Conjunto de apertura para una cámara móvil.

Construcción de apertura ajustable para una cámara, comprendiendo la construcción de apertura ajustable:

- por lo menos dos electrodos (302, 304),

- un circuito eléctrico (310) para aplicar un voltaje a los electrodos (302, 304) con el fin de crear un campo eléctricoentre los electrodos,

- una unidad central (306) con un orificio en el centro a modo de apertura (308, A), estando la unidad centralrealizada en un material electroactivo y hallándose dispuesta esencialmente entre los electrodos (302, 304), y

- en la que la forma de dicha unidad central (306) es deformada por el campo eléctrico creado entre dichoselectrodos (302, 304) utilizando dicho circuito eléctrico, ajustando de este modo la apertura (308, A).

Conjunto de apertura para una cámara móvil.

Campo técnico de la invención La invención se refiere en general al campo de las cámaras digitales, especialmente a cámaras digitales de tamaño reducido. En particular la invención se refiere al ajuste de una apertura para cámaras digitales.

Antecedentes de la invención En la actualidad las cámaras móviles, por ejemplo las cámaras digitales y las cámaras de teléfono móvil son muy corrientes. El tamaño de la cámara móvil desempeña un papel esencial cuando la cámara móvil está integrada con otro dispositivo móvil, por ejemplo un teléfono móvil, un reloj, un reproductor de MP3 o un ordenador de bolsillo. El tamaño de la cámara puede reducirse disminuyendo el tamaño de sus componentes, por ejemplo lentes, obturador, construcción de apertura (algunas veces la combinación del obturador y la apertura, es decir el obturador diafragma) y sensores de imagen. Cuanto más reducido sea el tamaño de los componentes de la cámara y más pequeña sea la cámara, menor será también el producto final. También la sencillez, la fiabilidad y el consumo de energía de los componentes de la cámara son factores muy importantes en los dispositivos de las cámaras móviles.

También es corriente minimizar el número de componentes o limitar su ajustabilidad para conseguir un tamaño reducido. Estas soluciones son normalmente de compromiso entre el tamaño global y la calidad de imagen alcanzada, o conducen a disminuir el rango de usabilidad.

La presente invención se dirige a desarrollar especialmente las construcciones de apertura de los componentes de la cámara. La apertura de la cámara se utiliza para controlar la cantidad de luz que llega a la película o al sensor digital. La apertura es el diámetro de apertura de las lentes. Cuanto mayor es el diámetro de la apertura más luz llega a la película/sensor de imagen. La apertura se expresa mediante el número F, de modo que cuanto menor es el número F (o valor F) mayor es la apertura de las lentes (apertura) .

El tamaño de la apertura afecta a la profundidad de campo. Una apertura reducida (número f alto, por ejemplo f/22 en la figura 1A) incrementa la definición de los objetos distantes, o, en otras palabras, aumenta la profundidad de campo, lo cual significa que más elementos de una imagen, desde el primer plano al segundo plano, pueden enfocarse de forma nítida. Esto puede crear una sensación de profundidad distinta en una fotografía, atrayendo al espectador hacia el interior de la imagen. Es conocido que las aperturas pequeñas son utilizadas especialmente por los fotógrafos paisajistas.

El efecto de una apertura grande (número f pequeño, por ejemplo f/4) se ilustra en la figura 1B. Una apertura grande da poca profundidad de campo, lo cual significa que el área de la imagen enfocada con nitidez será reducida. Es conocido que las aperturas grandes son utilizadas especialmente para aislar el objeto de la imagen, expulsando el segundo plano y otros elementos secundarios del foco. Algunas de las aplicaciones útiles de las aperturas grandes comprenden los retratos y los primeros planos de la vida salvaje.

Hablando en general, puede decirse que la luz desenfocada se volverá más nítida a medida que aumenta el número de la apertura (el tamaño de la apertura se reduce) .

La figura 2 representa una vista despiezada de una implementación tradicional de una apertura ajustable de la técnica anterior. La implementación de la técnica anterior comprende un mecanismo de aletas complejo que requiere un actuador, por ejemplo un motor de pasos, para operarlo (número total de piezas superior a 10) . El mecanismo de aleta puede controlarse con el actuador para alcanzar el tamaño de apertura deseado, como ilustran las figuras 2A a 2D.

No obstante, las implementaciones de la construcción de apertura de la técnica anterior presentan algunos problemas. En primer lugar son muy complejas, lo cual genera el riesgo de roturas o atascos. En segundo lugar, la forma de las aperturas de la técnica anterior no es completamente circular, y ello puede generar distorsiones de la imagen. Además, el peso y el tamaño de las aperturas de la técnica anterior no pueden reducirse fácilmente de forma convencional. Por otra parte, la fabricación de construcciones de apertura de la técnica anterior es bastante compleja y consumidora de tiempo debido a la complejidad de la construcción de apertura.

El documento US 6.027.260 da a conocer un elemento piezoeléctrico que forma parte de un dispositivo de accionamiento para abrir y cerrar una apertura de obturador de una cámara. La disposición dada a conocer comprende láminas de obturador pivotantes que se abren/cierran mediante la expansión/contracción del elemento piezoeléctrico.

Sumario de la invención El objetivo de la invención consiste en superar los problemas relacionados con las implementaciones de apertura de la técnica anterior citadas anteriormente, Especialmente, el objetivo de la invención consiste en reducir la complejidad y el tamaño de las aperturas de la técnica anterior, simplificar el proceso de fabricación y proveer una apertura sin etapas completamente ajustable, de forma circular y con un consumo de energía mínimo.

El objetivo de la invención se alcanza con las características descritas en las reivindicaciones independientes. Especialmente, el objetivo de la invención se alcanza mediante una construcción de apertura ajustable que comprende por lo menos dos electrodos, un circuito eléctrico para aplicar un voltaje a los electrodos con el fin de crear un campo eléctrico entre los electrodos, una unidad central realizada de un material electroactivo, estando dispuesta la unidad central esencialmente entre los electrodos, y en la que la forma de la unidad central resulta deformada por el campo eléctrico creado entre dichos electrodos por dicho circuito eléctrico, ajustando así la apertura.

La presente invención se refiere a una construcción de apertura ajustable para una cámara según la reivindicación 1.

Además, la presente invención se refiere a una cámara móvil que comprende una construcción de apertura ajustable según la reivindicación 8.

La presente invención también se refiere a un procedimiento para ajustar la apertura de una cámara según la reivindicación 13.

Asimismo, la presente invención se refiere a la utilización de una material electroactivo deformable en la construcción de apertura ajustable para una cámara según la reivindicación 18

Las formas de realización de la presente invención cambian la estructura mecánica de la técnica anterior implementada con diversas piezas móviles, utilizadas tradicionalmente para construir un orificio ajustable, por un elemento de una sola pieza con partes no móviles y capacidad sensora incorporada. Por lo tanto, se reducirá significativamente la complejidad del sistema y se reducirá el tamaño.

Una parte importante de la (estructura de) apertura de la presente invención es la unidad central. La unidad central, con partes no móviles separadas es capaz de expandir y retraer la apertura en el centro. Una idea ventajosa de la invención se basa en la utilización de un material electroactivo, por ejemplo un material dieléctrico o un polímero electroestático, que se coloca entre los electrodos. Al aplicar voltaje se crea un campo eléctrico entre los electrodos, el cual deforma, "aprieta", el material electroactivo haciendo que se expanda y/o se retraiga. El tamaño de la apertura se controla a través del voltaje de funcionamiento mediante un circuito operativo y se mide mediante la capacitancia o la resistencia del circuito. Por consiguiente, es posible una utilización muy sencilla con capacidad sensora incorporada.

Las formas de realización de la invención ofrecen claras ventajas en comparación con la técnica anterior conocida. La complejidad del sistema puede reducirse a un elemento en lugar de 10 a 20 piezas de tamaño reducido. Además, el tamaño actual de la apertura puede detectarse fácilmente y de forma exacta eléctricamente a partir del valor de la capacitancia o la resistencia del circuito que controla la unidad central. El peso y el tamaño de la unidad de apertura son muy inferiores a los de las aperturas convencionales. Además, la apertura de la invención sólo consume energía cuando se cambia su tamaño. En estado estático (cuando se mantiene un tamaño de apertura fijo) no pasa corriente a través del sistema. Asimismo, puede crearse una apertura completamente ajustable (sin etapas) sin mover piezas y de forma completamente circular. La apertura de la invención sigue pudiendo utilizarse como obturador diafragma (combinación de obturador y apertura) gracias a la rapidez... [Seguir leyendo]

1. Construcción de apertura ajustable para una cámara, comprendiendo la construcción de apertura ajustable:

-por lo menos dos electrodos (302, 304) ,

- un circuito eléctrico (310) para aplicar un voltaje a los electrodos (302, 304) con el fin de crear un campo eléctrico entre los electrodos,

- una unidad central (306) con un orificio en el centro a modo de apertura (308, A) , estando la unidad central realizada en un material electroactivo y hallándose dispuesta esencialmente entre los electrodos (302, 304) , y

- en la que la forma de dicha unidad central (306) es deformada por el campo eléctrico creado entre dichos electrodos (302, 304) utilizando dicho circuito eléctrico, ajustando de este modo la apertura (308, A) .

2. Construcción de apertura ajustable según la reivindicación 1, en la que dicha unidad central (306) está adaptada para expandir y retraer la apertura (308, A) en el centro de dicha unidad central cuando se aplica dicho campo eléctrico.

3. Construcción de apertura ajustable según la reivindicación 1 o 2, en la que dicha unidad central (306) es esencialmente circular y comprende esencialmente un orificio en el punto medio.

4. Construcción de apertura ajustable según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que dicha unidad central

(306) está realizada en material dieléctrico.

5. Construcción de apertura ajustable según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que dicha unidad central

(306) está realizada en polímero electrostictivo.

6. Construcción de apertura ajustable según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que el tamaño de la apertura (308, A) se controla mediante el voltaje de funcionamiento del circuito eléctrico (310) .

7. Construcción de apertura ajustable según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que el tamaño de la apertura (308, A) se mide mediante la capacitancia o la resistencia del circuito eléctrico (310) al aplicar el voltaje a los electrodos (302, 304) .

8. Cámara móvil que comprende una construcción de apertura ajustable, comprendiendo la construcción de apertura ajustable:

- por lo menos dos electrodos (302, 304) ,

- un circuito eléctrico (310) para aplicar un voltaje a los electrodos (302, 304) con el fin de crear un campo eléctrico entre los electrodos,

- una unidad central (306) con un orificio en el centro a modo de apertura (308, A) , estando la unidad central realizada en un material electroactivo y hallándose dispuesta esencialmente entre los electrodos (302, 304) , y

- siendo la forma de dicha unidad central (306) deformada por el campo eléctrico creado entre dichos electrodos (302, 304) utilizando dicho circuito eléctrico, ajustando de este modo la apertura (308, A) .

9. Cámara móvil según la reivindicación 8, en la que dicha unidad central (306) está adaptada para expandir y retraer la apertura (308, A) en el centro de dicha unidad central cuando se aplica dicho campo eléctrico.

10. Cámara móvil según la reivindicación 8 o 9, en la que dicha unidad central (306) está realizada en material dieléctrico.

11. Cámara móvil según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en la que el tamaño de la apertura (308, A) se controla mediante el voltaje de funcionamiento del circuito eléctrico.

12. Cámara móvil según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, en la que el tamaño de la apertura (308, A) se mide mediante la capacitancia o la resistencia del circuito eléctrico (310) al aplicar el voltaje a los electrodos (302, 304) .

13. Procedimiento para ajustar una apertura de una cámara, comprendiendo la construcción de apertura ajustable:

-por lo menos dos electrodos (302, 304) ,

- un circuito eléctrico (310) para aplicar un voltaje a los electrodos (302, 304) con el fin de crear un campo eléctrico entre los electrodos,

- una unidad central (306) con un orificio en el centro a modo de apertura (308, A) , estando la unidad central realizada en un material electroactivo y hallándose dispuesta esencialmente entre los electrodos (302, 304) ,

comprendiendo el procedimiento:

- deformar la forma de la unidad central (306) por el campo eléctrico creado entre dichos electrodos (302, 304) utilizando dicho circuito eléctrico, y

- ajustar la apertura (308, A) de este modo.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, en el que dicha unidad central (306) está adaptada para expandir y retraer la apertura (308, A) en el centro de dicha unidad central cuando se aplica dicho campo eléctrico.

15. Procedimiento según la reivindicación 13 o 14, en el que dicha unidad central (306) está realizada en material

dieléctrico. 20

16. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, en el que el tamaño de la apertura (308, A) se controla mediante el voltaje de funcionamiento del circuito eléctrico.

17. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 16, en el que el tamaño de la apertura (308, A) se

mide mediante la capacitancia o la resistencia del circuito eléctrico (310) al aplicar el voltaje a los electrodos (302, 304) .

18. Utilización de un material electroactivo deformable en una construcción de apertura ajustable para una cámara,

comprendiendo la construcción de apertura ajustable: 30

-por lo menos dos electrodos (302, 304) ,

-un circuito eléctrico (310) para aplicar un voltaje a los electrodos (302, 304) con el fin de crear un campo eléctrico

entre los electrodos, 35

- una unidad central (306) con un orificio en el centro en forma de apertura (308, A) , estando la unidad central realizada en dicho material electroactivo deformable y hallándose dispuesta esencialmente entre los electrodos (302, 304) , y

en la que la forma de dicha unidad central (306) es deformada por el campo eléctrico creado entre dichos electrodos (302, 304) utilizando dicho circuito eléctrico, y ajustando de este modo la apertura (308, A) .

19. Utilización según la reivindicación 18, en la que dicha unidad central (306) está adaptada para expandir y retraer

la apertura (308, A) en el centro de dicha unidad central cuando se aplica dicho campo eléctrico. 45

20. Utilización según la reivindicación 18 o 19, en la que dicha unidad central (306) está realizada en material dieléctrico.

21. Utilización según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 20, en la que el tamaño de la apertura (308, A) se 50 controla mediante el voltaje de funcionamiento del circuito eléctrico.

22. Utilización según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 21, en la que el tamaño de la apertura (308, A) se mide mediante la capacitancia o la resistencia del circuito eléctrico (310) al aplicar el voltaje a los electrodos (302, 304) .