成像系统技术方案

本发明专利技术提供了具有配重物(206)的成像系统(200)。所述配重物(206)可以可操作地联接到一个或多个镜头元件(202)上并且可以被配置成用于保持所述成像系统(200)的稳定性。

Imaging system

The invention provides an imaging system (200) having a weight distribution (206). The matching weight (206) can be operably connected to one or more lens elements (202) and can be configured to maintain the stability of the imaging system (200).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】成像系统
技术介绍
已经针对多种应用开发了具有较宽范围的大小和能力的成像装置。例如，成像装置可以作为独立装置由专业摄影师或电影摄影师使用。在一些情形下，成像装置可作为部件被集成到具有其他各种能力的系统中(例如，智能电话、平板计算机)。在一些情形下，成像装置可以搭载于可移动物体(如无人飞行器(UAV))上，并且可用于监测、搜救操作、勘测以及其他活动。成像装置可以包括具有可移动镜头元件(例如，变焦镜头)的光学变焦系统。光学变焦系统可以使得成像装置能够捕捉具有可变焦距和/或放大率的图像。在一些情形下，用于实现光学变焦系统的现有方法可能并不是最佳的。例如，镜头元件的移动可能改变成像装置的重心或平衡，这可能导致捕捉到不稳定的摇晃图像或视频。在一些情形下，变焦镜头的移动可能改变成像系统的重心或平衡，从而对系统的稳定性和性能造成负面影响。
技术实现思路
本文中公开的实施方式提供了用于捕捉稳定图像的系统和方法。成像装置可以用于捕捉稳定图像。成像装置可以利用一个或多个可移动镜头元件。可移动镜头元件可以经由外力(例如，物理施加)和/或经由内部电机响应于控制信号而移动。一个或多个配重物可以对应于或者响应于可移动镜头元件的移动而移动。可以保持成像装置或成像系统的重心。有利地，本文中所描述的方法可以稳定包括可移动部件的成像装置或成像系统，并且使得能够捕捉高质量图像。因此，在一个方面中，提供了一种具有固定重心的光学变焦系统。所述系统包括：一个或多个镜头元件，每个镜头元件被配置成沿着光轴移动；以及一个或多个配重物，所述一个或多个配重物可操作地联接到所述一个或多个镜头元件上，其中所述一个或多个配重物被配置成用于在所述一个或多个镜头元件的移动期间保持所述光学变焦系统的重心。在另一方面中，提供了一种在光学变焦期间保持重心的方法。所述方法包括：提供光学变焦系统，所述光学变焦系统包括：(1)一个或多个镜头元件，每个镜头元件被配置成沿着光轴移动，以及(2)一个或多个配重物，所述一个或多个配重物可操作地联接到所述一个或多个镜头元件上；并且移动所述一个或多个镜头元件，其中所述一个或多个配重物在所述一个或多个镜头元件的移动期间保持所述光学变焦系统的重心。在另一方面中，提供了一种用于捕捉稳定图像的成像系统。所述系统包括：一个或多个镜头元件，每个镜头元件被配置成沿着光轴移动；以及一个或多个配重物，所述一个或多个配重物被配置成相对于所述一个或多个镜头元件移动，其中所述一个或多个配重物的移动与所述一个或多个镜头元件的移动相对应。在另一方面中，提供了一种用于捕捉稳定图像的方法。所述方法包括：提供成像系统，所述成像系统包括：(1)一个或多个镜头元件，每个镜头元件被配置成沿着光轴移动，以及(2)一个或多个配重物，所述一个或多个配重物被配置成相对于所述一个或多个镜头元件移动；移动所述一个或多个镜头元件；对应于所述一个或多个镜头元件的移动来移动所述一个或多个配重物；并且捕捉稳定图像。在另一方面中，提供了一种用于捕捉稳定图像的光学变焦系统。所述系统包括：一个或多个镜头元件，每个镜头元件被配置成沿着光轴移动；一个或多个配重物，所述一个或多个配重物可操作地联接到所述一个或多个镜头元件上；以及一个或多个机械元件，所述一个或多个机械元件被配置成用于控制所述一个或多个镜头元件的移动并且响应于所述一个或多个镜头元件的移动而改变所述一个或多个配重物的状态。在另一方面中，提供了一种用于捕捉稳定图像的方法。所述方法包括：提供光学变焦系统，所述光学变焦系统包括：(1)一个或多个镜头元件，每个镜头元件被配置成沿着光轴移动，(2)一个或多个配重物，所述一个或多个配重物可操作地联接到所述一个或多个镜头元件上，以及(3)一个或多个机械元件，所述一个或多个机械元件被配置成用于控制所述一个或多个镜头元件的移动并且响应于所述一个或多个镜头元件的移动而改变所述一个或多个配重物的状态；致动所述一个或多个机械元件，由此移动所述一个或多个镜头元件中的至少一个镜头元件；并且捕捉稳定图像。应当理解的是可单独地、共同地或彼此组合地考虑本专利技术的不同方面。本文中所描述的本专利技术的各个方面可以应用于下文所阐述的任何具体应用中或应用于任何其他类型的可移动物体。本文中对飞行器(如无人飞行器)的任何描述可以应用于和用于任何可移动物体(如任何载运工具)。此外，本文中在空中运动(例如，飞行)的背景下公开的这些系统、装置、以及方法也可以应用于其他类型的运动的背景下，例如地面上或水上的移动、水下运动或太空运动。通过浏览说明书、权利要求书及附图，将清楚本专利技术的其他目的和特征。援引并入本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请均通过援引并入本文，其程度就如同明确且单独地指明了每一个单独的出版物、专利或专利申请均通过援引并入本文。附图说明在所附权利要求书中具体阐述了本专利技术的新颖特征。通过参考对在其中利用到本专利技术原理的说明性实施方式加以阐述的以下详细描述和附图，将会对本专利技术的特征和优点获得更好的理解；在附图中：图1图示了根据实施方式的成像系统。图2图示了根据实施方式的具有固定重心的成像系统。图3图示了根据实施方式的联接到共用机械元件上的可移动镜头元件和配重物。图4图示了根据实施方式的联接到第一电机上的可移动镜头元件和联接到第二电机上的配重物。图5图示了根据实施方式的位于成像装置的壳体之外的一个或多个配重物。图6图示了根据实施方式的成像系统的附加部件。图7图示了垂直轴线上的放大率。图8图示了成像原理。图9图示了物像交换原理。图10图示了具有光轴的变焦镜头系统。图11图示了根据实施方式的变焦控制传输的框图。图12图示了根据实施方式的UAV的外观。图13图示了根据实施方式的包括载体和有效载荷的可移动物体。图14是根据实施方式的用于控制可移动物体的系统的框图示意图。具体实施方式需要稳定的并且能够用变化的视野和/或变化的放大率捕捉高质量图像的成像系统。本文中所描述的成像系统可以指代单独地或共同地被配置成用于捕捉图像的任意数量的部件。例如，成像系统可以指代光学变焦系统。光学变焦系统可以包括一个或多个可移动镜头元件。在一些情形下，光学变焦系统可以包括生成图像所需的光学部件(例如，图像传感器)和/或配重物。可以提供一个或多个配重物。所述一个或多个配重物可以被配置成用于保持成像系统的稳定性。在一些情形下，所述一个或多个配重物可以被配置成用于保持成像系统的部件的稳定性。在一些情形下，成像系统可以指代成像装置，如相机。在一些情形下，成像系统可以指代联接到载体(如云台)上的相机。在一些情形下，成像系统可以指代联接到可移动物体(例如，无人飞行器或UAV)上的相机。相机可以直接或经由中间件(例如，云台)间接联接到可移动物体上。图1图示了根据实施方式的成像系统。成像系统100可以被配置成用于摄入光102并且收集图像数据(例如，用图像传感器)。在一些情形下，所述成像系统可以被配置成用于基于所收集的图像数据输出图像104(例如，在显示器上)。所述成像系统可以包括一个或多个光学元件106和/或图像传感器108。光学元件可以辅助将光引导到图像传感器。例如，一个或多个光学元件可以包括一个或多个镜头元件。镜头可以是定焦镜头。定焦镜头可以具有固定的单焦距。镜头可以是变焦镜头，具有如以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有固定重心的光学变焦系统，所述系统包括：一个或多个镜头元件，每个镜头元件被配置成沿着光轴移动；以及一个或多个配重物，所述一个或多个配重物可操作地联接到所述一个或多个镜头元件上，其中所述一个或多个配重物被配置成用于在所述一个或多个镜头元件的移动期间保持所述光学变焦系统的重心。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有固定重心的光学变焦系统，所述系统包括：一个或多个镜头元件，每个镜头元件被配置成沿着光轴移动；以及一个或多个配重物，所述一个或多个配重物可操作地联接到所述一个或多个镜头元件上，其中所述一个或多个配重物被配置成用于在所述一个或多个镜头元件的移动期间保持所述光学变焦系统的重心。2.如权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个配重物被配置成对应于所述一个或多个镜头元件的所述移动而移动。3.如权利要求2所述的系统，其中所述一个或多个配重物的移动与所述一个或多个镜头元件的所述移动是等距的。4.如权利要求2所述的系统，其中所述一个或多个配重物的移动是在与所述一个或多个镜头元件的所述移动相反的方向上。5.如权利要求2所述的系统，其中所述一个或多个配重物的移动是沿着所述光轴。6.如权利要求2所述的系统，其中所述一个或多个配重物的移动与所述一个或多个镜头元件的所述移动是同时的。7.如权利要求2所述的系统，其中所述一个或多个镜头元件的所述移动是由第一电机驱动的，而所述一个或多个配重物的所述移动是由第二电机驱动的。8.如权利要求1所述的系统，进一步包括电机，所述电机被配置成用于驱动所述一个或多个镜头元件的所述移动和所述一个或多个配重物的移动。9.如权利要求8所述的系统，其中所述电机的转动驱动所述一个或多个镜头元件在一个方向上的移动并且驱动所述一个或多个配重物在相反方向上的移动。10.如权利要求8所述的系统，其中所述电机的转动将所述一个或多个镜头元件的所述移动和所述一个或多个配重物的所述移动驱动相等的量。11.如权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个镜头元件和所述一个或多个配重物联接到至少一个共用机械元件上。12.如权利要求11所述的系统，其中所述共用机械元件是螺纹杆。13.如权利要求12所述的系统，其中所述一个或多个镜头元件和所述一个或多个配重物位于所述螺纹杆的不同螺纹上。14.如权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个配重物的重量等于所述一个或多个镜头元件的重量。15.如权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个配重物的重量不同于所述一个或多个镜头元件的重量。16.如权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个配重物的大小或体积等于所述一个或多个镜头元件的大小或体积。17.如权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个配重物的大小或体积不同于所述一个或多个镜头元件的大小或体积。18.如权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个配重物位于所述光轴上。19.如权利要求1所述的系统，其中所述光学变焦系统搭载在成像装置上。20.如权利要求19所述的系统，其中所述成像装置是相机。21.如权利要求19所述的系统，其中所述光学变焦系统完全包含在所述成像装置的壳体内。22.如权利要求19所述的系统，其中所述一个或多个配重物位于所述成像装置的壳体之外。23.如权利要求1所述的系统，其中所述系统进一步包括接收器，所述接收器被配置成用于接收控制信号，所述控制信号被配置成用于控制所述一个或多个镜头元件的所述移动。24.如权利要求23所述的系统，其中所述控制信号被进一步配置成用于控制所述一个或多个配重物的移动。25.如权利要求23所述的系统，其中所述控制信号是经由WiFi或射频来传输的。26.如权利要求23所述的系统，其中所述接收器被配置成用于接收源自至少10m之外的控制信号。27.如权利要求1所述的系统，其中所述系统联接到可移动物体上。28.如权利要求27所述的系统，其中所述可移动物体是无人飞行器(UAV)。29.如权利要求1所述的系统，其中所述系统联接到载体上。30.如权利要求29所述的系统，其中所述载体是云台。31.如权利要求29所述的系统，其中所述载体联接到无人飞行器(UAV)上。32.如权利要求29所述的系统，其中所述一个或多个配重物在第一位置处联接到所述载体上，并且其中所述一个或多个镜头元件在第二位置处联接到所述载体上。33.如权利要求32所述的系统，其中所述一个或多个镜头元件搭载在成像装置上并且联接到所述载体上。34.如权利要求32所述的系统，其中所述一个或多个配重物被配置成在与所述一个或多个镜头元件的所述移动相反的方向上移动。35.如权利要求34所述的系统，其中所述一个或多个配重物的移动与所述一个或多个镜头元件的所述移动是等距的。36.一种在光学变焦期间保持重心的方法，所述方法包括：提供光学变焦系统，所述光学变焦系统包括(1)一个或多个镜头元件，每个镜头元件被配置成沿着光轴移动，以及(2)一个或多个配重物，所述一个或多个配重物可操作地联接到所述一个或多个镜头元件上；并且移动所述一个或多个镜头元件，其中所述一个或多个配重物在所述一个或多个镜头元件的移动期间保持所述光学变焦系统的重心。37.如权利要求36所述的方法，进一步包括对应于所述一个或多个镜头元件的所述移动来移动所述一个或多个配重物。38.如权利要求37所述的方法，其中所述一个或多个配重物的移动与所述一个或多个镜头元件的所述移动是等距的。39.如权利要求37所述的方法，其中所述一个或多个配重物的移动是在与所述一个或多个镜头元件的所述移动相反的方向上。40.如权利要求37所述的方法，其中所述一个或多个配重物的移动是沿着所述光轴。41.如权利要求37所述的方法，其中所述一个或多个配重物的移动与所述一个或多个镜头元件的所述移动是同时的。42.如权利要求37所述的方法，其中所述一个或多个镜头元件的所述移动是由第一电机驱动的，而所述一个或多个配重物的所述移动是由第二电机驱动的。43.如权利要求36所述的方法，进一步包括借助于电机驱动所述一个或多个镜头元件的所述移动和所述一个或多个配重物的移动。44.如权利要求43所述的方法，其中所述电机的转动驱动所述一个或多个镜头元件在一个方向上的移动并且驱动所述一个或多个配重物在相反方向上的移动。45.如权利要求43所述的方法，其中所述电机的转动将所述一个或多个镜头元件的所述移动和所述一个或多个配重物的所述移动驱动相等的量。46.如权利要求36所述的方法，其中所述一个或多个镜头元件和所述一个或多个配重物联接到至少一个共用机械元件上。47.如权利要求46所述的方法，其中所述共用机械元件是螺纹杆。48.如权利要求47所述的方法，其中所述一个或多个镜头元件和所述一个或多个配重物位于所述螺纹杆的不同螺纹上。49.如权利要求36所述的方法，其中所述一个或多个配重物的重量等于所述一个或多个镜头元件的重量。50.如权利要求36所述的方法，其中所述一个或多个配重物的重量不同于所述一个或多个镜头元件的重量。51.如权利要求36所述的方法，其中所述一个或多个配重物的大小或体积等于所述一个或多个镜头元件的大小或体积。52.如权利要求36所述的方法，其中所述一个或多个配重物的大小或体积不同于所述一个或多个镜头元件的大小或体积。53.如权利要求36所述的方法，其中所述一个或多个配重物位于所述光轴上。54.如权利要求36所述的方法，其中所述光学变焦系统搭载在成像装置上。55.如权利要求54所述的方法，其中所述成像装置是相机。56.如权利要求54所述的方法，其中所述光学变焦系统完全包含在所述成像装置的壳体内。57.如权利要求54所述的方法，其中所述一个或多个配重物位于所述成像装置的壳体之外。58.如权利要求36所述的方法，进一步包括在一个或多个接收器处接收控制信号，所述控制信号被配置成用于控制所述一个或多个镜头元件的所述移动。59.如权利要求58所述的方法，其中所述控制信号被进一步配置成用于控制所述一个或多个配重物的移动。60.如权利要求58所述的方法，其中所述控制信号是经由WiFi或射频来传输的。61.如权利要求58所述的方法，其中所述接收器被配置成用于接收源自至少10m之外的控制信号。62.如权利要求36所述的方法，其中所述系统联接到可移动物体上。63.如权利要求62所述的方法，其中所述可移动物体是无人飞行器(UAV)。64.如权利要求36所述的方法，其中所述系统联接到载体上。65.如权利要求64所述的方法，其中所述载体是云台。66.如权利要求64所述的方法，其中所述载体联接到无人飞行器(UAV)上。67.如权利要求64所述的方法，其中所述一个或多个配重物在第一位置处联接到所述载体上，并且其中所述一个或多个镜头元件在第二位置处联接到所述载体上。68.如权利要求67所述的方法，其中所述一个或多个镜头元件搭载在成像装置上并且联接到所述载体上。69.如权利要求67所述的方法，其中所述一个或多个配重物被配置成在与所述一个或多个镜头元件的所述移动相反的方向上移动。70.如权利要求69所述的方法，其中所述一个或多个配重物的移动与所述一个或多个镜头元件的所述移动是等距的。71.一种用于捕捉稳定图像的成像系统，所述系统包括：一个或多个镜头元件，每个镜头元件被配置成沿着光轴移动；以及一个或多个配重物，所述一个或多个配重物被配置成相对于所述一个或多个镜头元件移动，其中所述一个或多个配重物的移动与所述一个或多个镜头元件的移动相对应。72.如权利要求71所述的系统，其中所述一个或多个配重物的所述移动与所述一个或多个镜头元件的所述移动是等距的。73.如权利要求71所述的系统，其中所述一个或多个配重物的所述移动是在与所述一个或多个镜头元件的所述移动相反的方向上。74.如权利要求71所述的系统，其中所述一个或多个配重物的所述移动是沿着所述光轴。75.如权利要求71所述的系统，其中所述一个或多个配重物的所述移动与所述一个或多个镜头元件的所述移动是同时的。76.如权利要求71所述的系统，进一步包括电机，所述电机被配置成用于驱动所述一个或多个镜头元件的所述移动和所述一个或多个配重物的所述移动。77.如权利要求76所述的系统，其中所述电机的转动驱动所述一个或多个镜头元件在一个方向上的移动并且驱动所述一个或多个配重物在相反方向上的移动。78.如权利要求76所述的系统，其中所述电机的转动将所述一个或多个镜头元件的所述移动和所述一个或多个配重物的所述移动驱动相等的量。79.如权利要求71所述的系统，其中所述一个或多个镜头元件的所述移动是由第一电机驱动的，而所述一个或多个配重物的所述移动是由第二电机驱动的。80.如权利要求71所述的系统，其中所述一个或多个镜头元件和所述一个或多个配重物联接到至少一个共用机械元件上。81.如权利要求80所述的系统，其中所述共用机械元件是螺纹杆。82.如权利要求81所述的系统，其中所述一个或多个镜头元件和所述一个或多个配重物位于所述螺纹杆的不同螺纹上。83.如权利要求71所述的系统，其中所述一个或多个配重物的重量等于所述一个或多个镜头元件的重量。84.如权利要求71所述的系统，其中所述一个或多个配重物的重量不同于所述一个或多个镜头元件的重量。85.如权利要求71所述的系统，其中所述一个或多个配重物的大小或体积等于所述一个或多个镜头元件的大小或体积。86.如权利要求71所述的系统，其中所述一个或多个配重物的大小或体积不同于所述一个或多个镜头元件的大小或体积。87.如权利要求71所述的系统，其中所述一个或多个镜头元件搭载在成像装置上。88.如权利要求87所述的系统，其中所述成像装置是相机。89.如权利要求87所述的系统，其中所述一个或多个配重物位于所述成像装置的壳体内。90.如权利要求87所述的系统，其中所述一个或多个配重物位于所述成像装置的壳体之外。91.如权利要求71所述的系统，其中所述系统进一步包括接收器，所述接收器被配置成用于接收控制信号，所述控制信号被配置成用于控制所述一个或多个镜头元件的所述移动。92.如权利要求91所述的系统，其中所述控制信号被进一步配置成用于控制所述一个或多个配重物的移动。93.如权利要求91所述的系统，其中所述控制信号是经由WiFi或射频来传输的。94.如权利要求91所述的系统，其中所述接收器被配置成用于接收源自至少10m之外的控制信号。95.如权利要求71所述的系统，其中所述系统联接到可移动物体上。96.如权利要求95所述的系统，其中所述可移动物体是无人飞行器(UAV)。97.如权利要求95所述的系统，其中所述一个或多个配重物直接联接到所述可移动物体上，并且其中所述一个或多个镜头元件经由载体间接联接到所述可移动物体上。98.如权利要求97所述的系统，其中所述一个或多个镜头元件搭载在成像装置上并且经由所述成像装置的壳体联接到所述载体上。99.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞利富，曹子晟，
申请(专利权)人：深圳市大疆创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44