[发明专利]用于稳固地支撑运动敏感的图像采集设备的平衡安装装置及方法

说明书

背景技术

本申请要求2010年1月4日提交的美国临时专利申请No.61/292,004的优先权。

本发明总的涉及一种用于稳固地支撑运动敏感的图像采集设备的平衡安装装置及稳固地支撑运动敏感的图像采集设备的方法，所述图像采集设备例如为诸如超轻型摄像机、网络摄像机和便携式摄像机等独立的图像采集设备，以及诸如移动电话、个人数字助理、媒体播放器、游戏控制器等集成了图像采集功能的其他多用途设备；更具体地，本发明涉及在图像采集期间使所有这些设备与不期望的运动隔绝。

静止画面和运动画面（视频）摄像机在其使用期间的某段时间被操作人员用手握持，而操作人员的固有不稳定性趋于产生模糊不清的静止和运动图像。近年来，已经开发出了诸如不足一磅重的网络摄像机等超轻型摄像机，并且当前的超轻型摄像机非常紧凑和轻量，以致其甚至能够集成到其他的多用途设备中，比如集成到移动电话、个人数字助理、媒体播放器、游戏控制器和类似的手持设备中。除了手持摄像机的传统不稳定性之外，这些手持设备还由业余的摄影人员操作，这又进一步导致了不稳定且通常不可接受的静止图像和视频图像，特别是在走行操作期间。

随着具有内置的静止和视频图像采集功能的手持移动电话越来越受欢迎，刚性地支撑这些手持设备使得手持设备采集的图像是稳定的并且在获取图像时不受不期望的运动或振动的影响是越来越理想的。然而，已知的手持设备还没有直接集成有使得这些设备能够安装到工业标准的摄像机和视频设备安装平台（如，三脚架和/或手持平衡支撑件）上的功能。因此，该容易获得的工业设备不能够用来帮助稳定和/或操控手持设备。

当前的保持/安装这些手持设备的方法适用于非图像采集应用。例如，一些手持设备配备有全球定位系统，并且通过可调整机构安装在车辆或其他形式的运输工具中或上，所述可调整机构允许手持设备相对于安装平台沿一个或多个轴线理想地定位，以方便用户操作或面向用户的定向。这些可调整机构典型地结合了可定位的三脚支架、半刚性的可弯曲鹅颈架（gooseneck mount）、球端旋转架、或其他类型的被连接在手持设备和安装平台之间的多关节（multi-jointed）机构或可调整机构。

由于期望这些可调整机构应用于非图像采集场合，他们不能很好地适用于图像采集应用。例如，已知的可调整机构缺乏刚性地固定手持装置并且将手持装置的像平面固定地定向成垂直于安装平台的能力。如果像平面不垂直于安装平台，则需要例如手持平衡支撑以不期望的离轴定向（off-axis orientation）的方式操作来获得平直的（straight）或者水平的（level）图像。关于三脚架，相对于待获得的图像的定向，其水平指示器（level indicator）将不够精确。由于多部件结构的柔性、可移动特性，现有的多关节机构或可调整机构易于移动或振动。设备的定向的这种潜在振动或移动不利于稳定的图像采集，尤其在设备运动时或者设备受到比如风等的外力的作用时。

因此，已知的可调整机构不能有效地和令人满意地消除操作已经开发出的越来越轻的、数字式的、静止和运动摄像机时遇到的不稳定性问题，因此希望提供特别良好地适合于超轻型、手持式、数字式设备，特别是消费者操作的视频摄像机等设备的特殊要求的平衡安装装置，这些设备例如被集成到移动电话、个人数字助理、媒体播放器、游戏控制器等集成了图像采集功能的手持设备中。

发明内容

本发明的一个方面在于用于将运动敏感的图像采集设备稳固地支撑在支撑件上的平衡安装装置，所述支撑件优选为手持平衡结构。该设备可操作以沿垂直于像平面的光轴采集整个视场的图像。该设备可以是独立的图像采集设备，例如超轻型摄像机、网络摄像机和便携式摄像机等，或者可以是多用途设备，比如移动电话、个人数字助理、媒体播放器、游戏控制器等集成了图像采集功能的设备。

安装装置包括支架，该支架具有保持器和与保持器成一体或与保持器相连的固定底座，该保持器用于在图像采集期间保持所述设备。底座相对于保持器不能够移动，并且具有底面，当底座由支撑件沿支撑定向支撑时，该底面位于与像平面垂直的底座平面内。底座可操作以在图像采集期间将保持器和设备以支撑定向稳固地定位在支撑件上。相对于支撑件刚性地固定手持设备的定向或像平面的能力避免了采集到模糊图像。

有利地，保持器具有多个臂，所述臂用于以可分离的方式抓握设备的外周。优选地，所述臂由诸如合成塑料或金属等弹性材料构成。所述臂与视场隔开，并且不阻挡视场或与设备的任何功能部（即，按钮、连接接口、电池更换部）干涉。保持器可以定制成保持一种或多种型号的设备，或者可以适于保持多个不同的设备。