CN103104792A - 仿生摄像头、驱动仿生摄像头的偏置方法、及媒体终端 - Google Patents

Abstract

本发明涉及摄像头的技术领域，公开了一种仿生摄像头、驱动该仿生摄像头的偏置方法以及包括该仿生摄像头的媒体终端，仿生摄像头包括底座、外罩、拍摄组件，外罩与底座连接形成一封闭空间，摄像头还包括弹性件以及环绕于拍摄组件、且均匀设置的多个电磁装置，拍摄组件包括图像传感器与磁受体，磁受体于至少一个电磁装置的电磁力的驱动下，使图像传感器于封闭空间中摆动至一稳定拍摄方位。本实施例中的仿生摄像头，利用磁受体与电磁装置之间的磁力作用，可以使得弹性件顶端上的图像传感器朝任意角度摆动，从而可以对任意角度的图像进行摄取，其结构简单，控制成本低，其可以通过电磁装置的通电情况，以达到任意角度图像的摄取。

Description

仿生摄像头、驱动仿生摄像头的偏置方法、及媒体终端

技术领域

本发明涉及摄像头的技术领域，尤其涉及仿生摄像头、驱动该仿生摄像头的偏置方法、及包括该仿生摄像头的媒体终端。

背景技术

现有技术中，多媒体电子设备、机器人及远程监控等设备一般设置有摄像头，摄像头中包括用于摄像的图像传感器。

然而这些设备中，摄像头的图像传感器都是相对静止的，其不会朝任意方向摆动，摄像头则只能摄取静止的图像，不便于获取动态实景图像。当用户需要摄取动态图像时，一般情况下，则是将摄像头连接在转动设备上，依靠转动设备使得摄像头转动，或者利用人工转动整个摄像头，从而使得拍摄方位有所转动。

当需要转动视野拍摄图像时候，必须通过转动整个摄像头，甚至整个设备，特别是对于笨重的电视机来说，更是难以操作。

另一方面，为了获得动态图像，图像传感器不能对任意角度的图像进行摄取，也难以达到真正获取动态图像的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种仿生摄像头，旨在解决现有技术中的摄像头的拍摄角度难于灵活受控偏转，难以获取多角度图像的问题。

本发明是这样实现的，一种仿生摄像头，包括底座、外罩、与底座电性连接的拍摄组件，所述外罩与底座连接形成一封闭空间，所述摄像头还包括一端与所述底座连接，另一端与所述拍摄组件连接的弹性件以及围绕于所述拍摄组件、且均匀设置的多个电磁装置，所述拍摄组件包括图像传感器与磁受体，所述磁受体于至少一个所述电磁装置的电磁力的驱动下，使所述图像传感器于所述封闭空间中摆动至一稳定拍摄方位。

本发明还提供了驱动上述仿生摄像头拍摄偏置的方法，包括：

输入目标拍摄方位相对于所述拍摄组件参考方位的偏置方向角度α以及偏置位置角度β；

根据所述的偏置方向角度α选择两组电磁装置作为驱动电磁装置；

根据所述的偏置位置角度β，计算所述两组电磁装置的驱动电流大小；

根据所述驱动电流大小分别给予所述两组电磁装置驱动电流，所述磁受体受所述两组电磁装置的电磁力，使所述拍摄组件偏置所述目标拍摄方位。

本发明还提供了一种媒体终端，其包括上述的仿生摄像头以及接受所述仿生摄像头控制指令且根据该指令控制所述仿生摄像头的拍摄组件偏置至一拍摄方位的控制装置。

与现有技术相比，本实施例中的仿生摄像头，利用磁受体与电磁装置之间的磁力作用，可以使得设置在拍摄组件上的图像传感器朝任意角度摆动，从而可以实现对任意角度的图像进行摄取，其结构简单，成本低，其可以通过电磁装置的通电控制，以达到任意角度图像的摄取。

在上面的偏置方法中，用户只需要输入目标拍摄体相对于拍摄组件的偏置方向角度α以及偏置位置角度β，则可以选定两个驱动电磁装置，以及该两驱动电磁装置中的电流大小，进而使得拍摄组件偏置至所述的拍摄方位，操作控制简单。

包括上述的仿生摄像头的媒体终端，其可以受控拍摄到任意方位的目标拍摄体，从而可以满足实际拍摄需求。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的仿生摄像头的示意图；

图2是本图1中仿生摄像头的受力分析图；

图3是本发明实施例二提供的仿生摄像头的示意图；

图4是本发明实施例三提供的仿生摄像头的示意图；

图5是本发明实施例四提供的驱动仿生摄像头的偏置方法的流程示意图一；

图6是图5中摄像头偏置方向角度偏置方向角度α及偏置位置角度β的示意图；

图7是本发明实施例五提供的驱动仿生摄像头的偏置方法的流程示意图二；

图8是本发明实施例六提供的驱动仿生摄像头的偏置方法的原理分析图一；

图9是本发明实施例六提供的驱动仿生摄像头的偏置方法的原理分析图二；

图10是本发明实施例七提供的媒体终端的框架结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体附图对本发明的实现进行详细的描述。

实施例一

如图1~2所示，为本发明提供的一较佳实施例。

本发明提供的仿生摄像头1是一种眼球仿生摄像头，其可以应用在机器人、远程监控摄像及虚拟现实等领域中。

参照图1，本发明提供的仿生摄像头1包括底座18以及设置在底座18上的外罩11，所述外罩11一端开口，这样，当外罩11连接在底座18上后，其开口抵接固定在底座18上端面上，从而，外罩11与底座18之间形成了封闭空间12，也就是底座18与外罩11连接形成了封闭空间12。

封闭空间12中设有可以自由摆动的弹性件14，该弹性件14呈朝外罩11顶端延伸状，其一端连接底座18，另一端的顶端连接有拍摄组件，该拍摄组件电性连接底座18，所述拍摄组件包括用于摄像的图像传感器16以及磁受体15，该磁受体15在磁场中被磁化，受到磁力作用，当磁受体15受到某一方向的磁力作用时，弹性件14则会向该方位摆动，从而使得图像传感器16摆动至该方位，实现对特定方向场景图像的摄取。这里磁受体15指的是在磁场中能受磁力影响的材料制成特定形状的物体，可以是永磁体也可以是容易磁化的铁、钴、镍等材料制成的铁芯装置，在本发明采用铁芯装置为佳，因为铁芯装置没有固定极性。

上述的外罩11外周围或者拍摄组件外周相间设置有多个电磁装置17，该多个电磁装置17环绕外周布置，且放置在底座18上，其可以通电而产生磁场，从而利用电磁装置17产生的磁场，使磁受体15被磁化，拍摄组件的磁受体15受磁力作用，以使图像传感器16实现在封闭空间12中摆动。当然，所述电磁装置17不一定设置在底座而设置在其它拍摄组件外周位置，例如设置在外罩11外周并与电子设备连接的位置，这里不作限制。

各组电磁装置17电性并联，且分别设有独立驱动端口，通过所述的驱动端口可单独给予所述电磁装置17驱动电流。

上述中的电磁装置17产生磁场的强度受其通电电流的影响，电流越大，磁场强度则越大，电流越小，磁场强度则越小，从而通过控制输入电磁装置17中电流的大小，可以控制弹性件14摆动角度的大小，以达到控制拍摄组件中图像传感器16对任意角度图像的摄取。

本实施例中，仿生摄像头1利用磁受体15与设置在外罩11外周的多个电磁装置17的磁力作用，使得图像传感器16可以朝任意方位摆动，从而实现对任意角度视野图像的摄取，其不需要外部转动设备的辅助，结构简单，成本低，且图像传感器16的摆动角度完全可以由通过电磁装置17中的电流大小来控制，较佳实现摄像头对任意角度图像摄取的目的。

上述的底座18呈方形或者圆形，当然，其形状可以多样化，也可以是其它形状；外罩11呈球状，根据实际需要，外罩11也可以设计为椭球等其它形状。外罩11为导光材料制成的，且外形呈球状，其外表面上可设置有增加光通透的光学膜，优选地所述的光学膜还采用具有隐蔽内部机件的功能的光学膜，使得光容易透入，但难透出，在外部环境并无法观察内部机件转动。

本实施例中，弹性件14为偏置弹簧，即难被压缩，容易偏转的弹性元件，当然，也可以是弹性片、弹性钢丝以及其它可以偏转、难以被压缩的弹性件14，例如紧密弹圈弹簧等。弹性件14中可内置导线，该导线分别电性连接在图像传感器和底座18上，从而使得图像传感器16和底座18电性连接；当然所述的图像传感器16和底座18也可以通过导线直接连接。

具体地，外罩11形成的封闭空间12中可以是真空空间，也可以充入惰性气体，或者充入液体。在封闭空间12中充入惰性气体或液体，是为了增加摄像头的稳定性，避免图像传感器16抖动对摄像效果造成较大影响。可以根据封闭空间12中的填充物的密度大小，对弹性件14的弹性系数进行相对应设计则可。

本实施例中，优选的，磁受体15为包裹在图像传感器16外的钢质外框，其设置在图像传感器16的外周，包裹着图像传感器16，对图像传感器16形成电磁屏蔽。当然，也可以是其它金属材料支撑的外框，只要所述的磁受体15能在磁场中被磁化，所述的拍摄组件能在磁场能较好受到电磁力驱动而转动偏置则可以。

本实施例中，电磁装置17的数量为四个，该四个电磁装置17布置在底座18上，环绕外罩11的外周布置，当然，根据需要，可以均匀布置，也可以不均匀布置或者其他数目，本实施例中，该四个电磁装置17是四个均匀布置的电磁铁装置。

为了便于对四个电磁装置17的描述，该四个电磁装置17分别命名为第一电磁装置171、第二电磁装置172、第三电磁装置173以及第四电磁装置174。

参照图2，假如给第一电磁装置171一驱动电流，其它电磁装置17不通电流，这样，磁受体15则只受第一电磁力的磁力作用，并根据磁力的大小，朝第一电磁装置171的方向摆动，当磁力与弹性件14的弹性力达到平衡时，则维持在一偏置角度上，也就是图像传感器16的图像摄取角度。

当然，如果给予多个电磁装置17通电流，例如图2中，第一电磁装置171以及第二电磁装置172分别通电流，第一电磁装置171对磁受体15产生的磁力为F1，第二电磁装置172对磁受体15产生的磁力为F3，且弹性件14对磁受体15产生的弹性力为F2，拍摄组件的重力为G，这样，当F1、F2、F3及G达到平衡时，图像传感器16偏置的角度则为图像传感器16的摄取角度。

如图2所示，拍摄组件则为偏向左侧的方向，这样，通过对四个电磁装置17的任意组合或单个电磁装置17通以不同电压或电流，则可以控制拍摄组件的受力均衡，从而可以使得图像传感器16在不同受力驱动下，实现千变万化的摄取角度，类似于眼球的转动。

在本实施例中，通过四组电磁铁驱动该仿生摄像头的转动偏置，只要给予其中的至少一电磁装置17驱动电流，由于弹性件弹力、拍摄组件重力与电磁力的受力平衡，即能驱动摄像头的拍摄组件在一个方位上偏转稳定，进而维持一特定的拍摄角度。

参照图1，为了防止图像传感器16在磁力的作用下，摆动过大的角度，并且拍摄组件偏转后，能迅速静止，本实施例中，外罩11内表面上设置有凸台13，该凸台13环状设置，且环绕外罩11内中部设置，当然，凸台13的位置高度低于弹性件14的自然状态高度，也就是说，该凸台13的位置为图像传感器16向下摆动至与屏幕所在平面平行的位置为佳，当图像传感器16摆动至该位置上时，其直接抵接在凸台13上。

实施例二

如图3所示，为本发明提供的另一较佳实施例。

本实施例与实施例一的区别在于：本实施例中，拍摄组件呈球体状，当然也可以呈椭球体状，图像传感器16位于球体或椭球体的上端部，相对应地，磁受体15则位于球体或椭球体的下端部，也就是磁受体15与图像传感器16之间分隔设置。由于磁受体15一般为容易被磁化的金属材质，并且自身密度较大，重量较重，使得摄像组件的重心偏移，类似于不倒翁。当然，磁受体15可以是钢质材料，也可以是其它可以于磁场中被磁化，进而受磁力吸引的合金材料。

上述的封闭空间12中充填了液体，拍摄组件在液体的浮力作用下，悬浮在液体中间，抵消或者减弱了拍摄组件重力的影响，在不同电磁力的驱动下，能方便形成千变万化的拍摄方位偏置。

本实施例中，拍摄组件的外形设置与外罩11外形相仿，其上端抵接在外罩11的内表面上，这样，在工作状态下，图像传感器16抵接在外罩11的内表面上，避免液体造成图像传感器16光线折射影响。

在本实施例中弹性件14可选用弹性系数较小的弹簧，其作用在于起连接固定作用，防止拍摄组件转动角度过大。

在本实施例中，在拍摄组件封闭空间12中充入液体，能达到增加摄像头拍摄组件在转动偏置过程中的稳定性，避免摄像拍摄组件抖动，抵消或者减弱了拍摄组件重力的影响，提高控制拍摄组件偏转的准确度，从而提高摄像与拍摄效果。

实施例三

如图4所示，为本发明提供仿生摄像头1的另一较佳实施例。

本实施例与实施例一的区别在于：本实施例中，在所述的拍摄组件下端部上设置有开口凹槽22，该凹槽22的内壁呈圆滑弧面状。底座18上连接有支撑柱20，该支撑柱20的下端连接在底座18上，上端向上延伸至凹槽22内，且支撑柱20的顶部设有圆滑接触端，该圆滑接触端抵接在凹槽22内壁上，在凹槽22的内壁上设置有润滑油，这样，所述的拍摄组件则可以在支撑柱20支撑下灵活转动。

本实施例中，底座18和拍摄组件之间设有多个弹性件14，该多个弹性件14环绕支撑柱20相间布置。另外，弹性件14一般选有弹性阻尼较小的细弹簧，理想状态下，当拍摄组件置中位置平衡时，各个弹性件14处于自由状态。一般情况下，多组弹性件的设置的数量与方位与多个电磁装置的对应设置为佳，即在每组电磁装置的方向设置一组弹性件。

本实施例中，优选地，上述的圆滑接触端包括设置在支撑柱顶端的滚珠21，该滚珠21嵌入在支撑柱20的顶端，且可以在支撑柱20的上端滚动，类似于圆珠笔上的滚珠设置。

在拍摄组件中的磁受体15受到电磁装置的电磁力作用时，拍摄组件则相对电磁力方向偏置，当然，滚珠21与凹槽22内壁的接触位置也相应发生变化。

在本实施例子中，通过支撑柱20连接支撑拍摄组件，具有转动偏转的控制更可靠，更稳定的技术效果。

实施例四

本实施例在于提供上述实施例一、实施例二以及实施例三的仿生摄像头1的驱动方法，请参照图5与图6。

1）在步骤Ｓ101中、输入目标拍摄方位相对于拍摄组件的图像传感器16的偏置方向角度α及偏置位置角度β。在本发明中，所述偏置方向角度α指的是拍摄组件在水平方向以X轴为参考轴的偏转方向角，所述偏置位置角度β指的是拍摄组件在垂直方向以Z轴为参考轴的偏转角度。如图6所示，单位矢量T表示摄像头中拍摄组件的拍摄方向，左图为实施例子一与实施例二所述摄像头中，所述偏置方向角度α及偏置位置角度β的示意图，右图为实施例三所述摄像头中，所述偏置方向角度α及偏置位置角度β的示意图。所述图6右图中，T’表示单位矢量T平移后的拍摄方向，右图T’与左图T的单位矢量表示摄像头的偏置方向角度α及偏置位置角度β一致，可一同通过所述偏置方向角度α及偏置位置角度β描述拍摄组件的偏置。

2）在步骤Ｓ102中、根据上述的偏置方向角度α，选择两组电磁装置作为驱动电磁装置，这里由于在底座四周四个方向分别设置有电磁装置，可以通过驱动两个电磁装置，通过两个电磁装置对拍摄组件的电磁力大小配置，可以使拍摄组件在所述两个电磁装置之间的位置平衡，这里选择与偏置方向角度α所在方向相邻的两组电磁装置作为驱动电磁装置。例如图6中，当α落在X轴负方向与Y轴负方向的范围内，则选择X轴负方向与Y轴负方向的电磁装置作为驱动电磁装置。

3）在步骤Ｓ103中、根据上述的偏置方向角度α及偏置位置角度β，计算所述两电磁装置的驱动电流的大小。这里所述驱动电流的大小计算需要建立驱动电流的计算模型来获取，例如建立驱动电流与拍摄组件所受电磁力的关系模型，以及拍摄组件偏转角度与弹性部件反偏转弹力的关系模型，并根据所述的关系模型计算驱动电流的大小。详细计算过程请参照实施例五与实施例六。

4）在步骤Ｓ104中、根据步骤Ｓ103中算得的驱动电流，分别给予两组驱动电磁装置驱动电流，磁受体则会受到该两组驱动电磁装置的电磁力，从而使得拍摄组件偏置到上述目标拍摄方位。

优选地，在步骤Ｓ104中，分别给予两组电磁装置渐变至计算输入值的驱动电流，例如驱动电流从0渐变至步骤S103中算得的驱动电流，使得拍摄组件能受从小至均衡值的平滑电磁力受力，避免拍摄组件抖动进而造成图像抖动。

在本实施例子中，由于在摄像头的四个方位分别设置有电磁装置，根据输入的拍摄方位需求，例如偏置方向角度及偏置位置角度，只要选择其中两组电磁装置给予合适的驱动电流，即能完成拍摄组件在需求拍摄方位上进行拍摄，控制简单，可靠。

实施例五

在实施例四的基础上，本实施例在于提供一种优选的仿生摄像头1的驱动方法，请参照图1~图7。

针对实施例四提到的驱动电流的计算过程，本实施例通过预建立所述多组拍摄目标方位的偏置方向角度α、偏置位置角度β与驱动电流的对应关系，通过“查表法”获取两组电磁装置对应的驱动电流。在实施例中，所述偏置方向角度α指的是拍摄组件在水平方向偏转方向角，所述偏置位置角度β指的是拍摄组件在垂直方向偏转角度。

请参照图7，为所述仿生摄像头1的驱动方法的驱动电流大小获取过程的进一步细化描述：

在步骤S1031中，预定义多组拍摄目标方位的偏置方向角度α及偏置位置角度β，所述多组拍摄目标方位的偏置方向角度α及偏置位置角度β的设置，为拍摄组件相对于外罩对应均匀分布的多个位置，使得拍摄组件的每个偏置位置有明显的拍摄方位差别，并且没有拍摄死角。

在步骤S1032，预建立多组所述拍摄方位的偏置方向角度α、偏置位置角度β与驱动电流的对应关系，该对应关系通过实验测量确定，并以特定的数据格式存储在的数据存储装置中，例如存储于电子设备媒体终端的存储器中，当然也可以在摄像头内部设置数据存储装置存储所述的对应关系的数据。在拍摄中，拍摄组件被驱动转动偏转时，通过该对应关系可以根据拍摄方位偏置方向角度、偏置位置角度唯一确定两组驱动电磁装置的驱动电流大小。

在步骤S1033中，根据上述的偏置方向角度、偏置位置角度与所述对应关系，获取两组电磁装置的驱动电流的大小。即根据步骤S1032中描述的对应关系，通过“查表法”获取所述的驱动电流大小。

上述的方法在于通过预建立所述多组拍摄方位偏置方向角度、偏置位置角度与驱动电流的对应关系，通过查表法，获取两电磁装置的驱动电流大小，可以驱动拍摄组件中的图像传感器在预定义的多组拍摄方位偏置方向角度及偏置位置角度下的转动偏置，控制方法简单、可靠。

实施例六

在实施例四的基础上，本实施例提供一种优选的仿生摄像头1的驱动方法，参照图1~图9。

针对实施例四提到的驱动电流的计算过程，本实施例通过建立仿生摄像头的拍摄组件19在电磁力的驱动下偏转的物理受力模型，通过该模型计算驱动电流的大小，达到控制所述摄像头的拍摄组件19在任意角度下偏置，使得摄像头能在任意角度下拍摄。

与实施例五提到的确定两组电磁装置作为给予电流的驱动电磁装置一致，通过选择与偏置方向角度α所在方向相邻的两组电磁装置17作为驱动电磁装置，例如，如图8，当α落在∠AOB的范围内，则选择A、B方向的电磁装置作为驱动电磁装置。

在本实施例中，主要说明所述两组电磁装置驱动电流大小的计算过程。请继续参照图7、图8。计算所述两组电磁装置的驱动电流大小的步骤包括：

1）建立拍摄组件19所受电磁力与电磁装置17驱动电流大小x的关系模型F(x)；

2）建立弹性件14的偏置方向角度α、偏置位置角度β与拍摄组件所受弹力的关系模型S(α,β)；在本发明中，所述偏置方向角度α指的是拍摄组件19在水平方向偏转方向角（以X轴负方向为参考），所述偏置位置角度β指的是拍摄组件19在垂直方向偏转角度（以Z轴方向为参考）。

3)根据关系模型F(x)与关系模型S(α,β)，对拍摄组件19在目标偏转位置的受力平衡时，对拍摄组件19进行受力分析，并根据受力分析方程计算电磁力的大小，进而计算驱动电流的大小。

参照图9，图9表示X轴与Z轴相交平面上的受力示意图，Y轴未有标示出来。根据受力推导，如图，在该X轴与Z轴相交平面上，第一电磁装置171对所述的拍摄组件19的电磁力为F₁，第三电磁装置173对所述的拍摄组件19的电磁力为F₃。当拍摄组件19位于中间，或者偏转较小时候，可以认为电磁力F₁与F₃的与X轴的角度相等，并且为c。分别对F₁与F₃在X轴与Z轴方向分解，则有：

Fx=(F₃-F₁)*cos c，Fz₁=(F₃+F₁)*sin c

同理，在该Y轴与Z轴相交平面上，设第二电磁装置172对拍摄组件19的电磁力为F₂，第四电磁装置174对拍摄组件19的电磁力为F₄，则有：

Fy=(F₄-F₂)*cos c，Fz₂=(F₄+F₂)*sin c

上述中，Fx、Fy、Fz分别表示拍摄组件19在X轴、Y轴、Z轴所受的电磁力。

参照图8，在电磁力合力的作用下，拍摄组件19发生偏置，由于受到Fz与重力G的作用，拍摄组件19在Z方向（即垂直方向）偏转了β角度，在X轴与Y轴的平面（即水平方向）上由于拍摄组件19受到Fz、Fy的作用，拍摄组件19偏转了α角度。

则tanα=Fx/Fy

Fz=Fz₁+Fz₂+G=(F₁+F₂+F₃+F₄)*sin c+G

且有电磁装置17的电磁力F(x)的计算公式为：F(x)=(μ*s)/(2kf²*δ²)*(NI)²

μ是真空磁导率，μ=4π×10⁷；s是磁路截面积；δ是气隙长度（即电磁装置17与磁受体15的距离参数）；kf是漏磁系数（磁载系数）；N是线圈匝数。

实验室中测定弹性件14偏置摆动弹力与偏置方向角度α、偏置位置角度β的关系：Ft=S(α,β)，具体如下：

Ft=S(α,β)，其中，Ft是弹性件14偏置后对拍摄组件产生的弹力，其函数关系Ft=S(α,β)可以实验室测定，α是弹性件14的偏置方向角度，β是弹性件14的偏置位置角度。由于在Z方向，弹簧的弹力主要受到β角度的影响，进而可以进一步简化关系式S(β)=Fz=(F₁+F₂+F₃+F₄)*sin c+G。

从而导出：tanα=Fx/Fy，S(β)=(F₁+F₂+F₃+F₄)*sin c+G。

根据前述实施例描述，或者从上述tanα＝Fx/Fy也可以看出，分别在第一电磁装置171、第二电磁装置172、第三电磁装置173以及第四电磁装置174中选择两组与α方向角度一致的电磁装置通予电流，即能控制偏置方向角度α，也就是只要两个电磁装置17通电流，则可实现图像传感器16的偏置角度控制。假定给予第一电磁装置171与第三电磁装置173予驱动电流，则

tanα=F₁/F₃

S(β)=(F₁+F₃)*sin c+G

上述中的∠OAM与器件本身设置有关，并且，在图像传感器16角度偏置很小时，可以认为c=∠OAM，为器件设置常数。当偏置方向已知的情况下，tanα、S(β)、sin c是已知值。上述的方程式组中F₁、F₃有唯一的解，并且容易计算F₁、F₃的值大小。

且F(x)=(μ*s)/(2kf²*δ²)*(NI)²，即电磁力与电流的平方呈正比关系，这样，两个电磁装置17的驱动电流则有对应的解值。

上述中的推导是建立在拍摄组件只有微小偏移的理想模型。该理想模型适用于第三实施例描述的仿生摄像头，或者第一实施例与第二实施例描述的仿生摄像头拍摄组件只有微小偏移的状态。请参照图4与图6右图，在第三实施例描述的仿生摄像头中，由于拍摄组件是在支撑柱顶端转动，拍摄组件在转动偏置的状态下，磁受体与电磁装置的距离没有发生实质变化，其每个方向的受力c角度也没有发生实质变化，c角度可以理想化为不变的角度。

在当第一实施例与第二实施例描述的仿生摄像头拍摄组件偏置位置角度β较大时，请继续参照图8，此时：

根据圆周角定理：一条弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半，图8中O为圆心，β为1/2的圆心角，∠NAM为弧NM所对的圆周角，故有：

∠NAM=β，即c=β+∠OAM

S(β)=(F₁+F₃)*sin(β+∠OAM)+G

结合tanα＝F₁/F₃，由于∠OAM为器件常数，β为输入的参数，同理可解方程组计算F₁、F₂的大小，进而对应计算驱动电流的大小。

上述中的推导是建立在拍摄组件只有微小偏移或者∠NAM=（或约等于）β的理想模型，在应用中并不排除可在该模型下对推导与计算过程做一些调整与修正。在该模型下，只要输入偏转值α,β，能唯一确定给予两组驱动电磁装置的驱动电流大小的唯一解。

本实施例子在于建立摄像头1拍摄组件19在电磁力的驱动下偏转的物理受力模型，通过该模型计算驱动电流的大小，达到控制所述的电磁装置17在任意角度下偏置拍摄，控制简单，较为精准，并且能控制拍摄组件19在任意角度偏转拍摄。

实施例七

请参照图10，本发明还提供了媒体终端4，所述媒体终端4包括了上述实施例中的仿生摄像头1，以及控制装置2，该控制装置2可以接收遥控装置3的控制指令，并且根据该指令控制仿生摄像头1的拍摄组件偏置到一拍摄方位。

也就是仿生摄像头1的偏置由控制装置控制操作，这样，用户只需在遥控装置3中输入所需的偏置角度指令则可，例如通过方向按键输入所述的指令。

进一步，为了增强操作的简易性，提高交互体验，所述仿生摄像头1的偏置可受手势的控制，例如控制装置2采用图像处理技术，识别用户伸出的手掌方向，当用户手掌往左时，控制所述仿生摄像头1往左偏转拍摄，当用户伸出的手掌方向向右时，控制所述仿生摄像头1往右偏转拍摄等。

本实施例提供的媒体终端4具有可转动拍摄的仿生摄像头1，该摄像头1的拍摄方位可以通过遥控装置3或者通过手掌进行控制，当用户需要一特定拍摄方位角度时候，无需转动整个摄像头1、或者整个媒体终端4，只要通过遥控器或者手势控制所述的仿生摄像头1的拍摄组件转动拍摄即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种仿生摄像头，包括底座、外罩、与底座电性连接的拍摄组件，所述外罩与底座连接形成一封闭空间，其特征在于，所述摄像头还包括一端与所述底座连接，另一端与所述拍摄组件连接的弹性件以及围绕于所述拍摄组件、且均匀设置的多个电磁装置，所述拍摄组件包括图像传感器与磁受体，所述磁受体在至少一个所述电磁装置的电磁力的驱动下使所述拍摄组件在所述封闭空间中偏置至一拍摄位置。

2.如权利要求1所述的仿生摄像头，其特征在于，所述封闭空间为真空或填充惰性气体或填充液体。

3.如权利要求1所述的仿生摄像头，其特征在于，所述弹性件内置有导线，所述导线分别电性连接于所述图像传感器与所述底座。

4.如权利要求1所述的仿生摄像头，其特征在于，所述拍摄组件环绕设置有四组所述电磁装置，且置于所述底座上，所述电磁装置包括电磁铁，各个所述电磁装置电性并联，且分别设置有独立驱动端口。

5.如权利要求1所述的仿生摄像头，其特征在于，所述弹性件为偏置弹簧、弹性片或弹性钢丝。

6.如权利要求1所述的仿生摄像头，其特征在于，所述外罩为导光材料制成，且外罩外表面设置有光学膜，外形呈球状。

7.如权利要求1所述的仿生摄像头，其特征在于，所述外罩内中部设有朝内凸出且供所述图像传感器抵接的凸台，多个所述凸台呈环绕状布置。

8.如权利要求1~7任一项所述的仿生摄像头，其特征在于，所述磁受体为包裹于所述图像传感器外的外框。

9.如权利要求1~7任一项所述的仿生摄像头，其特征在于，所述拍摄组件外形呈球体或者椭球体，所述图像传感器置于所述球体或者椭球体的上端部，所述磁受体设于所述球体或者椭球体的下端部。

10.如权利要求1~7任一项所述的的仿生摄像头，其特征在于，所述拍摄组件下端部设置有开口凹槽，所述凹槽内壁呈弧面状，所述底座上连接有支撑柱，所述支撑柱上端向上延伸至所述凹槽内，且所述支撑柱顶部设有抵接于所述凹槽内壁的圆滑接触端。

11.如权利要求10所述的仿生摄像头，其特征在于，所述支撑柱顶部设置有嵌设于所述支撑柱顶端的滚珠，形成圆滑接触端，所述圆滑接触端嵌入所述的凹槽中，并能在所述凹槽中灵活转动。

12.如权利要求10所述的仿生摄像头，其特征在于，环绕所述支撑柱外周、所述拍摄组件与所述底座之间设有多组所述弹性件，所述多组弹性件相间布置。

13.一种驱动如权利要求1至12任一项的所述仿生摄像头拍摄偏置的方法，包括：

输入目标拍摄方位相对于所述拍摄组件参考方位的偏置方向角度α以及偏置位置角度β；

根据所述的偏置方向角度α选择两组电磁装置作为驱动电磁装置；

根据所述的偏置方向角度α与偏置位置角度β，确定所述两组电磁装置的驱动电流大小；

根据所述驱动电流大小分别给予所述两组电磁装置驱动电流，所述磁受体受所述两组电磁装置的电磁力，并驱使所述拍摄组件偏置为所述目标拍摄体方位。

14.如权利要求13所述驱动仿生摄像头拍摄偏置的方法，其特征在于，所述根据所述的偏置方向角度α选择两组电磁装置作为驱动电磁装置步骤包括：选择与所述偏置方向角度α所在方向相邻的两组电磁装置作为所述驱动电磁装置。

15.如权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述根据所述的偏置方向角度α与偏置位置角度β，确定所述两组电磁装置的驱动电流大小的步骤包括：

建立所述拍摄组件所受电磁力与所述电磁装置驱动电流大小x的关系模型F(x)；

建立所述弹性件的偏置位置角度β与弹力的关系模型S(β)；

根据关系模型F(x)及S(β)，在受力平衡下对拍摄组件进行受力分析，并根据受力分析方程计算电磁力的大小，进而计算驱动电流的大小。

16.如权利要求13所述驱动仿生摄像头拍摄偏置的方法，其特征在于，根据所述的偏置方向角度α与偏置位置角度β，确定所述两组电磁装置的驱动电流大小步骤包括：

预定义多组拍摄目标体方位的偏置方向角度α与偏置位置角度β；

建立所述多组拍摄方位偏置方向角度α、偏置位置角度β与驱动电流的对应关系；

根据上述的偏置方向角度α与偏置位置角度β与所述驱动电流的对应关系，获取的两组电磁装置的驱动电流的大小。

17.如权利要求16所述驱动仿生摄像头拍摄偏置的方法，其特征在于，偏置方向角度α与偏置位置角度β与驱动电流的对应关系根据实验测定，并且以特定数据结构形式存储于数据存储装置中。

18.如权利要求13所述驱动仿生摄像头拍摄偏置的方法，其特征在于，所述根据所述驱动电流大小分别给予所述两组电磁装置驱动电流步骤中，包括

分别给予所述两组电磁装置从小渐变至计算输入值的驱动电流，使得拍摄组件能受到从小至均衡值的平滑驱动力。

19.一种媒体终端，其特征在于，所述的媒体终端包括如权利要求1至12任一项所述的仿生摄像头，并且还包括用于接收仿生摄像头的控制指令且根据该控制指令控制所述仿生摄像头的拍摄组件偏置至目标拍摄方位的控制装置。

20.如权利要求19所述的媒体终端，其特征在于，

所述控制装置采用图像处理技术，识别用户伸出的手掌方向，根据用户手掌方向控制所述仿生摄像头的转动至对应的偏置拍摄方位；

或者

所述控制装置接收用户通过遥控装置发送的控制指令，并根据所述的控制指令控制所述仿生摄像头的转动至对应的偏置拍摄方位。

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