[发明专利]移动相机的光圈结构

说明书

技术领域

本发明大体上涉及数码相机领域，特别是小型数码相机。特 别地，本发明关于移动相机的光圈调整。

背景技术

现如今的移动相机，例如数码相机和移动电话相机是非常普 遍的。当移动相机和其他移动设备例如移动电话、手表、MP3播 放器或掌上电脑整合到一起时，移动相机的尺寸扮演着很重要的 角色。相机的尺寸可以通过减小相机部件如镜头、快门、光圈结 构(有时快门和光圈结合在一起，称为光圈快门)和图象传感器 的尺寸来减小。相机部件越小，相机就越小，最终产品也就越小。 同样，在移动相机设备中，相机部件的简易性、可靠性和功耗也 是非常重要的因素。

为了达到小型化，将部件数量减到最小或是限制它们的可调 节性同样很普遍。这些解决方法通常都是在整体尺寸和获得的图 象质量间寻求折衷，或是导致可用性范围减少。

本发明致力于改进相机部件，特别是光圈结构。相机的光圈 是用于控制到达胶片或数码传感器的光量。光圈意味着镜头开口 的直径。光圈直径越大，到达胶片/数码传感器的光越多。光圈用 F-数表示，F-数(或f/值)越小，镜头开口(光圈)越大。

光圈尺寸影响景深。小的光圈(大f-值，如图1A中f/22)增 加了远距离物体的锐度，或者换句话来说增加了景深，即表示图 片中从前景到后景更多的元素变得可以锐利的聚焦。这对于照片 可以产生明显的深度感，将观看者带入图片中。众所周知，小光 圈特别适用于大多数的风景照片。

大光圈(小的f-值，如f/4)的效果如图1B所示。大光圈产 生了浅的景深，即意味着图象中锐聚焦的区域很小。众所周知， 小光圈特别是用于孤立图片中的对象而将背景和其他干扰元素排 除出聚焦范围。大光圈一些有益的应用包括人像以及野生动物的 特写。

总的来说，由于光圈数的增加(光圈尺寸变小)，未聚焦的 光线会变得锐利。

可调整光圈的传统的现有技术的装置的分解视图如图2所示。 现有技术的装置包括复杂的翅片机构，其需要一个致动装置如步 进电机来运转(部件数量通常超过10片)。如图2A-2D所示， 翅片结构可以通过致动装置运转以达到需要的光圈尺寸。

但是，现有技术的光圈装置存在一些问题。首先，它们非常 复杂以致于有损坏或卡住的风险。其次，现有技术的光圈的形状 不是完全的圆形，这会影响到图象变形。另外，通过传统的方法 不能够轻易的减小现有技术的光圈的重量和尺寸。此外，由于光 圈结构的复杂程度，现有技术光圈装置的制造非常复杂以及耗时。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中光圈装置的相关问题。 特别地，本发明的目的是减小现有技术光圈的复杂程度和尺寸， 简化制造工艺以及提供一种圆形和最小功耗的可充分、无极地调 整的光圈。

本发明的目的通过独立权利要求中所述的特征来达到。特别 是，本发明的目的通过以下的可调整的光圈结构来达到。该可调 整的光圈结构包括至少两个电极，一个向电极提供电压以在电极 之间产生电场的电路，用电活性材料制成、基本位于电极之间的 中间单元，其中中间单元的形状通过所述电路在所述电极之间产 生的电场而改变，从而调整光圈。

本发明涉及如权利要求1的用于相机的可调整光圈结构。

另外，本发明涉及如权利要求8的包括可调整光圈结构的移 动相机。

此外，本发明涉及如权利要求13的相机中光圈的调整方法。

本发明同样涉及如权利要求18的可变形的电活性材料在相机 的可调整光圈结构中的应用。

本发明的实施方式将由几个运动机件(其通常用于构成可调 整的孔)实现的现有技术机械结构，改成一个没有运动机件和内 置传感性能的元件。因此系统的复杂程度会显著降低，尺寸也变 的更小。

本发明的光圈(结构)一个重要的部分就是中间单元。没有 单独的运动机件的中间单元能够膨胀和收缩中心的光圈。发明的 一个优点就是基于对位于电极之间的电活性材料例如介电材料或 是电致伸缩聚合物的利用。供给电压可以在电极之间产生电场， 从而对电活性材料“挤压”使其变形，导致膨胀和/或收缩。光圈 尺寸通过工作电路由工作电压来控制，通过电路的电容或电阻来 测量。因此，通过内置传感性能而实现非常简单的应用。