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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Bildverarbeitungsverfahren sowie
eine Vorrichtung, und offenbart im speziellen eine digitale Sofortbildkamera
mit einer Fähigkeit
zur Bildverarbeitung.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft weiteres das Gebiet der digitalen
Kameratechnologie und offenbart im Speziellen eine digitale Kamera,
die einen integrierten Farbdrucker aufweist.
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Hintergrund
der Erfindung
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Die
herkömmliche
Kameratechnologie vertraute für
viele Jahre auf die Bereitstellung eines optischen Verarbeitungssystems,
welches auf ein Negativ eines Bildes angewiesen ist, das auf einen
Licht-empfindlichen Film projiziert wird, der anschließend chemisch
weiterverarbeitet wird, so dass der Film „fixiert" wird, und wodurch ermöglicht wird,
positive Abzüge
zu erzeugen, welche das originale Bild wiedergeben. Solch eine Bildbearbeitungstechnologie
kann, obwohl sie zu einem Standard geworden ist, unangemessen komplex
sein, da teure und schwierige Technologien in der Vollfarbverarbeitung
von Bildern miteinbezogen sind. Neuerdings wurden digitale Kameras
verfügbar.
Diese Kameras sind normalerweise auf die Verwendung einer ladungsgekoppelten
Einheit (Charged coupled device, CCD) angewiesen, um ein bestimmtes
Bild abzutasten. Die Kamera enthält
normalerweise ein Speichermedium, für das Speichern der abgefühlten Szenen,
zusätzlich
zu einem Anschluss für
die Übermittlung
von Bildern zu einem Computergerät
für ein
nachfolgendes Handhaben und Ausdrucken.
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Solche
Geräte
sind im Allgemeinen dahingehend unbequem, dass alle Bilder von der
Kamera gespeichert, und zu irgendeiner späteren Stufe ausgedruckt werden
müssen.
Daher muss die Kamera ausreichende Speicherkapazitäten haben,
um mehrere Bilder zu speichern und zusätzlich muss der Benutzer der
Kamera einen Zugang auf ein nachfolgendes Computersystem haben,
um die Bilder herunterzuladen und durch einen Computer-Drucker oder
dergleichen auszudrucken.
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Weiters
waren für
einige Zeit Sofortbildkameras vom PolaroidTM-Typ
verfügbar,
welche die Erzeugung von Sofortbildern ermöglichen. Dieser Kameratyp hat
jedoch nur einen eingeschränkten
Nutzen, da er nur Bilder von begrenzten Ausmaßen erzeugt, und da es viele
Probleme mit den verwendeten Chemikalien, und im Speziellen mit
dem Altern der Fotografien gibt, die von diesen Arten von Kameras
erzeugt werden.
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Wenn
man solche Geräte
und andere Bilderfassungsgeräte
verwendet, wird es wünschenswert
sein, dass man in der Lage ist, Audio- und andere Umgebungsinformation
geeignet zu behandeln, wenn man ein Bild aufnimmt.
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Weiters
ist die Erzeugung von stereoskopischen Ansichten wohl bekannt, wobei
ein erstes Bild dem linken Auge gezeigt wird, und ein zweites Bild
dem rechten Auge gezeigt wird, wodurch die Illusion einer dreidimensionalen
Oberfläche
erzeugt wird. Jedoch erforderten frühere Systeme eine komplexe
Vorbereitung und Bilder mit hoher Wiedergabetreue waren im Allgemeinen
nicht möglich.
Weiters war die allgemeine Auswahl von Bildern begrenzt, wobei die
Bilder normalerweise nur speziell vorbereite Bilder waren.
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Es
gibt einen allgemeinen Bedarf, in der Lage zu sein, stereoskopische
Bilder mit hoher Wiedergabetreue bei Bedarf zu erzeugen, und im
Speziellen Bilder mittels eines tragbaren Kameragerätes zu erzeugen, wobei
das stereoskopische Bild nach Belieben aufgenommen werden kann.
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Weiters
wäre es
sehr vorteilhaft, wenn solch ein Kamera-Bildaufnahme-Erzeugungssystem
in der Lage wäre,
automatisch individuell angepasste Postkarten zu erzeugen, welche
auf einer ersten Oberfläche das
Bild enthielten, welches von dem Kameragerät eingefangen wurde, und auf
einer zweiten Oberfläche
vorbezahlte Portomarken und Adressdetails enthielte.
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Neuerdings
wurde es hinsichtlich der photographischen Reproduktionstechniken
immer beliebter, längere
und längere „Panorama"-Ansichten eines
Bildes zu erzeugen. Diese Bilder können auf Photopapier oder dergleichen
erzeugt werden, und die Struktur des Bildes hat normalerweise immer
längere
Längen,
verglichen mit der Breite, um die „panoramaartigeren" Ansichten zu erzeugen.
Unglücklicherweise
führt dies
zu einem Problem, dort wo das Photopapier, auf welchem abgebildet
werden soll, ursprünglich
auf einer Rolle mit einem schmalen Durchmesser aufbewahrt wurde.
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Neuerdings
wurde es ziemlich verbreitet, dass Filter bereitgestellt werden,
welche Effekte auf Bildern erzeugen, die bekannten künstlerischen
Malstilen ähnlich
sind. Diese Filter sind gestaltet, um mit einem aufgenommenen Bild
ein sich ergebendes Sekundärbild
zu erzeugen, welches erscheint, als wäre es eine künstlerische
Interpretation des Primärbildes
in einem der künstlerischen
Stile. Ein besonders bekannter Künstler der
Neuzeit war Vincent van Gogh. Es ist für Kunstwerke, die von diesem
Künstler
erzeugt wurden, charakteristisch, dass die Richtung der Pinselstriche
den ebenen Bereichen seiner Gemälde
stark der Richtung von Kanten von herausstechenden Merkmalen des
Gemäldes
folgen. Beispielsweise sind seine Werke mit dem Titel „Straße mit Zypresse
und Stern", „Sternennacht" und „Porträt des Dr.
Gachet" erläuternde
Beispiele dieses Prozesses. Es wäre
wünschenswert,
einen Computer-Algorithmus bereitzustellen, der auf einem beliebigen
eingespeisten Bild einen „Van
Gogh-Effekt" erzeugen
kann, und es auf ein tragbares Kamerasystem ausgeben kann.
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Unglücklicherweise
verwenden Verzerrungssysteme im Allgemeinen Hochleistungscomputer
und sind im Allgemeinen unpraktisch, da ein Bild in den Com puter
gescannt, weiterverarbeitet und dann ausgedruckt werden muss. Dies
ist allgemein unpraktisch, insbesondere wenn Bilder unter Verwendung
einer Handgehaltenen Kamera oder dergleichen aufgenommen werden,
da es notwendig ist, die aufgenommenen Bilder in einer späteren Stufe
zu einem Computersystem für
die Handhabung zu übermitteln,
und sie in Folge gemäß den Erfordernissen
zu handhaben.
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Weiters
werden neue und ungewöhnliche
Effekte, welche verschiedene Malstile simulieren oft als von großem Wert
erachtet. Wenn diese Effekte weiters in eine einfache Anwendungsform
kombiniert werden könnten,
wären sie
geeignet, um in ein tragbares Kameragerät eingebaut zu werden, welches
digitale Bildverarbeitungs-Fähigkeiten
enthält,
und dadurch wäre
es in der Lage, gewünschte,
gefilterte Bilder von dem Kameragerät aufgenommenen Szenen zu erzeugen.
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Unglücklicherweise
führt der
Wechsel der digitalen Bildverarbeitungstechnologien und der Wechsel von
Filtertechnologien zu erschwerten Systemerforderungen dahingehend,
dass heute erzeugte Kameras offensichtlich nicht in der Lage sind,
Vorteile aus Technologien zu ziehen, die jetzt noch nicht verfügbar sind, noch
sind sie in der Lage, Vorteile aus Filtern zu ziehen, welche zum
jetzigen Zeitpunkt noch nicht erzeugt oder erdacht wurden.
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Eine
extrem bekannte Art von Kameratechnologien ist der traditionelle
negative Film und positiv gedruckte Photographien. In diesem Fall
wird eine Kamera verwendet, um Szenen auf ein negativ abzubilden, welches
dann weiterverarbeitet wird, um das Negativ zu fixieren. In der
Folge wird ein Satz von Abzügen
von dem Negativ erzeugt. Von dem Satz Negative können weiters Sätze von
Abzügen
zu jeder Zeit sofort erzeugt werden. Die Abzüge haben normalerweise eine
Auflösung,
der dem Originalsatz von Abzügen
nahe kommt. Unglücklicherweise
wäre es
mit digitalen Kamerageräten,
einschließlich
der von der vorliegenden Anmeldung vorgeschlagenen, notwendig, die
aufgenommene und ausgedruckte Photographie permanent in digitaler
Form zu speichern, wenn zu einem späteren Zeitpunkt weitere Kopien
des Bildes gewünscht
werden. Dies wäre
im Allgemeinen umständlich,
da idealer Weise eine Kopie einer „Photographie" nur dem anfänglichen
Ausdruck erfordern sollte. Selbstverständlich kann alternativ der
Originalabzug unter Verwendung eines Colorphotokopiergerätes hoher
Qualität
kopiert werden. Unglücklicherweise
hat jedes solche Gerät
begrenzte Kopierfähigkeiten
und eine Verschlechterung des Signals wird sich oft ergeben, wenn
solch eine Form des Kopierens verwendet wird. Offensichtlich sind
geeignetere Formen um Kopien von Kameraabzügen zu erzeugen, gewünscht.
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Des
weiteren benutzt fast jede künstlerische
Malerei einer Szene eine beschränkte
Farbskala, da der Künstler
in den erzeugten Farben beschränkt
ist, als Ergebnis der Wahl des Mediums bei der Darstellung des Bildes.
Diese Einschränkung
selbst wird oft von Künstlern
ausgenutzt, um verschiedene künstlerische
Effekte zu erzeugen. Zu klassischen Beispielen dieses Vorgangs zählen die
folgenden wohl bekannten künstlerischen Arbeiten:
- – Camille
Pissaro „L'le Lacroix – Rouen,
effect de brouillard" 1888.
Museum of Art, Philadelphia.
- – Charles
Angrand "Le Seine – Laube"-1889, Sammlung des
Petit Palais, Genf.
- – Henri
van de Velde „Crepuscule" – 1892. Rijskmuseum Kröller Müller, Otterlo.
- – Georges
Seurat. „La
cote du Bas-Butin, Honfleur" 1886-Muse des Beaux-Arts,
Tournai.
-
Es
wäre wünschenswert,
aus einem beliebigen eingespeisten Bild eine Bildausgabe zu erzeugen,
welche ähnliche
Effekt oder Charakteristiken hätte,
wie die in der obigen Liste.
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Wenn
irgendein Gewand erzeugt wird, ist eine Anzahl von kreativen Beurteilungen
zu machen. Als erstes gibt es die Form und die Ausführung der
Kleidung und zusätzlich
gibt es die Farben und die Ausführung des
Stoffes. Oft wird ein Modedesigner viele verschiedene Alternativen
versuchen, und er könnte
sogar ver suchen, das fertige Modeprodukt zu zeichnen, bevor er die
fertige, Kleidung erzeugt.
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Im
Allgemeinen ist solch ein Prozess nicht zufriedenstellend, um für ein schnelles
und flexibles Herumwenden der Kleidungsstücke zu sorgen, und auch um
schnelle Möglichkeiten
der Beurteilung des endgültigen
Aussehens eines Modeprodukts an einer Person zu bieten.
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Wenn
irgendein Gewand erzeugt wird, ist eine Anzahl von kreativen Beurteilungen
zu machen. Als erstes gibt es die Form und die Ausführung der
Kleidung und zusätzlich
gibt es die Farben und die Ausführung des
Stoffes. Oft wird ein Modedesigner viele verschiedene Alternativen
versuchen, und er könnte
sogar versuchen, das fertige Modeprodukt zu zeichnen, bevor er die
fertige Kleidung erzeugt.
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Im
Allgemeinen ist solch ein Prozess nicht zufriedenstellend, um für ein schnelles
und flexibles Herumwenden der Kleidungsstücke zu sorgen, und auch um
schnelle Möglichkeiten
der Beurteilung des endgültigen
Aussehens eines Modeprodukts an einer Person zu bieten.
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Ferngläser und
Teleskopgeräte
sind wohl bekannt. Wenn man ein Fernglas als Beispiel nimmt, dann sorgt
das Gerät
im Speziellen für
eine teleskopische Vergrößerung einer
Szene, um so die visuellen Fähigkeiten
des Benutzers zu erweitern. Weiters arbeiten Geräte, wie etwa Nachtsichtgeräte etc.
ebenfalls, um das visuelle System des Benutzers zu erweitern. Unglücklicherweise
neigen diese Systeme dazu, auf analoge optische Echtzeitkomponenten
angewiesen zu sein und eine permanente Aufzeichnung der betrachtenden
Szene ist schwierig zu erzielen. Eine möglicherweise geeignete Methodologie,
um eine permanente Kopie einer Szene aufzuzeichnen ist es, ein Sensorgerät, wie etwa
ein CCD oder dergleichen, anzubringen, so dass man die Szene erfasst
und sie auf einem Speichergerät
speichert, um sie später
auszudrucken. Unglücklicherweise kann
so eine Anordnung übermässig beschwer lich
sein, besonders wenn es erwünscht
ist, das Fernglassystem im Einsatzgebiet in einer im höchstem Maß tragbaren
Weise zu verwenden.
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Viele
Arten zum Speichern komprimierter Information sind wohl bekannt.
Im technischen Gebiet der Computergeräte ist es beispielsweise allgemein üblich, magnetische
Plattenlaufwerke zu verwenden, welche eine feste oder tragbare Bauart
aufweisen können.
Im Bezug auf tragbare Platten, müssen „Floppy
Discs", „Zip Discs", und andere Formen
tragbarer magnetischer Speichermedien bis heute ein großes Maß von Akzeptanz am
Marktplatz erreichen. Eine weiter Form eines tragbaren Speichers
ist die Compact Disc „CD", welche eine Reihe
länglicher
Vertiefungen entlang einer spiralförmigen Spur verwendet, die
von einem Laserstrahlgerät
gelesen wird. Die Verwendung von CDs sorgt für eine Speicherform mit extrem
niedrigen Kosten. Sie gehen jedoch mit Technologien einher, die
verhältnismäßig komplex
sind, und die Verwendung von Geräten
vom Typ mit wiederbeschreibbaren CDs ist extrem begrenzt.
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Zu
anderen Speicherarten zählen
Magnetkarten, die oft für
Kreditkarten oder dergleichen verwendet werden. Diese Karten weisen
normalerweise eine magnetischen Streifen auf der Rückseite
auf, um Informationen aufzuzeichnen, die für den Benutzer der Karte von
Bedeutung ist. Neuerdings wurde der Nutzen von Magnetkarten in Form
der SmartCard-Technologie erweitert, welche die Miteinbeziehung
von Geräten
vom Typ mit integriertem Schaltkreis auf der Karte miteinbezieht.
Unglücklicherweise
sind die Kosten solcher Geräte
oft hoch und die Komplexität
der verwendeten Technologie kann auch erheblich sein.
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Traditionell
führten
Silberhalogenoit-Kamera-Verarbeitungssysteme zu der wohl bekannten
Verwendung eines „Negativs" für die Erzeugung
mehrerer Abzüge.
Normalerweise bildet das Negativ die Quelle für die Herstellung der Abzüge und es
hat sich aus der Praxis entwickelt, dass Negative unabhängig gepflegt
und geschützt
werden um sie in Folge fortgesetzt zu benutzen.
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Bei
jeder Form von Kodiersystem, welches in einer fehlertoleranten Weise
verstanden werden soll, besteht die erhebliche Frage, wie die Daten
am besten kodiert werden sollen, so dass sie effektiv und effizient dekodiert
werden können.
Es ist daher wünschenswert,
ein effektives Kodiersystem bereitzustellen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft das Bereitstellen einer alternativen
Form eines Kamerasystems, welches eine digitale Kamera mit einem
integrierten Farbdrucker enthält.
Zusätzlich
bietet die Kamera Hardware und Software für das Verstärken der scheinbaren Auflösung des
Bildabtastsystems sowie für
die Umwandlung des Bildes in eine breite Auswahl von „künstlerischen
Stilen" sowie eine
Grafikerweiterung.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine als Handgerät
tragbare Kamera bereitgestellt, wobei die Kamera eine Einheit bildet
für das
Abbilden von Szenen durch einen Bereich-Abbildungssensor und das
Ausdrucken der Szenen direkt aus der Kamera über einen Tintenstrahldrucker,
wobei die Kamera aufweist:
- a) zumindest einen
Bereichsabbildungssensor für
das Abbilden einer Szene;
- b) einen Kameraprozessor für
das Weiterverarbeiten der abgebildeten Szene, wobei der Kameraprozessor Eingabemittel
für das
Programmieren des Kameraprozessors aufweist, um ein vorbestimmtes
Szenentransformations-Erfordernis anzuwenden;
- c) einen Tintenstrahldrucker um die weiterverarbeitete Bildszene
auf ein Druckmedium (1009) auszudrucken; und
- d) eine Druckrolle, die von der Kamera loslösbar ist, für das Verwahren des Druckmediums
in der Kamera, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckrolle weiters
Tintenstrahl-Tinte für
den Drucker aufbewahrt.
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Die
Druckerrolle kann einen Authentifizierungs-Chip enthalten, welcher
Authentifizierungsinformation enthält, und das Kameraverarbeitungsmittel
ist geeignet, um den Authentifizierungs-Chip abzufragen, um die Authentizität der Druckerrolle
zu ermitteln, wenn diese innerhalb des Kamerasystems eingesetzt
ist.
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Weiters
kann der Drucker einen drop-on-demand-Tintendrucker, sowie Abschneidemittel
für das
Trennen der gedruckten Photographien enthalten.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Ohne
das dies anderen Formen entgegensteht, welche in den Umfang der
vorliegenden Erfindung fallen können,
werden nun bevorzugte Formen der Erfindung nur beispielhaft mit
Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, wobei:
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1 ein
Kunstkamera-Gerät
darstellt, welches gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
entworfen ist.
-
2 ein
schematisches Blockdiagramm der elektronischen Hauptkomponenten
der Kunstkamera ist.
-
3 ein
schematisches Blockdiagramm des Zentralprozessors der Kunstkamera
ist.
-
4 eine
Perspektivansicht der Druckerrolle und des Druckkopfes darstellt.
-
5 eine
erste auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Printrolle
darstellt.
-
6 eine
zweite auseinandergezogene Perspektivansicht der Druckrolle darstellt.
-
7 eine
Perspektivansicht, teilweise aufgeschnitten, einer alternativen
Form der Druckrolle darstellt.
-
8 eine
auseinandergezogene Perspektivansicht von der linken Seite der Druckrolle
der 7 ist.
-
9 eine
auseinandergezogene Perspektivansicht einer einzelnen Druckrolle
von der rechten Seite ist.
-
10 eine
auseinandergezogene Perspektivansicht, teilweise aufgeschnitten,
des Kernbereichs der Druckrolle ist.
-
11 eine
zweite auseinandergezogene Perspektivansicht des Kernbereichs der
Druckrolle ist.
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Beschreibung
bevorzugter und anderer Ausführungsformen
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Das
Kamerasystem zur digitalen Bildverarbeitung, das gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
entworfen ist, ist wie in 1 dargestellt,
ausgebildet. Die Kameraeinheit 1 enthält Mittel für das Einsetzen einer integrierten
Druckrolle (nicht gezeigt). Die Kameraeinheit 1 enthält einen
Bereichsabbildungssensor 2, der ein Bild 3 abtastet,
welches von der Kamera erfasst wird. Optional kann ein zweiter Bereichsabbildungssensor
bereitgestellt sein, um auch die Szene 3 abzubilden, und
um optional die Erzeugung von stereographischen Ausgabeeffekten
bereitzustellen.
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Die
Kamera 1 kann ein optionales Farbdisplay 5 für die Anzeige
des Bildes enthalten, welches von dem Sensor 2 abgetastet
wird. Wenn ein einfaches Bild auf dem Display 5 angezeigt
wird, kann die Taste 6 gedrückt werden, was dazu führt, dass
das gedruckte Bild 8 von der Kameraeinheit 1 ausgegeben
wird. Eine Reihe von Karten, hierin im folgenden als „Artcards" 9 bezeichnet,
enthalten auf einer Oberfläche
kodierte Information und auf der anderen Oberfläche enthalten sie ein Bild,
welches von dem bestimmen Effekt, der von der Artcard 9 erzeugt
wird, verzerrt ist. Die Artcard 9 wird in einem Artcard-Leser 10 auf
der Seite der Kamera 1 eingesetzt, und nach dem Einsetzen
für dies
zu einem ausgegebenen Bild 8, welches in derselben Weise verzerrt
ist, wie die Verzerrung, welche auf der Oberfläche der Artcard 9 aufscheint.
Daher kann ein Benutzer, der einen bestimmten Effekt erzeugen will,
mittels dieser einfachen Benutzerschnittstelle eine von vielen Artcards 9 in
den Artcard-Leser 10 einsetzen, und er kann die Taste 19 verwenden,
um ein Bild der Abbildung 3 zu erzeugen, was zu einer entsprechenden
verzerrten Ausgabe der Abbildung 8 führt.
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Die
Kameraeinheit 1 kann auch eine Anzahl anderer Steuerungstasten 13, 14 enthalten,
zusätzlich
zu einem einfachen LCD-Ausgabedisplay 15, für die Anzeige
von informativer Information, einschließlich der Anzahl von Ausdrucken,
die auf der internen Druckrolle der Kameraeinheit übrig sind.
Zusätzlich
können
verschiedene Ausgabeformate von dem CHP-Schalter 17 gesteuert
werden.
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Nun
Bezug nehmend auf 2 ist dort eine schematische
Ansicht der internen Hardware der Kameraeinheit 1 dargestellt.
Die interne Hardware ist rundum eine zentrale Prozessoreinheit der
Artcam (ACP) 31 aufgebaut.
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Zentrale Prozessoreinheit
der Artcam 31
-
Die
zentrale Prozessoreinheit 31 der Artcam bietet viele Funktionen,
welche das „Herz" des Systems bilden.
Die ACP 31 ist vorzugsweise als ein komplexes Hochgeschwindigkeits-CMOS-System
auf einem Chip ausgeführt.
Die Verwendung eines Standard-Zellenentwurfs mit einigen vollständig maßgefertigten
Bereichen ist empfohlen. Die Herstellung auf einem 0,25 μm CMOS-Verfahren
wird die erforderliche Dichte und Geschwindigkeit, zusammen mit
einem angemessen kleinen Matrizenbereich bereitstellen.
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Zu
den Funktionen, welche von der ACP 31 bereitgestellt werden,
zählen:
- 1. Steuerung und Digitalisierung des Bereiches
Abbildungssensors 2. Eine 3D-stereoskopische Version des
ACP erfordert zwei Bereichsabbildungssensor-Schnittstellen, wobei
ein zweiter optionaler Abbildungssensor 4 für stereoskopische
Effekte vorgesehen ist.
- 2. Ausgleich, Reformatierung und Bildvergrößerung des Bereichsabbildungssensors.
- 3. Speicherschnittstelle und Verwaltung einer Speicherablage 33.4
- 4. Schnittstelle, Steuerung und analog zu Digitalumwandlung
eines linearen Abbildungssensors 34 des Artcard-Lesers,
der vorgesehen ist, um die Daten von den Artcards 9 zu
lesen.
- 5. Extrahieren der rohen Artcard-Daten aus der digitalisierten
und kodierten Artcard-Abbildung.
- 6. Reed-Solomon-Fehlerermittlung und -korrektur der kodierten
Daten der Artcard. Die kodierte Oberfläche der Artcard 9 enthält Information,
wie ein Bild zu verarbeiten ist, um die Effekte zu erzeugen, die
auf der Bildverzerrten Oberfläche
der Artcard 9 angezeigt sind. Diese Information liegt in
der Form eines Skripts vor, hierin im Folgenden als ein „Vark- script" bezeichnet. Das
Vark-script wird von einem Interpreter benutzt, welcher innerhalb
des ACP 31 läuft,
um den gewünschten
Effekt zu erzeugen.
- 7. Übersetzung
des Vark-scripts auf der Artcard 9.
- 8. Durchführen
der Bildbearbeitungs-Vorgänge,
wie sie von dem Vark-script festgelegt sind.
- 9. Steuerung der verschiedenen Motoren für den Papiertransport 36,
die Zoomlinse 38, den Autofokus 39 und den Artcard-Driver 37.
- 10. Steuerung eines Abschneide-Auslösers 40 für den Betrieb
eines Abschneiders 41, um Photographien 8 von
der Druckrolle 42 abzuschneiden.
- 11. Rastern der Bilddaten für
das Ausdrucken.
- 12. Bereitstellen der Druckdaten zu einem Druckkopf 44 zu
den richtigen Zeiten.
- 13. Steuerung des Druckkopfs 44.
- 14. Steuerung der Druckspeisung der Tinte zu dem Druckkopf 44.
- 15. Steuerung einer optionalen Blitzeinheit 56.
- 16. Ablesen von und Einwirken auf verschiedene Sensoren in der
Kamera, einschließlich
des Kameraausrichtungs-Sensors 46, des Autofokus 47 und
des Artcard-Einfügungssensors 49.
- 17. Ablesen der und Einwirken auf die Benutzerschnittstellen-Tasten 6, 13, 14.
- 18. Steuerung des Status-Displays 15.
- 19. Bereitstellen von Bildsucher- und Vorschau-Abbildungen für das Farbdisplay 5.
- 20. Steuerung des Energieverbrauchs des Systems einschließlich des
Energieverbrauchs des ACP, über den
Energieverwaltungsschaltkreis 51.
- 21. Bereitstellen externer Kommunikationen 52 zu Computern
für allgemeine
Zwecke (unter Verwendung eines USB-Teils).
- 22. Ablesen und Speichern von Informationen auf einen Authentifizierungs-Chip 53 einer
Druckrolle.
- 23. Ablesen und Speichern von Informationen in einem Authentifizierungs-Chip 54 der
Kamera.
- 24. Kommunikation mit einem optionalen Mini-Tastenfeld 57 für eine Text-Modifikation.
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Quartz Kristall 58
-
Ein
Quartz Kristall 58 wird als Frequenzreferenz für den Systemtakt
verwendet. Da der Systemtakt sehr hoch ist, enthält der ACP 31 einen
Taktschaltkreis mit einer fasenverriegelten Schleife, um die Frequenz, die
von dem Kristall 58 enthalten wird, zu erhöhen.
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Bildabtastung
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Bereichsabbildungssensor 2
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Der
Bereichsabbildungssensor 2 wandelt ein Bild über seine
Linsen in ein elektrisches Signal um. Er kann entweder eine ladungsgekoppelte
Einheit (CCD) oder ein CMOS-Bildsektor mit aktiven Bildelement-Sensoren
(Active pixel sensor, APS) sein. Derzeit haben verfügbare CCD's normalerweise eine
höhere
Bildqualität,
jedoch finden derzeit viele Entwicklungen bei CMOS-Bildgebern statt.
Von CMOS-Bildgebern wird letzten Endes erwartet, dass sie wesentlich
billiger als CCD's
sind, dass sie kleinere Bildelement-Bereiche aufweisen, und dass
sie in der Lage sind, Treiber-Schaltungen und die Signalverarbeitung
aufzunehmen. Sie können
auch in CMOS-Fertigungslinien erzeugt werden, die sich auf 12''-Wafer wandeln. CCD's werden normalerweise in Fertigungslinien
für 6''-Wafer hergestellt, und eine Anpassung
auf 12''-Fertigungslinien
kann wirtschaftlich unmöglich
sein. Daher wird sich der Unterschied bei den Herstellungskosten
zwischen CCD's und
CMOS-Bildgebern wahrscheinlich verstärken, wobei CMOS-Bildgeber
immer mehr bevorzugt sind. Derzeit ist jedoch eine CCD wahrscheinlich
die beste Wahl.
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Die
Kunstkamera wird mit einem 1,500 × 1,000 Bereichsabbildungssensor
geeignete Ergebnisse erzeugen. Es können doch kleinere Sensoren,
wie etwa 750 × 500,
für viele
Märkte
geeignet sein. Die Kunstkamera ist weniger empfindlich auf die Auflösung der
Abbildungssensoren, als dies herkömmliche Digitalkameras sind.
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Dies
kommt daher, dass viele der auf Artcards 9 enthaltenden
Stile das Bild in solch einer Weise weiterverarbeiten, dass sie
den Mangel an Auflösung
verbergen. Wenn beispielsweise das Bild verzerrt wird, um den Effekt
zu simulieren, dass es in ein impressionistisches Gemälde umgewandelt
wird, kann mit minimaler Auswirkung ein Quellenbild mit einer niedrigen
Auflösung
verwendet werden. Zu weiteren Beispielen, bei denen die Eingabe
von Bildern mit einer niedrigen Auflösung typischerweise nicht bemerkt
werden, zählen
Bildverzerrungen, welche hochgradig verzerrte Bilder erzeugen, mehrfache
Miniaturkopien des Bilder (zum Beispiel Passfotos), strukturelle
Weiterverarbeitung, wie etwa eine Reliefzuordnung, für ein Aussehen
wie ein metallischer Sockel, und die Zusammensetzung von Photos
in strukturierte Szenen.
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Diese
Toleranz von Abbildungssensoren mit niedriger Auflösung kann
ein wesentlicher Faktor für
das Reduzieren der Herstellungskosten einer Kunstkameraeinheit 1 sein.
Eine Kunstkamera mit einem billigen 750 × 500 Abbildungssensor wird
oftmals bessere Ergebnisse erzeugen, als eine herkömmliche
Digitalkamera mit einem viel teureren 1500 × 1000 Abbildungssensor.
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Optionaler stereoskopischer
3D-Abbildungssensor 4
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Die
3D-Versionen der Kunstkamera-Einheit 1 haben einen zusätzlichen
Abbildungssensor 4, für
einen stereoskopischen Betrieb. Dieser Abbildungssensor ist identisch
zu dem Hauptabbildungssensor. Die Treiberschaltung für den optionalen
Abbildungssensor kann als Standardteil des ACP-Chips 31 enthalten
sein, um zusätzliche
Entwicklungskosten zu reduzieren. Alternativ kann eine eigene ACP
für eine
3D-Kunstkamera entworfen werden. Diese Möglichkeit reduziert die Herstellungskosten
einer etablierten Kunstkamera mit einem einzelnen Sensor.
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Druckrollen-Authentifizierungs-Chip 53
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In
jeder Druckrolle 42 ist ein kleiner Chip 53 enthalten.
Dieser Chip ersetzte die Funktionen des Barcodes, des optischen
Sensors und des Rades, und des ISO/ASA-Sensors auf anderen Arten
von Kamera-Bildeinheiten, wie etwa Advanced Photo Systems-Filmpatronen.
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Der
Authentifizierungs-Chip bietet auch andere Merkmale:
- 1. Datenspeicherung, anstatt dem, was von APS-Rollen mechanisch
und optisch abgetastet wird.
- 2. Eine Anzeige der verbleibenden Medienlänge, auf eine hohe Auflösung genau.
- 3. Authentifizierungsinformation, um minderwertig nachgebaute
Kopien der Rollen zu verhindern.
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Der
Authentifizierungs-Chip 53 enthalt 1024 bit Flash-Speicher
von denen 128 bit ein Authentifizierungsschlüssel sind, und 512 bit ist
die Authentifizierungsinformation. Es ist auch ein Verschlüsselungsschaltkreis
enthalten, um sicher zu stellen, dass nicht direkt auf den Authentifizierungsschlüssel zugegriffen
werden kann.
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Druckkopf 44
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Die
Kunstkamera-Einheit 1 kann jede beliebige Farbtintenstrahl-Drucktechnologie
verwenden, die ausreichend klein ist, ausreichend wenig Energie
verbraucht, schnell genug ist, deren Qualität ausreichend hoch ist, und
deren Kosten niedrig genug sind, und die mit der Druckerrolle kompatibel
ist. Entsprechende Druckknöpfe
werden hierin weiter unten näher
erörtert.
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Die
Spezifikationen für
den Tintentrahl-Kopf sind:
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Optionale Tintendruck-Steuereinheit
(nicht gezeigt)
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Die
Funktion der Tintendruck-Steuereinheit hängt von der Art des Tintenstrahl-Druckkopfes 44 ab,
der in der Kunstkamera eingebaut ist. Für einige Tintenstrahl-Typen,
kann die Verwendung einer Tintendruck-Steuereinheit beseitigt werden,
da der Tintendruck einfach der atmosphärische Druck ist. Andere Arten
von Druckköpfen
erfordern einen gesteuerten positiven Tintendruck. In diesem Fall
besteht die Druck-Steuereinheit aus einer Pumpe und einem Druckumsetzer.
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Andere
Druckköpfe
können
einen Ultraschall-Umsetzer erfordern, um regelmäßige Schwingungen in dem Tintendruck
zu erzeugen, typischerweise bei Frequenzen um 100 KHz. In diesem
Fall steuert die ACP 31 die Frequenzphase und die Amplitude
dieser Schwingungen.
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Papiertransportmotor 36
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Der
Papiertransportmotor 36 bewegt das Papier von innerhalb
der Druckrolle 42 bis hinter den Druckkopf mit einer verhältnismäßig gleich
bleibenden Rate. Der Motor 36 ist ein Mininaturmotor, welche
auf eine geeignete Geschwindigkeit hinunterübersetzt ist, um Rollen anzutreiben,
die das Papier bewegen. Um eine hohe Bildqualität zu erzielen, sind ein Motor
und eine mechanische Übersetzung
von hoher Qualität
erforderlich, da ein mechanisches Rütteln oder andere Vibrationen
den Abstand der gedruckten Punktreihen beeinflusst.
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Papiertransport-Motortreiber 60
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Der
Motortreiber 60 ist ein kleiner Schaltkreis, welcher die
digitalen Motorsteuerungssignale von der APC 31 auf Niveaus
verstärkt,
die geeignet sind, um den Motor 36 anzutreiben.
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Papier-Zugsensor
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Ein
Papier-Zugsensor 50 erkennt den Versuch eines Benutzers,
ein Photo während
des Druckvorganges aus der Kameraeinheit zu ziehen. Der APC 31 liest
diesen Sensor 50 aus, und aktiviert den Abschneider 41,
wenn dieser Zustand auftritt. Der Papier-Zugsensor 50 ist
eingebaut, um die Kamera in der Handhabung betriebssicherer zu machen.
Könnte
der Benutzer das Papier während
des Druckens mit Gewalt herausziehen, würden (im Extremfall) der Druckmechanismus 44 oder
die Druckrolle 42 beschädigt.
Da es zulässig
ist, die „Hülle" auf einer Kamera
vom Polaroid-Typ zu ziehen, bevor sie vollständig ausgeworfen ist, wurde
die Öffentlichkeit
darauf „trainiert" dies zu tun. Daher
ist es unwahrscheinlich, dass sie gedruckte Anweisungen beachten,
nicht am Papier zu ziehen.
-
Die
Kunstkamera beginnt vorzugsweise mit dem Photo-Druckprozess von
neuem, nachdem der Abschneider 41 das Papier geschnitten
hat, nachdem ein Ziehen erkannt wurde.
-
Der
Zugsensor kann als ein Dehnmessstreifen-Sensor ausgeführt sein,
oder als optischer Sensor, der eine kleine Plastikmarkierung detektiert,
die von dem Drehmoment verlagert wird, dass auf den Rollen des Papierantriebs
auftritt, wenn an dem Papier gezogen wird. Für geringe Kosten empfiehlt
sich die letztere Ausführungsform.
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Papierabschneide-Auslöser 40s
-
Der
Papierabschneide-Auslöser 40 ist
ein kleiner Auslöser,
der den Abschneider 41 veranlasst, dass Papier entweder
am Ende einer Photographie, oder wenn der Papier-Zugsensor 50 aktiviert
wird, abzuschneiden.
-
Der
Abschneide-Auslöser 40 ist
ein kleiner Schaltkreis, der ein Abschneide-Steuerungssignal von dem APC auf das
Niveau verstärkt,
das von dem Auslöser 41 erfordert
wird.
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Kamerauthentifizierungs-Chip
-
Der
Kameraauthentifizierungs-Chip 54 ist identisch zu dem Druckrollen-Authentifizierungs-Chip 53, außer dass
darauf unterschiedliche Informationen gespeichert sind. Der Kameraauthentifizierungs-Chip 54 hat drei
Hauptzwecke:
- 1. Um ein sicheres Mittel zu bieten,
um Authentifizierungscodes mit dem Druckrollen-Authentifizierungs-Chip
zu vergleichen;
- 2. Um einen Speicher für
Herstellungsinformationen, wie etwa die Seriennummer der Kamera,
zu bieten;
- 3. Um in einem kleinen Umfang einem nicht flüchtigen Speicher für die Speicherung
von Benutzerinformation bereitzustellen.
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Displays
-
Die
Kunstkamera enthält
ein optionales Farbdisplay 5 und ein kleines Status-Display 15.
Die günstigsten
Benutzerkameras können
eine Farbbild-Anzeige enthalten, wie etwa ein schmales TFT LCD 5,
welches ähnlich
denen ist, die man auf einigen digitalen Kameras und Camcordern
findet. Das Farbdisplay 5 ist ein bedeutender Kostenfaktor
dieser Arten von Kunstkameras, und das Display 5 mit einem
Hintergrundlicht ist ein Hauptabnehmer für den Stromverbrauch.
-
Status Display 15
-
Das
Status Display 15 ist ein kleines passives Segment-basierendes
LCD, welches denen ähnlich
ist, die derzeit auf Silber Halogenit- und Digitalkameras verwendet
wird. Seine Hauptfunktion ist es, die Anzahl von Ausdrucken anzuzeigen,
die in der Druckrolle 42 verbleiben, sowie Piktogramme
für verschiedene
Standard-Kameramerkmale, wie etwa den Blitz- und Batteriestatus.
-
Farbdisplay 5
-
Das
Farbdisplay 5 ist ein full motion-Bilddisplay, welches
als Bildsucher, als Nachweis für
das Bild, das gedruckt werden soll sowie als Benutzerschnittstellen-Display
arbeitet. Die Kosten des Display 5 ist annähernd proportional
zu seiner Fläche,
daher werden große
Displayeinheiten (etwa mit einer Diagonale von 4") auf teure Versionen der Kunstkamera-Einheit
beschränkt
sein. Kleinere Displays, wie etwa Bildsucher-TFT's für
Farbcamcorder mit etwa 1",
können
für Kunstkameras
im mittleren Bereich effektiv sein.
-
Zoom-Linse (nicht gezeigt)
-
Die
Kunstkamera kann eine Zoom-Linse enthalten. Dies kann eine elektronisch
gesteuerte Standard Zoom-Linse sein, identisch zu denen, die auf
einer elektronischen Standardkammer verwendet wurden, und ähnlich den
Zoom-Linsen von Taschenkameras. Eine genannte Version der Kunstkamera-Einheit
kann eine austauschbare 35 mm SLR-Standard Linse enthalten.
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Autofokus Motor 39
-
Der
Autofokus Motor 39 ändert
den Fokus der Zoom-Linse. Der Motor ist ein Miniaturmotor, der auf eine
geeignete Geschwindigkeit hinunterübersetzt ist, um den Autofokus-Mechanismus
anzutreiben.
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Autofokus Motortreiber 63
-
Der
Autofokus-Motor 63 ist ein kleiner Schaltkreis, der digitale
Motorsteuerungssignale von der APC 31 auf Niveaus verstärkt, die
für den
Antrieb des Motors 39 geeignet sind.
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Zoom Motor 38
-
Der
Zoom Motor 38 bewegt die vorderen Zoom-Linsen nach innen
und nach außen.
Der Motor ist ein nach unten übersetzter
Miniaturmotor.
-
Stromversorgung
-
Die
Kunstkamera-Einheit verwendet eine Batterie 48. In Abhängigkeit
von den Möglichkeiten
der Kunstkamera, ist dies entweder eine 3 V Lithium Zelle, 1,5 V
AA Alkali-Batterien, oder andere Batterie-Anordnungen.
-
Energieverwaltungs-Einheit 51
-
Der
Energieverbrauch ist eine wichtige Beschränkung beim Entwurf der Kunstkamera.
Es ist wünschenswert,
dass entweder Standardkamerabatterien (wie etwa 3V Lithium-Batterien)
oder Standard AA oder AAA Alkalibatterien verwendet werden können. Während die
elektronische Komplexität
der Kunstkameraeinheit wesentlich höher ist, als die von 35 mm
Photokameras, muss der Energieverbrauch nicht im gleichen Maße höher sein.
Die Energie in der Kunstkamera kann sorgfältig verwaltet werden, wobei
alle Einheiten ausgeschaltet sind, wenn sie nicht verwendet werden.
-
Die
wichtigsten Stromverbraucher sind der ACP 31, die Bereichsabbildungssensoren 2, 4,
der Drucker 44, verschiedene Motoren, die Blitzeinheit 56,
und das optionale Farbdisplay 5 wobei jeder Teil einzeln
behandelt wird:
- 1. ACP: Wenn dieser unter Verwendung
eines 0,25 μm
CMOS hergestellt wurde, und mit 1,5 V läuft, kann der Stromverbrauch
des ACP ziemlich niedrig sein. Takte für verschiedene Teile des ACP-Chips
können ziemlich
niedrig sein. Taktgeber für
verschiedene Teile des ACP-Chips können abgeschaltet werden, wenn sie
nicht verwendet werden, wodurch der Stromverbrauch in der Bereitschaft
nahezu eliminiert wird. Der ACP wird nur für etwa 4 Sekunden für jede ausgedruckte
Photographie voll verwendet.
- 2. Bereichsabbildungssensor: Der Bereichsabbildungssensor wird
nur dann mit Strom versorgt, wenn der Benutzer seinen Finger auf
der Taste hat.
- 3. Drucker: Der Drucker wird nur mit Strom versorgt, wenn er
tatsächlich
druckt. Dies ist für
etwa 2 Sek. für jede
Photographie der Fall. Dennoch sollte ein Drucker mit einem angemessen
niedrigen Stromverbrauch verwendet werden.
- 4. Die in der Kunstkamera erforderlichen Motoren sind alle Miniaturmotoren
für niedrige
Energie, und werden typischerweise nur für wenige Sekunden pro Photo
aktiviert.
- 5. Die Blitzeinheit 45 wird nur für einige Photographien benutzt.
Für eine
angemessene Betriebsdauer der Batterie kann die Stromversorgung
einfach von einer 3V Lithium Batterie bereitgestellt werden.
- 6. Das optionale Farbdisplay 5 ist aus zwei Gründen ein
Hauptstromverbraucher: Es muss für
die ganze Zeit, in der die Ka mera verwendet wird, eingeschaltet
sein, und wenn ein Flüssigkristall-Display
verwendet wird, wird ein Hintergrundlicht erforderlich sein. Kameras,
die ein Farbdisplay enthalten, benötigen eine größere Batterie,
um eine annehmbare Betriebsdauer der Batterie zu erzielen.
-
Blitzeinheit 56
-
Die
Blitzeinheit 56 kann ein elektronischer Standard-Miniatur-Blitz
für Benutzerkameras
sein.
-
Übersicht über den ACP 31
-
3 stellt
den Zentralprozessor der Kunstkamera (ACP) 31 detaillierter
dar. Der Zentralprozessor der Kunstkamera bietet die gesamte Verarbeitungsleistung
für die
Kunstkamera. Er ist für
einen 0,25 μm CMOS-Prozess
entworfen, mit etwa 1,5 Millionen Transistoren und einer Fläche von
etwa 50 mm2. Der ACP 31 weist eine
komplexe Bauart auf, jedoch können
die Entwurfsanstrengungen reduziert werden, indem Datenweg-Kompilierungstechniken,
Makrozellen, und IP-Kerne
verwendet werden.
-
Der
ACP 31 enthält:
Einen
RISC CPU-Kern 72
Einen parallelen 4-Weg VLIW Vektorprozessor 74
Eine
direkte RAM-Bus-Schnittstelle 81
Eine CMOS-Abbildungssensor-Schnittstelle 83
Eine
lineare CMOS-Abbildungssensor-Schnittstelle 88
Eine
serielle USB-Schnittstelle 52
Eine Infrarot-Tastatur-Schnittstelle 55
Eine
nummerische LCD-Schnittstelle 84, und
Eine Farb-TFT-LCD-Schnittstelle 88
Einen
4 Mbyte Flash-Speicher 70 für den Programmspeicher 70
-
Die
RISC CPU, die direkte RAM-Bus-Schnittstelle 81, die CMOS-Sensor-Schnittstelle 83,
sowie die serielle USB-Schnittstelle 52 können vom
Anbieter bereitgestellte Kerne sein. Es ist vorgesehen, dass der
ACP 31 mit einer Taktgeschwindigkeit von 200 MHz bei 3
V extern und 1,5 V intern läuft,
um den Stromverbrauch zu minimieren. Der CPU-Kern muss nur bei 100
MHz laufen.
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Bildzugriff
-
Die
DRAM-Schnittstelle 81 ist für die Schnittstellen-Funktion
zwischen anderen Client-Teilen des ACP-Chips und dem RAMBUS DRAM
verantwortlich. Als Ergebnis ist jedes Modul innerhalb der DRAM-Schnittstelle
ein Adress-Generator.
-
Es
gibt drei logische Arten von Bildern, die von dem ACP gehandhabt
werden. Diese sind:
- – Ein CCD-Bild, welches das
eingespeiste Bild ist, das von dem CCD eingefangen wird.
- – Internes
Bildformat – das
Bildformat, welches von dem Kunstkamera-Gerät intern verwendet wird.
- – Druckbild – das Ausgabebild-Format,
welches von der Kunstkamera gedruckt wird.
-
Diese
Bilder unterscheiden sich typischerweise im Farbraum, der Auflösung, sowie
in den Ausgabe- und Eingangs- Farbräumen, welche von Kamera zu
Kamera unterschiedlich sein können.
Beispielsweise kann ein CCD-Bild auf einer einfachen Kamera eine
unterschiedliche Auflösung
aufweisen, oder unterschiedliche Farbcharakteristika haben, als
die in hochwertigen Kameras verwendeten. Jedoch haben alle internen
Bildformate hinsichtlich des Farbraumes quer über alle Kameras das gleiche
Format.
-
Zusätzlich können sich
die drei Bildtypen im Hinblick darauf unterscheiden, welche Richtung „oben" ist. Die physische
Ausrichtung der Kamera bedingt die Vorstellung von einem Porträt oder einem
Landschaftsbild, und diese muss über
die gesamte Weiterverarbeitung beibehalten werden. Aus diesem Grund
ist das interne Bild immer richtig ausgerichtet, und eine Drehung
wird an Bildern durchgeführt,
die von den CCP erhalten werden, sowie während des Druckvorgangs.
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Druckrollen
-
Bezug
nehmend auf 4 ist dort die Druckrolle 42 und
Druckkopf-Teile
der Kunstkamera dargestellt. Das Papier/der Film 611 wird
in einem kontinuierlichen „Papierrollen-artigen" Vorgang einem Druckmechanismus 15 zugeführt, welcher
weiters Klemmrollen 616–619 und einen Druckkopf 44 enthält.
-
Die
Klemmrolle 613 ist an einem Antriebsmechanismus angeschlossen
(nicht gezeigt) und beim Drehen der Druckrolle 613 wird „Papier" in Form eines Films 611 durch
den Druckmechanismus 615 und aus dem Bildausgabeschlitz 6 gedrängt. Ein
sich drehender Abschneidemechanismus (nicht gezeigt) wird verwendet, um
die Papierrolle 611 in erforderliche Photogrößen zu schneiden.
-
Es
ist daher offensichtlich, dass die Druckrolle 42 verantwortlich
für das
Ausliefern von „Papier" 611 zu dem
Druckmechanismus 615 ist, um die photographisch abgebildeten
Bilder zu drucken.
-
In 5 ist
eine auseinandergezogene Perspektive der Druckrolle 42 gezeigt.
Die Druckerrolle 42 enthält Ausgabe-Druckerpapier 611,
welches durch den Betrieb der Klemmrollen 612, 613 ausgegeben
wird.
-
Bezug
nehmend auf 6 ist eine vollständige auseinandergezogene
Perspektivansicht der Druckrolle 42 der 8 ohne
der „Papier"-Filmrolle dargestellt.
Die Druckrolle 42 enthält
drei Hauptteile, einschließlich
den Tintenbehälter- Teil 620,
den Papierrollen-Teil 622, 623, sowie den äußeren Gehäuseteilen 626, 627.
-
Als
erstes wird der Tintenbehälter-Teil 620 behandelt,
welcher die Tintenbehälter-
oder Tintenvorrat-Teile 633 enthalten. Die Tinte für das Drucken
ist in drei blasenartigen Behältern 630–632 enthalten.
Es wird angenommen, dass die Druckrolle 42 eine Ausgabe
von Tinten in voller Farbe bereitstellt. Daher enthält ein erster
Tintenbehälter
oder Blase 630 Cyan-farbige Tinte. Ein zweiter Behälter 631 enthält Magenta-farbige
Tinte und ein dritter Behälter 632 enthält gelbe
Tinte. Obwohl sie auf das Volumen bezogen unterschiedliche Abmessungen
haben, ist jeder Behälter 630–632 gestaltet,
dass er bezogen auf das Volumen im Wesentlichen das gleiche Volumen
aufweist.
-
Die
Tintenbehälter-Teile 621, 633 können zusätzlich zur
Abdeckung 624 aus Kunststoffteilen hergestellt sein, und
sie sind gestaltet, dass sie mittels Heißversiegelung, Ultravioletter
Strahlung, etc. zusammengefügt
werden. Jeder der gleich großen
Tintenbehälter 630–632 ist
an einem entsprechenden Tintenkanal 639–641 angeschlossen,
um einen Fluss der Tinte von dem Behälter 630–632 zu
einem entsprechenden Tintenausgabeport 635–637 zu
ermöglichen.
Der Tintenbehälter 632 hat
den Tintenkanal 641 und den Ausgabeport 637, der
Tintenbehälter 631 hat
den Tintenkanal 640 und dem Ausgabeport 636, und
der Tintenbehälter 630 hat
den Tintenkanal 639 und den Ausgabeport 637.
-
Im
Betrieb können
die Tintenbehälter 630–632 mit
den entsprechenden Tinten gefüllt
werden, und der Teil 633 wird an dem Teil 621 angefügt. Die
Tintenbehälter-Teile 630–632,
welche zusammenschaltbare Blasen sind, ermöglichen es der Tinte, die Tintenkanäle 639–641 zu
durchlaufen, und sind daher in einer Fluid-Kommunikation mit dem
Tintenausgabeports 635–637.
Weiters kann, wenn dies erforderlich ist, ein Lufteinlassport vorgesehen
sein, um zu ermöglichen,
dass der Druck, der den Tintenkanal-Behältern 630–632 zugeordnet
ist, wie benötigt
aufrechterhalten wird.
-
Die
Kappe 624 kann so mit dem Tintenbehälterteil 620 verbunden
sein, dass sie einen mit Druck versehenen Hohlraum bildet, der über den
Luftdruck-Einlassport
erreichbar ist.
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Die
Tintenbehälter-Teile 621, 633 und 624 sind
so gestaltet, dass sie als eine einteilige Einheit miteinander verbunden
sind, und dass sie in die Druckerrollen-Teile 622, 623 eingesetzt
werden. Die Druckerrollen-Teile 622, 623 sind
so gestaltet, dass sie mittels Schnappverschlüssen zusammenpassen, mittels
Steckerteilen 645–647,
welche zu entsprechenden Buchsenteilen (nicht gezeigt) passen. In ähnlicher
Weise sind die Buchsenteile 654–656 gestaltet, dass
sie zu entsprechenden Steckerteilen 660–662 passen. Die Papierrollen-Teilen 622, 623 sind
daher so gestaltet, das sie aneinander eingerastet sind. Ein Ende
des Films innerhalb der Rolle wird zwischen den zwei Teilen 622, 623 eingeklemmt,
wenn diese zusammengefügt
werden. Der Druckfilm kann dann, wie benötigt, auf die Druckrollenteilen 622, 625 aufgerollt
werden.
-
Wie
oben erwähnt,
sind die Tintenbehälter-Teile 620, 621, 633, 624 so
gestaltet, dass sie innerhalb der Papierrollen-Teile 622, 623 eingesetzt
werden. Die Druckrollenteile 622, 623 sind in
der Lage, sich rund um die festliegenden Tintenbehälter-Teile 621, 633 und 624 zu
drehen, um den Film bei Bedarf abzugeben.
-
Die äußeren Gehäuseteile 626 und 627 sind
weiters so gestaltet, dass sie rund um die Druckrollen-Teile 622, 623 verbunden
werden. Zusätzlich
ist jedes Ende der Klemmrollen, zum Beispiel 612, 613,
geeignet, um von einer entsprechenden Aufnehmung, zum Beispiel 670,
in der Abdeckung 626, 627 umklammert zu werden,
wobei die Rolle 613 von außen angetrieben wird (nicht
gezeigt), um den Druckfilm aus der Druckrolle hinaus zu transportieren.
-
Schließlich kann
in den Tintenbehälter-Teilen 620, 621 ein
Hohlraum 677 vorgesehen sein für das Einsetzen und Festkleben
einer Einheit 53 vom Typ eines Silikonchips mit integrierten
Schaltkreisen, für
das Speichern von Informationen, die der Druckrolle 42 zugeordnet
sind.
-
Wie
in der 4 und 6 gezeigt ist, ist die Druckrolle 42 so
gestaltet, das sie in das Kunstkamera-Gerät so eingesetzt werden kann,
das sie mit einer Anschlusseinheit 680 verbunden wird,
welche Anschluß-Kontaktstellen 681 enthält, um eine
Verbindung mit dem Silikonchip 53 bereitzustellen. Weiters
enthält der
Anschluss 680 vier Endanschlüsse, welche mit den Tintenversorgungsports 635–637 verbunden
sind. Im Gegenzug sind die Tintenversorgungsports an die Tintenversorgungsleitungen,
z.B. 682, angeschlossen, die wiederum an die Druckkopf-Versorgungsports,
z.B. 687, angeschlossen sind, für den Fluss der Tinte zu dem Druckkopf 44 gemäß den Erfordernissen.
-
Das „Medium" 611, das
verwendet wird, um die Rolle zu bilden, kann viele verschiedene
Materialien aufweisen, welche dazu konzipiert sind, dass darauf
geeignete Bilder gedruckt werden können. Zum Beispiel kann undurchsichtiges,
aufrollbares Kunststoffmaterial verwendet werden. Folien können verwendet
werden, in dem transparente Kunststoffblätter verwendet werden, metallisches
Drucken kann über
die Verwendung eines metallischen Blattfilms stattfinden. Desweiteren
können
Gewebe innerhalb der Druckerrolle 42 verwendet werden,
um Bilder auf Gewebe zu drucken, obwohl darauf geachtet werden muss,
dass nur Gewebe verwendet werden, die eine ausreichende Steife,
oder ein geeignetes Verstärkungsmaterial
haben.
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Wenn
das Druckmedium Kunststoff ist, kann es mit einer Lage beschichtet
sein, welche die Tinte fixiert und absorbiert. Weiters können einige
Arten von Druckmedien verwendet werden, zum Beispiel undurchsichtig weiß matt,
undurchsichtig weiß glänzend, transparenter
Film, matt transparenter Film, Linsenbereichsfilm für stereoskopische
3D-Ausdrucke, metallisierter Film, Film mit erhabenen, optisch veränderlichen
Einheiten, wie etwa Rastern oder Hologrammen, Medien, die auf der
Rückseite
vorgedruckt sind, und Medien, welche eine magnetische Aufzeichnungsschicht
enthalten. Wenn eine metallische Folie verwendet wird, kann die
metallische Folie ein Trägermaterial
aus einem Polymer aufweisen, welches mit einer dünnen (einige μm) aufgedampften
Schicht von Aluminium oder einem ande ren Metall beschichtet ist,
und dann mit einer klaren Schutzschicht beschichtet ist, die geeignet
ist, die Tinte über
den Tintendruckermechanismus aufzunehmen.
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In
Verwendung ist die Druckrolle 42 offensichtlich so gestaltet,
dass sie ins Innere eines Kameragerätes eingesetzt wird, so dass
sie Tinte und Papier für
ein Drucken von Bildern auf Anforderung bereitstellt. Die Tintenausgabeports 635–637 treffen
auf entsprechende Ports innerhalb des Kameragerätes, und die Klemmrollen 672, 673 werden
betätigt,
um die Zuführung
von Papier zu dem Kameragerät
unter der Steuerung des Kameragerätes zu ermöglichen.
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Alternative
Druckrolle
-
In
einer alternativen Ausführungsform
ist eine modifizierte Form einer Druckrolle vorgesehen, die hauptsächlich aus
spritzgegossenen Plastikteilen aufgebaut ist, welche passend mittels
Schnappverschlüssen zusammengesetzt
sind. Die modifizierte Form der Druckrolle hat eine hohe Tintenspeicherkapazität zusätzlich zu
einem etwas vereinfachten Aufbau. Für eine vereinfachte Konstruktion
wird das Druckmedium, auf welches das Bild gedruckt werden soll,
um eine Wickelhülse
aus Kunststoff gewickelt. Der Tintenmedienbehälter hat eine Reihe von Belüftungsöffnungen,
die so gestaltet sind, dass sie die Möglichkeiten für einen
Fluss der Tinte aus den Belüftungsöffnungen
minimieren. Weiters ist eine Gummidichtung für die Tinten-Auslasslöcher bereitgestellt,
wobei die Gummidichtung beim Einsetzen der Druckrolle in ein Kamerasystem
durchstochen wird. Weiters enthält
die Druckrolle eine Druckmedien-Ausstossschlitz und der Ausstoßschlitz
enthält
eine umgebende geformte Oberfläche,
welche dabei hilft, den Druckmedien-Ausstoßschlitz in Bezug auf den Druckkopf innerhalb
des Druck- oder Kamerasystems genau zu positionieren.
-
7 bis 11 zugewandt
ist in 7 eine Einzelpunkt-Rolleneinheit 1001 in einer
zusammengesetzten Form dargestellt, die teilweise ausgeschnitten
ist, um innere Teile der Druckrolle zu zeigen. 8 bzw. 9 zeigen
auseinandergezogene Perspektivansichten von der linken, bzw. rechten
Seite.
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10 und 11 sind
auseinandergezogene Perspektiven des inneren Kernteils 1007 der 7 bis 9.
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Die
Druckrolle 1001 ist rundum einen inneren Kernteil 1007 aufgebaut,
welcher einen inneren Tintenvorrat enthält. Außerhalb des Kernteils 1007 ist
ein Formgeber 1008 vorgesehen, um den ein Papier oder ein Filmvorrat 1009 gewickelt
ist. Rundum den Papiervorrat sind zwei Abdeckteile 1010, 1011 aufgebaut,
welche rundum die Druckrolle einrasten, so dass sie eine Abdeckungseinheit
bilden, wie in 10 dargestellt. Der untere Abdeckungsteil 1011 enthält einen
Schlitz 1012, durch welchen das Druckmedium 1004 für eine Verbindung
mit dem Kamerasystem ausgegeben wird.
-
Zwei
Klemmrollen 1038, 1039 sind vorgesehen, um das
Papier gegen eine Antriebs-Klemmrolle 1040 zu drücken, so
dass sie gemeinsam für
ein entwölben
des Papiers rund um die Rolle 1040 sorgen. Das Entwölben dient
dazu, um die starke Wölbung,
die dem Papier verliehen sein kann, da es für eine ausgedehnte Zeitdauer
in der Form einer Druckrolle gelagert wurde, rückgängig zu machen. Die Rollen 138, 139 sind
ausgestattet, das sie eine Schnappverbindung mit Endteilen des Abdeck-Basisteils 1077 ausbilden,
und die Rolle 1040, welche für den Antrieb ein hemmendes
Ende 1043 enthält,
passt mit eine Schnappverbindung in das obere Abdeckteil 1010,
so dass das Papier 1004 fest dazwischen eingeklemmt wird.
-
Die
Abdeckteile 1011 enthalten einen Endvorsprung oder eine
Lippe 1042. Die Endlippe 1042 ist für eine genaue
Ausrichtung des Austrittsloches des Papiers mit einer zugehörigen Druckkopfs-Walzenstruktur
innerhalb des Kamerasystems vorgesehen. Auf diese Weise ist eine
genaue Ausrichtung oder Positionierung des austretenden Papiers
im Bezug auf einen angrenzenden Druckkopf vorgesehen, für eine vollständige Lenkung
des Papiers zu dem Druckkopf.
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Nun
Bezug nehmend auf 10 und 11 ist
dort eine auseinandergezogene Perspektive des inneren Kernteils
dargestellt, der aus einem spritzge gossenen Teil gebildet sein kann,
und der rundum drei Kern-Tintenzylinder aufgebaut ist, welche interne
Schwammteile 1034–1036 aufweisen.
-
An
einem Ende der Kernteile ist eine Reihe von Luftatemkanälen, zum
Beispiel 1014–1016,
vorgesehen. Jeder Luftatemkanal 1014–1016 verbindet ein
erstes Loch, z.B. 1018, mit einem externen Kontaktpunkt 1019,
der mit der umgebenden Atmosphäre
verbunden ist. Der Pfad, dem der Luftatemkanal, z.B. 1014,
folgt, weist vorzugsweise eine gewundene Beschaffenheit auf, wobei
er sich hin und her windet. Der Luftatemkanal wird von einem Teil
eines Dichtungsbandes 1020 abgedichtet, welches über dem
Ende des Kernteils angeordnet ist. Die Oberfläche des Dichtungsbandes 1020 ist
vorzugsweise hydrophob behandelt, um es hochgradig hydrophob zu
machen und daher wirkt es dem Eintritt irgendwelcher Fluid-Teile
in die Luftatemkanäle
entgegen.
-
Am
zweiten Ende des Kernteils 1007 ist eine Gummi-Dichtungskappe 1023 vorgesehen,
welche drei verdickte Teile 1024, 1025 und 1026 enthält, wobei
jeder verdickte Teil eine Reihe dünner Löcher aufweist. Der Teil 1024 hat
zum Beispiel die dünnen
Löcher 1029, 1030 und 1031.
Die dünnen
Löcher
sind so angeordnet, dass ein Loch von jedem der einzelnen verdickten
Teile in einer einzelnen Linie angeordnet ist. Zum Beispiel sind
die dünnen
Löcher 1031, 1032 und 1033 ( 13) alle in einer einzelnen Linie angeordnet,
wobei jedes Loch aus einem unterschiedlichen verdünnten Teil
kommt. Jeder der verdickten Teile entspricht einem entsprechenden
Tintenvorrats-Behälter,
sodass, wenn die drei Löcher
gebohrt werden, eine Fluid-Kommunikation mit einem entsprechenden
Behälter
hergestellt wird.
-
Eine
Endkappeneiheit 1044 ist für eine Anbringung auf dem Kernteil 1007 vorgesehen.
Die Endkappe 1044 enthält
eine Öffnung 1046 für das Einsetzen
eines Authentifizierungschips 1033 zusätzlich zu einem verlängerten
Anschlussstück
(nicht gezeigt), welcher drei Stifte enthält, die durch entsprechende
Löcher
(z.B. 1048) eingesetzt werden, wobei sie einen verdünnten Teil
(z.B. 1033) der Dichtung 1023 durchbohren, und eine
Verbindung zu einer entsprechenden Tintenkammer (z.B. 1035)
herstellen.
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Ebenfalls
in dem Endteil 1044 eingesetzt ist ein Authentifizierungschip 1033,
wobei der Authentifizierungschip vorgesehen ist, um den Eintritt
der Druckrolle in das Kamerasystem zu authentifizieren. Dieser Kernteil
ist daher in drei abgetrennte Kammern aufgeteilt, welche jeweils
eine eigene Tintenfarbe und einen internen Schwamm enthalten. Jede
Kammer enthält
einen Tintenauslass in einem ersten Ende und ein Luftatemloch in dem
zweiten Ende. Eine Abdeckung durch das Dichtungsband 1020 ist
vorgesehen, um die Luftatemkanäle abzudecken,
und die Gummidichtung 1023 ist vorgesehen, um das zweite
Ende der Tintenkammer abzudichten.
-
Die
internen Tintenkammerschwämme
und die Hydrophoben-Kanäle
ermöglichen
es, die Druckrolle in einer mobilen Umgebung zu verwenden, und in
vielen unterschiedlichen Ausrichtungen. Weiters kann der Schwamm
selbst hydrophob behandelt sein, um die Tinte systematisch aus dem
Kernteil zu drängen.
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An
der Oberfläche
des Kernteils kann eine Reihe von Rippen (z.B. 1027) vorgesehen
sein, um einen minimalen Reibungskontakt zwischen dem Kernteil 1007 und
den Druckrollen-Formgeber 1008 zu ermöglichen.
-
Die
meisten Teile der Druckrolle können
aus spritzgegossenem Kunststoff hergestellt sein, und die Druckrolle
enthält
ein hohes internes Fassungsvermögen
für die
Aufbewahrung von Tinte. Der vereinfachte Aufbau enthält auch
einen Papier-Entwölbungsmechanismus,
zusätzlich
zu Tintenkammer-Belüftungsöffnungen,
welche für
ein minimales Auslaufen sorgen. Die Gummidichtung sorgt für eine wirkungsvolle
Kommunikation mit den Kammern des Tintenvorrats, um eine hohe Leistungsfähigkeit
im Betrieb bereitzustellen.
