Title:
Antriebs-System für eine Digitalkamera beliebiger Art, vorzugsweise für eine Mobiltelefon-Digitalkamera
Document Type and Number:
Kind Code:
A1

Abstract:

Die Erfindung ist ein Antriebs-System für eine Digitalkamera beliebiger Art, vorzugsweise für eine Mobiltelefon-Digitalkamera. Das System ermöglicht stets perfekt horizontal oder vertikal ausgerichtete Video- oder Bild-Aufnahmen, egal wie man die Digitalkamera oder das Mobiltelefon hält. Die Erfindung ist eine neuartige drehbare Digitalkamera, vorzugsweise für Mobiltelefone (sogenannte Smartphone) oder Tablett-PC-s, wobei die Kamera nicht starr mit dem Mobiltelefon oder Tablett-PC verbunden ist, sondern rotierbar um die optische Achse ist. Die Rotation erfolgt durch die Schwerkraft oder auch aktiv durch Elektromagneten, die ähnlich wie in einem Elektromotor angeordnet sind.





Inventors:
gleich Anmelder
Application Number:
DE102016004664A
Publication Date:
10/19/2017
Filing Date:
04/18/2016
Assignee:
Merlaku, Kastriot, 80995 (DE)
International Classes:
G03B17/00
Domestic Patent References:
DE102011077273A1N/A2011-12-15
DE19843288A1N/A2000-03-23
Foreign References:
64716372002-10-29
201103068342011-12-15
201401684062014-06-19
EP03021081993-03-10
EP03850791990-09-05
52626301993-11-16
EP10226002000-07-26
Claims:
1. Antriebs-System für eine Digitalkamera beliebiger Art, vorzugsweise für eine Mobiltelefon-Digitalkamera,
dadurch gekennzeichnet,
dass
– der Bild-Sensor der Digitalkamera in einem frei um die optische Achse drehbaren Rahmen oder drehbares Gehäuse eingebaut ist,
– ein bewegbares/verlagerbares und exzentrisch in den drehbaren Rahmen/in das drehbare Gehäuse angebrachten Gewichts-Körper, gebaut vorzugsweise aus einem Material mit ferromagnetischen Eigenschaften, der den Schwerpunkt des Digitalkamera-Sensors aus der optischen Achse/Rahmen/Gehäuse-Dreh-Achse verlagert, eingebaut ist,
– mindestens eine Elektromagnetspule vorhanden ist, die in den drehbaren Rahmen/in das drehbares Gehäuse statisch eingebaut ist, die über Magnetfeldwechselwirkung eine Bewegung/Verlagerung des Gewichts-Körpers bewirkt,
– eine Steuerung eingebaut ist, die mit der Elektromagnet-Spule elektrisch gekoppelt ist und diese steuert.

2. Antriebs-System für eine Digitalkamera beliebiger Art, vorzugsweise für eine Mobiltelefon-Digitalkamera,
dadurch gekennzeichnet,
dass
– der Bild-Sensor der Digitalkamera und seine Optik-Elemente in einem frei um die optische Achse drehbaren Rahmen oder drehbares Gehäuse, eingebaut sind,
– ein verlagerbares Gewichts-Körper, der exzentrisch von der Drehachse in den drehbaren Rahmen-/in das drehbares Gehäuse angebracht ist, vorzugsweise aus einem Material mit ferromagnetischen Eigenschaften hergestellt, der den Schwerpunkt des Digitalkamera-Sensors und seiner Optik-Elemente aus der Drehachse/optischen Achse verlagert,
– mindestens eine Elektromagnetspule vorhanden ist, die in den Rahmen/in das Gehäuse statisch eingebaut ist, die in Magnetfeldwechselwirkung mit dem Gewichts-Körper steht,
– eine Steuerung eingebaut ist, die die Elektromagnet-Spule steuert.

3. Antriebs-System für eine Digitalkamera beliebiger Art, vorzugsweise für eine Mobiltelefon-Digitalkamera,
dadurch gekennzeichnet,
dass
– der Digitalkamera-Sensor und seine optische Begleitelemente eine Extra-Einheit in einem eigenem kleinem Gehäuse bilden, vorzugsweise rund geformt, die um die optische Achse der Digitalkamera innerhalb des Träger-Geräts frei drehbar ist,
– ein verlagerbares und exzentrisch angeordneter Gewichts-Körper, in dem drehbarem Gehäuse, vorzugsweise aus einem Material mit ferromagnetischen Eigenschaften, der den Schwerpunkt des Digitalkamera-Sensors aus der optischen Achse verlagert, eingebaut ist,
– mindestens eine Elektromagnetspule vorhanden ist, die in dem drehbaren Gehäuse statisch eingebaut ist, die in Magnetfeldwechselwirkung mit dem Gewichts-Körper steht,
– eine Steuerung eingebaut ist, die die Elektromagnet-Spule steuert.

4. Antriebs-System für eine Digitalkamera beliebiger Art, vorzugsweise für eine Mobiltelefon-Digitalkamera, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichts-Körper um 90° um die optische Achse verlagerbar ist.

5. Antriebs-System für eine Digitalkamera beliebiger Art, vorzugsweise für eine Mobiltelefon-Digitalkamera, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichts-Körper ein Dauermagnet ist oder aus einem Material mit Dauermagnet-Eigenschaften besteht.

6. Antriebs-System für eine Digitalkamera beliebiger Art, vorzugsweise für eine Mobiltelefon-Digitalkamera,
dadurch gekennzeichnet,
dass
– der Digitalkamera-Sensor oder auch zusätzlich seine optische Begleitelemente eine Extra-Einheit in einem eigenem kleinem Gehäuse bilden, vorzugsweise rund geformt, die um die optische Achse der Digitalkamera innerhalb des Träger-Geräts frei drehbar ist,
– ein verlagerbares, um die optische Achse drehbarer und exzentrisch angeordneter Gewichts-Körper, der mit dem drehbarem Gehäuse gekoppelt ist, der ein Dauermagnet (39) ist oder aus einem Material mit Dauermagnet-Eigenschaften, der den Schwerpunkt des Digitalkamera-Bildsensor-Gehäuses (3) aus der optischen Achse (7) verlagert, der radial zu seiner Drehachse, die auf der optischen Achse liegt, mit einem Magnetpol nach außen und dem anderen Magnetpol Richtung Drehachse angeordnet ist, der mit der Drehachse gekoppelt ist, eingebaut ist,
– mindestens ein Elektromagnet (38) mit einem Eisen- oder Ferritkern (37) vorhanden ist, der in dem drehbaren Gehäuse statisch eingebaut ist, der in Magnetfeldwechselwirkung mit dem Gewichts-Körper steht, dessen Kern leicht U-Förmig ist oder so geformt ist, dass seine beiden Enden (41), die die Magnetpole bilden, die Bewegungen des Dauermagnets (39) abfangen und diese begrenzen, wobei je nach Magnetfeldrichtung des Elektromagnets, der Dauermagnet an einem oder anderen Kern/Pol des Elektromagnets bis zu erneuten Umpolung des Elektromagnets haften bleibt,
– eine Steuerung (42) in das drehbare Gehäuse (5) oder außerhalb eingebaut ist, die den Elektromagnet steuert (12).

7. Antriebs-System für eine Digitalkamera beliebiger Art, vorzugsweise für eine Mobiltelefon-Digitalkamera, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der drehbare Rahmen oder das drehbare Gehäuse der Digitalkamera gelagert eingebaut ist.

8. Antriebs-System für eine Digitalkamera beliebiger Art, vorzugsweise für eine Mobiltelefon-Digitalkamera, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einem Mechanismus oder Elektromechanismus ausgestattet ist, der es beim Aktivieren, die Drehung der Rahmen oder des Gehäuse in der/dem der Bildsensor/Optik-Elemente eingebaut sind, innerhalb des Kamera-Träger-Geräts blockiert.

9. Antriebs-System für eine Digitalkamera beliebiger Art, vorzugsweise für eine Mobiltelefon-Digitalkamera, nach Patentanspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Elektromechanismus, der die Drehung der Digitalkamera oder des Bildsensors blockiert, aus
– mindestens einer Elektromagnetspule, die außerhalb des drehbaren Gehäuses oder der drehbaren Rahmen, statisch eingebaut ist und
– einem Dauermagnet-Körper oder Dauermagnet-Beschichtung, der/die in das drehbare Gehäuse oder den drehbaren Rahmen fest eingebaut ist, der in Magnetfeldwechselwirkung mit der Elektromagnetspule steht und nach deren Magnetfeldlinien sich ausrichtet, besteht.

10. Antriebs-System für eine Digitalkamera beliebiger Art, vorzugsweise für eine Mobiltelefon-Digitalkamera, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Digitalkamera oder der Bildsensor mit einem Elektromagnet-System ausgestattet ist, das eine aktive Drehung der drehbaren Teile der Digitalkamera oder des Bildsensors, um die optische Achse erzeugt.

11. Antriebs-System für eine Digitalkamera beliebiger Art, vorzugsweise für eine Mobiltelefon-Digitalkamera, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das drehbare Gehäuse oder der drehbare Rahmen mit einem Dauer-Magnet oder magnetisierten Bereich ausgestattet ist, sowie einem oder mehreren, von einer eingebauten Steuerung, steuerbaren Elektromagneten, der/die in der Nähe des drehbarem Gehäuse oder der drehbaren Rahmen eingebaut ist/sind, dessen Magnet-Feld-Wechselwirkung eine gesteuerte, aktive Drehung, zumindest des Bildsensors bewirkt, ausgestattet ist.

12. Antriebs-System für eine Digitalkamera beliebiger Art, vorzugsweise für eine Mobiltelefon-Digitalkamera, nach Patentanspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Dreh-System, das eine aktive Drehung der drehbaren Bildsensors ausführt, ähnlich wie das Prinzip eines Elektromotors gebaut ist, bestehend aus
– einem Rotor, den das drehbare Bildsensor-Gehäuse oder der Rahmen des Bildsensors, mit mindestens einem eingebauten Dauermagneten, bildet,
– einem Stator, den eine oder mehrere Elektromagneten bilden, die um den Rotor angeordnet sind,
– eine Steuerung, die mit der Elektromagneten elektrisch gekoppelt ist und über denen einen Dreh-Elektromagnetfeld erzeugt.

13. Antriebs-System für eine Digitalkamera beliebiger Art, vorzugsweise für eine Mobiltelefon-Digitalkamera, nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl im drehbaren Digitalkamera-Teil/Rotor, als auch im Stator-Bereich, Elektromagneten eingebaut sind.

14. Antriebs-System für eine Digitalkamera beliebiger Art, vorzugsweise für eine Mobiltelefon-Digitalkamera, nach Patentanspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Drehung des Digitalkamera-Gehäuses oder des Bildsensors in kleinen Schritten durch Impuls-Steuerung der Elektromagnet-Spulen, ähnlich wie in einem elektrischen Schrittmotor über eine eingebaute Steuerung erfolgt.

15. Antriebs-System für eine Digitalkamera beliebiger Art, vorzugsweise für eine Mobiltelefon-Digitalkamera, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer Steuerung, die softwarebedingt erkennen kann, in welche Lage die Digitalkamera oder der Bildsensor durch die Verlagerung des Gewichts-Körpers gedreht werden soll oder wann diese starr fixiert werden soll, abhängig von der Bild- oder Videoaufnahmen Modus des Hauptgeräts, bzw. Trägers der Digitalkamera, gekoppelt ist.

16. Antriebs-System für eine Digitalkamera beliebiger Art, vorzugsweise für eine Mobiltelefon-Digitalkamera, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lagesensor des Träger-Geräts, in dem die Digitalkamera eingebaut ist, elektronisch mit einer Steuerung gekoppelt ist, die für die Steuerung der Verlagerung des Gewichts-Körpers der Digitalkamera konzipiert ist und die Informationen über die Lage des Geräts an diese liefert.

17. Antriebs-System für eine Digitalkamera beliebiger Art, vorzugsweise für eine Mobiltelefon-Digitalkamera, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem mechanischen Schalter, der die drehenden Digitalkamera-Teile/Bildsensor fixiert, ausgestattet ist.

18. Antriebs-System für eine Digitalkamera beliebiger Art, vorzugsweise für eine Mobiltelefon-Digitalkamera, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromagnet-Spule so gesteuert ist, dass die Magnet-Pole änderbar sind.

19. Antriebs-System für eine Digitalkamera beliebiger Art, vorzugsweise für eine Mobiltelefon-Digitalkamera, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtskörper keine Ferromagnet- oder Dauermagnet-Eigenschaften hat, sondern über einem Hebel mit einen anderen kleinen Körper gekoppelt ist, der Ferromagnet- oder Dauermagnet-Eigenschaften hat und der über eine, in das drehbare Gehäuse/drehbaren Rahmen statisch angebrachten Elektromagnet-Spule hin und her bewegbar ist, wobei die Bewegung über den Hebel auf dem Gewichtskörper übertragen wird.

20. Antriebs-System für eine Digitalkamera beliebiger Art, vorzugsweise für eine Mobiltelefon-Digitalkamera, nach Patentanspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtskörper und der Dauermagnet auf dem Hebel gegenüber angebracht sind, wobei dazwischen der Drehpunkt sich befindet.

21. Antriebs-System für eine Digitalkamera beliebiger Art, vorzugsweise für eine Mobiltelefon-Digitalkamera, nach Patentanspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der Gewichtskörper, der Dauermagnet und der Hebel hinter dem Bildsensor-Erfassungs-Winkel am drehbaren Gehäuse oder Rahmen angebracht sind.

Description:

Die Erfindung ist eine neuartige Digitalkamera für Mobiltelefone (sogenannte Smartphone) oder Tablett-PC, die mit einem Antriebs-System ausgestattet ist, wobei zumindest der Bildsensor nicht starr mit dem Gehäuse einer Digitalkamera oder eines Mobiltelefons oder Tablett-PC verbunden ist, sondern rotierbar um die optische Achse ist. Das Antriebs-System dreht den Bildsensor (bei kleinen Varianten auch die Optik-Elemente) und ermöglicht stets perfekt horizontal oder vertikal ausgerichtete Video- oder Bild-Aufnahmen, egal wie schräg man die Digitalkamera oder das Mobiltelefon hält. Es handelt sich hier um ein Antriebs-System für eine Digitalkamera, vorzugsweise für eine Mobiltelefon-/Smartphone-Digitalkamera.

Heutzutage sind smarte Mobiltelefone, sogenannte Smartphone sehr weit verbreitet. Die Ausstattung wird immer besser und die Funktionen immer mehr. Eine der wichtigsten Funktionen ist die eingebaute Digitalkamera, bzw. Digitalkameras (es sind in der Regel immer zwei Digitalkameras drin: eine für die Vorderseite und die andere auf der Rückseite). Damit können sowohl Videos, als auch Fotos in hoher Qualität gemacht werden. Das Mobiltelefon hat fast jeder immer dabei und damit werden auch viele Bilder oder Videos gemacht. Allerdings bemerken viele später beim Betrachten, dass die Bilder entweder nicht optimal gerade, sondern etwas schief gemacht worden sind, oder dass die Videos um 90° gedreht sind. Das kann man aber nachhinein mit Hilfe von Bildbearbeitungs-Programmen korrigieren, allerdings bei Videos sieht die Sache mit der Korrektur nicht so einfach aus. Vor allem wenn man tolle Videos draußen gedreht hat und dann Zuhause die Bilder auf dem TV-Gerät betrachten möchte, merkt man das diese statt im Breitformat, im Hochformat aufgenommen wurde, wobei nur eine kleiner Bereich von dem Video im TV zu sehen ist, begleitet von breiten schwarzen Balken an beiden Seiten. Auf dem TV-Gerät oder Beamer sieht dann das schmale Video überhaupt nicht gut aus. Eine Vorrichtung, die in einem Handy eingebaut wäre, der die Digitalkamera oder zumindest den Digitalkamerasensor automatisch immer korrekt ausrichtet wäre eine tolle Sache, die die Nutzer sehr zu schätzen gewusst hätten.

Eine Kamera-Stabilisierungs-Vorrichtung ist aus der EP 0 302 108 B1 bekannt. Bei dieser bekannten Kamera ist der Optik-Träger eine stabilisierte Plattform, auf der die einen ersten Schwenkspiegel und einen zweiten Schwenkspiegel umfassende Kameraoptik angeordnet ist.

Auch in der EP 0 385 079 A2 ist eine stabilisierte Kamera beschrieben. Diese Kamera weist ein um eine Vertikalachse und eine Horizontalachse stabilisiertes Spiegelteleskop auf, das in einem Kettenfahrzeug angeordnet werden soll.

Die US 5,262,630 offenbart eine Kamera, bei der eine Spiegelanordnung zum Scannen des Bildfelds gedreht werden kann. Darüber hinaus ist diese Kamera als Einheit in unterschiedliche Richtungen ausrichtbar.

Die Anmeldung EP1022600 A1 beschreibt einen Kamera-Stabilisator, in dem drehbare Teile eingebaut sind, wobei Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine stabilisierte Kamera zur Verfügung zu stellen, welche eine verbesserte Stabilisierung und/oder erweiterte Ausrichtmöglichkeiten aufweist.

Es gibt Mobiltelefone und auch Notebooks, wobei die Kamera mechanisch drehbar ist, wobei Aufnahmen aus der Vorder- und Rückseite machbar sind. Es reicht wenn man per Hand die Kamera, die in einem Rahmen eingebaut ist, nach hinten oder nach vorne schwenkt, um die gewünschte Aufnahme-Position einzustellen und damit dann Aufnahmen zu machen. Allerdings können diese Kameras nicht in die optische Achse gedreht werden, geschweige von einer automatischen Drehung und Selbstausrichtung.

Der in den Patentansprüchen 1 bis 21 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Digitalkamera in einem kleinen tragbaren Gerät, vorzugsweise in einem Mobiltelefon so zu gestalten, dass der Digitalkamera-Bildsensor und seine optische Begleitelemente eine Extra-Einheit in einem eigenem kleinem Gehäuse, vorzugsweise rund geformt, bilden, die um die optische Achse der Digitalkamera innerhalb des Träger-Geräts selbstausrichtend drehbar ist.

Dieses Problem wird mit dem in den Patentansprüchen 1 bis 21 aufgeführten Merkmalen gelöst.

Vorteile der Erfindung sind:

  • – die Digitalkamera richtet sich stets auf eine perfekte Lage selbst aus, mit der man optimale Bilder oder Videos erzeugen kann
  • – die Drehung erfolgt schnell und voll automatisch, unabhängig davon wie das Mobiltelefon gehalten wird (nur waagerecht liegend sollte das Mobiltelefon nicht gehalten),
  • – ebenso automatisch erfolgt die Erkennung und Drehung der Digitalkamera (oder zumindest des Bildsensors), bei Video- oder Bildaufnahmen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der 1 bis 12 erläutert. Es zeigen:

1 und 2 den Einbau des Antriebs-Systems in einem Mobiltelefon,

3 eine Variante mit einem Gewichts-Körper, der aus einem ferromagnetischen Material besteht,

4 zeigt eine Variante, wobei zwei Elektromagnetspulen eingebaut sind, die den Gewichts-Körper hin und her um 90° schwenken

5 die Vorrichtung in eine Kleinbild-Digitalkamera oder Spiegelreflex-Kamera, wobei hier nur der Bildsensor-Rahmen drehbar ist,

6 eine Variante, wobei der Bildsensor nicht flach, sondern leicht konkav ist,

7 eine Variante, wobei das Stoppen bzw. die Blockierung der Drehbewegung elektrisch erfolgt,

8 eine Variante, wobei die Blockierung der Drehbewegung der runden Digitalkamera berührungslos durch eine Aktivierung einer Elektromagnet-Spule erfolgt,

9 eine rein mechanische Methode, um die Digitalkamera am Weiterdrehen zu blockieren,

10 eine Variante mit aktive Drehbewegungs-Funktion des Bildsensors,

11 eine Variante, wobei der Gewichtskörper kein Ferromagnet oder Dauermagnet ist, sondern über einem Hebel mit einem solchen Körper verbunden ist,

12 eine vereinfachte Variante mit einem Elektromagneten.

Die Digitalkamera 1, das bedeutet der Bildsensor 2, seine Elektronik 3 und seine optische Begleitelemente 4, sind hier in einem kleinen runden Gehäuse 5 angebracht, wobei das Gehäuse ringförmig oder Zylindrisch geformt sein kann und es ist innerhalb des Träger-Geräts (z. B. Mobiltelefons 6) um die optische Achse 7 der Digitalkamera frei drehbar. Mit der optischen Achse 7, ist die Achse gemeint, die eine imaginäre Linie darstellt, die von der Mitte eines zu fotografierenden Bildmotivs, durch das Zentrum der Linsen bis zu Mitte des Bildsensors verläuft. Die Drehung, bzw. die Ausrichtung des Bildsensors erfolgt alleine durch ein Gewichtsstück 8, das in die Digitalkamera exzentrisch angebracht ist, das aber in die Digitalkamera elektrisch angetrieben um die optische Achse verlagerbar oder drehbar ist. Das Gewicht kann eine Sektormasse sein, die um die optische Achse der Digitalkamera drehbar ist. Sie kann in einer Welle frei drehbar innerhalb des drehbaren Gehäuses des Bildsensors und seiner Optik befestigt werden. Vorzugsweise soll sie hinter dem Licht-Erfassungswinkel des Bildsensors eingebaut. Die Welle bzw. die Achse 32 des Gewichtskörpers (der Sektormasse) kann hinter dem Blickfeld des Bildsensors platziert sein. Die Drehung der exzentrischen Masse innerhalb des frei drehbaren Digitalkamera-Gehäuses erfolgt elektrisch, durch eine kleine Elektromagnetspule 9, die in das kleine drehbare Digitalkamera-Gehäuse 5 eingebaut ist. Die Sektormasse kann ein Dauermagnet 10 sein, der abhängig von der Aktivität der Elektromagnetspule bewegt oder versetzt werden kann. Die Bewegung des Gewichts-Körpers kann beliebig sein, sollte aber exakt 90° betragen, weil dadurch relativ unkompliziert eine senkrechte oder waagerechte Ausrichtung der Kamera für Video- oder Einzelbildaufnahmen erfolgt.

In den 1 und 2 ist das Funktionsprinzip bei einem Mobiltelefon dargestellt worden. Die kleine Digitalkamera 1 in dem Mobiltelefon 6 (vorzugsweise ein Smartphone – Mobiltelefon mit PC Eigenschaften) ist in einem kleinem zylindrischen Gehäuse 5 angebracht, das innerhalb des Mobiltelefons, um die optischen Achse 7 frei drehbar ist. Sie kann hinten auf einer kleinen Welle 31 befestigt sein, wobei auf diese gelagert drehbar ist, oder es können kleine Lager-Walzen 11 oder Kugeln 12 in der Peripherie (Perimeter) des Digitalkamera-Gehäuse angebracht werden, die eine freie nahezu reibungslose Drehung der Digitalkamera ermöglichen. Hinten kann eine verdrillte spiralförmige Signal-Leitung 13 eingebaut, die die Digitalkamera mit dem Mobiltelefon verbindet, die aber eine freie Drehung der Digitalkamera nicht weiter hindert. Die Drehung der Digitalkamera muss nicht unbedingt endlos, unbegrenzt sein. Sie kann z. B. mit zwei Dreh-Begrenzungs-Stiften oder Zacken 14 ausgestattet, die eine Drehung der Digitalkamera z. B. bis um 358° erlauben. In die Digitalkamera drin ist eine exzentrisch angebrachte Masse, vorzugsweise ein Dauermagnet 10 oder ein Ferromagnet-Körper 15, der um 90° in das Digitalkamera-Gehäuse bewegt, versetzt oder gekippt werden kann. Die Versetzung/Kipp-Bewegung erfolgt berührungslos und alleine durch Magnetfeldkraft-Wechselwirkung durch eine sehr kleine Elektromagnetspule 9, die in das Digitalkamera-Gehäuse eingebaut ist. Sobald die Spule aktiv wird, kippt oder bewegt der Dauermagnet um 90° um und verlagert somit den gesamten Schwerpunkt der drehbaren Digitalkamera um 90°, was automatisch und alleine durch die Schwerkraft eine Drehung des Kamera-Gehäuses um 90° veranlasst. Eine Umpolung des Elektromagnetfeldes der Spule bewirkt eine Umkehrung des Schwerpunkts bzw. die Rück-Versetzung des Dauermagnets in die Ursprungs-Position. Es kann auch eine zweite Elektromagnetspule eingebaut, die um 90° versetzt ist und die den Dauermagneten in die andere Richtung zieht. Eine kleine Zacke 33 z. B., kann die Drehbewegung auf exakt 90° begrenzen. Sowohl der Elektromagnet oder die Spule, als auch der Dauermagnet sind in dem drehbaren Gehäuse 5 angebracht. Der Dauermagnet-Körper 10 muss nicht unbedingt kippen, sondern er kann um die optische Achse um 90'' versetzt oder bewegt werden, wobei eine Schwerpunkt-Verlagerung um 90° erreicht wird. Die Drehung des Mobiltelefons dabei spielt keine Rolle, weil dadurch, dass die Digitalkamera frei drehbar ist, richtet sich diese stets so, dass der Schwerpunkt immer nach unten zeigt. Falls z. B. mit A die Position des verlangendes Gewicht bei inaktiven Elektromagnetspule und mit B die neue Position des Gewichts bei aktiven Elektromagnetspule gekennzeichnet wird, dann wäre z. B. die Position A für Standbildaufnahmen und die Position B für Videoaufnahmen geeignet, weil in dem Fall bei Position A der Bildsensor alleine durch die Schwerkraft senkrecht gerichtet wäre und bei Position B, waagerecht. Die Ausrichtung erfolgt automatisch, abhängig davon, ob man in dem Menü des Mobiltelefons die Standbild- oder Videoaufnahme-Funktion gewählt hat. Sobald die gewünschte Aufnahme-Funktion gewählt wurde, versetzt sich der Dauermagnet-Körper um 90°, falls das erforderlich ist (abhängig von dem gewählten Aufnahme-Modus, ob Video oder Einzelbildaufnahme), richtet sich blitzschnell der Bildsensor so auf, dass bei Bildaufnahmen stets perfekt senkrecht gerichtete Bilder aufgenommen werden, egal wie schräg man das Mobiltelefon hält und bei Videoaufnahmen stets im waagerechten Position, auch egal wie man das Mobiltelefon hält. Selbstverständlich ist diese Digitalkamera auch mit einer Abschaltfunktion für die Automatische Drehung ausgestattet. Falls die Funktion abgeschaltet wird, dann wird die freie Drehfunktion der Digitalkamera blockiert. Dadurch bleibt praktisch die Digitalkamera starr und verhält sich wie bei herkömmlichen Mobiltelefone. Das Abschalten kann mechanisch durch einem kleinen mechanischen Schalter 16 oder einem Mini-Stift 17, der das Gehäuse der Digitalkamera berührt und in einer bestimmten Position einrastet, sodass eine Drehung nicht mehr möglich ist (8), oder durch eine elektrische Steuerung, die über eine kleine Elektromagnet-Spule 18, außerhalb des Digitalkamera-Gehäuse eingebaut, die einen anderen Dauermagneten 19, der in die Digitalkamera, oder auf seine Gehäuse (z. B. in Form von einer magnetischen Beschichtung auf der Oberfläche) eingebaut ist, dann in eine Normal-Position ausrichtet und somit wie ein Rücksteller funktioniert, der die Digitalkamera dann bei Aktivierung starr macht (7).

Diese Variante ist interessant, weil egal wie gerade oder schräg man das Smartphone beim Fotografieren hält, stets gute gerade Bilder entstehen, wenn diese Funktion aktiviert ist. Im Videomodus wird die runde Digitalkamera so gedreht, dass die Aufnahmen perfekt waagerecht entstehen, sodass man keine Fehler mehr mit der unterschiedlichen Haltungen der Smartphone bei Video- oder Bildaufnahmen macht. Für die Drehung ist alleine die Schwerkraft notwendig. Die richtige Ausrichtung für Einzelbildaufnahme oder Videomodus wird durch eine einfache Schwerpunkt-Verlagerung des kleinen elektrisch bewegbaren oder kippbaren Gewicht-Körpers, der vorzugsweise ein kleiner Dauermagnet ist, realisiert. Der Gewichts-Körper wird innerhalb des drehbaren Gehäuses gedreht, unabhängig davon, wie das drehbare Gehäuse sich dreht. Schließlich alleine durch Gewichtsverlagerung des Gewichts-Körpers wird dann auch das Gehäuse gedreht. Der Gewichts-Körper ist nicht die ganze Zeit frei drehbar, sondern lediglich um die senkrechte oder waagerechte Ausrichtung zu bestimmen. Sobald das Aufnahme-Modus in die Kamera gewählt wurde, und der Gewichts-Körper die dementsprechende Position eingenommen hat, dann bleibt er stets in diese Position, bis der Aufnahme Modus geändert wird. Man muss das wie bei einer leeren Stahldose vorstellen, in der ein Magnet drinnen an die Wand haftet. Die Dose wird dann soweit rollen, bis der Maget unten ankommt. Versetzt man aber den Magnet um 90°, dann wird die Dose auch um 90° weiterrollen, bis wieder der Magnet unten ankommt. Einfach ausgedrückt, so ähnlich funktioniert die Erfindung auch, nur das hier der Magnet um 90° elektrisch gefahren wird.

Selbstverständlich kann das Antriebs-System in jede beliebige Digitalkamera eingebaut werden, oder in jedem Gerät, das mit einer Digitalkamera ausgestattet ist. Der Einsatz wäre z. B. in auch Datenbrillen, Handy-Uhren mit eingebauter Digitalkamera, Tablett-PCs, Notebooks, in Drohnen-Digitalkameras, oder auch in Fahrzeugen denkbar.

Die Signal-Leitung 13 soll nicht zu knapp bemessen sein, weil wenn die das drehbare Gehäuse sich weiter dreht, die Länge reichen müsste, um diese nicht am Drehen zu hindern. Am besten ist es, wenn die Leitung wie eine Spiralfeder geformt ist.

Die 3 zeigt eine Variante mit einem Gewichts-Körper, der aus einem ferromagnetischen Material 15 besteht (z. B. Eisen, Nickel oder eine andere ferromagnetische Legierung). Hier wird der Gewichts-Körper durch eine Elektromagnetspule 9 um 90° um die optische Achse 7 verlagert, wobei die Verlagerung abhängig von dem gewählten Aufnahme-Modus ist. Eine kleine Rückstellefeder 20, zieht den Gewichts-Körper wieder in dem Ursprungsposition, sobald die Elektromagnetspule inaktiv durch die Steuereinheit 21 wird.

Die 4 zeigt eine Variante, wobei zwei Elektromagnetspulen eingebaut sind, die den ferromagnetischen Gewichts-Körper hin und her um 90° schwenken und die bestimmte Position diese auch halten können, je nachdem welche der Elektromagnetspulen aktiv ist, was wiederum von dem ausgewählten Aufnahme-Modus abhängig ist (Einzelbild-Aufnahme oder Videoaufnahme-Modus).

Die 5 zeigt eine Variante, die in eine Kleinbild-Digitalkamera 22 oder Spiegelreflex-Kamera eingebaut ist. Auch hier wird der Bildsensor 2 frei gedreht, wobei durch die Schwerpunkt-Verlagerung in der Digitalkamera, die optimale Position für Standbild-Aufnahmen oder Videos automatisch eingenommen wird. Weil hier die Digitalkamera allgemein grösser als in einem Mobiltelefon/Smartphone ist, muss nicht unbedingt auch das komplette Optik-System mit gedreht werden. Hier reicht es vollkommen aus, wenn nur der Bildsensor um die optische Achse gedreht wird. Diese freie Drehung des Bildsensors stört dabei keine der Funktionen der Digitalkamera, wie z. B. die Autofokus- oder Zoom-Funktionen. Der Bildsensor hier ist in einem frei um die optische Achse drehbaren Rahmen 23 eingebaut, in der ein Gewichts-Körper exzentrisch außerhalb der optischen Achse eingebaut ist. Der Rahmen kann ringförmig gebaut werden. Der Gewichts-Körper, ein Ferromagnet-Körper oder vorzugsweise ein Dauermagnet 10 ist um 90° durch eine Elektromagnetspule 9, die ebenso in der Digitalkamera eingebaut ist, versetzbar oder kippbar, wobei der Schwerpunkt des Bildsensors um 90° in dem kreisförmigen Rahmen 23 versetzt wird und an der Position gehalten wird. Dadurch wird der Schwerpunkt des Bildsensors um 90° versetzt und auf diese Weise er eine kleine Drehung um 90° alleine durch Schwerkraft absolvieren, je nachdem, ob eine Video- oder Stand-Bild-Funktion gewählt wird. Die Schwerkraft, die das kleine exzentrisch angebrachte Gewicht stets nach unten zieht und dadurch automatisch eine optimale Ausrichtung des Bildsensors ermöglicht, egal wie man die Digitalkamera hält, ist die Antriebskraft dafür.

Der Bildsensor 2 muss nicht unbedingt flach sein, sondern er kann leicht konkav gebaut werden, um die Retina des menschlichen Auges besser nachzuahmen. In dem Fall wären auch kaum mehr Verzerrungen des Bildmotivs wahrnehmbar (6). Für die Herstellung eines solchen Bildsensors, können Kunststoffe mit einem Memory-Effekt sehr gut verwendet werden. Sobald die Dotierung abgeschlossen ist, und die physikalische Festigkeit des Sensors erreicht ist, wird das kuppenförmiges Plastikteil, sich wieder flach biegen und so von dem Sensor ablösen.

In der 7 ist eine Variante dargestellt worden, wobei auch das Stoppen bzw. die Blockierung der Drehbewegung der runden Digitalkamera in einer bestimmten Position über einen elektromagnetisch herausfahrbaren Stift 17 vorgesehen ist. Hier wird ein Stift aus einem ferromagnetischen Metall oder Legierung (z. B. Eisen, Nickel, Cobalt), durch eine weitere Elektromagnetspule 24, die außerhalb der runden Digitalkamera eingebaut ist, herausgefahren, wobei dieser die runde Digitalkamera berührt und somit er sie am Weiterdrehen blockiert.

In der 8 ist eine Variante dargestellt worden, wobei die Blockierung der Drehbewegung der runden Digitalkamera-Gehäuse oder des Bildsensors, berührungslos durch eine Aktivierung einer außerhalb des Digitalkamera-Gehäuses eingebauten Elektromagnet-Spule 18, z. B. auf eine Wandfläche eines Hohlzylinders 25 in dem das runde Digital-Kamera-Gehäuse angebracht ist, und einem Rückstell-Funktion-Dauermagneten 19, der in die Digitalkamera oder auf seinem Gehäuse fest eingebaut ist, elektromagnetisch und berührungslos, alleine durch die Magnetfeldwechselwirkung zwischen der Elektromagnetspule 18 und des Dauermagneten 19 erfolgt. Der Dauermagnet richtet sich nach den Magnetfeldlinien der aktiven Elektromagnetspule ein und nimmt eine bestimmte Position ein, wobei auch das Digitalkamera-Gehäuse 5 mit gedreht wird und in dieser Position gehalten wird, bzw. am Weiterdrehen blockiert.

Man kann auch einen mechanischen Schalter 16 in Form eines Knopfes einbauen, der per Hand betätigt wird und die drehbare runde Digitalkamera am Weiterdrehen blockiert (9).

Die drehbaren Teile der Digitalkamera oder deren Bildsensor müssen nicht unbedingt durch die Schwerkraft und Gewichtsverlagerung des exzentrisch angebrachten Gewichts-Körpers erfolgen. Die Drehung kann auch aktiv durch Elektromagnetspulen und einem oder mehreren Dauermagneten ausgeführt werden. In dem Fall wäre das drehbare Digitalkamera-Gehäuse 5 wie ein Rotor eines Elektromotors gebildet, mit einem oder mehreren Dauermagneten 26 ausgestattet, wobei die Elektromagnet-Spulen 27 in der Peripherie fest eingebaut sind, ähnlich wie ein Stator eines Elektromotors, angeordnet sind. Eine Steuerung 28 kann ein Stromsignal an die Elektromagnetspulen so generieren, dass ein Elektromagnet-Drehfeld entsteht, das den Dauermagneten in den drehbaren Teil der Digitalkamera in einem Drehmoment versetzt, demzufolge eine Drehbewegung erzeugt wird (10). Die Elektromagnetspulen werden solange aktiv sein, bis die Dreh-Position erreicht ist. Um eine Präzise Drehung auszuführen kann das Prinzip eines Schrittmotors auch hier übertragen werden. In dem Fall würde die Drehung in kleinen Schritten durch Einzelimpuls-Ströme an den Spulen erfolgen. Solche Impulse sind mit einfache elektronische Schaltungen (z. B. elektronische Multivibratoren, Kipp-Schaltungen oder logische Schaltungen) oder Steuerung erzeugbar. Die Positionierung der drehbaren Teile wird durch den Lagesensor 29 des Träger-Geräts 30 ermittelt. Der Lagesensor, der z. B. in einem Mobiltelefon 6 eingebaut ist, gibt die Informationen an die Steuerung der Elektromagnetspulen weiter, die dann dementsprechend gesteuert werden, bis der Bildsensor so ausgerichtet ist, dass optimale Bilder aufgenommen werden können (im vertikalen Ausrichtung für Einzelbildaufnahme-Modus und im horizontalen Ausrichtung für Videoaufnahme-Modus).

Sicher kann man bei der aktiven Dreh-Antrieb für die Digitalkamera auch in die drehbaren Teilen Elektromagnetspulen einbauen, allerdings müssen dann diese auch mit Strom versorgt werden und dafür sind Extra-Stromleitungen notwendig sind. Deswegen ist die Variante mit Dauermagneten in den drehbaren Teilen viel einfacher auszuführen, weil diese keinen Strom benötigen.

Auf der 11 ist eine Variante dargestellt worden (Perspektive aus der Rückseite des drehbaren Gehäuse/Kamera-Gehäuse), bei der der Gewichtskörper keine ferromagnetischen Eigenschaften hat und auch kein Dauermagnet ist. Er kann einfach aus einem schweren Material gebaut sein (z. B. Kupfer, Blei, Zinn, oder etwas anderes). Er ist aber über einem Hebel 34 mit der Drehachse gekoppelt, wobei in dem Hebel ein kleiner Dauermagnet oder Ferromagnet-Körper 35 eingebaut ist. Er wird durch eine oder mehrere Elektromagnetspulen 9 hin und her bewegt. Durch die Hebelwirkung wird die Bewegung auf dem Gewichtskörper übertragen. Das hat den Vorteil, weil eine relativ kleine Bewegung des kleinen Dauermagnets/Ferromagnets 35 eine größere Bewegung des Gewichtskörpers zu Folge hat (Hebelwirkung). Der kleine Körper 35 kann so gebaut werden, dass er bei Aktivierung der Elektromagnet-Spule drin in die Spule eingezogen werden kann. Bei einem Ferromagneten, wären optimal zwei Spulen geeignet, die gegenüber angeordnet sind und die wechselweise den Körper einziehen, wobei eine Schwenkbewegung des Körpers 35 dadurch bewirken. Auf diese Weise würde der Gewichts-Körper 8 dann auch sich bewegen.

Eine andere Konstruktion, wie auf dem Bild 11 dargestellt, ist relativ einfach herzustellen. Der kleine Dauermagnet ist auf der anderen Seite der Drehachse 32, gegenüber dem Gewichtskörper auf dem Hebel 34 angebracht und wird von der Elektromagnetspule, je nachdem wie die Elektromagnetspule gepolt wird, rechts oder links angezogen. Kleinere Bewegungen des Dauermagnets bewirken größere Schwenkungen des Gewichtskörpers. Bei dieser Variante ist auch der Schwenkungswinkel von 90° relativ einfach hinzubekommen. Lediglich die Breite und die Entfernung des Dauermagnets von der Elektromagnetspule bestimmen den Schwenkungswinkel. Die Elektromagnetspule kann mit einem Ferromagnet-Kern ausgestattet oder sie kann auch so lose eingebaut werden. Durch die Umpolung der Spule, werden auf der vorher angezogenen Seite des Dauermagnets jetzt Abstosskräfte erzeugt, die dann den Dauermagneten auf der anderen schwenken.

Die Variante in der 12 ist noch eleganter gestaltet. Hier ist der Elektromagnet näher an den Dauermagneten angebracht und seine beiden Enden sind leicht gebogen, um die Bewegung des Dauermagnets 39 genau um 90° zu begrenzen. Weil die Elektromagnetspule 36 mittig sich befindet, werden beide Enden des Elektromagnets polarisiert und je nachdem wie der Stromfluss in die Spule geregelt ist, wird die Magnetfeld-Orientierung erzeugt. Weil der Kern 37 dieses Elektromagnets 38 aus Eisen oder einem Ferromagnet-Material besteht, sobald der Dauermagnet in eine Richtung angezogen wird, haftet er mit dem Eisenkern und bleibt so, auch wenn der Elektromagnet 38 abgeschaltet wird. Somit ist nur ein kleiner Stromimpuls notwendig, um die Schwenkung, bzw. Gewichtsverlagerung um 90° in das drehbare Kamera-Gehäuse zu vollziehen. Wenn das Gewicht auf der anderen Seite verlagert werden soll, wird der Elektromagnet durch eine geänderte Stromfluss umgepolt und somit erzeugt er Abstoßkräfte an der Stelle, wo der Magnet momentan haftet, wobei der Dauermagnet loslässt und sich in die anderen Richtung bewegt, bis er dann erneut haften bleibt, allerdings jetzt an den anderen Magnetpol des Elektromagnets. Ein Gegengewicht 40 ist zusätzlich und statisch in das runde Kamera-Gehäuse gegenüberliegend angebracht, sodass keine Gewichtsverlagerung wegen dem Elektromagneten, der auch statisch angebracht ist, stattfindet. Die Gewichtsverlagerung verursacht also lediglich der Dauermagnet 39 mit seinen Schwenk-Bewegungen. An den Enden 41, dort wo er stehen bleibt, bzw. haftet, wird der Schwerpunkt verlagert und somit die Kugelkamera in dementsprechende Richtung durch die Erdanziehungskraft gedreht. Durch die Abmessungen des Elektromagnetkerns und seine gebogenen Magnetpol-Enden 41 kann sehr genau bestimmt, wie weit der Dauermagnet das Gewicht der runden Kamera-Gehäuse verlagern darf.

Bei Dauermagnet-Ausführung, würde eine Aktivierung der Spule den Dauermagnet einziehen und bei Umpolung der Spule, den abstoßen. In dem Fall wäre nur eine Spule ausreichend.

Es gibt auch andere Methoden, den Gewichts-Körper hin und her zu bewegen (z. B. Thermische-, Piezo-, oder Elektroaktive-Polymer-Antrieb), der Elektromagnet-Antrieb ist aber vorteilhaft, weil recht schnell und unkompliziert ausgeführt werden kann.

Die Antriebselemente, der Gewichtskörper und die anderen Hilfselemente können auf der Rückseite der drehbaren Kamera-Gehäuse angebracht, somit diese das Lichtfeld des Bildsensors nicht stören würden.

Bezugszeichenliste

1
Digitalkamera
2
Bildsensor
3
Bildsensor-Elektronik
4
optische Begleitelemente (Linsen-System, etc.)
5
rundes Gehäuse
6
Mobiltelefon
7
optische Achse
8
Gewichts-Körper
9
Elektromagnetspule
10
Dauermagnet
11
Lager-Walzen
12
Kugeln
13
Signal-Leitung
14
Dreh-Begrenzungs-Stiften oder Zacken
15
Ferromagnet-Körper
16
mechanischer Schalter
17
Mini-Stift
18
Elektromagnet-Spule für die Blockierung der Drehung
19
Dauermagnet für die Rückstellfunktion
20
Rückstellefeder
21
Steuereinheit
22
Kleinbild-Digitalkamera
23
drehbare Rahmen
24
Elektromagnetspule für den Stift
25
Hohlzylinder
26
Dauermagneten für die aktive Drehung
27
Elektromagnet-Spulen für die aktive Drehung
28
Steuerung für die aktive Drehung
29
Lagesensor
30
Träger-Gerät
31
Welle der Kamera-Gehäuse
32
Welle des Gewichtskörpers
33
Zacke als Begrenzer für die Drehung des Gewichtskörpers
34
Hebel
35
Kleinere Ferromagnet-/Dauermagnetkörper
36
Elektromagnet-Spule
37
Elektromagnet-Kern
38
Elektromagnet
39
Dauermagnet
40
Gegengewicht
41
Elektromagnet-Enden
42
Steuerung für den Elektromagneten

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

Zitierte Patentliteratur

  • EP 0302108 B1 [0003]
  • EP 0385079 A2 [0004]
  • US 5262630 [0005]
  • EP 1022600 A1 [0006]