CN104255015A - 具有可旋转摄像头的移动电子装置 - Google Patents

Abstract

一种移动电子装置，其包括：处理器，所述处理器用于控制所述移动电子装置的运行；以及前置显示屏，所述前置显示屏耦接到所述处理器并且布置在所述移动电子装置的前侧上。所述移动电子装置还包括：可机械旋转摄像头，所述摄像头可围绕旋转轴旋转并且用于围绕所述旋转轴捕获图像，并且所述摄像头耦接到所述处理器上；以及旋转电机，所述旋转电机耦接到所述可旋转摄像头上，用以使所述可机械旋转摄像头发生机械旋转，并且所述旋转电机耦接到所述处理器上，并且其中所述处理器用于通过控制使所述可机械旋转摄像头发生机械旋转的所述旋转电机而控制所述可机械旋转摄像头的旋转取向。

Description

具有可旋转摄像头的移动电子装置

技术领域

本发明涉及移动电子装置，其包括可旋转摄像头模块。

背景技术

智能移动电子装置在消费市场上变得越来越流行。随着摄像头移动电子装置的广泛使用，人们越来越频繁地使用他们的移动电子装置来捕获图像。在传统的摄像头移动电子装置中，摄像头镜头或固定到终端上或相对于终端旋转。当摄像头镜头相对于终端旋转时，用户通常直接使用他们的手指来旋转摄像头镜头的外壳。这使得摄像头镜头模块的使用的效率较低，并且由于用户力度控制不精准，这可能会在可旋转摄像头上造成不当的或者过度的力。另外，如果用手指进行旋转的话，那么摄像头镜头的表面经常会被灰尘或外来物质污染。如果透过污染的镜头来拍摄某一对象的图片，那么所拍摄的图片是模糊的或不清楚的。此外，由于许多现代的智能移动电子装置都装配有两个摄像头，一个面向用户，另一个背向用户，面向用户的这个摄像头通常与背向用户的那个摄像头是相对着的，它的质量较差，这是因为将两个高质量的摄像头放置在同一个移动电子装置中过于昂贵。

在当前的移动装置中，主要的摄像头通常定位于装置的背面，并且如果还存在第二个摄像头的话，那么它紧靠显示屏定位。这种布局遵从于传统的摄影术，拍摄位置也是如此，并且用户体验与传统摄影的类似。

摄像头手机为摄像头的使用创造了新的方式并且提出了新的要求。照片通常是在一只手握持的情况下迅速容易且在移动的状态下拍摄的。摄像头拍摄的当前位置源自于对光学取景器的使用，而光学取景器已不再存在。

相应地，需要一种具有改进的摄像头镜头模块的便携式通信设备。

发明内容

在这种背景下，本发明的一个目标是提供一种具有改进的可旋转摄像头功能的移动电子装置，所述装置允许用户能够使用相同的高质量的摄像头在移动电子装置的前侧和后侧捕获图像，这使得所述移动电子装置比较便宜，并且同时提供了增强功能性方面的改进的可能性。

这一目标的实现方式是提供一种移动电子装置，所述装置包括：处理器，其用于控制所述移动电子装置的运行；前置显示屏，其耦接到所述处理器并且布置在所述移动电子装置的前侧上；耦接到所述处理器的取向传感器，所述取向传感器用于检测移动电子装置的取向；可机械旋转摄像头，当所述可机械旋转摄像头处于前置位置时，所述可机械旋转摄像头用于捕获面向所述装置前侧的对象的图像，并且当所述可机械旋转摄像头处于后置位置时，所述可机械旋转摄像头用于捕获面向与所述装置的前侧相对的后侧的对象的图像，并且所述可机械旋转摄像头耦接到所述处理器并用于捕获图像；以及旋转电机，其耦接到所述可旋转摄像头上，以使所述可机械旋转摄像头发生机械旋转，并且所述旋转电机耦接到所述处理器上，并且所述处理器用于基于取向传感器感测到的取向并使用控制电机来控制所述可机械旋转摄像头的旋转取向，所述旋转电机用于使所述可机械旋转摄像头发生机械旋转。

通过提供耦接到可机械旋转摄像头上的旋转电机，所述旋转电机用于由移动电子装置的处理器来控制所述摄像头的取向，以使得可能存在全新系列来对所述摄像头进行取向，从而改进人体工学、自动地跟随目标等，并且使所述摄像头的取向基于从取向装置到处理器的输入。

目前已经认识到许多移动电子装置都可以从可机械旋转摄像头中获益，并且认识到有利的是将旋转电机耦接到所述可机械旋转摄像头，这样则能够基于来自传感器的输入或者由移动装置捕获的图像而主动地在特定的方向上引导所述摄像头。

优选地，所述处理器用于在优选的方向上对所述摄像头进行取向，例如，当处理器检测到一幅或多幅图像中的用户脸存在时，摄像头便被引导朝向脸部。

因此，它与当今移动装置中已知的可机械旋转摄像头存在着明显差别。在此类装置中，所述摄像头是手动旋转以允许使用相同的摄像头在所述移动装置的第一侧和第二侧处获得图像。根据本发明，摄像头的取向是由移动装置的处理器以及旋转电机控制的，并且所述旋转电机耦接到所述摄像头且由处理器控制。

优选地，处理器用于基于由取向传感器感测的取向对可机械旋转摄像头的旋转取向进行控制。将摄像头的取向基于取向传感器向用户提供了更多的自由，以在其他方向上引导所述移动装置而不会错过图像中的对象。这改进了捕获图像时的用户体验并从人体工学方面改进了此时握持移动装置的位置。因此，当水平方向上移入或者移出所述移动装置时，所述摄像头可以保持在，例如，水平位置上。

所述处理器可以用于对所述可机械旋转摄像头捕获的一幅或多幅图像进行分析，并且其中所述处理器用于基于对所述可机械旋转摄像头捕获的一幅或多幅图像进行的所述分析来控制所述可机械旋转摄像头的旋转取向。

优选地，所述处理器用于对所述可机械旋转摄像头捕获的一幅或多幅图像进行分析，以确定一个或多个对象是否出现在所述一幅或多幅图像中，并且其中所述处理器用于进一步基于一幅或多幅图像中的一个或多个对象的位置，使用使所述可机械旋转摄像头发生机械旋转的方式来控制所述可机械旋转摄像头的旋转取向，从而使得所述摄像头被取向为朝向一个或多个所述对象。所述处理器也可以通过分析由摄像头捕获的图像来控制摄像头的取向，例如，使得图像中的对象，例如，人，保持在图像的中心，而无论移动装置的取向如何。

并且更为优选地是，所述一幅或多幅图像中的这些一个或多个对象是面部，其中所述处理器用于基于面部识别或者面部存在识别(face presencerecognition)来分析所述一幅或多幅图像。由于提升的计算能力以及改进的算法，面部识别或者更为简单的面部存在识别在移动装置中的应用越来越普遍，且因此将会越来越多地整合在多种移动应用中。因此，甚至由处理器执行的更加智能化的对摄像头的取向控制也可以基于对摄像头获得的图像进行的此类识别分析。一个实例可以是用户捕获一组人的照片，此时处理器自动地控制摄像头，以确保可以从社交网络应用的朋友数据库中自动地识别出用户的某一位朋友，从而确保借助于脸部识别，摄像头会被取向为朝向这位朋友而不是组中的其他人。

在本发明的一项实施例中，所述处理器用于自动地对所述可机械旋转摄像头的所述旋转取向进行控制。对可机械旋转摄像头的旋转取向的一些控制可以有利地自动执行，例如，以保持摄像头水平或者陀螺稳定(gyrostabilized)。对摄像头取向的自动控制在一些应用中可以显著地改进用户体验，例如，在捕获视频或移动的图片期间，而更加手动化的控制则可能更适合于静止的图像。

所述处理器可以用于使所述可机械旋转摄像头的所述旋转取向基本上保持水平。对可机械旋转摄像头的旋转取向的一些控制可以有利地自动执行，例如，以保持摄像头水平或者陀螺稳定。

在本发明的一项实施例中，所述处理器用于保持所述可机械旋转摄像头的所述旋转取向基本上相对于由所述摄像头捕获的一幅或多幅图像中的对象的对象位置是锁定的，所述对象的对象位置是对所述一幅或多幅图像进行分析确定的。或者是自动地选择对象或者手动地选择对象，例如，在摄像头模式中在移动装置的前显示屏上，所述处理器可以用于将所述摄像头的取向锁定在一个或多个对象上。

所述处理器可以用于适应于所述摄像头的自动聚焦功能，以自动地将某一对象保持在聚焦位置上。

所述处理器可以用于适应于所述可旋转摄像头的扩展图像稳定化功能，从而自动地将图像保持在稳定的位置上。

所述处理器可以用于基于用户在所述前置显示屏上的手动输入来控制所述可机械旋转摄像头的所述旋转取向。通过手动地选择对象，例如，在摄像头模式中在移动装置的前显示屏上，所述处理器可以用于将所述摄像头的取向锁定在一个或多个对象上。

所述处理器可以进一步用于使对所述可机械旋转摄像头的所述旋转取向进行的控制适应于所述装置的某一状态和/或适应于所述装置上启用的且与所述移动电子装置相关联的应用，例如，摄像头应用。现代移动装置通常运行若干个应用。所述处理器可以用于仅在使用摄像头的应用启用时控制所述旋转取向。

当可旋转摄像头的镜头处于覆盖位置时，所述镜头可以被遮盖而与周围环境隔开；在所述覆盖位置中，所述镜头面向所述移动装置。当摄像头的镜头处于朝下的位置时，即，面向移动装置，那么所述镜头可以被完全覆盖，以受到保护而与周围环境隔开。将摄像头定位在旋转取向上使得摄像头的镜头被覆盖这个操作可以通过处理器的控制自动地完成或者可以通过用户手动输入到处理器中完成，例如，在关闭手机时。

所述处理器可以用于：在所述移动电子装置由所述处理器供电之前，将所述可机械旋转摄像头旋转到覆盖位置，在所述覆盖位置中，所述镜头面向所述移动装置。

所述处理器可以用于：当没有与所述移动电子装置相关联的应用需要由所述可旋转摄像头所捕获的图像时，将所述可机械旋转摄像头保持在所述镜头面向所述移动装置的位置上。

所述可旋转摄像头能够围绕其旋转轴旋转大约360度。如果所述可旋转摄像头能够自由地旋转360度，那么所述处理器可以用于在朝向所需取向的旋转期间总是选择最短路径。另外，当捕获图像时，摄像头或者具体是摄像头镜头面向移动装置而因此被移动装置掩蔽的取向是有用的，从而能表示某一取向，其中摄像头的镜头可以被部分地或完全地覆盖，并且因此不会暴露于移动装置的周围环境。当关闭摄像头或移动装置以保护镜头时，这是格外有用的，因为当摄像头不再使用时通常要非常精细地覆盖住镜头。

所述可旋转摄像头可以具有两个旋转轴，并且其中所述处理器用于通过控制所述摄像头围绕两个旋转轴的旋转来控制可机械旋转摄像头的旋转取向。控制所述摄像头围绕两个旋转轴的旋转可以提供进一步改进用户体验的能力。这种围绕两个轴的旋转可以，例如，通过在摄像头与旋转电机之间的耦接中引入万向接头来实施。

所述可旋转摄像头可以具有若干个旋转轴，并且其中所述处理器用于通过控制所述摄像头围绕所述若干个旋转轴的旋转来控制可机械旋转摄像头的旋转取向。如果合适的话，还可以采用更多的旋转轴，以使得处理器能完全自由地控制摄像头取向的方向。

所述旋转电机可以是能够适配到移动装置中的任何类型的微型旋转电机，但是优选地为伺服电机、步进电机或者气动电机。

另外通过详细的说明书可以更好地了解所述移动电子装置的其他目标、特征、优点和性质。

附图说明

在本说明书的以下详述部分中，将参考附图中所示的示例性实施例来更加详细地解释本发明，其中：

图1a为根据本发明的一项示例性实施例的移动电子装置的透视图，

图1b为根据本发明的一项示例性实施例的移动电子装置的透视图，

图2为根据本发明的一项示例性实施例的五个不同取向的移动电子装置的侧视图，

图3为根据本发明的一项示例性实施例的移动电子装置的分解图，

图4为根据本发明的一项示例性实施例的移动装置的方框图，

图5为根据本发明的一项示例性实施例的用户握持的移动电子装置的透视图，同时所述移动装置被引导朝向一个四人组，

图6为根据本发明的一项示例性实施例的用户握持的移动电子装置的透视图，同时所述移动装置被引导朝向一个四人组，以及

图7为根据本发明的一项示例性实施例的用户握持的移动电子装置的透视图，同时所述移动装置的摄像头被引导朝向用户。

具体实施方式

在以下具体实施方式中，将通过优选实施例以一个移动电子装置的形式来描述根据本发明的移动电子装置。

图1a和图1b以移动电子装置1的形式描绘了根据本发明的移动电子装置1的第一实施例。移动电子装置1包括：前置显示屏2，其布置在所述移动电子装置1的前盖4上；以及可机械旋转摄像头3，所述摄像头围绕旋转轴进行旋转，并且用于围绕所述旋转轴捕获图像。当捕获面向装置1前盖4的对象的图像时，所述可机械旋转摄像头3处于前置位置上，并且当捕获面向后盖5的对象的图像时，可机械旋转摄像头3处于后置位置上等，其中所述后盖5与装置1前盖4相对。图1b示出了根据本发明的一项示例性实施例的移动电子装置的透视图，其中可以看到后盖5并且可旋转摄像头3位于后置位置，使得可旋转摄像头3的镜头6被取向为远离移动装置1的前盖并且朝向后盖5。图1a示出了根据本发明的一项示例性实施例的移动电子装置的透视图，其中可以看到前盖4并且可旋转摄像头3位于后置位置，使得可旋转摄像头3的镜头6被取向为远离前盖，并且因此无法从装置1的前盖4看到所述镜头。

图2为根据本发明一项示例性实施例的五个不同取向的移动电子装置的侧视图。箭头指示了摄像头的取向，即，摄像头在移动装置1的所有的五个取向上都是水平取向的。这可以通过如图1a和图1b所示那样相对于移动装置1旋转所述可旋转摄像头3来实现。

图3为根据本发明的一项示例性实施例的移动电子装置的分解图，其中所述移动装置的内部是可见的。如图所示，可旋转摄像头耦接到了旋转电机6上。可旋转摄像头3布置在后盖5的凹口51中，所述凹口具有前盖中的互补凹口41。当前盖4和后盖处于闭合位置时，摄像头被锁定在前盖4与后盖5之间，但是能够相对于所述移动装置旋转，使得可以在围绕摄像头的旋转轴的360度完整旋转期间捕获图像。根据此项实施例显然有，在一些取向上摄像头的镜头将会面向移动装置1的内部，因此无法捕获移动装置周围的图像。然而，这些取向可以用于在未使用可旋转摄像头3时遮盖所述镜头。

图4以方框图形式描绘了根据本发明构造的移动装置1的总体结构。处理器10控制了可机械旋转摄像头3的运行，即，使用摄像头捕获图像，并且所述处理器具有集成RAM11。处理器10另外还控制了旋转电机6以及前置显示屏2。取向传感器8耦接到处理器10上，以向处理器反馈移动装置1的取向。

处理器10另外还连接到移动装置1的其他电子零件，例如，电池12，并且还形成了所述装置的一些外围单元的接口，所述外围单元包括存储器13，例如，闪存ROM。

取向传感器8对移动装置1的实际取向进行检测。处理器10根据从取向传感器8处接收的取向信息来确定是否需要对可旋转摄像头3的旋转取向作出任何改变。至此，存储器13中的运行程序包括例程，用于指导处理器10对移动装置1的取向发生改变而作出何种反应。响应于移动装置1的取向发生改变，处理器10被编程以适应该改变的一个方面是使可旋转摄像头3旋转。

图5为根据本发明的一项示例性实施例的用户握持的移动电子装置的透视图，同时所述移动装置被引导朝向一个四人组。箭头指示了摄像头指向该四人组的取向。根据本发明，用户20可以捕获该组四个对象30的图像，同时用户20以任何优选取向来握住移动装置1，这是因为处理器会自动地控制摄像头取向从而将摄像头取向为朝向图像中的所述对象，此处对象被描述为人。

在软件中通过算法并非总是能够轻易地将对象分类，并且用户可能有时希望捕获未分类的对象的图像，例如，捕获天空的图像，即使是在可能有人阻挡的情况下。图6也为根据本发明的一项示例性实施例的用户握持的移动电子装置的透视图，同时所述移动装置被引导朝向一个四人组，像图5所示那样。然而，如同虚线指示的放大部分所示，用户20已经通过他的手指21在前置显示屏2上的触摸而选定了特定的对象30，以将处理器的取向控制锁定在这个特定的对象30上。此项实施例是展示了根据本发明的移动装置的能力，所述装置与在所述装置上运行的移动应用相协同以充分利用本发明。

图7为根据本发明的一项示例性实施例的用户握持的移动电子装置的透视图，同时引导所述移动装置的摄像头朝向用户。这示出了用户20在自拍或者使用视频通话应用或者类似情况下的传统位置。图7中所示的使用传统的现代智能手机情况下的用户人体工学位置是非常典型的，这是因为大多数智能手机仅具有一个摄像头取向，并且因此要求用户将移动装置放置在特定的取向上，以捕获图像或视频。本发明允许用户，例如，将移动装置放置在桌子上，并且将使摄像头朝向用户进行取向的问题留给处理器来控制，所述处理器是通过对耦接到可旋转摄像头3的旋转电机加以控制来控制摄像头取向。

本发明的优势的另一实例在于在明亮的日光下捕获户外图像。在明亮的日光下，如同移动电子装置的大多数用户在户外使用期间所了解的，看清前置显示屏2上的内容是非常困难的。为了对与户外光照水平相比的前置显示屏上缺失的背光进行补偿，用户可以使移动装置呈一定角度，从而避免直接的阳光，然而如果用户试图使用具有固定摄像头的移动装置来捕获图像，那么这将是不可能的。另一方面，根据本发明的由处理器控制的可旋转摄像头3允许用户集中于移动装置相对于阳光的最佳位置，同时处理器确保了能够跟随所需的对象，或者能够保持所需的摄像头取向。

所述处理器可以用于使可机械旋转摄像头的旋转取向的控制适应于所述装置的某一状态以及/或者适应于所述装置上启用的且与所述移动电子装置相关联的应用。利用本发明的移动应用中可以支持的创造性的一个构想可以是自动的网球比赛图像或者视频捕获应用或者无需移动装置的移动就可以搜索全景图捕获的应用等。

例如，尽管本发明关于移动电子装置进行了描述，但是应了解，本发明也可以应用于其他类型的电子装置中，例如，平板电脑、相机、录像机、音乐播放器、掌上电脑等。

所附权利要求书中所使用的术语“包括”不排除其它元件或步骤。所附权利要求书中所使用的术语“一”不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干构件的功能。

尽管已出于说明目的详细描述了本发明，但应了解，此类细节只是为了所述目的，并且在不脱离本发明的范围的情况下，所属领域的技术人员可以进行各种修改。

Claims (17)

1.一种移动电子装置，其包括：

处理器，所述处理器用于对所述移动电子装置的运行进行控制；

前置显示屏，所述前置显示屏耦接到所述处理器并且布置在所述移动电子装置的前侧上；

可机械旋转摄像头，所述摄像头可围绕旋转轴旋转，并且用于围绕所述旋转轴捕获图像，并且所述摄像头耦接到所述处理器上；

旋转电机，所述旋转电机耦接到所述可旋转摄像头上，用以使所述可机械旋转摄像头发生机械旋转，并且所述旋转电机耦接到所述处理器上，并且

所述处理器用于通过控制使所述可机械旋转摄像头发生机械旋转的所述旋转电机而控制所述可机械旋转摄像头的旋转取向。

2.根据权利要求1所述的移动电子装置，其进一步包括取向传感器，所述取向传感器耦接到所述处理器上，并且所述取向传感器用于检测所述移动电子装置的取向，并且所述处理器用于基于由所述取向传感器感测到的所述取向而对所述可机械旋转摄像头的所述旋转取向进行控制。

3.根据权利要求1或2所述的移动电子装置，其中所述处理器用于对所述可机械旋转摄像头捕获的一幅或多幅图像进行分析，并且其中所述处理器用于基于对所述可机械旋转摄像头捕获的一幅或多幅图像进行的所述分析来控制所述可机械旋转摄像头的所述旋转取向。

4.根据权利要求3所述的移动电子装置，其中所述处理器用于对所述可机械旋转摄像头捕获的一幅或多幅图像进行分析，以确定一个或多个对象是否出现在所述一幅或多幅图像中，并且其中所述处理器用于进一步基于所述一幅或多幅图像中的所述一个或多个对象的位置，使用使所述可机械旋转摄像头发生机械旋转的方式来控制所述可机械旋转摄像头的所述旋转取向，从而使得所述摄像头朝向一个或多个所述对象取向。

5.根据权利要求4所述的移动电子装置，其中所述一幅或多幅图像中的所述一个或多个对象是面部，并且其中所述处理器用于基于面部识别或者面部存在识别对所述一幅或多幅图像进行分析。

6.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的移动电子装置，其中所述处理器用于自动地对所述可机械旋转摄像头的所述旋转取向进行控制。

7.根据权利要求6所述的移动电子装置，其中所述处理器用于使所述可机械旋转摄像头的所述旋转取向基本上保持水平。

8.根据权利要求6所述的移动电子装置，其中所述处理器用于保持所述可机械旋转摄像头的所述旋转取向基本上相对于由所述摄像头捕获的所述一幅或多幅图像中的对象的对象位置而被锁定，所述对象的对象位置是根据对所述一幅或多幅图像进行的分析确定的。

9.根据权利要求8所述的移动电子装置，其中所述处理器用于适应于所述摄像头的自动聚焦功能，自动地将所述对象保持在聚焦位置上。

10.根据权利要求1到9中任一权利要求所述的移动电子装置，其中所述处理器用于基于用户在所述前置显示屏上的手动输入来控制所述可机械旋转摄像头的所述旋转取向。

11.根据权利要求1到10中任一权利要求所述的移动电子装置，其中所述处理器用于使对所述可机械旋转摄像头的所述旋转取向进行的控制适应于所述装置的某一状态和/或适应于所述装置上启用的且与所述移动电子装置相关联的应用，例如，摄像头应用。

12.根据前述权利要求中任一权利要求所述的移动电子装置，其中当所述可旋转摄像头的镜头处于覆盖位置时，所述镜头可以被遮盖而与周围环境隔开；在所述覆盖位置中，所述镜头面向所述移动装置。

13.根据权利要求12所述的移动电子装置，其中所述处理器用于：在所述移动电子装置由所述处理器供电之前，将所述可机械旋转摄像头旋转到所述覆盖位置；在所述覆盖位置中，所述镜头面向所述移动装置。

14.根据权利要求12所述的移动电子装置，其中所述处理器用于：当没有与所述移动电子装置相关联的应用需要由所述可旋转摄像头所捕获的图像时，将所述可机械旋转摄像头保持在所述镜头面向所述移动装置的位置。

15.根据前述权利要求中任一权利要求所述的移动电子装置，其中所述可旋转摄像头能够围绕其旋转轴大约旋转360度。

16.根据前述权利要求中任一权利要求所述的移动电子装置，其中所述可旋转摄像头具有两个旋转轴，并且其中所述处理器用于通过控制所述摄像头围绕两个旋转轴的旋转而控制所述可机械旋转摄像头的旋转取向。

17.根据前述权利要求中任一权利要求所述的移动电子装置，其中所述旋转电机是伺服电机、步进电机或者气动电机。