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公開番号2021179600
公報種別公開特許公報(A)
公開日20211118
出願番号2021062904
出願日20210401
発明の名称電動絞り
出願人ザ・ボーイング・カンパニー,The Boeing Company
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類G03B 9/02 20210101AFI20211022BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】可動部品を使用せずに、絞りを使ってアパーチャの大きさを調節することにより、電子的にイメージセンサに到達する検出光の量を調節する。
【解決手段】光学系200は電子可変絞り206を有する。光学系は、光学レンズ202を含む。光学レンズの光学面には、所定数の透明導電層220,222,224,226が接続されている。所定数の透明導電層によって、液晶フィルムが所定数の部分に分割されている。液晶フィルムの所定数の部分の各々の光に対する透過状態は、所定数の透明導電層に対する電圧の印加に応答して変化するよう構成されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
光学レンズ(102)と、
前記光学レンズ(102)の光学表面に接続された所定数の透明導電層(104)と、
前記所定数の透明導電層(104)によって所定数の部分(120)に分割された液晶フィルム(106)と、を含み、前記液晶フィルムの前記所定数の部分(120)のうち、光(116)に対する前記所定数の部分の各々の透過状態(126)は、前記所定数の透明導電層(104)に対する電圧(134)の印加に応答して変化するよう構成されている、装置。
続きを表示(約 1,000 文字)【請求項2】
前記所定数の透明導電層(104)間に重複(112)が存在しない、請求項1に記載の装置。
【請求項3】
前記所定数の透明導電層(104)のうちの任意の透明導電層は、前記所定数の透明導電層(104)のうちの少なくとも1つの他の透明導電層と重複(112)している、請求項1に記載の装置。
【請求項4】
前記液晶フィルム(104)の前記所定数の部分(120)の各々の透過状態(126)は、透明(128)又は反射(129)のうちの一方である、請求項1〜3のいずれか1つに記載の装置。
【請求項5】
前記液晶フィルム(106)は、第1偏光(130)を実現する第1液晶フィルム(122)と、第2偏光(132)を実現する第2液晶フィルム(124)とを含む、請求項1〜4のいずれか1つに記載の装置。
【請求項6】
前記所定数の透明導電層(104)の各々は、酸化インジウムスズ、透明導電性酸化物、導電性ポリマー、金属グリッド、金属ネットワーク、カーボンナノチューブ、グラフェン、ナノワイヤ・メッシュ、又は極薄金属フィルムから選択された材料で形成される、請求項1〜5のいずれか1つに記載の装置。
【請求項7】
前記所定数の透明導電層(104)の各々は、リング状、三角形状、パイ形状、又は多角形状から選択された形状(114)を有する、請求項1〜6のいずれか1つに記載の装置。
【請求項8】
前記所定数の透明導電層(104)と電気的に接続するとともに、前記光学レンズ(102)に到達する光(116)の量を評価するよう構成された所定数のセンサ(110)をさらに含む、請求項1〜7のいずれか1つに記載の装置。
【請求項9】
前記液晶フィルム(106)の前記所定数の部分(120)の各々の透過状態(126)は、前記所定数のセンサ(110)によって評価された光(116)の量に基づいて自動的に変更可能に構成されている、請求項8に記載の装置。
【請求項10】
前記液晶フィルム(106)の前記所定数の部分(120)の各々の透過状態(126)は、直接的なユーザ入力により手動で変更可能に構成されている、請求項1〜9のいずれか1つに記載の装置。
(【請求項11】以降は省略されています)

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本願は、2016年8月16日に発行された米国特許第9,415,745号、及び2017年12月5日に発行された米国特許第9,835,914号に関連する。両出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている。
続きを表示(約 2,100 文字)【0002】
本開示は、概して、光学レンズの電気的なf値(f-stops)に関し、特に、突然の明るい光やレーザからイメージセンサを保護するために、移動や振動なしに動作する電気制御式絞り(electrically controlled iris)に関する。
【背景技術】
【0003】
レーザなどの高輝度光源は、ビデオカメラや静止画カメラなどの光学系のイメージセンサに損傷を与える可能性がある。光学系やカメラは、最も基本的には、写真用フィルムやデジタルイメージセンサなどの感光面に画像を取り込むために、光を通す小さな穴やアパーチャ(aperture)を有する密閉ボックスである。
【0004】
光学系は、感光面への光の当たり方を制御するための様々な機構を有する。光学レンズは、ボックスに入る光を集めるものである。また、アパーチャの大きさは、広げたり狭めたりすることが可能であり、これによって、カメラに入る光の量を多くしたり少なくしたりすることができる。シャッター機構は、アパーチャから入る光を感光面に当てる時間を決定するものである。アパーチャ、すなわち絞りは、光がカメラに入る際に通過する開口部である。この開口部を広げたり狭めたりすることによって、感光面に当てる光の量を調節することができる。
【0005】
この絞りは、典型的には、重なり合うプレートやブレードが共に回転したり離れるように回転したりすることにより中央の穴を小さくしたり大きくしたりする動作によって、機械的に操作される。機械式絞りは、モータを必要とするが、このようなモータは、どんなに小さくても振動を起こす可能性がある。アパーチャの直径は、内部の露出計の影響を受ける計算に基づいて手動又は自動で設定可能である。
【0006】
絞りは、通常、「f値」と呼ばれる基準単位で開口部の大きさを調節する。このf値の範囲は、通常f/1.4からf/32であって、1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、16、22、及び32の単位で増える。数字が増えると、各増分、すなわち「値」で、光学系に入る光の量が半減する。逆に、数字が減ると開口部が大きくなり、光学系に入る光の量が多くなる。これらの機械プレート、及びこれらを駆動するモータの動作は、振動を発生させて、イメージセンサの精度に影響を及ぼす可能性がある。さらに、この機械的動作は、光学イメージセンサに到達する光の量を調節する際に遅延を招くおそれがある。
【0007】
したがって、上述した問題のうちの少なくともいくつかと、その他の考えられる問題を考慮にいれた方法及び装置を有することが望ましい。例えば、高輝度の光を検出して、光学イメージセンサに到達する検出光の量を安全なレベルまで自動的に最小限に抑えて当該センサを保護するとともに、当該センサが画像を取得できるようにする方法及び装置を有することが望ましい。また、運動や振動を引き起こす可動部品を使用せずに、絞りを使ってアパーチャの大きさを調節することにより、電子的にイメージセンサに到達する検出光の量を調節可能であることが望ましい。
【発明の概要】
【0008】
本開示の一実施例においては、光学レンズを含む装置が提供される。前記光学レンズの光学面には、所定数の透明導電層が接続されている。前記所定数の透明導電層によって、液晶フィルムが所定数の部分に分割されている。前記液晶フィルムの前記所定数の部分の各々の、光に対する透過状態は、前記所定数の透明導電層に対する電圧の印加に応答して変化するよう構成されている。
【0009】
本開示の他の実施例においては、光学レンズを含む光学系が提供される。前記光学レンズの光学面には、所定数の透明導電層が接続されている。前記所定数の透明導電層によって、液晶フィルムが所定数の部分に分割されている。前記液晶フィルムの前記所定数の部分の各々の、光に対する透過状態は、前記所定数の透明導電層に対する電圧の印加に応答して変化するよう構成されている。コントローラが、選択的に電圧を印加して、前記液晶フィルムの所定数の部分のうちの1つ以上の部分の透過状態を透明と反射との間で変更することにより、前記光学レンズを通過してイメージセンサに向かう光の量を調節するよう構成されている。
【0010】
本開示のさらに他の例においては、電気絞りを使用して、光学レンズに到達する光のレベルを自動的に調節する方法が提供される。この方法においては、前記光学レンズにおける光のレベルを感知し、前記光のレベルが閾値を超える場合、所定数の透明導電層のうちの少なくとも1つの透明導電層に対応する液晶フィルムの部分の透過状態を変更するのに十分な電圧を当該少なくとも1つの透明導電層に通す。その際、前記液晶フィルムの部分は、透過状態が反射である場合、前記光学レンズの光学面の対応する部分が入射光を受けるのを妨げる。
(【0011】以降は省略されています)

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