DE19717482A1 - Bildtelefongerät mit CMOS-Speichership - Google Patents

Description

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 be­ sitzen analoge Schnittstellen, somit ist ein externer A/D-Wandler auf zubauen, um die Sensorsignale vor der Übertragung zu digitalisie­ ren. Zum anderen besitzen CCD-Sensoren einen begrenzten Helligkeits­ dynamikbereich. 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 Belich­ tungszeitsteuerung oder einer Blende können sich Dynamikprobleme er­ geben, 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 Merk­ malen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß durch Einsatz eines CMOS-Bildsensors eine hohe Helligkeitsdynamik zur Ver­ fügung 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 Bildtele­ fongeräts erlaubt. Ein CMOS-Bildsensor erlaubt die Integration eines A/D-Wandlers auf einem gemeinsamen Chip. Auch eine weitere Integra­ tion 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 Hellig­ keitsverteilung vermieden werden. Sie können auch Szenen mit Perso­ nen 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 Lichtenergie L über lichtlineare Gesetzmäßigkeiten in ein Spannungssignal U oder ein Stromsignal I gewandelt. Vorteilhaft ist, wenn die Wandelkennlinie mit zunehmend einfallender Lichtenergie ei­ ne abnehmende Steigung besitzt. In diesem Fall wird nämlich ein grö­ ßerer Helligkeitsbereich auf einen kleineren Spannungs- oder Strom­ signalbereich 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 Anwendungsfäl­ len von Bildsensoren nicht überblendet werden.

Durch die Hochintegration des Bildsensors sowie weiterer elektroni­ scher Komponenten ist es einfach, eine kompakte Kameraversion in ei­ nem flexiblen Trägerhals des Bildtelefongeräts einzubauen.

Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt Abb. 1 ein Bildtelefon, Abb. 2 den Schnitt durch eine Kame­ ra, Abb. 3 ein Bildtelefongerät mit externer Kamera und Abb. 4 die Kennlinie eines Bildsensors.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Abb. 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 inte­ grierte Kamera, vor der die Kameralinse 2 sichtbar angebracht ist.

Für die Benutzung des Bildtelefongeräts muß der Benutzer wie bei ei­ nem 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 Gesprächspart­ ner wird auf dem Bildschirm 7 ebenfalls ein Bild dargestellt. Abb. 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 Lin­ sensystem 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 Bildte­ lefons ohne Wandlung direkt weiterverarbeitet werden. Die Kamera be­ sitzt weder Blende noch Belichtungszeitsteuerung. Das Licht der Sze­ ne fällt direkt durch das Linsensystem 2 auf den lichtempfindlichen CMOS-Bildsensor, der die auftreffende Lichtenergie in ein Spannungs- oder Stromsignal wandelt. Abb. 4 zeigt den Verlauf des Span­ nungs- oder Stromsignals über der auftreffenden Lichtenergie L im Fall einer logarithmischen Kennlinie.

Eine weitere Ausführungsform des Bildtelefongeräts ist in Abb. 3 dargestellt. In dieser Ausführungsform ist das Kamerasystem 5 nicht direkt im Gehäuse 1 des Bildtelefongeräts untergebracht, son­ dern über einen flexiblen Trägerhals 6 mit dem Gerät 1 verbunden. Die Ausführungsform mit dem flexiblen Trägerhals ist für die Aufnah­ me der Szene oftmals von Vorteil. Auf diese Weise ist es auch mög­ lich, einen größeren Szenenausschnitt aufzunehmen, oder die spre­ chende Person oder die Personen in veränderlichen Positionen zu ver­ folgen. Der Aufbau mit flexiblem Trägerhals für die Kamera wird durch die einfache und leichte Konstruktion der Kamera mit dem CMOS-Bildsensor erst möglich.

Claims (6)

1. Bildtelefongerät mit einem Bildschirm (7), einem Tastenfeld (8), einer akustischen Datenausgabe/eingabe (9) und einer Kamera (5), dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera (5) einen CMOS-Bildsensor (4) enthält.

2. Bildtelefongerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der CMOS-Bildsensor eine integrierte digitale Schnittstelle besitzt.

3. Bildtelefongerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Bildsensor (4) eine nicht lineare Licht­ empfindlichkeit aufweist.

4. Bildtelefongerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Lichtempfindlichkeit einen logarithmischen Verlauf hat.

5. Bildtelefongerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kamera (5) im Gehäuse (1) des Geräts inte­ griert ist.

6. Bildtelefongerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kamera (5) an einen flexiblen Trägerhals (6) angebaut ist.