[發(fā)明專利]用于增穩(wěn)和減振的裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380048475.1
• 申請日: 2013-10-08
• 公開（公告）號: CN104903790B
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 汪滔;王銘鈺
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市大疆靈眸科技有限公司
• 主分類號: G03B5/00
• 分類號: G03B5/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 張成新

本發(fā)明提供了一種用于為成像設(shè)備增穩(wěn)的裝置，以及針對包括攝像、視頻和拍攝在內(nèi)的多種應(yīng)用而使用所述裝置的方法。本發(fā)明還提供了包含本文所公開的裝置的無人載具，包括飛行器。

背景技術(shù)

多年來，業(yè)余及專業(yè)攝影師和攝像師一直與由于相機安裝的不穩(wěn)定性、使用者的移動、從移動交通工具傳遞到相機的運動和振動或者這些問題的組合所造成的圖像模糊作斗爭。

目前，主要有四種普遍采用在攝影和攝像中用于減少振動對圖片的影響的方法：軟件增穩(wěn)、鏡頭增穩(wěn)、傳感器增穩(wěn)以及整體拍攝設(shè)備增穩(wěn)。

鏡頭增穩(wěn)和傳感器增穩(wěn)現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于許多消費級數(shù)碼相機中。鏡頭增穩(wěn)的基本原理是通過控制某些鏡頭或一些柔性焦距透鏡組的水平位移或旋轉(zhuǎn)來消除鏡頭上的抖動；而傳感器增穩(wěn)旨在通過使光敏傳感器能夠平移或旋轉(zhuǎn)來抵消振動。鏡頭增穩(wěn)和傳感器增穩(wěn)都是在拍攝設(shè)備內(nèi)實現(xiàn)，因而需要最小的體積。然而，由于結(jié)構(gòu)的限制以及鏡頭或傳感器的移動(包括平移和旋轉(zhuǎn))的有限的行程范圍，大振幅或高頻率的振動仍然難以完全消除，特別是當(dāng)在移動中的載具上攜載拍攝設(shè)備或安裝視頻設(shè)備時尤為如此。

軟件增穩(wěn)的效果是有限的。在針對視頻的抖動消除過程中需要極大的計算量，而通常有益效果有限。

總體而言，應(yīng)用于拍攝設(shè)備增穩(wěn)的方法主要在三個旋轉(zhuǎn)軸上，以較大的旋轉(zhuǎn)范圍和適度快速的反應(yīng)對拍攝設(shè)備進行增穩(wěn)。這可以基本上克服鏡頭增穩(wěn)和傳感器增穩(wěn)的缺點。然而，由于增穩(wěn)是針對整套(視頻)設(shè)備進行的，因此結(jié)構(gòu)通常很大，使得其不便攜帶或使用，并且需要非常大量的能量(電池)來驅(qū)動增穩(wěn)設(shè)備，從而使其對于大多數(shù)商業(yè)和個人應(yīng)用而言不方便、不實用并且相對昂貴。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種廣泛應(yīng)用于執(zhí)行有效增穩(wěn)的替代設(shè)計，包括但不限于靜態(tài)照片和視頻成像的防抖。本發(fā)明部分地揭示了通過例如將成像設(shè)備的光學(xué)單元與非光學(xué)單元相分隔來對成像設(shè)備進行增穩(wěn)的裝置和方法。本發(fā)明有效減少增穩(wěn)設(shè)備所必須的較大體積以實現(xiàn)防抖。本發(fā)明揭示的增穩(wěn)方法可以：i)減小尺寸和/或重量，ii)改善現(xiàn)有的增穩(wěn)方法和/或iii)促進整個拍攝設(shè)備構(gòu)造和與之一起使用的任何外部增穩(wěn)結(jié)構(gòu)的小型化。

一方面，本發(fā)明提供了用于為包括光學(xué)單元和非光學(xué)單元的成像設(shè)備增穩(wěn)的裝置，所述光學(xué)單元和非光學(xué)單元構(gòu)成整個成像設(shè)備，所述裝置包括：框架組件，其可旋轉(zhuǎn)地連接至成像設(shè)備的光學(xué)單元而不整體地支撐整個成像設(shè)備，其中所述框架組件用于允許光學(xué)單元圍繞至少第一旋轉(zhuǎn)軸和第二旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，光學(xué)單元包括至少一鏡頭和光學(xué)耦合至所述鏡頭的一光傳感器；以及連接至框架組件的電機組件，所述電機組件用于直接驅(qū)動框架組件，以便允許光學(xué)單元圍繞至少所述第一旋轉(zhuǎn)軸或所述第二旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。

在一些實施方式中，成像設(shè)備的非光學(xué)單元非機械連接至所述裝置。在一些實施方式中，光學(xué)單元和非光學(xué)單元電連接。在一些實施方式中，光學(xué)單元和非光學(xué)單元可相對于彼此移動。

在一些實施方式中，成像設(shè)備的非光學(xué)單元非機械連接于成像設(shè)備的光學(xué)單元。在一些實施方式中，光學(xué)單元和非光學(xué)單元彼此無線通信。

在一些實施方式中，成像設(shè)備的光學(xué)單元進一步包括濾光器、位置傳感器、存儲介質(zhì)、電池、變焦電機、電路、電源、處理器或外殼中的至少一種。在其他實施方式中，成像設(shè)備的光學(xué)單元進一步包括適于為光學(xué)單元提供穩(wěn)定性的配重塊。在其他實施方式中，所述配重塊包括電池。

在一些實施方式中，非光學(xué)單元不包括鏡頭或光傳感器。在其他實施方式中，成像設(shè)備的非光學(xué)單元包括位置傳感器、存儲介質(zhì)、電池、電機、電路、電源、處理器或外殼中的至少一種。

在一些實施方式中，第一旋轉(zhuǎn)軸和第二旋轉(zhuǎn)軸中的至少一個對應(yīng)于光學(xué)單元的俯仰軸、橫滾軸或航向軸。在其他實施方式中，框架組件進一步用于允許光學(xué)單元圍繞第三旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。在一些實施方式中，第三旋轉(zhuǎn)軸對應(yīng)于光學(xué)單元的俯仰軸、橫滾軸或航向軸中的至少一個。