透光性感应电子式光圈快门装置及其相机的制作方法

专利名称：透光性感应电子式光圈快门装置及其相机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光圈快门装置及其相机，特别是涉及一种光圈快门利 用透光性感应电子材料制成透光性感应电子式光圈快门，经由外加电场的 控制使透光性感应电子材料产生明暗变化，藉此控制曝光时间及进光量，而 达成光圈快门功能，结构简单，操作简单易行的透光性感应电子式光圏快 门装置及其相机。
背景技术：
相机或摄影机为日常生活中十分普遍的取像装置，在摄影技术中，曝光 是指光线到达软片或数字(数位)式影像感测元件的光量。在相机上控制曝
光的装置主要有二其一为光圈，其是控制镜头开口以便控制进光面积的 大小；另一个是快门，负责控制光圈开启时间，以便控制曝光时间。有些 简单型的相机，其光圈是固定的，使用者无法决定光圈的大小，而过去大 部分的相机都必须由使用者自行调整光圈及快门速度，最近几年所制造的 相机，大多数已经具备有自动控制的光圈或快门。
传统的相机或摄影机光圈快门装置，通常是以机械式光圈快门组合而 成，这些机械式光圏快门装置通常包括一前镜筒， 一光圈， 一快门及一后镜 筒，其中光圈是由一可动遮光片及一遮光片切换驱动装置组成，藉由遮光片 切换驱动装置来控制遮光片的开口大小以达成控制光圈大小的目的；而快 门是由 一快门片及一快门驱动装置组成，藉由快门驱动装置来控制快门片 的动作。前述的光圈快门装置不但零件众多，而且其组装复杂；再者，沉重 且复杂的快门光圏装置占据庞大空间及重量，对目前讲求轻巧的数字(数 位)式相机或手机相才几而言，更是不符需求。
由此可见，上述现有的光圈快门装置及其相机在结构与使用上，显然仍 存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相 关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被 发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相 关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的透光性感应电子 式光圈快门装置及其相机，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界 极需改进的目标。
有鉴于上述现有的光圈快门装置及其相机存在的缺陷，本发明人基于 从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的透光性感应电子式光圏快 门装置及其相机，能够改进一般现有的光圈快门装置及其相机，使其更具 有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创 设出确具实用1"介值的本发明。

发明内容
本发明的目的在于，克服现有的光圈快门装置存在的缺陷，而提供一种 结构简单的透光性感应电子式光圏快门装置。
本发明的另一目的在于，克服现有的相机存在的缺陷，而提供一种结 构简单的具有透光性感应电子式光圈快门装置的相机。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依
据本发明提出的一种透光性感应电子式光圈快门装置，其包含 一操控元
件，用以发出一信号； 一透光性感应材料，用以控制透光性感应材料的明亮
度及通过时间，以提供光圈及快门的作用；以及一控制单元，其接受该操
控元件所发出的该信号来控制该透光性感应材料的动作。
本发明的目的及解决其技术问题还可釆用以下技术措施进一步实现。 前述的透光性感应电子式光圈快门装置，其中当该透光性感应材料调
控允许光线通过时，是做为光圈使用，以控制光线的进光量，即透光性感
应材料的整体明亮度。
前述的透光性感应电子式光圈快门装置，其中当该透光性感应材料调
控允许光线通过与否，是做为快门使用，以控制在一定明亮度下光线的通过时间。
前述的透光性感应电子式光圈快门装置，其其更包含一测光元件，电连 接该控制单元，该控制单元根据该测光元件所感测的入光量来控制该透光 性感应材ifr的动作。
前述的透光性感应电子式光圈快门装置，其中所述的透光性感应材料 是液晶面板，其包括一上玻璃基板、 一与该上玻璃基板相对设置的下玻璃基 板，及一位于该二玻璃基板之间的液晶层，其中该上玻璃基板靠近该液晶层 的表面设置有一透明的共同电极，该下玻璃基板靠近该液晶层的表面设置 有复数条互相平行的扫描线、复数个与该扫描线垂直的资料线及复数个像 素电极。
前述的透光性感应电子式光圈快门装置，其中所述的控制单元是提供 一控制信号控制液晶层的液晶分子的配向，以实现液晶面板的光圈与快门 作用，该液晶分子的不同配向是利用电场实现。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本 发明提出的一种相机，其包含 一镜头； 一成像装置；以及一透光性感应电子式光圏快门装置，该透光性感应电子式光圈快门装置控制来自该镜头
的影像光源成像于该成像装置；其中该透光性感应电子式光圈快门装置包 括: 一操控元件，用以发出一信号； 一透光性感应材料，其用以控制透光性感 应材料的明亮度及通过时间，以提供光圈及快门的作用；及一控制单元，其 接受该操控元件所发出的该信号来控制该透光性感应材料的动作。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的相机，其中当该透光性感应材料调控允许光线通过时，是做为光 圈使用，以控制光线的进光量，即透光性感应材料的整体明亮度。
前述的相机，其中当该透光性感应材料调控允许光线通过与否，是做为 快门使用，以控制在一定明亮度下光线的通过时间。
前述的相机，其更包含一测光元件，电连接该控制单元，该控制单元根 据该测光元件所感测的入光量来控制该透光性感应材料的动作。
前述的相机，其中所述的透光性感应材料是液晶面板，其中该控制单 元是提供一控制信号控制液晶面板中液晶分子的配向，以实现液晶面板的 光圈与快门作用，该液晶分子的不同配向是利用电场实现。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案 可知，本发明的主要技术内容如下
为了达到上述目的，本发明提出一种透光性感应电子式光圈快门装置 的结构，此结构包含一操控元件、 一测光元件、 一透光性感应材料，其用以 控制透光性感应材料的明亮度及通过时间，以提供光圈及快门的作用；以及 一控制单元，该控制单元通过测光元件感测的入光量与/或来自操控元件的 信号控制透光性感应材料的动作。
在本发明的较佳实施例中，当上述的透光性感应材料调控允许光线通 过时，是做为光圈使用，以控制光线的进光量，即透光性感应材料的整体 明亮度。
在本发明的又一较佳实施例中，当上述透光性感应材料调控允许光线 通过与否，是做为快门使用，以控制在一定明亮度下光线的通过时间。
在本发明的再一较佳实施例中，上述的透光性感应电子式光圈快门装 置，其中该透光性感应材料是液晶面板。
另外，为了达到上述目的，本发明还提出一种相机的结构，此结构包 含一镜头； 一成像装置；以及一透光性感应电子式光圈快门装置，该透光 性感应电子式光圈快门装置控制来自镜头的影像光源成像于成像装置。其 中该透光性感应电子式光圈快门装置，包括一操控元件、 一测光元件、 一透 光性感应材料，其用以控制透光性感应材料的明亮度及通过时间，以提供 光圈及快门的作用，以及一控制单元，该控制单元通过测光元件感测的入 光量控制透光性感应材料的动作。借由上述技术方案，本发明透光性感应电子式光圈快门装置及其相机
至少具有下列优点及有益效果本发明因为采用在本发明的光圈快门利用 一透光性感应电子材料(如液晶面板)制成透光性感应电子式光圈快门，经 由外加电场的控制，使透光性感应电子材料产生明暗变化，藉此控制曝光 时间及进光量，而达成光圈快门的功能。本发明的光圈快门藉由减少现有 习知机械式光圈快门的零件数目，除了可以缩小镜头体积之外，更可使相 机更为轻、薄、短、小。并且由于本发明的光圈快门是利用透光性感应电 子材料的整体明亮度即透光量的大小来控制进光量，从而操作简单易行，非 常适于实用。
综上所述，本发明是有关一种透光性感应电子式光圈快门装置及其相 机。该透光性感应电子式光圈快门装置，包含一操控元件、 一测光元件、一 透光性感应材料，其用以控制透光性感应材料的明亮度及通过时间，以提供 光圈及快门的作用；以及一控制单元，该控制单元通过测光元件感测的入 光量与/或来自操控元件的信号控制透光性感应材料的动作。本发明透光性 感应电子式光圈快门装置及其相机具有结构简单，操作简单易行的优点。本 发明不论在产品结构或功能上皆有较大改进，在技术上有显著的进步，并产 生了好用及实用的效果，且较现有的光圈快门装置及其相机具有增进的突 出功效，从而更加适于实用，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的 技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和 其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附 图，详细说明如下。


图l是本发明的透光性感应电子式光圏快门装置的功能方块示意图。 图2是本发明的透光性感应电子式光圈快门装置的透光性感应电子材
料的基本结构示意图。
图3是本发明的透光性感应电子式光圈快门装置的透光性感应电子材
料的下玻璃基板的平面结构示意图。
10:光圈快门装置
103:操控元件
106:透光性感应电子材料
12:扫描驱动电3各
14:下玻璃基板
142:资料线
17:共同电极
102:
104:
11:
13:
141:
15:
18:
测光元件
控制单元 资料驱动电路 一上玻璃基板
扫描线 液晶层 像素电极19:开关
具体实施例方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功 效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的透光性感应电子式光 圈快门装置及其相机其具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如 后。
本发明是利用透光性感应电子材料，如液晶或其他具有类似功效的特 殊材料，可藉由电场控制，使其产生透明状态、部分透光状态或不透光状 态等各种透光状态的变化，藉此控制曝光及进光量，达成光圈快门的功能。
请参阅图1、图2所示，图l是本发明的透光性感应电子式光圈快门装 置的功能方块示意图，其包括一透光性感应电子材料。图2是该透光性感应 电子材料的基本结构示意图。本发明的一光圈快门装置10，包括一测光元件 102、 一操控元件103、 一控制单元104以及一透光性感应电子材料106。
该操控元件103，是用来发出信号给控制单元104,并藉以操作该光圈 快门装置10，其包含例如快门按钮(图中未显示)与/或光圈快门设定按钮 (图中未显示)等，使用者可以藉以控制光圈快门装置IO运作。
该测光元件102,是用来量测并计算自镜头进入的光量，并将计算结果 传送至该控制单元104。
该控制单元104，将根据来自测光元件102的光量信号与/或来自操控 元件103的信号决定曝光时间及曝光量后，计算加载至该透光性感应电子 材料106的电场大小及加载电场的时间，并根据操控元件103的信号时导 入该计算后的电场至透光性感应电子材料106。故该光圏快门装置10可配 合当时成像所需的最佳快门时间及进光量来调整该透光性感应电子材料 106的透光量与透光时间，藉以控制自镜头进入的影像光源以所需的状态落 于成^象区。
其中该透光性感应电子材料106,可以为液晶或其他类似功效的特殊材 料等，其可藉由电场控制，使其产透明状态、部分透光状态或不透光状态 等变化。本发明以液晶材料为例，该透光性感应电子材料106为一液晶面 板，该液晶显示面板106包括一上玻璃基板13、 一与该上玻璃基板13相对 设置的下玻璃基板14，及一位于该二玻璃基板13、 14之间的液晶层15。
该上玻璃基板13，靠近该液晶层15的表面设置有一透明的共同电极 17。该共同电极17可以由氧化铟锡材料制成，且为整个液晶面板106所共 用。
请一并参阅图3所示，该图是为图1所示液晶显示装置1的下玻璃基 板14平面结构示意图。该下玻璃基板14靠近该液晶层15的表面设置有复数互相平行的扫描线141、复数与该扫描线141垂直的资料线142及复数像 素电极18。
该资料线142，为该像素电极18提供灰阶电压。
该液晶显示面板106，包括复数个呈矩阵排列的像素，每一像素包括一 像素电极18以及一开关19，其中该像素电极18与共同电极17相对应，两 者之间夹着液晶分子，而该开关19是用以控制电场进入像素的时间，其例 如是金氧半导体开关。
该下玻璃基板14,在靠近该液晶层15表面的边缘处还设置有一扫描驱 动电路12及一资料驱动电路11。该扫描驱动电路12连接至该复数扫描线 141,为其提供扫描讯号。该资料驱动电路11连接至该复数资料线142，为其 提供灰阶讯号。
在使用该光圈快门装置10时，该控制单元104根据来自测光元件102 的光量信号与/或来自操控元件103的信号决定曝光时间及曝光量后，计算 加载至该透光性感应电子材料106的电场大小及加载电场的时间，下达一控 制指令至该透光性感应电子材料106即液晶面板106的扫描驱动电路12及 资料驱动电路11。该扫描驱动电路12及资料驱动电路11控制对应像素电 极18上加载一根据控制指令决定的灰阶电压，该共同电极17加载一共同 电压，则每一像素对应的共同电极17及像素电极18之间的液晶分子在该 二电极17、 18的电压差形成的电场作用下扭转特定的角度，以调控光线的 通过量与通过时间，进而使液晶面板106达到调控光圈以及作为快门的作 用。当液晶面板106调控允许光线可通过时，是作为光圈使用，此时液晶 分子在不同电场的作用下实现不同的液晶配向改变而控制光通量，从而达 到光圈大小调控作用；而当液晶面板106完全遮断光线后，则液晶面板所 控制的光通量时间则是作为快门来使用，藉由完全遮光以瞬间停止曝光，进 而达到控制光线通过时间的目的。
上述实施例中仅为举例说明，本发明的技术实施上，并非一定要复数 个像素电极18才可实施，亦可依据该光圈快门装置10在使用上的需求而 定，例如可以将整体光圈快门装置10的面积设计成单一像素电极18的方 式，直接调控该^f象素电极18的光线的通过量与通过时间，即可使该液晶面 板达到调控光圈及作为快门的作用；当然亦可设计成如图3所示为复数个 像素电极18的方式，此时可以通过设计使整体液晶面板的光圈值的分布达 到一个预定的设定值，可以为每个复数个像素电极18采相同或不同的光圈 值设定皆可实施；此外，复数个像素电极18的排列方式亦不限定为矩阵形 的模式，亦可以根据需求设计成不同形状的复数个像素电极18排列，例如 为圆形，同样可以达到相同的目的。
综上所述，在本发明的光圈快门装置10利用一透光性感应电子材料106(如液晶面板)制成透光性感应电子式光圏快门装置，经由外加电场的控 制，使透光性感应电子材料106产生明暗的变化，藉此控制曝光时间及进光 量，达成光圈快门的功能。本发明的光圈快门装置10藉由减少现有习知机 械式光圈快门的零件数目，除了可以缩小镜头体积之外，更可以使相机更 为轻、薄、短、小。且由于本发明的光圈快门装置IO是利用透光性感应电 子材料106的整体明亮度即透光量的大小来控制进光量，从而操作简单易 行，非常适于实用。
本发明亦提供一具有透光性感应电子式光圈快门装置的相机，该相机 包括一镜头， 一光圈快门装置以及一成像装置。该光圈快门装置是前述的 透光性感应电子式光圈快门装置10。该相机在运作时，影像光源自镜头进 入,通过控制透光性感应电子式光圈快门装置10的明亮度，藉以控制影像 光源以最佳的状态落于成像装置。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式 上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发 明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利 用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但 凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所 作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1、一种透光性感应电子式光圈快门装置，其特征在于其包含一操控元件，用以发出一信号；一透光性感应材料，用以控制透光性感应材料的明亮度及通过时间，以提供光圈及快门的作用；以及一控制单元，其接受该操控元件所发出的该信号来控制该透光性感应材料的动作。
2、 根据权利要求1所述的透光性感应电子式光圈快门装置，其特征在 于其中当该透光性感应材料调控允许光线通过时，是做为光圈使用，以控 制光线的进光量，即透光性感应材料的整体明亮度。
3、 根据权利要求1所述的透光性感应电子式光圈快门装置，其特征在 于其中当该透光性感应材料调控允许光线通过与否，是做为快门使用，以控 制在一定明亮度下光线的通过时间。
4、 根据权利要求1所述的透光性感应电子式光圈快门装置，其特征在 于其更包含一测光元件，电连接该控制单元，该控制单元根据该测光元件 所感测的入光量来控制该透光性感应材料的动作。
5、 根据权利要求1所述的透光性感应电子式光圈快门装置，其特征在 于其中所述的透光性感应材料是液晶面板，其包括一上玻璃基板、 一与该上 玻璃基板相对设置的下玻璃基板，及一位于该二玻璃基板之间的液晶层，其 中该上玻璃基板靠近该液晶层的表面设置有一透明的共同电极，该下玻璃 基板靠近该液晶层的表面设置有复数条互相平行的扫描线、复数个与该扫 描线垂直的资料线及复数个像素电极。
6、 根据权利要求5所述的透光性感应电子式光圈快门装置，其特征 在于其中所述的控制单元是提供一控制信号控制液晶层的液晶分子的配向，以实现液晶面板的光圈与快门作用，该液晶分子的不同配向是利用电场 实现。
7、 一种相机,其特征在于其包含 一镜头；一成像装置；以及一透光性感应电子式光圈快门装置，该透光性感应电子式光圈快门装 置控制来自该镜头的影像光源成像于该成像装置；其中该透光性感应电子 式光圈快门装置包括一操控元件，用以发出一信号；一透光性感应材料，其用以控制透光性感应材料的明亮度及通过时间， 以提供光圈及快门的作用；及一控制单元，其接受该操控元件所发出的该信号来控制该透光性感应 材料的动作。
8、 根据权利要求7所述的相机，其特征在于其中当该透光性感应材料调控允许光线通过时，是^L为光圈使用，以控制光线的进光量，即透光性 感应材料的整体明亮度。
9、 根据权利要求7所述的相机，其特征在于其中当该透光性感应材料 调控允许光线通过与否，是做为快门使用，以控制在一定明亮度下光线的 通过时间。
10、 根据权利要求7所述的相机，其特征在于其更包含一测光元件，电 连接该控制单元，该控制单元根据该测光元件所感测的入光量来控制该透 光性感应材料的动作。
11、 根据权利要求7所述的相机，其特征在于其中所述的透光性感应 材料是液晶面板，其中该控制单元是提供一控制信号控制液晶面板中液晶 分子的配向，以实现液晶面板的光圈与快门作用，该液晶分子的不同配向 是利用电场实现。
全文摘要
本发明是有关一种透光性感应电子式光圈快门装置及其相机。该透光性感应电子式光圈快门装置，包含一操控元件、一测光元件、一透光性感应材料，用以控制透光性感应材料明亮度及通过时间，以提供光圈及快门作用；以及一控制单元，通过测光元件感测的入光量与/或来自操控元件的信号控制透光性感应材料的动作。该相机，包含一镜头、一成像装置以及一透光性感应电子式光圈快门装置，其控制来自镜头的影像光源成像于成像装置。本发明因制成透光性感应电子式光圈快门控制曝光时间及进光量，可达成光圈快门功能。藉由减少零件数目，除可缩小镜头体积更可使相机更为轻、薄、短、小；且由于光圈快门是利用透光性感应电子材料整体明亮度即透光量大小来控制进光量，操作简单易行。
文档编号G03B7/08GK101308315SQ20071010795
公开日2008年11月19日 申请日期2007年5月18日 优先权日2007年5月18日
发明者张文嘉, 池威震 申请人:鸿友科技股份有限公司