相机防抖技术的专利分析

李 晶，李婉怡，卢 浩

（国家知识产权局 专利审查协作北京中心，北京 100190）

责任编辑:许 盈

相机在人们生活中的应用越来越广泛，随着数码相机以及相关技术的不断发展，人们可以轻易拍摄出高质量、高分辨率且画面稳定的照片[1]，而防抖技术是近年内进步最快的辅助技术之一。实际上所谓的防抖并不是真正意义上的“防”，而是靠特殊的结构或处理减小摄影者手的抖动带来的照片不清晰,相机的防抖功能是相机必不可少的功能之一。

1 防抖技术介绍

通常在较暗的环境中或者在使用焦距较长的镜头时，由于快门速度不够快，从按下快门开始到快门关闭的时间段内，摄影者手的抖动会导致相机自身发生移动，从而导致照片不清晰，也就是所谓的“抖”。为了减弱甚至消除这种抖动，各大厂商纷纷推出“防抖”技术。一般来说，防抖技术主要分成光学防抖和电子防抖。所谓光学防抖是依靠特殊的镜头或者CCD感光元件的结构最大程度地降低操作者在拍摄过程中由于手的抖动造成的照片模糊。所谓电子防抖主要是对拍摄的图像进行分析，利用软件对图像进行处理，在画质和画面抖动之间取一个平衡点，因为是通过软件实现，因此电子防抖的成本比较低。目前，在中国的专利申请中，上述两种相机防抖的方法都有所涉及，专利申请的侧重点也是多种多样的。

2 相机防抖技术的专利分析

2.1 样本构成

本文的专利数据库采用中国专利文摘数据库CNABS，该数据库收录了1985年至今中国所有的中国专利著录项目、摘要和摘要附图，中国专利的英文著录项目和文摘数据，收录到SIPOABS库和DWPI库中的中国著录项目、摘要以及分类信息，CPDI库中引文信息，SIPOCT库中引文信息，DWPI库中引文信息等。该数据库数据覆盖全面、数据格式规范、数据质量高。主要采用关键词对相机防抖技术进行检索，选用了相机、摄像机、防抖、防颤、防震、防手震、防振、防手振、防晃、增稳、稳定、模糊、补偿等关键词。需要说明的是，本文统计分析的专利公开日截至2012年6月。

2.2 专利总体分析

采用上述关键词进行检索，在CNABS中共获得已公开的专利申请370件，其中涉及相机防抖技术的专利申请共221件（含同族专利），本文主要针对上述221件专利申请进行统计分析。

2.2.1 实用新型与发明的分析

在221件专利申请中，发明专利申请207件，实用新型专利申请14件。图1示出了上述专利申请类型分布示意图。从图1中可以看出，在相机防抖技术的专利申请中，绝大部分为技术水平以及创新水平更高的发明专利申请，并且相当一部分的发明专利申请同时在其他国家进行了申请，拥有同族专利。

2.2.2 申请人国别分析

图2示出了第1申请人国别分布示意图。在这221件专利申请中，日本申请130件，占总申请量的58%；中国大陆51件，占总申请量的23%；台湾21件，占总申请量的10%；韩国10件，占总申请量的5%；其他国家9件，占总申请量的4%。可以看出，在相机防抖领域，日本占据绝对的领先地位，中国大陆的申请量处于第2的位置。

2.2.3 主要申请人分析

主要申请人分析如下：

1）日本的主要申请人

图3示出了申请量为10件以上的日本主要申请人的专利申请情况，由图3可以看出，三洋、佳能、奥林巴斯、宾得、松下以及索尼的申请量都为10件以上，而上述公司也是世界著名的摄影相机厂商，可见日本拥有一批世界知名公司，其在相机防抖领域的地位不可动摇，同时也从侧面反映了日本在摄像领域依然处于世界领先地位。

2）中国大陆主要申请人

在中国大陆的51件申请中，申请人相对比较分散，申请人涉及高校、科研院所、个人以及公司。其中鸿富锦精密工业（深圳）有限公司的申请量在中国申请中最多，共有17件，其多与台湾鸿海精密工业股份有限公司作为共同申请人，实际上前者就是后者的子公司。可见，中国大陆在相机防抖技术方面还缺少领军公司。

3）台湾主要申请人

图2所示台湾申请21件，占总申请量的10%，名列申请总量的第3位。如果将第二申请人的鸿海精密工业股份有限公司的申请量计入，台湾申请在申请总量中也占有一席之地。其中，台湾申请中华晶科技股份有限公司的申请量达到了9件，居首位。

2.2.4 申请时间的分析

由图4可以看出，2005年以前的专利申请量每年都稳定在10件以下，而2000年以前一共只有7件申请，2005年专利申请量有一个突然提升，此后直至2009年专利申请量都保持在20件以上，2010年和2011年的申请量回落到10件以上。可见，2005年至2009年相机防抖技术达到了发展的高峰。

2005年，连续两年位居数码单反销售首位的佳能首次被尼康超过[2]，由此拉开了佳能与尼康的数码单反相机大战，同时，索尼、松下、三星、宾得、奥林巴斯纷纷跟进，这也是从2005年至2009年作为数码相机重要技术之一的相机防抖技术迅猛发展的根源。大约从2005年底开始，为了减少拍摄者的手抖动造成相片画面模糊，在消费级数码相机中增加防抖功能成为市场的热门话题[3]，因此相机防抖技术的发展反映在专利领域就体现为专利申请的数量在2005年形成一个高峰。

2.3 基于相机防抖不同技术的分析

在221件专利申请中，按照同族分类共有171件专利（同族申请按照一件计算）。在171件专利中有关电子防抖的专利申请40件，有关光学防抖的专利申请131件，如图5所示。可见，相机防抖技术中光学防抖占据大多数，特别是在日本的专利申请中绝大部分是光学防抖技术，是从相机本身结构的优化进而得到拍摄图像质量的改进，技术含量较高，而中国大陆的申请多集中在电子防抖技术。

光学防抖又分为两种，一种是通过镜头组的移动实现防抖，另一种是通过CCD的移动实现防抖。下面举两个例子说明这两种防抖技术。

CN101124504A是松下电器产业株式会社于2006年提交的申请，该申请提供一种变焦透镜系统、成像设备和拍摄设备，其可通过在垂直于光轴的方向上移动第三透镜单元对由于手动模糊、颤动或类似原因所引起的图像模糊进行补偿。

CN101206381A是华晶科技股份有限公司于2006年提交的申请，该申请提供一种光学取像结构，其利用相互垂直的3个轴向致动器针对空间中每一个方向的震动作补偿，框架通过3个轴向致动器于轴向移动感光元件，使感光元件随光轴变化而位移，从而清晰成像。

电子防抖不需要机械部件的辅助，完全依靠数字处理技术实现防抖功能。电子防抖也可以分成两种，一种是对取得的图像进行分析，通过像素补偿或者其他方式的运算实现防抖，另一种是通过提高相机感光度进行防抖。下面举两个例子说明电子防抖技术。

CN101246250A是北京思比科微电子技术有限公司于2008年提交的申请，该申请提供一种防抖动调焦方法和系统，包括对图像进行运动估计，当运动估计值在补偿范围内时对所述图像进行抖动补偿，得到补偿后的图像；对所述补偿后的图像划分中心以及四周的调焦区域，对各调焦区域的图像进行清晰度值计算；根据计算得到的各调焦区域的图像清晰度值，利用整体清晰度评价函数计算所述补偿后图像的整体清晰度值，并输出清晰度值计算结果。能够实现通过调焦系统调焦，且在调焦过程中减少模组抖动对固定焦距的影响，从而提高摄像模组的清晰度水平。

CN101241294A是亚洲光学股份有限公司于2007年提交的申请，该申请提供一种摄像控制方法及其装置，根据影像摄取单元取得自动受光的环境数据计算出初始快门曝光时间与初始感光度，再依据特定模式进行判断，于特定模式下，如初始快门曝光时间小于等于预设的特定时间，则依据初始快门曝光时间与初始感光度摄取影像，假如初始快门曝光时间大于预设的特定时间，则依据预设的特定规则以最终快门曝光时间与最终感光度摄取影像。该摄像控制方法，可依所处的环境随时修正快门曝光时间与感光度，在快门曝光时间缩短的前提下，减小摄像期间的振动干扰。

3 小结

通过上述分析可以看出，目前在中国申请的涉及相机防抖技术的专利申请呈现出以下特征：

1）目前处于一个相对稳定的趋势。随着数码相机发展的平稳，作为其重要技术之一的相机防抖技术也趋于一个平稳的发展趋势。

2）日本在相机防抖技术上处于领先地位。日本拥有多个世界知名相机公司，例如佳能、奥林巴斯、松下等，与其他公司相比，这些公司无论在专利申请的数量还是专利申请的质量上都具有绝对的优势。中国大陆以及台湾的发明专利申请多集中在电子防抖技术，且专利申请人比较分散，缺乏在相机防抖领域能够起到领袖作用的公司，且实用新型专利申请人多为中国大陆以及台湾公司。

3）光学防抖依然处于防抖技术的主体，光学防抖是真正意义上的防抖，防抖效果好。而电子防抖虽然造价低，实现容易，但效果不如光学防抖显著。而世界上著名相机公司所采取的相机防抖技术目前依然以光学防抖为主流。

[1]贾志科,崔慧娟,唐昆.彩色数字照相机的设计[J].电视技术，2000，24（11）：15-17.

[2]胡军.数码单反相机进入普及时代[N].中国消费者报，2008-12-31（B02）.

[3]刘祥华.数码相机防抖技术一览[N].电子报，2007-5-6（5）.