CN114727003A - 摄像模组、终端设备及摄像头的防抖方法 - Google Patents
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Abstract
本公开是关于一种摄像模组、终端设备及摄像头的防抖方法。该摄像模组包括：固定支架，具有环形空间；摄像头，位于环形空间内；压电体，具有固定端和自由端；其中，自由端为固定端的相反端；固定端固定在固定支架；自由端与摄像头接触或分离；至少两个不同压电体的自由端，用于限制摄像头在环形空间内至少一个自由度上的运动；驱动器，与压电体电连接，用于对压电体施加电信号，控制自由端的形变。当发生抖动，摄像头偏离原来的位置或在原来的位置产生转动时，压电体的自由端通过发生与摄像头运动反方向的形变，驱使摄像头恢复至原来的位姿状态，从而限制摄像头在自由度上的运动，以起到摄像头防抖的效果。
Description
技术领域
本公开涉及图像技术领域，尤其涉及一种摄像模组、终端设备及摄像头的防抖方法。
背景技术
随着摄像技术的发展，人们对摄像终端的摄像效果要求越来越高。由原来的普通画质到高清画质，再逐渐到超清画质甚至更高。其中，影响摄像效果最大的便是摄像头。然而在具有高性能摄像头的同时，有时依然会出现摄像画面不清楚、摄像效果不稳定的情况。摄像头发生抖动便是影响摄像效果的因素之一。有时，会因镜头抖动，出现摄像画面严重模糊的情况。
发明内容
本公开提供一种摄像模组、终端设备及摄像头的防抖方法。
本公开实施例的第一方面，提供一种摄像模组，包括：
固定支架，具有环形空间；
摄像头，位于所述环形空间内；
压电体，具有固定端和自由端；其中，所述自由端为所述固定端的相反端；所述固定端固定在所述固定支架；所述自由端与所述摄像头接触或分离；至少两个不同所述压电体的自由端，用于限制所述摄像头在所述环形空间内至少一个自由度上的运动；
驱动器，与所述压电体电连接，用于对所述压电体施加电信号，控制所述自由端的形变。
在一些实施例中，所述固定端，与所述固定支架之间活动连接，所述自由端能够相对于所述固定端转动。
在一些实施例中，所述固定端，通过弹性胶体或者柔性胶体与所述固定支架之间活动连接。
在一些实施例中，多个所述压电体环绕所述摄像头，其中：
与所述摄像头的底端端面共面的压电体中任意相邻的两个所述压电体间的夹角相同，用于限制所述摄像头沿Z轴方向移动、绕X轴转动和绕Y轴转动中至少一个自由度上的运动；和/或，
与所述摄像头的侧面共面的压电体中存在两个所述压电体与同一侧面共面，用于限制所述摄像头沿X轴方向移动、沿Y轴方向移动和绕Z轴转动中至少一个自由度上的运动。
在一些实施例中，所述多个所述压电体沿顺时针方向依次包括第一压电体、第二压电体、第三压电体、第四压电体、第五压电体以及第六压电体；
其中，所述与所述摄像头的底端端面共面的所述压电体包括：所述第一压电体、所述第三压电体和所述第五压电体；
所述与所述摄像头的侧面共面的所述压电体包括：所述第二压电体、所述第四压电体和所述第六压电体。
在一些实施例中，所述压电体为压电陶瓷片。
在一些实施例中，所述模组还包括：
控制器，与所述驱动器电连接，用于从传感器获取所述摄像头在各自由度上的运动信息；
基于所述运动信息及振动传递模型，获取各所述压电体的自由端的形变信息；其中，所述振动传递模型至少包含有所述运动信息、所述压电体的固有频率和所述自由端的形变信息三者之间的关联关系；
基于各所述压电体的自由端的形变信息，生成控制各所述自由端形变的所述控制信号，并发送所述控制信号至所述驱动器。
在一些实施例中，所述驱动器，用于对所述压电体施加电信号，包括：
所述驱动器，具体用于根据所述控制信号，对所述压电体施加所述电信号；
所述压电体根据施加的所述电信号，产生控制所述摄像头在所述各自由度上与所述运动信息指示运动方向的反向运动的形变。
在一些实施例中，所述运动信息至少包括沿坐标轴的移动距离和绕坐标轴的转动角度中的至少一种。
在一些实施例中，所述形变信息至少包括所述自由端在空间内各弯曲方向的弯曲度。
本公开实施例的第二方面，提供一种终端设备，包括上述实施例的第一方面所述的摄像模组。
本公开实施例的第三方面，提供一种摄像头的防抖方法，包括：
基于摄像头在各自由度上的运动信息，对压电体施加电信号，控制所述压电体中自由端的形变；
通过至少两个不同所述压电体的自由端产生的形变，限制所述摄像头在环形空间内至少一个自由度上的运动；其中，所述摄像头位于固定支架的环形空间内。
在一些实施例中，多个所述压电体环绕所述摄像头，其中，与所述摄像头的底端端面共面的压电体中任意相邻的两个压电体间的夹角相同，与所述摄像头的侧面共面的压电体中存在两个压电体与同一侧面共面；
所述通过至少两个不同所述压电体的自由端产生的形变，限制所述摄像头在环形空间内至少一个自由度上的运动，包括：
通过所述与所述摄像头的底端端面共面的压电体限制所述摄像头沿Z轴方向移动、绕X轴转动和绕Y轴转动中至少一个自由度上的运动；和/或，
通过与所述摄像头的侧面共面的压电体限制所述摄像头沿X轴方向移动、沿Y轴方向移动和绕Z轴转动中至少一个自由度上的运动。
在一些实施例中，所述基于摄像头在各自由度上的运动信息，对压电体施加电信号，控制所述压电体中自由端的形变，包括：
基于所述摄像头在各自由度上的运动信息及振动传递模型，获取各所述压电体的自由端的形变信息；其中，所述振动传递模型至少包含有所述运动信息、所述压电体的固有频率和所述自由端的形变信息三者之间的关联关系；
基于各所述压电体的自由端的形变信息，对各所述压电体分别施加对应的电信号；
所述压电体根据施加的所述电信号，产生控制所述摄像头在所述各自由度上与所述运动信息指示运动方向的反向运动的形变。
在一些实施例中，所述运动信息至少包括沿坐标轴的移动距离和绕坐标轴的转动角度中的至少一种。
在一些实施例中，所述形变信息至少包括所述自由端在空间内各弯曲方向的弯曲度。
在一些实施例中，所述压电体为压电陶瓷片。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本公开的实施例提供的摄像模组包括位于环形空间内的摄像头以及限制摄像头在环形空间内至少一个自由度上运动的压电体。压电体具有固定端和自由端，固定端固定在固定支架上，自由端与摄像头接触或分离。在压电体被施加电信号时，压电体的自由端可以产生形变。当发生抖动，摄像头偏离原来的位置或在原来的位置产生转动时，压电体的自由端通过发生与摄像头运动反方向的形变，驱使摄像头恢复至原来的位姿状态，从而限制摄像头在自由度上的运动，以起到摄像头防抖的效果。同时，通过多个压电体间的配合形变，可实现摄像头在多个自由度上的运动限制，起到精确地及高质量的光学防抖的效果。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种摄像模组的结构示意图。
图2是根据一示例性实施例示出的一种摄像模组的压电体分布示意图一。
图3是根据一示例性实施例示出的一种摄像模组的压电体分布示意图二。
图4是根据一示例性实施例示出的一种摄像模组的压电体分布示意图三。
图5是根据一示例性实施例示出的压电体电信号施加方式的示意图。
图6是根据一示例性实施例示出的压电陶瓷片形变示意图。
图7是根据一示例性实施例示出的一种摄像头防抖系统示意图。
图8是根据一示例性实施例示出的一种摄像头的防抖方法流程图。
图9是根据一示例性实施例示出的一种终端设备的框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
目前随着包括智能手机在内摄像终端的不断发展，摄像技术愈加成熟。尤其智能手机的相机功能日益成为各大厂商的卖点。同时摄像头在成像过程中的防抖动功能也日显重要。目前镜头的防抖技术主要包括两种：一种是电子防抖EIS，一种是光学防抖。电子防抖主要是采用软件方式来实现防抖，而光学防抖是利用光学元器件的动作来对抗拍照时的手抖动作。
电子防抖，一般不需要额外的硬件。但是需要DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)处理负荷，帧间抖动补偿有效，帧内抖动补偿无效。它是针对CCD(ChargeCoupled Device，电荷耦合器件)上的图像进行分析，然后利用边缘图像进行补偿，并没有对图像质量起到实质上的提升。相反，对于整体画质还有一定程度的破坏。光学防抖则是一种硬件防抖方式，通过镜头内的陀螺仪侦测到微小的移动。然后将信号传至微处理器，处理器立即计算需要补偿的位移量。然后通过驱动镜头马达补偿镜片组，根据镜头的抖动方向及位移量加以补偿，从而有效地克服因镜头的振动产生的影像模糊。但光学防抖一般能防抖动的自由度较少，且能提供的矫正角度也相对较小，其设计成本相对较高。
本公开提供一种摄像模组。图1是根据一示例性实施例示出的一种摄像模组的结构示意图。如图1所示，该摄像模组包括：
固定支架11，具有环形空间15；
摄像头13，位于所述环形空间15内；
压电体12，具有固定端121和自由端122；其中，所述自由端122为所述固定端121的相反端；所述固定端121固定在所述固定支架；所述自由端122与所述摄像头接触或分离；至少两个不同所述压电体的自由端122，用于限制所述摄像头在所述环形空间内至少一个自由度上的运动；
驱动器，与所述压电体电连接，用于对所述压电体施加电信号，控制所述自由端的形变。
本公开实施例中，压电体可以是被施加电信号时，可发生自身形变的器件。当压电体的固定端被施加不同的电信号时，自由端可发生不同弯曲方向上不同弯曲程度的形变。通过压电体的弯曲形变给摄像头一个接触力作用，使得摄像头产生在自由度上的运动。具体如，当发生抖动，摄像头偏离原来的位置或在原来的位置产生转动时，压电体的自由端可通过发生与摄像头运动反方向的形变，驱使摄像头恢复至原来的位姿状态，从而限制摄像头在自由度上的运动，以起到摄像头防抖的效果。
本公开实施例中，压电体可以是多个。在实现摄像头防抖时，可同时给多个压电体施加不同的电信号，使多个压电体产生配合形变。通过多个压电体的配合形变可限制摄像头在一个自由度上的运动，也可以同时限制摄像头在多个自由度上的运动。
本公开实施例中，固定支架可以是由多个侧面围成多边形支架，包括四边形支架、五边形支架等。固定支架也可以是圆形，内部围成一个圆形的内部空间。
例如，多个压电体可以是6个。各压电体处于摄像头旁不同的位置。在具有使用时，可通过不同压电体施加不同电信号的方式，使得其中3个压电体限制摄像头在一个自由度上的运动(例如，限制沿x轴方向上的移动)，另外3个压电体限制摄像头在另一个自由度上的运动(例如，限制绕x轴的转动)。如此，可实现同时限制摄像头在2个自由度上的运动。同时限制摄像头多个自由度运动的方式，不止一种，此处不在一一列举。增加压电体数量，可增加同时限制自由度的数量。
本公开实施例中，压电体可以是片状或板状，其自由端能够根据施加的电信号进行形变弯曲即可。
在一些实施例中，所述固定端，与所述固定支架之间活动连接，所述自由端能够相对于所述固定端转动。
本公开实施例中，固定端与固定支架之间活动连接，使得压电体具有在固定端与固定支架接触位置处的转动自由度，从而使得自由端可进行旋转。在压电体自由端的形变弯曲方向本身存在限制的情况下，通过压电体旋转，可调整自由端在环形空间内形变的弯曲方向，从而可变换对摄像头的力作用点，以便于增加摄像头防抖操作的灵活性。
本公开实施例中，固定端固定在固定支架，自由端与摄像头发生力作用。在固定端施加电信号，使得整个压电体的电极面成为自由端弯曲程度的作用载体。较长的电极面，有利于通过施加电信号变化灵活控制自由端的弯曲度。
在一个实施例中，所述摄像头的外壳呈矩形；一个所述压电体的自由端和所述外壳的一个表面接触。如图1至图4所示的压电体，压电体的自由端与矩形外壳的一个表面的端部接触，如此，使得压电体可以自身形变，以更大的力矩向所述摄像头施加力。
在一个实施例中，所述压电体的自由端与矩形外壳的一个表面的端部接触，包括：所述自由端与矩形外壳的一个表面(或侧面)的端部的接触位置，与矩形外壳的横截面的顶点之间的距离，小于接触位置与对应表面的中心线之间的距离。例如，所述自由端与矩形外壳的一个表面的端部的接触位置，为与矩形外壳的横截面的顶点之间的距离，小于接触位置与对应表面的中心线之间的距离的1/2、1/3或者1/4。
在一些实施例中，所述固定端，通过弹性胶体或者柔性胶体与所述固定支架之间活动连接。
本公开实施例中，如图1所示，可通过弹性胶体14或者柔性胶体14实行固定端与固定支架之间的活动连接。弹性胶体14或者柔性胶体14可以是软橡胶。软橡胶可具有一定的柔性。通过非腐蚀性粘接剂将粘有软橡胶粘的固定端固定在固定支架上，从而使得压电体具有在固定端与固定支架接触位置处的转动自由度，进而使得自由端可进行旋转，调整压电体的弯曲方向。
在一些实施例中，多个所述压电体环绕所述摄像头，其中：
与所述摄像头的底端端面共面的压电体中任意相邻的两个所述压电体间的夹角相同，用于限制所述摄像头沿Z轴方向移动、绕X轴转动和绕Y轴转动中至少一个自由度上的运动；和/或，
与所述摄像头的侧面共面的压电体中存在两个所述压电体与同一侧面共面，用于限制所述摄像头沿X轴方向移动、沿Y轴方向移动和绕Z轴转动中至少一个自由度上的运动。
本公开实施例中，可通过设置多个与摄像头不同相对位置的压电体，来实现对摄像头多个自由度运动的限制。设置多个与摄像头不同相对位置包括设置多个与摄像头底端端面共面的压电体，和/或，多个与摄像头侧面共面的压电体。
与摄像头底端端面共面的压电体中任意相邻的两个压电体间的夹角相同，可使得摄像头底端受力平衡，易于限制摄像头在垂直于底端端面的Z轴方向上的移动。
与所述摄像头的侧面共面的压电体中存在两个所述压电体与同一侧面共面，可使得摄像头的一侧面受力均匀，易于限制摄像头在水平面上沿X轴方向的移动或沿Y轴方向的移动。
在一些实施例中，所述多个所述压电体沿顺时针方向依次包括第一压电体、第二压电体、第三压电体、第四压电体、第五压电体以及第六压电体；
其中，所述与所述摄像头的底端端面共面的所述压电体包括：所述第一压电体、所述第三压电体和所述第五压电体；
所述与所述摄像头的侧面共面的所述压电体包括：所述第二压电体、所述第四压电体和所述第六压电体。
本公开实施例中，当与所述摄像头的底端端面共面的所述压电体为3个时，可通过调整3个压电体的形变配合，限制摄像头在绕X轴转动和绕Y轴转动的自由度上的运动。图2是根据一示例性实施例示出的一种摄像模组的压电体分布示意图一。图2中的所示的摄像模组有6个压电体，可以限制摄像头在6个自由度上的运动。如图2所示，当第一压电体1向上弯曲、第三压电体3和第五压电体5向下弯曲时，使得压电体能够给与促使摄像头绕Y轴反向转动的力，从来限制摄像头在绕Y轴转动自由度上的运动。当第一压电体1不动、第三压电体3向上弯曲和第五压电体5向上弯曲时，使得压电体能够给与促使摄像头绕X轴反向转动的力，从来限制摄像头在绕X轴转动自由度上的运动。当第一压电体1、第三压电体3和第五压电体5均向上弯曲时，使得压电体能够给与促使摄像头沿Z轴方向反向移动的力，从来限制摄像头在沿Z轴方向移动自由度上的运动。
本公开实施例中，与摄像头的侧面共面的压电体为3个时，如图2所示，第二压电体2和第四压电体4共侧面，第六压电体6所在侧面与第二压电体2所在侧面垂直。此时，第四压电体4不动，第二压电体2和第六压电体6向内弯曲，使得压电体能够给与促使摄像头绕Z轴反向转动的力，从来限制摄像头在绕Z轴转动自由度上的运动。当第六压电体6向内弯曲，第二压电体2和第四压电体4不动，使得压电体能够给与促使摄像头沿X轴方向反向移动的力，从来限制摄像头在沿X轴方向移动自由度上的运动。当第六压电体6不动，第二压电体2和第四压电体4向内弯曲，使得压电体能够给与促使摄像头沿Y轴方向反向移动的力，从来限制摄像头在沿Y轴方向移动自由度上的运动。
图3是根据一示例性实施例示出的一种摄像模组的压电体分布示意图二。如图3所示，摄像模组中具有5个压电体12，可以限制摄像头在6个自由度上的运动。如图3所示，其中2个压电体与摄像头的底端端面共面，与底端端面接触，可实现限制摄像头沿Z轴方向移动、沿Y轴(或X轴)转动自由度上的运动。3个压电体与摄像头的侧面共面，可实现限制摄像头沿X轴方向移动、沿Y轴方向移动和绕Z轴转动自由度上的运动。
本公开实施例中，Z轴方向为摄像头的光轴方向，与摄像头的镜面(或端面)垂直。X轴和沿Y所在的平面与摄像头的光轴方向垂直。摄像头的底端端面接触有压电体。当摄像头由于抖动，在沿光轴方向上向底端发生移动时，可通过压电体的形变限制摄像头运动。当由于调焦需要，调整摄像头向前端移动时，可不限制其在光轴方向上的移动。
图4是根据一示例性实施例示出的一种摄像模组的压电体分布示意图三。如图4所示，摄像模组中具有4个压电体12，可以限制摄像头在4个自由度上的运动。如图4所示，其中3个压电体与摄像头的底端端面共面，与低端端面接触，可实现限制摄像头沿Z轴方向移动、沿X轴转动、沿Y轴转动自由度上的运动。1个压电体与摄像头的侧面共面，可实现限制绕Z轴转动自由度上的运动。
在一些实施例中，所述压电体包括但不限于压电陶瓷片。
本公开实施例中，图5是根据一示例性实施例示出的压电体电信号施加方式的示意图。如图5所示，可在压电体上施加电压信号。压电体固定端的两个极面分别接受正负电压。
图6是根据一示例性实施例示出的压电陶瓷片形变示意图。如图6所示，当压电体为压电陶瓷片时，基于图5所示的电压施加方式，压电陶瓷片的自由端会出现弯向负电压方向的变形。例如，对压电陶瓷片的固定端的两个电极面分别施加正向电压和负向电压，压电陶瓷片的自由端变化弯向施加负向电压的电极面一侧。两侧的电压差越大，弯曲程度越大。例如，同样的正向电压，负向电压为-1V和-2V时，负向电压为-2V的弯曲程度大于负向电压为-1V的弯曲程度。其中，压电陶瓷片的基本特性是具有“压电效应。即压电陶瓷片在受到来自垂直方向的外来压力时，随着片子的弯曲变形(几何形状发生改变)，在其两电极面会产生电压，并且电压大小与压力变化成正比。与此相反，如果在压电陶瓷片的两个电极面加上变化直流电压时，片子就会产生相应的机械变形(即“逆压电效应”)。改变所加电压的极性和大小，片子形变的方向和强度也随之改变。
在一些实施例中，所述模组还包括：
控制器，与所述驱动器电连接，用于从传感器获取所述摄像头在各自由度上的运动信息；
基于所述运动信息及振动传递模型，获取各所述压电体的自由端的形变信息；其中，所述振动传递模型至少包含有所述运动信息、所述压电体的固有频率和所述自由端的形变信息三者之间的关联关系；
基于各所述压电体的自由端的形变信息，生成控制各所述自由端形变的所述控制信号，并发送所述控制信号至所述驱动器。
其中，振动传递模型可提前建立或者所述振动传递模型的模型信息通过网络从服务器中下载的。基于压电体的固定频率与形变弯曲度之间的关联关系，结合摄像头的运行信息，建立该振动传递模型。在此过程中，引入压电体相当于在整个摄像模组系统中引入了一个阻尼项。引入阻尼后，当高频振动传递时，振动将会产生衰减，即达到被动消振的作用。上述摄像模组结构可实现主被动隔振相结合的功能，对手机本体(或摄像终端本体)传递给摄像头的抖动起到减弱消除作用。
本公开实施例中，图7是根据一示例性实施例示出的一种摄像头防抖系统示意图。如图7所示，摄像头防抖系统包括上述摄像组件外，还包括陀螺仪传感器、CMOS SERSOR(CMOS传感器)以及AP/ISP图像信号处理单元。防抖系统在通过压电体的形变驱使摄像头反向运行恢复至抖动前的状态前，需要通过陀螺仪传感器确定摄像头发生抖动后产生的位姿变化，根据位姿变化分析得出摄像头在各个自由度上的运动信息。运动信息包括沿坐标轴的移动距离和绕坐标轴的转动角度。沿坐标轴的移动距离包括沿X轴的移动距离、沿Y轴的移动距离和沿Z轴的移动距离。绕坐标轴的转动角度包括绕X轴的转动角度、绕Y轴的转动角度和绕Z轴的转动角度。
根据摄像头在各自由度上的运动信息，得到各压电体自由端能够使得摄像头反向运动至抖动前位姿状态的形变信息。形变信息包括自由端在空间内各弯曲方向的弯曲度。控制器向驱动器发送促使各压电体产生对应形变的控制信号，控制各压电体的形变。图像信号处理单元对CMOS传感器获取的图像信息进行图像处理。
在基于运动信息获取形变信息时，可根据建立的振动传递模型中的运动信息与形变信息的关联关系获得。
在一些实施例中，所述驱动器，用于对所述压电体施加电信号，包括：
所述驱动器，具体用于根据所述控制信号，对所述压电体施加所述电信号；
所述压电体根据施加的所述电信号，产生控制所述摄像头在所述各自由度上与所述运动信息指示运动方向的反向运动的形变。
本公开实施例中，对压电体施加的电信号用于控制自由端产生与摄像头在各自由度上反向运行的形变，以限制摄像头因抖动在各自由度上的运动。
在一些实施例中，所述运动信息至少包括沿坐标轴的移动距离和绕坐标轴的转动角度中的至少一种。
本公开实施例中，沿坐标轴的移动距离包括沿X轴的移动距离、沿Y轴的移动距离和沿Z轴的移动距离。绕坐标轴的转动角度包括绕X轴的转动角度、绕Y轴的转动角度和绕Z轴的转动角度。
在一些实施例中，所述形变信息至少包括所述自由端在空间内各弯曲方向的弯曲度。
本公开实施例中，压电体的弯曲度跟施加的电信号和压电体自身材质相关。当压电体的材质固定后，压电体弯曲度的大小跟施加的电信号正相关，包括：当压电体材质固定后，压电体弯曲度跟施加在压电体固定端两个电极面的电压差正相关。
本公开还提供一种终端设备，包括上述实施例提供的摄像模组。
本公开还提供一种摄像头的防抖方法。图8是根据一示例性实施例示出的一种摄像头的防抖方法流程图。如图8所示，该摄像头的防抖方法，包括：
步骤70、基于摄像头在各自由度上的运动信息，对压电体施加电信号，控制所述压电体中自由端的形变；
步骤71、通过至少两个不同所述压电体的自由端产生的形变，限制所述摄像头在环形空间内至少一个自由度上的运动；其中，所述摄像头位于固定支架的环形空间内。
本公开实施例中，压电体可以是被施加电信号时，可发生自身形变的器件。当压电体的固定端被施加不同的电信号时，自由端可发生不同弯曲方向上不同弯曲程度的形变。通过压电体的弯曲形变给摄像头一个接触力作用，使得摄像头产生在自由度上的运动。具体如，当发生抖动，摄像头偏离原来的位置或在原来的位置产生转动时，压电体的自由端可通过发生与摄像头运动反方向的形变，驱使摄像头恢复至原来的位姿状态，从而限制摄像头在自由度上的运动，以起到摄像头防抖的效果。
本公开实施例中，压电体可以是多个。在实现摄像头防抖时，可同时给多个压电体施加不同的电信号，使多个压电体产生配合形变。通过多个压电体的配合形变可限制摄像头在一个自由度上的运动，也可以同时限制摄像头在多个自由度上的运动。
例如，多个压电体可以是6个。各压电体处于摄像头旁不同的位置。在具有使用时，可通过不同压电体施加不同电信号的方式，使得其中3个压电体限制摄像头在一个自由度上的运动(例如，限制沿x轴方向上的移动)，另外3个压电体限制摄像头在另一个自由度上的运动(例如，限制绕x轴的转动)。如此，可实现同时限制摄像头在2个自由度上的运动。同时限制摄像头多个自由度运动的方式，不止一种，此处不在一一列举。增加压电体数量，可增加同时限制自由度的数量。
运动信息包括沿坐标轴的移动距离和绕坐标轴的转动角度。沿坐标轴的移动距离包括沿X轴的移动距离、沿Y轴的移动距离和沿Z轴的移动距离。绕坐标轴的转动角度包括绕X轴的转动角度、绕Y轴的转动角度和绕Z轴的转动角度。
在一些实施例中，多个所述压电体环绕所述摄像头，其中，与所述摄像头的底端端面共面的压电体中任意相邻的两个压电体间的夹角相同，与所述摄像头的侧面共面的压电体中存在两个压电体与同一侧面共面；
所述通过至少两个不同所述压电体的自由端产生的形变，限制所述摄像头在环形空间内至少一个自由度上的运动，包括：
通过所述与所述摄像头的底端端面共面的压电体限制所述摄像头沿Z轴方向移动、绕X轴转动和绕Y轴转动中至少一个自由度上的运动；和/或，
通过与所述摄像头的侧面共面的压电体限制所述摄像头沿X轴方向移动、沿Y轴方向移动和绕Z轴转动中至少一个自由度上的运动。
在一些实施例中，所述基于摄像头在各自由度上的运动信息，对压电体施加电信号，控制所述压电体中自由端的形变，包括：
基于所述摄像头在各自由度上的运动信息及振动传递模型，获取各所述压电体的自由端的形变信息；其中，所述振动传递模型至少包含有所述运动信息、所述压电体的固有频率和所述自由端的形变信息三者之间的关联关系；
基于各所述压电体的自由端的形变信息，对各所述压电体分别施加对应的电信号；
所述压电体根据施加的所述电信号，产生控制所述摄像头在所述各自由度上与所述运动信息指示运动方向的反向运动的形变。
本公开实施例中，在通过压电体的形变驱使摄像头反向运行恢复至抖动前的状态前，需要确定摄像头发生抖动后产生的位姿变化，根据位姿变化分析得出摄像头在各个自由度上的运动信息。
根据摄像头在各自由度上的运动信息，得到各压电体自由端能够使得摄像头反向运动至抖动前位姿状态的形变信息。形变信息包括自由端在空间内各弯曲方向的弯曲度。控制器向驱动器发送促使各压电体产生对应形变的控制信号，控制各压电体的形变。
在基于运动信息获取形变信息时，可根据建立的振动传递模型中的运动信息与形变信息的关联关系获得。
在一些实施例中，所述运动信息至少包括沿坐标轴的移动距离和绕坐标轴的转动角度中的至少一种。
本公开实施例中，沿坐标轴的移动距离包括沿X轴的移动距离、沿Y轴的移动距离和沿Z轴的移动距离。绕坐标轴的转动角度包括绕X轴的转动角度、绕Y轴的转动角度和绕Z轴的转动角度。
在一些实施例中，所述形变信息至少包括所述自由端在空间内各弯曲方向的弯曲度。
本公开实施例中，压电体的弯曲度跟施加的电信号和压电体自身材质相关。当压电体的材质固定后，压电体弯曲度的大小跟施加的电信号正相关，包括：当压电体材质固定后，压电体弯曲度跟施加在压电体固定端两个电极面的电压差正相关。
在一些实施例中，所述压电体为压电陶瓷片。
本公开实施例中，压电陶瓷片的基本特性是具有“压电效应。即压电陶瓷片在受到来自垂直方向的外来压力时，随着片子的弯曲变形(几何形状发生改变)，在其两电极面会产生电压，并且电压大小与压力变化成正比。与此相反，如果在压电陶瓷片的两个电极面加上直流电压时，片子就会产生相应的机械变形(即“逆压电效应”)。改变所加电压的极性和大小，片子形变的方向和强度也随之改变。例如，对压电陶瓷片的固定端的两个电极面分别施加正向电压和负向电压，压电陶瓷片的自由端变化弯向施加负向电压的电极面一侧。两侧的电压差越大，弯曲程度越大。例如，同样的正向电压，负向电压为-1V和-2V时，负向电压为-2V的弯曲程度大于负向电压为-1V的弯曲程度。
图9是根据一示例性实施例示出的一种终端设备的框图。例如，终端设备可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等。
参照图9，终端设备可以包括以下一个或多个组件：处理组件802，存储器804，电力组件806，多媒体组件808，音频组件810，输入/输出(I/O)的接口812，传感器组件814，以及通信组件816。
处理组件802通常控制终端设备的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件802可以包括一个或多个处理器820来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件802可以包括一个或多个模块，便于处理组件802和其他组件之间的交互。例如，处理组件802可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件808和处理组件802之间的交互。
存储器804被配置为存储各种类型的数据以支持在终端设备的操作。这些数据的示例包括用于在终端设备上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器804可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
电力组件806为终端设备的各种组件提供电力。电力组件806可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为终端设备生成、管理和分配电力相关联的组件。
多媒体组件808包括在终端设备和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件808包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当终端设备处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。
音频组件810被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件810包括一个麦克风(MIC)，当终端设备处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器804或经由通信组件816发送。在一些实施例中，音频组件810还包括一个扬声器，用于输出音频信号。
I/O接口812为处理组件802和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。
传感器组件814包括一个或多个传感器，用于为终端设备提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件814可以检测到终端设备的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如组件为终端设备的显示器和小键盘，传感器组件814还可以检测终端设备或终端设备一个组件的位置改变，用户与终端设备接触的存在或不存在，终端设备方位或加速/减速和终端设备的温度变化。传感器组件814可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件814还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件814还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。
通信组件816被配置为便于终端设备和其他设备之间有线或无线方式的通信。终端设备可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件816经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，通信组件816还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。
在示例性实施例中，终端设备可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (17)
1.一种摄像模组，其特征在于，包括：
固定支架，具有环形空间；
摄像头，位于所述环形空间内；
压电体，具有固定端和自由端；其中，所述自由端为所述固定端的相反端；所述固定端固定在所述固定支架；所述自由端与所述摄像头接触或分离；至少两个不同所述压电体的自由端，用于限制所述摄像头在所述环形空间内至少一个自由度上的运动；
驱动器，与所述压电体电连接，用于对所述压电体施加电信号，控制所述自由端的形变。
2.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，所述固定端，与所述固定支架之间活动连接，所述自由端能够相对于所述固定端转动。
3.根据权利要求2所述的摄像模组，其特征在于，所述固定端，通过弹性胶体或者柔性胶体与所述固定支架之间活动连接。
4.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，多个所述压电体环绕所述摄像头，其中：
与所述摄像头的底端端面共面的压电体中任意相邻的两个所述压电体间的夹角相同，用于限制所述摄像头沿Z轴方向移动、绕X轴转动和绕Y轴转动中至少一个自由度上的运动；和/或，
与所述摄像头的侧面共面的压电体中存在两个所述压电体与同一侧面共面，用于限制所述摄像头沿X轴方向移动、沿Y轴方向移动和绕Z轴转动中至少一个自由度上的运动。
5.根据权利要求4所述的摄像模组，其特征在于，所述多个所述压电体沿顺时针方向依次包括第一压电体、第二压电体、第三压电体、第四压电体、第五压电体以及第六压电体；
其中，所述与所述摄像头的底端端面共面的所述压电体包括：所述第一压电体、所述第三压电体和所述第五压电体；
所述与所述摄像头的侧面共面的所述压电体包括：所述第二压电体、所述第四压电体和所述第六压电体。
6.根据权利要求1-5任一项所述的摄像模组，其特征在于，所述压电体为压电陶瓷片。
7.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，所述模组还包括：
控制器，与所述驱动器电连接，用于从传感器获取所述摄像头在各自由度上的运动信息；
基于所述运动信息及振动传递模型，获取各所述压电体的自由端的形变信息；其中，所述振动传递模型至少包含有所述运动信息、所述压电体的固有频率和所述自由端的形变信息三者之间的关联关系；
基于各所述压电体的自由端的形变信息，生成控制各所述自由端形变的所述控制信号，并发送所述控制信号至所述驱动器。
8.根据权利要求7所述的摄像模组，其特征在于，所述驱动器，用于对所述压电体施加电信号，包括：
所述驱动器，具体用于根据所述控制信号，对所述压电体施加所述电信号；
所述压电体根据施加的所述电信号，产生控制所述摄像头在所述各自由度上与所述运动信息指示运动方向的反向运动的形变。
9.根据权利要求8所述的摄像模组，其特征在于，所述运动信息至少包括沿坐标轴的移动距离和绕坐标轴的转动角度中的至少一种。
10.根据权利要求8所述的摄像模组，其特征在于，所述形变信息至少包括所述自由端在空间内各弯曲方向的弯曲度。
11.一种终端设备，其特征在于，包括权利要求1-10中任一项所述的摄像模组。
12.一种摄像头的防抖方法，其特征在于，包括：
基于摄像头在各自由度上的运动信息，对压电体施加电信号，控制所述压电体中自由端的形变；
通过至少两个不同所述压电体的自由端产生的形变，限制所述摄像头在环形空间内至少一个自由度上的运动；其中，所述摄像头位于固定支架的环形空间内。
13.根据权利要求12所述的摄像头的防抖方法，其特征在于，多个所述压电体环绕所述摄像头，其中，与所述摄像头的底端端面共面的压电体中任意相邻的两个压电体间的夹角相同，与所述摄像头的侧面共面的压电体中存在两个压电体与同一侧面共面；
所述通过至少两个不同所述压电体的自由端产生的形变，限制所述摄像头在环形空间内至少一个自由度上的运动，包括：
通过所述与所述摄像头的底端端面共面的压电体限制所述摄像头沿Z轴方向移动、绕X轴转动和绕Y轴转动中至少一个自由度上的运动；和/或，
通过与所述摄像头的侧面共面的压电体限制所述摄像头沿X轴方向移动、沿Y轴方向移动和绕Z轴转动中至少一个自由度上的运动。
14.根据权利要求12所述的摄像头的防抖方法，其特征在于，所述基于摄像头在各自由度上的运动信息，对压电体施加电信号，控制所述压电体中自由端的形变，包括：
基于所述摄像头在各自由度上的运动信息及振动传递模型，获取各所述压电体的自由端的形变信息；其中，所述振动传递模型至少包含有所述运动信息、所述压电体的固有频率和所述自由端的形变信息三者之间的关联关系；
基于各所述压电体的自由端的形变信息，对各所述压电体分别施加对应的电信号；
所述压电体根据施加的所述电信号，产生控制所述摄像头在所述各自由度上与所述运动信息指示运动方向的反向运动的形变。
15.根据权利要求14所述的摄像头的防抖方法，其特征在于，所述运动信息至少包括沿坐标轴的移动距离和绕坐标轴的转动角度中的至少一种。
16.根据权利要求14所述的摄像头的防抖方法，其特征在于，所述形变信息至少包括所述自由端在空间内各弯曲方向的弯曲度。
17.根据权利要求12-16任一项所述的摄像头的防抖方法，其特征在于，所述压电体为压电陶瓷片。
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