2024年5月4日发(作者：薛聪慧)
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(21)申请号 CN2.2
(22)申请日 2018.12.25
(71)申请人 罗轶
地址 610045 四川省成都市武侯区晋阳路422号3-89-1-1A
(72)发明人 罗轶 罗曼冬
(74)专利代理机构
代理人
(51)
(10)申请公布号 CN 109547600 A
(43)申请公布日 2019.03.29
权利要求说明书 说明书 幅图
(54)发明名称
微云台手机
(57)摘要
一种微云台手机，包括智能手机、
微云台、镜头模块。设置微云台有三级以
上的摇臂，包括驱动臂与运动臂。上一级
摇臂的运动臂是下一级摇臂的驱动臂，设
置智能手机为第一级摇臂的驱动臂。当发
明的镜头组设置为两组以上时，构成双目
视觉体系，可以通过程序控制微云台的主
动旋转偏移运动来获取物体的景深信息和
三维信息模拟人类视觉建立立体视觉。通
过微云台技术方案的实施，附带的获得了
一种实现全面屏手机的技术方案。
法律状态
法律状态公告日
2022-12-02
法律状态信息
未缴年费专利权终止IPC(主分
类):H04M 1/02专利
号:ZL2申请
日:20181225授权公告
日:20200814
法律状态
专利权的终止
权 利 要 求 说 明 书
1.一种微云台手机，包括智能手机、微云台和镜头模块；
设置微云台有三级以上的摇臂，包括驱动臂与运动臂；上一级摇臂的运动臂是下一
级摇臂的驱动臂，设置智能手机为第一级摇臂的驱动臂；
设置一组以上的镜头模块耦合连接在微云台端部，与微云台一体化设计；设置微云
台绕其X轴与智能手机的顶部或底部旋转连接，或者微云台绕其Y轴与智能手机
的左侧或右侧旋转连接；当微云台折叠时，其绕X轴或Y轴旋转折叠在智能手机
背部与之适配的凹槽内。
2.根据权利要求1所述的微云台手机，其特征是：
以微云台绕其X轴与智能手机的顶部旋转连接为例，设置第一摇臂关节是微云台
底部的X轴，其满足第一摇臂绕X轴限位旋转活动；设置第二摇臂关节位于智能
手机Y轴或者平行智能手机Y轴，其满足第二摇臂绕Y轴自由旋转活动；设置镜
头模块的Z轴为第三摇臂关节，其满足镜头模块绕Z轴自由旋转活动；从而实现
X、Y、Z三个方向的旋转防抖；
或者，设置第一摇臂关节是微云台X轴，其满足第一摇臂绕X轴限位旋转活动；
设置镜头模块的Y轴为第二摇臂关节，其满足镜头模块绕Y轴自由旋转活动；设
置镜头模块的Z轴为第三摇臂关节，其满足镜头模块绕Z轴自由旋转活动；从而
实现X、Y、Z三个方向的旋转防抖；
或者，当镜头模块是两组以上时，设置第一摇臂关节是智能手机X轴，其满足第
一摇臂绕X轴限位旋转活动；设置至少一组镜头模块的Y轴为第二摇臂关节，其
满足镜头模块绕Y轴自由旋转活动；设置另外至少一组镜头模块的Z轴为第三摇
臂关节，其满足镜头模块绕Z轴自由旋转活动；从而实现X、Y、Z三个方向的旋
转防抖；
或者，当智能手机是柔性屏幕时，设置微云台有四级以上的摇臂，其以柔性屏幕智
能手机绕其X或Y轴的折叠弯曲作为一级摇臂，结合上述三种三轴旋转结构的技
术方案成为一种四级摇臂；
所述镜头模块是或不是磁力悬浮的，当镜头模块设置为磁力悬浮时，设置悬浮镜头
模块配合陀螺仪工作，当机身发生震动时，通过磁力控制镜片浮动对抖动进行位移
补偿，从而实现X、Y、Z三个方向的位移防抖。
3.根据权利要求1所述的微云台手机，其特征是：
所述摇臂是本领域技术人员公知的结构或是一种微型耦合摇臂；
所述微型耦合摇臂是由电机、耦合滑环、柔性线路和支架一体化设计的摇臂，包括
驱动臂与运动臂；所述耦合滑环包括外环和内环，其既是一种串口接口，也是一种
旋转件；所述电机内置于驱动臂或者与驱动臂一体化设计，一组柔性线路内置在驱
动臂并与耦合滑环的外环耦合连接，所述耦合连接包括电连接和信息连接；
所述耦合滑环的内环与运动臂一体化设计，一组与驱动臂内置柔性线路适配的柔性
线路内置或外置在运动臂，与耦合滑环的内环耦合连接；设置各级运动臂与上级驱
动臂内置的电机输出轴传动连接；当微云台旋转件旋转时，只有运动臂跟随上一级
驱动臂内置电机旋转转动，柔性线路不跟随旋转件转动，并在相互旋转运动同时保
持电连接和信息连接。
4.根据权利要求1所述的微云台手机，其特征是：
当镜头组设置为两组以上时，微云台手机构成双目视觉体系或多目视觉体系；一种
微云台手机建立立体视觉的方法是：当手机相机进入深度拍摄模式时，为了获得某
个点在三维空间里的深度信息，以及某个点的X坐标和Y坐标，微云台手机通过
程序的设定主动进行三轴以上的旋转拍摄，在旋转过程中短时间获取大量影像数据，
成为一种多机多拍法，从两个或者多个点观察一个物体，每个点均能获得不同视角
下的若干图像，得到视差数据，由此根据图像之间像素的匹配关系，模拟人类视觉
原理，使用本领域技术人员公知的方法匹配生成立体视觉数据。
5.根据权利要求1所述的微云台手机，其特征是：
所述智能手机是或不是全面屏的，权利要求1所述的技术方案也是实现全面屏手机
技术方案。
6.根据权利要求3所述的微云台手机，其特征是：
一种耦合滑环是同心圆形套接的多层插座与多层插头，层与层之间设置有绝缘体隔
离，若干柔性线路分别与各层耦合连接；或者，一种耦合滑环是一组相互啮合且保
持电连接和信息连接的多层齿轮，层与层之间由绝缘体隔离，若干柔性线路分别与
各层耦合连接；或者，一种耦合滑环是环形的多层轨道与滚轮，层与层之间由绝缘
体隔离，若干柔性线路分别与各层耦合连接；或者，当镜头模块是两组以上时，一
种耦合滑环是由一组传动皮带或传动齿轮组联动的两组以上的环形多层轨道与滚轮；
所述传动皮带或传动齿轮是公知结构或者也是由绝缘体隔离的多层导体结构；
当耦合滑环分离时，柔性线路物理断开，当耦合滑环连接时，分别设置在驱动臂与
运动臂内的柔性线路闭合电连接和信息连接；当运动臂跟随电机旋转时，柔性线路
不跟随旋转件转动，在保持电连接和信息连接的同时，可无限角度的顺时针或逆时
针旋转，而不相互缠绕。
7.根据权利要求3所述的微云台手机，其特征是：
摇臂的关节设置有电机，配合陀螺仪，当机身震动时，利用程序控制相应摇臂关节
电机控制镜头模块反方向移动补偿外界抖动，从而实现左右摇摆防抖、上下摇摆防
抖与Z轴旋转防抖；
或者，上述摇臂关节电机，配合人脸识别技术，当识别到拍摄对象位移时，利用程
序控制相应摇臂关节电机控制镜头模块移动，从而实现设定目标追踪。
8.根据权利要求4所述的微云台手机，其特征是：
当微云台手机按程序控制三轴旋转拍摄时，其两组以上的镜头模块绕X、Y、Z三
轴的旋转速度是同步的或异步的，其绕X、Y、Z三轴旋转方向是相同的或不同的。
说 明 书
技术领域
本发明涉及一种云台，尤其是一种基于微云台的全面屏手机，和以之实现手机相机
防抖与生成立体视觉的方法。
背景技术
为了提升智能手机的影像质量，手机相机的防抖技术不断进步，目前的手机相机防
抖技术大致可分为两种，一种为物理防抖，其通过可移动式的部件，对机身震动进
行光路补偿，另一种则是电子防抖，其无需任何部件辅助，主要依赖程序对画面抖
动进行“补偿”。
电子防抖采用强制提高CCD感光参数同时加快快门并针对CCD上取得的图像进
行分析，然后利用边缘图像进行补偿的防抖，电子防抖实际上是一种通过降低画质
来补偿抖动的技术，此技术试图在画质和画面抖动之间取得一个平衡点，难以满足
对质量要求越来越高的移动影像拍摄。
谷歌Pixel手机通过陀螺仪配合，结合电子防抖与物理防抖技术，当拍照时利用陀
螺仪检测机身的震动，进而调节快门速度和ISO感光度和等来减轻抖动对拍摄的
影响。
OIS光学防抖是一种物理防抖，其原理是通过在镜片组中增加一个使用磁力悬浮的
镜片，配合陀螺仪工作，当机身发生震动时，能检测到轻微的抖动从而控制镜片浮
动对抖动进行一定的位移补偿，从而避免了光路发生抖动，实现光学防抖。这种防
抖技术对比电子防抖效果明显，在相同配置下的两台手机，OIS光学防抖的抖动补
偿要比电子防抖优秀很多，画面的亮度和纯净度也更高，比较不足的是，由于其结
构原理等原因，OIS光学防抖大部分仅支持横向和纵向的抖动补偿（两轴防抖），
因此防抖能力有一定的局限性。
CCD(传感器)防抖（四/五轴防抖）技术原理和镜头防抖差不多，其主要将传感器安
装在一个可自由浮动的支架上，同样配合需要陀螺仪感应相机的抖动方向和幅度，
进而控制传感器进行对应的位移补偿。CCD防抖技术由于不用考虑光学的折射因
素，因此灵活性比镜头防抖高很多（但实现难度更大），目前其最多可以让设备实
现5个自由度的抖动补偿。
小米5的镜头模组防抖（4轴防抖）技术与CCD防抖技术原理相似，直接将整个
镜头模组“悬浮”起来，再配合陀螺仪检测机身震动，从而控制镜头模组进行位移补
偿，其可实现4个自由度的抖动补偿，分别为横向、纵向、前倾、侧倾。
然而受手机内部空间的限制，从结构上没有可能预留给镜头组足够的移动空间，上
述物理防抖方案可应对抖动的浮动范围是很小的，仅能改善拍摄时手部的轻微抖动，
不支持走动或跑动中的拍摄防抖。
云台防抖技术是一种外置式物理防抖方案，其是为专业级或影视级摄影师开发的一
款安装、固定摄像机的支撑设备，提供在运动中拍摄稳定流畅的影像画质。其同样
利用陀螺仪工作，云台上安装有能满足载体三个自由度活动的摇臂，摇臂关节带有
电机，当云台发生抖动时，会被陀螺仪检测到，随后利用程序控制相应的电机加强
反方向的动力，通过反向补偿真实的外界抖动，从而对抖动进行插补，防止载体跟
着云台倾斜，避免抖动。
云台以电机控制整个摄像机、相机或手机位移防抖，体积大、耗电高、不便携带、
不便快速抓拍。使用云台防抖时，没有结合智能手机现有防抖技术综合优化抖动插
值。
云台包含的陀螺仪、电池、计算处理器等零件与智能手机大量重合，对于Vloger、
视频主播等重度使用人群，外置云台不仅不便于携带、硬件重复购买造成浪费，更
麻烦的是，又多了一个需要经常充电管理维护的随身电器和日常任务。目前还没有
将手持云台与智能手机一体化设计的案例。
云台旋转件旋转时，柔性连接装置跟随旋转件转动容易出现柔性连接装置互相缠绕
的现象，导致旋转件转动不顺畅和转动精度低。特别是，旋转件正、反转交替转动
时，柔性连接装置更容易出现缠绕现象。传统云台体积大，有足够的物理空间在其
摇臂内置滑环或绕线装置，或者外置更长的线路、更大的转弯半径以解决问题。但
在更微观的尺寸下，现有结构难以满足产品轻薄短小的需求。
测量景深的一种方法是3D结构光技术，其通过测量对象反射光线来确定深度信息。
因需发射光线，其功耗高，目前仅支持人脸支付的短暂应用场景。同理，发射并检
测光线的工作原理使其可探测的深度较小，仅有几米。
测量景深生成立体视觉的另一种方法是用两台相机或者一机两拍法拍摄出照片。将
右边拍摄的影像和左边拍摄的影像叠加起来，通过特殊的色彩滤镜，就能看到三维
的立体效果。手机双摄虽然能够拍出不同视角的照片，但手机相机的物理尺寸决定
了其基线（两个摄像头间距）较小，限制了测量范围，不同视角的照片差别特别小，
不能对比对数据产生足够的影响，难以获得优质的立体视觉。基线较小也导致音圈
电机的磁干涉现象，不便于同时使用两组音圈电机。云台技术仅用于防抖，未见用
云台技术生成立体视觉的应用案例。
目前，全面屏设计方案有三窄边设计、机械升降设计、双屏幕设计、刘海屏设计、
水滴屏设计、滑盖设计、挖孔屏设计等，包括CN 104601757 A公开的一种后置摄
像头翻转的无边框智能手机，上述方案各有优劣，但均对于提升智能手机的影像质
量并无帮助。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种微云台手机，包括基于微型耦合摇臂实现云台
微型化的方法和以之实现手机相机防抖与生成立体视觉的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种微云台手机，包括智能手机、微云台、镜头模块。
设置微云台有三级以上的摇臂，包括驱动臂与运动臂。上一级摇臂的运动臂是下一
级摇臂的驱动臂，设置智能手机为第一级摇臂的驱动臂。
设置一组以上的镜头模块耦合连接在微云台端部，与微云台一体化设计。设置微云
台绕其X轴与智能手机的顶部或底部旋转连接，或者微云台绕其Y轴与智能手机
的左侧或右侧旋转连接。当微云台折叠时，其绕X轴或Y轴旋转折叠在智能手机
背部与之适配的凹槽内。
以微云台绕其X轴与智能手机的顶部旋转连接为例，设置第一摇臂关节是微云台
底部的X轴，其满足第一摇臂绕X轴限位旋转活动。设置第二摇臂关节位于智能
手机Y轴或者平行智能手机Y轴，其满足第二摇臂绕Y轴自由旋转活动。设置镜
头模块的Z轴为第三摇臂关节，其满足镜头模块绕Z轴自由旋转活动。
或者，设置第一摇臂关节是微云台X轴，其满足第一摇臂绕X轴限位旋转活动。
设置镜头模块的Y轴为第二摇臂关节，其满足镜头模块绕Y轴自由旋转活动。设
置镜头模块的Z轴为第三摇臂关节，其满足镜头模块绕Z轴自由旋转活动。
或者，当镜头模块是两组以上时，设置第一摇臂关节是微云台X轴，其满足第一
摇臂绕X轴限位旋转活动。设置至少一组镜头模块的Y轴为第二摇臂关节，其满
足镜头模块绕Y轴自由旋转活动。设置另外至少一组镜头模块的Z轴为第三摇臂
关节，其满足镜头模块绕Z轴自由旋转活动。
或者，当智能手机是柔性屏幕时，设置微云台有四级以上的摇臂，其以柔性屏幕智
能手机绕其X或Y轴的折叠弯曲作为一级摇臂，结合上述三种三轴旋转结构的技
术方案成为一种四级摇臂。可以弥补上述三种三轴旋转方案中绕X轴的旋转有180
度限位的缺陷。
通过上述三级以上的摇臂，实现X、Y、Z三个方向的旋转防抖。
上述摇臂关节设置有电机，配合陀螺仪和人脸识别技术，当机身震动或拍摄对象位
移时，利用程序控制相应摇臂关节电机控制镜头模块反方向移动补偿外界抖动，从
而实现左右摇摆防抖、上下摇摆防抖、Z轴旋转防抖和设定目标追踪。
所述镜头模块是或不是磁力悬浮的，当镜头模块设置为磁力悬浮时，设置展开后的
微云台给镜头模块保留充足的位移空间。设置悬浮镜头模块配合陀螺仪工作，当机
身发生震动时，通过磁力控制镜片浮动对抖动进行位移补偿，从而实现X、Y、Z
三个方向的位移防抖，并相较传统OIS光学防抖或CCD(传感器)防抖技术可兼容
更大范围的抖动。
所述微云台的摇臂是本领域技术人员公知的结构或是一种微型耦合摇臂。
所述微型耦合摇臂是由电机、耦合滑环、柔性线路和支架一体化设计的摇臂，包括
驱动臂与运动臂。所述耦合滑环包括外环和内环，其既是一种串口接口，也是一种
旋转件。所述电机内置于驱动臂或者与驱动臂一体化设计，一组柔性线路内置在驱
动臂并与耦合滑环的外环耦合连接，所述耦合连接包括电连接和信息连接。
所述耦合滑环的内环与运动臂一体化设计，一组与驱动臂内置柔性线路适配的柔性
线路内置或外置在运动臂，与耦合滑环的内环耦合连接。设置各级运动臂与上级驱
动臂内置的电机输出轴传动连接。当微云台旋转件旋转时，只有运动臂跟随上一级
驱动臂内置电机旋转转动，柔性线路不跟随旋转件转动，并在相互旋转运动同时保
持电连接和信息连接。由此解决柔性连接装置互相缠绕的现象，且轻薄短小。
一种耦合滑环是同心圆形套接的多层插座与多层插头，层与层之间设置有绝缘体隔
离，若干柔性线路分别与各层耦合连接。或者，一种耦合滑环是一组相互啮合且保
持电连接和信息连接的多层齿轮，层与层之间由绝缘体隔离，若干柔性线路分别与
各层耦合连接。或者，一种耦合滑环是环形的多层轨道与滚轮，层与层之间由绝缘
体隔离，若干柔性线路分别与各层耦合连接。或者，当镜头模块是两组以上时，一
种耦合滑环是由一组传动皮带或传动齿轮组联动的两组以上的环形多层轨道与滚轮。
所述传动皮带或传动齿轮是公知结构或者也是由绝缘体隔离的多层导体结构。
当耦合滑环分离时，柔性线路物理断开，当耦合滑环连接时，分别设置在驱动臂与
运动臂内的柔性线路闭合电连接和信息连接。当运动臂跟随电机旋转时，柔性线路
在保持电连接和信息连接的同时，可无限角度的顺时针或逆时针旋转，而不相互缠
绕。
设置所述微型耦合摇臂是或不是即插即用和热插拔的。
在耦合滑环之间设置或不设置有滚珠，当耦合滑环之间设置有滚珠时，所述滚珠是
导体制作的。
当镜头组设置为两组以上时，微云台手机构成双目视觉体系或多目视觉体系。一种
微云台手机建立立体视觉的方法是：当手机相机进入深度拍摄模式时，为了获得某
个点在三维空间里的深度信息，以及某个点的X坐标和Y坐标，微云台手机通过
程序设定的主动三轴旋转拍摄，在旋转过程中短时间获取大量影像数据，成为一种
多机多拍法，从两个或者多个点观察一个物体，每个点均能获得不同视角下的若干
图像，得到丰富的视差数据，包括但不限于焦距f、视差d、摄像头中心距Tx参数
以及左右像平面的坐标系与立体坐标系中原点的偏移cx和cy。由此根据图像之间
像素的匹配关系，模拟人类视觉原理，使用本领域技术人员公知的方法，包括但不
限于计算机被动感知距离，通过三角测量原理计算出像素之间的偏移和投影模型来
获取物体的三维信息与景深信息，并以此计算出物体与相机之间的实际距离、物体
三维大小，匹配生成立体视觉数据。
当微云台手机按程序控制主动三轴旋转拍摄时，设置程序根据摄像头定标后获得的
单目内参数据（焦距、成像原点、畸变系数）和双目相对位置关系（旋转矩阵和平
移向量），分别对左右视图进行消除畸变和对准，使得左右视图的成像原点坐标一
致、两摄像头光轴平行、左右成像平面共面、对极线行对齐。将左右视图调整成完
全平行对准的理想形式。
当微云台手机按程序控制折叠主动三轴旋转拍摄时，其两组以上的镜头模块绕X、
Y、Z三轴的旋转速度是同步的或异步的，其绕X、Y、Z三轴旋转方向是相同的
或不同的。
所述微云台手机结构至少设一个或一个以上。
本发明的有益效果是：
本发明公开的一种微云台手机，将手持云台与智能手机一体化设计,针对VLOG主
播等对移动拍摄质量有较高需求的人群，提供了一种节约、便携、高效、易维护的
防抖解决方案。发明结合电子防抖、光学防抖和云台防抖进行综合优化，打破手机
内部空间的限制，将智能手机运动中的拍摄质量提升到新的水平。
当发明的镜头组设置为两组以上时，构成双目视觉体系，可以通过程序控制微云台
的主动旋转偏移运动来获取物体的景深信息和三维信息模拟人类视觉建立立体视觉。
发明使手机相机的基线成为一种变量，扩大测量范围；从而获得高质量的立体影像。
发明利用微云台一个轴平面的旋转，将原来手机背面的摄像头旋转到手机正面，从
而提供了一种新的全面屏手机解决方案，不仅节省了原本前置的镜头，还进一步提
升了移动拍摄的质量。
发明公开的微云台，仅需驱动镜头组移动，而非驱动大体积的手机或摄像机，因此
选用毫米级的电机就可满足设计要求，体积小、能耗少，节约高效。配合陀螺仪和
人脸识别技术，当机身震动或拍摄对象位移时，控制镜头模块移动位移补偿，不仅
达到防抖的技术目标，还通过人脸跟踪技术让手机成为一种智能随身跟拍机器人。
进一步的，发明公开了一种微型耦合摇臂，将原本由柔性连接装置直接连接的旋转
件，重新设计为分离的旋转接触连接。微型耦合摇臂有利于摇臂与云台的微型化设
计，并易安装、易维修。
云台和手机的一体化设计并非简单的相加，而是通过协同增效，充分利用手机的计
算力，带来新的拍摄体验，面向5G时代提供立体影视数据，给发明的目标人群
Vlog、直播主播等赋能，传达更全面的影像数据。
附图说明；
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1 A、B分别是微云台手机折叠后正反面结构示意图，
图2 A、B分别是微云台手机展开后正反面结构示意图，同时也是两种3轴云台转
轴设置示意图，
图3 A、B分别是微云台手机两种3轴云台转轴结构示意图，同时也是两种X、Y、
Z三个方向的旋转防抖示意图，
图2 A、 B与图3 A、B 也是微云台手机主动旋转实现立体视觉结构示意图，
图4 A、B是耦合摇臂结构示意图，
图5 A、B是镜头模块结构示意图，同时也是X、Y、Z三个方向的位移防抖示意
图。
图中：1、智能手机、2、微云台、3、镜头模块、4、磁力悬浮模块、 5、音圈电机、
6、驱动臂 7、运动臂 8、耦合摇臂 9、电机、10、耦合滑环、11、柔性线路 12、传
动齿轮；
具体实施方式：
如图1-5所示：在实施例中，一种微云台手机，包括智能手机1、微云台2、镜头
模块3。
设置微云台2有三级以上的摇臂，包括驱动臂6与运动臂7。上一级摇臂的运动臂
7是下一级摇臂的驱动臂6，设置智能手机1为第一级摇臂的驱动臂6。
设置一组以上的镜头模块3耦合连接在微云台2端部，与微云台2一体化设计。设
置微云台2绕其X轴与智能手机1的顶部或底部旋转连接，或者微云台2绕其Y
轴与智能手机1的左侧或右侧旋转连接。当微云台2折叠时，其绕X轴或Y轴旋
转折叠在智能手机1背部与之适配的凹槽内。
如图2A、3A所示,在实施例中，微云台2绕其X轴与智能手机1的顶部旋转连接，
设置第一摇臂关节是微云台2X轴，其满足第一摇臂绕X轴180度限位旋转活动。
设置第二摇臂关节平行智能手机1Y轴，其满足第二摇臂绕手机Y轴360度自由旋
转活动。设置镜头模块3的Z轴为第三摇臂关节，其满足镜头模块3绕Z轴360度
自由旋转活动。
或者，如图3B所示，设置第一摇臂关节是微云台2X轴，其满足第一摇臂绕X轴
限位旋转活动。设置镜头模块3的Y轴为第二摇臂关节，其满足镜头模块3绕Y
轴自由旋转活动。设置镜头模块3的Z轴为第三摇臂关节，其满足镜头模块3绕Z
轴自由旋转活动。本实施例中，设置镜头模块3既能绕Y轴自由旋转，也能绕Z
轴自由旋转。
或者，当镜头模块3是两组以上时，设置第一摇臂关节是微云台2X轴，其满足第
一摇臂绕X轴限位旋转活动。设置至少一组镜头模块3的Y轴为第二摇臂关节，
其满足镜头模块3绕Y轴自由旋转活动。设置另外至少一组镜头模块3的Z轴为
第三摇臂关节，其满足镜头模块3绕Z轴自由旋转活动。本实施例中，设置一组
镜头模块3绕Y轴自由旋转，另一组绕Z轴自由旋转。
上述摇臂关节设置有电机9，在实施例中，配合陀螺仪，当机身震动时，利用程序
控制相应摇臂关节电机9控制镜头模块3反方向移动补偿外界抖动，从而实现左右
摇摆防抖、上下摇摆防抖、Z轴旋转防抖。
在另一实施例中，配合人脸识别技术，当拍摄对象位移时，利用程序控制相应摇臂
关节电机9控制镜头模块3追随，从而实现目标追踪。
在实施例中，所述镜头模块设置有磁力悬浮模块4，在实施例中，展开后的微云台
2给镜头模块保留有充足的位移空间，其实现X、Y、Z三个方向的位移防抖，相
较传统OIS光学防抖或CCD(传感器)防抖技术可兼容更大范围的抖动。且减少了
音圈电机5的磁干扰。
在实施例中，所述微云台2的摇臂是本领域技术人员公知的结构。
在另一实施例中，所述微云台2的摇臂是微型耦合摇臂8。所述微型耦合摇臂8是
由电机9、耦合滑环10、柔性线路11和支架一体化设计的摇臂，包括驱动臂6与
运动臂7，上一级摇臂的运动臂7是下一级摇臂的驱动臂6，实施例中，第二级摇
臂是第一级摇臂（智能手机1）的运动臂7，也是下一级摇臂（驱动镜头模块3旋
转的机构）的驱动臂6。
所述耦合滑环10包括外环和内环，其既是一种串口接口，也是一种旋转件。所述
电机9内置于驱动臂6或者与驱动臂6一体化设计。在实施例中，一组电机9内置
于智能手机1顶部，与智能手机1x轴平行，驱动第一级摇臂绕X轴限位旋转活动。
另一组电机9与第二级摇臂一体化设计，驱动第二级摇臂绕Y轴旋转活动。另一
组电机9与镜头模块3一体化设计，驱动镜头模块3绕Z轴旋转活动。
一组柔性线路11内置在驱动臂6并与耦合滑环10的外环耦合连接，所述耦合连接
包括电连接和信息连接。
在实施例中，所述耦合滑环10的内环与运动臂7一体化设计，一组与驱动臂6内
置柔性线路11适配的柔性线路11内置或外置在运动臂7，与耦合滑环10的内环
耦合连接。设置各级运动臂7与上级驱动臂6内置的电机9传动连接。当微云台2
旋转件旋转时，只有运动臂7跟随上一级驱动臂6内置电机9旋转转动，柔性线路
11不跟随旋转件转动，并在相互旋转运动同时保持电连接和信息连接。由此解决
柔性连接装置互相缠绕的现象，且轻薄短小。
如图4所示,在实施例中，一种耦合滑环10是同心圆形套接的多层插座与多层插头，
层与层之间设置有绝缘体隔离，若干柔性线路11分别与各层耦合连接。实施例中
这种插座型耦合滑环10设置在第一级和第二级摇臂关节，电机9的动力输出轴与
耦合滑环10一体化设计，电机9与支架一体化设计，本实施例中，电机9既是功
能件也是驱动臂6或运动臂7的支撑结构件。
如图3、4所示,在另一实施例中，一种耦合滑环10是一组相互啮合且保持电连接
和信息连接的多层传动齿轮12，层与层之间由绝缘体隔离，若干柔性线路11分别
与各层耦合连接。或者，一种耦合滑环10是环形的多层轨道与滚轮，层与层之间
由绝缘体隔离，若干柔性线路11分别与各层耦合连接。本实施例中，这种圈式包
围结构的耦合滑环10设置在第三级摇臂关节，成为镜头模块3与微云台2端部的
旋转耦合连接件。
在实施例中，镜头模块3设置为两组，一种耦合滑环10是由一组传动皮带或传动
齿轮12组联动的两组环形多层轨道与滚轮。当两组镜头模块磁力悬浮以音圈电机
5驱动时，外置的电机9以传动皮带或齿轮组联动的设计可有效减少磁干扰并用一
组电机9驱动多组镜头模块。本实施例中，由音圈电机5防止镜头模块位移抖动，
由传动皮带或齿轮组传动镜头模块3绕Z轴的旋转运动。
在实施例中，当耦合滑环10分离时，柔性线路11物理断开，当耦合滑环10连接
时，分别设置在驱动臂6与运动臂7内的柔性线路11闭合电连接和信息连接。当
运动臂7跟随电机9旋转时，柔性线路11在保持电连接和信息连接的同时，可无
限角度的顺时针或逆时针旋转，而不相互缠绕。
本实施例中，设置所述微型耦合摇臂8是即插即用和热插拔的。
本实施例中，为减少摩擦，在耦合滑环10之间还设置有滚珠，所述滚珠是导体制
作的。
在实施例中，镜头模块3设置为两组，微云台手机构成双目视觉体系。一种微云台
手机建立立体视觉的方法是：为了获得某个点在三维空间里的深度信息，以及某个
点的X坐标和Y坐标，微云台手机通过程序的设定主动在X、Y、Z三轴方向旋转，
在旋转过程中短时间拍摄大量影像，成为一种多机多拍法，从两个或者多个点观察
一个物体，每个点均能获得不同视角下的若干图像，得到丰富的视差数据，包括但
不限于焦距f、视差d、摄像头中心距Tx参数以及左右像平面的坐标系与立体坐标
系中原点的偏移cx和cy。由此根据图像之间像素的匹配关系，模拟人类视觉原理，
使用本领域技术人员公知的方法，包括但不限于由计算机被动感知距离，通过三角
测量原理计算出像素之间的偏移和投影模型来获取物体的三维信息与景深信息，并
以此计算出物体与相机之间的实际距离、物体三维大小，匹配生成立体视觉数据。
在实施例中，当微云台手机三轴旋转拍摄时，设置程序根据摄像头定标后获得的单
目内参数据（焦距、成像原点、畸变系数）和双目相对位置关系（旋转矩阵和平移
向量），分别对左右视图进行消除畸变和对准，使得左右视图的成像原点坐标一致、
两摄像头光轴平行、左右成像平面共面、对极线行对齐。将左右视图调整成完全平
行对准的理想形式。
如图2、3所示,微云台手机构成的双目视觉体系，其两组镜头模块3绕其Y轴的旋
转运动是同步的或异步的，是同向的或不同向的，本实施例中，两组镜头是各自由
程序控制独立旋转的。
所述智能手机1是或不是全面屏的，在实施例中，通过上述微云台2技术方案的实
施，也附带获得了一种实现全面屏手机的技术方案。
所述微云台手机结构至少设一个或一个以上。
以上实施例用于理解本发明的方法和核心思想，对于本领域的技术人员来说，在不
脱离本发明构思的前提下，进行任何可能的变化或替换，均属于本发明的保护范围。
2024年5月4日发(作者：薛聪慧)
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(21)申请号 CN2.2
(22)申请日 2018.12.25
(71)申请人 罗轶
地址 610045 四川省成都市武侯区晋阳路422号3-89-1-1A
(72)发明人 罗轶 罗曼冬
(74)专利代理机构
代理人
(51)
(10)申请公布号 CN 109547600 A
(43)申请公布日 2019.03.29
权利要求说明书 说明书 幅图
(54)发明名称
微云台手机
(57)摘要
一种微云台手机，包括智能手机、
微云台、镜头模块。设置微云台有三级以
上的摇臂，包括驱动臂与运动臂。上一级
摇臂的运动臂是下一级摇臂的驱动臂，设
置智能手机为第一级摇臂的驱动臂。当发
明的镜头组设置为两组以上时，构成双目
视觉体系，可以通过程序控制微云台的主
动旋转偏移运动来获取物体的景深信息和
三维信息模拟人类视觉建立立体视觉。通
过微云台技术方案的实施，附带的获得了
一种实现全面屏手机的技术方案。
法律状态
法律状态公告日
2022-12-02
法律状态信息
未缴年费专利权终止IPC(主分
类):H04M 1/02专利
号:ZL2申请
日:20181225授权公告
日:20200814
法律状态
专利权的终止
权 利 要 求 说 明 书
1.一种微云台手机，包括智能手机、微云台和镜头模块；
设置微云台有三级以上的摇臂，包括驱动臂与运动臂；上一级摇臂的运动臂是下一
级摇臂的驱动臂，设置智能手机为第一级摇臂的驱动臂；
设置一组以上的镜头模块耦合连接在微云台端部，与微云台一体化设计；设置微云
台绕其X轴与智能手机的顶部或底部旋转连接，或者微云台绕其Y轴与智能手机
的左侧或右侧旋转连接；当微云台折叠时，其绕X轴或Y轴旋转折叠在智能手机
背部与之适配的凹槽内。
2.根据权利要求1所述的微云台手机，其特征是：
以微云台绕其X轴与智能手机的顶部旋转连接为例，设置第一摇臂关节是微云台
底部的X轴，其满足第一摇臂绕X轴限位旋转活动；设置第二摇臂关节位于智能
手机Y轴或者平行智能手机Y轴，其满足第二摇臂绕Y轴自由旋转活动；设置镜
头模块的Z轴为第三摇臂关节，其满足镜头模块绕Z轴自由旋转活动；从而实现
X、Y、Z三个方向的旋转防抖；
或者，设置第一摇臂关节是微云台X轴，其满足第一摇臂绕X轴限位旋转活动；
设置镜头模块的Y轴为第二摇臂关节，其满足镜头模块绕Y轴自由旋转活动；设
置镜头模块的Z轴为第三摇臂关节，其满足镜头模块绕Z轴自由旋转活动；从而
实现X、Y、Z三个方向的旋转防抖；
或者，当镜头模块是两组以上时，设置第一摇臂关节是智能手机X轴，其满足第
一摇臂绕X轴限位旋转活动；设置至少一组镜头模块的Y轴为第二摇臂关节，其
满足镜头模块绕Y轴自由旋转活动；设置另外至少一组镜头模块的Z轴为第三摇
臂关节，其满足镜头模块绕Z轴自由旋转活动；从而实现X、Y、Z三个方向的旋
转防抖；
或者，当智能手机是柔性屏幕时，设置微云台有四级以上的摇臂，其以柔性屏幕智
能手机绕其X或Y轴的折叠弯曲作为一级摇臂，结合上述三种三轴旋转结构的技
术方案成为一种四级摇臂；
所述镜头模块是或不是磁力悬浮的，当镜头模块设置为磁力悬浮时，设置悬浮镜头
模块配合陀螺仪工作，当机身发生震动时，通过磁力控制镜片浮动对抖动进行位移
补偿，从而实现X、Y、Z三个方向的位移防抖。
3.根据权利要求1所述的微云台手机，其特征是：
所述摇臂是本领域技术人员公知的结构或是一种微型耦合摇臂；
所述微型耦合摇臂是由电机、耦合滑环、柔性线路和支架一体化设计的摇臂，包括
驱动臂与运动臂；所述耦合滑环包括外环和内环，其既是一种串口接口，也是一种
旋转件；所述电机内置于驱动臂或者与驱动臂一体化设计，一组柔性线路内置在驱
动臂并与耦合滑环的外环耦合连接，所述耦合连接包括电连接和信息连接；
所述耦合滑环的内环与运动臂一体化设计，一组与驱动臂内置柔性线路适配的柔性
线路内置或外置在运动臂，与耦合滑环的内环耦合连接；设置各级运动臂与上级驱
动臂内置的电机输出轴传动连接；当微云台旋转件旋转时，只有运动臂跟随上一级
驱动臂内置电机旋转转动，柔性线路不跟随旋转件转动，并在相互旋转运动同时保
持电连接和信息连接。
4.根据权利要求1所述的微云台手机，其特征是：
当镜头组设置为两组以上时，微云台手机构成双目视觉体系或多目视觉体系；一种
微云台手机建立立体视觉的方法是：当手机相机进入深度拍摄模式时，为了获得某
个点在三维空间里的深度信息，以及某个点的X坐标和Y坐标，微云台手机通过
程序的设定主动进行三轴以上的旋转拍摄，在旋转过程中短时间获取大量影像数据，
成为一种多机多拍法，从两个或者多个点观察一个物体，每个点均能获得不同视角
下的若干图像，得到视差数据，由此根据图像之间像素的匹配关系，模拟人类视觉
原理，使用本领域技术人员公知的方法匹配生成立体视觉数据。
5.根据权利要求1所述的微云台手机，其特征是：
所述智能手机是或不是全面屏的，权利要求1所述的技术方案也是实现全面屏手机
技术方案。
6.根据权利要求3所述的微云台手机，其特征是：
一种耦合滑环是同心圆形套接的多层插座与多层插头，层与层之间设置有绝缘体隔
离，若干柔性线路分别与各层耦合连接；或者，一种耦合滑环是一组相互啮合且保
持电连接和信息连接的多层齿轮，层与层之间由绝缘体隔离，若干柔性线路分别与
各层耦合连接；或者，一种耦合滑环是环形的多层轨道与滚轮，层与层之间由绝缘
体隔离，若干柔性线路分别与各层耦合连接；或者，当镜头模块是两组以上时，一
种耦合滑环是由一组传动皮带或传动齿轮组联动的两组以上的环形多层轨道与滚轮；
所述传动皮带或传动齿轮是公知结构或者也是由绝缘体隔离的多层导体结构；
当耦合滑环分离时，柔性线路物理断开，当耦合滑环连接时，分别设置在驱动臂与
运动臂内的柔性线路闭合电连接和信息连接；当运动臂跟随电机旋转时，柔性线路
不跟随旋转件转动，在保持电连接和信息连接的同时，可无限角度的顺时针或逆时
针旋转，而不相互缠绕。
7.根据权利要求3所述的微云台手机，其特征是：
摇臂的关节设置有电机，配合陀螺仪，当机身震动时，利用程序控制相应摇臂关节
电机控制镜头模块反方向移动补偿外界抖动，从而实现左右摇摆防抖、上下摇摆防
抖与Z轴旋转防抖；
或者，上述摇臂关节电机，配合人脸识别技术，当识别到拍摄对象位移时，利用程
序控制相应摇臂关节电机控制镜头模块移动，从而实现设定目标追踪。
8.根据权利要求4所述的微云台手机，其特征是：
当微云台手机按程序控制三轴旋转拍摄时，其两组以上的镜头模块绕X、Y、Z三
轴的旋转速度是同步的或异步的，其绕X、Y、Z三轴旋转方向是相同的或不同的。
说 明 书
技术领域
本发明涉及一种云台，尤其是一种基于微云台的全面屏手机，和以之实现手机相机
防抖与生成立体视觉的方法。
背景技术
为了提升智能手机的影像质量，手机相机的防抖技术不断进步，目前的手机相机防
抖技术大致可分为两种，一种为物理防抖，其通过可移动式的部件，对机身震动进
行光路补偿，另一种则是电子防抖，其无需任何部件辅助，主要依赖程序对画面抖
动进行“补偿”。
电子防抖采用强制提高CCD感光参数同时加快快门并针对CCD上取得的图像进
行分析，然后利用边缘图像进行补偿的防抖，电子防抖实际上是一种通过降低画质
来补偿抖动的技术，此技术试图在画质和画面抖动之间取得一个平衡点，难以满足
对质量要求越来越高的移动影像拍摄。
谷歌Pixel手机通过陀螺仪配合，结合电子防抖与物理防抖技术，当拍照时利用陀
螺仪检测机身的震动，进而调节快门速度和ISO感光度和等来减轻抖动对拍摄的
影响。
OIS光学防抖是一种物理防抖，其原理是通过在镜片组中增加一个使用磁力悬浮的
镜片，配合陀螺仪工作，当机身发生震动时，能检测到轻微的抖动从而控制镜片浮
动对抖动进行一定的位移补偿，从而避免了光路发生抖动，实现光学防抖。这种防
抖技术对比电子防抖效果明显，在相同配置下的两台手机，OIS光学防抖的抖动补
偿要比电子防抖优秀很多，画面的亮度和纯净度也更高，比较不足的是，由于其结
构原理等原因，OIS光学防抖大部分仅支持横向和纵向的抖动补偿（两轴防抖），
因此防抖能力有一定的局限性。
CCD(传感器)防抖（四/五轴防抖）技术原理和镜头防抖差不多，其主要将传感器安
装在一个可自由浮动的支架上，同样配合需要陀螺仪感应相机的抖动方向和幅度，
进而控制传感器进行对应的位移补偿。CCD防抖技术由于不用考虑光学的折射因
素，因此灵活性比镜头防抖高很多（但实现难度更大），目前其最多可以让设备实
现5个自由度的抖动补偿。
小米5的镜头模组防抖（4轴防抖）技术与CCD防抖技术原理相似，直接将整个
镜头模组“悬浮”起来，再配合陀螺仪检测机身震动，从而控制镜头模组进行位移补
偿，其可实现4个自由度的抖动补偿，分别为横向、纵向、前倾、侧倾。
然而受手机内部空间的限制，从结构上没有可能预留给镜头组足够的移动空间，上
述物理防抖方案可应对抖动的浮动范围是很小的，仅能改善拍摄时手部的轻微抖动，
不支持走动或跑动中的拍摄防抖。
云台防抖技术是一种外置式物理防抖方案，其是为专业级或影视级摄影师开发的一
款安装、固定摄像机的支撑设备，提供在运动中拍摄稳定流畅的影像画质。其同样
利用陀螺仪工作，云台上安装有能满足载体三个自由度活动的摇臂，摇臂关节带有
电机，当云台发生抖动时，会被陀螺仪检测到，随后利用程序控制相应的电机加强
反方向的动力，通过反向补偿真实的外界抖动，从而对抖动进行插补，防止载体跟
着云台倾斜，避免抖动。
云台以电机控制整个摄像机、相机或手机位移防抖，体积大、耗电高、不便携带、
不便快速抓拍。使用云台防抖时，没有结合智能手机现有防抖技术综合优化抖动插
值。
云台包含的陀螺仪、电池、计算处理器等零件与智能手机大量重合，对于Vloger、
视频主播等重度使用人群，外置云台不仅不便于携带、硬件重复购买造成浪费，更
麻烦的是，又多了一个需要经常充电管理维护的随身电器和日常任务。目前还没有
将手持云台与智能手机一体化设计的案例。
云台旋转件旋转时，柔性连接装置跟随旋转件转动容易出现柔性连接装置互相缠绕
的现象，导致旋转件转动不顺畅和转动精度低。特别是，旋转件正、反转交替转动
时，柔性连接装置更容易出现缠绕现象。传统云台体积大，有足够的物理空间在其
摇臂内置滑环或绕线装置，或者外置更长的线路、更大的转弯半径以解决问题。但
在更微观的尺寸下，现有结构难以满足产品轻薄短小的需求。
测量景深的一种方法是3D结构光技术，其通过测量对象反射光线来确定深度信息。
因需发射光线，其功耗高，目前仅支持人脸支付的短暂应用场景。同理，发射并检
测光线的工作原理使其可探测的深度较小，仅有几米。
测量景深生成立体视觉的另一种方法是用两台相机或者一机两拍法拍摄出照片。将
右边拍摄的影像和左边拍摄的影像叠加起来，通过特殊的色彩滤镜，就能看到三维
的立体效果。手机双摄虽然能够拍出不同视角的照片，但手机相机的物理尺寸决定
了其基线（两个摄像头间距）较小，限制了测量范围，不同视角的照片差别特别小，
不能对比对数据产生足够的影响，难以获得优质的立体视觉。基线较小也导致音圈
电机的磁干涉现象，不便于同时使用两组音圈电机。云台技术仅用于防抖，未见用
云台技术生成立体视觉的应用案例。
目前，全面屏设计方案有三窄边设计、机械升降设计、双屏幕设计、刘海屏设计、
水滴屏设计、滑盖设计、挖孔屏设计等，包括CN 104601757 A公开的一种后置摄
像头翻转的无边框智能手机，上述方案各有优劣，但均对于提升智能手机的影像质
量并无帮助。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种微云台手机，包括基于微型耦合摇臂实现云台
微型化的方法和以之实现手机相机防抖与生成立体视觉的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种微云台手机，包括智能手机、微云台、镜头模块。
设置微云台有三级以上的摇臂，包括驱动臂与运动臂。上一级摇臂的运动臂是下一
级摇臂的驱动臂，设置智能手机为第一级摇臂的驱动臂。
设置一组以上的镜头模块耦合连接在微云台端部，与微云台一体化设计。设置微云
台绕其X轴与智能手机的顶部或底部旋转连接，或者微云台绕其Y轴与智能手机
的左侧或右侧旋转连接。当微云台折叠时，其绕X轴或Y轴旋转折叠在智能手机
背部与之适配的凹槽内。
以微云台绕其X轴与智能手机的顶部旋转连接为例，设置第一摇臂关节是微云台
底部的X轴，其满足第一摇臂绕X轴限位旋转活动。设置第二摇臂关节位于智能
手机Y轴或者平行智能手机Y轴，其满足第二摇臂绕Y轴自由旋转活动。设置镜
头模块的Z轴为第三摇臂关节，其满足镜头模块绕Z轴自由旋转活动。
或者，设置第一摇臂关节是微云台X轴，其满足第一摇臂绕X轴限位旋转活动。
设置镜头模块的Y轴为第二摇臂关节，其满足镜头模块绕Y轴自由旋转活动。设
置镜头模块的Z轴为第三摇臂关节，其满足镜头模块绕Z轴自由旋转活动。
或者，当镜头模块是两组以上时，设置第一摇臂关节是微云台X轴，其满足第一
摇臂绕X轴限位旋转活动。设置至少一组镜头模块的Y轴为第二摇臂关节，其满
足镜头模块绕Y轴自由旋转活动。设置另外至少一组镜头模块的Z轴为第三摇臂
关节，其满足镜头模块绕Z轴自由旋转活动。
或者，当智能手机是柔性屏幕时，设置微云台有四级以上的摇臂，其以柔性屏幕智
能手机绕其X或Y轴的折叠弯曲作为一级摇臂，结合上述三种三轴旋转结构的技
术方案成为一种四级摇臂。可以弥补上述三种三轴旋转方案中绕X轴的旋转有180
度限位的缺陷。
通过上述三级以上的摇臂，实现X、Y、Z三个方向的旋转防抖。
上述摇臂关节设置有电机，配合陀螺仪和人脸识别技术，当机身震动或拍摄对象位
移时，利用程序控制相应摇臂关节电机控制镜头模块反方向移动补偿外界抖动，从
而实现左右摇摆防抖、上下摇摆防抖、Z轴旋转防抖和设定目标追踪。
所述镜头模块是或不是磁力悬浮的，当镜头模块设置为磁力悬浮时，设置展开后的
微云台给镜头模块保留充足的位移空间。设置悬浮镜头模块配合陀螺仪工作，当机
身发生震动时，通过磁力控制镜片浮动对抖动进行位移补偿，从而实现X、Y、Z
三个方向的位移防抖，并相较传统OIS光学防抖或CCD(传感器)防抖技术可兼容
更大范围的抖动。
所述微云台的摇臂是本领域技术人员公知的结构或是一种微型耦合摇臂。
所述微型耦合摇臂是由电机、耦合滑环、柔性线路和支架一体化设计的摇臂，包括
驱动臂与运动臂。所述耦合滑环包括外环和内环，其既是一种串口接口，也是一种
旋转件。所述电机内置于驱动臂或者与驱动臂一体化设计，一组柔性线路内置在驱
动臂并与耦合滑环的外环耦合连接，所述耦合连接包括电连接和信息连接。
所述耦合滑环的内环与运动臂一体化设计，一组与驱动臂内置柔性线路适配的柔性
线路内置或外置在运动臂，与耦合滑环的内环耦合连接。设置各级运动臂与上级驱
动臂内置的电机输出轴传动连接。当微云台旋转件旋转时，只有运动臂跟随上一级
驱动臂内置电机旋转转动，柔性线路不跟随旋转件转动，并在相互旋转运动同时保
持电连接和信息连接。由此解决柔性连接装置互相缠绕的现象，且轻薄短小。
一种耦合滑环是同心圆形套接的多层插座与多层插头，层与层之间设置有绝缘体隔
离，若干柔性线路分别与各层耦合连接。或者，一种耦合滑环是一组相互啮合且保
持电连接和信息连接的多层齿轮，层与层之间由绝缘体隔离，若干柔性线路分别与
各层耦合连接。或者，一种耦合滑环是环形的多层轨道与滚轮，层与层之间由绝缘
体隔离，若干柔性线路分别与各层耦合连接。或者，当镜头模块是两组以上时，一
种耦合滑环是由一组传动皮带或传动齿轮组联动的两组以上的环形多层轨道与滚轮。
所述传动皮带或传动齿轮是公知结构或者也是由绝缘体隔离的多层导体结构。
当耦合滑环分离时，柔性线路物理断开，当耦合滑环连接时，分别设置在驱动臂与
运动臂内的柔性线路闭合电连接和信息连接。当运动臂跟随电机旋转时，柔性线路
在保持电连接和信息连接的同时，可无限角度的顺时针或逆时针旋转，而不相互缠
绕。
设置所述微型耦合摇臂是或不是即插即用和热插拔的。
在耦合滑环之间设置或不设置有滚珠，当耦合滑环之间设置有滚珠时，所述滚珠是
导体制作的。
当镜头组设置为两组以上时，微云台手机构成双目视觉体系或多目视觉体系。一种
微云台手机建立立体视觉的方法是：当手机相机进入深度拍摄模式时，为了获得某
个点在三维空间里的深度信息，以及某个点的X坐标和Y坐标，微云台手机通过
程序设定的主动三轴旋转拍摄，在旋转过程中短时间获取大量影像数据，成为一种
多机多拍法，从两个或者多个点观察一个物体，每个点均能获得不同视角下的若干
图像，得到丰富的视差数据，包括但不限于焦距f、视差d、摄像头中心距Tx参数
以及左右像平面的坐标系与立体坐标系中原点的偏移cx和cy。由此根据图像之间
像素的匹配关系，模拟人类视觉原理，使用本领域技术人员公知的方法，包括但不
限于计算机被动感知距离，通过三角测量原理计算出像素之间的偏移和投影模型来
获取物体的三维信息与景深信息，并以此计算出物体与相机之间的实际距离、物体
三维大小，匹配生成立体视觉数据。
当微云台手机按程序控制主动三轴旋转拍摄时，设置程序根据摄像头定标后获得的
单目内参数据（焦距、成像原点、畸变系数）和双目相对位置关系（旋转矩阵和平
移向量），分别对左右视图进行消除畸变和对准，使得左右视图的成像原点坐标一
致、两摄像头光轴平行、左右成像平面共面、对极线行对齐。将左右视图调整成完
全平行对准的理想形式。
当微云台手机按程序控制折叠主动三轴旋转拍摄时，其两组以上的镜头模块绕X、
Y、Z三轴的旋转速度是同步的或异步的，其绕X、Y、Z三轴旋转方向是相同的
或不同的。
所述微云台手机结构至少设一个或一个以上。
本发明的有益效果是：
本发明公开的一种微云台手机，将手持云台与智能手机一体化设计,针对VLOG主
播等对移动拍摄质量有较高需求的人群，提供了一种节约、便携、高效、易维护的
防抖解决方案。发明结合电子防抖、光学防抖和云台防抖进行综合优化，打破手机
内部空间的限制，将智能手机运动中的拍摄质量提升到新的水平。
当发明的镜头组设置为两组以上时，构成双目视觉体系，可以通过程序控制微云台
的主动旋转偏移运动来获取物体的景深信息和三维信息模拟人类视觉建立立体视觉。
发明使手机相机的基线成为一种变量，扩大测量范围；从而获得高质量的立体影像。
发明利用微云台一个轴平面的旋转，将原来手机背面的摄像头旋转到手机正面，从
而提供了一种新的全面屏手机解决方案，不仅节省了原本前置的镜头，还进一步提
升了移动拍摄的质量。
发明公开的微云台，仅需驱动镜头组移动，而非驱动大体积的手机或摄像机，因此
选用毫米级的电机就可满足设计要求，体积小、能耗少，节约高效。配合陀螺仪和
人脸识别技术，当机身震动或拍摄对象位移时，控制镜头模块移动位移补偿，不仅
达到防抖的技术目标，还通过人脸跟踪技术让手机成为一种智能随身跟拍机器人。
进一步的，发明公开了一种微型耦合摇臂，将原本由柔性连接装置直接连接的旋转
件，重新设计为分离的旋转接触连接。微型耦合摇臂有利于摇臂与云台的微型化设
计，并易安装、易维修。
云台和手机的一体化设计并非简单的相加，而是通过协同增效，充分利用手机的计
算力，带来新的拍摄体验，面向5G时代提供立体影视数据，给发明的目标人群
Vlog、直播主播等赋能，传达更全面的影像数据。
附图说明；
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1 A、B分别是微云台手机折叠后正反面结构示意图，
图2 A、B分别是微云台手机展开后正反面结构示意图，同时也是两种3轴云台转
轴设置示意图，
图3 A、B分别是微云台手机两种3轴云台转轴结构示意图，同时也是两种X、Y、
Z三个方向的旋转防抖示意图，
图2 A、 B与图3 A、B 也是微云台手机主动旋转实现立体视觉结构示意图，
图4 A、B是耦合摇臂结构示意图，
图5 A、B是镜头模块结构示意图，同时也是X、Y、Z三个方向的位移防抖示意
图。
图中：1、智能手机、2、微云台、3、镜头模块、4、磁力悬浮模块、 5、音圈电机、
6、驱动臂 7、运动臂 8、耦合摇臂 9、电机、10、耦合滑环、11、柔性线路 12、传
动齿轮；
具体实施方式：
如图1-5所示：在实施例中，一种微云台手机，包括智能手机1、微云台2、镜头
模块3。
设置微云台2有三级以上的摇臂，包括驱动臂6与运动臂7。上一级摇臂的运动臂
7是下一级摇臂的驱动臂6，设置智能手机1为第一级摇臂的驱动臂6。
设置一组以上的镜头模块3耦合连接在微云台2端部，与微云台2一体化设计。设
置微云台2绕其X轴与智能手机1的顶部或底部旋转连接，或者微云台2绕其Y
轴与智能手机1的左侧或右侧旋转连接。当微云台2折叠时，其绕X轴或Y轴旋
转折叠在智能手机1背部与之适配的凹槽内。
如图2A、3A所示,在实施例中，微云台2绕其X轴与智能手机1的顶部旋转连接，
设置第一摇臂关节是微云台2X轴，其满足第一摇臂绕X轴180度限位旋转活动。
设置第二摇臂关节平行智能手机1Y轴，其满足第二摇臂绕手机Y轴360度自由旋
转活动。设置镜头模块3的Z轴为第三摇臂关节，其满足镜头模块3绕Z轴360度
自由旋转活动。
或者，如图3B所示，设置第一摇臂关节是微云台2X轴，其满足第一摇臂绕X轴
限位旋转活动。设置镜头模块3的Y轴为第二摇臂关节，其满足镜头模块3绕Y
轴自由旋转活动。设置镜头模块3的Z轴为第三摇臂关节，其满足镜头模块3绕Z
轴自由旋转活动。本实施例中，设置镜头模块3既能绕Y轴自由旋转，也能绕Z
轴自由旋转。
或者，当镜头模块3是两组以上时，设置第一摇臂关节是微云台2X轴，其满足第
一摇臂绕X轴限位旋转活动。设置至少一组镜头模块3的Y轴为第二摇臂关节，
其满足镜头模块3绕Y轴自由旋转活动。设置另外至少一组镜头模块3的Z轴为
第三摇臂关节，其满足镜头模块3绕Z轴自由旋转活动。本实施例中，设置一组
镜头模块3绕Y轴自由旋转，另一组绕Z轴自由旋转。
上述摇臂关节设置有电机9，在实施例中，配合陀螺仪，当机身震动时，利用程序
控制相应摇臂关节电机9控制镜头模块3反方向移动补偿外界抖动，从而实现左右
摇摆防抖、上下摇摆防抖、Z轴旋转防抖。
在另一实施例中，配合人脸识别技术，当拍摄对象位移时，利用程序控制相应摇臂
关节电机9控制镜头模块3追随，从而实现目标追踪。
在实施例中，所述镜头模块设置有磁力悬浮模块4，在实施例中，展开后的微云台
2给镜头模块保留有充足的位移空间，其实现X、Y、Z三个方向的位移防抖，相
较传统OIS光学防抖或CCD(传感器)防抖技术可兼容更大范围的抖动。且减少了
音圈电机5的磁干扰。
在实施例中，所述微云台2的摇臂是本领域技术人员公知的结构。
在另一实施例中，所述微云台2的摇臂是微型耦合摇臂8。所述微型耦合摇臂8是
由电机9、耦合滑环10、柔性线路11和支架一体化设计的摇臂，包括驱动臂6与
运动臂7，上一级摇臂的运动臂7是下一级摇臂的驱动臂6，实施例中，第二级摇
臂是第一级摇臂（智能手机1）的运动臂7，也是下一级摇臂（驱动镜头模块3旋
转的机构）的驱动臂6。
所述耦合滑环10包括外环和内环，其既是一种串口接口，也是一种旋转件。所述
电机9内置于驱动臂6或者与驱动臂6一体化设计。在实施例中，一组电机9内置
于智能手机1顶部，与智能手机1x轴平行，驱动第一级摇臂绕X轴限位旋转活动。
另一组电机9与第二级摇臂一体化设计，驱动第二级摇臂绕Y轴旋转活动。另一
组电机9与镜头模块3一体化设计，驱动镜头模块3绕Z轴旋转活动。
一组柔性线路11内置在驱动臂6并与耦合滑环10的外环耦合连接，所述耦合连接
包括电连接和信息连接。
在实施例中，所述耦合滑环10的内环与运动臂7一体化设计，一组与驱动臂6内
置柔性线路11适配的柔性线路11内置或外置在运动臂7，与耦合滑环10的内环
耦合连接。设置各级运动臂7与上级驱动臂6内置的电机9传动连接。当微云台2
旋转件旋转时，只有运动臂7跟随上一级驱动臂6内置电机9旋转转动，柔性线路
11不跟随旋转件转动，并在相互旋转运动同时保持电连接和信息连接。由此解决
柔性连接装置互相缠绕的现象，且轻薄短小。
如图4所示,在实施例中，一种耦合滑环10是同心圆形套接的多层插座与多层插头，
层与层之间设置有绝缘体隔离，若干柔性线路11分别与各层耦合连接。实施例中
这种插座型耦合滑环10设置在第一级和第二级摇臂关节，电机9的动力输出轴与
耦合滑环10一体化设计，电机9与支架一体化设计，本实施例中，电机9既是功
能件也是驱动臂6或运动臂7的支撑结构件。
如图3、4所示,在另一实施例中，一种耦合滑环10是一组相互啮合且保持电连接
和信息连接的多层传动齿轮12，层与层之间由绝缘体隔离，若干柔性线路11分别
与各层耦合连接。或者，一种耦合滑环10是环形的多层轨道与滚轮，层与层之间
由绝缘体隔离，若干柔性线路11分别与各层耦合连接。本实施例中，这种圈式包
围结构的耦合滑环10设置在第三级摇臂关节，成为镜头模块3与微云台2端部的
旋转耦合连接件。
在实施例中，镜头模块3设置为两组，一种耦合滑环10是由一组传动皮带或传动
齿轮12组联动的两组环形多层轨道与滚轮。当两组镜头模块磁力悬浮以音圈电机
5驱动时，外置的电机9以传动皮带或齿轮组联动的设计可有效减少磁干扰并用一
组电机9驱动多组镜头模块。本实施例中，由音圈电机5防止镜头模块位移抖动，
由传动皮带或齿轮组传动镜头模块3绕Z轴的旋转运动。
在实施例中，当耦合滑环10分离时，柔性线路11物理断开，当耦合滑环10连接
时，分别设置在驱动臂6与运动臂7内的柔性线路11闭合电连接和信息连接。当
运动臂7跟随电机9旋转时，柔性线路11在保持电连接和信息连接的同时，可无
限角度的顺时针或逆时针旋转，而不相互缠绕。
本实施例中，设置所述微型耦合摇臂8是即插即用和热插拔的。
本实施例中，为减少摩擦，在耦合滑环10之间还设置有滚珠，所述滚珠是导体制
作的。
在实施例中，镜头模块3设置为两组，微云台手机构成双目视觉体系。一种微云台
手机建立立体视觉的方法是：为了获得某个点在三维空间里的深度信息，以及某个
点的X坐标和Y坐标，微云台手机通过程序的设定主动在X、Y、Z三轴方向旋转，
在旋转过程中短时间拍摄大量影像，成为一种多机多拍法，从两个或者多个点观察
一个物体，每个点均能获得不同视角下的若干图像，得到丰富的视差数据，包括但
不限于焦距f、视差d、摄像头中心距Tx参数以及左右像平面的坐标系与立体坐标
系中原点的偏移cx和cy。由此根据图像之间像素的匹配关系，模拟人类视觉原理，
使用本领域技术人员公知的方法，包括但不限于由计算机被动感知距离，通过三角
测量原理计算出像素之间的偏移和投影模型来获取物体的三维信息与景深信息，并
以此计算出物体与相机之间的实际距离、物体三维大小，匹配生成立体视觉数据。
在实施例中，当微云台手机三轴旋转拍摄时，设置程序根据摄像头定标后获得的单
目内参数据（焦距、成像原点、畸变系数）和双目相对位置关系（旋转矩阵和平移
向量），分别对左右视图进行消除畸变和对准，使得左右视图的成像原点坐标一致、
两摄像头光轴平行、左右成像平面共面、对极线行对齐。将左右视图调整成完全平
行对准的理想形式。
如图2、3所示,微云台手机构成的双目视觉体系，其两组镜头模块3绕其Y轴的旋
转运动是同步的或异步的，是同向的或不同向的，本实施例中，两组镜头是各自由
程序控制独立旋转的。
所述智能手机1是或不是全面屏的，在实施例中，通过上述微云台2技术方案的实
施，也附带获得了一种实现全面屏手机的技术方案。
所述微云台手机结构至少设一个或一个以上。
以上实施例用于理解本发明的方法和核心思想，对于本领域的技术人员来说，在不
脱离本发明构思的前提下，进行任何可能的变化或替换，均属于本发明的保护范围。