CN104903790B - 用于增稳和减振的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于为成像设备增稳的装置，以及针对包括摄像、视频和拍摄在内的多种应用而使用所述装置的方法。本发明还提供了包含本文所公开的装置的无人载具，包括飞行器。

Description

用于增稳和减振的装置和方法
背景技术
多年来，业余及专业摄影师和摄像师一直与由于相机安装的不稳定性、使用者的移动、从移动交通工具传递到相机的运动和振动或者这些问题的组合所造成的图像模糊作斗争。
目前，主要有四种普遍采用在摄影和摄像中用于减少振动对图片的影响的方法：软件增稳、镜头增稳、传感器增稳以及整体拍摄设备增稳。
镜头增稳和传感器增稳现在广泛应用于许多消费级数码相机中。镜头增稳的基本原理是通过控制某些镜头或一些柔性焦距透镜组的水平位移或旋转来消除镜头上的抖动；而传感器增稳旨在通过使光敏传感器能够平移或旋转来抵消振动。镜头增稳和传感器增稳都是在拍摄设备内实现，因而需要最小的体积。然而，由于结构的限制以及镜头或传感器的移动(包括平移和旋转)的有限的行程范围，大振幅或高频率的振动仍然难以完全消除，特别是当在移动中的载具上携载拍摄设备或安装视频设备时尤为如此。
软件增稳的效果是有限的。在针对视频的抖动消除过程中需要极大的计算量，而通常有益效果有限。
总体而言，应用于拍摄设备增稳的方法主要在三个旋转轴上，以较大的旋转范围和适度快速的反应对拍摄设备进行增稳。这可以基本上克服镜头增稳和传感器增稳的缺点。然而，由于增稳是针对整套(视频)设备进行的，因此结构通常很大，使得其不便携带或使用，并且需要非常大量的能量(电池)来驱动增稳设备，从而使其对于大多数商业和个人应用而言不方便、不实用并且相对昂贵。
发明内容
本发明提供了一种广泛应用于执行有效增稳的替代设计，包括但不限于静态照片和视频成像的防抖。本发明部分地揭示了通过例如将成像设备的光学单元与非光学单元相分隔来对成像设备进行增稳的装置和方法。本发明有效减少增稳设备所必须的较大体积以实现防抖。本发明揭示的增稳方法可以：i)减小尺寸和/或重量，ii)改善现有的增稳方法和/或iii)促进整个拍摄设备构造和与之一起使用的任何外部增稳结构的小型化。
一方面，本发明提供了用于为包括光学单元和非光学单元的成像设备增稳的装置，所述光学单元和非光学单元构成整个成像设备，所述装置包括：框架组件，其可旋转地连接至成像设备的光学单元而不整体地支撑整个成像设备，其中所述框架组件用于允许光学单元围绕至少第一旋转轴和第二旋转轴旋转，光学单元包括至少一镜头和光学耦合至所述镜头的一光传感器；以及连接至框架组件的电机组件，所述电机组件用于直接驱动框架组件，以便允许光学单元围绕至少所述第一旋转轴或所述第二旋转轴旋转。
在一些实施方式中，成像设备的非光学单元非机械连接至所述装置。在一些实施方式中，光学单元和非光学单元电连接。在一些实施方式中，光学单元和非光学单元可相对于彼此移动。
在一些实施方式中，成像设备的非光学单元非机械连接于成像设备的光学单元。在一些实施方式中，光学单元和非光学单元彼此无线通信。
在一些实施方式中，成像设备的光学单元进一步包括滤光器、位置传感器、存储介质、电池、变焦电机、电路、电源、处理器或外壳中的至少一种。在其他实施方式中，成像设备的光学单元进一步包括适于为光学单元提供稳定性的配重块。在其他实施方式中，所述配重块包括电池。
在一些实施方式中，非光学单元不包括镜头或光传感器。在其他实施方式中，成像设备的非光学单元包括位置传感器、存储介质、电池、电机、电路、电源、处理器或外壳中的至少一种。
在一些实施方式中，第一旋转轴和第二旋转轴中的至少一个对应于光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴。在其他实施方式中，框架组件进一步用于允许光学单元围绕第三旋转轴旋转。在一些实施方式中，第三旋转轴对应于光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴中的至少一个。
进一步地，在一些实施方式中，所述装置进一步包括一个或多个位置传感器，其中所述一个或多个位置传感器中的至少一个用于检测与光学单元相关联的状态信息。此外，所述装置进一步包括控制器，所述控制器根据与光学单元相关联的状态信息来生成一个或多个电机信号。在一些实施方式中，状态信息包括平移或旋转移动信息或者位置信息。
在其他实施方式中，所述位置传感器中的至少一个用于检测与非光学单元相关联的状态信息。
在进一步的实施方式中，所述一个或多个位置传感器中的至少一个用于测量至少与光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴相关联的移动。此外，所述一个或多个位置传感器中的至少一个包括惯性传感器。
在任何前述实施方式中，所述装置用于连接至可移动物体。此外，所述装置用于与所述非光学单元相比，更多地减少所述光学单元所经受的移动，所述移动是由所述可移动物体造成的。在一些实施方式中，所述用于为包括光学单元和非光学单元的成像设备增稳的装置为可手持的。
进一步地，在任何前述实施方式中，框架组件包括第一部分和第二部分，所述第一部分连接至并支撑光学单元，所述第二部分可围绕第一旋转轴相对于第一部分和光学单元移动。此外，框架组件可进一步包括第三部分，所述第三部分可围绕第二旋转轴相对于第二部分移动。
本申请提供了用于为包括光学单元和非光学单元的成像设备的至少一部分增稳的装置，所述装置包括比支撑包括光学单元和非光学单元的整个成像设备所需的框架组件体积小的框架组件，其中所述框架组件用于支撑成像设备的光学单元，其中所述框架组件用于允许光学单元围绕至少第一旋转轴和第二旋转轴旋转，并且其中所述光学单元包括镜头和光学耦合至所述镜头的光传感器；并且其中电机组件用于驱动框架组件，以便允许光学单元围绕至少第一旋转轴或第二旋转轴旋转。
在一些实施方式中，成像设备的非光学单元非机械连接至所述装置。在一些实施方式中，光学单元和非光学单元电连接。在一些实施方式中，光学单元和非光学单元可相对于彼此运动。
在一些实施方式中，成像设备的非光学单元不与成像设备的光学单元机械连接。在一些实施方式中，光学单元和非光学单元彼此无线通信。
在一些实施方式中，成像设备的光学单元进一步包括滤光器、位置传感器、存储介质、电池、变焦电机、电路、电源、处理器或外壳中的至少一种。在其他实施方式中，成像设备的光学单元进一步包括适于为光学单元提供稳定性的配重块。在其他实施方式中，所述配重块包括电池。
在一些实施方式中，非光学单元不包括镜头或光传感器。在其他实施方式中，成像设备的非光学单元包括位置传感器、存储介质、电池、电机、电路、电源、处理器或外壳中的至少一种。
在一些实施方式中，第一旋转轴和第二旋转轴中的至少一个对应于光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴。在其他实施方式中，框架组件进一步用于允许光学单元围绕第三旋转轴旋转。在一些实施方式中，第三旋转轴对应于光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴中的至少一个。
进一步地，在一些实施方式中，所述装置进一步包括一个或多个位置传感器，其中所述一个或多个位置传感器中的至少一个用于检测与光学单元相关联的状态信息。此外，所述装置进一步包括控制器，所述控制器根据与光学单元相关联的状态信息来生成一个或多个电机信号。在一些实施方式中，状态信息包括平移或旋转移动信息或者位置信息。
在其他实施方式中，所述位置传感器中的至少一个用于检测与非光学单元相关联的状态信息。
在进一步的实施方式中，所述一个或多个位置传感器中的至少一个用于测量至少与光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴相关联的移动。此外，所述一个或多个位置传感器中的至少一个包括惯性传感器。
在任何前述实施方式中，所述装置用于连接至可移动物体。此外，所述装置用于：与所述非光学单元相比，更多地减少所述光学单元所经受的移动，所述移动是由所述可移动物体造成的。在一些实施方式中，所述用于为包括光学单元和非光学单元的成像设备的至少一部分增稳的装置为手持型的。
进一步地，在任何前述实施方式中，框架组件包括第一部分和第二部分，所述第一部分连接至并支撑光学单元，所述第二部分可围绕第一旋转轴相对于第一部分和光学单元移动。此外，框架组件可进一步包括第三部分，所述第三部分可围绕第二旋转轴相对于第二部分移动。
在另一方面，本发明提供了用于为包括光学单元和非光学单元的成像设备的至少一部分增稳的装置，所述光学单元和非光学单元构成整个成像设备，所述装置包括：框架组件，其支撑成像设备的光学单元，其中所述框架组件用于允许光学单元围绕至少第一旋转轴和第二旋转轴旋转，并且其中光学单元包括至少一镜头和光学耦合至所述镜头的一光传感器；以及电机组件，其连接至框架组件，其中所述电机组件用于驱动框架组件，以便允许光学单元围绕至少第一旋转轴或第二旋转轴旋转，并且其中所述电机组件消耗的最小能量小于驱动支撑整个成像装置的框架组件所需的能量。
在一些实施方式中，成像设备的非光学单元非机械连接至所述装置。在一些实施方式中，光学单元和非光学单元电连接。在一些实施方式中，光学单元和非光学单元可相对于彼此运动。
在一些实施方式中，成像设备的非光学单元不与成像设备的光学单元机械连接。在一些实施方式中，光学单元和非光学单元彼此无线通信。
在一些实施方式中，成像设备的光学单元进一步包括滤光器、位置传感器、存储介质、电池、变焦电机、电路、电源、处理器或外壳中的至少一种。在其他实施方式中，成像设备的光学单元进一步包括适于为光学单元提供稳定性的配重块。在其他实施方式中，所述配重块包括电池。
在一些实施方式中，非光学单元不包括镜头或光传感器。在其他实施方式中，成像设备的非光学单元包括位置传感器、存储介质、电池、电机、电路、电源、处理器或外壳中的至少一种。
在一些实施方式中，第一旋转轴和第二旋转轴中的至少一个对应于光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴。在其他实施方式中，框架组件进一步用于允许光学单元围绕第三旋转轴旋转。在一些实施方式中，第三旋转轴对应于光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴中的至少一个。
进一步地，在一些实施方式中，所述装置进一步包括一个或多个位置传感器，其中所述一个或多个位置传感器中的至少一个用于检测与光学单元相关联的状态信息。此外，所述装置进一步包括控制器，所述控制器根据与光学单元相关联的状态信息来生成一个或多个电机信号。在一些实施方式中，状态信息包括平移或旋转移动信息或者位置信息。
在其他实施方式中，所述位置传感器中的至少一个用于检测与非光学单元相关联的状态信息。
在进一步的实施方式中，所述一个或多个位置传感器中的至少一个用于测量至少与光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴相关联的移动。此外，所述一个或多个位置传感器中的至少一个包括惯性传感器。
在一些前述实施方式中，所述装置用于连接至可移动物体。此外，所述装置用于：与所述非光学单元相比，更多地减少所述光学单元所经受的移动，所述移动是由所述可移动物体造成的。在一些实施方式中，所述用于为包括光学单元和非光学单元的成像设备的至少一部分增稳的装置为手持型的。
进一步地，在一些前述实施方式中，框架组件包括第一部分和第二部分，所述第一部分连接至并支撑光学单元，所述第二部分可围绕第一旋转轴相对于第一部分和光学单元移动。此外，框架组件可进一步包括第三部分，所述第三部分可围绕第二旋转轴相对于第二部分移动。
在所述装置的一些实施方式中，所述能量小于当整个成像设备整体地由框架组件所支撑时驱动所述框架组件所需的能量的量。
在一些实施方式中，装置用于为包括光学单元和非光学单元的成像设备的至少一部分增稳，并且其中所述电机组件消耗的最小能量小于驱动支撑整个成像装置的框架组件所需的能量，所述能量小于当整个成像设备整体地由框架组件所支撑时驱动所述框架组件所需的能量。
在另一方面，本发明提供了成像设备，所述成像设备包括：光学单元，其包括至少一镜头和一光学耦合至所述镜头的光传感器；以及非光学单元，其电连接至光学单元，其中所述光学单元可通过连接至所述光学单元的框架组件的致动而相对于非光学单元运动。
在一些实施方式中，非光学单元非机械连接至框架组件。
在一些实施方式中，光学单元进一步包括滤光器、位置传感器、存储介质、电池、变焦电机、电路、电源、处理器或外壳中的至少一种。在其他实施方式中，光学单元进一步包括适于为光学单元提供稳定性的配重块。在一些实施方式中，所述配重块包括电池。
在一些实施方式中，非光学单元不包括镜头或光传感器。在其他实施方式中，成像设备的非光学单元包括位置传感器、存储介质、电池、电机、电路、电源、处理器或外壳中的至少一种。
在成像设备的一些实施方式中，光学单元可通过框架组件的致动而围绕第一旋转轴和第二旋转轴移动，并且光学单元可通过框架组件的致动而围绕第三旋转轴移动。
在成像设备的其他实施方式中，光学单元可通过框架组件的致动而围绕第三旋转轴移动，并且所述第三旋转轴对应于光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴中的至少一个。
在成像设备的进一步实施方式中，与光学单元相关联的状态信息可由一个或多个位置传感器来检测，并且所述与光学单元相关联的状态信息用于生成一个或多个电机信号，所述电机信号驱动框架组件的致动。所述状态信息包括平移或旋转移动信息或者位置信息。此外，与非光学单元相关联的状态信息可由一个或多个位置传感器来检测。
在成像设备的进一步实施方式中，所述一个或多个位置传感器中的至少一个用于测量至少与光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴相关联的移动，并且所述一个或多个位置传感器中的至少一个包括惯性传感器。
在一些实施方式中，成像设备的框架组件用于连接至可移动物体。
在成像设备的一些实施方式中，光学单元和非光学单元收容于在同一外壳中。在其他实施方式中，光学单元和非光学单元未收容于单个外壳中。
在成像设备的其他实施方式中，光学单元和非光学单元都用于拍摄和存储图像。
本发明提供了一种飞行器，其包括机身，以及与之附接的本申请所公开的用于为成像设备的至少一部分增稳的装置。附接至飞行器的装置包括框架组件，其可旋转地连接至成像设备的光学单元，而不整体地支撑整个成像设备，其中所述框架组件用于允许光学单元围绕至少第一旋转轴和第二旋转轴旋转。需要时，光学单元包括至少一镜头和光学耦合至所述镜头的一光传感器。所述装置通常包括连接至框架组件的电机组件，其中所述电机组件用于直接驱动框架组件，以便允许光学单元围绕至少第一旋转轴或第二旋转轴旋转。
在一个单独的方面，本发明提供了一种飞行器，其包括机身，以及与之附接的本申请所公开的用于为成像设备的至少一部分增稳的装置。附接至飞行器的装置包括比支撑包括光学单元和非光学单元的整个成像设备所需的框架组件体积小的框架组件，其中所述框架组件用于允许光学单元围绕至少第一旋转轴和第二旋转轴旋转。需要时，光学单元包括至少一镜头和光学耦合至所述镜头的一光传感器。所述装置通常包括连接至框架组件的电机组件，其中所述电机组件用于直接或间接驱动框架组件，以便允许光学单元围绕至少第一旋转轴或第二旋转轴旋转。
在另一实施方式中，本发明提供了一种飞行器，其包括机身，以及与之附接的本申请所公开的用于为成像设备的至少一部分增稳的装置。附接至飞行器的装置包括支撑成像设备的光学单元的框架组件，其中所述框架组件用于允许光学单元围绕至少第一旋转轴和第二旋转轴旋转，并且其中光学单元包括至少一镜头和光学耦合至所述镜头的一光传感器。所述装置通常包括连接至框架组件的电机组件，其中所述电机组件用于驱动框架组件，以便允许光学单元围绕至少第一旋转轴或第二旋转轴旋转，并且其中电机组件消耗的最小能量小于驱动支撑整个成像设备所需的框架组件所需的能量。
在飞行器的一些实施方式中，所述飞行器包括引擎，所述引擎用于驱动所述飞行器的移动。在一些实施方式中，引擎设置在所述机身内。
在一些实施方式中，飞行器包括一个或多个桨叶，所述桨叶用于旋转以向无人飞行器提供升力。
在一些实施方式中，飞行器是无人飞行器，所述无人飞行器能够在无需飞行器的乘员的情况下进行受控飞行。
在飞行器的一些实施方式中，非光学单元由机身所支撑，而不是由框架组件所支撑。
本申请提供了为包括光学单元和非光学单元的成像设备的至少一部分增稳的方法，所述方法包括：(1)使用框架组件来支撑成像设备的光学单元而不整体地支撑整个成像设备，其中框架组件用于允许光学单元围绕至少第一旋转轴和第二旋转轴旋转，并且其中光学单元包括至少一镜头和光学耦合至所述镜头的一光传感器；以及(2)使用连接至框架组件的电机组件来驱动框架组件，从而使光学单元围绕至少第一旋转轴或第二旋转轴旋转。
在增稳方法的一些实施方式中，光学单元和非光学单元电连接。
在增稳方法的一些实施方式中，光学单元进一步包括滤光器、位置传感器、存储介质、电池、变焦电机、电路、电源、处理器或外壳中的至少一种。在所述方法的其他实施方式中，光学单元进一步包括适于为光学单元提供稳定性的配重块。在一些实施方式中，所述配重块包括电池。在进一步的实施方式中，电池用于提供飞行器或成像设备的操作所必需的能量。
在增稳方法的一些实施方式中，非光学单元不包括镜头或光传感器。在增稳方法的其他实施方式中，非光学单元包括位置传感器、存储介质、电源、电池、电机、电路、显示器、处理器或外壳中的至少一种。
在增稳方法的其他实施方式中，第一旋转轴和第二旋转轴中的至少一个对应于光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴。在其他实施方式中，所述方法进一步包括使用电机组件来驱动框架组件，从而使得光学单元围绕第三旋转轴旋转。进一步地，在所述方法中，第三旋转轴对应于光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴中的至少一个。
在增稳方法的其他实施方式中，所述方法包括接收来自至少一个位置传感器的信号，所述信号用于指示非光学单元和/或光学单元的倾斜角，以便校正光学单元的倾斜角。在其他实施方式中，所述方法进一步包括与所述非光学单元相比，更多地减少所述光学单元所经受的移动。在所述方法的一些实施方式中，所述移动包括振动、震动、摇摆、颤动、抖动或颠簸移动中的至少一种。
在增稳方法的任何前述实施方式中，所述方法进一步包括同时使用光学单元和非光学单元来拍摄和存储图像。
本申请提供了为包括光学单元和非光学单元的成像设备的至少一部分增稳的方法，所述光学单元和非光学单元构成整个成像设备，所述方法包括：使用框架组件来支撑成像设备的光学单元，与支撑具有所述光学单元和所述非光学单元的整个成像设备所需的框架组件的体积相比，所述框架组件的体积更小，其中框架组件用于允许光学单元围绕至少第一旋转轴和第二旋转轴旋转，并且其中光学单元包括至少一镜头和光学耦合至所述镜头的一光传感器；以及使用连接至框架组件的电机组件来驱动框架组件，从而使得光学单元围绕至少第一旋转轴或第二旋转轴旋转。
在增稳方法的一些实施方式中，光学单元和非光学单元电连接起来。
在增稳方法的一些实施方式中，光学单元进一步包括滤光器、位置传感器、存储介质、电池、变焦电机、电路、电源、处理器或外壳中的至少一种。在所述方法的其他实施方式中，光学单元进一步包括适于为光学单元提供稳定性的配重块。在一些实施方式中，所述配重块包括电池。在进一步的实施方式中，电池用于提供飞行器或成像设备的操作所必需的能量。
在增稳方法的一些实施方式中，非光学单元不包括镜头或光传感器。在增稳方法的其他实施方式中，非光学单元包括位置传感器、存储介质、电源、电池、电机、电路、显示器、处理器或外壳中的至少一种。
在增稳方法的其他实施方式中，第一旋转轴和第二旋转轴中的至少一个对应于光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴。在其他实施方式中，所述方法进一步包括使用电机组件来驱动框架组件，从而使得光学单元围绕第三旋转轴旋转。进一步地，在所述方法中，第三旋转轴对应于光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴中的至少一个。
在增稳方法的其他实施方式中，所述方法包括接收来自至少一个位置传感器的信号，所述信号用于指示非光学单元和/或光学单元的倾斜角，以便校正光学单元的倾斜角。在其他实施方式中，所述方法进一步包括与所述非光学单元相比，更多地减少所述光学单元所经受的移动。在所述方法的一些实施方式中，所述移动包括振动、震动、摇摆、颤动、抖动或颠簸移动中的至少一种。
在增稳方法的任何前述实施方式中，所述方法进一步包括使用光学单元和非光学单元来拍摄和存储图像。
本申请提供了为包括光学单元和非学单元的成像设备的至少一部分增稳的方法，所述方法包括：使用框架组件来支撑成像设备的光学单元，其中框架组件用于允许光学单元围绕至少第一旋转轴和第二旋转轴旋转，并且其中光学单元包括至少一镜头和光学耦合至所述镜头的一光传感器；以及使用连接至框架组件的电机组件来驱动框架组件，所述与驱动支撑整个成像设备的框架组件所需的能量相比，所述电机组件消耗更少的最小量的能量，从而使得光学单元围绕至少第一旋转轴或第二旋转轴旋转。
在增稳方法的一些实施方式中，光学单元和非光学单元电连接。
在增稳方法的一些实施方式中，光学单元进一步包括滤光器、位置传感器、存储介质、电池、变焦电机、电路、电源、处理器或外壳中的至少一种。在所述方法的其他实施方式中，光学单元进一步包括适于为光学单元提供稳定性的配重块。在一些实施方式中，所述配重块包括电池。在进一步的实施方式中，电池用于提供飞行器或成像设备的操作所必需的能量。
在增稳方法的一些实施方式中，非光学单元不包括镜头或光传感器。在增稳方法的其他实施方式中，非光学单元包括位置传感器、存储介质、电源、电池、电机、电路、显示器、处理器或外壳中的至少一种。
在增稳方法的其他实施方式中，第一旋转轴和第二旋转轴中的至少一个对应于光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴。在其他实施方式中，所述方法进一步包括使用电机组件来驱动框架组件，从而使得光学单元围绕第三旋转轴旋转。进一步地，在所述方法中，第三旋转轴对应于光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴中的至少一个。
在增稳方法的其他实施方式中，所述方法包括接收来自至少一个位置传感器的信号，所述信号用于指示非光学单元和/或光学单元的倾斜角，以便校正光学单元的倾斜角。在其他实施方式中，所述方法进一步包括与所述非光学单元相比，更多地减少所述光学单元所经受的移动。在所述方法的一些实施方式中，所述移动包括振动、震动、摇摆、颤动、抖动或颠簸移动中的至少一种。
在增稳方法的任何前述实施方式中，所述方法进一步包括使用光学单元和非光学单元来拍摄和存储图像。
本申请提供了为成像设备的至少一部分增稳的方法，所述方法包括提供光学单元，所述光学单元包括至少一镜头和光学耦合至所述镜头的一光传感器；将非光学单元电连接至光学单元；以及通过连接至所述光学单元的框架组件的致动而相对于非光学单元移动所述光学单元。
在增稳方法的一些实施方式中，光学单元进一步包括滤光器、位置传感器、存储介质、电池、变焦电机、电路、电源、处理器或外壳中的至少一种。在所述方法的其他实施方式中，光学单元进一步包括适于为光学单元提供稳定性的配重块。在一些实施方式中，所述配重块包括电池。在进一步的实施方式中，电池用于提供飞行器或成像设备的操作所必需的能量。
在增稳方法的一些实施方式中，非光学单元不包括镜头或光传感器。在增稳方法的其他实施方式中，非光学单元包括位置传感器、存储介质、电源、电池、电机、电路、显示器、处理器或外壳中的至少一种。
在增稳方法的其他实施方式中，第一旋转轴和第二旋转轴中的至少一个对应于光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴。在其他实施方式中，所述方法进一步包括使用电机组件来驱动框架组件，从而使得光学单元围绕第三旋转轴旋转。进一步地，在所述方法中，第三旋转轴对应于光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴中的至少一个。
在增稳方法的其他实施方式中，所述方法包括接收来自至少一个位置传感器的信号，所述信号用于指示非光学单元和/或光学单元的倾斜角，以便校正光学单元的倾斜角。在其他实施方式中，所述方法进一步包括与所述非光学单元相比，更多地减少所述光学单元所经受的移动。在所述方法的一些实施方式中，所述移动包括振动、震动、摇摆、颤动、抖动或颠簸移动中的至少一种。
在增稳方法的任何前述实施方式中，所述方法进一步包括使用光学单元和非光学单元来拍摄和存储图像。
本申请提供了一种飞行器，所述飞行器包括机身和连接至所述机身的框架组件，其中所述框架组件包括与之附接的电池，并且所述框架组件用于保持和为具有光学单元的成像设备增稳，并且其中电池在与成像设备的位置分隔开的位置上附接至所述组件，并且其中电池用于为操作飞行器或成像设备提供能量。
在一些实施方式中，电池用于为飞行器的操作提供能量。在一些实施方式中，电池为配重块，所述配重块增强所述成像设备的所述光学单元的稳定性。
参考引用
本说明书中所提及的所有公开文献、专利和专利申请作为参考被引用于本说明书中，每一个单独的公开文献、专利或专利申请也被明确、单独地作为参考引用于本说明书中。
附图说明
已经在所附权利要求书中具体阐述了本发明的新颖特征。以下参考对实施例的详细描述可以更好地理解本发明的特征和优点，说明书中记载了本发明使用的原理，附图中：
图1A示出了增稳装置的立体图。
图1B至图1E为成像设备的光学组件和非光学组件的示意图。
图2示出了一实施例中3轴增稳装置的立体图。
图3示出了一实施例中带有光学单元的非正交3轴增稳装置的立体图。
图4是图2的侧视图，示出了一实施例中带有光学单元的正交3轴增稳装置。
图5A为一实施例中具有包括安装在框架上的成像设备的2轴增稳装置的飞行器的示意图。
图5B为一实施例中具有支撑安装于框架上的成像装置的光学单元的3轴增稳装置的飞行器的示意图。
图5C为一实施例中具有支撑安装于框架上的整个成像设备的3轴增稳装置的飞行器的示意图。
图6为一实施例中支撑整个成像设备的2轴增稳装置框架的示意图。
具体实施方式
装置和方法的改进是用于为摄影和摄像减少振动的影响和使得增稳装置通过分离成像设备的组件，减少相关组件的相对质量，和主要关注于成像设备的光学组件的增稳效果。
所述装置包含对位置传感器的使用，其中位置传感器是指：用以在无需外部基准的情况下通过航位推算来持续计算移动物体的位置、方向和速率(移动的方向和速度)(例如，“状态信息”)的运动传感器(加速度计)和旋转传感器(陀螺仪)或其他惯性传感器。位置传感器还应包括使用诸如罗盘和GPS(全球定位***)传感器等外部基准的传感器。
此外，所述装置包含控制器，根据由传感器所生成的状态信息来生成用以驱动所述装置的框架组件的移动的一个或多个电机信号。
本申请提供了一种用于为成像设备的至少一部分增稳的装置。成像设备包括光学单元和非光学单元。所述装置包括可旋转地连接至成像设备的光学单元的框架组件，其中所述框架用于允许光学单元围绕至少第一旋转轴和第二旋转轴旋转，所述光学单元包括至少一镜头和一光传感器。所述装置包括比支撑包括光学单元和非光学单元的整个成像设备的所需框架组件体积小的框架组件。在一个实施方式中，所述框架组件拥有不超过支撑整个成像设备所需的框架组件的一半的体积。所述装置还具有电机组件，其中电机组件消耗比驱动支撑整个成像设备所需的框架组件少的能量。在优选实施方式中，所述电机组件消耗的能量不超过驱动支撑整个成像设备所需的框架组件所需的一半。所述装置可用于连接至移动载具、飞行器，或者可以是手持型的。
如图1A中所示，本申请提供了用于为包括光学单元120和非光学单元108的成像设备115增稳的装置100，所述装置包括：框架组件110，其可旋转地连接至成像设备的光学单元120，而不整体地支撑整个成像设备115，其中框架组件110用于允许光学单元120围绕至少第一旋转轴102和第二旋转轴104旋转，光学单元120包括至少一镜头121和光学耦合至所述镜头的一光传感器123；以及连接至框架组件110的电机组件112、114，所述电机组件用于直接驱动框架组件，以便允许光学单元围绕至少第一旋转轴102或第二旋转轴104旋转。如图所示，非光学单元通过基座107连接至框架组件，所述非光学单元可以位于框架组件的完全不同的部分上，或者甚至位于远程位置。
如图中进一步图标，图1B示出了成像设备115的一种可能的配置，其中光学单元120和非光学单元108在物理上分隔开，但通过光缆101或电线连接起来，并且在每一末端101a和101b处电连接起来。在所述示图中，非光学单元包括外壳109、电池104和存储介质105。光学单元120包括镜头121和光传感器123。
在一些实施方式中，成像设备的非光学单元108非机械连接至所述装置。可以理解，一旦人们意识到可以在物理上分隔开成像设备的组件，则无需将组件设置在相同的装置上。例如，光学单元120可位于装置上，而非光学单元108位于其他位置，最好就在附近，但这不是必须的。在一些实施方式中，光学单元和非光学单元电连接(图1B)。通常可以通过光缆或电线101来实现。在一些实施方式中，光学单元和非光学单元可相对于彼此移动。如图1中所示以及在图1B中进一步示出，当光学单元和非光学单元被物理地隔开，并且物理上分别位于单独的安装基座上，并且/或者诸如本申请所述那样分隔多轴装置的轴时，可以通过设计，将光学单元和非光学单元彼此分开。
在一些实施方式中，成像设备的非光学单元非机械连接至成像设备的光学单元，而是如图1C至图1E中所示，通过其他手段连接，包括但不限于光学单元与非光学单元之间的无线101c通信。无线通信手段包括电磁远程通信(即，无线电)，以及点对点或者单点对多点无线网络，或者备选地，光(例如：红外线)、磁场或电场。
在一些实施方式中，诸如图1C至图1E中所示，成像设备115的光学单元120进一步包括滤光器(未示出)、位置传感器(未示出)、存储介质105、电池104、变焦电机(未示出)、电路103、电源(交流电源，104)、处理器(未示出)或者外壳(未示出)中的至少一种。由于成像设备的主要组件对于所述装置是分开的，所以可能有必要单独配置具有各种子组件的每个主要组件，所述子组件对于其他一个或多个主要组件可以是或者可以不是冗余的。示例可以包括：位置传感器、存储介质105、电源104等。或者，一些组件在所有主要组件中将会极少需要。在其他实施方式中，成像设备的光学单元进一步包括适于为光学单元提供稳定性的配重块。根据应用和物理密度，任何数目的子组件均能够额外地用作配重块。例如，在一些实施方式中，配重块可包括电池104。
如图1B至图1E中所示，在一些实施方式中，非光学单元108不包括镜头121或光传感器123。在其他实施方式中，成像设备的非光学单元包括位置传感器(未示出)、存储介质105、电池104、电机(未示出)、电路103、电源、处理器(未示出)或者外壳109中的至少一种。
在一些实施方式中，第一旋转轴102和第二旋转轴104中的至少一个对应于光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴。在其他实施方式中，框架组件被进一步允许光学单元围绕第三旋转轴106旋转。在一些实施方式中，第三旋转轴对应于光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴中的至少一个。尽管图1中图示了具体的旋转轴线，但本领域技术人员可以理解的是，旋转轴可以被任意替换，视情况而定，以满足给定应用的需要；即X轴(俯仰)旋转可由Y轴(横滚)旋转所替代，或者Z轴(航向)旋转可由X轴(俯仰)旋转所替代等。
进一步地，在一些实施方式中，所述装置进一步包括一个或多个位置传感器122，其中所述一个或多个位置传感器中的至少一个用于检测与光学单元120相关联的状态信息。此外，所述装置进一步包括控制器，根据与光学单元相关联的状态信息来生成一个或多个电机信号124。在一些实施方式中，状态信息包括平移或旋转移动信息或者位置信息。
在其他实施方式中，所述位置传感器中的至少一个用于检测与非光学单元相关联的状态信息。这对于在空间中定位成像设备生成的图像是很有帮助的，例如，特别是当非光学单元安装在表示载体设备的水平轴或垂直轴的基座(例如：107)上时尤其有用。
在进一步的实施方式中，所述一个或多个位置传感器中的至少一个用于测量至少与光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴相关联的移动。此外，所述一个或多个位置传感器中的至少一个包括惯性传感器。
在如图2、图3、图4中所示的任何一个优选实施方式中，第一框架构件基座227的旋转(俯仰)轴X 202例如相对于旋转(横滚)轴Y 204正交设置，以使得电机方便及时地调节框架组件的旋转。在其他实施方式中，如图3所示，旋转轴可以不相互正交安置。
如图4所示，在一些实施方式中，旋转(横滚)轴X 404例如相对于旋转(航向)轴Y406正交安置，以使得电机方便及时地调节框架组件的旋转。在其他实施方式中，诸如图3中那样，旋转轴可以不相互正交安置。
如图3中所示，为了进一步增加负载设备的稳定性，第一框架构件安装基座308和负载设备309作为整体的重心优选地位于第一框架构件的旋转(俯仰)轴X 302上。在一些实施方式中，俯仰轴与负载设备309相交。可以理解，当第一框架构件和负载设备309的重心位于第一框架构件的旋转轴X 302上时，第一框架构件的旋转不生成任何扭矩。也就是说，第一框架构件不可能具有任何由扭矩所造成的摇摆移动。因此，负载设备的稳定性在旋转过程中得到增强。此外，在优选实施方式中，当载体平稳移动时，亦即，当需要很少的或者不需要电机驱动增稳时，第一框架构件和负载设备309也处于动态平衡状态。
类似地，在优选实施方式中并且如图3中所示，为了提供增强的稳定性和避免由围绕旋转Y(横滚)轴304的旋转所生成的扭矩，第一框架构件、第二框架构件和负载设备309作为整体的重心位于第二框架构件的旋转轴Y 304上。在一些实施方式中，旋转Y(横滚)轴304与负载设备309相交。
还可以理解，上述的框架组件可以为轴线1、轴线2或轴线3提供几乎无限的运动范围，以允许X轴、Y轴或Z轴个别地或一起在0-360度或更大的范围内的旋转摆动，从而例如允许负载设备309周向地旋转(例如，在任何轴上高达360度、720度或者更大)，以便进行全景摄影。
在任何前述的和随后的实施方式中，所述装置可用于连接至可移动物体。在一些实施方式中，固定点118、218、318、418可以用于将安装基座201安装至增稳平台，或者使得载体便于携载增稳平台，所述载体诸如为飞行器、机动车、船只、机器人、人类或者任何其他可移动物体。在其他的实施例中，基座201可由人来手持，以进行动态摄像或摄影。
可移动物体可以是任何可相对于地球移动的事物。例如，可移动物体可以是轮式车辆；履带式车辆；滑行式或雪橇式车辆；飞机；气垫船；船舶；或者航天器。或者，移动物体可以是人类、哺乳动物；水生动物；两栖动物；爬行动物；鸟类；或者无脊椎动物。进一步地，移动物体可以是相对固定但仍有能力移动的，诸如可能因风或者甚至地震而受到摇摆或振动的树木、柱杆或者甚至建筑物。
此外，所述装置用于：与所述非光学单元相比，更多地减少所述光学单元所经受的移动，所述移动是由所述可移动物体造成的。这样的移动可包括但是不限于振动、震动、摇摆、颤动、抖动或颠簸移动中之一。在一些实施方式中，用于为包括光学单元和非光学单元的成像设备增稳的装置为手持型的。例如，这样的装置可通过隔离成像设备的光学单元而提供用于抗振动或甚至无振动成像的更稳定的平台。由于成像设备的总重量的很大比例与不直接关联于镜头和光传感器的组件和子组件相关联，因此装置被设计为更小和更轻的独立的光学单元以提供更好的减振和更高的反应速度。
进一步地，如图1中具体图示或者在任何前述或随后的实施方式中所暗示，框架组件包括第一部分和第二部分，所述第一部分连接至并支撑光学单元，所述第二部分可围绕第一旋转轴相对于第一部分和光学单元移动。此外，框架组件可进一步包括第三部分，所述第三部分可围绕第二旋转轴相对于第二部分移动。
如图1中进一步图示，本申请提供了用于为包括光学单元和非光学单元的成像设备的至少一部分增稳的装置。如图4和图5B所示，所述装置包括框架组件，所述框架组件的体积小于支撑包括光学单元和非光学单元的整个成像设备所需的框架组件的体积，其中框架组件用于支撑成像设备的光学单元120，其中框架组件用于允许光学单元围绕至少第一旋转轴102和第二旋转轴104旋转，并且其中光学单元包括至少一镜头121和光学耦合至所述镜头的一光传感器123；并且其中电机组件112或114(未示出)用于驱动框架组件110，以便允许光学单元120围绕至少第一旋转轴102或第二旋转轴104旋转。
在一些实施方式中，上述的框架组件的体积为需要支撑整个成像设备所需的框架组件的体积的一半或不超过所述体积。例如，本文所描述并在图1中图标的光学单元的小型化的组件具有以下比例，其中1/2.33”光传感器具有6.13x 4.6mm的成像区域，重量为0.6g。整个光学单元(光传感器镜头和用于紧固镜头和光传感器的结构)，加上三轴陀螺仪和三轴加速度计，重量约为15g。总尺寸大约为2.5cm x 1.8cm x 3cm。设计用于随所述光学单元一起使用的成像***的非光学单元将会具有77mm x 67mmx 80mm的外形尺寸体积，并具有80g的总重量(不包括光学组件)。此外，沿着3轴框架组件的每个轴的电机具有仅约2w的额定功率。本申请所述的发明相比于其他具有1/2.33”光传感器的成功的“紧凑型”成像***(诸如，由生产的成像***，其中尺寸为58.4x 38.1x 20.3mm，并且重量约为75g)毫不逊色。为了为整个GoPro相机增稳，当前现有的2轴平台重达200g(不包括照相机)，其外观尺寸体积为93mm x 85mmx 100mm。对于沿着每个轴的每个电机，驱动较大框架所需的较大电机需要5w的功率水平。
通过将光学单元与非光学单元分隔开，为光学单元增稳所需的框架组件体积小于支撑整个成像设备所需的框架组件的体积。在一些实施方式中，框架组件的体积与用于支撑整个成像设备的框架组件的体积相比减少达10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、100％或者更多。在其他实施方式中，框架组件的体积仅为整体地支撑具有光学单元和非光学单元的整个成像设备所需体积的1/2、1/3、1/4、1/5或者更少。
在其他实施方式中，所述电机为驱动所述框架组件所需的最小能量小于驱动支撑整个成像设备的框架组件所需的能量。在一些实施方式中，电机消耗的最小能量是驱动支撑整个成像设备(例如，带有作为整体件的光学单元和非光学单元)的框架组件的电机所需的能量的90％、80％、70％、60％、50％、40％、30％、20％、10％或者更少的最小量的能量。在一些实施方式中，所述电机沿着框架组件的轴进行驱动所需的最小能量小于5W、4W、3W、2W、1W功率。
在一些实施方式中，成像设备115的非光学单元非机械连接至所述装置。在一些实施方式中，光学单元和非光学单元电连接。在一些实施方式中，光学单元和非光学单元可相对于彼此移动。如图1中所示，当光学单元和非光学单元在物理上分隔开，并且物理上位于分别单独的安装基座上，并且/或者诸如本文所述那样分隔多轴装置的轴时，通过设计，光学单元和非光学单元将会相对于彼此移动。
如先前所述，在一些实施方式中，如图1B至图1E中所示，成像设备115的非光学单元108非机械连接至成像设备的光学单元。通过采用多种可用的通信技术中的任何一种，本申请所述的装置可在光学单元与非光学单元之间采用无线通信101c。这样的无线通信方式包括电磁远程通信，(即，无线电)，以及点对点或者单点对多点无线网络，或者备选地，光(例如：红外线)、磁场或电场。
在一些实施方式中，成像设备115的光学单元120进一步包括滤光器、位置传感器、存储介质、电池、变焦电机、电路、电源、处理器或外壳中的至少一种。在其他实施方式中，成像设备的光学单元进一步包括适于为光学单元提供稳定性的配重块。在其他实施方式中，所述配重块包括电池。
在一些实施方式中，非光学单元不包括镜头或光传感器。在其他实施方式中，成像设备的非光学单元包括位置传感器、存储介质、电池、电机、电路、电源、处理器或外壳中的至少一种。
在一些实施方式中，第一旋转轴和第二旋转轴中的至少一个对应于光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴。在其他实施方式中，框架组件进一步用于允许光学单元围绕第三旋转轴旋转。在一些实施方式中，第三旋转轴对应于光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴中的至少一个。
进一步地，在一些实施方式中，所述装置进一步包括一个或多个位置传感器，其中所述一个或多个位置传感器中的至少一个用于检测与光学单元相关联的状态信息。此外，所述装置进一步包括控制器，所述控制器根据与光学单元相关联的状态信息来生成一个或多个电机信号。在一些实施方式中，状态信息包括平移或旋转移动信息或者位置信息。
在其他实施方式中，所述位置传感器中的至少一个用于检测与非光学单元相关联的状态信息。
在进一步的实施方式中，所述一个或多个位置传感器中的至少一个用于测量至少与光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴相关联的移动。此外，所述一个或多个位置传感器中的至少一个包括惯性传感器。
在任何所述实施方式中，所述装置用于连接至可移动物体。可移动物体可以是任何能够相对地球移动的事物。例如，可移动物体可以是轮式车辆；履带式车辆；滑行式或雪橇式车辆；飞机；气垫船；船舶；或者航天器。或者，移动物体可被定义为人类、哺乳动物；水生动物；两栖动物；爬行动物；鸟类；或者无脊椎动物。进一步地，移动物体可以是相对固定但仍有能力移动的，诸如可能因风或者甚至地震而受到摇摆或振动的树木、柱杆或者甚至建筑物。
此外，所述装置用于与所述非光学单元相比，更多地减少所述光学单元所经受的移动，所述移动是由所述可移动物体造成的。这样的移动通常被描述为振动、震动、摇摆、颤动、抖动或颠簸移动中之一。在一些实施方式中，用于为包括光学单元和非光学单元的成像设备增稳的装置为手持型的。更具体而言，所述装置的一个新颖方面在于，其独立分离的光学单元从而产生用于无振动成像的更稳定的平台。由于成像设备的总重量的一大部分与镜头和光传感器无关，因此所述装置被设计用于仅向光学单元的较小和较轻的组件提供更好的减振和更高的反应速度。
如前所述，所述装置连接至可移动物体。此外，所述装置用于与所述非光学单元相比，更多地减少所述光学单元所经受的移动，所述移动是由所述可移动物体造成的。在一些实施方式中，用于为包括光学单元和非光学单元的成像设备的至少一部分增稳的装置为手持型的。
进一步地，在任何前述实施方式中，框架组件包括第一部分和第二部分，所述第一部分连接至并支撑光学单元，所述第二部分可围绕第一旋转轴相对于第一部分和光学单元移动。此外，框架组件可进一步包括第三部分，所述第三部分可围绕第二旋转轴相对于第二部分移动。
本申请提供了用于为包括光学单元和非光学单元的成像设备的至少一部分增稳的装置，所述装置包括：支撑成像设备的光学单元的框架组件，其中所述框架组件用于允许光学单元围绕至少第一旋转轴和第二旋转轴旋转，并且其中光学单元包括至少一镜头和光学耦合至所述镜头的一光传感器；以及连接至框架组件的电机组件，其中所述电机组件用于驱动框架组件，以便允许光学单元围绕至少第一旋转轴或第二旋转轴旋转，并且其中所述电机组件消耗的最小能量小于驱动支撑整个成像装置的框架组件所需的能量。
如图1中进一步图示，在优选实施方式中，电机组件消耗的能量不超过驱动支撑整个成像设备的所需框架组件所需能量的一半。
参照先前的示例1，沿着本发明的3轴框架组件的每个轴的电机具有仅约2w的额定功率。图2中图示了3轴框架的备选示意性实施方式(未示出成像设备)。
相比之下，驱动作为参考的较“紧凑”的GoPro相机的2轴框架组件所需电机的功率水平明显较大。对于沿着每个轴的每个电机，驱动较大的2轴框架所需的较大电机需要5w的功率水平。图6所示为一种有类似用途的2轴框架组件的示例，所述类似的框架组件支撑整个成像设备。
在一些实施方式中，成像设备的非光学单元非机械连接至所述装置。在一些实施方式中，光学单元和非光学单元电连接。在一些实施方式中，光学单元和非光学单元可相对于彼此运动。
如前所述，在一些实施方式中，成像设备的非光学单元非机械连接至成像设备的光学单元。通过采用多种可用的通信技术中的任何一种，本文所述的装置可在光学单元与非光学单元之间采用无线通信方式。这样的无线通信方式包括电磁远程通信，(即，无线电)，以及点对点或者单点对多点无线网络，或者备选地，光(例如：红外线)、磁场或电场。
在一些实施方式中，成像设备的光学单元进一步包括滤光器、位置传感器、存储介质、电池、变焦电机、电路、电源、处理器或外壳中的至少一种。在其他实施方式中，成像设备的光学单元进一步包括适于为光学单元提供稳定性的配重块。在其他实施方式中，所述配重块包括电池。
在一些实施方式中，非光学单元不包括镜头或光传感器。在其他实施方式中，成像设备的非光学单元包括位置传感器、存储介质、电池、电机、电路、电源、处理器或外壳中的至少一种。
在一些实施方式中，第一旋转轴和第二旋转轴中的至少一个对应于光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴。在其他实施方式中，框架组件进一步用于允许光学单元围绕第三旋转轴旋转。在一些实施方式中，第三旋转轴对应于光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴中的至少一个。
进一步地，在一些实施方式中，所述装置进一步包括一个或多个位置传感器，其中所述一个或多个位置传感器中的至少一个用于检测与光学单元相关联的状态信息。此外，所述装置进一步包括控制器，所述控制器根据与光学单元相关联的状态信息来生成一个或多个电机信号。在一些实施方式中，状态信息包括平移或旋转移动信息或者位置信息。
在其他实施方式中，所述位置传感器中的至少一个用于检测与非光学单元相关联的状态信息。
在进一步的实施方式中，所述一个或多个位置传感器中的至少一个用于测量至少与光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴相关联的移动。此外，所述一个或多个位置传感器中的至少一个包括惯性传感器。
在一些前述实施方式中，所述装置用于连接至可移动物体。此外，所述装置用于与所述非光学单元相比，更多地减少所述光学单元所经受的移动，所述移动是由所述可移动物体造成的。在一些实施方式中，用于为包括光学单元和非光学单元的成像设备的至少一部分增稳的装置为手持型的。
进一步地，在一些前述实施方式中，框架组件包括第一部分和第二部分，所述第一部分连接至并支撑光学单元，所述第二部分可围绕第一旋转轴相对于第一部分和光学单元移动。此外，框架组件可进一步包括第三部分，所述第三部分可围绕第二旋转轴相对于第二部分移动。
在所述装置的一些实施方式中，所述能量小于驱动整个成像设备装置整体地由框架组件所支撑时所需的能量。
在一些实施方式中，装置用于为包括光学单元和非光学单元的成像设备的至少一部分增稳，并且其中所述电机组件消耗的最小能量小于驱动支撑整个成像装置的框架组件所需的能量，所述能量小于当整个成像设备装置整体地由框架组件所支撑时驱动所述框架组件所需的能量。
如以上所建议，所述装置的至少一个实施方式包括用于支撑整个成像设备的框架组件，其中组件已被分隔开，并且被置于框架上的不同位置。例如，如图1中所示，非光学单元被置于基座107上，在Z轴框架之上，而光学单元则连接至X轴框架。在这样的配置中，非光学组件可完全与光学单元隔离开，从而允许框架组件的零件与Z平面上的较大电机和框架基座混合，以及在Z平面下方使用更小的框架组件配置，并随后使用消耗较少的能量的电机来驱动仅控制光学单元的移动的框架。所述示例仅作为许多可能的配置和现在有可能的子配置中的一个说明性示例。
本申请提供了成像设备，其包括光学单元309，所述光学单元309包括至少一镜头和光学耦合至所述镜头的一光传感器；以及电连接至光学单元的非光学单元(未示出)，其中如先前在图1中所示，所述光学单元可通过连接至所述光学单元的框架组件300的致动而相对于非光学单元移动。
在一些实施方式中，非光学单元非机械连接至框架组件。如图3中所示，图中示出带有光学组件309的代表性的3轴框架组件300，所述光学单元309连接至载体托架308中的框架的X轴302，然而，非光学单元则位于远离所述框架的某处。如前所述，图中示出非光学单元和光学单元处于无线通信设置。
如先前示例那样，示意性的框架具有带有位置传感器322的驱动电机310、312、320，以及至少一个控制器324，所述控制器324根据由传感器所生成的状态信息来生成用于驱动所述装置的框架组件的移动的一个或多个电机信号。
进一步地，如旋转符号α和β所示，对光学单元的移动加以控制的框架组件的部分具有在Z(航向)轴306与Y(横滚)轴304之间以旋转角(α)，以及以非直角旋转角(β)移动的自由度，由此产生与非光学单元分隔开的高度方向的净平移运动，不论非光学单元是连接至框架还是位于远处。
此外，图3和图4图示了一种用于通过相应地提供附加的旋转臂314、429、422和支撑臂延伸部315、441来交替平移移动和高度移动的方法，其进一步示出了能够在成像设备的光学单元与非光学单元之间进行的相对移动，并且所述旋转臂和支撑臂延伸部还提供了在框架本身内的更大的移动范围。
在一些实施方式中，光学单元进一步包括滤光器、位置传感器、存储介质、电池、变焦电机、电路、电源、处理器或外壳中的至少一种。在其他实施方式中，光学单元进一步包括适于为光学单元提供稳定性的配重块。在一些实施方式中，所述配重块包括电池。
在一些实施方式中，非光学单元不包括镜头或光传感器。在其他实施方式中，成像设备的非光学单元包括位置传感器、存储介质、电池、电机、电路、电源、处理器或外壳中的至少一种。
在成像设备的一些实施方式中，光学单元309可通过框架组件的致动而围绕第一旋转轴302和第二旋转轴304移动，并且光学单元可通过框架组件的致动而围绕第三旋转轴306移动。
在成像设备的其他实施方式中，光学单元可通过框架组件的致动而围绕第三旋转轴移动，并且所述第三旋转轴对应于光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴中的至少一个。
在成像设备的进一步实施方式中，与光学单元相关联的状态信息可由一个或多个位置传感器322来检测，并且控制器324使用关于所述与光学单元的状态信息来生成一个或多个电机信号，所述控制器324对框架组件的致动加以驱动。所述状态信息包括平移或旋转移动信息或者位置信息。此外，与非光学单元相关联的状态信息可由一个或多个位置传感器来检测。
在成像设备的进一步实施方式中，所述一个或多个位置传感器中的至少一个用于测量至少与光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴相关联的移动，并且所述一个或多个位置传感器中的至少一个包括惯性传感器。
在一些实施方式中，成像设备的框架组件连接至可移动物体。如图3和图4中所示，Z轴基座316上提供多个固定点318、418，作为将框架组件连接至可移动物体的可能的位置。
在成像设备的一些实施方式中，光学单元和非光学单元收容于同一外壳中。如图4中所示，小型化的成像设备459被容纳在载体托架431内，并且由第一驱动构件432以及一个或多个位置传感器422围绕第一轴来驱动。在其他实施方式中，光学单元和非光学单元未收容于同一外壳中。在这样的实施方式中，成像设备具有完全的多轴旋转及平移移动范围，且能围绕第一旋转轴429和第一驱动构件432的旋转轴旋转。此外，由第二驱动电机和位置传感器433、422来提供翻滚运动，并由控制器424来提供电机信号。最后，由第三驱动电机434和位置传感器422来提供航向移动，从而允许成像设备围绕延伸臂441和442旋转。
在成像设备459的其他实施方式中，光学单元和非光学单元都用于拍摄和存储图像。
如图5A中所示，提供了一种代表性的飞行器500，其包括机身510和用于为包括光学单元和非光学单元的附接至所述机身的成像设备增稳的装置，所述装置包括：具有安装构件525的框架组件520，所述框架组件可旋转地连接至成像设备540的光学单元，并且整体地支撑整个成像设备，其中框架组件用于允许成像设备围绕至少第一旋转轴501和第二旋转轴502旋转，光学单元包括至少一镜头521(未示出)和光学耦合至所述镜头的一光传感器523(未示出)；以及连接至框架组件的电机组件530，所述电机组件用于直接驱动框架组件，以便允许光学单元围绕至少第一旋转轴或第二旋转轴旋转。
可选地，如图5B和图5C中所示，所述设备连接至框架组件的第三电机组件536，所述电机组件用于直接驱动框架组件570，以便允许光学单元545围绕第三旋转轴503旋转。
本申请提供了一种飞行器，其包括机身和用于为包括光学单元和非光学单元的附接至所述机身的成像设备的至少一部分增稳的装置，所述光学单元和非光学单元构成整个成像设备，所述装置包括：框架组件，所述框架组件的体积比与支撑具有所述光学单元和所述非光学单元的整个成像设备所需的框架组件的体积小，其中框架组件用于支撑成像设备的光学单元，其中框架组件用于允许光学单元围绕至少第一旋转轴和第二旋转轴旋转，并且其中所述光学单元包括至少一镜头和光学耦合至所述镜头的一光传感器；以及连接至框架组件的电机组件，其中所述电机组件用于驱动框架组件，以便允许光学单元围绕至少第一旋转轴或第二旋转轴旋转。可选地，如图5B和图5C中所示，所述设备被配置有连接至框架组件的第三电机组件536，所述电机组件用于直接驱动框架组件570，以便允许光学单元545围绕第三旋转轴503旋转。
优选地，如图5B中所示，框架组件570用于支撑成像设备的光学单元545，而不整体地支撑整个成像设备540，其中框架组件用于允许光学单元围绕至少第一旋转轴501和第二旋转轴502旋转，以及可选地围绕第三旋转轴503旋转，所述光学单元包括至少一镜头521和光学耦合至所述镜头的一光学传感器523；以及连接至框架组件的电机组件532、534，所述电机组件用于直接驱动框架组件570，以便允许光学单元545围绕至少第一旋转轴501或第二旋转轴502旋转。另外，第三电机组件536连接至框架组件，以允许光学单元545围绕第三旋转轴503旋转。
本申请提供了一种飞行器，其包括机身和用于为包括光学单元和非光学单元的附接至所述机身的成像设备的至少一部分增稳的装置，所述光学单元和非光学单元构成整个成像设备，所述装置包括：支撑成像设备的光学单元的框架组件，其中所述框架组件用于允许光学单元围绕至少第一旋转轴和第二旋转轴旋转，并且其中所述光学单元包括至少一镜头和光学耦合至所述镜头的一光传感器；以及连接至框架组件的电机组件，其中所述电机组件用于驱动框架组件，以便允许光学单元围绕至少第一旋转轴或第二旋转轴旋转，并且其中所述电机组件消耗的最小能量小于驱动支撑整个成像装置的框架组件所需的能量。
在飞行器500的一些实施方式中，所述飞行器包括引擎555，所述引擎555用于驱动所述飞行器的移动。在一些实施方式中，引擎被配置在所述机身内。在一些实施方式中，引擎被配置成旋翼组件550的组件。
根据本发明的另一方面，用于为成像设备的至少一部分增稳的装置还包括诸如图5B中所示的减震器571。减震器可以设置在框架上，优选地放置在框架与移动载具之间、在安装表面上，以将成像装置，或者更重要地将光学单元与振动、震动、摇摆、颤动、抖动或颠簸移动相隔绝。
在一些实施方式中，飞行器是无人飞行器，其能够在无需飞行器的乘员的情况下进行受控飞行。
在一些实施方式中，飞行器包括一个或多个桨叶557，所述桨叶用于旋转以向无人飞行器提供升力。
在飞行器的一些实施方式中，非光学单元由机身所支撑，而不是由框架组件所支撑。如在先前例子中所示，并再次在图5B或图1B至图1E中所示，光学单元和非光学单元可以在物理上分隔开，并通过有绳(有线)110或无线通信手段101c进行通信。
本申请提供了用于为包括光学单元和非光学单元的成像设备的至少一部分增稳的方法，所述方法包括：如图1A和图5B中所示使用框架组件来支撑成像设备的光学单元而不整体地支撑整个成像设备，其中所述框架组件用于允许光学单元围绕至少第一旋转轴和第二旋转轴旋转，并且其中光学单元包括至少一镜头和光学耦合至所述镜头的一光传感器；以及使用连接至框架组件的电机组件来驱动框架组件，从而使得光学单元围绕至少第一旋转轴或第二旋转轴旋转。
在增稳方法的一些实施方式中，光学单元和非光学单元电连接起来。
在增稳方法的一些实施方式中，光学单元120、540进一步包括滤光器、位置传感器、存储介质105、电池104、变焦电机、电路103、电源、处理器或外壳中的至少一种。在所述方法的其他实施方式中，光学单元进一步包括适于为光学单元提供稳定性的配重块。在一些实施方式中，所述配重块包括电池。在进一步的实施方式中，电池用于为飞行器或成像设备的操作提供必需的能量。
在增稳方法的一些实施方式中，非光学单元108不包括镜头或光传感器。在增稳方法的其他实施方式中，非光学单元包括位置传感器、存储介质105、电源、电池104、电机、电路103、显示器、处理器或外壳109中的至少一种。
在增稳方法的其他实施方式中，第一旋转轴和第二旋转轴中的至少一个对应于光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴。在其他实施方式中，所述方法进一步包括使用电机组件来驱动框架组件，从而使得光学单元围绕第三旋转轴旋转。进一步地，在所述方法中，第三旋转轴对应于光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴中的至少一个。
在增稳方法的其他实施方式中，所述方法包括接收来自至少一个位置传感器的信号，所述信号用于指示非光学单元和/或光学单元的倾斜角，以便校正光学单元的倾斜角。在其他实施方式中，所述方法进一步包括比非光学单元所遭受的移动的量更多地减小光学单元所遭受的移动。在所述方法的一些实施方式中，所述移动包括振动、震动、摇摆、颤动、抖动或颠簸移动中的至少一种。
在增稳方法的任何前述实施方式中，所述方法进一步包括使用光学单元120和非光学单元108来拍摄和存储图像。
本申请提供了为包括光学单元和非光学单元的成像设备的至少一部分增稳的方法，所述光学单元和非光学单元构成整个成像设备，所述方法包括：使用框架组件来支撑成像设备的光学单元，与支撑具有所述光学单元和所述非光学单元的整个成像设备所需的框架组件的体积相比，所述框架组件的体积更小，其中所述框架组件用于允许光学单元围绕至少第一旋转轴和第二旋转轴旋转，并且其中所述光学单元包括至少一镜头和光学耦合至所述镜头的一光传感器；以及使用第一旋转轴或第二旋转轴旋转。
在增稳方法的一些实施方式中，光学单元和非光学单元电连接。
在增稳方法的一些实施方式中，光学单元进一步包括滤光器、位置传感器、存储介质、电池、变焦电机、电路、电源、处理器或外壳中的至少一种。在所述方法的其他实施方式中，光学单元进一步包括适于为光学单元提供稳定性的配重块。在一些实施方式中，所述配重块包括电池104。在进一步的实施方式中，电池用于提供飞行器或成像设备的操作所必需的能量。
在增稳方法的一些实施方式中，非光学单元108不包括镜头或光传感器。在增稳方法的其他实施方式中，非光学单元包括位置传感器、存储介质、电源、电池、电机、电路、显示器、处理器或外壳中的至少一种。
在增稳方法的其他实施方式中，第一旋转轴和第二旋转轴中的至少一个对应于光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴。在其他实施方式中，所述方法进一步包括使用电机组件来驱动框架组件，从而使得光学单元围绕第三旋转轴旋转。进一步地，在所述方法中，第三旋转轴对应于光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴中的至少一个。
在增稳方法的其他实施方式中，所述方法包括接收来自至少一个位置传感器的信号，所述信号用于指示非光学单元和/或光学单元的倾斜角，以便校正光学单元的倾斜角。在其他实施方式中，所述方法进一步包括比非光学单元所遭受的移动的量更多地减少光学单元所遭受的移动。在所述方法的一些实施方式中，所述移动包括振动、震动、摇摆、颤动、抖动或颠簸移动中的至少一种。
在增稳方法的任何前述实施方式中，所述方法进一步包括使用光学单元和非光学单元来拍摄和存储图像。
本申请提供了为包括光学单元和非光学单元的成像设备的至少一部分增稳的方法，所述方法包括：使用框架组件来支撑成像设备的光学单元，其中所述框架组件用于允许光学单元围绕至少第一旋转轴和第二旋转轴旋转，并且其中所述光学单元包括至少一镜头和光学耦合至所述镜头的一光传感器；以及使用连接至框架组件的电机组件来驱动框架组件，所述电机组件消耗的最小能量小于驱动支撑整个成像装置的框架组件所需的能量，从而使得光学单元围绕至少第一旋转轴或第二旋转轴旋转。
在增稳方法的一些实施方式中，光学单元和非光学单元电连接。
在增稳方法的一些实施方式中，光学单元进一步包括滤光器、位置传感器、存储介质、电池、变焦电机、电路、电源、处理器或外壳中的至少一种。在所述方法的其他实施方式中，光学单元进一步包括适于为光学单元提供稳定性的配重块。在一些实施方式中，所述配重块包括电池。根据本发明的又一方面，电池用于提供飞行器或成像设备的操作所必需的能量。
在增稳方法的一些实施方式中，非光学单元不包括镜头或光传感器。在增稳方法的其他实施方式中，非光学单元包括位置传感器、存储介质、电源、电池、电机、电路、显示器、处理器或外壳中的至少一种。
在增稳方法的其他实施方式中，第一旋转轴和第二旋转轴中的至少一个对应于光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴。在其他实施方式中，所述方法进一步包括使用电机组件来驱动框架组件，从而使得光学单元围绕第三旋转轴旋转。进一步地，在所述方法中，第三旋转轴对应于光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴中的至少一个。
在增稳方法的其他实施方式中，所述方法包括接收来自至少一个位置传感器的信号，所述信号用于指示非光学单元和/或光学单元的倾斜角，以便校正光学单元的倾斜角。在其他实施方式中，所述方法进一步包括比非光学单元所遭受的移动的量更多地减少光学单元所遭受的移动。在所述方法的一些实施方式中，所述移动包括振动、震动、摇摆、颤动、抖动或颠簸移动中的至少一种。
在增稳方法的任何前述实施方式中，所述方法进一步包括同时使用光学单元和非光学单元来拍摄和存储图像。
本申请提供了为成像设备的至少一部分增稳的方法，所述方法包括：提供光学单元，其包括至少一镜头和光学耦合至所述镜头的一光传感器；将非光学单元电连接至光学单元；以及通过连接至所述光学单元的框架组件的促动而相对于非光学单元移动光学单元。
在稳定方法的一些实施方式中，光学单元进一步包括滤光器、位置传感器、存储介质、电池、变焦电机、电路、电源、处理器或外壳中的至少一种。在所述方法的其他实施方式中，光学单元进一步包括适于为光学单元提供稳定性的配重块。在一些实施方式中，所述配重块包括电池。在进一步的实施方式中，电池用于提供飞行器或成像设备的操作所必需的能量。
在增稳方法的一些实施方式中，非光学单元不包括镜头或光传感器。在增稳方法的其他实施方式中，非光学单元包括位置传感器、存储介质、电源、电池、电机、电路、显示器、处理器或外壳中的至少一种。
在增稳方法的其他实施方式中，第一旋转轴和第二旋转轴中的至少一个对应于光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴。在其他实施方式中，所述方法进一步包括使用电机组件来驱动框架组件，从而使得光学单元围绕第三旋转轴旋转。进一步地，在所述方法中，第三旋转轴对应于光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴中的至少一个。
在增稳方法的其他实施方式中，所述方法包括接收来自至少一个位置传感器的信号，所述信号用于指示非光学单元和/或光学单元的倾斜角，以便校正光学单元的倾斜角。在其他实施方式中，所述方法进一步包括与非光学单元相比，更多地减少光学单元所经受的移动。在所述方法的一些实施方式中，所述移动包括振动、震动、摇摆、颤动、抖动或颠簸移动中的至少一种。
在增稳方法的任何前述实施方式中，所述方法进一步包括同时使用光学单元和非光学单元来拍摄和存储图像。
本发明提供了一种飞行器，其包括机身和连接至所述机身的框架组件，其中所述框架组件包括与之附接的电池，并且所述框架组件用于保持和为具有光学单元的成像设备增稳，并且其中电池在与成像设备的位置分隔开的位置上附接至所述组件，并且其中电池用于为飞行器或成像设备的操作提供能量。
在一些实施方式中，电池用于为飞行器的操作提供能量。在一些实施方式中，电池为配重块，所述配重块向所述成像设备的所述光学单元提供稳定性。
虽然本申请已经示出和描述了本发明的优选实施方式，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施方式只是以示例的方式提供的。本领域技术人员可在不偏离本发明的情况下想到许多更改、改变和替代。应当理解，在实践本发明的过程中可以采用对本文所描述的本发明实施方式的各种替代方案。以下权利要求旨在限定本发明的范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的方法和结构及其等效替换。

Claims (53)

1.一种为包括光学单元和非光学单元的成像装置的至少一部分增稳的设备，所述光学单元和所述非光学单元构成整个所述成像装置，所述设备包括：
框架组件，其支撑所述成像装置的所述光学单元，而不整体地支撑整个所述成像装置，其中所述框架组件用于允许所述光学单元围绕至少第一旋转轴和第二旋转轴旋转，其中所述光学单元包括至少一镜头和一光学耦合至所述镜头的光传感器；以及
电机组件，连接至所述框架组件，其中，所述电机组件用于驱动所述框架组件，以允许所述光学单元围绕至少所述第一旋转轴或所述第二旋转轴旋转；
其中，所述框架组件进一步用于允许所述光学单元围绕第三旋转轴旋转。
2.一种为包括光学单元和非光学单元的成像装置的至少一部分增稳的设备，所述光学单元和所述非光学单元构成整个所述成像装置，所述设备包括：
框架组件，与支撑具有所述光学单元和所述非光学单元的整个所述成像装置所需的框架组件的体积相比，所述框架组件的体积更小，其中所述框架组件用于支撑所述成像装置的所述光学单元，其中，所述框架组件用于允许所述光学单元围绕至少第一旋转轴和第二旋转轴旋转，所述光学单元包括至少一镜头和一光学耦合至所述镜头的光传感器；以及
电机组件，连接至所述框架组件，其中所述电机组件用于驱动所述框架组件，以允许所述光学单元围绕至少所述第一旋转轴或所述第二旋转轴旋转；
其中，所述框架组件进一步用于允许所述光学单元围绕第三旋转轴旋转。
3.一种为包括光学单元和非光学单元的成像装置的至少一部分增稳的设备，所述光学单元和所述非光学单元构成整个所述成像装置，所述设备包括：
框架组件，其支撑所述成像装置的所述光学单元，其中，所述框架组件用于允许所述光学单元围绕至少第一旋转轴和第二旋转轴旋转，其中所述光学单元包括至少一镜头和一光学耦合至所述镜头的光传感器；以及
电机组件，其连接至所述框架组件，其中所述电机组件用于驱动所述框架组件，以便允许所述光学单元围绕至少所述第一旋转轴或所述第二旋转轴旋转，其中所述电机组件消耗的最小能量小于驱动支撑整个成像装置的框架组件所需的能量；
其中，所述框架组件进一步用于允许所述光学单元围绕第三旋转轴旋转。
4.一种飞行器，包括：
机身；以及
如权利要求1、2或3的设备，其连接至所述机身。
5.一种为包括光学单元和非光学单元的成像装置的至少一部分增稳的方法，所述光学单元和所述非光学单元构成整个所述成像装置，所述方法包括：
使用框架组件来支撑所述成像装置的所述光学单元，而不整体地支撑整个所述成像装置，其中，所述框架组件用于允许所述光学单元围绕至少第一旋转轴和第二旋转轴旋转，其中所述光学单元包括至少一镜头和一光学耦合至所述镜头的光传感器；
使用连接至所述框架组件的电机组件来驱动所述框架组件，从而使得所述光学单元围绕至少所述第一旋转轴或所述第二旋转轴旋转；以及
所述方法还进一步包括使用所述电机组件来驱动所述框架组件，从而使得所述光学单元围绕第三旋转轴旋转。
6.一种为包括光学单元和非光学单元的成像装置的至少一部分增稳的方法，所述方法包括：
使用框架组件来支撑所述成像装置的所述光学单元，与支撑具有所述光学单元和所述非光学单元的整个成像装置所需的框架组件的体积相比，所述框架组件的体积更小，其中，所述框架组件用于允许所述光学单元围绕至少第一旋转轴和第二旋转轴旋转，其中所述光学单元包括至少一镜头和一光学耦合至所述镜头的光传感器；以及
使用电机组件来驱动所述框架组件，使所述光学单元围绕至少所述第一旋转轴或所述第二旋转轴旋转，其中所述电机组件连接至所述框架组件；以及
所述方法还进一步包括使用所述电机组件来驱动所述框架组件，从而使得所述光学单元围绕第三旋转轴旋转。
7.一种为包括光学单元和非光学单元的成像装置的至少一部分增稳的方法，所述方法包括：
使用框架组件来支撑所述成像装置的所述光学单元，其中所述框架组件用于允许所述光学单元围绕至少第一旋转轴和第二旋转轴旋转，并且其中所述光学单元包括至少一镜头和一光学耦合至所述镜头的光传感器；以及
使用电机组件来驱动所述框架组件，所述电机组件连接至所述框架组件，所述电机组件消耗的最小能量小于驱动支撑整个成像装置的框架组件所需的能量，使所述光学单元围绕至少所述第一旋转轴或所述第二旋转轴旋转；以及
所述方法还进一步包括使用所述电机组件来驱动所述框架组件，从而使得所述光学单元围绕第三旋转轴旋转。
8.根据权利要求1、2或3所述的设备，其特征在于，所述成像装置的所述非光学单元非机械连接至所述设备。
9.根据权利要求1、2或3所述的设备，其特征在于，所述光学单元和所述非光学单元电性连接。
10.根据权利要求1、2或3所述的设备，其特征在于，所述光学单元和所述非光学单元可相对于彼此移动。
11.根据权利要求1、2或3所述的设备，其特征在于，所述成像装置的所述光学单元进一步包括滤光器、位置传感器、存储介质、电池、变焦电机、电路、电源、处理器或外壳中的至少一种。
12.根据权利要求1、2或3所述的设备，其特征在于，所述成像装置的所述光学单元进一步包括一配重块，适于为所述光学单元提供稳定性。
13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述配重块包括电池。
14.根据权利要求1、2或3所述的设备，其特征在于，所述非光学单元不包括镜头或光传感器。
15.根据权利要求1、2或3所述的设备，其特征在于，所述成像装置的所述非光学单元包括位置传感器、存储介质、电池、电机、电路、电源、处理器或外壳中的至少一种。
16.根据权利要求1、2或3所述的设备，其特征在于，所述第一旋转轴和所述第二旋转轴中的至少一个对应于所述光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴。
17.根据权利要求1、2或3所述的设备，其特征在于，所述第三旋转轴对应于所述光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴中的至少一个。
18.根据权利要求1、2或3所述的设备，其特征在于，所述设备进一步包括一个或多个位置传感器，其中所述一个或多个位置传感器中的至少一个用于检测与所述光学单元相关联的状态信息。
19.根据权利要求18所述的设备，其特征在于，还进一步包括：控制器，所述控制器用于根据与所述光学单元相关联的所述状态信息生成一个或多个电机信号。
20.根据权利要求18所述的设备，其特征在于，所述状态信息包括平移或旋转移动信息或者位置信息。
21.根据权利要求18所述的设备，其特征在于，所述位置传感器中的至少一个用于检测与所述非光学单元相关联的状态信息。
22.根据权利要求18所述的设备，其特征在于，所述一个或多个位置传感器中的至少一个用于测量与所述光学单元的至少一俯仰轴、横滚轴或航向轴相关联的移动。
23.根据权利要求18所述的设备，其特征在于，所述一个或多个位置传感器中的至少一个包括惯性传感器。
24.根据权利要求1、2或3所述的设备，其特征在于，所述设备用于连接至可移动物体。
25.根据权利要求24所述的设备，其特征在于，所述设备用于：与所述非光学单元相比，更多地减少所述光学单元所经受的移动，所述移动是由所述可移动物体造成的。
26.根据权利要求1、2或3所述的设备，其特征在于，所述框架组件包括第一部分和第二部分，所述第一部分连接至并支撑所述光学单元，所述第二部分可围绕所述第一旋转轴相对于所述第一部分和所述光学单元移动。
27.根据权利要求26所述的设备，其特征在于，所述框架组件进一步包括第三部分，所述第三部分可围绕所述第二旋转轴相对于所述第二部分移动。
28.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，与用于驱动支撑整个成像装置的框架组件所需的能量相比，所述能量更小。
29.根据权利要求4所述的飞行器，其特征在于，还进一步包括引擎，所述引擎用于驱动所述飞行器的移动。
30.根据权利要求29所述的飞行器，其特征在于，所述引擎被容纳在所述机身内。
31.根据权利要求4所述的飞行器，其特征在于，还进一步包括一个或多个桨叶，所述桨叶用于旋转以向无人飞行器提供升力。
32.根据权利要求4所述的飞行器，其特征在于，所述飞行器是一无人飞行器，所述无人飞行器能够在无需所述飞行器的乘员的情况下进行受控飞行。
33.根据权利要求4所述的飞行器，其特征在于，所述非光学单元由所述机身支撑，而不是由所述框架组件支撑。
34.根据权利要求5、6或7所述的方法，其特征在于，还进一步包括将所述光学单元与所述非光学单元彼此电性连接。
35.根据权利要求5、6或7所述的方法，其特征在于，还进一步包括允许所述光学单元与所述非光学单元彼此无线通信。
36.根据权利要求5、6或7所述的方法，其特征在于，所述光学单元进一步包括滤光器、位置传感器、存储介质、电池、变焦电机、电路、电源、处理器或外壳中的至少一种。
37.根据权利要求5、6或7所述的方法，其特征在于，所述光学单元进一步包括适于为所述光学单元提供稳定性的配重块。
38.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，所述配重块包括电池。
39.根据权利要求38所述的方法，其特征在于，所述电池用于提供飞行器或所述成像装置的操作所必需的电力。
40.根据权利要求5、6或7所述的方法，其特征在于，所述非光学单元不包括镜头或光传感器。
41.根据权利要求5、6或7所述的方法，其特征在于，所述非光学单元包括位置传感器、存储介质、电源、电池、电机、电路、显示器、处理器或外壳中的至少一种。
42.根据权利要求5、6或7所述的方法，其特征在于，所述第一旋转轴和所述第二旋转轴中的至少一个对应于所述光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴。
43.根据权利要求42所述的方法，其特征在于，所述第三旋转轴对应于所述光学单元的俯仰轴、横滚轴或航向轴中的至少一个。
44.根据权利要求5、6或7所述的方法，其特征在于，还进一步包括接收来自至少一个位置传感器的信号，所述信号用于指示所述非光学单元及/或所述光学单元的倾斜角，以便校正所述光学单元的倾斜角。
45.根据权利要求5、6或7所述的方法，其特征在于，还进一步包括与所述非光学单元相比，更多地减少所述光学单元所经受的移动。
46.根据权利要求45所述的方法，其特征在于，移动包括振动、震动、摇摆、颤动、抖动或颠簸移动中的至少一种。
47.根据权利要求5、6或7所述的方法，其特征在于，还进一步包括使用所述光学单元和所述非光学单元两者来拍摄和存储图像。
48.根据权利要求1、2或3所述的设备，其特征在于，所述用于为包括光学单元和非光学单元的成像装置增稳的设备为手持型的。
49.根据权利要求1、2或3所述的设备，其特征在于，所述成像装置的所述非光学单元不与所述成像装置的光学单元机械连接。
50.根据权利要求49所述的设备，其特征在于，所述光学单元与所述非光学单元彼此无线通信。
51.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述框架组件的体积不大于支撑整个成像装置所需的框架组件的体积的一半。
52.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，由所述电机组件所消耗的能量的量不大于驱动支撑整个成像装置的框架组件所需的能量的一半。
53.根据权利要求25所述的设备，其特征在于，移动包括振动、震动、摇摆、颤动、抖动或颠簸移动中的至少一种。
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