frontlinse 51 angeordnet ist. Da die
Blendenvorrichtung 52 vor der Frontlinse 51 bei dem vorliegenden
Bildaufnahme-Linsensystem 50 vom Frontblendentyp angeordnet ist,
ist die Dicke des Bildaufnahme-Linsensystems 50 durch den
Außendurchmesser der Blendenvorrichtung 52 bestimmt. Die
Blendenvorrichtung 52 ist in ihrer grundsätzlichen Struktur
in gleicher Weise aufgebaut wie die Blendenvorrichtung 30 der
vorherigen zweiten Ausführungsform, so daß eine detaillierte
Beschreibung hier der Kürze halber nicht erfolgt.
Zusammenfassend sind die dritten transparenten Elektroden 56, die die
Gegenelektroden bezüglich des ersten Satzes 54 der
transparenten Elektroden und des zweiten Satzes 55 der transparenten
Elektroden bilden, parallel zur optischen Achse derart
gebogen, daß die Vorrichtung 52 insgesamt eine napfartige Form
zeigt.
-
Der Innendurchmesser der Blendenvorrichtung 52, das heißt mit
anderen Worten der effektive Durchmesser des Bildaufnahme-
Linsensystems bzw. -Objektivsystems, ist angenähert gleich
dem Außendurchmesser der Linsen- bzw. Objektivfassung 57, so
daß die Blendenvorrichtung 52 in bzw. an der Öffnung der
Linsen- bzw. Objektivfassung 57 in der Nähe der Frontlinse 51
angeordnet werden kann. Das Bildaufnahme-Linsensystem 50 mit
der darin angeordneten Blendenvorrichtung 52 ist von einer
geringeren Breite bzw. Dicke und kompakt in der Größe,
während es hinsichtlich der Lichtdurchlässigkeit und der
Lichtunterbrechungscharakteristiken exzellent ist.
-
Obwohl der erste Satz der transparenten Elektroden und der
zweite Satz der transparenten Elektroden in konzentrischen
Kreisen bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen
angeordnet sind, können diese auch in konzentrischen Rhomben
oder Ellipsen angeordnet sein. Die transparenten Elektroden
des ersten Satzes der transparenten Elektroden und des
zweiten Satzes der transparenten Elektroden, die einander
zugewandt sind, können mit einer Versetzung insoweit angeordnet
sein, als eine derartige Versetzung bezüglich der
Lichtunterbrechungseigenschaften nicht hinderlich ist. Die dritten
Elektroden, welche die Gegenelektroden bezüglich des ersten
Satzes der transparenten Elektroden und des zweiten Satzes
der transparenten Elektroden bilden, sind außerhalb des
effektiven Durchmessers des optischen Systems angeordnet, und
folglich ist keine besondere Notwendigkeit dafür vorhanden,
transparente Elektrode als diese dritten Elektroden zu
verwenden.