CN106453694A - 终端设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有可旋转的图像采集部件的终端设备，包括磁性体和传感器。磁性体旋转带来的磁通量变化被传感器识别，可以用于识别图像采集部件处于前置状态或后置状态。并且，磁性体安装于图像采集部件的连接件内部或端部，传感器通过与所述传感器的Z轴连线垂直的底面安装于电路板上，图像采集部件位于前置位置和后置位置时，磁性体的南极和北极的连线与图像采集部件包括的图像采集单元的径向连线在旋转方向上的夹角小于预设值，如此的设置方式，需要的结构空间较小，解决了在终端设备有限的结构空间中设置用于识别旋转图像部件的装置状态的难题。

Description

终端设备

技术领域

本发明涉及一种终端设备，尤其涉及具有可旋转的图像采集部件的终端设备。

背景技术

传统的终端设备通常设置有用于采集图像的前置摄像头和后置摄像头。所谓的前置摄像头，也叫副摄像头，设置在终端设备正面(比如具有显示屏的一侧)，性能较差；后置摄像头，也叫主摄像头，设置在终端设备背面，性能较好，是使用较多的图像采集单元。

近些年出现了只设置一个旋转摄像头的终端设备，该摄像头可以相对于终端设备旋转。当该摄像头处于前置状态时，其作为前置摄像头，当该摄像头处于后置状态，其作为后置摄像头。当摄像头采集完图像之后，处理器需要确定摄像头处于前置状态还是后置状态，因为摄像头旋转为前置状态时，控制单元需要发出将图像翻转180°的指令，这样才能输出正立的图像。

因此，终端设备确定旋转摄像头处于前置状态还是后置状态显得很必要。但是，终端设备上设置旋转摄像头，会占用终端设备一部分结构空间，再加上近来的终端设备有追求超薄的趋势，使得终端设备的结构空间进一步减小。这样，如何在有限的结构空间中设置用于识别旋转摄像头的状态的装置成为设计师面临的难题。

发明内容

本发明实施例中提供了一种具有可旋转的图像采集部件的终端设备，可以在终端设备有限的结构空间中设置识别图像采集部件处于前置状态还是后置状态的装置。

第一方面，本发明实施例提供了一种终端设备，包括：

设备壳体；

设置于所述设备壳体内的电路板；

图像采集部件，所述图像采集部件包括图像采集单元，所述图像采集单元用于采集图像数据；所述图像采集部件的端部具有连接件，所述连接件与所述设备壳体枢接，所述图像采集部件通过所述连接件可相对于所述设备壳体在后置位置和前置位置之间旋转；

磁性体，所述磁性体包括南极和北极，设置于所述连接件内或所述连接件端部；

传感器，所述传感器安装于所述电路板上，相对所述传感器间隔设置，可感应所述磁性体旋转时产生的磁通量并根据基于所述磁通量输出预设的信号；

控制单元，所述控制单元与所述图像采集部件和所述传感器电气连接，用于根据所述传感器输出的信号确定所述图像采集部件处于后置状态或前置状态；

其中，所述传感器通过与所述传感器的Z轴连线垂直的底面安装于所述电路板上；

所述磁性体位于所述传感器所在平面的延长平面上；

所述图像采集部件位于前置位置和后置位置时，所述磁性体的南极和北极的连线与所述图像采集单元的径向连线在旋转方向上的夹角小于预设值。

在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述传感器设置第一阈值和第二阈值，所述传感器基于所述磁性体产生的磁通量和所述第一阈值和第二阈值这两个阈值的关系输出预设的信号。

结合第一方面第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述传感器包括第一输出端子和第二输出端子；所述传感器基于所述磁性体产生的磁通量和所述第一阈值和第二阈值这两个阈值的关系输出预设的信号包括：

当所述磁性体产生的磁通量大于或等于所述第一阈值时，所述传感器的第一输出端子输出第一电平；

当所述磁性体产生的磁通量小于或等于所述第二阈值时，所述传感器的第二输出端子输出第二电平。

结合第一方面第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述控制单元根据所述传感器输出的信号确定所述图像采集部件处于后置状态或前置状态包括：

当所述控制单元识别到所述传感器的第一输出端子输出的第一电平时，确定所述图像采集部件处于前置状态。

结合第一方面第二种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述控制单元根据所述传感器输出的信号确定所述图像采集部件处于后置状态或前置状态包括：

当所述控制单元识别到所述传感器的第二输出端子输出的第二电平时，确定所述图像采集部件处于后置状态。

结合第一方面，或者第一方面第一至第四种任意一种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，当所述图像采集部件处于前置状态时，所述控制单元还用于发出翻转图像的指令。

结合第一方面第一到第四种中任意一种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述传感器为双极性霍尔传感器。

结合第一方面，或者第一方面第一至第六种任意一种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述传感器通过焊盘安装于所述电路板上。

根据本发明实施例，磁性体旋转带来的磁通量变化被传感器识别，可以用于识别图像采集部件处于前置状态或后置状态。并且，磁性体安装于连接件内部或端部，传感器通过与所述传感器的Z轴连线垂直的底面安装于所述电路板上，所述图像采集部件位于前置位置和后置位置时，所述磁性体的南极和北极的连线与所述图像采集单元的径向连线在旋转方向上的夹角小于预设值，如此的设置方式，需要的结构空间较小，解决了在终端设备有限的结构空间中设置用于识别旋转图像部件的装置状态的难题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例一的一种终端设备的结构示意图；

图2为图1所述终端设备沿A-A方向的剖面图；

图3为实施例一中的终端设备处于前置位置的示意图；

图4为实施例一中的终端设备处于后置位置的示意图；

图5为实施例一中的磁性体旋转的磁通量变化示意图；

图6为实施例二中传感器的结构示意图；

图7为实施例二中的传感器的输出示意图；

图8为实施例二中的终端设备识别图像采集部件的位置状态的原理示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明实施例涉及一种具有可旋转的图像采集部件的终端设备。该终端设备可以是手机、平板电脑，PDA(personal digital assistant，个人数字助理)等。以下，本发明实施例将以手机作为示例进行描述，但需要说明的是，这并不构成对其的限定。

如图1和图2所示，手机100包括：

手机壳体101；

设置于手机壳体101内的电路板102；

图像采集部件103；图像采集部件103包括用于采集图像数据的图像采集单元1031，比如摄像头。参考图1，图像采集部件103的端部具有连接件1032，该连接件1032与手机壳体101枢接，这样图像采集部件103通过连接件1032可相对于手机壳体101旋转。优选的，连接件可以包括横截面为圆形的旋转轴。

磁性体104和传感器105；参考图1，磁性体104设置于连接件的端部，传感器105安装于电路板102上。参考图2，传感器105优选通过与传感器105的Z轴连线垂直的底面1052安装于电路板102上，磁性体104与传感器105间隔设置，磁性体104位于传感器105所在平面的延长平面上。磁性体104优选为具有南极S和北极N的磁铁。传感器105可以包括霍尔传感器。本领域技术人员可以知晓，磁性体104发出的磁力线会穿过传感器105，当磁性体104旋转时，传感器105感应到的磁通量的强度和方向都会放生变化，本发明实施例即是利用此基本原理来识别图像采集部件103的位置状态的，具体原理会在后面详细描述。

控制单元106；控制单元优选为微处理器，是整个手机的控制中心。虽然未图示，控制单元106与图像采集部件103和传感器105电气连接。根据设定的规则，当传感器105检测到的磁通量满足一定条件时，传感器105会输出预设的信号，比如高电平或低电平，至处理器106，这样处理器106即可根据接收到的信号确定图像采集部件103的位置状态。进一步地，如果处理器106确定图像采集部件103处于前置状态时，就可以输出图像翻转的指令，比如发至图像处理单元，这样用户看到的图像就是正立的图像。

本领域技术人员可以理解，手机还可以包括位于正面的显示屏107，未图示的电池等其他部件，在此不再赘述。

为了方便理解，接下来介绍图像采集部件的“前置位置”、“后置位置”、前置状态”、“后置状态”。

在本发明实施例中，图1-图3中的图像采集部件103所处的位置可以称为前置位置。此时，图像采集单元1031的径向连线e-e大致垂直于手机(或者大致平行于电路板的Z轴连线)，并且图像采集单元1031旋转到手机的正面一侧(或者有显示屏107的一侧)。相应的，图4中的图像采集部件103所处的位置可以称为后置位置。此时，图像采集单元1031的径向连线e-e大致垂直于手机(或者大致平行于电路板的Z轴连线)，并且图像采集单元1031位于手机的背面一侧(或者与显示屏107相反的一侧)。与图1-图3的前置位置相比，图4中的后置位置刚好旋转了180度。

而前置状态和后置状态属于多个位置的集合。根据设定，当图像采集部件103旋转到离前置位置预定旋转角度范围内的任意位置，称为图像采集部件103处于前置状态。相应地，当图像采集部件103旋转到离后置位置预定旋转角度范围内的任意位置，称为图像采集部件103处于后置状态。这是基于如下的考虑：用户在拍摄时，并不仅仅利用前置位置和后置位置来采集图像，很可能将图像采集部件103旋转一定的角度来采集图像，这时手机依然需要确定图像采集部件103所处的位置。比如虽然图像采集部件103所处的位置离前置位置大约10度，其采集的图像如果不加处理，输出的图像是倒立的，因此需要规定手机将该位置也视为前置位置，这样图像采集部件103采集的图像才能翻转180度成为正立的图像。

本发明实施例是通过检测磁性体的磁通量而判断磁性体所处的位置，进而判断图像采集部件所处的位置，因此磁性体的旋转最好与图像采集部件的旋转同步，也就是磁性体在旋转方向上所处位置最好跟图像采集部件在旋转方向上所处的位置一致。因此参考图3和图4，当图像采集部件103处于前置位置或后置位置时，磁性体104的南极S和北极N的连线f-f和图像采集单元1031的径向连线e-e大致平行，磁性体104的南极S和北极N的连线f-f和图像采集单元1031的径向连线e-e在旋转方向上的夹角α大致为0度。

另外，参考图1-图3，在本实施例中，当图像采集部件103处于前置位置时，沿图1中A-A剖面线方向看，磁性体104的南极S和北极N设置得使磁力线顺时针穿过传感器105(未示出磁力线)。那么当图像采集部件103处于后置位置时，沿图1中A-A剖面线方向看，磁性体104的南极S和北极N设置得使磁力线逆时针穿过传感器105(未示出磁力线)。

下面简单介绍一下工作原理：

参见图4，这是图像采集部件103从后置位置旋转到前置位置时，传感器105感应到的与图像采集部件103一起旋转的磁性体104产生的磁通量变化图。其中，需要说明以下几点：1.磁通量的数值为假设，不构成限定。2.规定：在旋转方向上，磁性体104的南极S和北极N的连线f-f与传感器105的Z轴连线的夹角简称为旋转角度β。参考图3图4，图像采集部件103位于后置位置时，磁性体104的南极S和北极N的连线f-f与传感器105的Z轴连线大致平行，旋转角度β为0度，当图像采集部件103顺时针旋转为前置位置时，磁性体104的南极S和北极N的连线f-f与传感器105的Z轴连线大致平行，旋转角度β为180度。

参考图4，图像采集部件103顺时针从后置位置旋转为前置位置时，旋转角度从0度增加到180度，传感器105感应到的磁通量从-4000到4000单向逐渐增加。利用这个对应关系，本领域技术人员可以规定，比如将磁通量0作为阈值，当传感器105感应到的磁通量小于0时，磁性体104处于后置位置或者相对后置位置小于90度的位置，传感器105向控制单元106发出信号，比如低电平，这样控制单元就确定图像采集部件103处于后置状态。当传感器105感应到的磁通量大于0时，磁性体104处于前置位置或者相对前置位置大于等于90度的位置，传感器105向控制单元106发出信号，比如高电平，这样控制单元就确定图像采集部件103处于后置状态。在确定了图像采集变的位置状态之后，控制单元就可以进行相应的处理。

本发明实施例中，传感器105的顶面1051和底面1052之间的尺寸最小，当传感器105通过底面1052安装于电路板102上时，即便是手机属于厚度超薄的尺寸，传感器105也可以安装于手机内，完全不需要让手机增加厚度尺寸。另外，磁性体104设置在连接件1032的端部，可以充分利用手机的结构空间中为连接件1032预留的空间，无需手机为磁性体104单独预留空间。进一步地，传感器105通过底面1052安装于电路板102上时，那么传感器105的底面1052就可以通过比如焊盘与电路板102直接电连接，这样无需采用柔性电路板等额外部件，既节约了为柔性电路板预留的结构空间，又可以减小成本。这样，即便手机具有有限的结构空间，也可以利用磁性体和传感器的配合关系，实现识别图像采集部件的位置状态。

需要补充的是：

1.虽然本发明实施例中，磁性体104设置在连接件1032的端部，但是也可以将连接件1032设置为中空的结构，从而将磁性体104设置于连接件1032的内部。

2.前置位置和后置位置，以及前置状态和后置状态都是相对的概念，本领域技术人员在理解了基本原理之后，可以根据需要来定义前置位置、后置位置，前置状态和后置状态。

3.本发明实施例中，图1-图4中对于磁性体104的南极S和北极N的设置有说明，但是这只是示例性的，本领域技术人员可以交换南极S和北极N的设置，只不过磁通量的极性相反而已，原理类似，在此不再赘述。

4.本发明实施例中，虽然从图2的A-A剖面线方向看，磁性体104的南极S和北极N的连线f-f和图像采集单元1031的径向连线e-e在旋转方向上的夹角大致为0度。但是本领域技术人员可以理解，上述夹角可以被设置为小于一个预设值即可。另外，本发明实施例中涉及的“大致平行”，“大致垂直”等，并非表示绝对的“平行”、“垂直”，在合理的范围的偏差是可以允许的。

5.本发明实施例参考图4介绍工作原理时，仅介绍了图像采集部件103顺时针从后置位置旋转为前置位置时的情况，但是，本领域技术人员可以理解，图像采集部件103逆时针从后置位置旋转为前置位置时，旋转角度情况类似，在此省略。

实施例二

本发明实施例与实施例一相同或类似的内容，在此不再赘述，两个实施例可以互相参考。

实施例一中，在介绍通过设定的磁通量阈值来确定图像采集部件的位置状态时，采用了单一阈值的方式。但是这样的方式，虽然可以识别图像采集部件的位置状态，但是还有有可以改进的空间：

第一，位置状态判断不够合理。参考图4，如果将磁通量0作为阈值(对应90度)，当图像采集部件103从后置位置旋转到比如85度时，按照规则，控制单元会确定图像采集部件103处于后置状态，但是事实上，这个位置通常不是用户期望的后置状态。为了避免这个缺陷，如果将磁通量-2000作为阈值(对应45度)，按照规则，当图像采集部件103从后置位置旋转到比如55度时，按照规则，控制单元会确定图像采集部件103处于前置状态，但是事实上，这个位置通常也不是用户期望的前置置状态。

第二，可能会出现乒乓效应，加大功耗。比如，当用户正在走路或跑步，手机在用户包里而处于移动颠簸状态时，如果图像采集部件刚好位于单一阈值对应的附近的位置，会出现来回切换位置状态的情况，简称为乒乓效应。比如，参考图4，如果将磁通量0作为阈值(对应90度)，而图像采集部件103刚好处于90度位置，那么随着手机的颠簸移动，图像采集部件可能在90度附近小幅度来回旋转，这样图像采集部件就会在前置状态和后置状态之间频繁地来回切换，控制单元会频繁地发出需要图像翻转的指令，显然会加大手机不必要的功耗。

为此，本发明实施例针对上述不足，做出改进。

本发明实施例中的传感器包括第一输出端子和第二输出端子；当所述磁性体产生的磁通量大于或等于第一阈值时，所述传感器的第一输出端子输出第一电平；当所述磁性体产生的磁通量小于或等于第二阈值时，所述传感器的第二输出端子输出第二电平。

本发明实施例中的传感器可以选择双极性霍尔传感器。图5示出了典型的双极性霍尔传感器，可以识别从两个方向穿过的磁力线，包括两个输出端子OUT1，OUT2。另外，VDD为电源端子，GND为接地端子，在此不再赘述。参考图6，当传感器感应到的磁通量大于等于某个值时，OUT1变为低电平，当传感器感应到的磁通量小于等于某个值时，OUT2变为低电平。

下面结合图4和图7介绍一下采用本发明实施例的工作原理。

根据规则，可以选择磁通量2000和-2000作为第一阈值和第二阈值，如果磁通量小于2000，第一输出端子输出高电平，如果磁通量大于或等于2000，第一输出端子输出低电平。如果磁通量小于或等于-2000，第二输出端子输出低电平，如果磁通量大于-2000，第二输出端子输出高电平。控制单元106检测第一输出端子和第二输出端子的电平输出，当第一输出端子输出低电平，控制单元确定图像采集单元103处于前置状态，当第二输出端子输出低电平，控制单元确定图像采集单元103处于后置状态。

具体参考图7来说明工作过程，需要说明一下：第一，图7中由1和0组成的两位数字，1表示高电平，0表示低电平，第一位代表第一输出端子OUT1，第二位代表第二输出端子OUT2。第二，在判断磁通量的大小关系时，需要考虑数值的正负。比如-1000大小-2000,2000大于-2000等等。

A、当图像采集部件103位于后置位置时，旋转角度为0度，磁通量为-4000；根据规则，-4000小于第一阈值2000，第一输出端子OUT1输出高电平1，-4000小于第二阈值-2000，第二输出端子OUT2输出低电平0。控制单元106监测到第二输出端子OUT2输出低电平0，确定图像采集部件处于后置状态。

B、当图像采集部件103从后置位置顺时针旋转到135度或者逆时针旋转到-135度时，磁通量为2000，根据规则，2000等于第一阈值2000，第一输出端子OUT1输出低电平0，2000大于第二阈值-2000，第二输出端子OUT2输出高电平1。控制单元106监测到第一输出端子OUT1输出低电平0，确定图像采集部件处于前置状态。

C、当图像采集部件103位于前置位置时，旋转角度为180度，磁通量为4000；根据规则，4000大于第一阈值2000，第一输出端子OUT1输出低电平0，4000大于第二阈值-2000，第二输出端子OUT2输出高电平1。控制单元106监测到第一输出端子OUT1输出低电平0，确定图像采集部件处于前置状态。

D、当图像采集部件103从前置位置开始旋转到45度或者-45度时，磁通量为-2000，根据规则，-2000小于第一阈值，第一输出端子OUT1输出高电平1，-2000等于第二阈值-2000，第二输出端子OUT1输出低电平0。控制单元106监测到第二输出端子OUT2输出低电平0，确定图像采集部件处于后置状态。

至于，图6中第一输出端子OUT1和第二输出端子OUT2均输出高电平1的角度区间，因为没有低电平，控制单元视为图像采集部件103保持之前的位置状态不变。如果开机时，图像采集部件103恰好位于图6中第一输出端子OUT1和第二输出端子OUT2均输出高电平1的角度区间，控制单元可以默认图像采集部件103位于后置状态。

本发明实施例中，因为传感器105具有两个输出端子，可以设定两个阈值来确定图像采集部件的位置状态，带来的优点是明显的：

第一，位置状态判断更合理。本发明实施例中，在前置位置基础上旋转角度45度内的位置才确定为前置状态，在后置位置基础上旋转角度45度内的位置才确定为后前置状态，显然更合理。

第二，避免乒乓效应，减小功耗。比如，图像采集部件在45度附近小幅度来回旋转，那么略小于45度时，第一输出端子输出低电平0，图像采集部件103被确认为处于后置状态，而略大于45度时，第一输出端子和第二输出端子均输出高电平1，图像采集部件103仍然被确认为处于后置状态，因此，不会出现图像采集部件在前置状态和后置状态之间频繁地来回切换，避免控制单元会频繁地发出需要图像翻转的指令，显然减小手机功耗。

容易理解的是：

1.本发明实施例中的阈值的选择只是为了方便理解，不构成对其的限定。

2.当磁通量达到阈值时，第一输出端子和第二输出端子输出的高电平或低电平也仅仅是示例，本领域技术人员均可根据需要合理选择输出电平的高低。

3.虽然本发明实施例中，如果磁通量大于或等于第一阈值，第一输出端子输出低电平。如果磁通量小于或等于第二阈值，第二输出端子输出低电平，但是磁通量和阈值的大小关系仅仅是示例，也可以根据需要预先设定。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种终端设备，其特征在于，包括：

设备壳体；

设置于所述设备壳体内的电路板；

图像采集部件，所述图像采集部件包括图像采集单元，所述图像采集单元用于采集图像数据；所述图像采集部件的端部具有连接件，所述连接件与所述设备壳体枢接，所述图像采集部件通过所述连接件可相对于所述设备壳体在后置位置和前置位置之间旋转；

磁性体，所述磁性体包括南极和北极，设置于所述连接件内或所述连接件端部；

传感器，所述传感器安装于所述电路板上，相对所述传感器间隔设置，可感应所述磁性体旋转时产生的磁通量并根据基于所述磁通量输出预设的信号；

控制单元，所述控制单元与所述图像采集部件和所述传感器电气连接，用于根据所述传感器输出的信号确定所述图像采集部件处于后置状态或前置状态；

其中，所述传感器通过与所述传感器的Z轴连线垂直的底面安装于所述电路板上；

所述磁性体位于所述传感器所在平面的延长平面上；

所述图像采集部件位于前置位置和后置位置时，所述磁性体的南极和北极的连线与所述图像采集单元的径向连线在旋转方向上的夹角小于预设值。

2.根据权利要求1所述的终端设备，其特征在于，所述传感器设置第一阈值和第二阈值，所述传感器基于所述磁性体产生的磁通量和所述第一阈值和第二阈值这两个阈值的关系输出预设的信号。

3.根据权利要求2所述的终端设备，其特征在于，所述传感器包括第一输出端子和第二输出端子；所述传感器基于所述磁性体产生的磁通量和所述第一阈值和第二阈值这两个阈值的关系输出预设的信号包括：

当所述磁性体产生的磁通量大于或等于所述第一阈值时，所述传感器的第一输出端子输出第一电平；

当所述磁性体产生的磁通量小于或等于所述第二阈值时，所述传感器的第二输出端子输出第二电平。

4.根据权利要求3所述的终端设备，其特征在于，所述控制单元根据所述传感器输出的信号确定所述图像采集部件处于后置状态或前置状态包括：

当所述控制单元识别到所述传感器的第一输出端子输出的第一电平时，确定所述图像采集部件处于前置状态。

5.根据权利要求3所述的终端设备，其特征在于，所述控制单元根据所述传感器输出的信号确定所述图像采集部件处于后置状态或前置状态包括：

当所述控制单元识别到所述传感器的第二输出端子输出的第二电平时，确定所述图像采集部件处于后置状态。

6.根据权利要求1-5任一项所述的终端设备，其特征在于，当所述图像采集部件处于前置状态时，所述控制单元还用于发出翻转图像的指令。

7.根据权利要求2-6任一项所述的终端设备，其特征在于，所述传感器为双极性霍尔传感器。

8.根据权利要求1-7任一项所述的终端设备，其特征在于，所述传感器通过焊盘安装于所述电路板上。