一种用于光学图像稳定的计算机实现的方法技术

一种用于提供光学图像稳定的计算机实现的方法，该计算机实现的方法包括：接收指示光学图像稳定组件的倾斜度变化的数据，该光学图像稳定组件包括图像传感器和透镜元件，该透镜元件被布置成将图像聚焦在图像传感器上；以及生成数据，以用于使透镜元件相对于图像传感器移动至少部分地取决于倾斜度变化的距离，以便稳定图像的图像部分来提供稳定的图像；以及调整距离与倾斜度变化的比例。整距离与倾斜度变化的比例。整距离与倾斜度变化的比例。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种用于光学图像稳定的计算机实现的方法
[0001]领域
[0002]本专利技术涉及用于提供光学图像稳定的计算机实现的方法和用于提供光学图像稳定的光学图像稳定组件。
[0003]背景
[0004]光学图像稳定(OIS)通常用于补偿相机抖动。即，相机装置的振动或倾斜通常由用户手部移动引起，这降低了由图像传感器捕获的图像质量。通过处理捕获的图像进行OIS原则上是可能的，但是需要显著的处理能力。
[0005]已经开发了各种机械OIS技术，其可能涉及通过传感器检测振动，以及调整相机装置来补偿感测到的振动。
[0006]采用机械OIS技术的许多致动器布置是已知的，并且相对成功地应用于相对较大的相机装置，诸如数码相机，但是难以小型化。相机在广泛的便携式电子设备(例如，移动电话和平板电脑)中变得非常普遍，并且在许多此类应用中，相机的小型化是重要的。当试图将机械OIS组件包括到相机布置中时出现了困难。
[0007]此外，现有的OIS方法不能在整个图像上提供有效的OIS；最佳OIS通常位于图像的一个区域，在图像的其余部分提供次优OIS。
[0008]概述
[0009]本专利技术由现在应该参考的独立权利要求限定。在从属权利要求中阐述了可选特征。
[0010]透镜移位(Lens shift)或图像传感器移位可用于抑制相机抖动对图像的影响。然而，在现有技术系统中，不可能同时在图像的边缘和图像的中心两个地方有效地或完全地消除抖动对图像的影响。这是因为补偿相机抖动以在图像的不同部分提供OIS需要透镜或传感器的不同运动，诸如不同的移动距离。本专利技术的专利技术人已经意识到，可以调整实现最佳OIS的图像部分的位置或定位。
[0011]本文描述的本专利技术的布置提供了一种用于光学图像稳定的方法和装置，其能够在图像的不同部分提供有效的OIS，并且最终在整个图像上提供有效的OIS，从而提供质量更好的图像。
[0012]根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于提供光学图像稳定的计算机实现的方法，该计算机实现的方法包括：接收指示光学图像稳定组件的倾斜度变化的数据，该光学图像稳定组件包括图像传感器和被布置成将图像聚焦在图像传感器上的透镜元件；生成数据，以用于使透镜元件相对于图像传感器移动至少部分地取决于该倾斜度变化的距离，以便稳定图像的图像部分来提供稳定的图像；以及调整距离与倾斜度变化的比例(scaling)。调整距离与倾斜度变化的比例(或陀螺仪增益)。特别地，可以在提供光学图像稳定的同时，调整距离与倾斜度变化的比例(或陀螺仪增益)。例如，可以基于比例的第一值来执行OIS，并且随后可以基于不同于比例的第一值的比例的第二值来执行OIS。比例或陀螺仪增益可以是响应于要抑制的所确定的抖动，透镜元件相对于图像传感器移动的距离。指示倾斜度变化的数据可以从被配置成确定OIS组件的倾斜度变化的确定器接收。该计算机实现的方
法可包括控制确定器以确定倾斜度变化。生成用于使透镜元件移动的数据可以包括控制透镜元件的移动。替代地或附加地，控制确定器和/或透镜元件相对于图像传感器的移动的步骤可以由控制器控制。例如，集成电路可以包括控制器。
[0013]通过透镜元件相对于图像传感器的(例如，垂直于光轴的)移动以便补偿倾斜度变化，来稳定图像的图像部分。该图像部分的稳定可以是最佳稳定。换句话说，透镜元件相对于图像传感器的移动将在整个图像上提供某种程度的OIS，但是在该图像部分处提供最佳或最有效的OIS。专利技术人已经认识到通过调整距离与倾斜度变化的比例来调整图像上最佳OIS的位置的可能性。图像部分在图像上的位置可以取决于透镜元件相对于图像传感器的移动距离。可以调整距离与倾斜度变化的比例，以与不调整距离与倾斜度变化的比例的情况相比，为该图像部分提供改进的光学图像稳定。
[0014]根据比例，可以在图像的不同部分实现相机抖动的最佳抑制。例如，可以调整比例以调整距图像中心的径向距离，其中在该图像中心处要实现对图像抖动的最有效抑制。也就是说，调整距离与倾斜度变化的比例可以至少部分地取决于该图像部分距图像中心的径向距离。例如，随着图像部分距图像中心的径向距离增大，距离与倾斜度变化的比例也增大。这有利地允许在图像的不同部分处提供OIS，并且最终可以在整个图像上提供有效的OIS。可选地，比例可以由用户调整。因此，用户可以调整图像部分在图像上的位置。换句话说，用户可以选择他们希望向图像的哪个部分提供最佳OIS。替代地，可以自动调整比例，以便在不同的图像部分中提供有效的OIS。
[0015]调整距离与倾斜度变化的比例可以至少部分地取决于透镜元件到待成像物体的物距。例如，随着透镜元件到待成像物体的物距减小，相对于倾斜度变化的距离增大。当相机相对靠近物体时，这可能特别适用，因为透镜元件与图像传感器之间的距离相对于从物体到透镜元件的距离是不可忽略的。该计算机实现的方法还可以包括确定从透镜元件到被成像物体的距离的步骤。确定从透镜元件到被成像物体的距离可以包括使用飞行时间传感器，该飞行时间传感器被配置成确定从透镜元件到被成像物体的距离。飞行时间传感器系统使用飞行时间来求解传感器和物体之间的距离。例如，通过测量人造光信号或脉冲到物体然后从物体反射的往返时间来测量飞行时间。因此，到被摄体(subject)的距离是光速(3
×
108ms
‑1)与所测量的往返物体的飞行时间的乘积的一半。
[0016]在一些实施例中，特别是在适于使用薄透镜方程的实施例中，距离与倾斜度变化的比例可以近似等于以下项：
[0017][0018]其中，f是透镜元件的有效焦距，d是透镜元件到待成像物体的物距，α是倾斜度变化，以及θ是图像部分和图像中心之间在该透镜元件处的角度。是图像部分距图像中心的径向距离，特别是在倾斜度变化之前的径向距离。距离与倾斜度变化的比例可以在一定程度上近似等于该项，例如，该比例在上述项的10％以内，优选地在5％以内或1％以内。应当理解，为了提供有利的技术效果，对于本专利技术，该比例不需要完全等于上述
项。
[0019]在一些实施例中，不需要考虑物距。距离与倾斜度变化的比例可以近似等于以下项：
[0020][0021]其中，v是透镜元件与图像传感器之间的距离，α是倾斜度变化，以及θ是图像部分和图像中心之间在透镜元件处的角度。v tan(θ)是图像部分距图像中心的径向距离，特别是在倾斜度变化之前的径向距离。
[0022]在一些实施例中，不需要考虑图像部分距图像中心的径向距离。距离与倾斜度变化的比例可以近似等于以下项：
[0023][0024]其中，f是透镜元件的有效焦距，d是透镜元件到待成像物体的物距，以及α是倾斜度变化。
[0025]应当理解，本申请的教导超出了近似的上述方程。特别地，本专利技术可以用于薄透镜方程不成立的透镜元件。例如，本专利技术可以用于具有相对较大视场的透镜，诸如鱼眼透镜。
[0026]该计算机实现的方法还可以包括以下步骤：控制图像传感器以获得多个图像，该多个图像中的每个图像包括图像部分，该多个图像本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于提供光学图像稳定的计算机实现的方法，所述计算机实现的方法包括：接收指示光学图像稳定组件的倾斜度变化的数据，所述光学图像稳定组件包括图像传感器和透镜元件，所述透镜元件被布置成将图像聚焦在所述图像传感器上；以及生成数据，以用于使所述透镜元件相对于所述图像传感器移动至少部分地取决于所述倾斜度变化的距离，以便稳定所述图像的图像部分来提供稳定的图像；以及调整所述距离与所述倾斜度变化的比例。2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，调整所述距离与所述倾斜度变化的比例，以使得与不调整所述距离与所述倾斜度变化的比例的情况相比，为所述图像部分提供改进的光学图像稳定。3.根据权利要求1或2所述的计算机实现的方法，其中，调整所述距离与所述倾斜度变化的比例至少部分地取决于所述图像部分距所述图像的中心的径向距离。4.根据任一前述权利要求所述的计算机实现的方法，其中，随着所述图像部分距所述图像的中心的径向距离增大，所述距离与所述倾斜度变化的比例增大。5.根据任一前述权利要求所述的计算机实现的方法，其中，调整所述距离与所述倾斜度变化的比例至少部分地取决于所述透镜元件到待成像物体的物距。6.根据任一前述权利要求所述的计算机实现的方法，其中，随着所述透镜元件到待成像物体的物距减小，所述距离与所述倾斜度变化的比例增大。7.根据任一前述权利要求所述的计算机实现的方法，其中，所述距离与所述倾斜度变化的比例近似等于项其中f是所述透镜元件的有效焦距，d是所述透镜元件到待成像物体的物距，α是所述倾斜度变化，以及θ是所述图像部分与所述图像的中心之间在所述透镜元件处的角度。8.根据任一前述权利要求所述的计算机实现的方法，还包括以下步骤：控制所述图像传感器以获得多个图像，所述多个图像中的每个图像包括图像部分，所述多个图像中的每个图像的所述图像部分被定位在距它们各自图像的中心不同的径向距离处；以及控制所述透镜元件相对于所述图像传感器移动，以便稳定所述多个图像中的每个图像的所述图像部分，从而提供多个稳定的图像部分。9.根据权利要求8所述的计算机实现的方法，其中，在控制所述图像传感器以获得多个图像的同时，控制所述透镜元件相对于所述图像传感器的移动。10.根据权利要求8或9所述的计算机实现的方法，还包括组合所述多个稳定的图像部分以提供稳定的合成图像的步骤。11.根据任一前述权利要求所述的计算机实现的方法，还包括以下步骤：控制被布置成将第二图像聚焦在第二图像传感器上的第二透镜元件相对于所述第二图像传感器移动至少部分地取决于所述倾斜度变化的距离，以便稳定所述第二图像的图像部分，其中，所述第一图像的所述图像部分是中心部分，并且稳定所述图像提供了稳定的中心部分，并且所述第二图像的所述图像部分是外部部分，并且稳定所述第二图像提供了稳定的外部部分。
12.根据权利要求11所述的计算机实现的方法，还包括组合所述稳定的中心部分和所述稳定的外部部分以提供稳定的组合图像的步骤。13.根据任一前述权利要求所述的计算机实现的方法，其中，通过所述透镜元件的移动或所述图像传感器的移动提供所述透镜元件相对于所述图像传感器的移动。14.根据任一前述权利要求所述的计算机实现的方法，其中，所述图像部分的总面积是所述图像的总面积的一部分。15.根据任一前述权利要求所述的计算机实现的方法，包括使用陀螺仪确定指示所述光学图像稳定组件的倾斜度变化的所述数据。16.根据任一前述权利要求所述的计算机实现的方法，其中，所述透镜元件相对于所述图像传感器的移动在垂直于所述图像传感器的光轴的平面内。17.根据任一前述权利要求所述的计算机实现的方法，包括通过控制致动器机构来驱动所述透镜元件相对于所述图像传感器的移动，从而控制所述透镜元件相对于所述图像传感器移动。18.根据权利要求17所述的计算机实现的方法，其中，所述致动器机构包括至少一根形状记忆合金(...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁，
申请(专利权)人：剑桥机电有限公司，
类型：发明
国别省市：