WO1998049834A1 - Bildtelefongerät mit cmos-speicherchip - Google Patents
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- WO1998049834A1 WO1998049834A1 PCT/DE1998/001094 DE9801094W WO9849834A1 WO 1998049834 A1 WO1998049834 A1 WO 1998049834A1 DE 9801094 W DE9801094 W DE 9801094W WO 9849834 A1 WO9849834 A1 WO 9849834A1
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- H04N7/00—Television systems
- H04N7/14—Systems for two-way working
- H04N7/141—Systems for two-way working between two video terminals, e.g. videophone
- H04N7/142—Constructional details of the terminal equipment, e.g. arrangements of the camera and the display
Definitions
- the invention relates to a video telephone device according to the preamble of the main claim.
- Video telephones that are commercially available are already known.
- image sensors are used to record the image data, such as those used for. B. are also known from video cameras.
- CCD sensors These CCD sensors have analog interfaces, so an external A / D converter must be set up to digitize the sensor signals before transmission.
- CCD sensors have a limited brightness dynamic range. This means that either constant lighting of the scene must be ensured or exposure time control or a variable aperture must be provided. Even with an exposure time control or an aperture, dynamic problems can arise if a person sits in front of a light background, for example a window with a view of a sunny sky, and the videophone camera is aimed at this scene.
- the video telephone device according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that high brightness dynamics are available by using a CMOS image sensor.
- CMOS image sensors allows a simple electronic and mechanical construction of the video telephone device.
- a CMOS image sensor allows the integration of an A / D converter on a common chip. Further integration of electronic components directly on a chip is also possible. In this way, less expensive video telephones with a smaller volume can be set up.
- the use of CMOS sensors with a non-linear characteristic is advantageous, so that dynamic problems in the brightness distribution are avoided. You can also display scenes with people in front of a very bright background, avoiding fades.
- CMOS image sensors with non-linear characteristics is particularly advantageous.
- the light energy L striking the sensor elements is converted into a voltage signal U or a current signal I via light-linear laws. It is advantageous if the change characteristic has a decreasing slope with increasing light energy. In this case, a larger brightness range is mapped to a smaller voltage or current signal range compared to sensors with a linear change characteristic.
- Sensors with a logarithmic characteristic are particularly advantageous. These sensors have a constant contrast ratio over the entire brightness range and cannot be blended in practical applications by image sensors. Thanks to the high integration of the image sensor and other electronic components, it is easy to install a compact camera version in a flexible neck of the video telephone device.
- Figure 1 shows a videophone
- Figure 2 shows the section through a camera
- Figure 3 shows a videophone device with an external camera
- Figure 4 shows the characteristic curve of an image sensor.
- Figure 1 shows a video telephone device consisting of a housing 1, a screen 7, a keypad 8 and a telephone handset 9.
- the video telephone device 1 has a camera integrated directly into the housing 1, in front of which the camera lens 2 is visibly attached.
- FIG. 2 shows a longitudinal section of the construction of a simple camera for a videophone.
- the camera is built directly into the housing 1 of the videophone. It consists of a miniaturized lens system 2 or microlens arrays and a carrier board 3.
- the CMOS image sensor 4 is applied to the carrier board 3 at a defined distance from the lens system.
- the CMOS image sensor supplies digital image data that are further processed directly by other electronic image components of the video telephone, not shown here, without conversion.
- the camera has neither aperture nor exposure time control.
- the light of the scene falls directly through the lens system 2 onto the light-sensitive CMOS image sensor, which converts the incident light energy into a voltage or current signal.
- Figure 4 shows the course of the voltage or current signal over the incident light energy L in the case of a logarithmic characteristic.
- FIG. 3 Another embodiment of the videophone device is shown in Figure 3.
- the camera system 5 is not accommodated directly in the housing 1 of the video telephone device, but is connected to the device 1 via a flexible support neck 6.
- the embodiment with the flexible support neck is often advantageous for recording the scene. In this way it is also possible to record a larger scene section or to track the person speaking or the people in changing positions.
- the construction with a flexible support neck for the camera is only possible due to the simple and light construction of the camera with the CMOS image sensor.
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Abstract
Es wird ein Bildtelefongerät mit einem CMOS-Bildsensor vorgeschlagen, bei dem auf Blenden- und Belichtungszeitsteuerung verzichtet werden kann, da der Bildsensor besonders für ein Bildtelefongerät geeignete Eigenschaften aufweist.
Description
Rildtelefongerät mit CMOS-Speicherchip
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Bildtelefongerät nach der Gattung des Hauptanspruchs .
Es sind bereits kommerziell zu erwerbende Bildtelefongeräte bekannt. In den bekannten Bildtelefonen werden Bildsensoren zur Aufnahme der Bilddaten verwendet, wie sie z. B. auch aus Videokameras bekannt sind. Es handelt sich dabei um CCD-Sensoren. Diese CCD-Sensoren besitzen analoge Schnittstellen, somit ist ein externer A/D- andler aufzubauen, um die Sensorsignale vor der Übertragung zu digitalisieren. Zum anderen besitzen CCD-Sensoren einen begrenzten Helligkeitsdynamikbereich. Dadurch ist entweder für eine konstante Beleuchtung der Szene zu sorgen oder es muß eine Belichtungszeitsteuerung oder eine variable Blende vorgesehen werden. Selbst mit einer BelichtungszeitSteuerung oder einer Blende können sich Dynamikprobleme ergeben, wenn eine Person vor einem hellen Hintergrund, zum Beispiel einem Fenster mit Blick auf einen sonnigen Himmel sitzt und die Bildtelefonkamera auf diese Szene gerichtet ist .
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Bildtelefongerät mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß durch Einsatz eines CMOS-Bildsensors eine hohe Helligkeitsdynamik zur Verfügung steht .
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ist eine vorteilhafte Weiterbildung und Verbesserung des im Hauptanspruchs angegebenen Bildtelefongeräts möglich.
Besonders vorteilhaft ist es, daß der Einsatz von CMOS-Bildsensoren einen einfachen elektronischen und mechanischen Aufbau des Bildtelefongeräts erlaubt. Ein CMOS-Bildsensor erlaubt die Integration eines A/D-Wandlers auf einem gemeinsamen Chip. Auch eine weitere Integration elektronischer Komponenten direkt auf einem Chip ist möglich. Damit können kostengünstigere Bildtelefone mit geringerem Volumen aufgebaut werden. Zudem ist der Einsatz von CMOS-Sensoren mit nicht linearer Kennlinie von Vorteil, damit Dynamikprobleme in der Helligkeitsverteilung vermieden werden. Sie können auch Szenen mit Personen vor sehr hellem Hintergrund unter Vermeidung von Überblendungen darstellen.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von CMOS-Bildsensoren mit nichtlinearen Kennlinien. Dabei wird die auf die Sensorelemente auf- treffende Lichttenergie L über lichtlineare Gesetzmäßigkeiten in ein Spannungssignal U oder ein Stromsignal I gewandelt. Vorteilhaft ist, wenn die Wandelkennlinie mit zunehmend einfallender Lichtenergie eine abnehmende Steigung besitzt. In diesem Fall wird nämlich ein größerer Helligkeitsbereich auf einen kleineren Spannungs- oder Stromsignalbereich im Vergleich zu Sensoren mit linearer Wandelkennlinie abgebildet .
Besonders vorteilhaft sind Sensoren mit logarithmischer Kennlinie. Diese Sensoren besitzen ein konstantes Kontrastverhältnis über den gesamten Helligkeitsbereich und können in praktischen Anwendungsfällen von Bildsensoren nicht überblendet werden.
Durch die Hochintegration des Bildsensors sowie weiterer elektronischer Komponenten ist es einfach, eine kompakte Kameraversion in einem flexiblen Trägerhals des Bildtelefongeräts einzubauen.
Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert . Es zeigt Abbildung 1 ein Bildtelefon, Abbildung 2 den Schnitt durch eine Kamera, Abbildung 3 ein Bildtelefongerät mit externer Kamera und Abbildung 4 die Kennlinie eines Bildsensors.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Abbildung 1 zeigt ein Bildtelefongerät, bestehend aus einem Gehäuse 1, einem Bildschirm 7, einem Tastenfeld 8 und einem Telefonhörer 9. Das Bildtelefongerät 1 besitzt eine direkt in das Gehäuse 1 integrierte Kamera, vor der die Kameralinse 2 sichtbar angebracht ist.
Für die Benutzung des Bildtelefongeräts muß der Benutzer wie bei einem konventionellen Telefongerät über die Tastatur die Verbindung zum Partner herstellen. Die Kameralinse 2 nimmt das Bild desjenigen, der vor dem Bildtelefongerät sitzt, auf und übermittelt dieses Bild über die Telefonleitung an den Gesprächspartner. Vom Gesprächspartner wird auf dem Bildschirm 7 ebenfalls ein Bild dargestellt. Abbildung 2 zeigt in einem Längsschnitt den Aufbau einer einfachen Kamera für ein Bildtelefon. Die Kamera ist direkt in das Gehäuse 1 des Bildtelefons eingebaut. Sie besteht aus einem miniaturisierten Linsensystem 2 oder Mikrolinsenarrays, sowie einer Trägerplatine 3. Auf der Trägerplatine 3 ist der CMOS-Bildsensor 4 im definierten Abstand von dem Linsensystem aufgebracht .
Der CMOS-Bildsensor liefert digitale Bilddaten, die von weiteren hier nicht dargestellten elektronischen Bildkomponenten des Bildtelefons ohne Wandlung direkt weiterverarbeitet werden. Die Kamera besitzt weder Blende noch Belic tungszeitsteuerung. Das Licht der Szene fällt direkt durch das Linsensystem 2 auf den lichtempfindlichen CMOS-Bildsensor, der die auftreffende Lichtenergie in ein Spannungsoder Stromsignal wandelt. Abbildung 4 zeigt den Verlauf des Spannungs- oder Stromsignals über der auftreffenden Lichtenergie L im Fall einer logarithmischen Kennlinie.
Eine weitere Ausführungsform des Bildtelefongeräts ist in Abbildung 3 dargestellt. In dieser Ausführungsform ist das Kamerasystem 5 nicht direkt im Gehäuse 1 des Bildtelefongeräts untergebracht, sondern über einen flexiblen Trägerhals 6 mit dem Gerät 1 verbunden. Die Ausführungsform mit dem flexiblen Trägerhals ist für die Aufnahme der Szene oftmals von Vorteil. Auf diese Weise ist es auch möglich, einen größeren Szenenausschnitt aufzunehmen, oder die sprechende Person oder die Personen in veränderlichen Positionen zu verfolgen. Der Aufbau mit flexiblem Trägerhals für die Kamera wird durch die einfache und leichte Konstruktion der Kamera mit dem CMOS- Bildsensor erst möglich.
Claims
1. Bildtelefongerat mit einem Bildschirm (7), einem Tastenfeld (8), einer akustischen Datenausgabe/eingäbe (9) und einer Kamera (5) , dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera (5) einen CMOS-Bildsensor (4) enthält.
2. Bildtelefongerat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der CMOS-Bildsensor eine integrierte digitale Schnittstelle besitzt.
3. Bildtelefongerat nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildsensor (4) eine nicht lineare Licht- empflindlichkeit aufweist.
4. Bildtelefongerat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtempfindlichkeit einen logarithmischen Verlauf hat .
5. Bildtelefongerat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera (5) im Gehäuse (1) des Geräts integriert ist.
6. Bildtelefongerat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera (5) an einen flexiblen Trägerhals (6) angebaut ist.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19717482.5 | 1997-04-25 | ||
| DE1997117482 DE19717482A1 (de) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | Bildtelefongerät mit CMOS-Speichership |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO1998049834A1 true WO1998049834A1 (de) | 1998-11-05 |
Family
ID=7827724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/DE1998/001094 Ceased WO1998049834A1 (de) | 1997-04-25 | 1998-04-20 | Bildtelefongerät mit cmos-speicherchip |
Country Status (3)
| Country | Link |
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| WO (1) | WO1998049834A1 (de) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| DE19717482A1 (de) | 1998-10-29 |
| TW381400B (en) | 2000-02-01 |
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