SE505477C2 - Device for reading and converting optical information into digital representation - Google Patents
Device for reading and converting optical information into digital representationInfo
- Publication number
- SE505477C2 SE505477C2 SE9202388A SE9202388A SE505477C2 SE 505477 C2 SE505477 C2 SE 505477C2 SE 9202388 A SE9202388 A SE 9202388A SE 9202388 A SE9202388 A SE 9202388A SE 505477 C2 SE505477 C2 SE 505477C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- aperture
- matrix
- detection
- image
- pixel
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
- H04N1/024—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original
- H04N1/028—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
- H04N23/75—Circuitry for compensating brightness variation in the scene by influencing optical camera components
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/702—SSIS architectures characterised by non-identical, non-equidistant or non-planar pixel layout
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/75—Circuitry for providing, modifying or processing image signals from the pixel array
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
Description
505 477 2 överföres till en digitalt lagringsbar bild som kan reproduceras på en monitor eller matas ut som en fotogra- fisk bild i en printer. Utnyttjandet av dylika CCD-sensorer är emellertid förenat med en rad problem och innebär ett flertal praktiska begränsningar. Ett problem består i svårigheter att erhålla samma känslighet i alla pixel. Det är förbundet med ett flertal svårigheter att transportera de laddningar son\ genererats i respektive pixel ut ur sensorn utan att påverkas och förändras av andra fenomen såsom exempelvis restladdningar, mörkerström, överhörning m.m. innan de registreras med motsvarande digitala värde i en A/D-omvandlare. 505 477 2 is transferred to a digitally storable image that can be reproduced on a monitor or output as a photographic image in a printer. However, the use of such CCD sensors is associated with a number of problems and involves a number of practical limitations. One problem is the difficulty of obtaining the same sensitivity in all pixels. It is associated with a number of difficulties in transporting the charges generated in each pixel out of the sensor without being affected and changed by other phenomena such as residual charges, dark current, crosstalk, etc. before being registered with the corresponding digital value in an A / D converter.
Dessa och andra svårigheter' medför att det blir såväl tekniskt komplicerat som dyrt att tillverka en CCD-matris- sensor. Det är i synnerhet behäftat med svårigheter att framställa en CCD-matrissensor som ger tillräckligt god bildrepresentation eftersonxbildkvaliteten.beror av antalet pixel, dvs ju fler pixel (bildelement) en sensor innehål- ler, desto fler bildelement delas den infallande bilden upp i och ju högre blir upplösningen, dvs desto bättre kan bilden reproduceras.These and other difficulties mean that it becomes both technically complicated and expensive to manufacture a CCD matrix sensor. It is particularly difficult to produce a CCD matrix sensor that provides sufficient image representation according to the x-ray image quality. Depending on the number of pixels, ie the more pixels (pixels) a sensor contains, the more pixels the incident image is divided into and the higher becomes the resolution, ie the better the image can be reproduced.
REDocöRELsE Fön UPPFINNINGEN= Målet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en anordning för avläsning och omvandling av optisk informa- tion till digital representation. Uppfinningen har också som mål en bildsensor där hög upplösning kan erhållas på ett enkelt och billigt sätt. Ett ytterligare mål är att omvandla bilden eller den optiska informationen till digital representation utan degenerering. Ett annat mål med uppfinningen är att de ljuskänsliga elementen i anordningen eller sensorn på ett enkelt skall kunna ges uniformitet.THE OBJECT OF THE INVENTION = The object of the present invention is to provide a device for reading and converting optical information into digital representation. The invention also has for its object an image sensor where high resolution can be obtained in a simple and inexpensive manner. An additional goal is to convert the image or optical information into digital representation without degeneration. Another object of the invention is that the light-sensitive elements of the device or sensor should be able to be given uniformity in a simple manner.
Ytterligare mål med uppfinningen består i enkel fram- ställning av en anordning som dessutom är billig, lätt att använda m.m. 505 477 3 Mera speciellt har uppfinningen som mål att ange en anordning för avläsning och omvandling av optisk informa- tion till digital representation eller inspelning genom vilken lagrad bildinformation även kan spelas upp eller visas.En dylik anordning anges i patentkraven 15 till 22.Further objects of the invention consist in simple manufacture of a device which is also inexpensive, easy to use, etc. More particularly, the invention has for its object to provide a device for reading and converting optical information into digital representation or recording by which stored image information can also be played back or displayed. Such a device is stated in claims 15 to 22.
Uppfinningen har vidare som mål att ange ett förfarande för avläsning och omvandling av optisk information till digital representation.The invention further has for its object to provide a method for reading and converting optical information into digital representation.
En anordning genom vilken såväl dessa som andra mål uppnås anges genom de i den kännetecknande delen av patentkrav 1 angivna kännetecknen. Ett förfarande för avläsning och omvandling av optisk information till digital represen- tation anges i patentkrav 23. Föredragna utföringsformer anges genom de i underkraven angivna särdragen.A device by which both these and other objects are achieved is indicated by the features stated in the characterizing part of claim 1. A method for reading and converting optical information into digital representation is stated in claim 23. Preferred embodiments are stated by the features stated in the subclaims.
Enligt uppfinningen sker omvandlingen av den optiska informationen till digital representation direkt utan analog nællanlagring. Varje pixel omfattar en genom en regleranordning reglerbar bländaranordning varvid en bländarenhet bildas av en uppsättning bländaranordningar.According to the invention, the conversion of the optical information into digital representation takes place directly without analogue needle storage. Each pixel comprises an aperture device controllable by a control device, an aperture unit being formed by a set of aperture devices.
Genom ett antal en_detekteringsenhet bildande fotodetekte- ringsanordningar, varvid till varje fotodetekteringsanord- ning åtminstone en bländaranordning är ordnad, detekterar fotodetekteringsanordningen inkommande ljusenergi i aktuellt pixel och då ett visst värde på ljusenergin uppnåtts avger fotodetekteringsanordningen en signal för styrning av den till den aktuella bländaranordningen hörande regleranordningen. Anordningen kan givetvis vara utformad på en rad sätt. Exempelvis kan en fotodetekte- ringsanordning tillordnas ett flertal bländaranordningar eller bara en enda liksom regleranordningen kan vara separat eller gemensam för de olika bländaranordningarna.Through a number of photodetecting devices forming a detection unit, at least one aperture device being arranged for each photodetecting device, the photodetecting device detects incoming light energy in the current pixel and when a certain value of the light energy is reached, the photodetecting device outputs a signal to the current control device. . The device can of course be designed in a number of ways. For example, a photodetection device can be assigned to a plurality of aperture devices or only one as well as the control device can be separate or common to the different aperture devices.
Speciellt leder uppnående av den givna ljusenergin i ett speciellt pixel till att regleranordningen avbryter en i 505 477 4 bländaranordningen pågående öppningsoperation. I det fall att mot varje detekteringsanordning svarar fler än en bländaranordning, kan detekteringsanordningen antingen läsa av bländaranordningarna sekventiellt eller två eller flera samtidigt enligt olika utförande. Fotodetekteringsanord- ningen kan speciellt utgöras av en fototransistor vilken avger en elektrisk signal då dess yta träffas av fotoenergi eller enligt ytterligare alternativ kan den utgöras av en fotodiod eller en fotodiod i kombination med en lysdiod.In particular, achieving the given light energy in a particular pixel leads the control device to interrupt an opening operation in progress in the aperture device. In the case that more than one aperture device responds to each detection device, the detection device can either read the aperture devices sequentially or two or more simultaneously at different designs. The photodetecting device may in particular consist of a phototransistor which emits an electrical signal when its surface is struck by photoenergy or according to further alternatives it may consist of a photodiode or a photodiode in combination with a light emitting diode.
Speciellt reglerar regleranordningen den aktuella eller motsvarande bländaranordningen på ett sådant sätt att denna öppnas med en hastighet som följer en given kurva ända tills ett visst värde av fotodetekteringsanordningen detekterad ljusenergi uppnås varvid denna avger en signal.In particular, the control device regulates the current or corresponding aperture device in such a way that it is opened at a speed which follows a given curve until a certain value of the light energy detected light energy is reached, whereby it emits a signal.
Denna givna kurva är speciellt sådan att den hela tiden har en positiv derivata under öppnandet. Regleringen kan speciellt utföras på så sätt att den detekterade ljusener- gin svarar mot ögats känslighetskarakteristik. Alternativt anpassas så att detekteringsanordningen läser av ljuset med en kurva som ej överensstämmer med ögats responskurva varför man lägger på en s.k. P-funktion för kompensering respektive justering. Speciellt kan denna P-kompensation erhållas med hjälp av en sågtandsgenerator. Man kan även linjarisera detektorn. Vid utnyttjande av konstant hastig- het öppningshastighet måste kompenseringen göras senare.This given curve is especially such that it always has a positive derivative during opening. The regulation can especially be performed in such a way that the detected light energy corresponds to the eye's sensitivity characteristics. Alternatively, it is adapted so that the detection device reads the light with a curve that does not correspond to the eye's response curve, which is why a so-called P-function for compensation and adjustment. In particular, this P-compensation can be obtained by means of a sawtooth generator. You can also linearize the detector. When using a constant opening speed, the compensation must be made later.
Upplösningen varieras genom 'variation av detekterings- densiteten på i sig känt sätt.The resolution is varied by varying the detection density in a manner known per se.
Enligt ett speciellt utförande kan ett antal pixel vara så anordnade att de bildar en matris för bildande av en s.k. matrissensor varvid en uppsättning detekteringsanordningar är anordnade i anslutning till den ett antal pixel om- fattande bländarmatrisen. Enligt ett speciellt fördelaktigt utförande omfattas bländaranordningen av ferroelektriska flytande .kristaller, FLC. De ferroelektriska flytande 505 477 kristallerna är företrädesvis i smektisk AF-fas. Före- trädesvis är vätskekristallen ytstabiliserad varvid spänningen över i gittret ingående kristaller kan varieras med hjälp av en generatoranordning, exempelvis en sågtands- generator, varvid detekteringsanordningarna är anordnade i ett plan som är parallellt med bländaranordningsmatrisen.According to a special embodiment, a number of pixels can be arranged so as to form a matrix for forming a so-called matrix sensor, wherein a set of detection devices are arranged in connection with the aperture matrix comprising a number of pixels. According to a particularly advantageous embodiment, the mixer device is comprised of ferroelectric liquid crystals, FLC. The ferroelectric liquid 505 477 crystals are preferably in smectic AF phase. Preferably, the liquid crystal is surface-stabilized, whereby the voltage across crystals contained in the grating can be varied by means of a generator device, for example a sawtooth generator, the detection devices being arranged in a plane parallel to the mixer device matrix.
Genom en styrhet anges vilket eller vilka pixel som skall aktiveras på vätskekristallen. För lagring av i respektive pixel uppmätt ljusenergi omfattar anordningen vidare ett adressregister och ett digitalt minnesorgan, där vidare en räknare är anordnad för digitalisering av värdet på ljusenergin innan lagring i adressregistret varpå in- formationen tillsammans med sin adress lagras i ett digitalt minnesorgan.A control indicates which pixel or pixels are to be activated on the liquid crystal. For storing light energy measured in each pixel, the device further comprises an address register and a digital memory means, where further a counter is arranged for digitizing the value of the light energy before storage in the address register whereupon the information together with its address is stored in a digital memory means.
Enligt ett alternativt utförande är ett antal pixel anordnade i rad så att anordningen bildar en radsensor. En sådan kan vara lämplig vid stationära objekt m.m. Denna radsensor kan vara rörlig varvid sensorn bringas att svepa förbi den optiska informationen som skall omvandlas för att en bild skall genereras. Alternativt kan den optiska informationen svepas förbi radsensorn eller också kan båda alternativen kombineras.According to an alternative embodiment, a number of pixels are arranged in a row so that the device forms a row sensor. Such a device may be suitable for stationary objects etc. This line sensor can be movable, causing the sensor to sweep past the optical information to be converted in order for an image to be generated. Alternatively, the optical information may be swept past the line sensor or both options may be combined.
Enligt ett speciellt utförande kan anordningen vara så utformad att den kan användas som en monitor. Därvid omfattar detekteringsenheten medel för absorbering av ljus och lagrade bilder kan visas eller spelas upp genom aktivering av en visningsväljaranordning. Denna kan vara så utformad att man för bildvisning kan välja mellan att stega i den ena eller den andra riktningen. Det absorberande medlet kan därvid utgöras av en absorberande svart yta och i minnesmediet lagrade bilder visas genom att deras adress i adressregistret indikeras med hjälp av visningsväl- jaranordningen. Via styrenheten och drivelektronik återges bilddata således som en bild på bländarmatrisen. Anord- 505 477 6 ningen, såväl som sensor och som monitor kan vara anordnad i en kamera eller liknande. För bildande av en monitor kan anordningen vara anordnad såsom ett bakstycke eller dylikt till kameran vilket är så anordnat i förhållande till kameran att bilderna lätt kan åskådliggöras. Speciellt kan anordningen vara löstagbar eller roterbart anordnad relativt kameran eller utgöra en del av denna så att bilderna lätt kan betraktas endast genom att ett enkelt handgrepp utföres eller liknande. Enligt ett alternativ, i det fall att kameran exempelvis utgöres av en spegelreflex- kamera, kan kamerans sökarspegel och mattskiva vara så utformade att de kan vridas så mycket att bildmatrisen genont reflektion åskådliggöres och kan betraktas genom sökarschaktet. Härvid kan sökarspegeln speciellt omfatta en reflekterande beläggning såväl på fram- som på baksidan.According to a special embodiment, the device can be designed so that it can be used as a monitor. Thereby, the detection unit comprises means for absorbing light and stored images can be displayed or played back by activating a display selector device. This can be designed so that for image display you can choose between stepping in one or the other direction. The absorbing means can then be constituted by an absorbing black surface and images stored in the memory medium are displayed by indicating their address in the address register by means of the display selection device. Via the control unit and drive electronics, the image data is thus reproduced as an image of the aperture matrix. The device, both as a sensor and as a monitor, can be arranged in a camera or the like. To form a monitor, the device can be arranged as a back piece or the like to the camera, which is so arranged in relation to the camera that the images can be easily illustrated. In particular, the device can be detachably or rotatably arranged relative to the camera or form part of it so that the images can easily be viewed only by performing a simple handshake or the like. According to an alternative, in the case that the camera consists, for example, of a SLR camera, the camera's viewfinder mirror and matte disc can be designed so that they can be rotated so much that the image matrix through reflection is illustrated and can be viewed through the viewfinder shaft. In this case, the viewfinder mirror can in particular comprise a reflective coating on both the front and the back.
Enligt ett alternativt utförande är det möjligt att anordna eller integrera en uppsättning av ljusdioder eller liknande i detekteringsenheten för belysning av matrisen.According to an alternative embodiment, it is possible to arrange or integrate a set of LEDs or the like in the detection unit for illuminating the matrix.
Genom uppfinningen är det möjligt att med hög upplösning och på ett enkelt och billigt sätt omvandla optisk in- formation till digital representation. Enligt ett speciellt utförande blir det möjligt att åskådliggöra lagrad elek- tronisk representation.Through the invention, it is possible to convert optical information into digital representation with high resolution and in a simple and inexpensive manner. According to a special embodiment, it becomes possible to illustrate stored electronic representation.
FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas under hänvisning till bifogade figurer i förklarande och icke på något vis begränsande syfte, där Fig 1 visar en anordning i form av en sensor för av- läsning och omvandling av optisk information till digital representation, Fig 2 visar en anordning enligt uppfinningen som kan utnyttjas för bildvisning, 505 477 7 Fig 3a illustrerar till det yttre en anordning användbar som sensor och monitor anordnad på en kamera, Fig 3b visar anordningen i fig 3a med frilagt bildplan, Fig 4a visar schematiskt en kamera av spegel-reflextyp med en anordning enligt uppfinningen utnyttjad som sensor, Fig 4b illustrerar schematiskt kameran och anordningen i fig 4a men nu i monitorläge.DESCRIPTION OF THE FIGURES The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying figures for an explanatory and in no way limiting purpose, where Fig. 1 shows a device in the form of a sensor for reading and converting optical information into digital representation, Fig. 2 shows a device according to the invention which can be used for image display, Fig. 3a externally illustrates a device useful as a sensor and monitor arranged on a camera, Fig. 3b shows the device in Fig. 3a with an exposed image plane, Fig. 4a schematically shows a camera of mirror reflex type with a device according to the invention used as a sensor, Fig. 4b schematically illustrates the camera and the device in Fig. 4a but now in monitor position.
FÖREDRAGNA UTFöRINGsFoRMER Enligt ett speciellt utförande, beskrivet i fig 1, är en ytstabiliserad fotoelektrisk vätskekristall (FLC) anordnad i matrisform. Bakonnvätskekristallmatrisen 1 är en detekte- ringsenhet 2 i form av en fotokänslig matris av fotodetek- teringsanordningar 2' anordnad.PREFERRED EMBODIMENTS According to a particular embodiment, described in Fig. 1, a surface stabilized photoelectric liquid crystal (FLC) is arranged in matrix form. The rear liquid crystal matrix 1 is a detection unit 2 in the form of a photosensitive matrix of photodetection devices 2 'arranged.
Matrisen 1 kan sägas vara sammansatt av ett antal pixel anordnade i matrisform. Förenklat för ett pixel, kan ljus sägas infalla mot en bländaranordning bakonn vilken en detekteringsanordning 2' är anordnad, exempelvis i form av en fototransistor. OH1detekteringsanordningen 2' träffas av ljus, dvs bländaranordningen är öppen avger denna en elektrisk signal. Om bländaranordningen inledningsvis är stängd kommer således ingen signal ifrån detekteringsanord- ningen 2' då ljus infaller mot bländaranordningen. Om emellertid bländaranordningen börjar öppnas vid en tid, tm med hjälp av en regleranordning med en viss given hastig- het, kommer detekteringsanordningen 2' eller enligt ett speciellt utförande fototransistorn, vilken är så kopplad att den vid en viss infallande ljusenergi avger en trigg- signal, att vid uppnående av en given ljusenergi att avbryta öppningsoperationen av bländaranordningen vid en tid tr. Härigenom fås ett värde som är proportionellt mot den infallande ljusenergin. Vad som här beskrivits kan sägas representera en pixel och anordningen kan alltså sägas omfatta ett antal i matrisform anordnade pixel. Med 505 477 8 en dylik sensor enligt uppfinningen kan bildinformationen direktavläsas punkt för punkt utan analog mellanlagring där avläsningen dessutom kan ske på önskat sätt så att bl.a. upplösningen kan varieras. Om t.ex. endast vart tredje eller fjärde pixel på var tredje eller fjärde rad avläses erhålles en lågupplöst bild på ett enkelt sätt osv. Den ovan beskrivna bländaranordningen kan speciellt utgöras av en flytande kristall av ferroelektrísk typ i smektisk Aï- fas.The matrix 1 can be said to be composed of a number of pixels arranged in matrix form. Simplified for a pixel, light can be said to be incident on an aperture device behind which a detection device 2 'is arranged, for example in the form of a phototransistor. The OH1 detection device 2 'is hit by light, ie the aperture device is open, it emits an electrical signal. Thus, if the aperture device is initially closed, no signal comes from the detection device 2 'when light is incident on the aperture device. However, if the aperture device starts to open at a time, tm by means of a control device at a certain given speed, the detection device 2 'or according to a special embodiment the phototransistor, which is so connected that at a certain incident light energy it emits a trigger signal , in achieving a given light energy, interrupting the opening operation of the aperture device at a time tr. This gives a value that is proportional to the incident light energy. What has been described here can be said to represent a pixel and the device can thus be said to comprise a number of pixels arranged in matrix form. With such a sensor according to the invention, the image information can be read directly point by point without analogue intermediate storage, where the reading can also take place in the desired manner so that e.g. the resolution can be varied. If e.g. only every third or fourth pixel on every third or fourth line is read, a low-resolution image is obtained in a simple way, and so on. The above-described mixer device can in particular consist of a liquid crystal of the ferroelectric type in smectic Aï phase.
Det speciella utförande enligt fig 1 beskrives i det följande mer detaljerat och kan sägas utgöra en väsentligen komplett sensor för direkt digitalisering av bildinforma- tion. Vätskekristallmatrisen 1 (även kallad bländarmatri- sen) omfattar enligt det beskrivna utförandet en ytstabili- serad ferroelektrísk vätskekristall (FLC) i Aïfas vilken är anordnad mellan två glasplattor med elektroder på i sig känt sätt. Bakom denna är en detekteringsenhet 2 i form av en fotokänslig matris av fotodetekteringsanordningar 2' anordnad där detekteringsanordningarna 2' exempelvis kan utgöras av fototransistorer eller fotodioder eller foto- och lysdioder i kombination. Enligt ett speciellt utförande (ej visat) skulle fotodetekteringsenheten 2 kunna vara anordnad direkt på vätskekristallmatrisen, eller bländar- nætrisen 1, respektive på dess bakre glasplatta. I det visade exemplet är detekteringsenheten anordnad på ett avstånd från bländarmatrisen 1 och parallellt med denna.The particular embodiment according to Fig. 1 is described in more detail below and can be said to constitute a substantially complete sensor for direct digitization of image information. According to the described embodiment, the liquid crystal matrix 1 (also called the diaphragm matrix) comprises a surface-stabilized ferroelectric liquid crystal (FLC) in Aïfas which is arranged between two glass plates with electrodes in a manner known per se. Behind this, a detection unit 2 in the form of a photosensitive matrix of photodetection devices 2 'is arranged where the detection devices 2' can for instance consist of phototransistors or photodiodes or photodiodes and light emitting diodes in combination. According to a special embodiment (not shown), the photodetection unit 2 could be arranged directly on the liquid crystal matrix, or the aperture network matrix 1, and on its rear glass plate, respectively. In the example shown, the detection unit is arranged at a distance from the aperture matrix 1 and parallel thereto.
Med hjälp av exempelvis en sågtandsgenerator 3 alstras ett elektriskt fält över vätskekristallmatrisen eller bländar- matrisen 1. Styrkan på detta fält ökar linjärt med tiden tills fältet nått upp till en given maxspänning' varpå fältet byggs upp igen. Genom regleranordningen eller styrenheten 4 styres vilket eller vilka element i bländar- matrisen 1 som skall öppnas vid en given tidpunkt, dvs ett pixel på FLC respektive motsvarande fotodetekteringsanord- ning 2' aktiveras. Styrenheten 4 öppnar och stänger därvid 505 477 9 bländaranordningarna i exempelvis en linjär avsökande rörelse. Varje vätskekristallelement i bländarmatrisen 1 eller vätskekristallmatrisen fungerar som en kombinerad bländare och slutare. Genom att ett eller flera närliggande element kan aktiveras samtidigt kan en bild omsamplas. I oaktiverat läge är vätskekrisallmatrisen 1 ogenomskinlig.By means of, for example, a sawtooth generator 3, an electric field is generated over the liquid crystal matrix or the aperture matrix 1. The strength of this field increases linearly with time until the field reaches a given maximum voltage, whereupon the field is rebuilt. The control device or control unit 4 controls which element or elements in the aperture matrix 1 are to be opened at a given time, ie a pixel on the FLC or the corresponding photodetection device 2 'is activated. The control unit 4 thereby opens and closes the aperture devices in, for example, a linear scanning motion. Each liquid crystal element in the diaphragm matrix 1 or the liquid crystal matrix acts as a combined mixer and shutter. Because one or more adjacent elements can be activated simultaneously, an image can be resampled. In the inactivated position, the liquid crystal matrix 1 is opaque.
För att i varje bildpunkt erhålla information om gråskalan utföres öppningen i vätskekristallmatrisen (respektive bländaranordning) på ett accelererande sätt, dvs med en i varje punkt positiv derivata av öppningshastighetsfunktio- nen.Således är ljusgenomsläppligheten låg till en början och hög i slutet. Det ljus som går genom vätskekristallmat- risen, respektive i bländarenheten eller bländarmatrisen 1 ingående bländaranordningar detekteras av fotodetekterings- anordningarna 2', exempelvis utgjorda av fotodioder. Om flera ljuskänsliga element ingår summeras utsignalerna sn sN...,sn från de olika detekteringsanordningarna 2' och jämföres i en jämförare eller komparator 10 med en referenssignal, VM. Om en signal är större än VM avbrytes den pågående öppningsoperationen av en bländaranordning eller ett vätskekristallelement varpå en ny cykel med nya bländaranordningar eller vätskekristallelement påbörjas genom att styrenheten 4 genomgått en cykel och således avancerar till nästa. Genom att låta detekteringsanord- ningarna 2', exempelvis fotodioderna, vara känsliga för olika ljusvåglängder blir det möjligt att läsa in en färgbild. Gråskaleinformationen erhålles genom att en tidperiodräknare (räknare) 6 avläses i slutet av varje cykel. Denna information tillsammans med informationen om vilket/vilka element som är aktiverade eller vilka bländar- anordningar som är öppnade lagras i ett adressregister 5 vid genomlöpt cykel. Räknare 6 räknar alltså franl det digitala värdet på i respektive pixel uppmätt ljusnivå och adressregistret 5 erhåller således bilden i digital form.In order to obtain information about the gray scale in each pixel, the opening in the liquid crystal matrix (respective aperture device) is performed in an accelerating manner, ie with a positive derivative of the opening speed function at each point. Thus the light transmittance is low at the beginning and high at the end. The light passing through the liquid crystal matrix, or the aperture devices included in the aperture unit or the aperture matrix 1, respectively, is detected by the photodetection devices 2 ', for example constituted by photodiodes. If several light-sensitive elements are included, the output signals sn sN ..., sn are summed from the various detection devices 2 'and compared in a comparator or comparator 10 with a reference signal, VM. If a signal is larger than VM, the current opening operation of an aperture device or a liquid crystal element is interrupted, whereupon a new cycle with new aperture devices or liquid crystal elements is started by the control unit 4 undergoing one cycle and thus advancing to the next. By allowing the detection devices 2 ', for example the photodiodes, to be sensitive to different light wavelengths, it becomes possible to read in a color image. The grayscale information is obtained by reading a time period counter (counter) 6 at the end of each cycle. This information together with the information on which element (s) are activated or which aperture devices are opened is stored in an address register 5 during a completed cycle. Counter 6 thus calculates from the digital value the light level measured in each pixel and the address register 5 thus receives the image in digital form.
Den digitaliserade bildinformationen lagras därefter i ett digitalt minnesmedium 7. Registreringen av en bild tillgår 505 477 alltså på så sätt att, om vätskekristallmatrisen 1 ses som en bländarmatris med en bländaranordning per pixel, om en bild projicerats på sensorn, sker avlägsningen pixel för pixel enligt en i adressregistret 5 lagrad sekvens varifrån styrenheten 4 hämtar sin information om vilket pixel som skall avläsas. Detta pixel aktiveras då i enlighet med ovan av det elektriska fältet från sågtandsgeneratorn 3 och drivsignalerna A, B vilka utgör styrsignaler för vätske- kristallmatrisen 1. Samtidigt med detta aktiveras även fotodetekteringsanordningarna 2' (för enkelhets skull är alla detekteringsanordningar' betecknade med 2' även om dessa kan vara olika). Vid påbörjandet av en ramp i sågtandsgeneratorn 3 avges också en startsignal till räknaren 6 vilken sedan erhåller en stoppsignal ifrån styrenheten 4 då en viss ljusenergi detekterats eller när en viss bländaröppning uppnåtts. Informationen i räknaren om ljusenergin i aktiverat pixel eller bildelement över- föres därefter som ovan beskrivits till adressregistret 5 för lagring tillsamans med information om adressen i minnesmediet 7. Härpå nollställes räknaren 6 och den i adressregistret 5 enligt den givna sekvensen påföljande adressen aktiveras. På analogt sätt gås adresser som är lagrade i adressregistret 5 igenom tills dessa är lagrade tillsammans med motsvarande information i minnesmediet 7.The digitized image information is then stored in a digital memory medium 7. The registration of an image thus reaches 505 477 in such a way that, if the liquid crystal matrix 1 is seen as a diaphragm array with one aperture device per pixel, if an image is projected on the sensor, the pixel removal takes place according to a sequence stored in the address register 5 from which the control unit 4 retrieves its information about which pixel is to be read. This pixel is then activated in accordance with the above by the electric field from the sawtooth generator 3 and the drive signals A, B which constitute control signals for the liquid crystal matrix 1. At the same time, the photodetecting devices 2 'are also activated (for simplicity, all detection devices' denoted by 2' are also if these may be different). At the beginning of a ramp in the sawtooth generator 3, a start signal is also given to the counter 6 which then receives a stop signal from the control unit 4 when a certain light energy has been detected or when a certain aperture has been reached. The information in the counter about the light energy in the activated pixel or pixel is then transmitted as described above to the address register 5 for storage together with information about the address in the memory medium 7. The counter 6 is then reset and the address following the address is activated according to the given sequence. In an analogous manner, addresses stored in the address register 5 are scrolled through until these are stored together with the corresponding information in the memory medium 7.
Den i det visade exemplet en matris bildande vätskekristal- len regleras av drivelektronik 9 omfattande drivkretsar.In the example shown, the liquid crystal forming a matrix is regulated by drive electronics 9 comprising drive circuits.
Därvid utgör bildpunktsadressen Q respektive transparensen hos aktuellt respektive aktuella element i matrisen (signal från sågtandsgeneratorn 3) insignaler. Räknarens 6 klockre- ferens utgörs av klockgeneratorn 8. De med A respektive B i figuren betecknade drivsignalerna utgör alltså styrsigna- ler för vätskekristallen (matrisen).In this case, the pixel address Q and the transparency of the current and current elements in the matrix (signal from the sawtooth generator 3) constitute input signals. The clock reference of the counter 6 consists of the clock generator 8. The drive signals denoted by A and B in the figure thus constitute control signals for the liquid crystal (matrix).
Enligt ett alternativt utförande (ej visat) kan ett antal enligt uppfinningen definierade pixel vara anordnade i rad i stället för i en matris, för att bilda en radsensor. För 505 477 11 att bilden skall kunna representeras digitalt måste därvid antingen radsensorn förflytta sig över en optisk bild i ett bildplan eller också måste den optiska bilden svepa över sensorn varvid denna linje för linje registrerar och bygger upp en digital representation av den optiska bilden. Ett sådant utförande är exempelvis användbart vid orörliga bilder. Vad som ovan beskrivits under hänvisning till en s.k. matrissensor gäller väsentligen även för en radsensor.According to an alternative embodiment (not shown), a number of pixels defined according to the invention may be arranged in a row instead of in a matrix, to form a row sensor. In order for the image to be digitally representative, either the line sensor must move over an optical image in an image plane or the optical image must sweep over the sensor, this line by line registering and building up a digital representation of the optical image. Such an embodiment is useful, for example, for motionless images. What has been described above with reference to a so-called matrix sensor essentially also applies to a row sensor.
Uppfinningen kan med fördel utformas på en rad olika sätt.The invention can advantageously be designed in a number of different ways.
Exempelvis kan den producerade bilden härröra från en avbildande kameraoptik eller ifrån projektionen av en transparent eller påsiktsbild såsom i en scanner. Vidare behöver ej antalet detekteringsanordningar överensstämma med antalet bildelement, pixel, i den flytande kristallen.For example, the image produced may originate from an imaging camera optics or from the projection of a transparent or view image as in a scanner. Furthermore, the number of detection devices need not correspond to the number of pixels, pixels, in the liquid crystal.
Vidare är även alternativ till en ferroelektrisk flytande kristall tänkbara. Såsom ovan nämnts kan en detekterings- anordning täcka in eller motsvara flera pixel eller bildelement; emellertid är det väsentligt att endast ett av dessa pixel eller bildelement (som svarar mot en och samma detekteringsanordning) aktiveras varje gång, dvs dessa avläses och aktiveras separat.Furthermore, alternatives to a ferroelectric liquid crystal are also conceivable. As mentioned above, a detection device may cover or correspond to several pixels or pixels; however, it is essential that only one of these pixels or pixels (corresponding to one and the same detection device) is activated each time, ie these are read and activated separately.
Fig 2 anger ett exempel på hur anordningen även kan användas för monitering. Beskrivningen ovan av fig 1 är även i stort tillämplig på detta utföringsexempel varför endast uppspelnings-(visnings) funktionen beskrives. I det beskrivna exemplet är detekteringsenheten 2 försedd med en absorberande, svart yta (ej visad). Efter det att bilder registrerats och lagrats i det digitala minnesmediet 7 kan desssa bilder visas (“spelas upp") genom aktivering av en bildvisningsväljare ll exempelvis omfattande två tryckknap- par eller liknande med hjälp av vilka det är möjligt att steg för steg gå igenonx de lagrade bilderna. i önskad riktning, framåt eller bakåt beroende på vilken knapp som 505 477 12 tryckes. Här är givetvis en rad andra utföringsalternativ möjliga och stegningen kan åstadkommas på en rad olika sätt. Om exempelvis den med + betecknade tangenten tryckes ned visas den bild som sist registrerats genom att denna bilds adress indikeras i adressregistret 5 så att bilddata ifrån det digitala minnesmediet 7 via regleranordningen eller styrenheten 4 och (FLC)-drivelektroniken 9 återges som en bild på bildmatrisen eller FLC-matrisen 1.Fig. 2 shows an example of how the device can also be used for monitoring. The above description of Fig. 1 is also largely applicable to this embodiment, which is why only the playback (display) function is described. In the described example, the detection unit 2 is provided with an absorbent, black surface (not shown). After images have been registered and stored in the digital memory medium 7, these images can be displayed ("played back") by activating an image display selector ll, for example comprising two pushbuttons or the like by means of which it is possible to step by step through the The images are stored in the desired direction, forwards or backwards depending on which button is pressed. Here, of course, a number of other design options are possible and the stepping can be effected in a number of different ways. If, for example, the key marked with + is pressed, the image is displayed. last registered by indicating the address of this image in the address register 5 so that image data from the digital memory medium 7 via the control device or control unit 4 and the (FLC) drive electronics 9 are reproduced as an image on the image matrix or FLC matrix 1.
Ett annat alternativ för uppspelning eller visning av bilder (ej visat) består i att en aktiv ljuskälla anordnas bakom såväl bildmatris som detekteringsenhet. Alternativt kan en uppsättning av ljusdioder eller liknande vara anordnad eller integrerad.i detekteringsenheten för visning av de lagrade bilderna av belysningsskäl. Adressgenerering sker för uppspelning exempelvis enligt samma linjära avsökande funktion som vid inspelning men hastigheten kan väljas på ett annat sätt.Another alternative for playback or display of images (not shown) is that an active light source is arranged behind both the image matrix and the detection unit. Alternatively, a set of LEDs or the like may be provided or integrated in the detection unit for displaying the stored images for lighting reasons. Address generation takes place for playback, for example according to the same linear scanning function as during recording, but the speed can be selected in a different way.
I fig 3a visas schematiskt ett exempel på hur en anordning enligt uppfinningen finner sin tillämpning i kombination med exempelvis en systemkamera 13. Därvid kan anordningen vara upptagen i ett avtagbart, alternativt utfällbart eller liknande, bakstycke 12, i analogi med ett filmmagasin. För åseende av lagrade bilder avlägnas därvid bakstycket 12 (visat separat i fig 3b), det skulle även kunna fällas ut eller liknande varpå bildmatrisen (FLC-matrisen) 1 friläg- ges och med hjälp av bildväljaren 11 kan bilderna visas på bildmatrisen genom stegning åt ena eller andra hållet.Fig. 3a schematically shows an example of how a device according to the invention finds its application in combination with, for example, a system camera 13. The device can then be accommodated in a removable, alternatively fold-out or similar, back piece 12, in analogy with a film magazine. In order to view stored images, the back piece 12 (shown separately in Fig. 3b) is then removed, it could also be folded out or the like whereupon the image matrix (FLC matrix) 1 is exposed and with the aid of the image selector 11 the images can be displayed on the image matrix one way or the other.
I fig 4a respektive 4b illustreras anordningens tillämpning vid en kamera 16 av s.k. spegel-reflextyp 16. I fig 4a är kamerans sökarspegel 14 respektive mattskivor 15 anordnade i läge för bildregistrering medan sökarspegel 14 respektive mattskivor 15 i fig 4b är roterade 90° så att bildmatrisen eller FLC-matrisen 1 är synlig genom sökarschaktet, dvs 505 477 13 anordningen utnyttjas för bildmonitering. I detta fall kan sökarspegeln 14 vara försedd med reflekterande beläggning såväl på fram- som på baksidan.In Figs. 4a and 4b, respectively, the application of the device to a camera 16 is illustrated by so-called mirror-reflection type 16. In Fig. 4a the camera's viewfinder mirror 14 and matte plates 15 are arranged in position for image recording while viewfinder mirror 14 and matte plates 15 in Fig. 4b are rotated 90 ° so that the image matrix or FLC matrix 1 is visible through the viewfinder shaft, i.e. 505 477 the device is used for image monitoring. In this case, the viewfinder mirror 14 may be provided with a reflective coating on both the front and the back.
Uppfinningen skall givetvis inte begränsas till beskrivna utföringsexempel utan kan varieras fritt inom ramen för patentkraven.The invention will of course not be limited to described embodiments but can be varied freely within the scope of the claims.
Claims (26)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9202388A SE505477C2 (en) | 1992-08-20 | 1992-08-20 | Device for reading and converting optical information into digital representation |
PCT/SE1993/000686 WO1994005115A1 (en) | 1992-08-20 | 1993-08-18 | Arrangement for reading and converting optical information to electronic representation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9202388A SE505477C2 (en) | 1992-08-20 | 1992-08-20 | Device for reading and converting optical information into digital representation |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE9202388D0 SE9202388D0 (en) | 1992-08-20 |
SE9202388L SE9202388L (en) | 1994-02-21 |
SE505477C2 true SE505477C2 (en) | 1997-09-01 |
Family
ID=20386962
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE9202388A SE505477C2 (en) | 1992-08-20 | 1992-08-20 | Device for reading and converting optical information into digital representation |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
SE (1) | SE505477C2 (en) |
WO (1) | WO1994005115A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4423425C2 (en) * | 1994-07-05 | 1996-07-11 | Rollei Fototechnic Gmbh | System camera with a CCD exchange unit with filter system |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4589030A (en) * | 1983-07-25 | 1986-05-13 | Kley Victor B | Solid state camera |
JPS60136480A (en) * | 1983-12-24 | 1985-07-19 | Sony Corp | Controller for image pickup light quantity |
US4603356A (en) * | 1984-03-19 | 1986-07-29 | Energy Conversion Devices, Inc. | Imaging system with light valve and photodetector |
JPH0799868B2 (en) * | 1984-12-26 | 1995-10-25 | 日本放送協会 | Solid-state imaging device |
JPS62193460A (en) * | 1986-02-20 | 1987-08-25 | Matsushita Electronics Corp | Image pickup device |
JPS6313583A (en) * | 1986-07-04 | 1988-01-20 | Tokai Rika Co Ltd | Picture processor |
US4958912A (en) * | 1987-07-07 | 1990-09-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus |
JPS6485481A (en) * | 1987-09-28 | 1989-03-30 | Nissan Motor | Incident light limiting device for image pickup device for vehicle |
US5030985A (en) * | 1990-08-17 | 1991-07-09 | Eastman Kodak Company | Exposure balance arrangement for an image fixing device |
-
1992
- 1992-08-20 SE SE9202388A patent/SE505477C2/en not_active IP Right Cessation
-
1993
- 1993-08-18 WO PCT/SE1993/000686 patent/WO1994005115A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE9202388L (en) | 1994-02-21 |
WO1994005115A1 (en) | 1994-03-03 |
SE9202388D0 (en) | 1992-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4673276A (en) | Blur detecting device for a camera | |
CN100576054C (en) | Imaging device and light shielding member | |
US4949117A (en) | Camera | |
CN101310522B (en) | Imaging device | |
JP5020651B2 (en) | Imaging apparatus and imaging system | |
US4264161A (en) | Motion detecting device in exposure control system for optical instruments | |
US4218119A (en) | System for controlling the exposure in a camera | |
US7693415B2 (en) | Camera with electronic finder, image display method, and corresponding program | |
JPS61113366A (en) | Electronic finder | |
US20050168621A1 (en) | Image capturing apparatus having a focus adjustment function | |
WO1991019383A1 (en) | Camera with subject highlighting and motion detection | |
US20060262211A1 (en) | Image sensing apparatus | |
JPS6195324A (en) | Exposure control device for camera | |
JP2004506388A5 (en) | ||
US5739849A (en) | Electro-developing recording medium upon which an image is sensed | |
JP2009053568A (en) | Imaging apparatus and imaging system | |
SE505477C2 (en) | Device for reading and converting optical information into digital representation | |
JPS6227686B2 (en) | ||
JPS60177329A (en) | Hand-shake detector of camera | |
WO1991002285A1 (en) | Camera with flash return sensing | |
US6249651B1 (en) | Camera for electronic photographing and photographing using films | |
JP2016206513A (en) | Control device, imaging device, control method, program, and storage medium | |
US20110050981A1 (en) | Focusing apparatus | |
JP4928236B2 (en) | Imaging apparatus and imaging system | |
JP5034714B2 (en) | Imaging device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 9202388-6 Format of ref document f/p: F |