CN106982314B - 一种拍摄调节装置及其调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拍摄装置及其调节方法，所述拍摄装置包括：摄像头模组；中心体，所述中心体的内部安装有所述摄像头模组；至少三个控制部件，所述控制部件设置在所述中心体上，所述控制部件能够改变自身施加给所述中心体的作用力，从而改变所述中心体的姿态，以改变所述摄像头模组的空间位置。本发明技术方案可以通过控制部件调节中心体的姿态，以改变摄像头模组的空间位置，进而实现跟随目标对象进行图像拍摄，无需整体转动所述拍摄装置，便于使用。

Description

一种拍摄调节装置及其调节方法

技术领域

本发明属于拍摄控制技术领域，更具体地说，尤其涉及一种拍摄调节装置及其调节方法。

背景技术

随着科学技术的不断发展，越来越多的具有摄像功能的电子设备被广泛的应用于人们日常生活以及工作当中，为人们人日常生活以及工作带来巨大的便利。

电子设备实现摄像功能的主要部件是摄像头模组，现有的电子设备中，摄像头模组一般是固定不动的，当对运动中的目标对象成像时，需要用户整体转动电子设备，以跟随目标对象进行拍摄，不便于使用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种拍摄调节装置及其调节方法，可以通过控制部件调节中心体的姿态，以改变摄像头模组的空间位置，进而实现跟随目标对象进行图像拍摄，便于使用。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种拍摄装置，所述拍摄装置包括：

摄像头模组；

中心体，所述中心体的内部安装有所述摄像头模组；

至少三个控制部件，所述控制部件设置在所述中心体上，所述控制部件能够改变自身施加给所述中心体的作用力，从而改变所述中心体的姿态，以改变所述摄像头模组的空间位置。

优选的，在上述拍摄装置中，所述控制部件在所述中心体上的设置位置位于所述摄像头模组的拍摄范围之外。

优选的，在上述拍摄装置中，所有所述控制部件位于所述中心体的同一个横切面上，且所述控制部件在所述横切面上的位置形成一个等边多边形，所述等边多边形的几何中心和所述中心体的中心在一条直线上或者所述等边多边形的几何中心和所述中心体的中心重叠。

优选的，在上述拍摄装置中，所述中心体上设置有一永磁体；

所述控制部件为电磁体，所述电磁体在通电情况下为所述永磁体提供磁力，通过所述磁力改变所述中心体的姿态，使所述摄像头模组的空间位置发生改变。

优选的，在上述拍摄装置中，所述中心体包括：内壳体、外壳体和多个滚动体；

所述内壳体位于所述外壳体内，所述内壳体通过所述滚动体与所述外壳体转动连接，以使得所述内壳体通过所述作用力相对于所述外壳体转动；

所述摄像头模组固定在所述内壳体中；

所述外壳体固定在外部的支架上。

优选的，在上述拍摄装置中，所述外壳体上设有相对设置的第一开口和第二开口，当所述控制部件未给所述中心体施加作用力时，所述内壳体在所述外壳体中处于初始位置；

当所述内壳体在所述外壳体中处于初始位置时，所述第一开口的中心与所述第二开口的中心的连线与所述摄像头模组的光轴以及所述内壳体的中轴线重叠；

所述摄像头模组固定在内壳体中的第一位置，所述摄像头模组在所述内壳体中的第一位置通过所述第二开口采集图像信息；

部分所述滚动体位于所述外壳体内表面的第一区域，其余所述滚动体位于所述外壳体内表面的第二区域，所述第一区域和所述第二区域为所述外壳体内表面中被所述第一开口的中心和所述第二开口的中心的连线分割开的两个相对的区域。

优选的，在上述拍摄装置中，所述中心体还包括：限位机构，所述限位机构用于限制所述多个滚动体在预设行程内滚动。

优选的，在上述拍摄装置中，所述永磁体与所述电磁体中的一者固定在所述内壳体上，另一者固定在所述外壳体上；

当所述永磁体固定在所述内壳体上时，所述永磁体所在位置在所述多个滚动体的滚动范围之外；

当所述电磁体固定在所述内壳体上时，所述电磁体所在位置在所述多个滚动体的滚动范围之外。

优选的，在上述拍摄装置中，所述电磁体分别对应同一等边多边形的一个顶点，所述永磁体位于所述等边多边形的几何中心。

本发明还提供了一种调节方法，所述调节方法应用于上述拍摄装置，所述调节方法包括：

获取所述拍摄装置中摄像头模组的目标位姿；

根据所述摄像头模组的目标位姿，调节所述拍摄装置中所述至少三个控制部件施加给所述拍摄装置的中心体的作用力，从而改变所述中心体的姿态，以改变所述摄像头模组的空间位置。

优选的，在上述调节方法中，所述获取所述拍摄装置中摄像头模组的目标位姿包括：

获取目标对象的位置信息；

根据所述目标对象的位置信息得到摄像头模组的目标位姿。

通过上述描述可知，本发明技术方案提供的拍摄装置及其调节方法中，将摄像头模组安装在中心体内，并在中心体上安装控制部件，可以通过控制部件调节中心体的姿态，以改变摄像头模组的空间位置，进而实现跟随目标对象进行图像拍摄，无需整体转动所述拍摄装置，便于使用。

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为本发明实施例提供的一种拍摄装置的结构示意图；

图2为图1所示拍摄装置中摄像头模组的设置位置的结构示意图；

图3为图1所示拍摄装置中控制部件的设置位置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种拍摄装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种调节方法的流程示意图；

图6为本发明实施例提供的一种获取所述拍摄装置中摄像头模组的目标位姿的方法的流程示意图；

图7为本发明实施例提供的一种控制器的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的以中国调节模块的结构示意图。

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做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。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参考图1-图3，图1为本发明实施例提供的一种拍摄装置的结构示意图，图2为图1所示拍摄装置中摄像头模组的设置位置的结构示意图，图3为图1所示拍摄装置中控制部件的设置位置的结构示意图，所示拍摄装置包括：摄像头模组12、中心体11以及至少三个控制部件13。

其中，所述中心体11的内部安装有所述摄像头模组12。所述控制部件13设置在所述中心体11上，所述控制部件13能够改变自身施加给所述中心体11的作用力，从而改变所述中心体11的姿态，以改变所述摄像头模组的空间位置。

本发明实施例所述拍摄装置可以通过控制部件13调节中心体的姿态，进而调节位于中心体内部的摄像头模的空间位置，进而实现跟随目标对象进行图像拍摄，无需整体转动所述拍摄装置，便于使用。

如图1所示，所述控制部件13在所述中心体11上的设置位置位于所述摄像头模组12的拍摄范围A之外。

如图2所示，所有所述控制部件13位于所述中心体11的同一个横切面上，且所述控制部件13在所述横切面上的位置形成一个等边多边形，所述等边多边形的几何中心和所述中心体11的中心在一条直线L上或者所述等边多边形的几何中心和所述中心体11的中心重叠，这样可以使得每个控制部件13作用在中心体11上的力矩大小相同，便于调节中心体11的姿态。

图2中，横切面为等边三角形BCD所在平面。图2中示出了具有三个控制部件13的拍摄装置，此时三个控制部件13分别位于等边三角形BCD的三个顶点，等边三角形BCD的中心与中心体11的中心重叠或者和所述中心体11的中心在一条直线L。

本发明实施例中，可以通过磁力改变中心体11的姿态。如图1和图2所示，所述中心体11上设置有一永磁体16，永磁体16的中心在所述直线L上。所述控制部件13为电磁体，所述电磁体可以为电磁线圈等。所述电磁体在通电情况下为所述永磁体16提供磁力，通过所述磁力改变所述中心体11的姿态，使所述摄像头模组12的空间位置发生改变。

如图1所示，所述中心体11包括：内壳体111、外壳体112以及多个滚动体113。所述内壳体111位于所述外壳体内，所述内壳体111通过所述滚动体113与所述外壳体112转动连接，以使得所述内壳体111通过所述作用力相对于所述外壳体转动。所述摄像头模组12固定在所述内壳体111中。所述外壳体112固定在外部的支架上。图1中未示出所述支架。

本发明实施例中，所述内壳体111以及所述外壳体112均为球壳，且所述内壳体111的外径小于所述外壳体112的内径。所述滚动体113可以为金属滚珠或是轴承部件或是万向节。

如图1-图3所示，所述外壳体112上设有相对设置的第一开口K1和第二开口K2，当所述电磁铁未通电时，所述内壳体111在所述外壳体中处于初始位置。第一开口K1的中点与第二开口的中点的连线即为上述直线L。直线L通过外壳体112的中心和内壳体111的中心。所述内壳体111在所述外壳体112中处于初始位置时，摄像头模组12的光轴即为所述直线L。

当所述控制部件13未向所述中心体11施加作用力时，外壳体112中的内壳体111位于初始位置，可以通过设置在所述内壳体111与所述外壳体112之间的弹力机构使得所述控制部件13未向所述中心体11施加作用力时，外壳体112中的内壳体111位于初始位置。图1中未示出所述弹力机构。

当所述内壳体111在所述外壳体112中处于初始位置时，所述第一开口K1的中心与所述第二开口K2的中心的连线与所述摄像头模组12的光轴以及所述内壳体111的中轴线重叠，具体的重叠在直线L。

第二开口K2用于露出固定在内壳体111上的摄像头模组12，以便于摄像头模组12进行图像采集。第一开口K1用于将摄像头模组12的数据线14引出到中心体的外部，以便于摄像头模组12与控制器连接。所述控制器用于根据所述摄像头模组12采集的图像信息进行图像处理，以便于生成目标对象的图像。具体的，所述摄像头模组12固定在内壳体111中的第一位置，所述摄像头模组12在所述内壳体111中的第一位置通过所述第二开口K采集图像信息。

所述永磁体16固定在所述内壳体111的第二位置，所述第二位置与所述第一位置为所述内壳体111上相对的两端，在初始位置时，第一位置与第二位置的连线与直线L重叠。

部分所述滚动体113位于所述外壳体112内表面的第一区域17，其余所述滚动体113位于所述外壳体112内表面的第二区域18，所述第一区域17和所述第二区域18为所述外壳体112内表面中被所述第一开口K1的中心和所述第二开口K2的中心的连线分割开的两个相对的区域。

如图所示，所述中心体111还包括：限位机构15，所述限位机构15用于限制所述多个滚动体113在预设行程内滚动。

在本发明实施例所述拍摄装置中，所述永磁体16与所述电磁体13中的一者固定在所述内壳体111上(包括设置在所述内壳体111的外表面或是嵌入到所述内壳体111的外表面中)，另一者固定在所述外壳体112上(包括设置在所述外壳体112的外表面或是嵌入到所述外壳体112的外表面中)，图1-图3所示方式中，所述永磁体16固定在所述内壳体111上，所述电磁体13固定在所述外壳体112上。

为了保证内壳体111可以在控制部件13施加的作用力下转动，以调节摄像模组的空间位置，设置：当所述永磁体16固定在所述内壳体111上时，所述永磁体16所在位置在所述多个滚动体113的滚动范围之外；当所述电磁体固定在所述内壳体111上时，所述电磁体所在位置在所述多个滚动体113的滚动范围之外。

所述电磁体16分别对应同一等边多边形的一个顶点，所述永磁体位于所述等边多边形的几何中心，使得各个电磁体对所述永磁体16的力矩大小相同，以便于控制所述内壳体111相对于所述外壳体112转动，改变摄像头模组的空间位置。

当所述控制部件13为电磁体时，通过控制电磁体上的电流控制各个控制部件13施加在所述中心体11上的作用力，以实现调节摄像头模组12的空间位置的目的。电磁体可以为电磁线圈，电磁线圈的匝数越多，通过电流越大，与永磁体16的磁力越大，磁力乘以力臂得到力矩，基于此原理调节电磁体施加的作用力，以便于调节中心体11的姿态。

本发明实施例中，所述拍摄装置的结构还可以如图4所示，图4为本发明实施例提供的另一种拍摄装置的结构示意图，图4所示方式与图2所示方式不同在于无需设置永磁体，控制部件13还可以为动力装置(如电机)，所述动力装置分别通过对应的传力部件21为所述中心体111施加作用力。

所有传力部件21的连接位置相同。如可以将动力装置设置在外壳体112上，各个动力装置的传力部件21连接在内壳体111的同一点。此时动力装置的位置与上述电磁体的位置相同，各个传力部件21的一端连接对应的动力装置，另一端连接内壳体111。此时，无需设置永磁体，在上述永磁体的位置设定铰接端，以便于内壳体111与所述传力部件21连接。铰接端与所述等边多边形的中心在一条直线上或者重合，即铰接端所述动力装置可以位于同一平面或是不同平面。

所述传力部件21可以为联动杆或是绳索。该方式中，通过控制动力装置，可以控制各个控制部件13施加在所述中心体11上的作用力，以实现调节摄像头模组12的空间位置的目的。

在本发明实施例所述拍摄装置中，在已知预设的O-XYZ三维直角坐标系中，第一开口K1所在平面以及第二开口K2所在平面均平行于YZ平面。多个控制部件13所在等边多边形所在平面平行于YZ平面。已知直线L平行于X轴。外壳体112固定，内壳体111可以在控制部件13施加的作用力下改变姿态，进而改变摄像头模组12的空间位置，即调节摄像头模组12的光轴转动，以改变其空间位置，调整采集图像的视野范围。

通过上述描述可知，本发明实施例所述拍摄装置中，可以通过控制部件13调节中心体的姿态，以改变摄像头模组12的空间位置，进而实现跟随目标对象进行图像拍摄，无需整体转动所述拍摄装置，便于使用。

所述拍摄装置可以通过手动调节控制部件13调节中心体11的姿态，以改变摄像头模组12的空间位置，还可以通过控制器自动调节所述控制部件13，以实现自动调节所述摄像头模组12的空间位置，进而实现自动跟随目标对象进行图像拍摄。

基于上述拍摄装置，本发明另一实施例还提供给了一种调节方法，所述调节方法用于控制所述拍摄装置，对运动的拍摄对象实现跟踪拍摄，无需整体转动拍摄装置。

所述调节方法如图5所示，图5为本发明实施例提供的一种调节方法的流程示意图，所述调节方法包括：

步骤S11：获取所述拍摄装置中摄像头模组的目标位姿。

步骤S12：根据所述摄像头模组的目标位姿，调节所述拍摄装置中所述至少三个控制部件施加给所述拍摄装置的中心体的作用力，从而改变所述中心体的姿态，以改变所述摄像头模组的空间位置。

可选的，所述获取所述拍摄装置中摄像头模组的目标位姿的方法如图6所示，图6为本发明实施例提供的一种获取所述拍摄装置中摄像头模组的目标位姿的方法的流程示意图，该方法包括：

步骤S21：获取目标对象的位置信息。

步骤S22：根据所述目标对象的位置信息得到摄像头模组的目标位姿。

具体的，所述摄像头模组的位置信息为已知信息，可以通过人脸识别系统以及深度传感器获取目标对象的位置信息，即运动中的目标对象当前的位置信息也是已知的。

本发明实施例中，摄像头模组在控制部件的作用力下转动，中心体的中心位置不变。在改变所述中心体的姿态，以改变所述摄像头模组的空间位置时，调节摄像头模组光轴相对于其中心体的中心位置的转动角度。因此，对于已知的预设三维直角坐标系，如在O-XYZ三维直角坐标系中，目标对象当前的位置坐标已知，通过坐标映射，使得调节后摄像头模组光轴转动与目标对象当前的位置坐标重合，通过对比转动前后光轴的位置就可以知道旋转角度，即目标位姿。

基于上述拍摄装置及其调节方法，本发明另一实施例还提供了一种控制器，所述控制器用于执行上述调节方法，以自动调节所述拍摄装置中中心体的姿态，自动调节摄像头模组的空间位置，使得摄像头模组的光轴随着目标对象的位置改变而转动，以实时追踪目标对象的状态，以便于对运动中的目标对象进行成像，无需用户跟随目标对象的运动而转动，便于使用。

如图7所示，图7为本发明实施例提供的一种控制器的结构示意图，所示控制器包括：获取模块71以及调节模块72。所述获取模块71用于获取所述拍摄装置中摄像头模组的目标位姿；所述调节模块72用于根据所述摄像头模组的目标位姿，调节所述拍摄装置中所述至少三个控制部件施加给所述拍摄装置的中心体的作用力，从而改变所述中心体的姿态，以改变所述摄像头模组的空间位置。

其中，所述调节模块72如图8所示，图8为本发明实施例提供的以中国调节模块的结构示意图，所示调节模块包括：获取单元81以及处理单元82。所述获取单元81用于获取目标对象的位置信息。所述处理单元82用于根据所述目标对象的位置信息得到摄像头模组的目标位姿。

本发明实施例所述控制器可以用于执行上述调节方法，实现自动调节上述拍摄装置的中心体的姿态，以自动改变摄像模组的空间位置，使得摄像模组的光轴与目标对象实时匹配，实现自动跟随运动状态的目标对象。

基于上述各个实施例，本发明另一实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括上述实施例所述拍摄装置以及控制器。所述电子设备可以为手机、平板电脑等具有摄像功能的移动终端设备。

所述电子设备可以通过控制器自动调节拍摄装置的中心体的姿态，以自动改变摄像模组的空间位置，使得摄像模组的光轴与目标对象实时匹配，实现自动跟随运动状态的目标对象。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种拍摄装置，其特征在于，所述拍摄装置包括：

摄像头模组；

中心体，所述中心体的内部安装有所述摄像头模组；所述中心体包括：内壳体、外壳体和多个滚动体；所述内壳体位于所述外壳体内，所述内壳体通过所述滚动体与所述外壳体转动连接；所述摄像头模组固定在所述内壳体中；

至少三个控制部件，所述控制部件设置在所述中心体的外壳体上，所述控制部件能够改变自身施加给所述中心体的内壳体的作用力，以使得所述内壳体通过所述作用力相对于所述外壳体转动，从而改变所述中心体的姿态，以改变所述摄像头模组的空间位置；

所有所述控制部件位于所述中心体的同一个横切面上，且所述控制部件在所述横切面上的位置形成一个等边多边形，所述等边多边形的几何中心和所述中心体的中心在一条直线上或者所述等边多边形的几何中心和所述中心体的中心重叠。

2.根据权利要求1所述的拍摄装置，其特征在于，所述控制部件在所述中心体上的设置位置位于所述摄像头模组的拍摄范围之外。

3.根据权利要求1所述的拍摄装置，其特征在于，所述中心体上设置有一永磁体；

所述控制部件为电磁体，所述电磁体在通电情况下为所述永磁体提供磁力，通过所述磁力改变所述中心体的姿态，使所述摄像头模组的空间位置发生改变。

4.根据权利要求3所述的拍摄装置，其特征在于，

所述外壳体固定在外部的支架上。

5.根据权利要求4所述的拍摄装置，其特征在于，所述外壳体上设有相对设置的第一开口和第二开口，当所述控制部件未给所述中心体施加作用力时，所述内壳体在所述外壳体中处于初始位置；

当所述内壳体在所述外壳体中处于初始位置时，所述第一开口的中心与所述第二开口的中心的连线与所述摄像头模组的光轴以及所述内壳体的中轴线重叠；

所述摄像头模组固定在内壳体中的第一位置，所述摄像头模组在所述内壳体中的第一位置通过所述第二开口采集图像信息；

部分所述滚动体位于所述外壳体内表面的第一区域，其余所述滚动体位于所述外壳体内表面的第二区域，所述第一区域和所述第二区域为所述外壳体内表面中被所述第一开口的中心和所述第二开口的中心的连线分割开的两个相对的区域。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述中心体还包括：限位机构，所述限位机构用于限制所述多个滚动体在预设行程内滚动。

7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述永磁体与所述电磁体中的一者固定在所述内壳体上，另一者固定在所述外壳体上；

当所述永磁体固定在所述内壳体上时，所述永磁体所在位置在所述多个滚动体的滚动范围之外；

当所述电磁体固定在所述内壳体上时，所述电磁体所在位置在所述多个滚动体的滚动范围之外。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述电磁体分别对应同一等边多边形的一个顶点，所述永磁体位于所述等边多边形的几何中心。

9.一种调节方法，其特征在于，所述调节方法应用于如权利要求1至8任意一项所述的拍摄装置，所述调节方法包括：

获取所述拍摄装置中摄像头模组的目标位姿；

根据所述摄像头模组的目标位姿，调节所述拍摄装置中所述至少三个控制部件施加给所述拍摄装置的中心体的作用力；所述中心体包括：内壳体、外壳体和多个滚动体；所述内壳体位于所述外壳体内，所述内壳体通过所述滚动体与所述外壳体转动连接；所述摄像头模组固定在所述内壳体中；所述控制部件设置在所述中心体的外壳体上，所述控制部件能够改变自身施加给所述中心体的内壳体的作用力，以使得所述内壳体通过所述作用力相对于所述外壳体转动，从而改变所述中心体的姿态，以改变所述摄像头模组的空间位置；

其中，所有所述控制部件位于所述中心体的同一个横切面上，且所述控制部件在所述横切面上的位置形成一个等边多边形，所述等边多边形的几何中心和所述中心体的中心在一条直线上或者所述等边多边形的几何中心和所述中心体的中心重叠。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述获取所述拍摄装置中摄像头模组的目标位姿包括：

获取目标对象的位置信息；

根据所述目标对象的位置信息得到摄像头模组的目标位姿。

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