[发明专利]成像设备及其快门控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及成像技术领域，具体涉及一种成像设备及其快门控制方法。

背景技术

当成像设备（如相机/摄像机）装载在非静态载体上，例如飞行器，汽车或人员手持时，载体均会发生不同程度的振动，导致拍摄的照片发生模糊或者扭曲从而影响成像质量。而造成这种影响的原因是，成像设备的光轴会由于振动发生偏转，在整个曝光过程中，传感器或者底片上的像发生了变化（模糊，扭曲），从而最终影响了成像质量。

为了获得更好的成像质量，成像设备应当尽量避免振动，现有技术中，通常采用如下几种方案来克服振动对成像质量的影响：

方案1、在成像设备和载体之间安装缓冲装置以减小从载体传递到成像设备上的振动；

方案2、将成像设备安装在一个具有主动补偿功能的平台上，利用平台的运动来补充载体的振动；

方案3、减小成像设备的曝光时间，从而降低振动对成像质量的影响。

现有技术中的减振方案都存在着比较大的局限性；方案1的缓冲效果有限，当载体振动幅度较大时，很难起到有效的作用；方案2需要额外的主动补偿平台，其重量大、成本高，同时也不能完全解决振动问题；方案3中曝光时间减小后，摄入的光线强度也会下降，如果通过增大光圈或感光度来提高光线强度，又会导致景深变小或者成像噪点的增大，同样影响成像质量，并且也不能完全克服振动的影响。

综上所述，现有技术中的各种减振方案都存在难以克服的缺点，减振效果并不理想。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题是提供一种成像设备及其快门控制方法，用于降低振动对成像设备的成像质量的影响。

本发明实施例提供一种成像设备，包括：振动感知单元、分析单元、计算单元以及快门控制单元，其中，所述振动感知单元对所述成像设备的振动状态进行感知，获取所述成像设备的振动信息；所述分析单元对所述振动信息进行频谱分析，得到所述成像设备振动中的主振动的振动周期和相位信息，其中所述主振动包括所述振动中振幅最大的振动；所述计算单元根据所述主振动的振动周期和相位信息计算最优曝光时间点，其中所述最优曝光时间点为使得所述主振动在预定的曝光时长内总的角位移为最小值的时间点；所述快门控制单元在接收到拍摄指令后，控制所述成像设备的快门在与所述最优曝光时间点的偏差值不超过预定范围的时间内开启。

优选地，所述主振动还包括所述振动中振幅次大的一个或多个振动。

优选地，所述振动感知单元包括惯性测量单元。

优选地，所述振动信息包括所述成像设备的光轴角度的振动信息。

优选地，所述预定范围为0或所述主振动的振动周期的0.05倍。

相应的，本发明实施例还提供一种成像设备的快门控制方法，包括：

对所述成像设备的振动状态进行感知，获取所述成像设备的振动信息；

对所述振动信息进行频谱分析，得到所述成像设备振动中的主振动的振动周期和相位信息，其中所述主振动包括所述振动中振幅最大的振动；

根据所述主振动的振动周期和相位信息计算最优曝光时间点，其中所述最优曝光时间点为使得所述主振动在预定的曝光时长内总的角位移为最小值的时间点；

在接收到拍摄指令后，控制所述成像设备的快门在与所述最优曝光时间点的偏差值不超过预定范围的时间内开启。

优选地，所述主振动还包括所述振动中振幅次大的一个或多个振动。

优选地，所述对所述成像设备的振动状态进行感知，获取所述成像设备的振动信息包括：

利用惯性测量单元对所述成像设备的振动状态进行感知，获取所述成像设备的振动信息。

优选地，所述对所述成像设备的振动状态进行感知，获取所述成像设备的振动信息包括：

利用所述惯性测量单元对所述成像设备的振动状态进行感知，获取所述成像设备光轴角度的振动信息。

优选地，所述预定范围为0或所述主振动的振动周期的0.05倍。

本发明实施例中提供的成像设备及其控制方法，通过获取成像设备自身的振动信息，对自身的振动信息进行频谱分析得到主振动的振动周期和相位等信息，从而可以计算得到使得主振动在预定曝光时长内角位移为最小值的最优曝光时间点，成像设备在接收到用户输入的拍摄指令后，并不立即开启快门，而是在上述最优曝光时间点附近开启快门，可使得在曝光时长内成像设备的振动幅度较小，从而提高成像设备的成像质量。因此本实施例提供的成像设备可以显著降低振动对成像质量的影响，并且具有成本低、体积小、重量轻、适用范围广等优点，克服了现有技术中各种方案的局限性。