[发明专利]用于在手持照相机中提供稳定图像的装置

说明书

技术领域

本发明涉及手持数字照相机的图像稳定，且尤其涉及通过对附着到 柔性透镜体的致动器施加控制信号来提供图像稳定性的装置，其中根据 用于抵消手持照相机的不期望移动或振动的影响的控制信号，致动器对 柔性透镜体的挤压提供在通过透镜体的光轴方向上的移位。

背景技术

手发抖、房屋地面或地板震动，或者来自或通过保持照相机(诸如 静止摄影照相机或视频照相机)的人或照相机支架的其它类似的快速小 移动通常都是会导致图片模糊的不期望移动，这是因为快门速度有限且 图像场景由于照相机的不期望移动而在图像传感器上被掠过。为了补偿 这样的不期望移动会使用非常高的快门速度。然而，由于更高的快门速 度导致捕获了更少的光，这会影响照相机的低亮度阈值。关于快门可移 动多快也有物理限制。数字照相机也具有会影响照相机的最大可能快门 速度的关于背景噪声水平和读出速度的问题。在现有技术中有若干已知 的通过使用硬件系统或用于对捕获和存储的数字图像进行后处理的软 件程序或者作为硬件和实时软件的组合提供图像稳定的解决方案，从而 提供对捕获的图像中的不期望移动的消除或补偿。

当前已知的用于数字照相机(静止图片和视频照相机)的图像稳定 的方法一般使用插入光路中的光学透镜元件，所述光学透镜元件通过由 外部发动机(例如压电致动器、音圈或步进发动机)驱动的机械机构横 向移动且特征在于具有许多部件的复杂布置。例如，回转仪可提供如下 信号，该信号提供控制信号，该控制信号通过在与不期望移动相反的方 向上移动光学透镜元件来抵消不期望移动。其他现有技术方法在图像捕 获后使用软件算法并减小图像模糊，但是该方案不提供捕获的图像帧的 改进的光学质量，反而引入进一步降低图片质量的其他图像伪影。

提供机械地驱动的机构的现有技术解决方案使得照相机系统更大 且构造起来更复杂。大量部件还带来了可靠性的风险。提供对所捕获且 存储的数字图像的图像分析和滤波的软件解决方案趋向于剪辑图像，且 然后通常在图像的边缘处外插丢失的图像部分以隐藏不期望的移动。在 天文学中通常使用正交转移CCD芯片，正交转移CCD芯片实际上在 CCD芯片自身内移位图像，而图像是基于对被观察的天空物体的明显运 动的在线分析而被捕获的。诸如Sony、Nikon、Konica Minolta等的照相 机制造商所提供的解决方案机械地移动图像传感器或具有根据回转仪 传感器提供的控制信号而进行移动的浮动透镜元件，从而感测快速的不 期望的小移动的事件和方向，其中不期望运动的特征在于提供在与移动 的速度、方向和强度(加速度和持续时间)有关的预设阈值水平之上的 传感器信号。

发明内容

柔性透镜体的近来发展提供了具有自动聚焦能力的紧凑型透镜组 件。例如，挪威专利申请No.20070803和No.20065238提供了这样的装 置的例子。本发明人已经认识到这些类型的柔性透镜组件可被修改且可 用来提供用于图像稳定的系统的简单、紧凑和容易的可制造性。根据本 发明的光学图像稳定器通过提供与柔性透镜体接触的致动器(其提供在 通过透镜体的光轴方向上的移位，且从而提供光轴和图像传感器的表面 之间的交叉点的位置的移位，从而抵消不期望的快速移动的移动)克服 了现有技术解决方案的复杂性。光轴方向的移位是通过根据由例如现有 技术中已知的回转仪传感器系统的运动传感器所提供的控制信号来激 活致动器从而“挤压”柔性透镜体来获得的。

根据本发明的一方面，柔性透镜组件提供的图像稳定器适于晶片级 制造，这使得新型的全自动集成照相机解决方案成为可能。

根据本发明的装置的实施例的例子，该实施例的例子使得紧凑型照 相机(例如用于移动电话的照相机)能够在不增加由于不期望的快速小 移动而导致的模糊的情况下增加曝光时间，这是因为该装置补偿该移 动。增加例如CMOS数字照相机的曝光时间意味着更大幅度地增大的信 噪比水平、对于在暗环境下拍摄的图片的更小的背景噪声，并减小了用 于所需的亮度的阈值。这还意味着可针对更高F数设计照相机，而与更 低的F数解决方案相比同时仍捕获同样量的光(在更长的时间段上)， 这将使得与现有技术的镜头相比能够减小照相机镜头的尺寸、复杂性和 成本。