專利名稱：電子取景器裝置的制作方法
電子取景器裝置本發(fā)明涉及適合用于例如視頻攝像機(jī)裝置的電子取景器裝置.更具體地說，本發(fā) 明涉及適合于通過使用目鏡組將其放大來觀察具有視角特性的諸如LCD的視頻顯示裝 置的電子取景器裝置，它可以通過使視頻顯示裝置與目鏡組的相對配置適當(dāng)、依靠視角特 性來提高圖像的對比度。按照常規(guī)，在用于視頻攝像機(jī)裝置的電子取景器中，主要用小型CRT(陰極射線 管)、LCD等作為視頻顯示裝置。并且可以這樣安排，以便通過使用目鏡紐放大來觀察視頻 顯示裝置的圖像。但是，因為從顯像屏表面測量起，CRT在深度方向上具有長的尺寸，所以 它不適合用于小型視頻攝像機(jī)裝置。而且，LCD尺寸小且重量輕，另外其像素的數(shù)量近年來 已經(jīng)顯著地得到提高。因而，它也變得足以實用以執(zhí)行對于取景器的圖像的聚焦，所以IXD 也已經(jīng)在高級裝置上廣泛地傳播了 .
另外，在使用CRT的視頻顯示裝置中，甚至當(dāng)從與正面觀察它的方向或多或少偏移的 傾斜方向來看顯像屏表面時，不會發(fā)生圖像的亮度或?qū)Ρ榷让舾械馗淖?。但是，在LCD的 情況下，當(dāng)從傾斜方向觀看顯像屏表面時，亮度或?qū)Ρ榷让舾械刈兓?。另外，?dāng)已經(jīng)從正 面觀察顯像屏表面時，并不總是獲得最佳對比度。并且有這種情況，當(dāng)從相對于指定的方位 角傾斜一個指定角度的方向觀察顯像屏表面時，對比度變?yōu)樽罴?。這種亮度或?qū)Ρ榷热Q 子觀察方向的性質(zhì)稱為“視角特性”.
作為用于LCD的液晶有很多種類，最廣泛使用的液晶是TN(扭曲向列)型液晶.本 發(fā)明還涉及其中使用了采用TN型液晶的LCD的電子取景器裝置。這里，將給出以下工作原理的說明TN型液晶的視角特性不對稱，并且當(dāng)從指定 方向和在指定角度觀看這種液晶時，它具有最佳的對比度。圖4說明當(dāng)沒有電壓加在TN型液晶上時液晶分子的排列。在兩片極化方向垂直相交的極化板10，11之間，液晶盒12和13 以夾子其間的方式被夾緊。關(guān)于液晶盒12和13，在一個液晶盒12
一側(cè)的液晶分子14與在光的入射面的極化板10平行。另一方面， 在另一個液晶盒13 —側(cè)，它們扭轉(zhuǎn)90。的角，并且在這種狀態(tài)下， 它們變得與在光的出射面的極化板11平行。因此，從在光的入射面 的極化板10 —側(cè)射入液晶的背光被極化板10線性極化。由此，象 在液晶分子14的場合下，背光扭轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)動)90。并且從極化板11穿出。也就是說，IXD看上去是白的.
圖5說明當(dāng)電壓已經(jīng)通過未示出的透明電極加在液晶盒12和13 之間時液晶分子的排列。按照這種排列，液晶分子14變成沿著上述施加的電場的方向而 與液晶盒12和13垂直.因而，不發(fā)生旋轉(zhuǎn)動作。因此，從在光的
入射面的極化板10 —側(cè)射入的背光被在光的出射面的極化板阻斷。結(jié)果，IXD看上去是黑的。同時，嚴(yán)格地講，圖5中所示的液晶分子14中僅僅與液晶盒12和13接觸的液晶分子受他們本身與液晶盒表面上覆蓋的高分子薄膜 表面之間的分子間引力的影響.為此，由于這種影響，那些液晶分 子不能完全變成與液晶盒12和13垂直而是變?yōu)槁杂修D(zhuǎn)動.也就是 說，IXD不會完全看上去是黑的。圖6說明加在液晶盒兩端的電壓(V)與透射率⑴之間的關(guān)系。這 個曲線圖是在IXD的垂直方向上測量的V-T特性(e = 0。)的實例.
從該曲線圖可以明白，在液晶盒上加高電壓導(dǎo)致透射率變?yōu)榱?。?是，由于如上所述液晶分子變?yōu)槁杂修D(zhuǎn)動，所述透射率不完全變?yōu)?零。而且，由于在構(gòu)成驅(qū)動電路的器件的耐壓、電壓消耗上的不必 要增加等方面的問題，加高電壓不現(xiàn)實。因此，一般，LCD的黑色 信號電壓電平設(shè)為4伏.
而且，IXD的白色信號電壓設(shè)為1.5伏，由此通過加4至1.5伏 的信號電壓來顯示從黑至灰至白的顏色。這里，以加白信號電壓時的透射率與加黑信號電壓時的透射率 之間的反差比從數(shù)量上定義LCD亮度的對比的優(yōu)良程度。也就是說， 由于對應(yīng)于4伏的透射率為2%，這種情況下的反差比為100/2=50。除了圖6的關(guān)于IXD的垂直方向的V-T特性(e = 0。)之外， 圖7說明關(guān)于傾斜方向的V-T特性.也就是說，如上所述，甚至在
加了高電壓時，與液晶盒接觸的液晶分子也不完全與液晶盒垂直。S卩，他們或多或少傾斜并且由此具有一定低程度的可轉(zhuǎn)動性。當(dāng)從 所述傾斜方向看LCD時，低程度的可轉(zhuǎn)動性相對被減輕.因此，甚 至當(dāng)加同樣的黑色信號電壓時，LCD看起來是黑的。例如，V-T特性(e -10。)是這樣的，使得當(dāng)黑色信號電壓為4 伏時，透射率大約為0.1%。因而，反差比變?yōu)?00/0.1=1000。因而 大大提高了反差比。相反，當(dāng)從促進(jìn)旋轉(zhuǎn)極化的一倒看LCD時，V
-T特性(el -10。)是這樣的，使得當(dāng)黑色信號電壓為4伏時，透射 率大約為10%。因而，反差比變?yōu)?00/10=10，這表明反差比極大地 惡化了 ο本發(fā)明是為了解決上述問題而做的并且其目的是提供這樣的電 子取景器裝置所述裝置通過使LCD和目鏡之間的相對位置適當(dāng)可 以減輕旋轉(zhuǎn)極化并且能夠由此提高圖像的對比度。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種電子取景器裝置，它是這 樣配置的，使得液晶顯像屏表面具有這樣的視角特性，以致這種顯 像屏表面看上去其對比度或亮度隨著看顯像屏表面的方向而不同； 以中心偏離目鏡組的光軸的方式布置目鏡組的光射出面上的開口部 分的中心；因而觀察者的眼睛被引向與對應(yīng)子光軸的位置分開的位
置；以及，結(jié)果，當(dāng)使觀察者從傾斜方向看液晶顯像屏表面時，通 過滿足下列條件而使顯像屏表面看起來比當(dāng)觀察者從沿著光軸的方 向看顯像屏表面時具有更高的對比度；0. 3h < A < 1. 5h
其中，在θ代表由最清楚地看到圖像的方向相對子光軸形成的 角、以及f代表目鏡組的焦距的假定下，當(dāng)屈光度設(shè)為具有0值時， 對于在θ角度看圖像、從h=f. tan θ得到光軸和視線之間的偏移量h; 并且Δ代表光軸與視線之間的實際偏移量。根據(jù)上述電子取景器裝置，能夠觀看具有極佳對比度的視頻顯 示裝置，在該視頻顯示裝置中，當(dāng)從其正面看時對比庋由于視角特 性而變低。

圖1是說明按照本發(fā)明的電子取景器裝置的原理的示意圖； 圖2是按照本發(fā)明的目鏡組的結(jié)構(gòu)圖3用圖解法說明所述目鏡紐的像散和畸變像差； 圖4說明當(dāng)沒有電壓加在LCD的TN型液晶上時液晶分子的排
列；
圖5說明當(dāng)有電壓加在LCD的TN型液晶上時液晶分子的排列； 圖6是說明加在TN型液晶上的電壓與LCD的透射率之間的關(guān) 系的V-T特性曲線圖；而
圖7是特性曲線圖，其中關(guān)于傾斜方向的V-T特性盔加在圖6 的特性曲線圖上。下面將參照附圖對按照本發(fā)明的電子取景器裝置的實施例作說 明。圇1是說明電子取景器裝置的原理的示意圖.其結(jié)構(gòu)如下。液 晶的顯像屏表面1對于視角特性具有高敏感性.并且假定當(dāng)基本上 以相對于顯像屏表面1的正面為0的前述方位角觀察顯像屏表面1
時，對比度看起來最好。而且，假定把從顯像屏表面1的中心發(fā)出 并且向著角θ前進(jìn)的光線表示成中心光線4，這條中心光線4穿過目 鏡紐2。此后，該中心光線繼續(xù)以基本上與光軸3平行的光線5前進(jìn)。然后，該中心光線進(jìn)入觀察者的眼睛。在目鏡組2由小厚度透鏡組成、屈光度被調(diào)為0值、從顯像屏 表面1至目鏡2的距離為焦距f這樣的假定下，用傍軸原理執(zhí)行計算。然后，通過把光軸3與視線7之間的距離h設(shè)置為h=f. tane，可以 獲得上述結(jié)構(gòu)。實際上，甚至在沒有設(shè)置A sh的情況下，光軸3與
視線7之間的偏移量A也具有一個使顯像屏表面實質(zhì)上看起來極好 的范圍。因而，最好把A的范圍設(shè)置成如上述一樣.當(dāng)超過條件表 達(dá)式的下限時，就失去了本發(fā)明的效果，因而與當(dāng)從顯像屏表面的 正面觀察它時相比在優(yōu)點(diǎn)方面沒有不同.而當(dāng)A的值變大時，取景 器裝置的高度總體上會變大。而且，當(dāng)超過該條件表達(dá)式的上限時， 尺寸變大，因而取景器裝置變得不實用。同時，由于光軸3與視線7 之間的偏離變得不容忽視，目鏡組2的性能下降，因而象差校正變得 難以執(zhí)行.因此，通過以眼罩的上部和下部關(guān)于距光軸3的偏移量Δ對稱的方式設(shè)置眼罩的開口 6，觀察者自然能使其視線7基本上與 光線5 —致.
圖2說明目鏡組2的實例。這里，當(dāng)按照從觀察者一側(cè)觀看的 順序來講時，目鏡組包括凸鏡Li、凹鏡L2、凸鏡L3三片塑料透鏡. 所述各個透鏡的共六個透鏡面每個包括非球面。并且非球面與基準(zhǔn) 球面的偏離量具有非球面表面系數(shù)，在所述系數(shù)下，當(dāng)按照從觀察 者一側(cè)觀看的順序來講時，第一表面ri變?yōu)橹赶螂x開顯像屏表面的 方向，第二表面r2變?yōu)橹赶蛞葡蝻@像屏表面的方向，第三表面r3變 為指向離開顯像屏表面的方向，第四表面r4變?yōu)橹赶螂x開顯像屏表 面的方向，第五表面r5變?yōu)橹赶螂x開顯像屏表面的方向，以及第六 表面r6變?yōu)橹赶螂x開顯像屏表面的方向。同時，下面說明的數(shù)值的實例表明構(gòu)造的成像系統(tǒng)的狀態(tài)，其
中與當(dāng)取景裝置(finder apparatus)用作取景器(finder)時發(fā)生的光線路 徑相反，使光線從觀察者入射到取景器上以便由此形成真實的圖像。每個符號對其相關(guān)數(shù)值的實例都通用，這些符號如下 ri 第(i)個表面的曲率半徑，
di 第(i)個表面的背面的表面間隔， ni 透鏡Li的材料性質(zhì)在線d的折射率， vi 透鏡Li的材料性質(zhì)的阿貝數(shù)。非球面的定義；假定Xi代表非球面的深度而H代表從光軸量起 的高度，以下列等式的形式來表達(dá)非球面
Xi 二 H2/ri {1+ (1-H2 / ri2) 1/2 }十Σ AkIlk 非球面系數(shù)中的(e -3)代表OdO"). 數(shù)值實例 ri 27 . 892 di 5.66 ni 1.492 vi 57 . 2 rz ‘ 41; 778 dz 5 . 03
r3 ‘ 29 . 923 d:) 2 . 4 nz 1 . 492 vz 57 - 2 r · 108. 108 d4 4. 94 r5 -421-525 d5 5. 88 n3 1.492 v3 57-2 工 一 17. 14權(quán)利要求
1.一種電子取景器裝置，所述電子取景器裝置具有通過使用目鏡組放大液晶顯像屏 表面而適合于觀看液晶顯像屏表面的電子取景器，其中當(dāng)所述液晶顯像屏表面具有屏幕表 面看上去其對比度或亮度隨觀看屏幕表面的方向而不同的所述視角特性時，把所述目鏡組 的光出射面上的開口部分的所述中心布置成所述中心偏離所述目鏡組的光軸；觀察者的眼 睛由此被引向與所述光軸對應(yīng)的位置偏離的位置；并且當(dāng)因而使觀察者從傾斜的方向看所 述液晶顯像屏表面時，與所述觀察者從沿著光軸的方向觀察所述屏幕表面時相比，所述屏 幕表面看起來具有更高的對比度。
2.權(quán)利要求1的電子取景器裝置，其特征在于；所述目鏡組的光出射面的開口部分 的中心從所述目鏡的光軸偏移的量滿足下列條件0. 3h < A < 1. 5h其中，在θ代表由最清楚地看到圖像的方向相對于所述光軸形成的角、以及f代表所 述目鏡組的焦距的假定下，當(dāng)所述屈光度設(shè)為具有0值時，對于以e角度看圖像、從h_f. tan θ得到所述光軸和所述視線之間的所述偏移量h;并且A代表所述光軸與所述視線之 間的所述實際偏移量。
3.權(quán)利要求1的電子取景器裝置，其特征在于所述具有視角特征的液晶裝置是 TN(扭曲向列)液晶。
4.權(quán)利要求1的電子取景器裝置，其特征在于當(dāng)按照從觀察者一側(cè)觀看的順序來 講這些透鏡時，所述目鏡組包括凸鏡、凹鏡、凸鏡三片塑料透鏡；所述各個透鏡的共六個透 鏡面每個包括非球面；并且所述非球面與基準(zhǔn)球面的偏離量具有非球面表面系數(shù)，在所述 系數(shù)下，當(dāng)按照從觀察者一側(cè)觀看的順序來講時，第一表面變成指向離開所述顯像屏表面 的方向，第二表面變成指向移向所述顯像屏表面的方向，第三表面變成指向離開所述顯像 屏表面的方向，第四表面變成指向離開所述顯像屏表面的方向，第五表面變成指向離開所 述顯像屏表面的方向，第六表面變成指向離開所述顯像屏表面的方向。
5.權(quán)利要求1的電子取景豁裝置，其特征在于對所述目鏡的屈光的調(diào)整是通過把 所述三片透鏡相對所述顯像屏表面整體移動，或者使兩片透鏡對于顯像屏表面是固定的并 且使僅有一片最接近觀察者的透鏡能移動來執(zhí)行的。
全文摘要
一種通過使LCD和目鏡組之間的相對位置適當(dāng)而能夠減小旋轉(zhuǎn)極化特性并能由此提高圖像的對比度的用于視頻攝相機(jī)裝置的電子取景器。當(dāng)液晶顯像屏表面具有視角特性使得屏幕表面看上去其對比度和亮度隨觀看屏幕表面的方向而不同時，在目鏡組(2)的光出射面上的眼罩開口部分(6)的中心偏離目鏡組(2)的光軸(3)。從而觀察者的眼睛被引向偏離對應(yīng)于光軸(3)的位置的位置而從傾斜方向來看液晶顯像屏表面(1)。從而能夠觀看具有極佳對比度的液晶顯像屏表面。
文檔編號G02B25/00GK102087457SQ20101060932
公開日2011年6月8日 申請日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月28日
發(fā)明者蔣麗 申請人:北京匯信合科技有限公司