CN112492217B - 电子设备和控制方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种电子设备和控制方法。其中，所述电子设备包括：控制器、电源管理器、检测器以及摄像装置；所述摄像装置包括摄像头模组和腔体，所述摄像头模组上设置有永磁体，所述腔体的内壁设置有线圈，所述摄像头模组设置于所述腔体内；所述控制器与所述检测器、所述电源管理器、所述摄像装置分别连接，所述电源管理器与所述摄像装置连接。

Description

电子设备和控制方法
技术领域
本申请属于电子信息技术领域，具体涉及一种电子设备和控制方法。
背景技术
随着智能手机的发展与普及，人们对智能手机上的摄像功能的要求也越来越高，甚至期待智能手机的摄像效果达到单反相机的水平。
在智能手机的使用过程中，如用户手持智能手机进行拍照时，手的抖动会造成智能手机中的摄像头模组的轻微倾斜(一般在+/-0.5度以内)，而该倾斜会引起镜头观察角度的变化，进而导致拍摄的图像随着手的抖动而处于不稳定状态，对于该抖动问题，相关技术中主要采用电子防抖(EIS)和光学防抖(OIS)两种方式实现摄像头的防抖。
其中，电子防抖主要包括：通过提高相机感光度(ISO)而实现的“自然防抖”和通过像素补偿或其他运算方式而实现的“数码防抖”两大种类，且利用电子防抖进行防抖处理时无需任何元器件的辅助和参与，完全依靠数字处理技术去实现。
光学防抖主要通过光学元器件的设置，例如，通过移动镜片或感光板进行光路补偿，来避免或者减少扑捉光学信号过程中出现的镜头抖动现象，从而提高成像质量。
但前述两种防抖方式仅可用于二维空间(X、Y轴两个方向)的防抖，而无法解决在垂直镜头反向移动拍摄等三维空间中出现的摄像抖动问题。
发明内容
本申请实施例提供一种电子设备和控制方法，能够解决在垂直镜头反向移动拍摄等三维空间中出现的摄像抖动问题。
本申请是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括控制器、电源管理器、检测器以及摄像装置；所述摄像装置包括摄像头模组和腔体，所述摄像头模组上设置有永磁体，所述腔体的内壁设置有线圈，所述摄像头模组设置于所述腔体内；所述控制器与所述检测器、所述电源管理器、所述摄像装置分别连接，所述电源管理器与所述摄像装置连接。
第二方面，本申请实施例提供了一种控制方法，应用于第一方面所述的电子设备，所述方法包括：在开启摄像装置中的摄像功能的情况下，控制检测器检测所述电子设备的抖动信息；根据所述抖动信息，得到目标控制信息，所述目标控制信息包括电信号的大小和/或方向；通过所述电源管理器向所述线圈供给与所述目标控制信息对应的目标电信号，以调整所述线圈所产生的第二磁场的磁场状态，进而使得所述摄像头模组在第一磁场以及所述第二磁场的作用下进行预定运动，所述预定运动包括位移和/或角度偏转，所述第一磁场为所述摄像装置中的永磁体产生。
本申请实施例中，提供一种电子设备和控制方法，其中，所述电子设备包括控制器、电源管理器、检测器以及摄像装置；所述摄像装置包括摄像头模组和腔体，所述摄像头模组上设置有永磁体，所述腔体的内壁设置有线圈，所述摄像头模组设置于所述腔体内；所述控制器与所述检测器、所述电源管理器、所述摄像装置分别连接，所述电源管理器与所述摄像装置连接，由此，可使得在利用所述电子设备进行移动拍摄时，所述电子设备中的摄像装置的拍摄方向不变，从而实现所述电子设备在三维空间的瞬时防抖。
附图说明
图1是本申请一示例性实施例提供的电子设备的电路结构示意图。
图2a是本申请一示例性实施例提供的摄像装置的结构示意图。
图2b是本申请一示例性实施例提供的摄像头模组的结构示意图。
图2c是本申请一示例性实施例提供的腔体的结构示意图。
图3是本申请一示例性实施例提供摄像头模组的受力分析示意图。
图4是本申请一示例性实施例提供的磁力恢复过程示意图。
图5a和图5b分别是本申请一示例性实施例提供的电子设备的防抖原理示意图。
图6是本申请一示例性实施例提供的控制方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的技术方案进行详细地说明。
本申请一示例性实施例提供一种电子设备，所述电子设备可以是但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、上网本或者个人数字助理(personal digitalassistant，PDA)等，本申请实施例不做具体限制。需要说明的，下述各实施例中仅以电子设备为手机为例，对本申请给出的技术方案进行说明。
如图1所示，所述电子设备包括摄像装置10、控制器20、检测器30以及电源管理器40；所述控制器20与所述检测器30、所述电源管理器40、所述摄像装置10分别连接，所述电源管理器40与所述摄像装置10连接。
其中，请结合参阅图2a、图2b和图2c，所述摄像装置10可以包括摄像头模组11和腔体12，所述摄像头模组11上设置有永磁体13，所述腔体12的内壁设置有线圈14，所述摄像头模组11设置于所述腔体12内。
所述永磁体13用于产生第一磁场，所述线圈14用于在通电的情况下产生第二磁场，使得所述摄像头模组11能够在所述永磁体13产生的第一磁场以及所述线圈14产生的第二磁场的共同作用下进行预定运动，如位移和/或角度偏转，由此，可使得在利用所述电子设备进行移动拍摄时，所述位于所述电子设备中的摄像头模组11的空间绝对位置不变，也即所述摄像装置10的拍摄方向不变，从而实现所述电子设备(也即摄像装置10)在三维空间的瞬时防抖，进而确保拍摄得到的图片或视频的画质，满足用户体验。
本申请的一个或多个实施例中，所述永磁体13可以单独设置于所述摄像头模组11的表面，或者，所述永磁体13为所述摄像头模组11中采用永磁材料制成的部件，如所述摄像头模组11的壳体。
一种实现方式中，所述永磁体13可以为多个，所述摄像头模组11包括至少两个表面，各所述永磁体13分别设置于至少两个所述表面(也即，不同的壳体)。例如，所述永磁体13可以与所述表面一一对应，也可以一个表面上设置多个永磁体，或者所述摄像头模组11的部分面上设置所述永磁体13，本实施例对此不做限制。
示例性的，在所述摄像头模组11包括第一表面和第二表面的情况下，位于所述第一表面的所述永磁体所产生的第一磁场，与位于第二表面上的所述永磁体所产生的第一磁场的方向相反，所述第一表面与所述第二表面相背设置。也就是，多个所述永磁体13可分别设置于所述摄像头模组11的不同表面，且位于相背的两个表面上的所述永磁体13所产生的第一磁场的方向相反，从而保证所述摄像头模组内的磁通量为0，以避免磁场对摄像时的画质的影响。
本实施例中，所述永磁体13可以是但不限于采用天然磁石制成或人工合成磁石制成。
本申请的一个或多个实施例中，结合参阅图2c，所述线圈14可以为多个，所述腔体12包括与各所述线圈一一对应的至少两个内壁，各所述线圈分别设置于至少两个所述内壁。例如，假设所述腔体为图2c中所示的正方体腔体，那么，所述线圈14可以如图2c中所示的腔体内壁上的正方形，如虚线框或实线框，在此情况下，在向各所述线圈14通电的情况下，所述摄像头模组11能够在多个所述永磁体13产生的多个第一磁场以及多个所述线圈14产生的多个第二磁场的共同作用下，悬浮于所述腔体12内，从而可避免在利用所述电子设备进行移动拍摄过程中可能的出现摄像头模组11与腔体12之间发生碰撞的问题，进而避免摄像头模组11损坏，延长电子设备的使用寿命。
一种实现方式中，所述线圈14可以包括至少两个子线圈，至少两个所述子线圈分别与所述电源管理器连接，所述电源管理器40用于对至少两个所述子线圈产生的磁力进行单独控制，由此，在利用所述电子设备进行拍摄时，可通过控制各子所述线圈的磁力差异实现所述摄像头模组11在所述腔体12内的翻转、扭动，确保对所述摄像头模组11的控制精度。
示例性的，假设在开启电子设备的摄像功能之前，所述摄像头模组11在所述第一磁场、第二磁场的共同作用下悬浮于所述腔体12，那么，所述摄像头模组11的受力分析可以如图3所示，其中，F1-F6分别表示所述摄像头模组11的6个表面上的磁力，G指示所述摄像头模组11所受重力。在此情况下，如果开启摄像功能，可通过调整供给给所述线圈14上的电信号(如电流信号)的方向和/或大小，以控制线圈14所产生的第二磁场(磁力)的大小和/或方向。例如，可通过图3所示的6个方向的磁力调节来控制摄像头模组11在所述腔体12内的空间位置，从而使得所述摄像头模组11所受外力为0，实现磁悬浮。
需要说明的是，当磁体(即线圈)被磁化到饱和状态后，若将磁场强度(H)由最大值逐渐减小时，其磁感应强度(符号为B)不是循原来的途径返回，而是沿着比原来的途径稍高的一段曲线而减小，这种现象称磁滞现象，例如，磁感强度变化过程如图4所示。由于磁力与磁感强度之间成正比关系，因此磁力与磁场强度的变化关系同样遵循“磁滞原理”，利用此原理，本实施例中将移动拍摄过程中出现的剧烈抖动过程转化成一个缓慢稳态的变化过程，从而实现拍摄过程中的物理防抖(瞬时防抖)，例如，在电子设备搭配具有凸透镜的摄像头模组11可实现接近±45°防抖，也就是，本实施例给出的摄像装置10或电子设备能够实现较大角度的防抖，应用环境更广。
在前述描述的基础上，所述腔体12可以为但不限于正方体腔体、长方体腔体、球形腔体中的其中一个。例如，请再次参阅图2c，在所述腔体12为正方体腔体的情况下，所述正方体腔体的每个内壁上均可设置有所述线圈14。另外需要说明的是，位于不同内壁上的线圈可以相同，也可以不同，具体可根据实际需求进行设定。
一种实现方式中，请再次参阅图2c，所述腔体12可以包括相对的第一侧壁121和第二侧壁122，所述第一侧壁121上开设有第一镜头孔，所述第二侧壁122上开设有与所述第一镜头孔对应的第二镜头孔；所述第一镜头孔和所述第二镜头孔处分别安装有镜片，所述摄像头模组的镜头朝向所述第一镜头孔，由此，能够确保位于所述第一侧壁121上的线圈14与所述第二侧壁122上的线圈14产生的磁场平衡，进而确保在实现摄像防抖时的可靠性。
所述检测器30用于检测所述电子设备在摄像过程中的抖动信息，其中，所述抖动信息可以包括但不限于经/纬向位移信息、海拔信息、旋转角度中的至少一个。一种实现方式中，在所述电子设备控制所述摄像装置10开启摄像功能时，所述检测器30开始实时检测所述电子设备的抖动信息。
本实施例中，所述检测器30可以为但不限于陀螺仪，可以设置于所述电子设备的PCB板上。
所述控制器20用于实现对所述检测器30、所述电源管理器40、摄像装置10的控制，以及用于在接收到所述检测器30发送的抖动信息时，对所述抖动信息进行分析，得到目标控制信息，并将所述目标控制信息发送给所述电源管理器40。其中，所述目标控制信息包括电信号的大小和/或方向，所述电信号可以为电流信号等。
一种实现方式中，所述控制器20可通过柔性电路板(Flexible Printed CircuitBoard，FPC)实现与所述摄像装置10中的摄像头模组11的连接。
所述电源管理器40用于实现对所述电子设备中的各部件的电源管理，如供电、断电、调整电信号的大小、方向等。本实施例中，所述电源管理器40在接收到所述控制器20发送的目标控制信息的情况下，向所述线圈14供给与所述目标控制信息对应的目标电信号，以调整第二磁场的磁场状态，进而使得所述摄像头模组11在第一磁场和第二磁场的作用下进行预定运动，所述预定运动包括位移和/或角度偏转。其中，所述目标电信号可以为电压信号或电流信号。
一种实现方式中，如果所述线圈14为多个，和/或，所述线圈14包括多个子线圈，那么所述电源管理器40在接收到所述目标控制信息的情况下，首先确定需要进行电源管理(如电信号的大小或/和方向的调整)的目标线圈(线圈或子线圈)，再向所述目标线圈提供与所述目标控制信息匹配的电信号，从而确保控制结果的可靠性。
示例性的，基于对前述电子设备的描述，下面以电子设备为手机为例，对所述电子设备的防抖过程进行说明，其中，请在此参阅图2a至图2c，假设摄像装置10中的腔体12为正方体腔体，且每个内壁均设置有线圈14，且在使用手机进行正常拍照时，所述摄像头模组11维持磁悬浮稳定状态。
(1)在控制摄像装置10开启摄像功能后，控制检测器30开始实时检测手机抖动信息，并将检测到的抖动信息(经纬向位移、海拔、旋转角度等)反馈到控制器20。
(2)所述控制器20根据接收到的抖动信息分析得到目标控制信息，也即对所述摄像头模组11进行空间位置矫正所需的各线圈14的电流大小和/或方向等信息，并将所述目标控制信息传递给电源管理器40。
(3)所述电源管理器40向所述线圈供给与所述目标控制信息对应的目标电信号，使得线圈14产生磁场变化，同时，摄像头模组11在磁场中所受磁力大小及方向发生变化，进而使得摄像头模组11在各方向磁力作用下进行相应的位移及旋转，使得调整后的摄像头模组11的空间绝对位置未发生变化(如图5a所示)，也即手机抖动后摄像头模组11的拍摄方向未发生变化，从而实现瞬时防抖。
此外，变化的目标电信号通过线圈14后，该线圈14中的电流恢复到初始状态(也即抖动前状态)。同时，请结合参阅图5b所示，由于磁滞效应影响，当线圈14上的电流恢复到初始状态时，摄像头模组11所受磁力并非直接降低到初始情况，而是以缓慢的过程逐步减小到初始值，其中，磁力缓慢变化的过程中，摄像头模组也随之缓慢位移、旋转，从而实现拍摄全过程的防抖，并且在磁力最终消失后，摄像头模组11恢复到原本的空间相对位置，保持磁悬浮状态。应注意，图5a、5b中所示的11为摄像头模组、12为腔体、123为镜片，仅为示意摄像头模组11在所述腔体12中的空间位置的变化状态。实际应用中，所述摄像头模组11被所述镜片123遮挡，且位于所述腔体12内。
本实施例给出的前述电子设备，利用磁悬浮技术，使得在利用所述电子设备进行移动拍摄时，所述摄像头模组11的空间绝对位置不变，也即所述摄像装置10的拍摄方向不变，从而实现所述电子设备在三维空间的瞬时防抖。
此外，本实施例给出的电子设备，其结构更加轻薄、体积小，有利于实现整机轻薄化设计，且具有较大的防抖角度，适应范围广。
如图6所示，为本申请一示例性实施例提供的控制方法600的流程示意图，该方法应用于前述各实施例中所述的电子设备，具体可由安装于电子设备1010中的硬件和/或软件执行。所述方法包括如下步骤。
S610，在开启摄像装置中的摄像功能的情况下，控制检测器检测所述电子设备的抖动信息。所述抖动信息包括经/纬向位移信息、海拔信息、旋转角度中的至少一个。
S620，根据所述抖动信息，得到目标控制信息，所述目标控制信息包括电信号的大小和/或方向。
可以理解，可通过控制器对所述抖动信息进行分析，得到目标控制信息，本实施例对此不做限制。
S630，通过所述电源管理器向所述线圈供给与所述目标控制信息对应的目标电信号，以调整所述线圈所产生的第二磁场的磁场状态，进而使得所述摄像头模组在第一磁场以及所述第二磁场的作用下进行预定运动，所述预定运动包括位移和/或角度偏转，所述第一磁场为所述摄像装置中的永磁体产生。
其中，关于前述S610至S630的具体实现过程可参照前述对电子设备的详细描述，本实施例在此不再赘述。
本申请实施例中，可通过检测器检测所述电子设备在移动拍摄过程中的抖动信息，再根据所述抖动信息得到目标控制信息，最后通过所述电源管理器向所述线圈供给与所述目标控制信息对应的目标电信号，以调整所述线圈所产生的第二磁场的磁场状态，进而使得所述摄像头模组在永磁体所产生的第一磁场以及所述第二磁场的作用下进行预定运动，所述预定运动包括位移和/或角度偏转，由此，可使得在利用所述电子设备进行移动拍摄时，所述摄像装置的拍摄方向不变，从而实现所述摄像装置在三维空间的瞬时防抖。
需要说明的是，本申请前述各实施例提供的控制方法，执行主体可以为控制装置，或者，该控制装置中的用于执行控制方法的控制模块。后续部分中，本申请实施例中以控制装置执行控制方法为例，说明本申请实施例提供的控制装置。
本申请一示例性实施例还提供一种控制装置，所述装置可应用于前述实施例给出的电子设备，所述装置包括检测模块，在开启摄像装置中的摄像功能的情况下，控制检测器检测所述电子设备的抖动信息；分析模块，用于根据所述抖动信息，得到目标控制信息，所述目标控制信息包括电信号的大小和/或方向；调整模块，用于通过所述电源管理器向所述线圈供给与所述目标控制信息对应的目标电信号，以调整所述线圈所产生的第二磁场的磁场状态，进而使得所述摄像头模组在第一磁场以及所述第二磁场的作用下进行预定运动，所述预定运动包括位移和/或角度偏转，所述第一磁场为所述摄像装置中的永磁体产生。
关于本实施例中的控制装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
本实施例中，通过检测器检测所述电子设备在移动拍摄过程中的抖动信息，再根据所述抖动信息进行分析，得到目标控制信息，最后通过所述电源管理器向所述线圈供给与所述目标控制信息对应的目标电信号，以调整所述线圈所产生的第二磁场的磁场状态，进而使得所述摄像头模组在永磁体所产生的第一磁场以及所述第二磁场的作用下进行预定运动，所述预定运动包括位移和/或角度偏转，由此，可使得在利用所述电子设备进行移动拍摄时，所述摄像装置的拍摄方向不变，从而实现所述摄像装置在三维空间的瞬时防抖。
需要说明的是，在本申请中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (8)

1.一种电子设备，其特征在于，包括控制器、电源管理器、检测器以及摄像装置；
所述摄像装置包括摄像头模组和腔体，所述摄像头模组上设置有永磁体，所述腔体的内壁设置有线圈，所述摄像头模组可转动的设置于所述腔体内；
所述控制器与所述检测器、所述电源管理器、所述摄像装置分别连接，所述电源管理器与所述摄像装置连接；
所述永磁体为多个，所述摄像头模组包括至少两个表面，其中，各所述永磁体分别设置于至少两个所述表面；
所述线圈为多个，所述腔体包括与各所述线圈一一对应的至少两个内壁，各所述线圈分别设置于至少两个所述内壁；
其中，在向各所述线圈通电的情况下，所述摄像头模组通过表面设置的多个所述永磁体在所述腔体内设置的多个所述线圈的磁场作用下，悬浮于所述腔体内。
2.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，位于第一表面的所述永磁体所产生的第一磁场，与位于第二表面上的所述永磁体所产生的第一磁场的方向相反，所述第一表面与所述第二表面相背设置。
3.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，每个所述线圈包括至少两个子线圈，至少两个所述子线圈分别与所述电源管理器连接，所述电源管理器用于对至少两个所述子线圈产生的磁力进行单独控制。
4.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述腔体为正方体腔体、长方体腔体、球形腔体中的其中一个。
5.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述腔体包括相对的第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁上开设有第一镜头孔，所述第二侧壁上开设有与所述第一镜头孔对应的第二镜头孔；
所述第一镜头孔和所述第二镜头孔处分别安装有镜片，所述摄像头模组的镜头朝向所述第一镜头孔。
6.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述检测器包括陀螺仪。
7.一种控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-6中任一项所述的电子设备，所述方法包括：
在开启摄像装置中的摄像功能的情况下，控制检测器检测所述电子设备的抖动信息；
根据所述抖动信息，得到目标控制信息，所述目标控制信息包括电信号的大小和/或方向；
通过所述电源管理器向所述线圈供给与所述目标控制信息对应的目标电信号，以调整所述线圈所产生的第二磁场的磁场状态，进而使得所述摄像头模组在第一磁场以及所述第二磁场的作用下进行预定运动，所述预定运动包括位移和/或角度偏转，所述第一磁场为所述摄像装置中的永磁体产生。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述抖动信息包括经/纬向位移信息、海拔信息、旋转角度中的至少一个。
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