[发明专利]用于图像稳定的方法和系统

说明书

技术领域

本发明一般涉及照相机，并更特别地涉及在照相机的曝光时间期间的图像稳定。

背景技术

图像稳定的问题可以追溯到摄影术的开始，并且该问题涉及这样的事实，即图像传感器需要足够的曝光时间以形成相当好的图像。在曝光时间期间内的任何照相机的运动都将使得投射在图像传感器上的图像的移动，导致形成的图像的品质下降。运动相关的品质下降称为运动模糊。在照相时用一只或两只手握住照相机，几乎不可能避免在相当长的曝光时间期间的不期望的照相机运动。当照相机设置为高变焦比时，甚至小的运动就可显著地降低所获得的图像的质量，这时特别容易发生运动模糊。

光学图像稳定通常涉及侧向移动投射在图像传感器上的图像以补偿照相机的运动。图像移动可以通过下列四个普通技术之一来完成：

透镜移动-该光学图像稳定方法涉及在与光学系统的光轴基本上垂直的方向上移动该系统的一个或多个透镜元件；

图像传感器移动-该光学图像稳定方法涉及在与光学系统的光轴基本上垂直的方向上移动图像传感器；

液体棱镜-该方法涉及将密封在两个平行板之间的液体的层改变为楔形以通过折射来改变系统的光轴。

照相机模块倾斜-该方法保持光学系统中的所有组件不改变，同时倾斜整个模块以便相对于景物移动光轴。

图1示出了照相机的示意性表示。如图所示，图像平面平行于XY平面，并且透镜和图像传感器的放置使得光轴基本上平行于Z轴。在上述任意一种图像稳定技术中，需要致动器机构来实现光轴的改变或图像传感器的移动。致动器机构通常是复杂的，这意味着它们昂贵且尺寸大。

本发明提供了用于在XY平面中移动一个或多个透镜元件或图像传感器的新的方法和设备，其中致动器的配置简单并且成本有效。

发明内容

本发明使用光学图像稳定器以补偿例如照相机的成像系统的不期望的运动。使用两个弯曲致动器以在平面上以不同的方向移动透镜元件或图像传感器，以便基于成像系统的运动移动图像传感器上的投射的图像。该平面基本上垂直于成像系统的光轴，并且每个弯曲致动器的纵轴基本上平行于光轴。在本发明的一个实施例中，每个弯曲致动器的一端固定设置在图像系统上并且其另一端用来移动透镜元件或图像传感器。在本发明的另一个实施例中，每个弯曲致动器的两端都固定，而允许中间部分运动以移动透镜元件或图像传感器。

因此，本发明提供了一种用于在成像系统中使用的光学图像稳定的方法和系统，该成像系统具有与光轴相关联地设置的多个成像组件，该成像组件包括图像传感器和用于将图像投射在图像传感器上的至少一个透镜元件，其中该投射的图像可以相对于图像传感器在与光轴基本上垂直的方向上被移动。该成像系统包括：

第一弯曲致动器，可操作地连接到至少一个成像组件以在第一方向上移动该成像组件，该第一弯曲致动器具有限定第一致动器轴的长度；

第二弯曲致动器，可操作地连接所述至少一个成像组件以在第二方向上移动该成像组件，该第二弯曲致动器具有限定第二致动器轴的长度，其中光轴和第一和第二致动器轴中的每个形成小于45度的角度。

驱动系统，用于响应于成像系统的运动，使得第一致动器的至少一部分在不同于第一致动器轴的方向上运动，以便在基本上垂直于光轴的平面中移动所述至少一个成像组件，并且使得第二致动器的至少一部分在不同于第二致动器轴的方向上运动，以便在基本上垂直于光轴的平面中移动所述至少一个成像组件。成像组件可以是透镜组件或图像传感器。

每个弯曲致动器可以以多种方式安装在成像系统上。致动器可以在其一端上固定安装以允许其另一端弯曲。致动器可以在两端上固定安装以允许中间部分弯曲。可选地，致动器可以在中间部分固定安装以允许一端或两端被用于移动成像组件。

阅读了结合附图3到15的本说明后，将使本发明变得明显。

附图说明

图1示出了成像系统的示意性表示；

图2示出了平行于Y轴设置的轴上致动器；

图3示出了弯曲或离轴致动器；

图4a示出了根据本发明的用于沿Y轴移动载体的弯曲致动器；

图4b示出了根据本发明的用于沿X轴移动载体的弯曲致动器；

图5示出了具有用于在成像系统中移动图像传感器的两个弯曲致动器的载体；

图6示出了图像传感器载体的细节；

图7A到图7C示出了沿X轴被向左，向中间和向右位置移动的载体；

图8示出了参照成像系统的光轴的弯曲致动器的放置中的稍微变化；

图9示出了参照成像系统的光轴的弯曲致动器的放置中的另一个变化；