具体实施方式
下面将结合本实用新型实施方式中的附图,对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
需要指出,为了便于对各部件进行准确的描述,本文的方位描述均以图1作为参考方向,如图1的上方为马达2的上方,图1的下方为马达2的下方等,即产品实物的摆放导致方位发生变化时,应以图1作为基准参考判断。
从图1至8可知,本实用新型所述摄像机构,包括摄像头1、马达2、图像传感器4和控制电路3;所述摄像头1安装在所述马达2上,所述图像传感器4设于所述马达2的下方,所述摄像头1与所述图像传感器4相对,所述图像传感器4用于采集所述摄像头1拍摄的图像信息;所述控制电路3与所述马达2电性连接,所述控制电路3用于接收用户输入的摄像头移位指令,所述控制电路3根据所述摄像头移位指令控制所述马达2带动所述摄像头1进行竖直方向或者水平方向的移动。
在现有技术中,拍摄建筑物的外形,多用广角焦距的摄影镜头拍摄,但由于广角镜头近大远小的透视效果,使拍摄建筑物的外形线条向上方汇聚,为解决这一问题,技术人员实用新型了移轴拍摄镜头,利用移轴拍摄镜头拍摄建筑物,能依靠镜头的透视调整功能纠正这种线条汇聚现象,使画面中出现的建筑物没有倾斜、甚至倾倒的感觉,仍然表现为垂直关系;但是现有的移轴拍摄镜头只能应用于专业相机,无法应用于手机、平板电脑等终端上,为利用手机、平板电脑拍摄为主的用户带来极大不便。
为解决上述问题,本实用新型实施方式提供了一种摄像机构,包括摄像头1、马达2、图像传感器4和控制电路3;首先,由于摄像头1安装在马达2上,图像传感器4设于马达2的下方,摄像头1与图像传感器4相对,所以图像传感器4能够采集摄像头1拍摄的图像信息,从而使得照片拍摄得以实现;其次,由于控制电路3与马达2电性连接,控制电路3能够接收用户输入的摄像头移位指令,所以控制电路3可以根据摄像头移位指令控制马达2带动所述摄像头1进行竖直方向或者水平方向的移动,使得用户可以自主控制摄像头进行移轴,从而使得在专业相机以外的终端能够实现移轴拍摄。
需要指出,本实施方式所述控制电路3根据所述摄像头移位指令控制所述马达2带动所述摄像头1进行竖直方向或者水平方向的移动,既指代摄像头1可以仅具有在竖直方向移动的功能,也指代摄像头1可以仅具有在水平方向移动的功能,而且摄像头1也同时具备可以在竖直方向和水平方向移动的功能。
有关本实用新型实施方式所述的磁性组件,还需指出:所述磁性组件可以是一体成型,也可以是由多个磁块组合而成,如图1所示,此时磁性组件包括四块磁铁29,四块磁铁29两两相对布置,以围成矩形包围在镜头载体26的外侧,由于四块磁铁29相互独立,所以技术人员无需刻意寻找极性符合的整体磁块,只需选择极性符合的磁铁29进行匹配组装便可,为生产组装带来了便利。
本实用新型所述摄像机构的优选实施方式如图2所示,所述马达2包括镜头载体26、磁性组件和至少一对的平移线圈28;所述摄像头1安装在所述镜头载体26上;所述磁性组件包围在所述镜头载体26外侧,至少一对所述的平移线圈28设于所述镜头载体26相对的两侧,所述磁性组件用于对通电的所述平移线圈28产生平移作用力、并通过所述平移线圈28带动所述镜头载体26进行水平方向的移动。
在本实施方式中,可以包括以下两种方案:
1、平移线圈28为一对共两组,两组平移线圈28分别设于镜头载体26相对的两侧,所以当一组平移线圈28通电时,根据弗莱明法则,磁性组件将对该组平移线圈28产生平移作用力,在该平移作用力下,平移线圈28将会移向镜头载体26,即对镜头载体26施加推力,从而带动了摄像头1进行水平方向的移动;由于两组平移线圈28相对布置,所以此实施方式能够实现摄像头1在一固定范围内的往返移动;
2、平移线圈28为两对共四组,四组平移线圈28分别设于镜头载体26的四侧,即其中两组平移线圈28保持相对关系,另外两组平移线圈28也保持相对关系;同理,由于一组平移线圈28通电时能带动摄像头1往一个方向移动,所以四组平移线圈28能推动摄像头1往至少四个不同的方向移动,从而实现了摄像头1在水平方向上的多向移动。
有关本实用新型摄像机构实施方式所述的平移线圈28,还需指出:
1、首先,每组平移线圈28可以单独的一个线圈,也可是由多个线圈组合而成,如多个线圈在水平方向并排,或多个线圈在竖直方向层叠等,只要能够保证每组平移线圈28在通电时能够往同一方向移动便可;
2、其次,当控制平移线圈28通电时,可以仅控制其中一组平移线圈28通电,也可以同时控制多组平移线圈28通电;譬如,分别控制四组平移线圈28轮流独立通电时,每组平移线圈28将各自带动摄像头1往一个方向移动,即总共有四个可选择的移动方向;又如假定两组相邻的平移线圈28带动摄像头1移动的方向相互垂直,若此时同时控制两组相邻的平移线圈28通电,摄像头1将会受到一个斜向的合力,只要调节两组平移线圈28通电的电流大小,便能调节摄像头1所受的合力,即能够控制摄像头1在各个方向的移动距离和角度;
3、再者,如图2所示,可以将四组平移线圈28两两相对布置,以围成矩形包围在镜头载体26的外侧,通过此布置方式,能够使得四组平移线圈28用于带动摄像头1往四个方向进行平移,且相邻的平移线圈28带动摄像头1移动的方向相互垂直,即实现了摄像头1进行前后左右四个方向的移动,而且此时控制两组平移线圈28实现斜向移动也更为容易,为技术人员编写控制程序带来极大的便利。
本实用新型所述摄像机构的优选实施方式如图2所示,所述马达2还包括升降线圈27,所述升降线圈27包围在所述镜头载体26外侧,所述磁性组件包围在所述升降线圈27外侧,所述磁性组件用于对通电的所述升降线圈27产生上升作用力、并通过所述升降线圈27带动所述镜头载体26进行竖直方向的移动。
在本实施方式中,由于升降线圈27包围在镜头载体26外侧,磁性组件包围在升降线圈27外侧,根据弗莱明法则,当升降线圈27通电时,磁性组件将会对升降线圈27产生上升作用力,在该上升作用力下,升降线圈27将会往上移动,又由于升降线圈27与镜头载体26联接为一体,所以镜头载体26也将跟随升降线圈27一同往上移动,从而带动了摄像头1的上升,实现拍摄过程中的变焦功能。
本实用新型所述摄像机构的优选实施方式如图2所示,所述镜头载体26的上方或下方设有弹片,所述弹片与所述镜头载体26联接,所述弹片用于在所述升降线圈27通电时限制所述镜头载体26的最大上移距离、并在所述升降线圈27断电时将所述镜头载体26移回至原位置。
在本实施方式中,由于镜头载体26的上方或下方设有弹片,弹片与镜头载体26联接,所以当镜头载体26上移时,弹片将对镜头载体26施加一个向下的阻力,直至上升作用力与阻力相等时,镜头载体26将在该位置停留,从而限制了镜头载体26的最大上移距离,而当升降线圈27断电时,上升作用力将消失,所以阻力将会带动镜头载体26下移,直至弹片停止形变,镜头载体26将停止继续下移,即移回至原位置,从而实现了摄像头1的自动复位。
有关本实用新型实施方式所述的弹片,主要用于对通电的升降线圈27产生上升作用力、并通过升降线圈27带动镜头载体26往上移动,以及在升降线圈27通电后产生推力的过程中起到力平衡的作用,其主要有以下三种实施方式:
1、仅镜头载体26的上方设有弹片,由于弹片与镜头载体26联接,所以当镜头载体26上升时,镜头载体26将推顶弹片,弹片将受力往上弯曲凸起,直至两者作用力相等时,弹片停止形变,镜头载体26也将在该位置停留,从而限制了镜头载体26的最大上移距离,而当升降线圈27断电时,上升作用力将消失,所以弹片将恢复原状,从而带动镜头载体26下移,以此将镜头载体26移回至原位置;
2、仅镜头载体26的下方设有弹片,由于弹片与镜头载体26联接,所以当镜头载体26上升时,镜头载体26将拉扯弹片,弹片将受力往上弯曲凸起,直至两者作用力相等时,弹片停止形变,镜头载体26也将在该位置停留,从而限制了镜头载体26的最大上移距离,而当升降线圈27断电时,上升作用力将消失,所以弹片将恢复原状,从而带动镜头载体26下移,以此将镜头载体26移回至原位置;
3、镜头载体26上下方均设有弹片时,由于弹片与镜头载体26联接,所以当镜头载体26上升时,镜头载体26将推顶上方的弹片和拉扯下方的弹片,弹片将受力往上弯曲凸起,直至两者作用力相等时,弹片停止形变,镜头载体26也将在该位置停留,从而限制了镜头载体26的最大上移距离,而当升降线圈27断电时,上升作用力将消失,所以弹片将恢复原状,从而带动镜头载体26下移,以此将镜头载体26移回至原位置。
上述三种方式均能实现镜头载体26在垂直方向上的自动复位,其中,第三种方式最为有效,因为同时在镜头载体26上下方设置弹片能够对镜头载体26进行夹持,以保证镜头载体26的安装牢固,而且避免仅一块弹片受力,能够延长弹片的使用寿命,避免出现弹片失去恢复弹性形变的能力,为本实用新型实施方式所述摄像机构的长期正常使用提供了保障。
本实用新型所述摄像机构的优选实施方式如图2所示,所述弹片包括上弹片22和下弹片23;所述镜头载体26的上方设有上壳24,所述上壳24设有能够供所述摄像头1穿过的通道口241,所述上弹片22安装在所述上壳24上,所述上弹片22与所述镜头载体26联接;所述镜头载体26的下方设有下壳25,所述下弹片23安装在所述下壳25上,所述下弹片23与所述镜头载体26联接。
为了保证镜头载体26的安装牢固,并延长弹片的使用寿命,本实用新型实施方式将弹片设置为包括上弹片22和下弹片23,其具体作用如下:
1、首先,由于上弹片22和下弹片23均与镜头载体26联接,所以两者将对镜头载体26进行夹持固定,从而实现了镜头载体26的牢固安装;
2、其次,由于镜头载体26产生的作用力被上弹片22和下弹片23平分,所以避免了仅一块弹片受力而容易导致弹片失去恢复形变的能力;
3、再者,为了便于上弹片22和下弹片23的安装固定,本实用新型实施方式在镜头载体26的上下方分别设置了上壳24和下壳25,使得上弹片22能够安装固定在上壳24上,下弹片23能够安装固定在下壳25上,而且上壳24设有能够供摄像头1穿过的通道口241,也避免上壳24对摄像头1的上移运动造成影响。
本实用新型的优选实施方式如下,还包括复位机构;所述复位机构与所述上壳24联接,所述复位机构用于在所述平移线圈28断电时,通过所述上壳24带动所述镜头载体26移回至原位置;或所述复位机构与所述下壳25联接,所述复位机构用于在所述平移线圈28断电时,通过所述下壳25带动所述镜头载体26移回至原位置;或所述复位机构与所述上弹片22联接,所述复位机构用于在所述平移线圈28断电时,通过所述上弹片22带动所述镜头载体26移回至原位置;或所述复位机构与所述下弹片23联接,所述复位机构用于在所述平移线圈28断电时,通过所述下弹片23带动所述镜头载体26移回至原位置。
在实际使用过程中,镜头载体26的平移、复位过程可以如下:如左侧的平移线圈28通电时,左侧的平移线圈28可以推动镜头载体26往右平移,若需要进行镜头载体26的复位,则切断左侧平移线圈28的供电,并使得右侧的平移线圈28通电,右侧的平移线圈28将推动镜头载体26往左侧移动,直至镜头载体26移动至原位置时,切断右侧平移线圈28的供电;但这种复位方式的控制难度大,需要准确判断平移线圈28的通断电时机,而且由于有惯性存在,即使在合适的时间断电,也可能因镜头载体26的惯性移动导致复位不准确,为生产设计带来极大的不便。
为了解决这一问题,本实用新型实施方式提供了以下四种解决方案:
1、复位机构与上壳24联接,复位机构用于在平移线圈28断电时,通过上壳24带动镜头载体26移回至原位置;由于上壳24、镜头载体26均与上弹片22联接,所以移动上壳24便能实现镜头载体26的联动,因此复位机构无需对平移线圈28进行复杂的通电状态控制,只需直接移动上壳24至指定位置,便可实现镜头载体26的复位;
2、复位机构与下壳25联接,复位机构用于在平移线圈28断电时,通过下壳25带动镜头载体26移回至原位置;由于下壳25、镜头载体26均与下弹片23联接,所以移动下壳25便能实现镜头载体26的联动,因此复位机构无需对平移线圈28进行复杂的通电状态控制,只需直接移动下壳25至指定位置,便可实现镜头载体26的复位;
3、复位机构与上弹片22联接,复位机构用于在平移线圈28断电时,通过上弹片22带动镜头载体26移回至原位置;由于镜头载体26与上弹片22联接,所以移动上弹片22便能实现镜头载体26的联动,因此复位机构无需对平移线圈28进行复杂的通电状态控制,只需直接移动上弹片22至指定位置,便可实现镜头载体26的复位;
4、复位机构与下弹片23联接,复位机构用于在平移线圈28断电时,通过下弹片23带动镜头载体26移回至原位置;由于镜头载体26与下弹片23联接,所以移动下弹片23便能实现镜头载体26的联动,因此复位机构无需对平移线圈28进行复杂的通电状态控制,只需直接移动下弹片23至指定位置,便可实现镜头载体26的复位。
其中,复位机构可以有多种实施方式,可以是四个弹簧,四个弹簧分别与上壳24的四侧联接,待平移线圈28断电后,自动拉扯上壳24移动至原位置,从而实现镜头载体26的自动复位;同理,复位机构也可以是四块弹片、四条弹针等,即大多的弹性原件均适用于本实用新型所述实施方式。
本实用新型的优选实施方式如下,所述复位机构包括四根弹性悬丝212,四根所述弹性悬丝212分别与所述上壳24的四个端角联接,四根所述弹性悬丝212均与所述镜头载体26的上移轨迹平行设置;或所述复位机构包括两根弹性悬丝212,两根所述弹性悬丝212分别与所述上壳24互不相邻的两个端角联接,两根所述弹性悬丝212均与所述镜头载体26的上移轨迹平行设置。
为了提供更优的复位方式,本实用新型实施方式提供了以下两种方案:
1、如图1所示,复位机构包括四根弹性悬丝212,四根弹性悬丝212分别与上壳24的四个端角联接,四根弹性悬丝212均与镜头载体26的上移轨迹平行设置,即四根弹性悬丝212与上壳24的底面相互垂直;当平移线圈28通电时,镜头载体26进行平移时,弹性悬丝212将受力弯曲,而当平移线圈28断电时,弹性悬丝212的受力消失,所以弹性悬丝212将自动恢复原状,并以此带动上壳24移动至原位置,即实现了镜头载体26的自动复位;
2、同理,复位机构包括两根弹性悬丝212,两根弹性悬丝212分别与上壳24互不相邻的两个端角联接,两根弹性悬丝212均与镜头载体26的上移轨迹平行设置,即两根弹性悬丝212分别与上壳24的两个斜对角联接,且两根弹性悬丝212与上壳24的底面相互垂直;当平移线圈28通电时,镜头载体26进行平移时,弹性悬丝212将受力弯曲,而当平移线圈28断电时,弹性悬丝212的受力消失,所以弹性悬丝212将自动恢复原状,并以此带动上壳24移动至原位置,即实现了镜头载体26的自动复位。
上述两种方案均能实现镜头载体26的自动复位,无需进行任何控制,简单便捷;其中,上述方案1更为优选,因为设置四根弹性悬丝212能够平均分配受力,使得单根弹性悬丝212的受力更小,能够延长弹性悬丝212的使用寿命,而且四根弹性悬丝212分别与上壳24的四端角联接,也能提高上壳24的安装稳定性。
本实用新型所述摄像机构的优选实施方式如图2所示,所述平移线圈28设于所述磁性组件的外侧。
在生产设计过程中,若将平移线圈28设于磁性组件的包围范围内,虽然同样能够实现平移线圈28推动摄像头1移动的目的,但这将会增加磁性组件与升降线圈27之间的距离,即要升降线圈27上升同样的距离,则要在升降线圈27流入更大的电流,或使用磁性更强的磁性组件,从而提高了生产成本。
为了解决这一问题,本实用新型实施方式将平移线圈28设于磁性组件的外侧,此时磁性组件与升降线圈27之间的距离并未增加,而且同样能够实现平移线圈28推动镜头载体26移动的目的,为控制生产成本、提高产品紧凑性提供了较大的帮助。
本实用新型所述摄像机构的优选实施方式如图2、3、4、6和7所示,所述镜头载体26的上下部贯通形成镜头安装区261,所述上弹片22设有第一通孔221,所述第一通孔221贯通所述上弹片22的两表面,所述第一通孔221与所述镜头安装区261相对;所述下弹片23设有第二通孔231,所述第二通孔231贯通所述下弹片23的两表面,所述第二通孔231与所述镜头安装区261相对;所述下壳25设有第三通孔251,所述第三通孔251贯通所述下壳25的两表面,所述第三通孔251通过所述第二通孔231与所述镜头安装区261相对。
针对本实用新型上述实施方式,其作用主要如下:
1、首先,因为镜头载体26的上下部贯通形成镜头安装区261,所以摄像头1便可安装在镜头安装区261内进行固定;
2、其次,由于上弹片22设有第一通孔221,第一通孔221贯通上弹片22的两表面,第一通孔221与镜头安装区261相对,从而保证摄像头1对外的通道保持畅通;
3、再者,下弹片23设有第二通孔231,第二通孔231贯通下弹片23的两表面,第二通孔231与镜头安装区261相对,下壳25设有第三通孔251,第三通孔251贯通下壳25的两表面,第三通孔251通过第二通孔231与镜头安装区261相对,从而保证摄像头1对内的通道保持畅通。
因此,通过本实用新型实施方式能够保证摄像头1对外、对内的通道均保持畅通,为终端的正常拍摄提供了保障。
本实用新型所述摄像机构的优选实施方式如下,四组所述平移线圈28分别与所述下弹片23的四侧联接,所述平移线圈28用于通过所述下弹片23带动所述镜头载体26进行平移。
为保证部件的不易损坏故障,通常都需要对部件进行固定安装,但由于四组平移线圈28用于带动镜头载体26进行平移,所以四组平移线圈28应该处于可活动状态,从而对平移线圈28的安装固定带来较大的困难。
为了解决这一问题,本实用新型实施方式将四组平移线圈28分别与下弹片23的四侧联接,即平移线圈28能够通过与下弹片23的联接实现安装固定,而且由于下弹片23与镜头载体26联接,所以当平移线圈28对下弹片23施力时,其作用力便会传递至镜头载体26上,从而使得平移线圈28能够通过下弹片23带动镜头载体26进行平移,即本实用新型实施方式使得平移线圈28在能够控制镜头载体26平移的情况下,同时实现了安装固定,减少了平移线圈28出现损坏故障的几率。
如图2和8所示,为了加强对平移线圈28的固定,可以在下弹片23的下方设置线圈固定板210,线圈固定板210与下弹片23联接,线圈固定板210的四侧各设有定位槽211,每个平移线圈28对应嵌入一个定位槽211内,即平移线圈28与下弹片23实现间接联接,即使推动线圈固定板210移动,同样能够实现推动下弹片23移动,以使得镜头载体26能够进行平移。
另外,线圈固定板210的中部可以开设通孔,该通孔与镜头载体26的镜头安装区261相对布置,以保证镜头安装在镜头安装区261后,镜头的对内通道保持畅通。
本实用新型所述摄像机构的优选实施方式如图1所示,所述摄像机构的外部为电磁屏蔽外壳21,所述摄像机构的其余部件设于所述电磁屏蔽外壳21内。
在日常生活中,电磁干扰存在于各个角落,由于电磁干扰会影响电子产品的正常工作,所以为了解决这一问题,本实用新型实施方式将摄像机构的外部设为电磁屏蔽外壳21,并将摄像机构的其余部件设于电磁屏蔽外壳21内,从而隔绝电磁干扰对摄像机构的影响,为终端的正常拍摄提供了保障。
其中,如图1所示,电磁屏蔽外壳21的顶面可以开设通孔,该通孔与镜头载体26的镜头安装区261相对布置,以保证镜头安装在镜头安装区261后,镜头的对外通道保持畅通;另外,电磁屏蔽外壳21的材质可以从多种电磁屏蔽材质中选择,而本实用新型实施方式优选使用铁合金制成。
本实用新型所述摄像机构的优选实施方式如图1所示,所述控制电路3为柔性电路板,所述柔性电路板与所述升降线圈27、所述平移线圈28电性连接,所述柔性电路板用于控制所述升降线圈27和所述平移线圈28供电的通断。
为对平移线圈28的通断电状态进行控制,通常会将平移线圈28与控制电路3板进行电性连接,但一般电路板的厚度较大,而本实用新型所述摄像机构对体积要求较为严格,应保证摄像机构的体积较小,即普通电路板难以满足此需求。
为了解决这一问题,本实用新型实施方式采用柔性电路板与升降线圈27、平移线圈28电性连接,由于柔性电路板厚度较小,而且十分柔软,所以能够适应各种狭小独特的安装空间,从而满足符合摄像机构对体积尺寸的要求。
其中,柔性电路板可以开设将其贯通的通孔,该通孔与镜头载体26的镜头安装区261相对布置,以保证摄像头1安装在镜头安装区261后,摄像头1的对内通道保持畅通。
如图9所示,本实用新型还提供了一种终端,包括外壳5和上述的摄像机构,所述外壳5内部具有容纳腔,所述外壳5上设有摄像孔51,所述摄像孔51与所述容纳腔相通,所述摄像机构设于所述容纳腔内,所述摄像头1与所述摄像孔51相对设置。
同理,由于上述摄像机构能够实现移轴拍摄,所以终端应用上述摄像机构后,实现了终端的移轴拍摄;另外,智能手机和平板电脑为用户最常用于拍摄的终端,所以将上述的摄像机构应用于智能手机和平板电脑,能够大大提高用户使用终端进行拍摄的便利性。
如图10所示,本实用新型还提供了一种应用上述摄像机构进行移轴拍摄的方法,具体如下:
控制电路接收到用户所输入的摄像头移位指令,所述摄像头移位指令包括水平方向移动指令或竖直方向移动指令;马达根据所述摄像头移位指令,带动摄像头相应地进行水平方向或竖直方向移动;图像传感器根据所接收的拍摄指令,采集移动后的摄像头所拍摄的图像信息。
具体地,用户输入的摄像头移位指令可以是水平方向移动指令,也可以是竖直方向移动指令;当用户输入了水平方向移动指令时,控制电路3接收水平方向移动指令,并控制马达2进行水平方向的移动,从而实现了摄像头1的移轴,使得移轴拍摄成为可能;当用户输入了竖直方向移动指令时,控制电路3接收竖直方向移动指令,并控制马达2进行竖直方向的移动,从而实现了摄像头1的变焦,使得拍摄过程中的焦距控制得以实现。
摄像头移轴后,图像传感器根据所接收的拍摄指令,采集移轴后的摄像头所拍摄的图像信息,从而完成移轴拍摄。
本实用新型所有实施例中的单元,可以通过通用集成电路,例如CPU(CentralProcessing Unit,中央处理器),或通过ASIC(Application Specific IntegratedCircuit,专用集成电路)来实现。
本实用新型实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。
本实用新型实施例终端中的单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存取存储器(Random AccessMemory,简称RAM)等。
以上对本实用新型实施例进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本实用新型的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。