KR950010843B1 - 광량조절장치 및 전자조리개셔터장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

광량조절장치 및 전자조리개셔터장치

제1도는 종래의 조리개의 장치도이고,

제2도는 종래의 조리개의 출력특성 그래프이고,

제3도는 광량조절장치의 일실시예의 블럭도이고,

제4도는 전자조리개장치의 일실시예의 블럭도이고,

제5도는 액정패널의 단면도이고,

제6도는 액정패널의 제2-투명전극의 일실시예이고,

제7도는 액정패널의 제2-투명전극의 또 다른 실시예들이고,

제8도는 빛의 경로에 따른 광량조절 사시도이고,

제9도는 제5도의 광량에 따른 빛이 투과되는 부분과 액정구동-전기신호에 대한 그래프이고,

제10도는 셔터동작을 하는 경우에 광량에 따른 각 액정구동-전기신호들의 파형도이다.

본 발명은 광량조절장치 및 전자조리개셔터장치에 관한 것으로 특히 액정을 이용한 광량조절장치 및 전자조리개셔터장치에 관한 것이다.

종래에 있어서 빛의 입사면적을 조절하는 광량조절장치는 기계적으로 구성되어 응답속도가 느리거나 응답특성이 비선형적으로 되는 점이 있다.

제1도는 종래의 카메라에 있어서의 조리개의 장치도로서 기계적으로 개폐동작을 하여 입사광이 들어올 수 있는 구멍의 크기를 조절하는 것으로 조리개 자체가 기계적으로 구성되어 응답속도가 느리다. 예를들면 최저노출에서 최대노출까지 변화하는데 걸리는 시간은 약 1.5초 정도로서 기구적으로 동작하므로 안정시간이 길어지게 된다. 또한 기계적으로 구성되어 기구적으로 복잡하고 고장률이 높고 신뢰성이 떨어지며 모니터나 갈바노미터를 사용해야 함으로써 토큐에 따른 변화요소가 많고 소비전력도 많으며 소형화 하는데 한계가 있다.

제2도는 조리개를 동작시키는 전압에 대한 조리개의 응답특성을 나타낸 도면으로서 같은 동작전압에 대하여 최저에서 최대로 될 때와 최대에서 최저로 변할때의 두가지 동작점을 갖는 히스테리곡선이 되는 점이 있어 정확하고 정밀한 노출제어나 동일하고 빠른 노출제어에도 한계가 있다.

따라서 본 발명의 목적은 응답속도가 빠르고 응답특성이 선형적으로 되는 광량조절장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 카메라에 있어서 응답속도가 빠르고 선형적인 응답특성을 가지며 빛의 입사면적과 입사시간을 조절할 수 있는 전자조리개셔터장치를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 광량조절장치는 액정물질이 봉입된 한 쌍의 투명기판; 상기 한 쌍의 기판중 어느 한 기판의 내면상에 형성된 제1-투명전극; 및 상기 한 쌍의 기판중 다른 한 기판의 내면상에 형성되고 복수의 영역으로 분할된 복수의 제2-투명전극을 구비하고 카메라의 광로상에 배치된 액정패널과, 상기 액정패널의 복수개의 제2-투명전극을 선택적으로 구동하여 상기 제1 및 제2투명전극 사이에 인가되는 전위에 의해 액정물질의 배열구조를 제어함으로써 액정패널을 통해 투과되는 광을 조절하기 위한 액정패널 구동수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 전자조리개셔터장치는 카메라에 있어서 액정물질이 봉입된 한쌍의 투명기판; 상기 한 쌍의 기판중 어느 한 기판의 내면상에 형성된 제1-투명전극; 및 상기 한 쌍의 기판중 다른 한 기판의 내면상에 형성되고 복수의 영역으로 분할된 복수의 제2-투명전극을 구비하고 카메라의 광로상에 배치된 액정패널과, 사용자의 셧터동작이 이루어지는 싯점에서 상기 액정패널의 복수의 제2-투명전극의 선택된 부분을 선택된 시간동안만 구동하여 제1 및 제2투명전극 사이에 인가되는 전위에 의해 액정물질의 배열구조를 제어함으로써 투과되는 빛을 조절하는 액정패널 구동수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이어서 첨부한 도면을 이용하여 상세히 설명하기로 한다.

액정패널은 액정패널을 형성하는 배향막과 액정물질의 성질에 따라 여러가지의 성질을 가지도록 구성할 수 있다. 상세한 설명에서는 액정물질이 전압이 인가될 경우에는 입사광의 파동방향을 바꾸고 인가되지 않을 경우에는 그대로 통과하도록 배향된 경우를 예로서 설명하기로 한다.

제3도는 광량조절장치의 일실시예의 블럭도로서 빛의 경로에 놓이게 되는 제1편광판과 제2편광판과 액정패널과 액정패널의 각 부분들을 구동시키기 위한 전기신호를 생성하는 액정구동부와 사용자에 의하여 결정되거나 빛의 세기를 감지하는 센서에 의한 신호를 분석하여 결정되는 광량신호를 출력하는 광량신호부로 구성되어 있다. 액정패널의 각 부분들은 각 부분들에 인가되는 전압에 따라 빛을 그대로 통과하거나 빛의 파동방향을 변화하도록 내부의 액정배열이 변환되며 액정패널에 전압을 인가하는 전극은 여러가지 형태로 구성할 수 있다.

제4도는 전자조리개셔터장치의 일실시예의 블럭도로서 빛의 제1방향성분을 통과시키는 제1편광판과 빛의 제2방향성분을 통과시키는 제2편광판과 인가되는 전압에 따라 입사광을 그대로 통과하거나 입사광의 파동방향을 변환시키고 다수의 부분으로 나누어져 구동되는 액정패널과 사용자의 신호나 빛을 감지하는 센서에 의한 신호를 입력하여 광량을 조절하기 위하여 입사광을 받아들이는 면적에 대한 광량조절신호와 입사광을 받아들이는 시간에 대한 노출시간신호를 출력하는 광량신호부와 노출싯점을 결정하는 셔터와 셔터의 출력과 광량조절신호와 노출시간신호를 입력하여 액정패널의 각 부분을 구동하게 되는 액정구동-전기신호를 출력하는 액정구동부로 구성되어 있다.

제5도는 제3도와 제4도의 액정패널의 단면도로서 가장 외곽에는 액정을 보호하기 위한 투명한 보호판이 있고 공통으로 접지전위가 인가되는 제1-투명전극(베이스전극)과 액정패널의 각 부분에 대하여 따로이 전압이 인가되는 제2-투명전극들과 액정물질을 일정하게 배향하기 위한 배향막과 액정물질을 구비하고 있으며 각 구성성분은 빛을 투과하기 위하여 투명한 것으로 구성한다.

제6도는 액정패널의 제2-투명전극을 구성할 수 있는 경우중의 일실시예를 나타낸 것으로 각 투명전극들은 중앙의 원형인 전극과 점차로 커지는 환형모양으로 이루어지며 각 투명전극들 사이에는 절연인 부분이 있게 된다.

제7도는 액정패널의 제2-투명전극을 구성할 수 있는 또 다른 실시예들을 나타낸 것으로 중앙의 사각형 모양의 전극과 점차로 커지는 사각테두리 모양으로 구성하거나 원형을 방사선으로 분할한 형태로 구성하거나 사각형을 방사선으로 분할한 형태로 구성하거나 사각형을 바둑판 모양으로 분할한 형태로 구성하는 등의 방법이 있다.

제8도는 제3도에서 빛의 경로에 따라 빛이 차단되거나 통과되는 원리를 나타내는 사시도로서 빛은, 제1편광판에 의하여 빛의 제1방향성분만이 통과되고 나머지 부분은 여과된다. 이때 제2-투명전극에 원형인 부분에는 전압이 인가되고 나머지 부분에는 전압이 인가되지 않는다고 하면 제1편광판을 통과한 빛이 제1-투명전극과 제2-투명전극 사이에 있는 액정물질을 통과하면 원형인 부분은 빛의 파동방향이 제2방향으로 변하고 나머지 부분은 그대로 통과되어 빛의 제2방향성분만을 통과시키는 제2편광판을 거치게 되면 원형인 부분만이 빛이 투과되게 된다.

제9도는 액정패널의 제2-투명전극이 제6도와 같이 구성될 때 빛이 투과되는 부분과 빛이 차단되는 부분에 대한 상태를 나타낸 도면으로 중앙의 제2-투명전극을 N1이라 하고 순차적으로 N2, N3, …, Nn로 각 제2-투명전극들을 나타내고 빛을 통과하기 위한 신호를 통과신호(S1)라 하고 빛을 차단하기 위한 신호를 차단신호(S2) 라고 할 때;

제9(a)도는 입사광량을 많이 필요로 하는 경우 즉 노출량이 최대가 되는 경우로서 각 투명전극들에 통과신호(S1)을 각각 인가하며 그 경우의 액정패널의 상태를 도면으로 나타낸 것이다.

제9(b)도는 입사광량이 보통인 경우로서 투명전극 N1-Nm들에는 통과신호(S1)를 각각 인가하고 투명전극 Nm+1-Nn들에는 각각 차단신호(S2)를 인가하게 되며 그 경우에 액정패널의 상태를 나타낸 것이다.

제9(c)도는 입사광량이 최소가 되는 경우로서 각각의 투명전극에는 차단신호(S2)가 인가되고 그 경우의 입사광량은 전무하게 된다.

제10도는 노출시간신호가 T이고 셔터가 T0인 점에서 동작되었을 경우 제9도의 각 경우에 대한 액정구동-전기신호를 시간에 대하여 나타낸 것으로 T0-T(0+T)인 구간에서 액정구동-전기신호가 인에이블됨을 알 수 있다.

본 발명에 의한 광량조절장치 및 전자조리개셔터장치는 기계적으로 동작하던 것을 전자적으로 동작할 수 있게 함으로써 고속화동작, 고신뢰성, 초정밀제어, 균일한 품질화를 이룩하게 할 뿐만 아니라 소비전력을 줄이고 필요에 따라 소형화할 수 있으며 정밀한 촬영을 할 수 있는 전문가용 스틸카메라, 방송용 비디오카메라, 의료 및 각종 과학장비, 민생용 캠코더 및 렌즈를 사용하는 광학기기등에 이용하는 효과가 있다.

Claims (10)

1. 액정물질이 봉입된 한 쌍의 투명기판; 상기 한 쌍의 기판중 어느 한 기판의 내면상에 형성된 제1-투명전극; 상기 한 쌍의 기판중 다른 한 기판의 내면상에 형성되고 복수의 영역으로 분할된 복수의 제2-투명전극을 구비하고 카메라의 광로상에 배치되고, 상기 제1 및 제2투명전극 사이에 인가되는 전위에 따라 입사광을 그대로 투과하거나 제1방향에서 제2방향으로 변환하는 액정패널; 상기 액정패널의 전면에 빛의 제1방향성분을 통과시키는 제1편광판; 상기 액정패널의 후면에 빛의 제2방향성분을 통과시키는 제2편광판; 필요한 광량을 나타내는 광량신호를 출력하는 광량신호부, 및 광량신호에 따라 상기 액정패널을 선택적으로 구동하기 위하여 제1 및 제2투명전극에 인가하는 액정구동-전기신호들로 바꾸는 액정구동부를 구비하여 상기 액정패널의 복수개의제2-투명전극을 선택적으로 구동하여 상기 제1 및 제2투명전극 사이에 인가되는 전위에 의해 액정물질의 배열구조를 제어함으로써 액정패널을 통해 투과되는 광량을 조절하기 위한 액정패널 구동수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라의 광량조절장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 제2-투명전극은 광로상에 동심원 상으로 형성한 것을 특징으로 하는 광량조절장치.
3. 제1항에 있어서, 광량신호부는 빛의 세기를 감지하는 센서에 의한 신호를 입력하여 카메라의 입사광량을 결정하고 그에 따른 광량신호를 출력하는 마이콤임을 특징으로 하는 광량조절장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 복수의 제2-투명전극들은 중앙의 하나의 사각형 모양과 점차적으로 커지는 사각테모양인 것들임을 특징으로 하는 광량조절장치.
5. 제1항에 있어서, 제2-투명전극들의 수를 N이라고 하고 통과하는 신호를 A라고 하고 빛이 차단되는 신호를 B라고 할 때, 액정구동수단은 필요한 입사광량이 전무한 경우에는 모든 제2-투명전극들에 신호 B를 인가하고 필요한 입사광량이 늘어남에 따라 중앙의 제2-투명전극으로부터 점차로 가장자리의 제2-투명전극까지 신호 A를 인가하여 주는 것을 특징으로 하는 광량조절장치.
6. 카메라에 있어서, 액정물질이 봉입된 한 쌍의 투명기판; 상기 한 쌍의 기판중 어느 한 기판의 내면상에 형성된 제1-투명전극; 및 상기 한 쌍의 기판중 다른 한 기판의 내면상에 형성되고 복수의 영역으로 분할된 복수의 제2-투명전극을 구비하고 카메라의 광로상에 배치되고, 상기 제1 및 제2투명전극에 인가되는 전위에 의하여 입사하는 빛을 그대로 투과하거나 빛의 파동방향을 제1방향에서 제2방향으로 변환하여 투과시키는 액정패널; 상기 액정패널의 전면에 빛의 제1방향성분을 통과시키는 제1편광판; 액정패널의 후면에 빛의 제2방향성분을 통과시키는 제2편광판; 필요한 광량에 따라 입사광을 받아들이는 부분에 대한 광량조절신호와 입사광을 받아들이는 시간에 대한 노출시간신호를 출력하는 광량신호부, 입사광을 받아들이는 싯점을 제어하는 셔터, 및 광량조절신호에 따라 빛이 투과되는 부분을 결정하여 셔터동작이 이루어지는 싯점에서 노출시간신호동안 액정패널의 제2-투명전극에 빛을 투과할 수 있는 전위를 인가하는 액정구동부; 및 사용자의 셧터동작이 이루어지는 싯점에서 상기 액정패널의 복수의 제2-투명전극의 선택된 부분을 선택된 시간동안만 구동하여 제1 및 제2투명전극 사이에 인가되는 전위에 의해 액정물질의 배열구조를 제어함으로써 투과되는 빛을 조절하는 액정패널 구동수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자조리개셔터장치.
7. 제6항에 있어서, 광량신호부는 빛의 세기를 감지하는 센서에 의한 신호를 입력하여 카메라의 입사광량을 결정하고 그에 따라 빛을 받아들이는 공간을 결정하는 광량조절신호와 빛을 받아들이는 시간을 결정하는 노출시간신호를 출력하는 마이콤임을 특징으로 하는 전자조리개셔터장치.
8. 제6항에 있어서, 상기 제2-투명전극들은 광로상에 동심원상으로 형성한 것을 특징으로 하는 전자조리개셔터장치.
9. 제6항에 있어서, 상기 제2-투명전극들은 중앙의 하나의 사각형 모양과 점차적으로 커지는 사각테모양인 것들임을 특징으로 하는 전자조리개셔터장치.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 제2-투명전극들의 수를 N이라고 하고 빛을 통과하는 신호를 A라고 하고 빛을 차단하는 신호를 B라고 할 때, 액정구동부는 필요한 입사광량이 전무한 경우에는 모든 제2-투명전극들에 신호 B를 인가하고 필요한 입사광량이 늘어남에 따라 중앙의 제2-투명전극으로부터 점차로 가장자리의 제2-투명전극까지 신호 A를 인가하여 주는 것을 특징으로 하는 전자조리개셔터장치.