DE102016004673A1 - Drive system for an image sensor and its optical accompanying elements of an image or video recording device - Google Patents

Drive system for an image sensor and its optical accompanying elements of an image or video recording device Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Antriebs-System für den Bild-Sensor und seine Optik-Begleitelemente, innerhalb eines Geräts, das mit einer Kamera ausgestattet ist. Das Antriebs-System ist in der Lage den Bildsensor und seine Optik-Elemente in nahezu beliebige Richtungen gesteuert schnell, lautlos zu drehen und somit auch schnell bewegliche Ziele zu erfassen, ohne dass es erforderlich ist, das ganze Gehäuse des Geräts, in dem die Kamera eingebaut ist, zu bewegen. Das Antriebs-System findet Anwendung in Geräte aller Art, die ein Bildaufnahme-Sensor aufweisen, wie z. B. Digitalkameras aller Art (auch Videokameras), Smartphone, Notebook, Smartwatch, Tablett-PC, sowie Webcams, Drohnenkameras, Fahrzeugkameras oder Überwachungskameras, Datenbrille, etc.. Die Kamera wird fast wie ein menschliches Auge bewegt oder gedreht.The invention relates to a drive system for the image sensor and its optical accompanying elements, within a device which is equipped with a camera. The drive system is capable of quickly and silently rotating the image sensor and its optics elements in almost any direction, enabling fast moving targets to be captured without the need for the entire housing of the device in which the camera is mounted is built to move. The drive system finds application in devices of all kinds, which have an image sensor, such. B. Digital cameras of all kinds (including video cameras), smartphones, notebooks, smartwatches, tablet PCs, as well as webcams, drone cameras, vehicle cameras or surveillance cameras, data glasses, etc .. The camera is almost like a human eye moved or rotated.

Description

Die Erfindung betrifft ein Antriebs-System für ein Bild-Sensor und seine Optik-Begleitelemente (praktisch Bildaufnahme-Geräte und Kameras aller Art), innerhalb eines Geräts, das mit einer Kamera ausgestattet ist. Das Antriebs-System ist in der Lage den Bildsensor und seine Optik-Elemente (sein komplettes Linsen-System) in nahezu beliebige Richtungen gesteuert zu drehen und somit auch bewegliche Ziele zu erfassen, ohne dass es erforderlich ist, das ganze Gehäuse des Geräts, in dem die Kamera eingebaut ist, zu bewegen.The invention relates to a drive system for an image sensor and its optical accompanying elements (virtually image pickup devices and cameras of all kinds), within a device that is equipped with a camera. The drive system is able to rotate the image sensor and its optics elements (its complete lens system) in almost any direction and thus also to detect moving targets without the need to cover the entire housing of the device which the camera is installed to move.

Das Antriebs-System findet Anwendung in allen Geräten, die ein Bildaufnahme-Sensor aufweisen, wie z. B. Digitalkameras aller Art (Videokameras, Kleibildkameras, digitale Spiegelreflex Kameras), Notebook, Smartwatch (eine Art Armbanduhr mit PC-ähnliche oder Smartphone Funktionen), Tablett-PC, sowie Webcams, Drohnenkameras, Fahrzeugkameras oder Überwachungskameras, Datenbrille, Mobil-Telefon, unter anderen Smartphone, Endoskopie-Kamera, medizinische Geräten aller Art, die eine Kamera aufweisen, etc.. Das Antriebs-System ist in der Lage den Kamera-Sensor und dessen Optik in all diese Geräte zu bewegen oder zu drehen und das gesteuert in beliebige Richtung. Nicht das ganze Träger-Gerät der Kamera wird bewegt oder gedreht, sondern lediglich der Bildsensor mit seiner Optik innerhalb des Träger-Geräts, fast wie ein menschliches Auge.The drive system is used in all devices that have an image capture sensor, such. B. Digital cameras of all kinds (video cameras, Kleibildkameras, digital SLR cameras), notebook, smartwatch (a kind of wristwatch with PC-like or smartphone functions), tablet PC, as well as webcams, drone cameras, vehicle cameras or security cameras, data glasses, mobile phone, among other smartphone, endoscopy camera, medical devices of all kinds, which have a camera, etc. The drive system is able to move or rotate the camera sensor and its optics in all these devices and controlled in any Direction. Not all the camera's gadget is being moved or rotated, just the image sensor with its optics inside the gantry, almost like a human eye.

Insbesondere ist das System perfekt für kleine Geräte geeignet, die eine Kamera aufweisen, wie z. B. Mobiltelefone (Smartphone), Tablett-PC-s, Notebooks/Netbooks, Datenbrille, Smartwatch, unbemannte ferngesteuerte Drohnen, Roboter, Endoskope, etc.In particular, the system is perfectly suited for small devices that have a camera such. Mobile phones (smartphone), tablet PCs, notebooks / netbooks, data glasses, smartwatch, unmanned remote-controlled drones, robots, endoscopes, etc.

Nahezu jedes Tablett-PC, Notebook oder Mobiltelefon/Smartphone weist heutzutage eine eingebaute Kamera auf, meistens davon sogar zwei.Almost every tablet PC, notebook or mobile phone / smartphone today has a built-in camera, usually even two.

Zwei Kameras sind manchmal notwendig, um mit einer die Umgebung zu fotografieren oder Videos zu machen, und mit der anderen Kamera eine Videokonversation über Anbieter, die solche Dienste anbieten (z. B. Facebook, Skype, Tanga, Viber, X8, Cobra, Aquila, etc.) zu ermöglichen. Weil der Einbau einer Kamera aufwändig ist und auch weil die Teile nicht ganz günstig sind, werden in der Regel eine schwächere, minderwertige Frontkamera und eine bessere Rückkamera eingebaut. Der Einbau von zwei Kameras bringt noch weitere Nachteile mit sich. Der Platz in einem Smartphone wird dabei ziemlich eng für weitere Erweiterungen oder technische Neuigkeiten. In der Regel besetzt das meiste Platz in einem Smartphone der Akku. Aber auch die Kameras und deren Steuerung sind nicht ganz zu vernachlässigen. Der Einbau einer schwächeren, minderwertigeren Frontkamera bringt weitere Nachteile mit sich. Die übertragene Videoqualität über Videochat-Programme ist über die Frontkamera ziemlich schlecht. Während die Rückkamera meistens gute Fotos oder Videos erstellen kann, ist die Frontkamera in der Regel minderwertig. Dadurch dass das Internet heutzutage immer schneller wird, es liegt am Interesse der Benutzer, Bilder oder Videos mit hoher Qualität zu übertragen. Zudem viele Menschen sich selber fotografieren (sog. Selfies), ist eine gute Bildqualität von der Frontkamera wünschenswert. Für die Film-/Video- oder Bild-Aufnahme wird bei einem Mobiltelefon ein Bild-Sensor verwendet, nach dem sich auch die Bildauflösung richtet. Bedingt durch die kleine Abmessungen der optischen Linse sowie sehr kleine Sensoren ist die Bildaufnahme besonders anfällig für Bildrauschen. Auch bei guten Lichtverhältnissen können nur mäßig wertige Bilder erzeugt werden, verglichen mit herkömmlichen Digital-Kameras. Es ist ja auch klar, das bei solche extrem kleinen Bild-Sensoren und auch Mini-Linsen nur wenig Licht aus dem Umfeld, bzw. Bildmotiv ankommt und die fehlende Lichtinformation über elektrische Wege kompensiert wird. Hinzu kommt auch dass die Sensor-Mikro-Bauteile in sehr engem Raum angeordnet sind, was zu Feld-Wechselwirkungen kommt und bei den Daten-Signalen kein „sauberer Transport” gewährleistet werden kann, was zum Bildrauschen führt. Erst wenn Organik-Photo-Sensor Technologie auf dem Vormarsch kommt, dann werden die Bilder weitgehend besser.Two cameras are sometimes necessary for one to take pictures of the environment or to make videos, and for the other camera to make a video conversation about providers offering such services (eg Facebook, Skype, Tanga, Viber, X8, Cobra, Aquila , etc.). Because the installation of a camera is complex and also because the parts are not very cheap, a weaker, inferior front camera and a better rear camera are usually installed. The installation of two cameras has other disadvantages. The space in a smartphone is getting pretty tight for more extensions or technical news. As a rule, most of the space in a smartphone occupies the battery. But even the cameras and their controls are not completely negligible. The installation of a weaker, inferior front camera has other disadvantages. The transmitted video quality via video chat programs is pretty bad on the front camera. While the rear camera can usually take good pictures or videos, the front camera is usually inferior. With the internet getting faster and faster nowadays, it is in the interest of users to transfer high quality images or videos. In addition, many people photograph themselves (so-called selfies), a good image quality of the front camera is desirable. For the film / video or image recording, a mobile phone uses an image sensor, which also determines the image resolution. Due to the small dimensions of the optical lens as well as very small sensors, the image acquisition is particularly susceptible to image noise. Even in good light conditions only moderately high-quality images can be generated, compared to conventional digital cameras. It is also clear that with such extremely small image sensors and mini lenses only little light from the environment, or image motif arrives and the lack of light information is compensated via electrical paths. In addition, the sensor micro-components are arranged in a very small space, resulting in field interactions and in the data signals no "clean transport" can be guaranteed, resulting in image noise. Only when organic photo sensor technology on the rise, then the pictures are largely better.

Der Einbau von zwei Kameras in einem Smartphone erfordert nicht nur den Einbau von zwei Kamerasensoren, beziehungsweise Bildsensoren, sondern auch die Optik-Begleitelemente die in einem Bildaufnahme-Optik-System dazugehören, wie zum Beispiel die optische Linsen, Bildkorrekturelemente, Bildstabilisatoren, sowie eine Steuerung dazu. Auch die Software muss die beiden Kameras separat steuern können, was auch die Bedienung eines Smartphone mehr oder weniger komplizierter macht.The installation of two cameras in a smartphone requires not only the installation of two camera sensors, or image sensors, but also the optical accompanying elements that belong in an image-taking optical system, such as the optical lenses, image correction elements, image stabilizers, and a controller to. The software must be able to control the two cameras separately, which also makes the operation of a smartphone more or less complicated.

Die Erfindung in einem Smartphone (Mobiltelefon mit PC-Eigenschaften) eingebaut, ersetzt praktisch komplett die zweite Kamera, weil diese elektrisch drehbar ist und kann sowohl von der Rückseite, als auch von der Vorderseite Bilder oder Videoaufnahmen machen. Insbesondere für kleine Geräte, wie z. B. Flugdrohnen, Datenbrille, Tablett-PC ist die Erfindung perfekt geeignet.The invention incorporated in a smartphone (mobile phone with PC features), virtually completely replaces the second camera because it is electrically rotatable and can take pictures or record video from both the back and the front. Especially for small devices, such. As aircraft drones, data glasses, tablet PC, the invention is perfectly suitable.

Es gibt zahlreiche Antriebssysteme, die geeignet sind, um eine Kamera zu bewegen. Meistens werden Elektromotoren (in der Regel Schrittmotoren) und oft auch kleine Getriebe eingesetzt, die die Kamera hin und her schwenken können. Allerdings sind die Elektromotoren und Getriebe mit einigen Nachteilen verbunden. Diese sind nicht unendlich klein zu bekommen, bringen dementsprechenden Gewicht mit sich, können für Störungen anfällig sein (z. B. Staub oder Feuchtigkeit), sind nicht absolut lautlos und auch nicht super schnell in Bewegung, wenn eine schnelle Schwenkung der Kamera erreicht werden soll.There are numerous drive systems that are suitable for moving a camera. Mostly electric motors (usually stepper motors) and often also small gears are used, which can swing the camera back and forth. However, the electric motors and transmissions are associated with some disadvantages. These are not infinitely small, bring corresponding weight themselves, may be susceptible to interference (eg, dust or moisture), are not absolutely silent, and are not super fast moving, if a quick panning of the camera is to be achieved.

Die Anmeldung GB 2439346 beschreibt eine Aufhängung (Gimbal) für eine Kugel, die ohne mechanischen Kontakt, rein elektromagnetisch erfolgt. Dort wird eine Kugel in einem Elektromagnet-Käfig gehalten, die dann gedreht werden kann. In der Kugel kann eine Kamera eingebaut werden. Sowohl der drehbare Körper, als auch die Stator-Hülle sind hier mit einer großen Anzahl von Elektromagnetspulen ausgestattet, die mit Strom versorgt werden müssen. Durch die Interaktivität zwischen den Feldern der Spulen, wird eine Drehbewegung erzeugt. Der Kamera-Sensor und die Elektromagneten sind mit elektrischen Leitungen gekoppelt, die wiederum an dem Stator gekoppelt sind, was zu Anfälligkeit bei der Bewegung der Kamera und der Elektromagneten führt. Diese Anordnung ist zu kompliziert und wirtschaftlich uninteressant für kleine Geräte, wie z. B. Mobiltelefone, Webcams, Fahrzeugkameras, oder Drohnenkameras.The registration GB 2439346 describes a suspension (gimbal) for a ball, which takes place without mechanical contact, purely electromagnetic. There, a ball is held in a solenoid cage, which can then be rotated. In the ball, a camera can be installed. Both the rotatable body and the stator shell are here equipped with a large number of electromagnetic coils that need to be powered. Due to the interactivity between the fields of the coils, a rotational movement is generated. The camera sensor and electromagnets are coupled to electrical leads, which in turn are coupled to the stator, resulting in susceptibility to movement of the camera and electromagnets. This arrangement is too complicated and economically uninteresting for small devices, such. As mobile phones, webcams, vehicle cameras, or drone cameras.

Um eine Kugel zu drehen, werden zahlreiche Methoden beschrieben.To turn a ball, numerous methods are described.

Die Anmeldung JP 080272446 beschreibt eine Vorrichtung, die zum Bewegen von Figuren auf einer Sphäre dient. Die Bewegung kann in beliebige Richtungen, innerhalb physikalische Einschränkungen oder festgelegten Parametern, stattfinden.The registration JP 080272446 describes a device used to move figures on a sphere. The movement can take place in any direction, within physical constraints or fixed parameters.

Die Anmeldung US5413010 beschreibt einen Elektromotor, der einen sphärischen Rotor aufweist.The application US5413010 describes an electric motor having a spherical rotor.

Die Anmeldung US5280225 beschreibt eine Vorrichtung, die ein Antriebs-System für einen sphärischen Körper konzipiert ist. Hier wird eine Sphäre im Prinzip eines Schrittmotors in mehrere Achsen gedreht. Diese Methode findet vielmehr in Robotik-Bereich Anwendung.The application US5280225 describes an apparatus which is designed as a drive system for a spherical body. Here, a sphere is rotated in several axes in the principle of a stepper motor. Rather, this method is used in robotics.

Die Anmeldung U.S. Pat. 3178600 zeigt eine Struktur mit sphärisch angeordneten Spulen an, wobei eine Rotation eines Körpers auf einer Achse zulässig ist.Application U.S. Pat. Pat. 3178600 indicates a structure with spherically arranged coils, allowing rotation of a body on an axis.

Die Anmeldung U.S. Pat. 3260475 zeigt einen speziellen Elektromotor, dessen Rotor sphärisch gebaut ist und für Weltraum-Fahrzeuge konzipiert ist. Der dabei entstehendes Drehmoment kann in verschiedene Richtungen entfaltet werden, somit auch das Fahren in verschiedene Richtungen, ohne spezielle Lenkvorrichtungen oder Getriebe, möglich.Application U.S. Pat. Pat. No. 3260475 shows a special electric motor whose rotor is spherically built and designed for spacecraft. The resulting torque can be deployed in different directions, thus driving in different directions, without special steering devices or gear possible.

Auf dem Markt gibt es Webkamera für Laptops, die drehbar sind. Allerdings die Drehung erfolgt per Hand, rein mechanisch (direktes Anfassen der Webcam-Gehäuse mit der Hand).There is a web camera on the market for laptops that are rotatable. However, the rotation is done by hand, purely mechanical (direct touching the webcam housing by hand).

Eine Art Webcam, die ebenso auf dem Markt sich befindet, kann sich elektrisch bewegen, ist allerdings über Elektromotoren und ein kleines Getriebe angetrieben. Die Bewegungs-Reaktionsgeschwindigkeit ist nicht besonders hoch.A kind of webcam that is also on the market, can move electrically, but is powered by electric motors and a small gear. The motion reaction rate is not particularly high.

Es werden Kamera-Systeme für Smartphone beschrieben, auch solche die drehbar sind, allerdings fast alle mechanisch. Mehrere Smartphone-Hersteller haben Smartphone entworfen, die eine drehbare Kamera haben, die per Hand mechanisch gedreht wird und dadurch wahlweise Bilder von hinten oder Frontbilder machen kann. Solche Kameras wurden auch in einige Laptops eingesetzt, wie z. B. ältere Baureihen von ASUS (Modell ASUS W5000). Die Kamera hier ist auf einem drehbaren Rahmen eingebaut und wird per Hand nach hinten oder vorne gedreht. Allerdings kann diese Kamera nur auf einer Achse gedreht werden. Man könnte theoretisch auch eine in mehrere Richtungen drehbaren Kamera konstruieren, die in einer Kardanaufhängung angebracht wäre. Eine elektrisch drehbare Kamera im herkömmlichen Sinne für Notebooks ist aber in dem Fall mit mehreren Problemen verbunden: z. B. der herkömmliche Antrieb (meistens über Schrittmotoren und Getriebe) wäre zu groß, anfällig, würde die Ästhetik des Träger-Geräts zunichte machen und auch die Verkabelung müsste so konzipiert werden, dass diese nicht abreist, wenn die Kamera hin und her gedreht wird.It describes camera systems for smartphones, even those that are rotatable, but almost all mechanical. Several smartphone manufacturers have designed smartphones that have a rotatable camera, which is mechanically rotated by hand and thus can take pictures from behind or front images. Such cameras were also used in some laptops, such. B. older series from ASUS (model ASUS W5000). The camera here is mounted on a rotatable frame and is rotated by hand backwards or forwards. However, this camera can only be rotated on one axis. Theoretically, one could also design a multi-directional camera mounted in a gimbal. An electrically rotatable camera in the traditional sense for notebooks but in the case associated with several problems: z. For example, the conventional drive (mostly via stepper motors and gears) would be too large, vulnerable, would nullify the aesthetics of the carrier device, and also the cabling would have to be designed so that it does not come off when the camera is rotated back and forth.

Bei den aufgelisteten Anmeldungen, wobei eine Kugel gedreht wird, sind die dort beschriebenen Systeme ziemlich kompliziert, nicht ohne großen Aufwand in sehr kleinen Maßstab hin zu bekommen und auch relativ anfällig.In the applications listed, where a ball is rotated, the systems described therein are quite complicated, not to be obtained in a very small scale without great effort and also relatively vulnerable.

Es gibt ähnliche Prinzipe, die auch auf einem Mobil-Telefon, Laptop, Tablett-PC usw. theoretisch übertragbar sind.There are similar principles that are theoretically transferable even on a mobile phone, laptop, tablet PC, and so on.

Es gibt auch Methoden, ein Bildsensor in die Kamera drin leicht hin und her zu schwenken. Die optischen Elemente bleiben dabei statisch. Mit solchen Methoden werden Bildstabilisierungen vorgenommen, allerdings ist die Blickfeld-Änderung dabei nur sehr klein, sodass keine großartigen Effekte zu erwarten sind. Zudem sind hier physikalische Grenzen gesetzt: je weiter der Bildsensor sich bewegt, desto verzerrter wird das Bild, weil der Sensor sich auf dem Blickfeld bzw. Fokus-Punkt der einfallenden Lichtstrahlen bewegt. Die optischen Elemente folgen die Sensorbewegung nicht mit. Ähnlich funktioniert eine Methode, wobei nur eine der Linsen (oder eine Gruppe von denen) sich hin und her schwenken kann. Auch hier treten Nachteile auf, in Form von Bildverzerrung bei großen Schwenk-Amplituden. Hier wird der einfallende Lichtstrahl mehr oder weniger verzerrt, je nachdem, wie groß die Schwenk-Amplitude der Linse ist.There are also ways to easily swivel an image sensor into the camera in and out. The optical elements remain static. Image stabilization is done with such methods, but the field of view change is very small, so no great effects can be expected. In addition, physical limits are set here: the further the image sensor moves, the more distorted the image becomes, because the sensor moves on the field of view or focus point of the incident light rays. The optical elements do not follow the sensor movement. Similarly, a method works where only one of the lenses (or a group of them) can pivot back and forth. Again, there are disadvantages, in the form of image distortion at large swing amplitudes. Here the incident light beam becomes more or less distorted, depending on how large the swing amplitude of the lens is.

Die namhafte Hersteller (z. B. SONY, Panasonic, etc.) bauen elektromagnetisch bewegbare Linsen in Smartphone-Kameras oder bei anderen hochwertigen Geräten. Die Linse ist dabei entlang der optischen Achse hin und her bewegbar. Auf diese Weise funktioniert die automatische Autofokus-Einstellung, bei hochwertigen Kameras.The well-known manufacturers (eg SONY, Panasonic, etc.) are building electromagnetically movable lenses in smartphone cameras or other high-quality devices. The lens is movable back and forth along the optical axis. In this way, the automatic autofocus setting works on high quality cameras.

Wie beschrieben, es gibt genügend elektrische Antriebe für Kameras (Überwachung-Kameras, IP-Webcams, etc.), aber es werden dort für den Antrieb hautsächlich Elektromotoren und auch Getriebe eingesetzt. Die Antrieb-Systeme sind dort zu grob, zu langsam und es ist nahezu unmöglich oder sehr aufwändig diese auf Reiskorn-Größe zu verkleinern.As described, there are enough electric drives for cameras (surveillance cameras, IP webcams, etc.), but there are mainly used for the drive electric motors and gear. The drive systems are too coarse, too slow and it is almost impossible or very expensive to reduce these to rice grain size.

Für besseres Verständnis werde ich ab hier jedes Gerät, das eine Kamera aufweist, Träger-Gerät nennen. Das kann z. B. eine Videokamera, Kleibildkamera, Spiegelreflex Kamera, Notebook, Smartwatch (Armbanduhr mit PC-Funktion und/oder eingebauten Mobiltelefon-Eigenschaften), Tablett-PC, Webcam, Drohne, Fahrzeug, Flugzeug, Rakete, Roboter, Überwachungskamera, Datenbrille, Mobil-Telefon – unter anderen Smartphone, Extrem-Sport-Kamera, TV-Studio-/Kino-Film-Kamera, SteadyCam, etc. sein.For better understanding, I will call every device that has a camera carrier device from here on. This can z. Eg a video camera, small picture camera, SLR camera, notebook, smartwatch (wristwatch with PC function and / or built-in mobile phone features), tablet PC, webcam, drone, vehicle, plane, rocket, robot, surveillance camera, data glasses, mobile phone Phone - be among other Smartphone, Extreme Sports Camera, TV Studio / Cinema Movie Camera, SteadyCam, etc.

Der in den Patentansprüchen 1 bis 22 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Antriebs-System für Kameras aller Art zu schaffen, das in der Lage ist, die Kamera innerhalb eines Träger-Geräts flüssig und lautlos, mit dem Bewegungs-Effekt fast wie das des menschlichen Auge, zu drehen.The invention specified in the claims 1 to 22 is based on the problem to provide a drive system for cameras of all kinds, which is able, the camera within a carrier device liquid and silent, with the motion effect almost like that of the human eye, to turn.

Dieses Problem wird mit den in den Patentansprüchen 1 bis 22 aufgeführten Merkmalen gelöst.This problem is solved with the features listed in the claims 1 to 22.

Vorteile der Erfindung sind:

  • – die Kamera dreht sich innerhalb des Träger-Geräts (also z. B. keine Schwenkung eines Smartphone notwendig, um ein Zielobjekt, das etwas links oder rechts beim Fotografieren liegt),
  • – macht recht fließende Bewegung,
  • – lautlos in Bewegung
  • – bringt kaum Zusatz-Gewicht mit,
  • – extrem gut für kleine Geräte, vorzugsweise Smartphone/Mobiltelefone geeignet,
  • – keine Verschleißteile, daher sehr langlebig,
  • – eine recht flotte Änderung der Drehrichtung der Kamera möglich,
  • – optimale Verwendung auch auf bewegende/fliegende Träger-Geräte, wie Fahrzeuge, Hubschrauber, Raketen, Drohnen, Tablett-PC-s,
  • – optimal für Video-Überwachungs-Geräte,
  • – optimal auch für Film-/TV-Studio-Zwecke
  • – Verfolgung eines beweglichen Objektes
  • – günstiges System in der Herstellung und einfache Vorrichtung.
Advantages of the invention are:
  • The camera rotates within the carrier device (eg, no need to swivel a smartphone to get a target that is slightly to the left or right when photographing),
  • - makes a very fluid movement,
  • - silently on the move
  • - hardly brings extra weight,
  • - extremely well suited for small devices, preferably smartphones / mobile phones,
  • - no wear parts, therefore very durable,
  • - a fairly brisk change in the direction of rotation of the camera possible,
  • - Optimal use also on moving / flying carrier devices, such as vehicles, helicopters, rockets, drones, tablet PCs,
  • - optimal for video surveillance devices,
  • - Optimal for film / TV studio purposes
  • - Tracking a moving object
  • - Convenient system in the production and simple device.

Die Erfindung ist ein Antriebssystem für die Kamera, oder vielmehr für den Bildsensor und seine optische Begleitelemente, das in der Lage ist, ein zu fotografierendes Ziel zu verfolgen, eine Videoaufnahme von einem beweglich Objekt oder Person zu machen, beziehungsweise eine automatische Rotation des Bildsensoren und seiner Optik-Elemente zu erreichen, um Bilder oder Videoaufnahmen von hinten und/oder von vorne (mit nur einem Bildsensor zu realisieren). Ein extrem kleines bewegliches Kamera-System, dass auch in einem kleinem Kamera-Träger-Gerät, insbesondere in einem Mobil-Telefon (Smartphone), Tablett-PC, Webcam, Armbanduhr etc. integrierbar ist, dass in der Lage ist, ähnlich wie das Auge eines Menschen oder sogar schneller sich zu bewegen und innerhalb vorhandenen Parametern das Blickfeld dynamisch zu erfassen. Das Antriebssystem ist recht flott, lautlos und kann innerhalb des Kamera-Träger-Geräts, die Kamera dynamisch und schnell zu bewegen, drehen oder auch zu rotieren, sodass Bildaufnahmen aus verschiedene Blickwinkel, und auch aus der Rückseite und Vorderseite des Träger-Geräts möglich sind.The invention is a drive system for the camera, or rather for the image sensor and its optical accompanying elements, which is able to track a target to be photographed, to take a video shot of a mobile object or person, or an automatic rotation of the image sensor and to achieve its optics elements to realize images or video recordings from behind and / or from the front (with only one image sensor). An extremely small mobile camera system that is also capable of being integrated in a small camera-carrier device, especially in a mobile phone (smartphone), tablet PC, webcam, wristwatch, etc. that is capable of being similar to that A human's eye or even faster to move and dynamically capture the field of view within existing parameters. The drive system is quite fast, noiseless, and can rotate or rotate within the camera-carrier device to move, rotate, or rotate the camera so that you can capture images from different angles, as well as the back and front of the carrier device ,

Nebenbei kann die Erfindung so konzipiert werden, dass sie in der Lage ist auch automatisch erkennen zu können, ob der Bildsensor und seine Optik-Elemente innerhalb des Träger-Geräts nach vorne oder nach hinten gerichtet werden sollte.Incidentally, the invention may be designed to be able to automatically detect whether the image sensor and its optical elements should be directed forward or backward within the carrier apparatus.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der 1 bis 19 erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention will be described with reference to FIGS 1 to 19 explained. Show it:

1 eine Variante, wobei die Kugel-Kamera einfach an elektroaktive Kunststoff-Spiralfedern befestigt ist, 1 a variant wherein the ball camera is simply attached to electroactive plastic coil springs,

2 eine Variante mit Bi-Polymer Antriebselemente, 2 a variant with bi-polymer drive elements,

3 eine Variante mit mehrere elektroaktive Kunststoff-Spiralfedern, 3 a variant with several electroactive plastic coil springs,

4 eine Variante mit Elektroaktiven Kunststoff-Spiralfeder, die in einer Kardanaufhängung eingebaut sind, 4 a variant with electro-active plastic spiral spring, which are installed in a gimbal,

5 eine vereinfachte Teil-Kardanaufhängung, mit nur zwei Achsen 5 a simplified part gimbal suspension, with only two axes

6 eine Variante mit elektroaktiven Kunststoff-Elementen, in Form von Bändern oder Streifen 6 a variant with electroactive plastic elements, in the form of bands or strips

7 ein spezielles Plastik-Fenster, das aus einem elektroaktiven Kunststoff gebaut ist, 7 a special plastic window constructed of electroactive plastic

8 eine 3D-Kamera 8th a 3D camera

9 eine leicht herausfahrbare Kamera 9 an easily removable camera

10 zeigt eine Variante, die mit einem Schall-Quellen-Erfassungs-System ausgestattet ist. 10 shows a variant that is equipped with a sound source detection system.

11 einen Konkaven Bildsensoren, 11 a concave image sensors,

12 eine Variante, wobei das Stoppen der Kugel-Kamera in einer bestimmten Position über einen elektromagnetisch herausfahrbaren Stift erfolgt, 12 a variant, wherein the stopping of the ball camera takes place in a certain position via an electromagnetically removable pin,

13 eine Variante, die in einem Smartphone eingebaut ist, wobei die Kugel-Kamera zusätzlich in der optischen Achse rotierbar ist. 13 a variant that is installed in a smartphone, the ball camera is also rotatable in the optical axis.

14 einen Smartphone mit der am Rand eingebauten Kamera, 14 a smartphone with the built-in camera on the edge,

15 einen Smartphone, bei dem die Kugel-Kamera am Eck eingebaut ist, 15 a smartphone with the ball camera installed at the corner,

16 eine Variante, wobei eine Metall-Spirale mit einer elektroaktiven Polymer beschichtet ist. 16 a variant wherein a metal spiral is coated with an electroactive polymer.

17 zeigt eine Variante, wobei nicht nur der Bildsensor sondern auch eine Art Beleuchtung, die dem Blickfeld des Sensors beleuchtet, bewegbar eingebaut ist, 17 shows a variant, wherein not only the image sensor but also a kind of illumination, which illuminates the field of view of the sensor, is movably installed,

18 die Anordnung der Halbleiter-Dioden in den Stromkreis, 18 the arrangement of the semiconductor diodes in the circuit,

19 eine Variante, bei der die Spirale aus zwei elektroaktiven Polymer-Schichten besteht. 19 a variant in which the spiral consists of two electroactive polymer layers.

Elektroaktive Polymere (kurz mit „EAP” bezeichnet) sind Polymere, die durch das Anlegen einer elektrischen Spannung ihre Form ändern können. Es wird im Allgemeinen zwischen ionischen EAP und elektronischen EAP unterschieden. Bei ionischen EAP beruht der Wirkungsmechanismus auf Massentransport (Diffusion) von Ionen, wobei die Wirkungsweise elektronischer EAP hingegen auf elektronischem Ladungstransport beruht. Vorteile von EAP im Vergleich zu anderen Aktormaterialien, wie z. B. piezoelektrische Keramiken, sind die extrem hohen Dehnungen, die erreicht werden können sowie die geringe Dichte der Polymere und die freie Formbarkeit.Electroactive polymers (referred to as "EAP" for short) are polymers that can change shape by the application of electrical voltage. It is generally differentiated between ionic EAP and electronic EAP. In ionic EAP, the mechanism of action is based on mass transport (diffusion) of ions, whereas the mode of action of electronic EAP is based on electronic charge transport. Advantages of EAP compared to other actor materials, such as As piezoelectric ceramics, are the extremely high strains that can be achieved as well as the low density of the polymers and the free formability.

Die erste wissenschaftliche Arbeit zu EAP wurde 1880 von Wilhelm Conrad Röntgen veröffentlicht. Er führte ein Experiment mit einem Kautschukband durch, das er auf einem Ende aufhängte und das freie Ende mit Gewichten ausdehnte. Nach einer elektrischen Aufladung stellte er eine Längenzunahme von mehreren Prozent fest. Sobald der Kautschuk elektrisch entladen wurde, ging die Ausdehnung zurück.The first scientific work on EAP was published in 1880 by Wilhelm Conrad Röntgen. He performed an experiment with a rubber strap, which he hung on one end and stretched the free end with weights. After an electric charge, he noticed a length increase of several percent. As soon as the rubber was discharged electrically, the expansion decreased.

Das gleiche Prinzip wird hier für die Bewegung der Kamera verwendet. Auch hier werden elektroaktive Polymere (Kunststoffe) in Form von Bändern oder Spiralfedern eingebaut und mit der Kamera gekoppelt, wobei diese gesteuert innerhalb des Träger-Geräts gedreht wird.The same principle is used here for the movement of the camera. Again, electroactive polymers (plastics) in the form of ribbons or coil springs are incorporated and coupled to the camera, which is controlledly rotated within the carrier device.

Der Kamera-Sensor 1 und seine optischen Begleitelemente 2 sind vorzugsweise in einem kleinen kugelförmigen Gehäuse 3 angebracht (ab hier wird das Gehäuse Kugel-Kamera genannt), dass in einem Hohlsphären-Gehäuse 4 (ab jetzt wird diese nur Hohlsphäre genannt), das nur bisschen grösser als die Kugel-Kamera ist, angebracht ist. Die Kugel-Kamera kann einfach lose und frei drehbar in der Hohlsphäre platziert werden, wobei eine oder mehrere Elektroaktive Kunststoff-Elemente 5 mit der Kugel-Kamera an einem Ende und mit der Hohlsphäre am anderen Ende verbunden sind (1). Die Kamera kann auch in eine einfache Kardanaufhängung 8 angebracht werden, wobei in diesem Fall, die Kugel-Kamera 3 nicht mehr (oder nur selten) die Hohlsphären-Wand berührt. Die Hohlsphäre 4 ist bei einigen Varianten statisch angebracht, also unbeweglich, nur die Kamera-Kugel drin bewegt sich.The camera sensor 1 and its optical accompanying elements 2 are preferably in a small spherical housing 3 attached (from here the housing is called ball camera) that in a hollow sphere housing 4 (from now on this is called only hollow sphere), which is only slightly bigger than the ball camera, is appropriate. The sphere camera can simply be placed loosely and freely rotatable in the hollow sphere, using one or more electroactive plastic elements 5 connected to the sphere camera at one end and to the hollow sphere at the other end ( 1 ). The camera can also be used in a simple gimbal 8th be attached, in which case, the ball camera 3 no longer (or only rarely) touches the hollow sphere wall. The hollow sphere 4 is static mounted in some variants, so immobile, only the camera ball moves in it.

Speziell eine Kamera in einem Tablett-PC, I-PAD, I-Phone, Smartphone oder anderes Mobil-Telefon, kann so eingebaut, dass sie in dem Gehäuse drin nach hinten oder nach vorne elektrisch drehbar ist und sowohl für Rückaufnahmen als auch für Frontaufnahmen geeignet ist. Auch in einem Mobiltelefon wird die Kamera vorzugsweise in Form einer Kugel gebaut und in eine Hohlsphäre platziert, ähnlich wie das menschliche Auge in seine Hohlraum sich befindet, die durchsichtig ist oder zumindest in einem Teil einen Fenster aufweist, durch die die Kugel-Kamera das Licht von der Umgebung bekommt. Die Kugel-Kamera ist komplett mit Bildsensor 1, Elektronik-Bauteile und begleitende Optik-Elemente 2 (z. B. Linsen, Mini-Prismas, etc.) ausgestattet. Die Kugel-Kamera 3 wird nicht wie herkömmlich durch Getriebe oder Elektromotoren gedreht (auch nicht manuell durch Berührung), sondern durch einen oder mehrere elektroaktive Kunststoff-Spiralfedern 5 oder elektroaktive Kunststoff-Streifen 33 elektrisch gesteuert in gezielte Richtung gedreht oder geschwenkt. Die Schwenkung, bzw. die Drehung kann in einer oder mehreren Achsen 7 erfolgen. Multi-Achsendrehung kann durch eine Kardan-Aufhängung 8 realisiert werden, falls die Kugel-Kamera 3 die Hohlsphären-Wand nicht berühren soll (2). Allerdings die einfachste Variante sieht vor, dass die Kugel-Kamera, insbesondere bei kleinen Geräten, in die Hohlsphäre 4 einfach frei beweglich drin steckt, wobei diese durch elektroaktive Kunststoff-Spiralfeder 5 gehalten und auch gedreht wird. Die Kugel-Kamera 3 muss nicht unbedingt gelagert sein. Sie kann die Wände der Hohlsphäre berühren, allerdings ist ihr Gewicht sehr klein und dadurch entsteht kaum Reibung, wenn sie hin und her durch Elektroaktive Kunststoff-Spiralfedern gedreht wird. Das Material, aus dem die Kugel-Kamera-Gehäuse und die Hohlsphäre bestehen, soll kratzfest sein (zumindest die Flächen-Beschichtungen, die auf einander reiben werden) und möglicherweise auch selbstschmierend sein (zumindest an manchen Bereichen). Der Stromsignal-Transfer zu dem Bildsensor erfolgt durch eine flexible Leitung 9. Die Kamera kann zwar auch andere Formen haben (z. B. wie ein Ei, oval förmig) oder auch mit kleinen Kanten versehen, allerdings die Form einer Kugel ist am besten dafür geeignet. Die Kugel-Kamera ist mit Elektroaktiven Kunststoff-(Polymere)Spiralfedern gekoppelt, die ebenso am anderen Enden mit der Hohlsphäre verbunden sind. Sie wird in beliebige Richtung, alleine durch Ausdehnung der Spiralfeder, die unter Spannung gesetzt werden, wobei in deren Zentrum ein Drehmoment entsteht, geschwenkt oder gedreht. Sobald eine Elektroaktive Kunststoff-Spiralfeder unter Spannung steht, wird diese expandieren und ein Drehmoment auf der Mittigen Punkt der Spirale aufgebaut. Die Elektroaktive Kunststoff-Spiralfeder ist sehr dünn gebaut, weil diese schnell und mit sehr wenig Strom aktiviert werden muss und ebenso sich schnell verkürzen soll, wenn die Spannung abgeschaltet wird. Schließlich werden für die Bewegung einer sehr kleinen Kamera in einem Mobiltelefon nur schwache Drehmoment-Kräfte benötigt. Die Kugel-Kamera wird durch die Elektroaktive Kunststoff-Spiralen, je nachdem welche der Spiralen aktiv ist, beliebig in jede Richtung, schnell und lautlos gedreht. Abhängig davon, welche der Elektroaktive Kunststoff-Spiralfedern aktiv ist, bzw. unter Spannung steht, wird eine Schwenkung der Kugel-Kamera in die Richtung ausgeführt, die dem Drehmoment der aktiven Elektroaktive Kunststoff-Spiralfeder entspricht. Weil die Elektroaktive Kunststoff-Spiralfeder/-Streifen unter Spannung nur in eine Richtung die Kugel-Kamera drehen können und beim Abschalten der Spannung zurückdrehen, sind für jede Achse 7 mindestens zwei davon gegeneinander arbeitende Elektroaktive Kunststoff-Spiralfeder 5/-Streifen 33 notwendig, um eine aktive Schwenkung der Kugel-Kamera 3 in die gewünschte Richtung zu erreichen. Wird einer davon aktiviert, wird die Kugel-Kamera in die Richtung auch gedreht, trotz der leichten Widerstand der mechanischen Spannung der Gegenspirale. Fehlt die Spannung an eine elektroaktive Kunststoff-Spiralfeder weg, dreht sich die Kugel-Kamera wieder in Ausgangsposition zurück. Wird das andere spiralfederförmiges Elektroaktive Kunststoff-Element aktiviert, dreht sich die Kugel-Kamera dann in die andere Richtung. Eine Steuerung 6 sorgt dafür, dass die Spannung der Elektroaktive Kunststoff-Spiralfeder/-Streifen exakt erfolgt und die bestimmte Position der Kugel-Kamera auch hält. Der Antrieb mit Elektroaktive Kunststoff-Spiralfedern/-Streifen ist zwar nicht für extrem schnelle Schwenkungen geeignet, ist allerdings auch ziemlich präzise steuerbar, arbeitet wartungsfrei und zuverlässig. Je dünner und kleiner die Elektroaktive Kunststoff-Elemente sind, desto schneller die Reaktion ist und auch kleiner der Stromverbrauch. Das Aufrechterhalten einer Position der Kugel-Kamera wird durch ständige, präzise gesteuerte Spannungserhaltung auf den dementsprechenden Elektroaktiven Kunststoff-(Polymer)Elemente erreicht, bzw. durch die Aufrechterhaltung der elektrischen Spannung. Erhöht sich die Spannung auf einem Element, wird auch Drehmoment in dem Elektroaktive Kunststoff-Element erhöht, somit eine Kraft erzeugt wird. Dadurch, dass die Elektroaktive Kunststoff-Elemente dünn sind und nur eine geringe Masse haben, ist eine Reaktions-Trägheit kaum spürbar. Diese Methode ist relativ einfach und funktioniert auch sehr zuverlässig und vollkommen wartungsfrei. Vor allem hier sind keine weitere Einbau-Maßnahmen notwendig: lediglich die Elektroaktive Kunststoff-Elemente (z. B. Elektroaktive Kunststoff-Spiralfeder auf die Drehachsen einbauen, mit Strom-Leitungen 10 an der Steuerung 6 und elektronischen Spannungsgenerator 39 koppeln und fertig ist der Antrieb. Sobald feine, exakt gesteuerte Spannungswerte durch die Elektroaktive Kunststoff-Elemente fließen, werden sie mehr oder weniger aktiv und eine Ausdehnung absolvieren. Weil diese spiralförmig geformt sind, wird dabei ein Drehmoment erzeugt, der eine Drehung der Kugel-Kamera bewerkstelligt. Die Kugel-Kamera ist ja bei kleinen Geräten, wie z. B. Mobiltelefone (Smartphone), Notebooks oder Tablett-PC-s sehr klein, wiegt nur paar Gramm und diese kann mit sehr wenig Kraft gedreht. Die Elektroaktive Kunststoff-Elemente belasten auch kaum den Akku des Kamera Träger-Geräts, weil der Stromverbrauch sehr gering ist. Die elektroaktiven Polymer-Spiralfedern können über den elektronischen Spannungsgenerator 39 (eine Art Spannungswandler) versorgt werden. Die Aufgabe der Auswerteeinheit/Steuerung 6, die die Spiralfeder mit Strom versorgt, ist es, abhängig von der notwendige Drehung der Kamera eine bestimmte Spannung auf die dementsprechenden Elektroaktive Kunststoff-Spiralfeder freizugeben, damit diese mit der angestrebten Intensität aktiv werden. Die Ausdehnung erfolgt blitzschnell, auch weil die Spiralfeder ziemlich klein ist und nur eine geringe Masse hat. Ebenso schnell erfolgt das Abziehen, wenn die Spannung abgeschaltet wird. Das ermöglicht relativ schnelle Bewegungen der Kugel-Kamera. Die Kugel-Kamera ist über mehrere Elektroaktive Kunststoff-Spiralfeder mit der Hohlsphäre gekoppelt (3), an deren Zentrumen die Drehachsen für die Kugel-Kamera sich befinden. Mehrere solche Elektroaktive Kunststoff-Spiralfedern 5, die in zweidimensionalen Achsen oder sogar dreidimensional angeordnet sind, ermöglichen dadurch zwei- oder dreidimensionale Dreh-Bewegungen der Kugel-Kamera-Gehäuse. Eine Bewegung der Kugel-Kamera in zwei Achsen wäre vollkommen ausreichend für unsere Zwecke. Je weniger Masse die Spiralfeder besitzen, desto schneller ist deren Reaktion, bzw. Bewegung. Um eine Schwenkung in eine beliebige Richtung in zwei Achsen zu erreichen, sind mindestens vier solche Elektroaktive Kunststoff-Elemente notwendig (je zwei pro Drehachse, gegenseitig arbeitend angeordnet). Auf der 6 ist eine einfache Variante dargestellt worden, wobei die Kugel-Kamera einfach an Elektroaktive Kunststoff-Spiralfeder hängt und durch deren Aktivierung in bestimmte Drehrichtungen angeregt. Durch eine Interaktion der Software, die auch die Steuereinheit für das Antriebs-System kontrolliert, wird die Kugel-Kamera geschmeidige Bewegungen absolvieren, während sie ein Ziel verfolgt.Specifically, a camera in a tablet PC, I-PAD, I-Phone, smartphone, or other mobile phone may be installed so as to be electrically rotatable in the housing in the rear or front and both for rear views and for front shots suitable is. Also in a mobile phone, the camera is preferably constructed in the form of a sphere and placed in a hollow sphere, much like the human eye is in its cavity, which is transparent or at least in part has a window through which the sphere camera the light gets from the environment. The ball camera is complete with image sensor 1 , Electronic components and accompanying optics elements 2 (eg lenses, mini prism, etc.). The globe camera 3 is not rotated as usual by gear or electric motors (not manually by touch), but by one or more electro-active plastic coil springs 5 or electroactive plastic strips 33 electrically controlled rotated or swiveled in a targeted direction. The rotation, or the rotation can be in one or more axes 7 respectively. Multi-axis rotation can be achieved by a gimbal suspension 8th be realized if the ball camera 3 should not touch the hollow sphere wall ( 2 ). However the simplest variant provides that the ball camera, in particular with small devices, into the hollow sphere 4 simply freely movable in it, whereby this by electro-active plastic coil spring 5 held and also turned. The globe camera 3 does not necessarily have to be stored. It can touch the walls of the hollow sphere, but its weight is very small and thus hardly friction occurs when it is turned back and forth by electroactive plastic coil springs. The material that makes up the sphere camera housing and the hollow sphere should be scratch resistant (at least the surface coatings that will rub against each other) and possibly also be self-lubricating (at least in some areas). The current signal transfer to the image sensor is effected by a flexible line 9 , Although the camera can have other shapes (such as an egg, oval shaped) or provided with small edges, but the shape of a ball is best suited for it. The ball camera is coupled to electroactive plastic (polymer) coil springs, which are also connected at the other end to the hollow sphere. It is pivoted or rotated in any direction, solely by expansion of the coil spring, which are put under tension, wherein in the center of which torque is generated. As soon as an electro-active plastic spiral spring is under tension, it will expand and build up a torque on the center point of the spiral. The electro-active plastic coil spring is very thin built, because this must be activated quickly and with very little power and also shorten quickly when the voltage is turned off. Finally, only a small amount of torque is needed to move a very small camera in a mobile phone. The ball camera is rotated by the electroactive plastic spirals, depending on which of the spirals is active, in any direction, quickly and silently. Depending on which of the electro-active plastic coil springs is active or energized, the ball camera is pivoted in the direction corresponding to the torque of the active electro-active plastic coil spring. Because the electro-active plastic coil springs / strips can turn the ball camera in one direction only when energized and turn back when the power is turned off, for each axis 7 at least two of them working against each other electro-active plastic coil spring 5 / Strip 33 necessary to actively swing the ball camera 3 to reach in the desired direction. If one of them is activated, the ball-camera is also turned in the direction, despite the slight resistance of the mechanical tension of the counter-spiral. If the voltage is missing on an electroactive plastic coil spring, the ball camera rotates back to its original position. If the other spiral spring-shaped electroactive plastic element is activated, the ball camera then rotates in the other direction. A controller 6 ensures that the voltage of the electroactive plastic coil spring / strip is accurate and that the specific position of the ball camera also holds. Although the drive with electro-active plastic coil springs / strips is not suitable for extremely fast swiveling, it can also be controlled quite precisely, it is maintenance-free and reliable. The thinner and smaller the electroactive plastic elements are, the faster the reaction is and also less the power consumption. The maintenance of a position of the ball camera is achieved by constant, precisely controlled voltage maintenance on the corresponding electroactive plastic (polymer) elements, or by maintaining the electrical voltage. As the stress on an element increases, torque in the electroactive plastic element is also increased, thus generating a force. The fact that the electroactive plastic elements are thin and have only a small mass, a reaction inertia is barely noticeable. This method is relatively simple and also works very reliable and completely maintenance free. Above all, no further installation measures are necessary: only the electro-active plastic elements (eg install electro-active plastic spiral spring on the rotary axes, with power lines 10 at the control 6 and electronic voltage generator 39 couple and the drive is ready. As soon as fine, precisely controlled voltage values flow through the electroactive plastic elements, they will become more or less active and undergo an expansion. Because they are spirally shaped, a torque is generated which accomplishes a rotation of the ball camera. The ball camera is so small devices, such. As mobile phones (smartphone), notebook or tablet PC-s very small, weighs only a few grams and this can be rotated with very little force. The electro-active plastic elements hardly burden the battery of the camera carrier device, because the power consumption is very low. The electroactive polymer coil springs can be powered by the electronic voltage generator 39 (a kind of voltage transformer) are supplied. The task of the evaluation unit / controller 6 , which supplies the coil spring with electricity, it is dependent on the necessary rotation of the camera to release a certain voltage to the corresponding electro-active plastic coil spring, so that they are active with the desired intensity. The expansion is lightning fast, also because the coil spring is quite small and has only a small mass. The removal takes place just as quickly when the voltage is switched off. This allows relatively fast movements of the ball camera. The ball camera is coupled to the hollow sphere via several electroactive plastic spiral springs ( 3 ), at the center of which the axes of rotation for the ball camera are located. Several such electroactive plastic coil springs 5 which are arranged in two-dimensional axes or even three-dimensional, thereby enabling two- or three-dimensional rotary movements of the ball-camera housing. A movement of the sphere camera in two axes would be perfectly sufficient for our purposes. The less mass the coil spring has, the faster its reaction or movement. To pivot in any direction in To achieve two axes, at least four such electroactive plastic elements are necessary (two per axis of rotation, arranged mutually working). On the 6 a simple variant has been shown, the ball camera simply depends on electro-active plastic coil spring and excited by their activation in certain directions of rotation. Through interaction of the software, which also controls the drive system control unit, the ball camera will perform smooth movements while tracking a target.

Durch die Software (hauptsächlich über die des Träger-Geräts) unterstützt, kann das zu fotografierende Ziel dadurch erfasst und verfolgt werden, wenn es sich nicht allzu schnell bewegt, wobei es stets nahezu mittig auf dem Videoaufnahme Bilder bleibt, auch bei Einzel-Bildaufnahmen. Sogenannte Face Tracking kann damit realisiert werden, weil die Kamera das Gesicht einer bewegenden Person durch ihre Drehung verfolgen könnte und das Gesicht stets in die Mitte der aufgenommenen Bilder platzieren. Der Versuch des zu fotografierenden Objekts aus der Mittigen Bereich des Bildsensor-Erfassungs-Winkels sich fortzubewegen, wird durch Schwenkung der Kugel-Kamera voll kompensiert, bis das Ende des gesamten Blickfeldbereichs erreicht ist. Das geht ähnlich, so wie ein Mensch mit seinen Augen ein bewegendes Objekt verfolgt, ohne sich dabei den Kopf zu drehen. Die Kugel-Kamera kann auch komplett nach hinten gedreht werden, wobei eine zusätzliche Rückkamera entfallen würde (insbesondere interessant für Mobiltelefone).Assisted by the software (mainly that of the carrier device), the target to be photographed can be captured and tracked if it does not move too fast, with images always near the center of the video recording, even for single-frame images. So-called face tracking can be realized because the camera could track the face of a moving person by their rotation and always place the face in the center of the captured images. The attempt of the object to be photographed to move out of the central area of the image sensor detection angle is fully compensated for by pivoting the ball camera until the end of the entire field of view is reached. This is similar, just as a person pursues a moving object with his eyes without turning his head. The ball camera can also be rotated completely backwards, with an additional rear camera would be omitted (especially interesting for mobile phones).

Die Kamera aus der Erfindung hier hat deutlichen Vorteilen gegenüber der Stand der Technik. Diese Kamera wird innerhalb des Träger-Geräts über Elektroaktive Kunststoff-(Polymer)Spiralfeder oder Elektroaktive Kunststoff-Streifen gedreht, wobei die Drehung relativ schnell und lautlos erfolgt. Die kann Bilder von hinten und von Vorne aufnehmen und sie wird nicht nur hin und her gedreht, sondern damit ist auch eine Zielverfolgung realisierbar (eine automatische Zielverfolgung kann damit problemlos realisiert werden). Weil hier nicht das ganze Kamera-Träger-Gehäuse 11 sich dreht, sondern nur das Teil, bzw. das kompakte extra Gehäuse 3 in dem der Bildsensor 1 und seine Optik 2 sich befinden, ist eine relativ schnelle Schwenkung möglich. Die Kugel-Kamera 3 würde hier wie ein Auge eines Menschen hin und her schauen. Optimal ist ein Einsatz auch in eine Überwachungs-Kamera, Drohnen-Kamera, Roboter-Kamera, Fahrzeug-Kamera, etc.The camera of the invention here has clear advantages over the prior art. This camera is rotated within the carrier device via electro-active plastic (polymer) spiral spring or electroactive plastic strips, the rotation being relatively quick and silent. It can take pictures from behind and from the front and it is not only rotated back and forth, but also a target tracking is feasible (an automatic target tracking can thus be easily realized). Because not all the camera-carrier case here 11 turns, but only the part, or the compact extra housing 3 in which the image sensor 1 and its appearance 2 are located, a relatively fast swing is possible. The globe camera 3 would look like an eye of a human here and there. An optimal use is also in a surveillance camera, drone camera, robot camera, vehicle camera, etc.

Auf der 2 sind Spiralfeder-Elemente als Antriebselemente vorgesehen, die aus zwei Schichten bestehen: eine davon ist eine elektroaktive Polymer-Schicht 40, die unter elektrischen Spannung dehnbar ist. Die Spiralfeder-Elemente 41 hier sind nicht komplett aus nur elektroaktiven Polymer gebaut, sondern sind in Form von Bi-Polymer-Beschichtung ausgeführt, wobei eine Beschichtung ein normaler Kunststoff 42 ist, das elektrisch neutral, nicht aktivierbar ist und das andere ein elektroaktives Polymer. Die Spirale ist ähnlich wie die Spiralfeder von aufziehbaren mechanischen Uhren gebaut. Sie hat zwei breitere Flächen: eine Innenfläche 46 und eine Außenfläche 47. Eine der Flächen (egal ob die Außenfläche oder die Innenfläche, ist aus elektroaktivem Kunststoff gebaut. Auf diese Weise für die Drehung der Kugel-Kamera 3 werden die von Elektroaktiven Kunststoff-Beschichtung in der Spirale durch Spannung erzeugten differenzierten Ausdehnungen, die in einem Drehmoment umgewandelt werden, angewendet. Die Drehung erfolgt, wie bereits bekannt, durch den unterschiedlichen Dehnkoeffizienten von den zwei mit einander verbundenen Polymer-/Kunststoff-Schichten, wobei eine davon elektroaktiv ist, aus denen die Spiralfeder besteht. Das Funktionsprinzip ist ähnlich wie bei Bimetall-Spiralfedern, die bei Temperaturunterschiede sich drehen können, weil die Metall-Schichten verschiedene Dehnkoeffizienten haben. Solche Bimetall-Spiralfeder wurden früher bei einfachen Bimetall-Thermometern mit Bimetall-Spiralfeder drin, eingesetzt. Natürlich muss hier keine 360° Drehung stattfinden, die kontinuierlich anhält, wie bei einem Elektromotor, sondern vielmehr sind diese Schwenkbewegungen, die die Kamera hin und her drehen.On the 2 Spiral spring elements are provided as driving elements, which consist of two layers: one of them is an electroactive polymer layer 40 , which is stretchable under electrical tension. The spiral spring elements 41 here are not built entirely from electroactive polymer, but are designed in the form of bi-polymer coating, where a coating is a normal plastic 42 which is electrically neutral, non-activatable and the other is an electroactive polymer. The spiral is similar to the coil spring built by wind-up mechanical watches. It has two wider surfaces: an inner surface 46 and an outer surface 47 , One of the surfaces (whether the outer surface or the inner surface is constructed of electro-active plastic, this way for the rotation of the ball camera 3 For example, the differentiated expansions created by electroactive plastic coating in the spiral are converted into a torque by stress. The rotation occurs, as already known, by the different coefficients of expansion of the two interconnected polymer / plastic layers, one of which is electroactive, which makes up the coil spring. The operating principle is similar to bimetallic coil springs, which can rotate at temperature differences because the metal layers have different coefficients of expansion. Such bimetallic coil springs were formerly used in simple bi-metal thermometers with bimetallic spiral spring in it. Of course, there does not need to be a 360 ° turn here, which is continuous, like an electric motor, but rather, these are pivoting motions that turn the camera back and forth.

Das Antriebs-Element, bzw. die Spirale kann anstatt von zwei Kunststoff-Schichten, aus einem Metall oder Legierung 43 gebaut werden, die auf einer Fläche mit eine Elektroaktiven-Kunststoff-Beschichtung 40 behaftet ist. Diese Beschichtung würde die Ausdehnung verursachen und die Spirale dadurch verformen, bzw. einen Drehmoment in der Mitte der Spirale erzeugen, das als Antriebskraft benutz werden kann (16).The drive element or the spiral can instead of two plastic layers, made of a metal or alloy 43 be built on a surface with an electro-active plastic coating 40 is afflicted. This coating would cause the expansion and thereby deform the spiral, or generate a torque in the middle of the spiral, which can be used as a driving force ( 16 ).

Das gleiche Prinzip wird hier auch für die Drehung der Kamera eines Smartphones oder eines anderen Kamera-Träger-Geräts eingesetzt. Hier kann man mehrere Bi-Polymer-Spiralen 41 mit Elektroaktiven Kunststoff-Beschichtung oder elektroaktive Kunststoff-Spiralen 5 einsetzen, die die Kugel-Kamera in jede Richtung drehen können. Zudem kann man pro Drehachse zwei Elektroaktive Kunststoff-Spiralfedern einsetzen, die gegenseitige Drehmomente erzeugen. Die elektroaktiven Kunststoff-Spiralfedern werden gezielt unter Spannung gesetzt und aktiv dadurch ausgedehnt. Eine Drehung der Kugel-Kamera in zwei Achsen wäre voll ausreichend und würde dafür lediglich zwei oder vier Elektroaktive Kunststoff-Spiralfeder benötigen. Eine vereinfachte Teil-Kardanaufhängung 13, mit nur zwei Achsen kann sehr gut dafür geeignet sein. Diese Aufhängung 13 besteht, wie auf dem Bild 5 dargestellt, aus lediglich einem viertel Kreis langen Arm 14, der an beiden Enden mit je einem Drehgelenk 15 ausgestattet ist. An einem Drehgelenk ist die Kugel-Kamera befestigt und am anderen ist die Hohlsphäre gekoppelt. An den Drehgelenken ist je eine Elektroaktive Kunststoff-Spiralfeder eingebaut, die eine Drehung des am Gelenk angebrachten Körpers bei Stromfluss bewirken kann. Die Spannung ist für jede Spiralfeder separat durch separate flexible Leitungen gewährleistet.The same principle is used here for the rotation of the camera of a smartphone or other camera-carrier device. Here you can see several bi-polymer spirals 41 with electroactive plastic coating or electroactive plastic spirals 5 which can rotate the ball camera in any direction. In addition, it is possible to use two electro-active plastic coil springs per axis of rotation, which generate mutual torques. The electroactive plastic coil springs are deliberately put under tension and actively expanded thereby. A rotation of the ball camera in two axes would be fully sufficient and would only need two or four electroactive plastic coil spring. A simplified partial gimbal suspension 13 , with only two axes can be very suitable for this. This suspension 13 exists, as in the picture 5 shown, consisting of only a quarter circle long arm 14 , which at both ends, each with a swivel joint 15 Is provided. At one swivel joint, the ball camera is attached and at the other the hollow sphere is coupled. At the swivel joints an electro-active plastic spiral spring is ever installed, which can cause a rotation of the body attached to the joint in current flow. The voltage is guaranteed separately for each coil spring by separate flexible cables.

Für die Schwenkung in die Senkrechte Achse 7A wird die Elektroaktive Kunststoff-Spiralfeder 5A aktiviert. Um eine Schwenkung in die waagerechte Achse 7B zu realisieren, wird die Elektroaktive Kunststoff-Spiralfeder 5B unter Spannung gesetzt und dadurch ausgedehnt. Der Einbau von vier Elektroaktive Kunststoff-Spiralfedern (paarweise und in Entgegengesetzte Drehrichtung eingebaut) ermöglicht eine präzisere Drehung der Kugel-Kamera.For pivoting in the vertical axis 7A becomes the electroactive plastic coil spring 5A activated. To a swing in the horizontal axis 7B to realize, is the electro-active plastic coil spring 5B put under tension and thereby extended. The incorporation of four electro-active plastic coil springs (installed in pairs and in opposite directions of rotation) allows more accurate rotation of the ball camera.

Weil die Kugel-Kamera 3 innerhalb der Hohlsphäre 4 drehbar ist, kann diese sowohl als Rückkamera als auch Frontkamera benutzt werden. Selbstverständlich dreht sich die Kugel-Kamera dabei nicht unkontrolliert, sondern diese wird sehr genau über die Steuerung der Elektroaktive Kunststoff-Spiralen auf gewünschtes Blickfeld positioniert. Das Anhalten in der gewünschten Position kann durch Aufrechterhaltung der Spannung der aktiven Elektroaktive Kunststoff-Spiralfeder und eventuell durch kurzzeitige Aktivierung der entgegengesetzten Elektroaktive Kunststoff-Spiralfeder erfolgen. Die Hohlsphäre 4 kann komplett durchsichtig gebaut werden, oder sie kann an bestimmte Stellen mit großen Lichtfenstern 17 ausgestattet, durch denen das Licht von den Bildmotiven, bzw. Umgebung in die Kamera-Kugel ankommt und dessen Sensor auch erreicht. Kleine zusätzliche Optik-Elemente (Linsen) können eine leichte Bildverzerrung, die durch die sphärenförmigen Fenster entsteht, erfolgreich korrigieren. Die Kamera kann auch mehr oder weniger aus dem Träger-Gerät herausgefahren werden, um den Blickwinkel zu vergrößern. In dem Fall wäre eine weitere Elektroaktive Kunststoff-Spirale oder Elektroaktive Kunststoff-Streifen notwendig, die die Hohlsphäre oder einen Hohlzylinder in der die Kugel-Kamera angebracht wäre, aus dem Träger-Gerät mehr oder weniger herauszufahren.Because the ball camera 3 within the hollow sphere 4 is rotatable, this can be used both as a rear camera and front camera. Of course, the ball camera does not rotate uncontrolled, but this is very accurately positioned on the desired field of view via the control of the electro-active plastic spirals. Stopping in the desired position can be accomplished by maintaining the voltage of the active electro-active plastic coil spring and possibly by momentarily activating the opposite electroactive plastic coil spring. The hollow sphere 4 It can be built completely transparent, or it can be placed in certain places with large windows 17 equipped, through which the light arrives from the motifs, or environment in the camera ball and its sensor also reached. Small additional optics elements (lenses) can successfully correct for slight image distortion caused by the spherical windows. The camera can also be more or less moved out of the carrier device to increase the viewing angle. In that case, a further electroactive plastic spiral or electroactive plastic strip would be necessary, which would more or less extend the hollow sphere or a hollow cylinder in which the ball camera would be mounted, out of the carrier device.

Die Leiter-Verbindungen zwischen der Elektroaktive Kunststoff-Spiralfeder/-Streifen, sowie beweglichen Kugel-Kamera 3 und einer Signalverarbeitungseinheit 34, die außerhalb der gekapselten Sphäre sich befindet, sind etwas längere, flexible Leitungen 9, die die Bewegungen der Kugel-Kamera nicht weiter behindern. Diese Leiter oder Mikro-Kabel müssen sehr viele Schwenkungen aushalten und dabei stets eine einwandfreie Signalübertragung ermöglichen. Verflechte Mikro-Kabel, wie man aus den Lautsprecher-Membranen kennt, können dabei sehr viele Schwingungen aushalten. Obwohl hier die Kugel-Kamera nicht nur in Schwingungen versetzt, sondern auch hin und her gedreht wird, können solche Kabel bei täglichen Belastungen einige Jahre aushalten. Man kann theoretisch auch die Elektroaktive Kunststoff-Spiralfeder für den Strom-Signal-Transport benutzen.The conductor connections between the electroactive plastic coil spring / strip, as well as moving ball camera 3 and a signal processing unit 34 which is outside the encapsulated sphere are slightly longer, flexible conduits 9 that do not interfere with the ball camera's movements. These conductors or micro-cables have to withstand many swings and always allow a perfect signal transmission. Interweaving micro-cables, as known from loudspeaker membranes, can withstand a great many vibrations. Although not only vibrating the ball camera, but also rotating it back and forth, such cables can withstand a few years of daily use. You can theoretically also use the electroactive plastic coil spring for power signal transport.

Wie beschrieben, kann die Kugel-Kamera einfach lose in die Hohlsphäre ohne jegliche Lager eingebaut werden. Optimal und etwas teurer wäre eine Kardanaufhängung (es reicht dabei eine stark vereinfachte Kardanaufhängung 13, mit nur einem kleinen Arm 14, wie in der 5 dargestellt ist, einzubauen). Eine Steuerung 6 kann beim Erreichen einer bestimmten Drehposition der Kugel-Kamera über Elektroaktive Kunststoff-Spiralfeder eine Gegenkraft schnell erzeugen, bis die Ausdehnung der aktiven Spiralfeder sich ein bisschen nachlässt, wobei diese einer Weiterdrehung der Kugel-Kamera entgegenwirkt. Für ein schnelles Stoppen der Drehbewegung kann man auch kleine Borsten 49 oder kleine Schwammkörper zwischen der Hohlsphäre und der Kugel-Kamera platzieren, wobei diese auf einem Ende frei und auf dem anderen Ende entweder mit der Wand der Hohlsphäre oder der Kugel gekoppelt sind.As described, the ball camera can simply be loosely installed in the hollow sphere without any bearings. Optimal and a bit more expensive would be a gimbal (it is enough a much simplified gimbal 13 , with only a small arm 14 , like in the 5 is shown to install). A controller 6 can generate a counterforce quickly when reaching a certain rotational position of the ball camera via electro-active plastic coil spring until the expansion of the active coil spring decreases a bit, which counteracts a further rotation of the ball camera. For a quick stop of the rotation you can also use small bristles 49 or place small sponge bodies between the hollow sphere and the sphere camera, these being free on one end and coupled with either the wall of the hollow sphere or the sphere on the other end.

Bei Verwendung von voll Kardanaufhängung 8, oder bei Varianten, wobei die Kugel-Kamera einfach in die Hohlsphäre lose steckt, sind keine Weiter-Schwingungen zu erwarten, sobald die gewünschte Positionierung erreicht ist und die aktiven Elektroaktive Kunststoff-Spiralfeder gleichmäßig mit Spannung versorgt werden. Weil die Kamera auch um die optische Achse 36 sich drehen kann, ist das Fotografieren bzw. Erzeugung von perfekten Bildern auch bei Schräghaltung des Träger-Geräts möglich. Das Bild wäre stets perfekt gerade, egal wie schräg man die Kamera hält. Über die Steuereinheit und natürlich Software-Unterstützung des Träger-Geräts kann für Videoaufnahmen automatisch der Kamera-Bildsensor so gedreht werden, dass Breitbild-Aufnahmen erfolgen. Bei Einzelbildaufnahme kann wenn gewünscht eine vertikale Ausrichtung der Fotoaufnahmen erfolgen.When using fully gimbal 8th , or in variants, where the ball camera is simply loose in the hollow sphere, no further oscillations are to be expected as soon as the desired positioning is achieved and the active electroactive plastic coil springs are supplied with uniform voltage. Because the camera is also around the optical axis 36 can rotate, the photographing or generation of perfect images even when tilting the carrier device is possible. The picture would always be perfectly straight, no matter how you tilt the camera. Using the control unit and, of course, software support for the carrier device, the camera image sensor can automatically be rotated to take widescreen pictures for video recordings. For single-frame shooting, if desired, the photos can be vertically aligned.

In die 6 ist eine Variante mit Elektroaktiven Kunststoff-Elementen, in Form von Bändern oder Streifen 33 dargestellt, wobei eine Schwenkung der Kugel-Kamera damit erreichbar ist. Hier sind Elektroaktive Kunststoff-Elemente eingebaut, die durch Spannung, sich Ausdehnen können und dadurch sich verformen, womit eine Schwenk-Bewegung der Kugel-Kamera bewirken. Diese verbinden die Kugel-Kamera mit der Hohlsphäre, wobei die Verbindung an die Kugel-Kamera tangential verläuft (ähnlich wie das menschliche Auge und seine Muskeln).In the 6 is a variant with electroactive plastic elements, in the form of ribbons or strips 33 represented, with a pivoting of the ball camera is thus achievable. Here are electro-active plastic elements installed, which can by tension, expand and thereby deform, causing a pivoting movement of the ball camera. These connect the sphere camera to the hollow sphere, with the connection tangent to the sphere camera (similar to the human eye and its muscles).

Bei einer Variante, die in der 7 dargestellt ist, wird das Material des optischen Fensters 17 des Kamera-Träger-Geräts, dass das Sehfeld des Bildsensors schützt, aus einem elektroaktiven, durchsichtigen Kunststoff 18 hergestellt, das in der Lage ist, elektrisch gesteuert sich auszudehnen, wobei der Rand aus einem nicht dehnbaren Ring 44 besteht. Weil die Ausdehnung durch den Ring begrenzt wird, wird vorübergehend eine Kuppe 19 nach außen bilden, in der die Kugelförmige Kamera sich hineinschlüpfen kann und dadurch den Blickwinkel deutlich erweitert, etwa, wenn das Träger-Gerät (z. B. das Mobiltelefon) auf dem Tisch liegt und man möchte aus diese Position den ganzen Raum fernüberwachen. Durch die Rotation der Kamera, und die Erzeugung der Kuppe 19, wäre das Blickfeld fast halbsphärisch zu überwachen. Mit einer Soundsteuerung, die mit dem Antrieb-System gekoppelt wäre, könnte die Kamera dann dort automatisch gerichtet werden, woher der Sound oder die Stimme kommt. Für diesen Fall müsste das Kamera-Träger-Gerät über einem Stereo-Mikrofon 28 oder Richtmikrofon verfügen, was bei Mobiltelefonen (Smartphone) auch der Fall ist. Eine elektronische Kopplung der beiden Systeme, also Audio- und optische Erfassungs-Systeme kann das Antriebs-System steuern. Dadurch kann die Bewegung der Kamera automatisiert werden, wobei diese genau in Richtung der Stimmen/Sound-Quelle für Bildaufnahme/Videoaufnahme gerichtet wird.In a variant that in the 7 is shown, the material of the optical window 17 of the camera-carrier device, which protects the visual field of the image sensor, from an electroactive, transparent plastic 18 made capable of being electrically controlled to expand, the edge being of a non-stretchable ring 44 consists. Because the expansion is limited by the ring, it temporarily becomes a dome 19 form outward, in which the spherical camera can slip into it, thereby significantly expanding the viewing angle, such as when the carrier device (eg the mobile phone) is on the table and one would like to monitor the whole room remotely from this position. By the rotation of the camera, and the generation of the dome 19 , the field of view would be monitored almost semi-spherically. With a sound control coupled to the drive system, the camera could then be automatically directed to where the sound or voice is coming from. In this case, the camera-carrier device would have to be over a stereo microphone 28 or directional microphone, which is also the case with mobile phones (smartphones). An electronic coupling of the two systems, ie audio and optical detection systems, can control the drive system. This will automate camera movement, directing it towards the voice / sound source for image capture / video capture.

Die drehbare Kugel-Kamera kann mit einer Rück-Stellfeder 20 oder einem Ruhe-Position-Dauermagnet 21, der einen Ferromagnet-Bereich oder Ferromagnet-Körper 22 (vorzugsweise Eisen oder Nickel) in einer Ruhe-Position anzieht, ausgestattet werden. Die Rück-Stell-Feder oder der Ruhe-Position-Dauermagnet sorgen dafür, dass bei Abschaltung der aktiven Drehung der Kugel-Kamera, eine bestimmte Rückstellkraft die Kugel-Kamera bis zu einer bestimmten Position dreht. Ein anderer Dauermagnet, der in die Hohlsphärenwand eingebaut ist, zieht den Ferromagnet-Körper oder den anderen Dauermagneten an, der in die Kugel-Kamera eingebaut ist (10).The rotatable ball camera can be equipped with a return spring 20 or a rest position permanent magnet 21 that has a ferromagnet area or ferromagnet body 22 (preferably iron or nickel) in a rest position, be equipped. The return actuator spring or the rest position permanent magnet ensures that when the active rotation of the ball camera is switched off, a certain restoring force turns the ball camera to a certain position. Another permanent magnet built into the hollow sphere wall attracts the ferromagnetic body or other permanent magnet incorporated into the ball camera ( 10 ).

Die elektrische und Signalübertragung von dem Sensor auf die Auswerte Einheit erfolgt durch dünne und extrem flexible Leitung 9, die idealerweise wie eine Feder geformt ist. Die feinen Signalleitungen sind ineinander verflochten, ähnlich wie die Leitungen einer magnetischen Spule in einem Lautsprecher Membran. Diese Methode hat sie sehr lange bewährt, um die Leitungen vor Schäden aufzubewahren. Es ist bekannt dass die Lautsprechermembran während ihr gesamtes „Leben” eine sehr hohe Anzahl von Schwingungen absolviert (mehrere hunderte Milliarden!!), wobei die Stromleitungen zwischen dem Gehäuse und der Lautsprecherspule unzählige Bewegungen und Schwingungen mitmachen, auch nach Jahren intakt bleiben. Die gleiche Technik könnte auch hier verwendet werden. Das würde eine langlebige einwandfreie Signal- und Stromübertragung zwischen dem Bildsensor und dem Träger-Gerät (z. B. einem Smartphone) trotz der Bewegung des Bildsensors gewährleisten. Wenn man eine längere Leitung verwendet, die fein verflochten ist, und die auch mehr oder weniger wie eine Feder spiralförmig geformt ist, kann eine nahezu vollständige Drehung des Bildsensoren und seiner optischen Elementen ermöglichen. Der Innendurchmesser der Hohlsphäre ist nur wenig größer als die Kugel, in der der Bildsensor und seine Begleitelemente eingebaut sind. Durch die Erzeugung von Drehmomenten über die Elektroaktive Kunststoff-Spiralfeder, kann man eine beliebige Drehung der Kugel-Kamera erreichen.The electrical and signal transmission from the sensor to the evaluation unit is made by thin and extremely flexible cable 9 which is ideally shaped like a spring. The fine signal lines are intertwined, much like the leads of a magnetic coil in a speaker membrane. This method has proven itself for a long time to protect the lines from damage. It is well-known that the loudspeaker membrane during its entire "life" undergoes a very high number of oscillations (several hundreds of billions !!), whereby the power lines between the housing and the loudspeaker coil undergo innumerable movements and oscillations, even after years remain intact. The same technique could be used here as well. This would ensure long-lasting, flawless signal and power transmission between the image sensor and the carrier device (eg, a smartphone) despite the movement of the image sensor. Using a longer conduit that is finely intertwined, and which is also more or less helically shaped like a spring, may allow for nearly complete rotation of the image sensor and its optical elements. The inner diameter of the hollow sphere is only slightly larger than the sphere in which the image sensor and its accompanying elements are installed. By generating torques over the electroactive plastic coil spring, one can achieve any rotation of the ball camera.

Ebenso die Beleuchtungselemente 23, egal ob diese im Spektrum des sichtbaren Lichts oder im Infrarot-Bereich Strahlung emittieren, können mit der Kamera mit bewegt werden. Das ermöglicht eine optimale Beleuchtung, dass die Bewegung des Blickfeldes der Kugel-Kamera verfolgt. Auch ein Blitzlicht, vorzugsweise eine starke Leuchtdiode in die Kamera-Kugel eingebaut, kann dafür verwendet werden (17).Likewise the lighting elements 23 Whether they emit radiation in the spectrum of visible light or in the infrared range, they can be moved with the camera. This allows optimal illumination that tracks the movement of the field of view of the ball camera. A flashlight, preferably a strong LED built into the camera ball, can also be used for this ( 17 ).

In die 4 ist eine Variante mit Elektroaktiven Kunststoff-Spiralfeder, die in einer Kardanaufhängung eingebaut sind, dargestellt. Die Spiralfeder sind Mikro-Elektroaktive Kunststoff-Elemente, die durch Spannung, schnell sich ausdehnen und damit eine Bewegung der Kamera-Gehäuse bewirken. Man kann die Kugel-Kamera in eine Voll-Kardan-Aufhängung 8 (Drei-Achsendrehfreiheit) oder Teil-Kardanaufhängung 13 mit nur zwei Drehachsen, anbringen, wobei die Drehachsen mit Elektroaktiven Kunststoff-Feder gekoppelt sind (5). Je nachdem welches davon aktiv ist, wird eine Schwenkung der Kugel-Kamera absolviert. Weil die Elektroaktive Kunststoff-Elemente unter Spannung nur in eine Richtung die Kugel-Kamera drehen können (und bei Abschalten zurückdrehen), sind für jede Achse mindestens zwei gegeneinander arbeitende Elektroaktive Kunststoff-Elemente notwendig, um eine aktive Schwenkung der Kugel-Kamera in die gewünschte Richtung zu erreichen. Wird einer davon aktiviert, wird die Kugel-Kamera in die Richtung auch gedreht, trotz der leichten Widerstand der gegenarbeitenden Spirale. Schaltet man die Elektroaktive Kunststoff-Spiralfeder ab, dreht sich die Kugel-Kamera wieder in Ausgangsposition zurück. Wird das andere Elektroaktive Kunststoff-Element aktiviert, dreht sich die Kugel-Kamera dann in die andere Richtung. Eine Steuerung sorgt dafür, dass die Aktivierung der Elektroaktiven Kunststoff-Elemente exakt erfolgt und die bestimmte Position der Kugelkamera auch hält.In the 4 is a variant with electroactive plastic coil spring, which are installed in a cardan suspension shown. The spiral spring are micro-electroactive plastic elements, which by tension, expand quickly and thus cause a movement of the camera housing. You can put the ball camera in a full-gimbal suspension 8th (Three-axis torsional freedom) or partial gimbal suspension 13 with only two axes of rotation, with the axes of rotation coupled with electroactive plastic spring ( 5 ). Depending on which of them is active, a swing of the ball camera is completed. Because the electro-active plastic elements can only rotate the ball camera in one direction (and turn it back when switched off), at least two mutually working electroactive plastic elements are required for each axis to actively pivot the ball camera into the desired position To reach direction. If one of them is activated, the Bullet Camera will be turned in the direction as well, despite the slight resistance of the counteracting spiral. If you switch off the electroactive plastic coil spring, the ball camera rotates back to its original position. When the other electroactive plastic element is activated, the ball camera will turn in the other direction. A controller ensures that the activation of the electro-active plastic elements takes place exactly and also keeps the specific position of the ball camera.

Die Variante mit Elektroaktive Kunststoff-Elemente ist zwar nicht für extrem schnelle Schwenkungen geeignet, ist allerdings ziemlich präzise steuerbar und arbeitet wartungsfrei und zuverlässig. Je dünner und kleiner die Elektroaktive Kunststoff-Spiralfeder/-Streifen sind, desto schneller die Reaktion ist und auch kleiner der Stromverbrauch. Das Aufrechterhalten einer Position der Kugel-Kamera wird durch ständige Spannungserhaltung, bzw. gesteuerten Stromfluss durch den bestimmten Elektroaktiven Kunststoff-Element erreicht. Erhöht sich die elektrische Spannung, wird gleichzeitig auch die Ausdehn-Effekt der Elektroaktiven Kunststoff-Spiralfeder erhöht, und dann ein stärkeres Drehmoment erzeugt. Diese Methode ist relativ einfach und funktioniert auch zuverlässig. Vor allem hier sind keine weitere Einbau-Maßnahmen notwendig: lediglich die Elektroaktive Kunststoff-Elemente (z. B. Elektroaktive Kunststoff-Spiralfeder auf die Drehachsen einbauen, mit Strom-Leitungen aus der Steuerung koppeln und fertig ist der Antrieb. Sobald Spannung auf die Elektroaktive Kunststoff-Elemente aufgebaut wird, werden sie mehr oder weniger ausgedehnt und mit einer Ausdehnung ein Drehmoment erzeugen. Weil diese spiralförmig geformt sind, wird dabei ein Drehmoment in der Mitte erzeugt, der eine Drehung der Kugel-Kamera bewerkstelligt (ähnlich wie bei den früheren einfachen Bimetall-Spiralfeder-Thermometern).Although the version with electro-active plastic elements is not suitable for extremely fast swiveling, it can be controlled quite precisely and is maintenance-free and reliable. The thinner and smaller the electro-active plastic coil springs / strips are, the faster the reaction is and also smaller the power consumption. The Maintaining a position of the ball camera is achieved by constant voltage maintenance, or controlled current flow through the particular electroactive plastic element. As the electrical voltage increases, the expansion effect of the electro-active plastic coil spring is also increased, producing more torque. This method is relatively simple and also works reliably. Above all, no further installation measures are necessary here: only the electro-active plastic elements (eg install electro-active plastic spiral spring on the rotary axes, connect with power lines from the control and the drive is ready As plastic elements are built up, they will expand more or less and generate torque with one expanse, because they are spiral-shaped, creating a torque in the middle that accomplishes a rotation of the ball-type camera (similar to the earlier simple ones) bimetallic coil spring thermometers).

Für eine 3D-Bilderfassung sind zwei solche Kameras und Systeme notwendig, die am besten in einem Abstand von aneinander gebaut sind (8).For a 3D image capture, two such cameras and systems are needed, which are best built at a distance from each other ( 8th ).

Bei alle Varianten, wird die Kamera wird wie ein Auge eines Menschen in einer Hohlsphäre eingebaut werden und auch mit einem Verfolgungs-Mechanismus ausgestattet werden, die über eine Software gesteuert wird, die erfasste Person oder Gesicht dann automatisch verfolgt.In all variants, the camera will be installed like an eye of a human in a hollow sphere and also be equipped with a tracking mechanism that is controlled by a software that then automatically tracks detected person or face.

Die Kamera kann so konzipiert werden, dass sie leicht aus dem Mobiltelefon oder Tablett-PC elektromagnetisch oder elektrisch angehoben wird, sodass sie ein bisschen herausschaut wenn das Gerät irgendwo liegen bleibt (9). Die Abdeck-Linse oder Kuppe oder ein durchsichtiger Hohlzylinder 24, in dem die Kamera 3 sich befindet, kann in diesem Fall leicht herausgefahren werden. Ideal wäre ein durchsichtiger Hohlzylinder mit kuppen förmigen Enden, die auch Blicklichtfenstern 17 für den Bildsensor sind. Der Hohlzylinder könnte mit einem ferromagnetischen Ring 25 in der Mitte ausgestattet werden, der durch eine außen statisch angebrachten Elektromagnetspule 26 angezogen wird, wobei der Hohlzylinder, je nachdem wie das Mobiltelefon liegt, angehoben wird, bzw. die Kamera nach vorne oder nach hinten herausfährt. Statt des ferromagnetischen Ringes, kann auch ein Dauermagnet oder Dauermagnetring 27 eingebaut, der sich dann so bewegt, je nachdem wie die Elektromagnetspule gepolt ist. Die Variante mit dem Dauermagneten ist einfacher herzustellen, weil dafür lediglich ein kleiner Magnet am Boden des Zylinders und eine Elektromagnetspule 26 darunter notwendig sind. Durch Magnetfeld-Wechselwirkung wird der Zylinder 24 nach oben geschoben oder angezogen, je nachdem wie die Spule gepolt wird. Die kuppen-förmigen Enden, sind natürlich durchsichtig und bilden je ein Fenster, durch die der Kamerasensor „herausschauen” kann. Durch die Kuppe entsteht kaum, bzw. eine leichte Verzerrung des Bildes, die berechenbar ist und Softwaremässig problemlos korrigierbar ist. Auch der Einsatz einer Korrekturlinse in das optische System des Bildsensors kann die Verzerrung aufheben.The camera can be designed to be easily lifted out of the cellphone or tablet PC electromagnetically or electrically, so it will look a bit out if the device stays in place ( 9 ). The cover lens or dome or a transparent hollow cylinder 24 in which the camera 3 is in this case can easily be moved out. Ideal would be a transparent hollow cylinder with dome-shaped ends, which also Blicklichtfenstern 17 for the image sensor. The hollow cylinder could be made with a ferromagnetic ring 25 be equipped in the middle, by an externally statically mounted electromagnetic coil 26 is tightened, the hollow cylinder, depending on how the mobile phone is raised or the camera moves forward or backward. Instead of the ferromagnetic ring, can also be a permanent magnet or permanent magnet ring 27 installed, which then moves, depending on how the electromagnetic coil is poled. The variant with the permanent magnet is easier to produce because only a small magnet at the bottom of the cylinder and an electromagnetic coil 26 under it are necessary. By magnetic field interaction, the cylinder 24 pushed up or tightened, depending on how the coil is poled. The dome-shaped ends, of course, are transparent and each form a window through which the camera sensor can "look out". Through the knoll hardly arises, or a slight distortion of the image, which is predictable and software moderately easily correctable. The use of a correction lens in the optical system of the image sensor can also cancel the distortion.

Die 10 zeigt eine Variante, die mit einem Schall-Quellen-Erfassungs-System ausgestattet ist. Hier wird ein Stereo-Mikrofon 28 benutzt, um eine Schall-Quelle 29 zu lokalisieren. Sobald das geschehen ist, wird über eine Steuerung, das Antriebs-System so gesteuert, dass die Kamera direkt dort gerichtet, wo auch die Schallquelle sich befindet. Das wäre praktisch, wenn man Videos aufnimmt und die aufgenommene Person auch spricht. Die Kamera würde in dem Fall die Schallquelle automatisch verfolgen.The 10 shows a variant that is equipped with a sound source detection system. Here is a stereo microphone 28 used to a sound source 29 to locate. Once this is done, the drive system is controlled via a control system that directs the camera right where the sound source is located. That would be handy if you record videos and the recorded person also speaks. The camera would automatically track the sound source in this case.

Die Verfolgung von beweglichen Objekten kann durch die Software des Träger-Geräts unterstützt werden. Auf dem Kontrollbildschirm des Träger-Geräts kann man per Finger-Touch ein Objekt markieren und das würde dann die Kamera automatisch stets verfolgen, egal wie es sich bewegt oder wie das Kamera Träger-Gerät gehalten wird. Allerdings die Hauptaufgabe erledigt das Antriebs-System, das die Drehung des Bildsensors ermöglicht.The tracking of moving objects can be supported by the software of the carrier device. On the control screen of the carrier device, one can mark an object by finger-touch and that would then automatically track the camera, no matter how it moves or how the camera carrier device is held. However, the main task is done by the drive system, which allows the rotation of the image sensor.

Bei Bildaufnahmen oder Videoaufnahmen mit herkömmlichen Mobiltelefone (Smartphone), merkt man, dass die Objekte, die sich am Rande befinden, oft leicht verzerrt sind. Das kommt davon, weil der Bildsensor flach gebaut ist und die Optik-Korrektur-Elemente, die das Problem beheben könnten, kaum Platz in einem Smartphone finden. Der Bildsensor sollte 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 (11). Für das Herstellungs-Verfahren von solche Konkav-Bildsensoren 30 kann eine kuppen förmige Mikro-Matte aus Plastik, die mit einem Memory-Effekt versehen ist, sehr gut verwendet werden. Sobald die Dotierung abgeschlossen ist, und die physikalische Festigkeit des Sensors erreicht ist, wird das kuppen-förmiges Plastikteil, sich wieder flach biegen und so von dem Sensor ablösen. Bei einer Variante wird der Bildsensor stets flexibel in die Kamera geformt. Durch eine spezielle elektrisch formbare Polymer-Schicht 48 und eine Steuerung dazu kann der Bildsensor, der mit dieser Schicht auf der Rückseite gekoppelt ist, stets verformt werden und somit an die Lichtverhältnisse angepasst werden. Auch eine Autofocus-Funktion wäre damit realisierbar. Somit müssten die optischen Elemente nicht allzu sehr bewegt werden, sondern der Bildsensor vielmehr seine Biegungsgrad ändern kann, bzw. flexibel gestaltet (11).When taking pictures or recording video using conventional mobile phones (smartphones), you notice that the objects that are on the edge are often slightly distorted. This is because the image sensor is built flat and the optics correction elements that could fix the problem barely find room in a smartphone. The image sensor should not necessarily be flat, but can be made slightly concave to better mimic the retina of the human eye. In this case, hardly any distortions of the image motif would be perceptible ( 11 ). For the manufacturing process of such concave image sensors 30 For example, a dome-shaped plastic micro-mat with a memory effect can be used very well. Once the doping is complete and the physical strength of the sensor is achieved, the dome-shaped plastic part will flex flat again and thus detach from the sensor. In one variant, the image sensor is always flexibly shaped into the camera. By a special electrically formable polymer layer 48 and a control to the image sensor, which is coupled to this layer on the back, always be deformed and thus adapted to the lighting conditions. An autofocus function would also be feasible. Thus, the optical elements would not have to be moved too much, but rather the image sensor can change its degree of bending, or flexibly design ( 11 ).

Auf der 12 ist eine Variante dargestellt worden, wobei das Stoppen der Kugel-Kamera in einer bestimmten Position über einen elektromagnetisch herausfahrbaren Stift 31 erfolgt. Sobald die gewünschte Position der Kugel-Kamera erreicht ist, soll diese dann auch in der Position sofort gestoppt und so gehalten werden. Das Stoppen kann durch einen kleinen Stift, der durch eine Elektromagnetspule 31 aus der Hohl-Sphärenwand in Richtung der Kugel-Kamera herausgefahren wird und diese dann stoppend berührt. On the 12 a variant has been shown, wherein the stopping of the ball camera in a certain position via an electromagnetically movable pen 31 he follows. Once the desired position of the ball camera is reached, it should then be stopped immediately in position and held so. Stopping can be done by a small pin that passes through an electromagnetic coil 31 is moved out of the hollow sphere wall in the direction of the ball camera and then touches them stop.

Die Kugel-Kamera muss nicht unbedingt komplett drehen, sondern es reicht für viele Anwendungen, nur eine leichte Schwenkung in zwei Achsen (zweidimensionale Bewegung – hoch, runter, rechts, links und damit auch jede beliebige Kombination zwischen diese vier Richtungen), die auf viele Wege erreicht werden kann. Wie ein Auge, wurden sie das Objekt verfolgen und damit scharfe Fotos immer schießen auch wenn Objekte sich bewegen würden. Baut man zwei solche Kugel-Kameras auf einem Träger-Gerät (z. B. Smartphone, Laptop, Tablett-PC, Webcam etc.) in einem kleinen Abstand voneinander, kann man Stereo-Bilder oder 3D-Aufnahmen erzielen.The ball camera does not necessarily have to turn completely, but it is sufficient for many applications, just a slight tilt in two axes (two-dimensional movement - up, down, right, left, and thus any combination between these four directions), on many Ways can be achieved. Like an eye, they would follow the object and always shoot sharp photos, even if objects were moving. If you build two such spherical cameras on a carrier device (eg smartphone, laptop, tablet PC, webcam, etc.) at a small distance from each other, you can achieve stereo images or 3D images.

Die 13 zeigt eine Variante, die in einem Smartphone eingebaut ist, wobei die Kugel-Kamera zusätzlich in der optischen Achse rotierbar ist. 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 Kugelkamera 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 kann eine einfache Schwerpunkt-Verlagerung nach unten oder ein kleines elektrisch bewegbares oder kippbares Gewicht 35 dienen, das in die Kugel-Kamera eingebaut ist, das die Kugelkamera stets so ausrichtet, dass die Bilder perfekt in vertikaler Lage aufgenommen werden. In dem Fall dass man Videos aufnehmen möchte, sobald im Videomodus eingeschaltet wird, wird das Gewichts-Stück 35 elektrisch um die optischen Achse 36 um 90° gedreht und dann kann man Videoaufnahmen machen wobei die Videoaufnahmen stets im horizontalen Lage erfolgen, auch beim Drehen der Smartphone in beliebige Richtung. Das Gewichtsstück kann ein Dauermagnet sein, der durch eine oder mehrere Elektromagneten 50, um 90° um die optische Achse versetzt wird. Der Elektromagnet 50 ist so angeordnet, dass er einen Pol in dem Bereich des Dauermagnets aufbaut und den anderen außerhalb, der keinen Einfluss mehr auf dem Dauermagneten hat (13a). Die Variante in der 13b 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 genau um 90° zu begrenzen. Beide Enden 53 des Elektromagnets 50 werden polarisiert und je nachdem wie der Stromfluss in die Spule 54 geregelt ist, wird die Magnetfeld-Orientierung erzeugt. Weil der Kern 52 dieses Elektromagnets aus Eisen besteht, sobald der Dauermagnet in eine Richtung angezogen wird, haftet er mit dem Eisenkern an einem Ende 53 und bleibt so, auch wenn der Elektromagnet abgeschaltet wird. Somit ist nur ein kleiner Stromimpuls notwendig, um die Schwenkung, bzw. Gewichtsverlagerung um 90° in die Kamera-Kugel zu erreichen. Wenn das Gewicht auf der anderen Seite verlagert werden soll, wird der Elektromagnet 50 durch eine geänderte Stromfluss umgepolt und somit erzeugt er Abstoßkräfte an der Haftstelle, wobei der Dauermagnet loslässt und sich in die anderen Richtung bewegt, bis er dann erneut haften bleibt, allerdings jetzt an den anderen pol. Ein Gegengewicht 51 ist zusätzlich und statisch in die Kugel-Kamera gegenüberliegend angebracht, sodass keine Gewichtsverlagerung wegen dem Elektromagneten, der auch statisch angebracht ist, stattfindet. Der Elektromagnet wird durch eine Steuerung 55 gesteuert, die entweder drin in das drehbare Gehäuse integriert ist oder außerhalb irgendwo im Mobiltelefon eingebaut ist. Die Gewichtsverlagerung verursacht also lediglich der Dauermagnet mit seinen Schwenk-Bewegungen. Dort wo er stehen bleibt, wird der Schwerpunkt verlagert und somit die Kugelkamera, die frei drehbar eingebaut ist, in dementsprechende Richtung durch die Erdanziehungskraft gedreht.The 13 shows a variant that is installed in a smartphone, the ball camera is also rotatable in the optical axis. This variant is interesting, because no matter how straight or oblique one holds the smartphone when taking pictures, always good even images are created when this function is activated. In video mode, the ball camera is rotated so that the images are perfectly horizontal, so you make no more mistakes with the different attitudes of the Smartphone with video or picture taking. For rotation, a simple center of gravity shift down or a small electrically movable or tilting weight 35 which is built into the ball camera, which always aligns the ball camera so that the images are perfectly recorded in a vertical position. In the case that you want to record videos when you turn on in video mode, the weight piece becomes 35 electrically around the optical axis 36 rotated by 90 ° and then you can make video recordings with the video always taken in a horizontal position, even when turning the smartphone in any direction. The weight piece may be a permanent magnet, which is connected by one or more electromagnets 50 is offset by 90 ° about the optical axis. The electromagnet 50 is arranged so that it builds one pole in the region of the permanent magnet and the other outside, which has no influence on the permanent magnet ( 13a ). The variant in the 13b is even more elegant. Here, the electromagnet is closer to the permanent magnet and its two ends are slightly bent to limit the movement of the permanent magnet by exactly 90 °. Both ends 53 of the electromagnet 50 are polarized and depending on how the current flows into the coil 54 is regulated, the magnetic field orientation is generated. Because the core 52 This electromagnet consists of iron, as soon as the permanent magnet is attracted in one direction, it adheres to the iron core at one end 53 and stays that way even when the solenoid is turned off. Thus, only a small current pulse is necessary to achieve the pivoting, or weight shift by 90 ° in the camera ball. When the weight on the other side is to be shifted, the electromagnet becomes 50 reversed by a changed current flow and thus it generates repulsive forces at the point of detention, wherein the permanent magnet releases and moves in the other direction until it then sticks again, but now to the other pole. A counterweight 51 is additionally and statically mounted in the ball camera opposite, so that no weight shift due to the electromagnet, which is also statically mounted takes place. The electromagnet is controlled by a controller 55 controlled either integrated into the rotatable housing or installed outside in the mobile phone. The weight shift thus causes only the permanent magnet with its pivoting movements. Where he stops, the center of gravity is shifted and thus the ball camera, which is freely rotatable, rotated in the corresponding direction by the gravitational force.

Die 14 und 15 zeigen einen Smartphone 37, bei dem die Kugel-Kamera 3 am Rand oder noch besser an einem seiner Ecke 38 eingebaut ist, wobei eine Drehung von vorne nach hinten eine über 180° Bild-Aufnahme ermöglicht. Der Erfassungswinkel kann über 300° betragen, wenn man bedenkt, dass die Kamera auch schräg nach unten, sowohl vorne, als auch hinten, gerichtet werden kann (wenn man z. B. das Smartphone senkrecht hält).The 14 and 15 show a smartphone 37 where the ball camera 3 on the edge or even better on one of its corners 38 is installed, with a rotation from front to back allows a more than 180 ° image recording. The detection angle can be over 300 °, considering that the camera can also be directed obliquely downwards, both front and back (if, for example, the smartphone is held vertically).

16 zeigt eine Variante, wobei eine Metall-Spirale mit einem elektroaktiven Polymer beschichtet ist. Die Metall-Spirale 43 wird durch das Anlegen einer Spannung an der elektroaktiven Polymer-Beschichtung 40 einseitig gedehnt und somit verformt, wobei ein Drehmoment in der Mitte erzeugt wird. Selbstverständlich ist das Metall der Spirale von der elektroaktiven Kunststoff-Schicht elektrisch durch einen Isolator 45 isoliert, weil sonst lediglich ein Kurzschluss erfolgen würde. Als Isolator-Schicht kann eine einfache Lack-Schicht verwendet werden. 16 shows a variant wherein a metal spiral is coated with an electroactive polymer. The metal spiral 43 is by applying a voltage to the electroactive polymer coating 40 stretched on one side and thus deformed, with a torque in the middle is generated. Of course, the metal of the spiral of the electroactive plastic layer is electrically through an insulator 45 isolated because otherwise only a short circuit would occur. As insulator layer, a simple paint layer can be used.

Die 17 zeigt den Einbau von Beleuchtungs-Elementen, vorzugsweise LED, die mit der Kamera direkt gekoppelt sind und mit der Kamera mit drehen. Das würde die Beleuchtung des Bildmotivs optimieren, weil jede Drehung der Kamera auch die Beleuchtung in der Richtung ausrichtet, was stets das Licht in dem Bildsensor optimal von dem Bildmotiv zurückreflektiert wird.The 17 shows the installation of lighting elements, preferably LED, which are directly coupled to the camera and rotate with the camera. This would optimize the lighting of the image, because each rotation of the camera also aligns the lighting in the direction that always is Light in the image sensor is optimally reflected back from the image motif.

Wie in der 18 dargestellt, können die elektroaktiven Polymer-Elemente 40, mit je eine Halbleiter-Diode 16 ausgestattet werden, die dann so angeordnet sind, dass bei eine Stromfluss ein Element unter Spannung steht und bei umgekehrter Stromfluss, das andere. Das hat den Vorteil, weil in dem Fall zwei elektroaktive Polymer-Elemente mit nur zwei, statt vier Leitungen gekoppelt sind. Alleine der Stromfluss-Umpolung bestimmt welches der Polymer-Elemente aktiviert wird.Like in the 18 As shown, the electroactive polymer elements 40 , each with a semiconductor diode 16 are arranged, which are then arranged so that when a current flow, one element is under voltage and reverse current flow, the other. This has the advantage that in that case two electroactive polymer elements are coupled with only two instead of four lines. Only the current flow Umpolung determines which of the polymer elements is activated.

Auf der 19 ist eine Variante dargestellt worden, bei der die Spirale aus zwei elektroaktiven Polymer-Schichten 40 besteht, die elektrisch auseinander durch eine Isolator-Schicht 45 getrennt sind. Die beiden breiten Flächen der Spirale, sowohl die Außenfläche 47, als auch die Innenfläche 46 bestehen hier aus elektroaktiven Polymere und werden separat von der Steuerung unter Spannung gesetzt. Wird die Außenfläche unter Spannung gesetzt, dann zieht sich die Spirale enger zusammen und dreht sich somit in deren Zentrum. Je nachdem wie lang die Spirale gebaut ist, erfolgt dementsprechend mehr oder weniger die Drehbewegung. Sobald die Innenfläche unter Spannung gesetzt wird, dann dehnt sich diese Fläche, wobei die Spirale sich auseinander breitet. Auch in diesem Fall erfolgt eine Drehbewegung in Zentrum der Spirale, jedoch in die entgegengesetzte Richtung, als vorher. Auch hier reichen zwei elektrische Leitungen voll aus, um beide Flächen der Spirale separat steuern zu können. Allerdings bedarf es wieder den Einbau von mindestens zwei Halbleiter-Dioden, die entgegengesetzt angeordnet mit je eine der Polymer-Schichten gekoppelt sind und dadurch den Spannungsaufbau für jede Schicht voneinander trennen, wie auf der 18b dargestellt.On the 19 a variant has been shown in which the spiral of two electroactive polymer layers 40 which is electrically separated by an insulator layer 45 are separated. The two broad faces of the spiral, both the outer surface 47 , as well as the inner surface 46 consist here of electroactive polymers and are set separately from the controller under tension. If the outer surface is put under tension, then the spiral contracts more closely and thus turns into its center. Depending on how long the spiral is built, is accordingly more or less the rotational movement. Once the inner surface is tensioned, this surface expands, causing the spiral to spread apart. Also in this case, a rotational movement takes place in the center of the spiral, but in the opposite direction, as before. Here, too, two electrical lines are sufficient to control both surfaces of the spiral separately. However, it requires again the installation of at least two semiconductor diodes, which are arranged opposite to each coupled to one of the polymer layers and thereby separate the stress build-up for each layer from each other, as on 18b shown.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Kamera-Sensor/BildsensorCamera sensor / image sensor
22
optische Begleitelementeoptical accompanying elements
33
kugelförmigen Gehäuse/Kugel-Kameraspherical housing / sphere camera
44
Hohlsphären-GehäuseHollow spheres housing
55
Elektroaktive Kunststoff-Spirale/SpiralfederElectro-active plastic spiral / spiral spring
66
Steuerungcontrol
77
Achsenaxes
88th
Kardan-AufhängungGimbal assembly
99
flexible Leitungflexible line
1010
Strom-Leitungen Stromleitung für Elektroaktive Kunststoff-SpiralfederPower lines Power line for electro-active plastic spiral spring
1111
Kamera-Träger-GehäuseCamera support housing
1212
Heizspirale/WedelHeating coil / Wedel
1313
vereinfachte Kardanaufhängung mit nur zwei Achsensimplified gimbal with only two axles
1414
Arm (Aufhängungs-Teil)Arm (suspension part)
1515
Drehgelenkswivel
1616
Halbleiterdiode (auch 16A und 16B)Semiconductor diode (also 16A and 16B )
1717
Lichtfensterlight window
1818
Elektroaktiver Kunststoff in das Plastik-FensterElectroactive plastic in the plastic window
1919
Kuppeknoll
2020
Rück-StellfederRe spring
2121
Ruhe-Position-DauermagnetRest position permanent magnet
2222
Ferromagnet-Bereich oder Ferromagnet-KörperFerromagnet area or ferromagnet body
2323
Beleuchtungselementelighting elements
2424
Hohlzylinderhollow cylinder
2525
ferromagnetischer Ringferromagnetic ring
2626
ElektromagnetspuleElectromagnetic coil
2727
DauermagnetringPermanent magnet ring
2828
Stereo-MikrofonStereo Microphone
2929
Schall-QuelleSound source
3030
Konkav-BildsensorenConcave image sensors
3131
Stiftpen
3232
Elektromagnetspule für den StiftElectromagnetic coil for the pen
3333
Elektroaktive Kunststoff-Elemente in Form von Bändern/StreifenElectroactive plastic elements in the form of ribbons / strips
3434
SignalverarbeitungseinheitSignal processing unit
3535
Gewichts-StückWeight piece
3636
optische Achseoptical axis
3737
Mobiltelefon/SmartphoneMobile phone / smartphone
3838
Eck des MobiltelefonsCorner of the mobile phone
3939
elektronischer Spannungsgeneratorelectronic voltage generator
4040
elektroaktive Polymer-Schichtelectroactive polymer layer
4141
Bi-Polymer-SpiraleBi-polymer spiral
4242
normaler Kunststoff-Beschichtungnormal plastic coating
4343
Metall-SpiraleMetal spiral
4444
nicht dehnbarer Ringnon-stretchable ring
4545
Isolatorinsulator
4646
Innenflächepalm
4747
Außenflächeouter surface
4848
Formänderbare SchichtShapeable layer
4949
Borstenbristles
5050
Elektromagnetelectromagnet
5151
Gegengewichtcounterweight
5252
Elektromagnet-KernElectromagnet core
5353
Elektromagnet-Kern-EndenElectromagnet core ends
5454
Elektromagnet-SpuleSolenoid coil
5555
Steuerung für den ElektromagnetenControl for the electromagnet

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • GB 2439346 [0009] GB 2439346 [0009]
  • JP 080272446 [0011] JP 080272446 [0011]

Claims (22)

Antriebs-System für ein Bild-Sensor und seine Optik-Begleitelemente eines Bild- oder Videoaufnahme-Geräts/Kamera-Träger-Geräts, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer frei innerhalb des Kamera-Träger-Geräts drehbaren Kamera, die vorzugsweise kugelförmig gebaut ist, gekoppelt ist, wobei das Antriebs-System aus mindestens – einem elektroaktiven Polymer-/Kunststoff-Element, das unter Spannung eine Ausdehnung absolviert und dadurch einen Drehmoment erzeugt, das in Form eines Drahtes, eines Streifens oder eines Bandes gebaut ist und das mit einem Ende tangential mit der frei drehbaren Kamera und mit dem anderen Ende mit dem Träger-Gerät gekoppelt ist, – eine Auswerteeinheit oder Steuerung, die das elektroaktive Kunststoff-Element unter elektrischen Spannung/Strom setzt und dadurch ihn aktiv ausdehnt, besteht.Drive system for an image sensor and its optical accompanying elements of an image or video recording device / camera-carrier device, characterized in that it is rotatable with a freely rotatable within the camera-carrier device camera, which is preferably spherical is coupled, wherein the drive system of at least - an electroactive polymer / plastic element, which undergoes an expansion under tension and thereby generates a torque that is constructed in the form of a wire, a strip or a band and that with a End is tangentially coupled to the freely rotatable camera and with the other end to the carrier device, - an evaluation unit or controller that sets the electroactive plastic element under electrical tension / current and thereby actively expands him is. Antriebs-System für ein Bild-Sensor und seine Optik-Begleitelemente eines Bild- oder Videoaufnahme-Geräts/Kamera-Träger-Geräts, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer frei innerhalb eines Kamera-Träger-Geräts beweglichen Kamera, die vorzugsweise kugelförmig gebaut ist, gekoppelt ist, wobei das Antriebs-System aus mindestens – einem Antriebselement, das in Form eines Bandes, das wie eine Spirale/Spiralfeder gebaut ist, das mit einem Ende mit der frei drehbaren Kamera und mit dem anderen Ende mit dem Kamera-Träger-Gerät gekoppelt ist, das aus mindestens zwei Schichten besteht, wobei eine Schicht die Außenfläche und die andere die Innenfläche der Spirale bildet, wobei mindestens eine davon eine elektroaktive Polymer-/Kunststoff-Schicht ist, das unter Spannung eine Ausdehnung absolviert und dadurch einen Drehmoment erzeugt, – Stromleitungen, die mit der elektroaktiven Polymer-Beschichtung gekoppelt sind und diese mit Strom versorgen, – eine Auswerteeinheit oder Steuerung, die die Schicht aus elektroaktiven Kunststoff/Polymer unter Spannung setzt und dadurch diese aktiv ausdehnt, besteht.Drive system for an image sensor and its optical accompanying elements of an image or video recording device / camera-carrier device, characterized in that it is with a freely movable within a camera-carrier device camera, which is preferably constructed spherical , wherein the drive system comprises at least one drive element, which is constructed in the form of a band, which is constructed like a spiral / spiral spring, with one end with the freely rotatable camera and with the other end with the camera carrier Device is composed of at least two layers, wherein one layer forms the outer surface and the other, the inner surface of the spiral, at least one of which is an electroactive polymer / plastic layer, which undergoes an expansion under tension and thereby generates a torque , - power lines which are coupled to the electroactive polymer coating and supply them with power, - an evaluation unit or Steueru ng, which sets the layer of electroactive plastic / polymer under tension and thereby expands them actively exists. Antriebs-System für ein Bild-Sensor und seine Optik-Begleitelemente eines Bild- oder Videoaufnahme-Geräts/Kamera-Träger-Geräts, nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebs-Element in Form einer Spirale/Spiralfeder, aus Metall oder Legierung besteht, wobei auf einer Seite/Fläche mit einem elektroaktiven Polymer/Kunststoff behaftet ist, gebaut ist.Drive system for an image sensor and its optical accompanying elements of an image or video recording device / camera-carrier device, according to claim 2, characterized in that the drive element in the form of a spiral / coil spring, made of metal or alloy consists, wherein on one side / surface is afflicted with an electroactive polymer / plastic built. Antriebs-System für ein Bild-Sensor und seine Optik-Begleitelemente eines Bild- oder Videoaufnahme-Geräts, nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall/Legierung in die Spiralfeder elektrisch von der elektroaktiven Polymer-Beschichtung isoliert ist.Drive system for an image sensor and its optical accompanying elements of an image or video recording device, according to claim 3, characterized in that the metal / alloy in the coil spring is electrically isolated from the electroactive polymer coating. Antriebs-System für ein Bild-Sensor und seine Optik-Begleitelemente eines Bild- oder Videoaufnahme-Geräts/Kamera-Träger-Geräts, nach einem der Patentansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spirale lediglich aus zwei elektroaktive Polymer-Schichten, die separat elektrisch steuerbar sind und einer Isolations-Schicht dazwischen, die elektrisch die Polymer-Schichten von einander trennt, besteht.Drive system for an image sensor and its optical accompanying elements of an image or video recording device / camera-carrier device, according to one of the claims 2 to 4, characterized in that the spiral consists only of two electroactive polymer layers, the electrically controllable separately and an insulating layer therebetween electrically separating the polymer layers from each other. Antriebs-System für ein Bild-Sensor und seine Optik-Begleitelemente eines Bild- oder Videoaufnahme-Geräts, nach Patentanspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierung aus einer Lackschicht besteht.Drive system for an image sensor and its optical accompanying elements of an image or video recording device, according to claim 4 or 5, characterized in that the insulation consists of a lacquer layer. Antriebs-System für ein Bild-Sensor und seine Optik-Begleitelemente eines Bild- oder Videoaufnahme-Geräts/Kamera-Träger-Geräts nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bild-Sensor und seine Optik-Begleitelemente in einem separatem Gehäuse eingebaut ist, die vorzugsweise kugelförmig gebaut ist und innerhalb des Kamera-Träger-Geräts drehbar ist, das in einer Hohlsphäre mit Lichtfenstern platziert ist, die Bestandteil des Gehäuse des Kamera-Träger-Geräts ist.Drive system for an image sensor and its optical accompanying elements of an image or video recording device / camera carrier device according to one of the preceding claims, characterized in that the image sensor and its optical accompanying elements in a separate housing installed which is preferably spherical in shape and is rotatable within the camera-carrier device, which is placed in a hollow sphere with light windows that is part of the housing of the camera-carrier device. Antriebs-System für ein Bild-Sensor und seine Optik-Begleitelemente eines Bild- oder Videoaufnahme-Geräts/Kamera-Träger-Geräts nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Elektroaktive Kunststoff-Spiralfedern eingebaut sind, die so angeordnet sind, dass sie die Kamera in verschiedene Achsen drehen können.Drive system for an image sensor and its optical accompanying elements of an image or video recording device / camera carrier device according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of electroactive plastic coil springs are arranged, which are arranged so that they can turn the camera in different axes. Antriebs-System für ein Bild-Sensor und seine Optik-Begleitelemente eines Bild- oder Videoaufnahme-Geräts/Kamera-Träger-Geräts nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass pro Drehachse mindestens zwei gegeneinander arbeitende Elektroaktive Kunststoff-Elemente, vorzugsweise elektroaktive Polymer-Spiralfedern eingebaut sind, die separat mit Spannung versorgt sind.Drive system for an image sensor and its optical accompanying elements of an image or video recording device / camera carrier device according to one of the preceding claims, characterized in that at least two mutually working electroactive plastic elements, preferably electroactive polymer per axis of rotation Spiral springs are installed, which are supplied separately with voltage. Antriebs-System für ein Bild-Sensor und seine Optik-Begleitelemente eines Bild- oder Videoaufnahme-Geräts/Kamera-Träger-Geräts nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Beleuchtungselemente, im sichtbaren Licht-Spektrum oder im Infrarot-Bereich, mit der drehbaren Kamera integriert sind und mit bewegbar sind.Drive system for an image sensor and its optical accompanying elements of an image or video recording device / camera-carrier device according to one of the preceding claims, characterized in that one or more lighting elements, in the visible light spectrum or in the Infrared area, are integrated with the rotatable camera and are movable with. Antriebs-System für ein Bild-Sensor und seine Optik-Begleitelemente eines Bild- oder Videoaufnahme-Geräts/Kamera-Träger-Geräts nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stoppen der drehbaren Bild-Sensors und seine Optik-Elemente in einer bestimmten Position über einen in die Hohlsphäre eingebauten elektromagnetisch herausfahrbaren Stift, der die Kamera berührt und am Weiterdrehen hindert, erfolgt.Drive system for an image sensor and its optical accompanying elements of an image or video recording device / camera carrier device according to one of the preceding claims, characterized in that the stopping of the rotatable image sensor and its optical elements in one certain position via an incorporated into the hollow sphere electromagnetically herausfahrbaren pin that touches the camera and prevents further rotation takes place. Antriebs-System für ein Bild-Sensor und seine Optik-Begleitelemente eines Bild- oder Videoaufnahme-Geräts/Kamera-Träger-Geräts nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System zweifach vorhanden ist und für eine 3D-Bilderfassung konzipiert ist.Drive system for an image sensor and its optical accompanying elements of an image or video recording device / camera carrier device according to one of the preceding claims, characterized in that the system is duplicated and is designed for 3D image acquisition. Antriebs-System für ein Bild-Sensor und seine Optik-Begleitelemente eines Bild- oder Videoaufnahme-Geräts/Kamera-Träger-Geräts nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera aus dem Kamera-Träger-Gerät elektromagnetisch oder durch weitere elektroaktive Kunststoff-Elemente leicht herausfahrbar ist.Drive system for an image sensor and its optical accompanying elements of an image or video recording device / camera-carrier device according to one of the preceding claims, characterized in that the camera from the camera-carrier device electromagnetically or by further electroactive Plastic elements are easily removable. Antriebs-System für ein Bild-Sensor und seine Optik-Begleitelemente eines Bild- oder Videoaufnahme-Geräts/Kamera-Träger-Geräts nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, die Auswerteeinheit oder die Steuerung mit einem Schall-Quellen-Erfassungs-System gekoppelt ist und durch die dementsprechende Steuerung der elektroaktiven Polymere, die Kamera in Schall-Quelle-Richtung dreht.Drive system for an image sensor and its optical accompanying elements of an image or video recording device / camera-carrier device according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation unit or the controller coupled to a sound source detection system is and by the corresponding control of the electroactive polymers, the camera rotates in the sound source direction. Antriebs-System für ein Bild-Sensor und seine Optik-Begleitelemente eines Bild- oder Videoaufnahme-Geräts/Kamera-Träger-Geräts nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera in einer Kardanaufhängung angebracht ist, an deren Achsen mindestens je eine Elektroaktive Kunststoff-Spiralfeder eingebaut ist.Drive system for an image sensor and its optical accompanying elements of an image or video recording device / camera-carrier device according to any one of the preceding claims, characterized in that the camera is mounted in a gimbal on whose axes at least one each Electro-active plastic coil spring is installed. Antriebs-System für ein Bild-Sensor und seine Optik-Begleitelemente eines Bild- oder Videoaufnahme-Geräts/Kamera-Träger-Geräts nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera gesteuert innerhalb des Träger-Geräts in die optische Achse rotierbar ist.Drive system for an image sensor and its optical accompanying elements of an image or video recording device / camera-carrier device according to one of the preceding claims, characterized in that the camera is controlled rotatable within the carrier device in the optical axis , Antriebs-System für ein Bild-Sensor und seine Optik-Begleitelemente eines Bild- oder Videoaufnahme-Geräts/Kamera-Träger-Geräts nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Feder, die mit der drehbaren Gehäuse des Bild-Sensors mit der Optik-Elemente und der Hohlsphäre gekoppelt ist, als Rückstellefeder eingebaut ist.Drive system for an image sensor and its optical accompanying elements of an image or video recording device / camera carrier device according to any one of the preceding claims, characterized in that a spring, which with the rotatable housing of the image sensor with the Optics elements and the hollow sphere is coupled, as a return spring is installed. Antriebs-System für ein Bild-Sensor und seine Optik-Begleitelemente eines Bild- oder Videoaufnahme-Geräts/Kamera-Träger-Geräts nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera am Rande oder am Eck des Kamera-Träger-Geräts eingebaut ist, wobei ein Rundum-Sichtwinkel-Bereich aus der Perspektive des Bildsensors zu Verfügung steht (15).Drive system for an image sensor and its optical accompanying elements of an image or video recording device / camera-carrier device according to one of the preceding claims, characterized in that the camera is installed at the edge or at the corner of the camera-carrier device is, with an all-round viewing angle range from the perspective of the image sensor is available ( 15 ). Antriebs-System für ein Bild-Sensor und seine Optik-Begleitelemente eines Bild- oder Videoaufnahme-Geräts nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera lediglich auf einer Achse drehbar ist mit zwei Bildmotiv-Erfassungs-Hauptpositionen von 0° und 180°, wobei 0° für Bild-/Video-Aufnahmen aus der Vorderseite und 180° für Bild-/Video-Aufnahmen aus der Rückseite des Kamera Träger-Geräts bedeutet.Drive system for an image sensor and its optical accompanying elements of an image or video recording device according to any one of the preceding claims, characterized in that the camera is rotatable only on an axis with two image-subject detection main positions of 0 ° and 180 ° °, where 0 ° stands for picture / video recording from the front and 180 ° for picture / video recording from the back of the camera carrier. Antriebs-System für ein Bild-Sensor und seine Optik-Begleitelemente eines Bild- oder Videoaufnahme-Geräts/Kamera-Träger-Geräts nach Patentanspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera weitere Bildmotiv-Erfassungs-Zwischen-Positionen von 0° bis 180° einnehmen kann.Drive system for an image sensor and its optical accompanying elements of an image or video recording device / camera carrier device according to claim 19, characterized in that the camera further image motif detection intermediate positions from 0 ° to 180 ° can take. Antriebs-System für ein Bild-Sensor und seine Optik-Begleitelemente eines Bild- oder Videoaufnahme-Geräts/Kamera-Träger-Geräts nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildsensor der Kamera nicht flach, sondern vielmehr konkav gebaut ist.Drive system for an image sensor and its optical accompanying elements of an image or video recording device / camera-carrier device according to one of the preceding claims, characterized in that the image sensor of the camera is not flat, but rather concave. Antriebs-System für ein Bild-Sensor und seine Optik-Begleitelemente eines Bild- oder Videoaufnahme-Geräts/Kamera-Träger-Geräts nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektroaktiven Polymer-/Kunststoff-Elemente mit Halbleiter-Dioden gekoppelt sind, die einen Strom abhängig von der Stromflussrichtung auf einen bestimmten Polymer-/Kunststoff-Element umleiten.Drive system for an image sensor and its optical accompanying elements of an image or video recording device / camera carrier device according to one of the preceding claims, characterized in that the electroactive polymer / plastic elements are coupled to semiconductor diodes , which redirect a current depending on the current flow direction to a specific polymer / plastic element.
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08272446A (en) 1995-03-28 1996-10-18 Sony Corp Object figure controller
US5946127A (en) * 1997-05-12 1999-08-31 Minolta Co., Ltd. Image pickup apparatus capable of automatically tracking object
US6734914B1 (en) * 1993-12-28 2004-05-11 Canon Kabushiki Kaisha Image recording unit and camera permitting 360° rotation
JP2006293007A (en) * 2005-04-11 2006-10-26 Olympus Corp Optical device and digital camera
GB2439346A (en) 2006-06-19 2007-12-27 Carel Van Der Walt Optical sensor gimbal
US20090161240A1 (en) * 2007-12-25 2009-06-25 Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. Rotatable camera module
GB2458905A (en) * 2008-04-01 2009-10-07 Johnson Electric Sa Omni-directional camera system
US7612953B2 (en) * 2007-10-05 2009-11-03 Sony Corporation Optical element module and image pickup device
US20100060778A1 (en) * 2008-09-10 2010-03-11 Sony Corporation Lens driver and image pickup apparatus
US20120038815A1 (en) * 2010-08-16 2012-02-16 Sony Corporation Driving unit, lens module, and image pickup device
JP2014153690A (en) * 2013-02-14 2014-08-25 Alps Electric Co Ltd Lens driving device

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3178600A (en) 1960-01-25 1965-04-13 Thompson Ramo Wooldridge Inc Motor structure including spherical windings
US3260475A (en) 1960-06-17 1966-07-12 Bendix Corp Space vehicle directing apparatus
EP0526774B1 (en) 1991-07-31 1996-03-20 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Electric motor having a spherical rotor and its application apparatus
US5280225A (en) 1992-04-20 1994-01-18 Motorola, Inc. Method and apparatus for multi-axis rotational motion
JP3832338B2 (en) 2001-12-25 2006-10-11 松下電工株式会社 Electrostrictive polymer actuator

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6734914B1 (en) * 1993-12-28 2004-05-11 Canon Kabushiki Kaisha Image recording unit and camera permitting 360° rotation
JPH08272446A (en) 1995-03-28 1996-10-18 Sony Corp Object figure controller
US5946127A (en) * 1997-05-12 1999-08-31 Minolta Co., Ltd. Image pickup apparatus capable of automatically tracking object
JP2006293007A (en) * 2005-04-11 2006-10-26 Olympus Corp Optical device and digital camera
GB2439346A (en) 2006-06-19 2007-12-27 Carel Van Der Walt Optical sensor gimbal
US7612953B2 (en) * 2007-10-05 2009-11-03 Sony Corporation Optical element module and image pickup device
US20090161240A1 (en) * 2007-12-25 2009-06-25 Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. Rotatable camera module
GB2458905A (en) * 2008-04-01 2009-10-07 Johnson Electric Sa Omni-directional camera system
US20100060778A1 (en) * 2008-09-10 2010-03-11 Sony Corporation Lens driver and image pickup apparatus
US20120038815A1 (en) * 2010-08-16 2012-02-16 Sony Corporation Driving unit, lens module, and image pickup device
JP2014153690A (en) * 2013-02-14 2014-08-25 Alps Electric Co Ltd Lens driving device

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