[发明专利]用于具有嵌入式云台的运动摄像机的方法和系统

说明书

一种成像装置(200、400、600)可以包括：壳体(201、401、501、605)；承载件(205、309、403、601)，其设置在壳体(201、401、501、601)内，其中，承载件(205、309、601)包括一个或多个框架部件，该一个或多个框架部件被配置为相对于壳体(201、401、501、605)绕一个或多个转动轴线转动；光学组件(101、203、405、603、710)，其由摄像机壳体(201、401、501、605)内的承载件(205、309、403、601)支撑，其中，光学组件(101、203、405、603、710)包括一个或多个透镜(103、711)以及图像传感器(105、305、715)，并且其中，光学组件(101、203、405、603、710)能够经由承载件(205、309、403、601)相对于壳体(201、401、501、605)绕一个或多个转动轴线移动；以及多个非光学部件(115)，其布置在壳体(201、401、501、605)内，使得至少一个非光学部件(115)可操作地联接到光学组件(101、203、405、603、710)并且不由承载件(205、309、403、601)支撑。可以控制承载件(205、309、403、601)以基于感测数据来稳定光学组件(101、203、405、603、710)。承载件(205、309、403、601)可以被配置为控制光学组件(101、203、405、603、710)的取向或姿态。

背景技术

多年以来，由于摄像机安装的不稳定性、用户的运动、从移动运输机传输到摄像机的运动和振动或者这些问题的某种组合，业余和专业摄影师和摄像师都在同模糊图像做斗争。

目前，存在几种图像或摄像机稳定的方法。例如，可以通过软件处理图像以实现稳定。在另一示例中，可以通过单独地稳定透镜或传感器或者整体稳定整个成像装置来调节摄像机的振动。这种稳定技术仍然不能以紧凑形式有效地消除具有大振幅和高频率的振动或不期望的移动。

发明内容

因此，存在对图像稳定的改进的系统和方法的需求。还存在对允许紧凑的成像装置的光学稳定的需求。通常用于摄影和摄像以减少振动对图片的影响的传统的振动阻尼的方法包括软件稳定、仅透镜稳定、仅传感器稳定和整体成像装置稳定，然而这些方法都不能以紧凑形式提供有效的稳定技术。

透镜稳定和传感器稳定现在广泛应用于许多消费者数码摄像机中。透镜稳定的一般原则是通过控制某个透镜或一些透镜的水平位移或转动来消除透镜上的摇动；并且传感器稳定意图通过使光敏传感器能够平移或转动来抵消振动。透镜稳定和传感器稳定都在图像捕获设备内实现，需要最小的体积。然而，由于结构限制和透镜或传感器的移动(包括平移和转动)的行程范围有限，所以仍然难以完全消除具有大振幅或高频率的振动，特别是将拍摄设备承载在或将视频设备安装在导致大移动范围的移动的载具上时。

软件稳定的有效性是有限的。在用于视频的抖动消除过程中需要非常大量的计算，这通常仅产生有限的有益效果。

总的来说，应用于成像装置稳定的方法主要在三个转动轴线上对整个成像装置执行稳定化，具有大的转动范围和相当快的响应。这可以基本上克服透镜稳定和传感器稳定的缺点。然而，由于对整组(视频)成像装置执行稳定化，结构通常相当大，所以使得承载或使用不方便，并且需要大量的能量(电池)来驱动稳定设备，使其对于大多数商业和个人应用来说不方便、不切实际并且相对昂贵。

因此，存在对一种能够以紧凑大小来捕获稳定的图像数据的成像装置的需求。提供了用于对各种应用执行有效稳定的系统和方法，包括但不限于静止相片和视频成像。通过从成像装置的非光学单元对成像装置的光学组件执行主动稳定来提供用于捕获稳定图像的成像装置。本发明可以大体上减少实现这种稳定所需的稳定的成像装置的质量体积。该公开的稳定方法i)减小了大小和/或重量，ii)增强了现有的稳定方法并且/或者iii)促进了整个成像装置构造和与其一起使用的任何外部稳定结构的小型化。该装置和系统可以是具有用于至少支撑成像装置的光学组件的集成的承载件的成像装置。