KR20090051121A - 카메라 조리개 장치 및 방법 - Google Patents

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KR20090051121A
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판 헤
마이클 더블유. 프렌제르
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모토로라 인코포레이티드
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Abstract

카메라(104)의 조리개(200)를 위한 방법 및 기기가 개시된다. 비기계적 또는 전자-광학적 카메라 조리개(200)는, 피제어 재료의 상태를 변경함으로써 실질적인 투명에서 실질적인 불투명으로 변화시켜서 조리개의 중심 창(608)의 사이즈를 효율적으로 조정하도록 구성된 피제어 재료(502)를 포함한다. 설명된 전자-광학 조리개는 소형 통신 기기 카메라에 벌크를 거의 추가하지 않을 것이다. 피제어 재료는 전기적으로 또는 열적으로 제어될 수 있고, 실질적으로 중심 창(208)을 둘러싸는 개별적으로 제어가능한 영역(202, 204, 206)의 한 세트일 수 있다. 세트는 외부로부터 내부로의 오더링을 가지므로, 세트 내에서 개별적으로 제어가능한 외부 영역은 세트 내의 개별적으로 제어가능한 내부 영역을 실질적으로 둘러싼다. 따라서, 외부 영역의 불투명도를 투명에서 불투명으로 변화시킴으로써, 조정가능한 애퍼처의 중심 창의 사이즈가 감소된다.
비-기계적 조리개, 이동 통신 기기, 디스플레이, 초점 센서 모듈, 입력 수신 모듈

Description

카메라 조리개 장치 및 방법{CAMERA IRIS APPARATUS AND METHOD}
카메라 조리개 장치 및 방법이 개시되고, 좀더 구체적으로, 동작이 비기계적인(non-mechanial) 전자-광학적으로(electro-optically) 조정가능한 카메라 조리개 장치 및 방법이 개시된다.
셀룰러 전화를 포함하는 이동 통신 기기의 제조자들은, 그 기기에 기능을 점점 더 추가하고 있다. 예를 들면, 셀룰러 전화는 스틸(still) 및 비디오 카메라, 비디오 스트리밍, 및 양방향 비디오 호출(two-way video calling)과 같은 특징을 포함한다. 사용자들은 무선 통신 기기상의 스틸 또는 비디오 화상을 캡처하여 네트워크를 통해서 파일을 수령자에게 송신할 수 있다.
보다 많은 특징을 포함시키고 현재의 특징을 개선하려는 경향이 있는 한편, 또한 보다 작은 이동 통신 기기를 지향하는 경향이 있다. 이동 통신 기기 기술이 계속 향상됨에 따라서, 기기는 점점 작아졌다. 따라서, 소형 기기 내의 현재의 특징에 새로운 특징을 부가하고 향상시키는 경우에는, 보다 적고 및/또는 보다 작은 하드웨어 및 소프트웨어 컴포넌트들이 바람직하다. 더 적은 하드웨어 컴포넌트는 소비자에게 비용면에서 이점을 제공할 수 있다.
셀룰러 전화의 사이즈 제약은, 그 카메라 내에서 조정가능한 애퍼 쳐(apertures)를 갖는 다이아프램(diaphragms), 또는 조리개(irises)의 사용을 제한하였다. 기계적인 카메라 조리개는 화상에 유용한 필드의 깊이를 조정할 뿐만 아니라 허용된 광량을 변화시키는 카메라 렌즈에 대한 가변성 개구(variable opening)를 갖는 다이아프램이다. 기계적 조리개는 이동 통신 기기 카메라에 너무 큰 부피를 추가할 것이므로, 제조업자들은, 특히 셀룰러 전화에 조정가능한 조리개를 포함하지 않는다.
미국 특허출원공개 제2005/0243237호는 활성 및 비활성 상태 모두에서 투명한 액정층 및 LED 소자를 포함하는 발광 장치를 개시한다. 액정층에 인접한 링형 전극은 굴절률을 수정하도록 통전되어, 장치가 발광하는 광의 방향을 넓히고 좁히는 볼록 렌즈처럼 행동한다. 액정층은 항상 투명하기 때문에, 조정가능한 조리개로서 기능할 수 없다.
도 1은 후술하는 바와 같이 전자-광학 조리개를 갖는 카메라를 포함하는 이동 통신 기기(102)의 측면도이다.
도 2는 비기계적 또는 전자-광학적 조리개인 광 경로를 통해서 카메라의 조정가능한 애퍼처의 일 실시예를 도시한다.
도 3은 실질적으로 중심 또는 중심 창(central window)을 둘러쌀 수 있는 개별적으로 제어가능한 영역의 세트에 대한 다른 실시예를 도시한다.
도 4는 본 명세서에 기술된 바와 같은 카메라 애퍼처를 갖는 카메라에서 방법의 일 실시예의 흐름도이다.
도 5는 절환가능한 미러와 같은 일렉트로-크로믹(electro-chromic) 재료(502)의 층을 갖는 피제어 재료 애퍼처 구조의 일 실시예의 측면도이다.
도 6은 수퍼트위스트 네마틱 재료(supertwist nematic material)와 같은 일렉트로-크로믹 재료(602)의 층을 갖는 피제어 재료 애퍼처 구조의 일 실시예의 측면도이다.
도 7은 피제어 재료 애퍼처 구조의 컨택트와의 통신에서 일 실시예에 따른 아날로그 회로를 도시한다.
도 8은 피제어 재료 애퍼처 구조의 컨택트와의 통신에서 일 실시예에 따른 디지털 회로를 도시한다.
카메라의 비-기계적 조리개를 위한 방법 및 기기가 개시된다. 비-기계적 또는 전자-광학적 카메라 조리개는 조리개의 중심 창의 사이즈를 효과적으로 조정하기 위해 피제어 재료(controlled material)의 상태를 변화시킴으로써 실질적으로 투명한 것으로부터 실질적으로 불투명한 것으로 변화시키도록 구성된 피제어 재료를 포함한다. 따라서, 기술된 전자-광학적 조리개는 소형 이동 통신 기기 카메라에 부가적인 벌크를 거의 추가하지 않거나 전혀 추가하지 않을 것이므로, 제조업자들은, 특히 셀룰러 전화에서 조정가능한 애퍼처를 포함하도록 하는 경향이 있을 수 있다. 피제어 재료는 전기적으로 제어되거나 열적으로 제어될 수 있다. 피제어 재료는 중심 창을 실질적으로 둘러싸는 개별적으로 제어가능한 영역의 한 세트일 수 있다. 세트는 외부로부터 내부로의 오더링(ordering)을 가질 수 있어서, 세트 내에서 개별적으로 제어가능한 외부의 영역은 세트 내에서 개별적으로 제어가능한 내부 영역을 실질적으로 둘러쌀 수 있다. 예를 들면, 제어가능한 영역은 중심 창 주변에 링을 형성할 수 있다. 다른 모든 구성들은 또한 본 논의의 범위 내에 있다. 따라서, 조리개의 다른 영역의 불투명도를 투명에서 불투명으로 변화시킴으로써, 조정 가능한 애퍼처의 중심 창의 사이즈가 감소된다.
조정가능한 애퍼처 또는 조리개를 갖는 카메라는 조정가능한 조리개가 없는 카메라보다 넓은 다이내믹 레인지(dynamic range)를 가질 수 있다. 카메라는 스틸 카메라, 비디오 카메라, 또는 비디오/스틸 조합 카메라인 것으로 이해해야 한다. 셀룰러 전화의 전형적인 카메라는, 5 lux로부터 110k lux까지의 범위(5 내지 110000 lux)의 입사 광 강도(input light intensity)를 수용할 수 있다. 본 명세서에 기술되는 바와 같이 조정가능한 애퍼처 또는 조리개를 갖는, 셀룰러 전화 카메라는 160k lux 이상의 입사광 강도를 수용할 수 있다. 그러한 입사 광 강도는 사막이나 눈(snow)을 포함하는 외부 설정에서 발견될 수 있다.
일반적으로 고정된 초점 렌즈를 갖는 카메라는 50㎝로부터 무한대까지의 초점 범위를 가진다. 조리개나 조정가능한 애퍼처를 갖는 카메라는 조정가능한 애퍼처나 조리개가 없는 카메라를 통해서 훨씬 깊은 초점 또는 심도(depth of field)를 가질 수 있다. 이러한 이점은, 조정가능한 조리개가 완전히 열린 애퍼처보다 작은 것으로 설정될 수 있도록 적절한 조명이 있는 경우라면 언제나 발생할 수 있다. 이 조건하에서, 심도는 광수차(aberration)의 감소로 인해서 소형 애퍼처 사이즈를 가지며 개선된다. 따라서 단지 50㎝에서 무한대까지의 초점 범위에 제한될 수 있 는 조정가능한 애퍼처가 없는 카메라에 대해서 적절한 조명 조건 하에서, 조정가능한 애퍼처를 갖는 셀룰러 폰 카메라의 사용자는, 예를 들면 12㎝에서 무한대까지의 확장된 심도를 얻을 수 있다.
본 예시적인 설명은, 본 발명의 다양한 실시예를 실시하고 사용하는 최선의 모드를 가능한 방식으로 설명하도록 제공된다. 본 설명은 또한, 본 발명을 어느 방식으로 제한하기보다는, 본 발명의 원리 및 그 이점에 대한 이해 및 인식을 개선하도록 제안된다. 본 발명의 바람직한 실시예가 본 명세서에 도시되고 기술되지만, 본 발명이 이에 제한되지 않는다는 것은 자명하다. 후술하는 특허청구범위에 의해 정의되는 바와 같이 본 발명의 취지 및 범위로부터 벗어나지 않고 본 명세서의 이점을 갖는 당업자에게는 다수의 수정, 변경, 변형, 대체, 및 균등이 가능할 것이다.
제1 및 제2, 업 및 다운 등과 같은 관계적인 용어의 사용은, 그러한 엔티티 또는 액션들 간의 실질적인 관계 또는 순서를 필수적으로 요구하거나 암시하지 않고 단지 다른 엔티티나 액션과 구별하는 데에만 이용된다는 것이 이해된다.
도 1은 이하에서 상세하게 설명되는 바와 같이 비-기계적 또는 전자-광학적 조리개를 갖는 카메라(104)를 포함하는 이동 통신 기기(102)의 측면도를 도시한다. 이동 통신 기기(102)는 셀룰러 전화(또한 이동 전화로도 불림)로서 구현될 수 있다. 이동 통신 기기(102)는 다양한 네트워크 내에서의 사용을 위해 개발된 상당히 다양한 기기들을 나타낸다. 그러한 핸드헬드 통신 기기들은, 예를 들면 셀룰러 전화, 메시징 기기, PDAs(personal digital assistants), 통신 모뎀을 통합한 노트북 또는 랩톱 컴퓨터, 이동 데이터 단말, 애플리케이션 특정 게임 기기(application specific gaming devices), 무선 모뎀을 통합한 비디오 게임 기기 등을 포함한다. 이들 휴대용 기기들 중의 어느 하나는 이동국 또는 사용자 장치로서 지칭될 수 있다. 본 명세서에서, 무선 통신 기술은, 예를 들어 음성 통신, 디지털 데이터의 전송 능력, SMS 메시징, 인터넷 액세스, 멀티미디어 컨텐츠 액세스 및/또는 VoIP(voice over internet protocol)을 포함할 수 있다. 도 1이 이동 통신 기기를 나타내는 반면, 설명된 전자-광학 조리개는 이동 통신 기기보다는 독립형(stand-alone) 카메라나 기기에 포함된 카메라를 포함하는 소정의 카메라에 사용될 수 있음이 이해된다.
도 1은, 카메라(104)가 셀룰러 전화의 후면에 있을 수 있음을 도시한다. 카메라(104)는 기기의 뒤에서부터 먼 쪽을 향할 수 있다. 이런 방식으로, 스틸 사진을 찍는 경우, 사용자는 독립형 디지털 카메라의 뷰 스크린과 아주 유사한, 사용자의 피사체의 디지털로 재생된 화상을 디스플레이(106) 상에서 볼 수 있다. 이동 통신 기기에서 스틸 카메라(104)와 비디오 카메라(108)는 기기(102)로부터 반대 방향으로 향할 수 있다. 기기는 입력을 수신하기 위한 키패드 및 다른 제어(110)를 더 포함할 수 있다.
화상 및 다른 통신을 송수신하기 위해서 기기(102)는 트랜스시버(112)를 더 포함할 수 있다. 기기는 또한 프로세서 또는 컨트롤러(113) 및 메모리(114)를 포함한다. 프로세서(113)와 관련하여, 모듈(115)은 후술하는 바와 같이 방법의 특정 프로세스를 실행할 수 있다. 모듈들은 자동 카메라 광 및/또는 초점 센서 모 듈(116), 입력 수신 모듈(117) 및 전압 인가 모듈(118)을 포함할 수 있다. 모듈들은, 미리 저장된 하나 이상의 명령어의 세트의 형태와 같은 소프트웨어, 및/또는 후술하는 바와 같이 이동국 또는 전자 기기의 동작을 용이하게 할 수 있는 하드웨어로 구현될 수 있다. 모듈들은 공장에서 인스톨될 수 있고, 또는 예를 들어 다운로딩 동작에 의한 분배 후에 인스톨될 수 있다. 모듈에 따른 동작은 이하에서 좀더 상세하게 논의될 것이다.
도 2는, 광이 통과하는 비-기계적 또는 전자-광학 조리개인 카메라의 조정가능한 애퍼처의 일 실시예를 도시한다. 카메라는 입력 수신 모듈(117)을 통해서 사용자로부터의 입력을 수신할 수 있고, 및/또는 자동 카메라 광 및/또는 초점 센서 모듈(116)을 통한 포커싱 및 광 조정을 위한 자동화 형태(automatic feature)를 가질 수 있다. 어떤 경우, 조정 가능한 애퍼처(200)는 중심 창을 정의할 수 있는 카메라에 의존할 수 있는 최대 사이즈를 가진다. 도 2는 중심(208) 주변의 피제어 재료의 3개의 링(202, 204 및 206)을 나타낸다. 제1 모드에서, 3개의 링은 투명할 수 있다. 다른 모드에서, 링(202)은 그 상태를 투명에서 불투명으로 변화시켜서, 효율적으로 중심 창의 사이즈를 감소시킨다. 다른 모드에서, 링(204)은 그 상태를 투명에서 불투명으로 변화시켜서, 효율적으로 중심 창의 사이즈를 좀더 감소시킨다. 또 다른 모드에서, 링(206)은 그 상태를 투명에서 불투명으로 변화시켜서, 효율적으로 중심 창의 사이즈를 보다 더 감소시킨다. 3개의 링(202, 204 및 206)이 불투명한 경우, 광은 중심(208)을 통해서 투과될 수 있다. 중심 창의 사이즈는 중심(208)을 둘러싸는 피제어 재료의 투명도를 제어함으로써 제한된다. 본 명세서에 서, 투명 및 불투명은 실질적인 투명과 실질적인 불투명으로 지칭할 수 있음이 이해된다. 실질적인 특성에 대한 다른 참조가 마찬가지로 고려된다.
반대의 상황에서, 3개의 링은 불투명에서부터 투명으로 변화될 수 있다. 제1 모드에서, 3개의 링은 광이 중심(208)의 사이즈인 중심 창을 통해서 투과될 수 있도록 불투명할 수 있다. 다른 모드에서, 링(206)은 그 상태를 불투명에서 투명으로 변화시켜서, 효율적으로 중심 창의 사이즈를 증가시켜 세번째 링(206) 및 중심(208)을 포함하도록 한다. 다른 모드에서, 링(204)은 그 상태를 불투명에서 투명으로 변화시켜서, 효율적으로 중심 창의 사이즈를 더 증가시켜 두 번째 링(204), 세 번째 링(206) 및 중심(208)을 모두 포함하도록 한다. 또 다른 실시예에서, 링(206)은 그 상태를 불투명에서 투명으로 변화시켜서, 효율적으로 중심 창의 사이즈를 훨씬 더 증가시킨다. 3개의 링(202, 204 및 206)이 투명한 경우, 광은 애퍼처(200)의 전체 사이즈를 통해서 투과될 수 있으므로, 중심 창은 3개의 링(202, 204 및 206) 및 중심(208)을 포함할 수 있다. 따라서, 중심 창의 사이즈는 조정가능하다.
피제어 재료층은 소정 형태의 개별적으로 제어가능한 영역의 한 세트를 포함한다. 개별적으로 제어가능한 영역의 한 세트는 중심 창을 형성하는 중심(208)을 실질적으로 둘러쌀 수 있다. 중심(208)은 실질적으로 투명한 창이거나 투명 영역에 걸쳐 피제어 재료가 없는 영역일 수 있다. 3개의 링(202, 204 및 206)이 도 1에 도시되어 있지만, 더 많거나 더 적은 링이 있을 수 있다. 일 실시예에서, 링은 약 0.2 밀리미터의 폭을 갖는다. 링은 중심을 벗어날 수도 있는 중심 영역을 둘러 쌀 수 있다. 투명 영역은 일측 또는 타측에 있을 수 있다. 투명 영역은, 화상에 대한 뷰가 투명한 영역을 통과하는 한 어떠한 구성이라도 가능하다.
링이 중심을 둘러싸는 경우, 세트는 내부로부터 외부로 및/또는 외부로부터 내부로의 오더링을 가질 수 있어서, 세트 내에서 개별적으로 제어가능한 외부의 영역(202)은 세트 내에서 개별적으로 제어가능한 내부의 영역(204 및 206)을 둘러쌀 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, 중심(208) 또는 중심 창은 실질적으로 원형일 수 있고, 링으로서 개별적으로 제어가능한 영역의 세트는 중심과 실질적으로 동심일 수 있다. 컨택트(210)는 회로와 결합되어서 링 또는 피제어 재료 세그먼트(segment) 또는 개별적으로 제어가능한 영역에 전압을 제공하도록 구성된다. 쌍안정(bistable) 재료는, 재료가 그 상태를 유지하도록 인가된 논-제로 전압을 유지할 필요가 없다는 점에서 이점이 있다.
도 3은 개별적으로 제어가능한 영역의 한 세트 및 중심(308)의 다른 실시예를 도시한다. 일 실시예에서, 개별적으로 제어가능한 영역의 세트는 실질적으로 다각형 세그먼트를 포함한다. 복수의 세그먼트(302a-f)는 중심(308)의 경계를 정할(circumscribe) 수 있는 세그먼트들(304a-f)를 둘러쌀 수 있다. 컨택트(310a, 310b, 및 310c)는 회로와 결합되어 피제어 재료 세그먼트에 전압을 제공하도록 구성된다. 기술된 전자-광학 조리개는 피제어 재료의 세그먼트의 어떠한 구성도 포함할 수 있다고 이해된다. 예를 들면, 피제어 재료 세그먼트는, 도 3에 도시된 바와 같이 동심형(concentric) 구조보다는 나선형 구조로 구성될 수 있다. 또한, 실질적으로 다각형 세그먼트들 중 하나 이상의 에지는 구부러질(curved) 수 있다.
상술한 바와 같이, 피제어 재료는, 피제어 재료의 상태를 변화시킴으로써 실질적인 불투명에서 실질적인 투명으로 변화시켜서 중심 창의 사이즈를 효율적으로 증가시키도록 구성된다. 피제어 재료는 전기적 피제어 재료 또는 열적 피제어 재료를 포함한다.
이하에서 좀더 상세하게 설명하는 바와 같이, 전기적 피제어 재료의 상태는 전압의 진폭에 의해서 또는 디지털 게이트를 통해서 어드레싱함으로써 제어된다. 피제어 재료는 전기적으로 전환가능한 미러 재료, 고분자 액정 재료, 콜레스테릭 액정 재료, TN(twisted nematic) 액정 재료, 및 STN(supertwist nematic) 액정 재료로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 적절한 재료라면 어느 것이나 피제어 재료로서 사용될 수 있다는 것이 이해된다. 피제어 재료는 반사 및/또는 흡수에 의해서 불투명할 수 있다.
도 4는, 소정 사이즈의 투명 창을 갖고 투명 창에 근접한 전기적 피제어 재료를 갖는 카메라 애퍼처의 사이즈를 변화시키는 방법으로서, 하나의 사이즈를 갖는 카메라 애퍼처를 갖는 카메라에서의 방법의 흐름도이다. 외부 링(402)에 대해서, 방법은 제로 전압일 수 있는 제1 전압을 전기적 피제어 재료에 인가하여, 전기적 피제어 재료가 실질적으로 투명이 되어 애퍼처의 사이즈가 소정의 사이즈가 되도록 하는 단계를 포함한다. 이후 외부 링(402)에 대해서, 방법은 제2 논-제로 전압을 전기적 피제어 재료에 인가하여(422), 전기적 피제어 재료가 애퍼처의 사이즈를 소정 사이즈보다 작게 제한하도록 실질적으로 불투명하게 되어 애퍼처의 사이즈를 제한하도록 애퍼처 조정을 실현하는 단계를 포함한다. 상술한 바와 같이, 피제 어 재료의 상태를 변화시킴으로써 피제어 재료가 실질적으로 불투명에서 실질적인 투명으로 변화되는 경우 역 시퀀스가 발생할 수 있어, 중심 창의 사이즈를 효율적으로 증가시킬 수 있다.
도 4의 흐름도는, 제로 전압일 수 있는 제1 전압을 전기적 피제어 재료에 인가하여(424), 전기적 피제어 재료가 실질적으로 투명하게 되어 애퍼처의 사이즈가 소정 사이즈가 되도록 하는 단계를 포함하는 내부 링(404)의 방법을 더 도시한다. 이후 내부 링(404)에 대해서, 방법은 제2 논-제로 전압을 전기적 피제어 재료에 인가하여(425) 전기적 피제어 재료의 상태를 변화시켜서(426), 전기적 피제어 재료가, 애퍼처의 사이즈를 소정 사이즈보다 작게 제한하도록 실질적으로 불투명하게 되어 애퍼처의 사이즈를 더 제한하도록 애퍼처 조정을 실현하는 단계를 포함할 수 있다. 역 시퀀스는 피제어 재료가 피제어 재료의 상태를 변경함으로써 실질적인 불투명에서 실질적인 투명으로 변화되는 경우 발생할 수 있어, 중심 창의 사이즈를 효율적으로 증가시킬 수 있다.
도 4의 흐름도는, 제로 전압일 수 있는 제1 전압을 전기적 피제어 재료에 인가하여(427), 전기적 피제어 재료가 실질적으로 투명하게 되므로 애퍼처의 사이즈가 소정의 사이즈가 되게 하는 단계를 포함하는 내부 링(406)의 방법을 더 도시한다. 이후 내부 링(406)에 대해서, 방법은 제2 논-제로 전압을 전기적 피제어 재료에 인가하여(428) 전기적 피제어 재료의 상태를 변경시켜서(429), 전기적 피제어 재료가 애퍼처의 사이즈를 소정 사이즈보다 작게 제한하도록 실질적으로 불투명하게 되어 애퍼처 사이즈를 더 제한하도록 애퍼처 조정을 실현하는 단계를 포함할 수 있다. 역 시퀀스는, 피제어 재료의 상태를 변경시킴으로써 피제어 재료는 실질적으로 불투명한 것으로부터 실질적으로 투명한 것으로 변화시켜 중심 창의 사이즈를 효율적으로 증가시키도록 구성되는 경우에 발생할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 기술된 전자-광학 조리개는, 예를 들어 실질적으로 사다리꼴(trapezoidal)일 수 있는 실질적으로 다각형 세그먼트를 포함하는, 피제어 재료의 세그먼트의 구성 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 피제어 재료 세그먼트가 논-제로 전압 또는 열 에너지를 수신한 순서는 임의의 순서일 수 있다는 것이 이해된다. 따라서, 어떤 적절한 구성에서, 기술된 전자-광학 조리개는 소형 이동 통신 기기 카메라에 부가 벌크를 거의 추가하지 않거나 전혀 추가하지 않을 수 있으므로, 제조업자들은 조정가능한 애퍼처, 특히 셀룰러 전화를 포함하도록 하는 경향이 있게 되고, 초점의 깊이에 대한 범위 및 감광 범위를 증가시킬 수 있다.
도 5는, 전환가능한 미러 재료와 같은 일렉트로-크로믹 재료의 층(502)을 갖는 피제어 재료 애퍼처 구조(500)의 일 실시예의 측면도이다. 전가 광학 조리개의 중심(508)은 비활성 유리 기판(509)에 의해 형성될 수 있다. 전기적 피제어 재료의 유리 기판(509)에 근접한 층(502)은 실질적으로 중심 창을 둘러싼다. 상술한 바와 같이, 일렉트로-크로믹 층은, 애퍼처(500)에 대한 조정가능성의 정도를 변화시키도록 세그먼트 내에 있을 수 있다. 일렉트로-크로믹 재료는 전압을 또는 열적 피제어 재료의 경우에는 열을 인가하기 위해서, 투명 전극(532 및 534)의 2개 층이 도시된다. 촉매층(536)은 미러 재료의 투명과 불투명(즉, 반사) 상태 간의 전환 레이트를 개선하도록 제공될 수 있다. 팔라듐은 촉매로서 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 일렉트로-크로믹 층(502)은 열적 피제어 재료의 층으로 대체될 수 있고, 촉매층(536)은 투명 전극(532 및 534)을 통해 인가된 전압에 응답하여 열 에너지를 제공하는 층으로 대체될 수 있다. 컨택트(510)는 디지털이나 아날로그 회로와 통신한다. 따라서, 전기적 피제어 재료의 상태는 전압의 진폭에 의해서 또는 디지털 게이트를 통한 어드레싱에 의해서 제어된다.
도 6은 STN(supertwist nematic) 재료와 같은 전기적 피제어 재료(602)의 층을 갖는 피제어 재료 애퍼처 구조(600)의 일 실시예의 측면도이다. 전기적 피제어 재료의 유리 기판에 근접한 층(602)은 중심 창을 실질적으로 둘러싼다. 전자-광학 조리개의 중심(608)은 비활성 유리 기판(609)에 의해 형성될 수 있다. 상술한 바와 같이, 전기적 피제어 재료층은 애퍼처(600)에 대한 조정가능성의 정도를 변화시키도록 세그먼트 내에 있을 수 있다. 전기적 피제어 재료에 전압을 인가하거나 열적 피제어 재료의 경우에 열을 인가하기 위해서, 투명 전극의 두 층(632 및 634)이 도시된다. 다른 유리 기판(638)이 포함될 수 있다. 편광기(640a-d)도 유리 기판(609 및 638)에 근접할 수 있다. 중심 창 또는 중심(608)이 보다 나은 투과율을 갖도록 허용하는 조리개의 중심에는 어떠한 편광기도 있을 수 없다. 컨택트(610)는 디지털 또는 아날로그 회로와 통신한다. 따라서, 전기적 피제어 재료의 상태는 전압의 진폭 또는 디지털 게이트를 통한 어드레싱에 의해서 제어된다.
도 7은, 자동 카메라 광 및/또는 초점 센서 모듈(116), 및/또는 입력 수신 모듈(117)과 통신할 수 있는 전압 인가 모듈(118)(도 1 참조)과 통신하며 컨택트(210, 310, 510 또는 610)(도 2, 3, 5 및 6 참조)와 통신하는 아날로그 회 로(750)를 도시한다. 충분히 큰 포지티브 전압 V이 752에서 인가되는 경우, 다이오드(756)를 지나는 전압 강하 Vdrop(약 0.7 볼트)으로 인해서, 전압 V-vdrop이 754에서 나타난다. 전압 V이 충분히 크지 않은 경우, 754에서 나타나는 전압은 실질적으로 제로이다. 동일한 방식으로, V가 충분히 크고 포지티브인 경우, 각 다이오드(756 및 760)를 가로지르는 전압 강하 vdrop로 인해서 전압 V-2vdrop은 758에서 나타나고, 다른 경우 758에서 나타나는 전압은 실질적으로 제로이다. 회로의 동작은 이런 식으로 계속될 수 있으므로, 인가된 전압 V > Nvdrop에 대해서, 전압 V-Nvdrop은 각 다이오드(756, 760,...,764)를 가로지르는 전압 강하 vdrop로 인해서 762에서 나타난다. 754는 링(202)(도 2 참조)에 결합되고, 758은 링(204)에 결합되고, 762는 링(206)에 결합된다고 이해된다. 커먼(766)은 링(1, 2,..., N 202, 204, 및 206) 아래에 있는 공통 전극에 결합된다. 다이오드(767, 768,..., 769)는 각각 반대 방향의 전류를 다이오드(756, 760,..., 764)에 보내서, 포지티브 및 네거티브 전압이 링(202, 204,..., 206)을 구동하도록 허용한다. 이런 식으로, 적절한 전압 V의 인가는 조정가능한 카메라 조리개 애퍼처(200)의 링의 투명도를 제어할 수 있다.
도 8은 자동 카메라 광 및/또는 초점 센서 모듈(116), 및/또는 입력 수신 모듈(117)과 통신할 수 있는 전압 인가 모듈(118)(도 1 참조)과 통신하며 컨택트(210, 310, 510 또는 610)(도 2, 3, 5 및 6 참조)와 통신하는 디지털 회로(870)를 도시한다. 디지털 회로(870)는 디코더 칩(872)을 포함할 수 있다. 칩(872)에 인가된 디지털 데이터 입력(874)은 클럭 신호(876)에 응답하여 디코딩되므로, 하나 이상의 출력(878, 880,.., 882)은 하나 이상의 링(202, 204,...)을 불투명하게 구동하기에 충분히 큰 전압을 갖고 다른 출력은 실질적으로 제로와 동일한 전압을 갖는다. 출력 값은 연속적인 클럭 신호에서 유지된다. 878은 링(202)(도 2 참조)에 결합되고, 880은 링(204)에 결합되고, 882는 링(206)에 결합된다고 이해된다. 커먼(884)은 링(1, 2,.., N 202, 204, 및 206) 아래에 있는 공통 전극에 결합된다. CS 핀 886은 칩을 인에이블링하는데 사용된 칩 선택(chip select)이다. 이런 방식으로, 적절한 디지털 데이터(874)의 인가는 조정가능한 카메라 조리개 장치(200)의 링의 투명도를 제어할 수 있다.
상술한 비기계적이거나 전자-광학적 카메라 조리개는 전기적 피제어 재료의 상태를 변경함으로써 실질적인 투명에서 실질적인 불투명으로 변화시켜 조리개의 중심 창의 사이즈를 효율적으로 조정하도록 구성되는 피제어 재료를 포함한다. 따라서, 기술된 전자-광학적 조리개는 소형 이동 통신 기기 카메라에 부가적인 벌크를 거의 추가하지 않거나 전혀 추가하지 않을 것이다. 따라서, 제조업자들은, 특히 셀룰러 전화에서 초점 깊이의 범위 및 조리개가 없는 셀룰러 전화 카메라상에서 감광의 범위를 증가시키는 전자-광학적 조리개를 포함하도록 하는 경향이 있을 수 있다.
본 명세서는, 실제로 의도되고 적당한 범위 및 취지를 제한하기보다는 기술에 따른 다양한 실시예를 만들고 사용하는 방법을 설명하도록 의도된다. 전술한 설명은 속속들이 규명하려거나 개시된 명확한 형태에 제한될 것을 의도하지 않는 다. 상기 교시의 관점에서 수정이나 변형이 가능하다. 개시된 기술 및 그 실제적인 애플리케이션의 원리를 잘 설명하고, 당업자가 의도한 특정한 용도에 맞도록 다양한 실시예 및 다양한 수정으로 기술을 사용할 수 있도록 실시예(들)가 선택되고 개시된다. 정당하고 합법적이며 공정하게 주어진(entitled) 폭에 따라서 해석되는 경우, 특허를 위한 본 출원의 진행중에 수정될 수 있으므로, 모든 수정 및 변형은 첨부된 특허청구범위에 의해서 결정된 바와 같이 본 발명의 범위 및 그 모든 균등물 내에서 가능하다.

Claims (12)

  1. 일정한 사이즈(a size)를 갖는, 실질적으로 투명한 유리 기판의 중심 창(central window)과,
    피제어 재료의 상태를 변화시킴으로써, 실질적인 투명에서 실질적인 불투명으로 변화하도록 구성된 피제어 재료층(a layer of controlled material) - 상기 피제어 재료층은 상기 유리 기판에 인접하고 상기 피제어 재료가 불투명한 경우 상기 중심 창의 사이즈를 효과적으로 감소시킴으로써 상기 중심 창을 제한하도록 구성됨 -
    을 포함하는 카메라 조리개 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중심 창을 제한하는 것은, 상기 피제어 재료의 불투명도를 제어함으로써 상기 중심 창의 경계를 정하는(circumscribe) 것을 포함하는 카메라 조리개 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 피제어 재료는, 상기 중심 창의 사이즈를 효과적으로 증가시키도록 상기 피제어 재료의 상태를 변화시킴으로써 실질적인 불투명에서 실질적인 투명으로 변하도록 구성되는 카메라 조리개 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 피제어 재료는, 전기적 피제어 재료를 포함하며, 상기 전기적 피제어 재료의 상태는 전압의 진폭에 의해 또는 디지털 게이트를 통해 어드레스함으로써 제어되는 카메라 조리개 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 피제어 재료는, 전기적으로 전환가능한 미러 재료, 고분자 액정 재료, 콜레스테릭(cholesteric) 액정 재료, 트위스트 네마틱(twisted nematic) 액정 재료, 및 수퍼트위스트(supertwisted) 네마틱 액정 재료로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 카메라 조리개 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 피제어 재료는 열적 피제어 재료를 포함하는 카메라 조리개 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 피제어 재료는 반사나 흡수에 의해 불투명한 카메라 조리개 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 피제어 재료층은 개별적으로 제어가능한 영역의 한 세트를 포함하는 카 메라 조리개 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 개별적으로 제어가능한 영역의 세트는 실질적으로 상기 중심 창을 둘러싸고, 상기 세트는 상기 세트 내의 개별적으로 제어가능한 외부 영역이 상기 세트 내의 개별적으로 제어가능한 내부 영역을 실질적으로 둘러싸도록 내부로부터 외부로의 오더링(ordering)을 가지며,
    상기 중심 창은 실질적으로 원형이고, 개별적으로 제어가능한 영역의 상기 세트는 상기 중심 창과 실질적으로 동심인 링을 포함하는 카메라 조리개 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    개별적으로 제어가능한 영역의 상기 세트는 대략 다각형 세그먼트(polygon segments)를 포함하는 카메라 조리개 장치.
  11. 일정 사이즈를 갖는 카메라 애퍼처를 구비한 카메라에서 카메라 애퍼처의 사이즈를 변경하는 방법으로서,
    상기 카메라 애퍼처는 소정 사이즈의 투명창을 갖고 상기 투명 창에 인접한 전기적 피제어 재료를 가지며,
    상기 전기적 피제어 재료에 제1 전압을 인가하여 상기 애퍼처의 사이즈가 소정의 사이즈가 되도록 상기 전기적 피제어 재료가 실질적으로 투명하게 하는 단계 와,
    상기 전기적 피제어 재료의 상태를 변화시키도록 상기 전기적 피제어 재료에 제2 전압을 인가하여, 상기 전기적 피제어 재료가 상기 애퍼처의 사이즈를 상기 소정 사이즈보다 작게 제한하도록 실질적으로 불투명하게 하게 되어 애퍼처 조정을 실현하는 단계
    를 포함하는 카메라 애퍼처 사이즈 변경 방법.
  12. 조정가능한 애퍼처를 갖는 카메라로서,
    일정 사이즈를 갖는 실질적으로 투명한 유리 기판의 중심 창과,
    실질적으로 상기 중심 창을 둘러싸는 전기적 피제어 재료의 유리 기판에 인접한 층을 포함하며,
    상기 피제어 재료는 전기적 피제어 재료의 상태를 변화시켜서 실질적인 투명에서 실질적인 불투명으로 변화되어 상기 조정가능한 애퍼처를 형성하도록 상기 중심 창의 사이즈를 효과적으로 조정하는 카메라.
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