相機防抖技術的專利分析

李 晶，李婉怡，盧 浩

（國家知識產權局 專利審查協作北京中心，北京 100190）

責任編輯:許 盈

相機在人們生活中的應用越來越廣泛，隨著數碼相機以及相關技術的不斷發展，人們可以輕易拍攝出高質量、高分辨率且畫面穩定的照片[1]，而防抖技術是近年內進步最快的輔助技術之一。實際上所謂的防抖并不是真正意義上的“防”，而是靠特殊的結構或處理減小攝影者手的抖動帶來的照片不清晰,相機的防抖功能是相機必不可少的功能之一。

1 防抖技術介紹

通常在較暗的環境中或者在使用焦距較長的鏡頭時，由于快門速度不夠快，從按下快門開始到快門關閉的時間段內，攝影者手的抖動會導致相機自身發生移動，從而導致照片不清晰，也就是所謂的“抖”。為了減弱甚至消除這種抖動，各大廠商紛紛推出“防抖”技術。一般來說，防抖技術主要分成光學防抖和電子防抖。所謂光學防抖是依靠特殊的鏡頭或者CCD感光元件的結構最大程度地降低操作者在拍攝過程中由于手的抖動造成的照片模糊。所謂電子防抖主要是對拍攝的圖像進行分析，利用軟件對圖像進行處理，在畫質和畫面抖動之間取一個平衡點，因為是通過軟件實現，因此電子防抖的成本比較低。目前，在中國的專利申請中，上述兩種相機防抖的方法都有所涉及，專利申請的側重點也是多種多樣的。

2 相機防抖技術的專利分析

2.1 樣本構成

本文的專利數據庫采用中國專利文摘數據庫CNABS，該數據庫收錄了1985年至今中國所有的中國專利著錄項目、摘要和摘要附圖，中國專利的英文著錄項目和文摘數據，收錄到SIPOABS庫和DWPI庫中的中國著錄項目、摘要以及分類信息，CPDI庫中引文信息，SIPOCT庫中引文信息，DWPI庫中引文信息等。該數據庫數據覆蓋全面、數據格式規范、數據質量高。主要采用關鍵詞對相機防抖技術進行檢索，選用了相機、攝像機、防抖、防顫、防震、防手震、防振、防手振、防晃、增穩、穩定、模糊、補償等關鍵詞。需要說明的是，本文統計分析的專利公開日截至2012年6月。

2.2 專利總體分析

采用上述關鍵詞進行檢索，在CNABS中共獲得已公開的專利申請370件，其中涉及相機防抖技術的專利申請共221件（含同族專利），本文主要針對上述221件專利申請進行統計分析。

2.2.1 實用新型與發明的分析

在221件專利申請中，發明專利申請207件，實用新型專利申請14件。圖1示出了上述專利申請類型分布示意圖。從圖1中可以看出，在相機防抖技術的專利申請中，絕大部分為技術水平以及創新水平更高的發明專利申請，并且相當一部分的發明專利申請同時在其他國家進行了申請，擁有同族專利。

2.2.2 申請人國別分析

圖2示出了第1申請人國別分布示意圖。在這221件專利申請中，日本申請130件，占總申請量的58%；中國大陸51件，占總申請量的23%；臺灣21件，占總申請量的10%；韓國10件，占總申請量的5%；其他國家9件，占總申請量的4%。可以看出，在相機防抖領域，日本占據絕對的領先地位，中國大陸的申請量處于第2的位置。

2.2.3 主要申請人分析

主要申請人分析如下：

1）日本的主要申請人

圖3示出了申請量為10件以上的日本主要申請人的專利申請情況，由圖3可以看出，三洋、佳能、奧林巴斯、賓得、松下以及索尼的申請量都為10件以上，而上述公司也是世界著名的攝影相機廠商，可見日本擁有一批世界知名公司，其在相機防抖領域的地位不可動搖，同時也從側面反映了日本在攝像領域依然處于世界領先地位。

2）中國大陸主要申請人

在中國大陸的51件申請中，申請人相對比較分散，申請人涉及高校、科研院所、個人以及公司。其中鴻富錦精密工業（深圳）有限公司的申請量在中國申請中最多，共有17件，其多與臺灣鴻海精密工業股份有限公司作為共同申請人，實際上前者就是后者的子公司?？梢姡袊箨懺谙鄼C防抖技術方面還缺少領軍公司。

3）臺灣主要申請人

圖2所示臺灣申請21件，占總申請量的10%，名列申請總量的第3位。如果將第二申請人的鴻海精密工業股份有限公司的申請量計入，臺灣申請在申請總量中也占有一席之地。其中，臺灣申請中華晶科技股份有限公司的申請量達到了9件，居首位。

2.2.4 申請時間的分析

由圖4可以看出，2005年以前的專利申請量每年都穩定在10件以下，而2000年以前一共只有7件申請，2005年專利申請量有一個突然提升，此后直至2009年專利申請量都保持在20件以上，2010年和2011年的申請量回落到10件以上。可見，2005年至2009年相機防抖技術達到了發展的高峰。

2005年，連續兩年位居數碼單反銷售首位的佳能首次被尼康超過[2]，由此拉開了佳能與尼康的數碼單反相機大戰，同時，索尼、松下、三星、賓得、奧林巴斯紛紛跟進，這也是從2005年至2009年作為數碼相機重要技術之一的相機防抖技術迅猛發展的根源。大約從2005年底開始，為了減少拍攝者的手抖動造成相片畫面模糊，在消費級數碼相機中增加防抖功能成為市場的熱門話題[3]，因此相機防抖技術的發展反映在專利領域就體現為專利申請的數量在2005年形成一個高峰。

2.3 基于相機防抖不同技術的分析

在221件專利申請中，按照同族分類共有171件專利（同族申請按照一件計算）。在171件專利中有關電子防抖的專利申請40件，有關光學防抖的專利申請131件，如圖5所示?？梢?，相機防抖技術中光學防抖占據大多數，特別是在日本的專利申請中絕大部分是光學防抖技術，是從相機本身結構的優化進而得到拍攝圖像質量的改進，技術含量較高，而中國大陸的申請多集中在電子防抖技術。

光學防抖又分為兩種，一種是通過鏡頭組的移動實現防抖，另一種是通過CCD的移動實現防抖。下面舉兩個例子說明這兩種防抖技術。

CN101124504A是松下電器產業株式會社于2006年提交的申請，該申請提供一種變焦透鏡系統、成像設備和拍攝設備，其可通過在垂直于光軸的方向上移動第三透鏡單元對由于手動模糊、顫動或類似原因所引起的圖像模糊進行補償。

CN101206381A是華晶科技股份有限公司于2006年提交的申請，該申請提供一種光學取像結構，其利用相互垂直的3個軸向致動器針對空間中每一個方向的震動作補償，框架通過3個軸向致動器于軸向移動感光元件，使感光元件隨光軸變化而位移，從而清晰成像。

電子防抖不需要機械部件的輔助，完全依靠數字處理技術實現防抖功能。電子防抖也可以分成兩種，一種是對取得的圖像進行分析，通過像素補償或者其他方式的運算實現防抖，另一種是通過提高相機感光度進行防抖。下面舉兩個例子說明電子防抖技術。

CN101246250A是北京思比科微電子技術有限公司于2008年提交的申請，該申請提供一種防抖動調焦方法和系統，包括對圖像進行運動估計，當運動估計值在補償范圍內時對所述圖像進行抖動補償，得到補償后的圖像；對所述補償后的圖像劃分中心以及四周的調焦區域，對各調焦區域的圖像進行清晰度值計算；根據計算得到的各調焦區域的圖像清晰度值，利用整體清晰度評價函數計算所述補償后圖像的整體清晰度值，并輸出清晰度值計算結果。能夠實現通過調焦系統調焦，且在調焦過程中減少模組抖動對固定焦距的影響，從而提高攝像模組的清晰度水平。

CN101241294A是亞洲光學股份有限公司于2007年提交的申請，該申請提供一種攝像控制方法及其裝置，根據影像攝取單元取得自動受光的環境數據計算出初始快門曝光時間與初始感光度，再依據特定模式進行判斷，于特定模式下，如初始快門曝光時間小于等于預設的特定時間，則依據初始快門曝光時間與初始感光度攝取影像，假如初始快門曝光時間大于預設的特定時間，則依據預設的特定規則以最終快門曝光時間與最終感光度攝取影像。該攝像控制方法，可依所處的環境隨時修正快門曝光時間與感光度，在快門曝光時間縮短的前提下，減小攝像期間的振動干擾。

3 小結

通過上述分析可以看出，目前在中國申請的涉及相機防抖技術的專利申請呈現出以下特征：

1）目前處于一個相對穩定的趨勢。隨著數碼相機發展的平穩，作為其重要技術之一的相機防抖技術也趨于一個平穩的發展趨勢。

2）日本在相機防抖技術上處于領先地位。日本擁有多個世界知名相機公司，例如佳能、奧林巴斯、松下等，與其他公司相比，這些公司無論在專利申請的數量還是專利申請的質量上都具有絕對的優勢。中國大陸以及臺灣的發明專利申請多集中在電子防抖技術，且專利申請人比較分散，缺乏在相機防抖領域能夠起到領袖作用的公司，且實用新型專利申請人多為中國大陸以及臺灣公司。

3）光學防抖依然處于防抖技術的主體，光學防抖是真正意義上的防抖，防抖效果好。而電子防抖雖然造價低，實現容易，但效果不如光學防抖顯著。而世界上著名相機公司所采取的相機防抖技術目前依然以光學防抖為主流。

[1]賈志科,崔慧娟,唐昆.彩色數字照相機的設計[J].電視技術，2000，24（11）：15-17.

[2]胡軍.數碼單反相機進入普及時代[N].中國消費者報，2008-12-31（B02）.

[3]劉祥華.數碼相機防抖技術一覽[N].電子報，2007-5-6（5）.