DE60117989T2

DE60117989T2 - Übertragungsverfahren mit platzsparender bildaufnahmevorrichtung

Info

Publication number: DE60117989T2
Application number: DE60117989T
Authority: DE
Inventors: Edwin L. Adair; Jeffrey L. Highlands Ranch Adair; Randall S. Denver Adair
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-07-10
Filing date: 2001-06-20
Publication date: 2006-12-07
Anticipated expiration: 2021-06-21
Also published as: US20020180867A1; EP1300001B1; US20170302874A1; US6862036B2; EP1300001A1; ATE320693T1; WO2002005546A1; DE60117989D1; JP2004512704A; US6452626B1; AU2001270041A1

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft Festkörper-Bildsensoren und die entsprechende Elektronik, und genauer gesagt, Festkörper-Bildsensoren die für eine minimale Größe ausgelegt sind und in Kommunikationsgeräten, insbesondere einschließlich Bildtelefonen, verwendet werden.
Stand der Technik
Die drei gebräuchlichsten Festkörper-Bildsensoren umfassen ladungsgekoppelte Bauteile (charged coupled devices, CCD), ladungsinjizierte Bauteile (charge injection devices, CID) und Fotodioden-Arrays (photo diode array, PDA). In der Mitte der 80er-Jahre wurden komplementäre Metalloxid-Halbleiter (complementary metal oxide semiconductor, CMOS) für die industrielle Nutzung entwickelt. Bildgebende CMOS-Bauteile bieten eine verbesserte Funktionalität und eine vereinfachte Systemverbindung. Außerdem können viele CMOS-Bildgeber zu einem Bruchteil der Kosten von anderen bildgebenden Festkörper-Technologien gefertigt werden.
Der CCD-Baustein ist immer noch der bevorzugte Typ von Bildgeber, der in wissenschaftlichen Anwendungen verwendet wird. Erst vor kurzem wurden Bauteile des CMOS-Typs verbessert, so dass deren Bildqualität mit der von CCD-Bauteilen vergleichbar wurde. Es gibt jedoch erhebliche Nachteile mit CCD-Bauteilen. Zwei Hauptnachteile sind, dass CCD-Bauteile hohe Leistungsanforderungen haben und dass die Menge der Verarbeitungsschaltung, die für einen CCD-Bildgeber benötigt wird, immer die Benutzung eines ausgelagerten Verarbeitungsschaltungsmoduls erfordert, das das Bildsignal verarbeiten kann, das der CCD-Bildgeber erzeugt. Zudem ist es aufgrund der Art der Chiparchitektur, die in CCD-Bauteilen verwendet wird, unmöglich, eine Verarbeitung auf dem Chip vorzunehmen. Daher müssen sogar Schaltungen zur Taktung und Steuerung aus der Ebene des CCD-Bildgebers ausgelagert werden. Damit steht die CCD-Technologie im Widerspruch zu der „Kamera auf einem Chip"-Technologie, die nachfolgend diskutiert wird.
Ein besonderer Fortschritt der CMOS-Technologie sind CMOS-Bildgeber der Art mit aktiven Pixeln (active pixel), die aus beliebig ansprechbaren Pixeln bestehen, mit einem Verstärker an jeder Pixelstelle. Ein Vorteil der Bildgeber mit aktiven Pixeln ist, dass die Anordnung der Verstärker zu niedrigeren Rauschpegeln führt. Ein anderer großer Vorteil ist, dass diese CMOS-Bildgeber auf den üblichen Fertigungsstraßen für Halbleiter in Massen hergestellt werden können. Ein besonders erwähnenswerter Fortschritt auf dem Gebiet der CMOS-Bildgeber einschließlich Arrays mit aktiven Pixeln ist der CMOS-Bildgeber, wie er im U.S.-Patent Nr. 5,471,515 für Fossum, et al. beschrieben ist. Dieser CMOS-Bildgeber kann eine Anzahl von anderen verschiedenen elektronischen Steuerungen einbeziehen, die üblicherweise auf mehreren Platinen mit viel größeren Ausmaßen anzutreffen sind. Zum Beispiel können Taktschaltungen und Spezialfunktionen, wie Zoom und Steuerungen gegen Schwankungen (anti-jitter) auf derselben Platine angeordnet werden, die das Array von CMOS-Pixeln enthält, ohne die Gesamtgröße der zentralen Platine erheblich zu vergrößern. Des Weiteren benötigt dieser spezielle CMOS-Bildgeber 100 Mal weniger Leistung als ein CCD-Bildgeber. Zusammengefasst gesagt, hat der in der Schrift von Fossum, et al. aufgezeigte CMOS-Bildgeber die Entwicklung einer „Kamera auf einem Chip" ermöglicht.
CMOS-Bildgeber der Art mit passiven Pixeln sind auch verbessert worden, so dass auch sie in einem bildgebenden Bauteil verwendet werden können, das als „Kamera auf einem Chip" bezeichnet werden kann. Kurz gesagt, liegt der Hauptunterschied zwischen passiven und aktiven CMOS-Pixelarrays darin, dass ein Bildgeber der Art mit passiven Pixeln keine Signalverstärkung an jeder Pixelstelle durchführt. Ein Beispiel eines Herstellers, der ein passives Pixelarray entwickelt hat, dessen Leistung nahezu gleichwertig zu bekannten Bauteilen mit aktiven Pixeln und kompatibel mit der im U.S.-Patent Nr. 5,471,515 gezeigten Ausleseschaltung kompatibel ist, ist VLSI Vision, Ltd., 1190 Saratoga Avenue, Suite 180, San Jose, California 95129. Eine weitere Beschreibung dieses Bauteils mit passiven Pixeln kann man in der anhängigen Anmeldung, Seriennummer 08/976,976, mit der Bezeichnung „Reduced Area Imaging Devices Incorporated Within Surgical Instruments", jetzt U.S.-Patent Nr. 5,986,693 finden.
Zusätzlich zu dem CMOS-Bildgeber der Art mit aktiven Pixeln, der im U.S.-Patent Nr. 5,471,515 aufgezeigt ist, hat es in der Industrie Weiterentwicklungen bezüglich anderen Festkörper-Bildgebern gegeben, die zu der Fähigkeit geführt haben, eine „Kamera auf einem Chip" zu haben. Zum Beispiel hat Suni Microsystems, Inc. aus Mountain View, California, ein CCD/CMOS-Hybrid entwickelt, das die hochwertige Bildverarbeitung von CCDs mit üblicher CMOS-Schaltungskonstruktion verbindet. Kurz gesagt, hat Suni Microsystems, Inc. die üblichen CMOS- und CCD-Herstellungsprozesse modifiziert, um einen Hybridprozess zu schaffen, der CCD-Komponenten bereitstellt, deren eigenes Substrat getrennt ist von den Substraten der P-Wanne und N-Wanne, die von den CMOS-Komponenten verwendet werden. Somit können die CCD- und CMOS-Komponenten des Hybrids sich in verschiedenen Regionen auf demselben Chip oder Wafer befinden. Zusätzlich kann dieses Hybrid mit einer Niedrigenergiequelle (5 Volt) betrieben werden, was normalerweise mit den üblichen CCD-Bildgebern nicht möglich ist, die Netzteile mit 10 bis 30 Volt benötigen. Eine kurze Beschreibung dieses CCD/CMOS-Hybrids findet sich in dem Artikel mit dem Namen „Startup Suni Bets on Integrated Process" in der Ausgabe von Electronic News vom 20. Januar 1997. Dieses Dokument dient der Erklärung dieser speziellen Art eines Bildprozessors.
Ein weiteres Beispiel einer aktuellen Entwicklung bei der Festkörper-Bildgebung ist die Entwicklung eines CMOS-Bildsensors, der in der Lage ist eine analog-nach-digital Wandlung auf jedem der Pixel innerhalb des Pixelarrays zu erreichen. Dieser Typ eines verbesserten CMOS-Bildgebers beinhaltet Transistoren bei jedem Pixel, um einen digitalen statt eines analogen Ausgangs bereits zu stellen, der eine Lieferung von Dekodern und Leseverstärkern sehr ähnlich wie standardisierte Speicherchips ermöglicht. Mit dieser neuen Technologie könnte es daher mög lich werden, eine echte digitale „Kamera auf einem Chip" herzustellen. Dieser CMOS-Bildgeber wurde in einem gemeinsamen Projekt der Stanford Universität entwickelt und wird geleitet von Professor Abbas el-Gamal.
Ein zweiter Ansatz, um ein CMOS-basierendes digitales bildgebendes Bauteil zu erzeugen, beinhaltet die Verwendung eines Oversample-Wandlers bei jedem Pixel mit einem Ein-Bit-Vergleicher, der an der Seite des Pixelarrays platziert ist, statt alle analog-nach-digital Funktionen an dem Pixel durchzuführen. Diese neue Designtechnik ist MOSAD (multiplexed over sample analog to digital) Wandlung genannt worden. Das Ergebnis dieses neuen Prozesses ist ein geringer Energieverbrauch in Verbindung mit der Fähigkeit einen verbesserten Dynamikbereich zu erzielen, möglicherweise bis zu 20 Bits. Dieser Prozess wurde entwickelt von Amain Electronics aus Simi Valley, California. Eine kurze Beschreibung der beiden Prozesse, die von der Stanford Universität und Amain Electronics entwickelt wurden, findet man in dem Artikel mit dem Titel „A/D Conversion Revolution for CMOS Sensor?", in Advanced Imaging, Ausgabe September 1998. Diese Referenz dient auch der Erklärung dieser speziellen Typen von Bildprozessoren.
Noch ein weiteres Beispiel einer aktuellen Entwicklung im Hinblick auf Festkörper-Bildgeber ist ein bildgebendes Bauteil, das von ShellCase, aus Jerusalem, Israel entwickelt wurde. In einem Artikel mit dem Titel „A CSP Optoelectronic Package for Imaging and Light Detection Applications" (A. Badihi), stellt ShellCase ein Chip-großes (die-sized), ultradünnes optoelektronisches Package vor, das vollständig auf der Stufe des Wafers mittels Halbleiterfertigung erstellt wird. Kurz gesagt, Shell- Case bietet einen Prozess für Chip-große Packages (chip scale package, CSP), um digitale Bildsensoren aufzunehmen, die zum Beispiel in Miniaturkameras verwendet werden können. Das Chipgroße, ultradünne Package wird mittels eines Prozesses auf der Stufe des Wafers hergestellt, der optische durchsichtige Materialien verwendet und den Bildchip (imager die) völlig einschließt. Diese Packaging-Methode, die für optoelektronische Bauteile ideal geeignet ist, führt zu einer überragenden optischen Leistung und zu einer Baugröße (form factor), die bei traditionellen Bildsensoren nicht verfügbar war. Diese Referenz wird auch mittels Bezugnahme zur Erklärung des Prozesses für Chip-große Packages von ShellCase aufgenommen.
Noch ein weiteres Beispiel einer aktuellen Entwicklung im Hinblick auf Festkörper-Bildgeber ist im U.S. Patent Nr. 6,020,581 mit dem Titel „Solid State CMOS Imager Using Silicon on Insulator or Bulk Silicon" gezeigt. Dieses Patent offenbart einen Bildsensor, der eine Vielzahl von Detektorzellen einschließt, die in einem Array angeordnet sind, wobei jede Detektorzelle ein MOSFET mit einem erdfreien Körper ist und als lateraler bipolarer Transistor betrieben werden kann, um die vom erdfreien Körper gesammelte Ladung zu verstärken. Diese Referenz beseitigt Probleme durch unzureichende Ladung, die in den Detektorzellen, die auf Silikon-auf-Isolator-Substrat (silicon on insulator, SOI) gebildet sind, aufgrund der Silikondicke gesammelt wird und funktioniert auch bei Ausführungen mit Massensilikon (bulk silicon).
WO 98/19435 zeigt ein schnurloses Telefon mit einer eingebauten CMOS-Kamera, aber beinhaltet keine Lehre hinsichtlich des spezifischen Aufbaus der Kamera.
EP 0 932 302 und der Artikel „Imaging options expand with CMOS technology", Zarnowski J. et al., Laser Focus World, Pennwell Publishing, Tulsa, USA, Ausgabe 33, Nummer 6, 1. Juni 1997, Seiten 125-130 zeigen beide CMOS-„Kamera auf einem Chip"-Bauteile, bei denen alle Kamerafunktionen auf einem einzigen Chip integriert sind.
EP 0 809 395 zeigt einen XY-adressierbaren CMOS APS mit einem kompakten Pixelabstand unter Verwendung von seriellen Schieberegistern, um ein Bildfenster auszuwählen.
Die oben genannten Entwicklungen bei der Technik von Festkörper-Bildgebern haben gezeigt, dass „Kamera auf einem Chip"-Bauteile weiter verbessert werden, nicht nur im Hinblick auf die Bildqualität, die sich erzielen lässt, sondern auch im Hinblick auf den spezifischen Aufbau der Bauteile, die mit neuen revolutionären Prozessen hergestellt werden können.
Obwohl das „Kamera auf einem Chip"-Konzept in der Anwendung in vielen industriellen Bereichen Verdienste hat, besteht immer noch der Bedarf für ein bildgebendes Bauteil mit verkleinerter Fläche, das selbst in industriellen Anwendungen der kleinsten Art verwendet werden kann. Unlängst hat es Entwicklungen gegeben, Kamerafähigkeiten für schnurlose Telefone/Handys bereit zu stellen. Zwei-Wege-Videotelefone mit Standbild erscheinen jetzt auf dem Markt. Außerdem hat es Informationen bezüglich verschiedener weltweiter Hersteller gegeben, die bald mit vollständig funktionierendem Zwei-Wege-Video in Verbindung mit schnurlosen Telefonen/Handys herauskommen wollen, Weil es erstrebenswert ist, ein schnurloses Telefon/Handy mit minimaler Größe und Gewicht zu haben, ist es auch erstrebens wert, eine unterstützende Bildgeber-Schaltung zu haben, die auch eine minimale Größe und Gewicht hat. Daher ist die hier beschriebene Erfindung ideal für die Verwendung mit der kommenden Technologie der Videotelefone.
Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, ein bildgebendes Bauteil mit reduzierter Fläche bereitzustellen, das in einem Kommunikationsgerät eingebaut ist und welches die Vorteile der „Kamera auf einem Chip"-Technologie nutzt, aber die Schaltung in einer ausgewählten gestapelten Beziehung anordnet, so dass sich nur ein minimaler Querschnitt zeigt, wenn das Bauteil in einem Kommunikationsgerät verwendet wird.
Es ist ein weiteres Ziel dieser Erfindung, eine bildgebende Fähigkeit für ein Kommunikationsgerät bereitzustellen, wobei die verwendete Kamera von so kleiner Größe ist, dass sie am Kommunikationsgerät mit einem einziehbaren Kabel angebracht werden kann, wodurch es mit dem bildgebenden Bauteil möglich wird, etwas Beliebiges aufzuzeichnen, auf das die Kamera von dem Benutzer gerichtet wird, ohne dass das Kommunikationsgerät beim Sprechen vom Mund wegbewegt werden muss.
In allen Anwendungen, einschließlich der Verwendung des bildgebenden Bauteils dieser Erfindung mit einem Kommunikationsgerät, kann die „Kamera auf einem Chip"-Technologie durch die Reduzierung ihrer Querschnittsfläche verbessert werden, und der Einbau eines solchen bildgebenden Bauteils mit reduzierter Fläche in einem Kommunikationsgerät führt dazu, dass minimale Größe und Gewicht zu dem Kommunikationsgerät hinzugefügt werden, und ferner, dass das bildgebende Bauteil verwendet werden kann, um vom Benutzer ausgewählte Ziele abzubilden.
Offenbarung der Erfindung
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung werden bildgebende Teile mit reduzierter Fläche bereitgestellt in Kombination mit einem Kommunikationsgerät, wie einem schurlosen Telefon/Handy. Der Begriff „bildgebendes Bauteil", wie er hier verwendet wird, beschreibt die bildgebenden Elemente und Verarbeitungsschaltung, die verwendet werden, um ein Videosignal zu erzeugen, das sowohl einem Standard-Bildgerät, wie einem Fernseher oder einem Videobildschirm, der zu einem Personalcomputer gehört, als auch einem kleinen LCD-Bildschirm zugeführt werden kann, der im Videotelefon eingebaut ist. Der Begriff „Bildsensor", wie er hier verwendet wird, beschreibt die Komponenten eines bildgebenden Festkörper-Bauteils, das Bilder aufnimmt und diese innerhalb der Struktur von jedem der Pixel in dem Array von Pixeln, das sich im bildgebenden Bauteil befindet, speichert. Wie weiter unten noch erläutert wird, können die Schaltungen zur Taktung und Steuerung entweder in derselben ebenen Struktur wie das Pixel-Array angeordnet werden, in diesem Fall kann der Bildsensor auch als integrierte Schaltung definiert werden, oder die Schaltung zur Taktung und Steuerung kann entfernt vom Pixel-Array platziert werden. Die Begriffe „Videosignal" oder „Bildsignal", wie sie hier verwendet werden, und so weit sie nicht auf andere Weise genauer definiert werden, beziehen sich auf ein Bild, das an einem Punkt während seiner Verarbeitung durch das bildgebende Bauteil in Form von Elektronen vorliegt, die in ein spezifisches Format oder Domäne gebracht worden sind. Der Begriff „Schaltung zur Verarbeitung", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf die elektronischen Komponenten innerhalb des bildgebenden Bauteils, die das Bildsignal von dem Bildsensor erhalten und schließlich das Bildsig nal in ein nutzbares Format bringen. Die Begriffe „Schaltkreise zur Taktung und Steuerung" oder „Schaltung zur Taktung und Steuerung", wie sie hier verwendet werden, beziehen sich auf die elektronischen Komponenten, die die Freigabe des Bildsignals aus dem Pixel-Array steuern.
In einer ersten Anordnung können der Bildsensor und die Verarbeitungsschaltung alle in einer gestapelten Anordnung von Miniaturplatinen angeordnet und an der fernen Spitze des Kameramoduls positioniert werden. Bei dieser Anordnung können das Pixel-Array des Bildsensors alleine auf seiner eigenen Platine platziert werden, während die Schaltung zur Taktung und Steuerung und die Schaltung zur Verarbeitung auf einem oder mehreren weiteren Platinen platziert werden, oder kann die Schaltung zur Taktung und Steuerung mit dem Pixel-Array auf einer Platine platziert werden, während die verbleibende Schaltung zur Verarbeitung auf einer oder mehreren anderen Platinen platziert werden kann.
In einer alternativen Anordnung können das Pixel-Array, die Takt- und Steuerschaltkreise und ein Teil der Verarbeitungsschaltung in der Nähe des fernen Endes des Kameramoduls in einer gestapelten Anordnung platziert werden, wobei der verbleibende Teil der Verarbeitungsschaltung im Gehäuse des Kommunikationsgeräts untergebracht wird.
Für die Anordnung oder Konfiguration des bildgebenden Bauteils, bei dem das Array von Pixeln und die Schaltung zur Taktung und Steuerung auf derselben Platine angeordnet sind, ist nur ein Leiter erforderlich, um das Bildsignal an die Schaltung zur Videoverarbeitung zu übertragen, wenn die Schaltkreise zur Taktung und Steuerung auf anderen Platinen eingebaut sind, eine Vielzahl von Verbindungen wird benötigt, um die Schaltung zur Taktung und Steuerung mit dem Pixel-Array zu verbinden, und dann wird der eine Leiter auch benötigt, um das Bildsignal an die Schaltung zur Videoverarbeitung zu übertragen.
Die hier offenbarte Erfindung kann auch als eine Verbesserung eines schnurlosen Telefons/Handys verstanden werden, wobei die Verbesserung ein Videosystem beinhaltet. Das Videosystem würde den Videobildschirm enthalten, der mit dem Telefon verbunden ist, das Kameramodul, das bildgebende Bauteil innerhalb des Kameramoduls, wie auch die unterstützende Schaltung zur Videoverarbeitung für das bildgebende Bauteil. In einer weiteren Hinsicht kann die hier offenbarte Erfindung auch als eine Verbesserung eines Videotelefons verstanden werden, wobei die Verbesserung ein neues bildgebendes Bauteil umfasst, vorzugsweise in CMOS-Bauweise. Für diese Verbesserung, die das bildgebende Bauteil umfasst, beinhaltet das bildgebende Bauteil das Array von Pixeln und die unterstützende Schaltung zur Videoverarbeitung, um ein Signal bereitzustellen, das für Videozwecke bereit ist.
Das Signal, das für Videozwecke bereit ist und von der Schaltung zur Videoverarbeitung erzeugt wird, kann aus verschiedenen Videoformaten ausgewählt sein, so dass es auf verschiedenen Typen von Videogeräten betrachtet werden kann. Zum Beispiel kann das Signal, das für Videozwecke bereit ist, ein NTSC/PAL-kompatibles Videosignal sein, um es auf einem fernen Videogerät, wie einem Fernseher, zu betrachten; das Videosignal kann ein YW-4:2:2-Signal sein, um es auf einem Videobildschirm, der an dem Telefon angebracht ist, zu betrachten; und/oder das Videosignal kann VGA-kompatibel sein, um es auf einem Personal Computer zu betrachten. Dementsprechend hat die hier offenbarte Erfindung einen Nutzen im Hinblick auf die gesamte Kombination aller Elemente, aber auch hinsichtlich verschiedener Unterkombinationen von Elementen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine vergrößerte, bruchstückhafte, explodierte, perspektivische Ansicht eines fernen Endes eines Kameramoduls, das in Verbindung mit einem Kommunikationsgerät verwendet wird, wobei es sich hierbei nicht um eine Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung handelt;
1a ist eine vergrößerte, explodierte, perspektivische Ansicht, die eine Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei eine Konfiguration des Bildsensors vorliegt, bei der die Schaltung zur Videoverarbeitung hinter dem Bildsensor angeordnet ist und in Längsrichtung mit dem Bildsensor fluchtet;
2 ist eine perspektivische Ansicht von dem Kommunikationsgerät, das ein bildgebendes Bauteil dieser Erfindung mit einer reduzierten Fläche beinhaltet, und stellt ferner den Videobildschirm im Einsatz dar, in Verbindung mit dem Kameramodul, das in die ausgezogene Position herausgezogen ist;
3 zeigt das Kommunikationsgerät gemäß 2, wobei sich das Kameramodul in der eingezogenen Position befindet, zusammen mit dem Videobildschirm in der eingeklappten oder eingezogenen Position;
4 ist eine weitere perspektivische Ansicht des Kommunikationsgeräts gemäß dieser Erfindung, die eine alternative Anordnung für die Positionierung des Videobildschirms innerhalb einer Klappplatte zeigt;
5 ist eine perspektivische Ansicht des Kommunikationsgeräts gemäß 4, die eine alternative Anordnung des Videobildschirms darstellt, wobei der Videobildschirm innerhalb der eingeklappten Klappplatte gelagert ist;
6 ist ein übergreifendes Prinzipschaubild der funktionellen elektronischen Komponenten, die sowohl das Kommunikationsgerät als auch das bildgebende Bauteil mit der reduzierten Fläche ergeben;
7 ist ein detaillierteres Prinzipschaubild der funktionellen elektronischen Komponenten, aus denen das bildgebende Bauteil besteht;
7a ist ein vergrößertes Prinzipschaubild einer Platine/planaren Struktur, die das Array von Pixeln und die Schaltung zur Taktung und Steuerung aufweisen kann;
7b ist ein vergrößertes Prinzipschaubild einer Platine/planaren Struktur zur Videoverarbeitung, auf der die Schaltung zur Verarbeitung angeordnet ist, die das Pre-Videosignal verarbeitet, das von dem Array von Pixeln generiert wird, und die das Pre-Videosignal in ein Post-Videosignal wandelt, das einem NTSC/PAL-kompatiblen Videogerät zugeführt werden kann; und
8a-8e sind Prinzipschaubilder, die ein Beispiel einer speziellen Schaltung zeigen, die dazu verwendet werden kann, die Schaltung zur Videoverarbeitung des bildgebenden Bauteils herzustellen.
Bester Modus zum Ausführen der Erfindung
1 zeigt ein Kameramodul 10, das ein bildgebendes Bauteil 11 mit einer reduzierten Fläche beinhaltet. Bei der 1 handelt es sich nicht um eine Ausführung der vorliegenden Erfindung, aber wird hier zur Erläuterung des Hintergrunds erklärt. 1a ist eine Ausführung der vorliegenden Erfindung. Das Array von Pixeln, aus dem der Bildsensor besteht, fängt Bilder ein und speichert sie in der Form von elektrischer Energie, indem Lichtphotonen in Elektronen gewandelt werden. Diese Umwandlung wird von Fotodioden in jedem Pixel vorgenommen, die mit einem oder mehreren Kondensatoren verbunden sind, die die Elektronen speichern. Insbesondere schließt das Kameramodul 10 ein äußere Röhre/Hülle 14 ein, die die Komponenten des bildgebenden Bauteils aufnimmt. Das Kameramodul ist in einer zylindrischen Form dargestellt, die ein Fenster 16 aufweist, das am fernen Ende des Kameramoduls abgedichtet ist. Ein einziehbares Kabel 12 erstreckt sich von dem nahen Ende des Kameramoduls 10. Ein abgeschirmtes Kabel 21 wird verwendet, um die Leiter aufzunehmen, die mit dem bildgebenden Bauteil 11 kommunizieren. Das abgeschirmte Kabel 21 wird dann innerhalb des einziehbaren Kabels 12 aufgenommen. Eine Linsengruppe 18 ist an dem fernen Ende des Kameramoduls positioniert, um es zu ermöglichen, dass das Bild geeignet angepasst wird, bevor das Bild auf dem bildgebenden Bauteil 11 auftrifft. Es ist auch ein Fokussierring 20 dargestellt, der es ermöglicht, die Linsengruppe 18 in die Nähe oder in die Ferne zu verschieben, um ein Bild in bestmöglicher Weise auf dem bildgebenden Bauteil 11 zu fokussieren.
Nunmehr wird Bezug genommen auf die 2-5, wo ein Videotelefon 22 gezeigt wird, das ein Kameramodul 10 aufnimmt. Vereinfacht gesagt, ist das Videotelefon einfach ein standardisiertes schnurloses Telefon/Handy, welches um die Fähigkeit erweitert wurde, Videosignale zu senden und zu empfangen, die beide auf dem Videobildschirm 30 betrachtet werden können. Beginnt man zunächst mit der Beschreibung der grundlegenden Komponenten des Videotelefons, weist es ein Telefongehäuse 24 auf, welches die Komponenten des Videotelefons aufnimmt. Das Kabel 12 wird innerhalb des Gehäuses 24 aufgenommen, wenn es sich in der eingezogenen Position befindet. Eine mittels einer Feder vorgespannte Spule (nicht dargestellt) oder ein anderes bekanntes Mittel zum Einziehen ist innerhalb des Gehäuses 24 befestigt und ermöglicht es, dass das Kabel 12 ausgezogen oder eingezogen werden kann. Wenn das Kabel eingezogen ist, kann das Kameramodul 10 innerhalb einer Ausnehmung oder Öffnung 25 an der Basis des Gehäuses 24 untergebracht werden. Diese Ausnehmung oder Öffnung 25 kann im Wesentlichen auf die Größe und Form des Kameramoduls 10 abgestimmt sein. Das Kameramodul 10 ist länglich und zylinderförmig dargestellt, wodurch seine Größe und sein Querschnitt minimiert werden, und seine Fähigkeit verbessert wird, in der Öffnung 25 untergebracht zu werden. Wie in 3 dargestellt, vergrößert das Kameramodul 10 nicht die Gesamtgröße des Videotelefons 22, wenn das Kameramodul 10 untergebracht ist, und es steht nicht aus dem Telefongehäuse 24 hervor, so dass aus dem Kameramodul 10 eine Komponente wird, die sich wirklich in das Gehäuse 24 des Videotelefons 22 integriert. Das Kabel 12 hat eine gewählte Länge, die es dem Benutzer erlaubt, das Kameramodul 10 auf ein anvisiertes Objekt zu richten, um ein Video aufzunehmen. Ein Tastenfeld 26 wird bereitgestellt, welches es dem Benutzer erlaubt, mit dem Telefon zu wählen, oder andere gut bekannte Telefonfunktionen zu erzielen. Eine Audioempfangsbaugruppe 27 wird in der üblichen Weise bereitgestellt, die es dem Benutzer erlaubt, ein ankommendes Tonsignal zu hören. Diese Baugruppe kann später auch einfach als Lautsprecher bezeichnet werden. Eine Öffnung oder ein Loch 28 wird bereitgestellt, das mit einem Mikrofon (weiter unten erläutert) kommuniziert, um Audiosignale zu übertragen. Die Telefonanzeige 29 zeigt verschiedene Funktionen des Telefons an, wie sie vom Benutzer gesteuert werden. Die Anzeige 29 ist in den meisten schnurlosen Telefonen/Handys eine Flüssigkeitskristallanzeige (liquid crystal display). Der Videobildschirm 30 ist mittels einer Verbindung 31 am Gehäuse 24 befestigt. Wie gezeigt, sind zwei Teile der Verbindung gegeben, des Weiteren drei Kugel/Pfannen-artige Gelenke 32, die es ermöglichen, den Videobildschirm in Bezug auf das Gehäuse 24 in die gewünschte Position zu bringen. Ein internes Videokabel 33 hat eine Vielzahl von Leitern (nicht dargestellt), erstreckt sich durch die Verbindung 31 und die Kugel- und Pfannengelenke 32, um die Videosignale zu liefern, die auf dem Videobildschirm 30 dargestellt werden. Der Videobildschirm 30 kann vom Typ Flüssigkeitskristallbildschirm (LCD) sein oder jedes andere gut bekannte Bildschirmgerät mit einer hohen Auflösung sein, das geringe Energieanforderungen hat und außerdem minimale Größenanforderungen hat. Ein Beispiel eines Herstellers eines solchen miniaturistischen LCD-Bildschirms beinhaltet DISPLAYTECH aus Longmont, Colorado. DISPLAYTECH stellt einen miniaturistischen reflektierenden Bildschirm her, der aus einem ferroelektrischen Flüssigkeitskristall (ferroelectric liquid crystal, FLC) be steht, der auf einen CMOS-integrierten Schaltkreis aufgebracht ist. Der reflektierende Bildschirm ist eine VGA-Bildschirmfläche mit einer digitalen Arbeitsweise bei niedriger Spannung, niedrigen Anforderungen bezüglich der Leistung und einer Arbeitsweise mit allen Farben (full color). Eines von ihren spezifischen Produkten schließt den LightCaster^TM VGA Bildschirmfläche, Modell LDP-0307-MV1, ein. Dies ist aber nur ein Beispiel eines LCD-Bildschirms, der verfügbar ist und mit der hier beschriebenen Erfindung verwendet werden kann. Wie weiter unten erläutert wird, ist am Gehäuse 24 ein Videoauswahlschalter 34 befestigt, der es dem Benutzer ermöglicht auszuwählen, sich entweder eingehende Videosignale anzuschauen, oder sich abgehende Videosignale anzuschauen, wobei es sich um jene Bilder handelt, die mit dem Kameramodul 10 aufgenommen wurden. Eine konventionelle Antenne 35 wird bereitgestellt, um den Empfang und die Sendefähigkeiten des Videotelefons zu verbessern.
4 und 5 zeigen eine geänderte Ausführungsform des Videotelefons gemäß der 2 und 3. Genau genommen zeigen die 4 und 5 eine alternative Möglichkeit, mit der sich der Videobildschirm 30 an dem Videotelefon 22 befestigen lässt. Wie gezeigt, stellen 4 und 5 eine Klappplatte 36 dar, die im unteren Bereich des Gehäuses 24 mit einem Gelenk 39 befestigt ist. Der Videobildschirm selbst ist dann wiederum mittels eines Scharniers 37 an der Klappplatte 36 befestigt. Die Videosignale werden an den Videobildschirm 30 gemäß den 4 und 5 mittels Leitern übertragen, die im Videokabel 33 untergebracht sind. Wie gezeigt, wird das Videokabel 33 durch die Klappplatte 36 geführt. Der Videobildschirm 30 gemäß den 4 und 5 kann in die gewünschte Position gebracht werden, indem die Klappplatte 36 um das Scharnier 39 rotiert wird und dann der Videobildschirm 30 um das Scharnier 37 rotiert wird.
Unter erneutem Bezug auf die 1 und 1a beinhaltet das bildgebende Gerät 11 einen Bildsensor 40. 1 zeigt, dass der Bildsensor 40 ein flacher und viereckig geformter Teil sein kann, oder alternativ, flach und kreisförmig sein kann, um besser in das äußere Rohr 14 zu passen. In der Konfiguration des bildgebenden Geräts gemäß den 1 und 1a sind dort nur drei Leiter, die dafür erforderlich sind, Energie an den Bildsensor 40 zu liefern und um ein Bild von dem Bildsensor 40 zurück an die Schaltung zur Verarbeitung zu liefern, die sich in dem Gehäuse 24 des Telefons befindet. Genauer gesagt gibt es einen Leiter 44 für die Energie, einen Leiter 46 für die Erdung und einen Leiter 48 für das Bildsignal, wobei jeder von diesen fest mit dem Bildsensor 40 verbunden ist. Daher kann das geschirmte Kabel 21 einfach ein Kabel mit drei Adern vom Typ 50 Ohm sein.
Der Bildsensor 40 kann so klein sein, dass seine größte Ausdehnung 1 mm beträgt. Jedoch würde für die meisten Anwendungen von Videotelefonen eine mehr bevorzugte Größe zwischen 4 mm und 8 mm liegen bezüglich der größten Ausdehnung (Höhe oder Breite) des Bildsensors. Das Bildsignal, das von dem Bildsensor 40 durch den Leiter 48 übertragen wird, wird hier auch als Pre-Videosignal bezeichnet. Sobald das Pre-Videosignal vom Bildsensor 40 mittels des Leiters 48 übertragen worden ist, wird es von einer Platine zur Bildverarbeitung 50 empfangen, wie es in 6 gezeigt ist. Die Platine zur Videoverarbeitung 50 führt dann alle notwendigen Aufbereitungen des Pre-Videosignals durch und bringt es in eine Form, die hier auch als ein Signal, das für Videozwecke bereit ist, bezeichnet werden soll, so dass es direkt auf einem fernen Videogerät betrachtet werden kann, wie bspw. einem Fernseher oder einem gewöhnlichen Computerbildschirm. Damit das Pre-Videosignal auf dem Bildschirm 30 betrachtet werden kann, wird das Pre-Videosignal mittels eines digitalen Signalprozessors 72 weiter aufbereitet, wie weiter unten erläutert wird. Das Videosignal, das von der Platine zur Videoverarbeitung 50 erzeugt wird und das mit einem NTSC/PAL-kompatiblem Videogerät (wie einem Fernseher) betrachtet werden kann, kann dann als ein Post-Videosignal definiert werden.
1a zeigt eine Platine zur Videoverarbeitung 50, die direkt hinter dem Bildsensor 40 bündig angeordnet ist. Eine Vielzahl an Steckverbindern 52 kann verwendet werden, um den Bildsensor 40 mit der Platine zur Videoverarbeitung 50 zu verbinden. Abhängig von der spezifischen Ausgestaltung des Bildsensors 40 können die Steckverbinder 52 für eine strukturelle Verstärkung bereitgestellt werden und/oder um Mittel bereitzustellen, mittels derer Bildsignale zwischen dem Bildsensor 40 und der Platine 50 übertragen werden. Zudem könnte auch der digitale Signalprozessor 72 hinter dem Bildsensor 40 und hinter der Platine zur Videoverarbeitung 50 angeordnet werden. Daher könnte der Bildsensor und die gesamte Verschaltung, die die Videoverarbeitung unterstützt, am fernen Ende des Kameramoduls 10 angeordnet werden. Weil es jedoch hinreichend Platz innerhalb des Gehäuses 24 gibt, könnte es bevorzugt sein, zumindest einen Teil der Schaltung zur Videoverarbeitung innerhalb des Gehäuses 24 anzuordnen. Im Fall der 1a stellt der Leiter 49 den Leiter dar, der das Post-Videosignal für eine direkte Verbindung mit einem fernen Videogerät 60, wie bspw. einem Fernseher oder einem Computerbildschirm tragen kann. Wie außer dem weiter unten erläutert wird, würde eine Anordnung des digitalen Signalprozessors 72 am fernen Ende des Kameramoduls hinter der Platine zur Videoverarbeitung 50 es auch noch einem weiteren Leiter (nicht dargestellt) ermöglichen, dass er direkt mit dem Videobildschirm 30 verbunden wird, um ein Signal, das für Videozwecke bereit ist, an den Videobildschirm 30 zu übertragen.
Unter erneutem Verweis auf die 1 kann die Fläche, die vom Bildsensor 40 beansprucht wird, als die Querschnittsfläche des bildgebenden Bauteils definiert werden, die die maßgeblichen Erstreckungen des bildgebenden Bauteils bestimmt. Wenn es gewünscht wird, die Schaltung zur Videoverarbeitung in der Nähe des Bildsensors 40 am fernen Ende des Kameramoduls 10 anzuordnen, muss eine solche Schaltung so ausgelegt sein, dass sie auf einer oder mehreren Platinen angeordnet werden kann, die in Längsrichtung mit dem Bildsensor 40 entlang einer Längsachse XX fluchten. Falls es nicht wichtig ist, die Größe der Querschnittsfläche zu begrenzen, dann kann jede Schaltung hinter dem Bildsensor 40 angeordnet werden und kann in einer versetzten Art und Weise ausgerichtet werden, oder kann einfach größer sein als die Querschnittsfläche des Bildsensors 40. In der Ausgestaltung, die in der 1a gezeigt ist, ist es wünschenswert, dass die Elemente 40 und 50 ungefähr die gleiche Größe haben, so dass sie gleichermaßen innerhalb des fernen Endes der äußeren Röhre 14 untergebracht werden können.
Nunmehr mit Bezug auf 6, wird eine weitere Erklärung der elementaren elektronischen Komponenten des Videotelefons 22 bereitgestellt, wobei das Videotelefon 22 die Schaltung und die Funktionalität eines gewöhnlichen Handys/schnurlosen Telefons und eines Videosystems kombiniert. Ein Beispiel eines Patents, das die grundlegende Technologie von tragbaren Telefonen offenbart und eine Erläuterung der grundlegenden Schaltung eines Telefons erläutert, ist das U.S.-Patent Nr. 6,018,670. Dieses Patent wird hiermit in seiner Gesamtheit mittels Referenz aufgenommen, um die übliche oder grundlegende Technologie von tragbaren Telefonen und die unterstützende Schaltung zu offenbaren. Wie in 6 gezeigt, wird eine konventionelle Handybatterie 62 bereitgestellt, die mit der Platine zur Energieversorgung 64 in Verbindung steht. Die Platine zur Energieversorgung 64 passt verschiedene Leistungsabgaben an die Komponenten des Geräts an, was auch Leistung für die Videokomponenten umfasst. Bei dem bevorzugten bildgebenden Gerät dieser Erfindung kann die Leistung an das bildgebende Gerät ein direkter Strom zwischen ungefähr 1,5 und 12 Volt sein, in Abhängigkeit von den Leistungsanforderungen des bildgebenden Geräts. Ein Ein/Aus-Schalter 66 der Kamera muss in die Stellung „an" gebracht werden, um das Kameramodul 10 zu aktivieren. Die Platine zur Videoverarbeitung 50 überträgt dann die Leistung, um das Kameramodul 10 zu versorgen, und empfängt auch das analoge Pre-Videosignal zurück von dem Kameramodul, wie weiter unten erläutert wird. Nach der Verarbeitung des Pre-Videosignals auf der Platine zur Videoverarbeitung 50, ist das Signal für Videozwecke bereit, was bedeutet, dass es dann direkt auf einem fernen kompatiblen Videogerät 60, wie einem Fernseher oder einem Computerbildschirm, betrachtet werden kann. Ein Videoanschluss 54 kann an dem Gehäuse 24 bereit gestellt werden, um es dem Benutzer zu ermöglichen, eine übliche Videobuchse zu nehmen und das Videotelefon mit dem Videoanschluss des fernen Videogeräts zu verbinden. Das Videoformat für ein solches fernes Videogerät umfasst NTSC/PAL und VGA; demnach erzeugt das Videosignal, das von der Platine zur Videoverarbeitung 50 verarbeitet wurde, die Video-betriebsbereiten Signale zur Verwendung mit diesen fernen Videogeräten. Für Zwecke des Betrachtens der Bilder auf dem Bildschirm 30, wird das Pre-Videosignal innerhalb der Platine zur Videoverarbeitung 50 weiter in ein digitales Format verarbeitet, vorzugsweise in ein Format eines zusammengesetzten Videosignals mit 8 Bit, das üblicherweise als „YUV 4:2:2" bezeichnet wird. Dieses Videoformat eignet sich auf einfache Weise zur Videokompression. Dieses digitale Videosignal mit 8 Bits wird dann an den digitalen Signalprozessor 72 gesendet, der zwei Funktionen ausführt, die für das Videosignal relevant sind. Des Weiteren wandelt der digitale Signalprozessor 72 das Signal in ein Format, das mit der Treiberschaltung des Videobildschirms 30 kompatibel ist. Zweitens komprimiert der digitale Signalprozessor 72 das YUV-Signal unter Verwendung eines allgemein bekannten Formats zur Videokompression, vorzugsweise JPEG. Das JPEG-kodierte Videosignal wird dann mit dem Audiosignal gemixt, das vom Mikrofon 78 und dem Verstärker 74 erzeugt wird, und das daraus resultierende hochfrequente Trägersignal kann dann an einen Transceiver/Verstärker-Abschnitt 70 zum Senden weitergeleitet werden. Der Transceiver/Verstärker-Abschnitt moduliert auch das Trägersignal vor dem Senden. In Abhängigkeit von der Position des Videoschalters 34 wird das Videosignal vom digitalen Signalprozessor 72 entweder an den Bildschirm 30 gesendet oder wird an den Transceiver/Verstärker-Abschnitt 70 zur Übertragung gesendet. Wie auch gezeigt ist, wird die Antenne 35 verwendet, um den Empfang und die Übertragung von gesendeten und empfangenen Trägersignalen zu verbessern.
Der Transceiver/Verstärker-Abschnitt 70 dient auch als ein Empfänger, der ein ankommendes Trägersignal empfängt. Dieses ankommende Signal wird dann im Abschnitt 70 demoduliert, die Video- und Audiobestandteile des ankommenden Signals werden getrennt, und dann werden diese getrennten Signale an den digitalen Signalprozessor 72 gesendet, der eine Dekomprimierung des Videos durchführt. Dann wird das dekomprimierte Videosignal an den Bildschirm 30 zum Betrachten gesendet (wenn der Videoschalter 34 zur Auswahl dieses Modus positioniert wurde). Das dekomprimierte Audiosignal wird an den Verstärker 74 gesendet und dann an den Lautsprecher 76. Der Videoschalter 34 kann einfach ein vorübergehender, mittels einer Feder beaufschlagter, Druckknopf-ähnlicher Schalter sein. Wenn der Videoschalter 34 nicht niedergedrückt ist, wird ein ankommendes Video, das mittels der Antenne 35 des Handteils empfangen wird, wie erläutert über den Transceiver/Verstärker-Abschnitt 70 und den digitalen Signalprozessor 72 verarbeitet und dann an den Bildschirm 30 gesendet. Wenn der Videoschalter 34 niedergedrückt ist und gehalten wird, wird das Videosignal, das von dem Kameramodul 10 erzeugt wird, wie oben erläutert verarbeitet und schließlich an den Bildschirm 30 gesendet. Ein Benutzer kann bei dem Schalter 34 zwischen den zwei Positionen wechseln, um sich wahlweise dafür zu entscheiden, ob das ankommende oder abgehende Video betrachtet werden soll.
Um die Betriebsweise des Videotelefons zusammenzufassen, würde ein Benutzer, der einen anderen Teilnehmer kontaktieren möchte, mit dem Telefon in bekannter Weise wählen. Wenn man annimmt, dass der angerufene Teilnehmer über ein Videotelefon verfügt, könnte der Benutzer sich die Bilder, die von dem anderen Teilnehmer übermittelt werden, betrachten, indem er nicht den Videoschalter 34 niederdrückt. Wenn der Benutzer es wünscht, ein Videobild an den anderen Teilnehmer zu übermitteln, würde der Benutzer das Kameramodul 10 ergreifen, das Kabel 12 des Kameramoduls ausziehen, indem er es von dem Videotelefon wegzieht, und dann das Kameramodul auf das gewünschte Objekt/die gewünschte Person richten. Der Benutzer drückt dann den Videoschalter 34 nieder, wodurch die Bilder an den anderen Teilnehmer übertragen werden, die mittels des Kameramoduls 10 aufgenommen wurden. Außerdem wird der Videobildschirm 30 die Bilder, die mittels des Kameramoduls 10 aufgenommen wurden, anzeigen, indem der Videoschalter 34 niedergedrückt wird. Weil das Kameramodul mit dem Videotelefon durch das einziehbare Kabel 12 verbunden ist, kann der Benutzer das Gespräch mit dem anderen Teilnehmer fortsetzen, ohne dass das Videotelefon physikalisch vom Mund des Benutzers entfernt werden muss, während gleichzeitig ein Video mittels des Kameramoduls aufgenommen wird. Aufgrund der extrem geringen Größe des Kameramoduls 10 kann es auf einfache Weise im Gehäuse 24 untergebracht werden, wenn es nicht in Gebrauch ist.
7 ist ein Prinzipschaubild, das eine Möglichkeit zeigt, wie das bildgebende Gerät 11 aufgebaut werden kann. Wie dargestellt, kann der Bildsensor 40 Schaltkreise zur Taktung und Steuerung in derselben ebenen Struktur aufweisen. Der Bildsensor 40 wird durch die Platine zur Energieversorgung 64 mit Leistung versorgt. Die Verbindung zwischen dem Bildsensor 40 und der Platine 64 kann einfach ein Kabel mit zwei Adern sein, eins zur Erdung und ein anderes zur Übertragung der gewünschten Spannung. Diese sind als Leiter 44 und 46 dargestellt. Das Ausgangssignal vom Bildsensor 40 in der Form des Pre-Videosignals wird mittels des Leiters 48 zur Platine zur Videoverar beitung 50 geführt. In der Ausgestaltung gemäß der 4 kann der Leiter 48 einfach ein Leiter mit 50 Ohm sein. Die Leistung und Erdung werden auch der Platine zur Videoverarbeitung 50 mittels der Leiter 44 und 46 von der Platine zur Leistungsversorgung 52 bereitgestellt. Das Ausgangssignal von der Platine zur Videoverarbeitung 50 ist in der Art des Post-Videosignals und kann von dem Leiter 49 transportiert werden, der auch ein Leiter mit 50 Ohm sein kann.
Auch wenn 7 darstellt, dass der Bildsensor und die Schaltkreise zur Taktung und Steuerung auf derselben Platine oder derselben ebenen Struktur angeordnet sind, ist es möglich, die Schaltkreise zur Taktung und Steuerung von dem Pixel-Array zu trennen und die Schaltkreise zur Taktung und Steuerung auf der Platine zur Videoverarbeitung 50 vorzusehen. Der Vorteil, wenn man die Schaltkreise zur Taktung und Steuerung auf derselben ebenen Struktur wie den Bildsensor anordnet, ist, dass nur drei Verbindungen zwischen dem Bildsensor 40 und dem Rest des bildgebenden Geräts erforderlich sind, nämlich die Leiter 44, 46 und 48. Außerdem, wenn man die Schaltkreise zur Taktung und Steuerung auf derselben ebenen Struktur mit dem Pixel-Array anordnet, resultiert dies in einem Pre-Videosignal mit geringerem Rauschen. Ferner führt das Hinzufügen der Schaltkreise zur Taktung und Steuerung auf derselben ebenen Struktur, die den Bildsensor trägt, nur zu einer vernachlässigbaren Zunahme der Größe in einer Dimension der ebenen Struktur. Wenn das Pixel-Array das einzige Element auf der ebenen Struktur sein soll, dann müssen zusätzliche Verbindungen zwischen der ebenen Struktur und der Platine zur Videoverarbeitung 50 gemacht werden, um die Taktsignale und andere Steuersignale an das Pixel-Array zu übertragen. Zum Beispiel müssen ein Flachbandkabel (nicht ge zeigt) oder eine Vielzahl von Koaxialkabeln mit 50 Ohm (nicht dargestellt) verwendet werden, um das Herunterladen von Informationen aus dem Pixel-Array zu steuern. Jede dieser zusätzlichen Verbindungen würde zwischen den Platinen fest verbunden sein.
7a ist ein detaillierteres Prinzipschaubild des Bildsensors 40, der ein Array von Pixeln 90 und die Schaltkreise zur Taktung und Steuerung 92 enthält. Ein Beispiel eines Pixel-Arrays 90, das für die Erfindung verwendet werden kann, ist ähnlich mit demjenigen, das im U.S.-Patent Nr. 5,471,515 von Fossum, et al. offenbart ist. Genauer gesagt zeigt die 3 von Fossum, et al. die Schaltung, aus der jeder Pixel in dem Array von Pixeln 90 besteht. Das Array von Pixeln 90, wie es bei Fossum, et al. beschrieben ist, ist eine Gruppe von aktiven Pixeln mit geladener Übertragung zwischen den Pixeln (intrapixel charged transfer). Der Bildsensor, der von dem Array von Pixeln gemacht ist, ist als monolithischer komplementärer Metalloxid-Halbleiter (CMOS) integrierter Schaltkreis geformt, der mit einem industriell standardisierten Prozess für komplementäre Metalloxid-Halbleiter hergestellt werden kann. Der integrierte Schaltkreis weist ein Brennebenen-Array von Pixelzellen auf, wobei jede der Zellen einen Fotoausgang aufweist, der das Substrat überlagert, um die fotogenerierten Ladungen zu sammeln. Allgemeiner gesagt, wie es auch von den Fachleuten auf diesem Gebiet verstanden wird, trifft ein Bild auf dem Array von Pixeln auf, wobei das Bild in der Form von Photonen vorliegt, die die Fotodioden in dem Array von Pixeln treffen. Die Fotodioden oder Fotodetektoren wandeln die Photonen in elektrische Energie oder Elektronen, die in Kondensatoren gespeichert werden, die sich in jedem Pixelschaltkreis befinden. Jeder Pixelschaltkreis hat seinen eigenen Verstärker, der von der Schaltung zur Taktung und Steuerung kontrolliert wird, wie unten erläutert wird. Die Information oder die Elektronen, die in den Kondensatoren gespeichert sind, werden in der gewünschten Reihenfolge und bei einer gewünschten Frequenz abgerufen und werden dann an die Platine zur Videoverarbeitung 50 zur weiteren Verarbeitung gesendet.
Obwohl das aktive Pixel-Array, das im U.S.-Patent Nr. 5,471,515 offenbart wurde, hier erwähnt ist, wird man anerkennen, dass das hybride CCD/CMOS, das oben beschrieben wurde, oder jedes andere bildgebende Bauteil als Festkörper verwendet werden kann, wobei die Schaltkreise zur Taktung und Steuerung entweder auf derselben Platine oder planaren Struktur mit dem Pixel-Array angeordnet ist, oder kann getrennt sein. Außerdem wird man klar anerkennen, dass die hier beanspruchte Erfindung nicht spezifisch auf einen Bildsensor beschränkt ist, wie er in U.S.-Patent Nr. 5,471,515 offenbart ist, sondern einen beliebigen Bildsensor umfasst, der so konfiguriert werden kann, dass er in Verbindung mit der weiteren Verarbeitungsschaltung verwendet werden kann, aus der das bildgebende Bauteil gemäß dieser Erfindung besteht.
Um die verschiedenen Optionen zusammenzufassen, die hinsichtlich der Anordnung der Komponenten des bildgebenden Bauteils 11 verfügbar sind, kann das Array von Pixeln 90 des Bildsensors 40 alleine in einer ersten Ebene angeordnet werden, oder kann die Schaltung zur Taktung und Steuerung 92 mit dem Array von Pixeln 90 in der ersten Ebene angeordnet werden. Wenn die Schaltung zur Taktung und Steuerung 92 nicht mit dem Array von Pixeln 90 in einer ersten Ebene angeordnet wird, kann die Schaltung zur Taktung und Steuerung 92 selbst in einer zweiten Ebene angeordnet werden, oder kann die Schaltung zur Taktung und Steuerung 92 in einer zweiten Ebene mit einem Teil oder allen der Verarbeitungsschaltungen von der Platine zur Videoverarbeitung 50 angeordnet werden. Die Platine zur Videoverarbeitung 50 selbst kann in einer oder mehreren Ebenen auf der entsprechenden Platine angeordnet werden, die die Schaltung zur Videoverarbeitung enthält. 1a zeigt eine einzelne Platine zur Videoverarbeitung 50, die direkt hinter dem Bildsensor 40 angeordnet ist; dabei ist jedoch anzuerkennen, dass zusätzliche Platinen, die zusätzliche Schaltungen enthalten, hinter dem Bildsensor 40 und hinter der Platine zur Videoverarbeitung 50 angeordnet werden können. Ein Teil oder die gesamte Schaltung zur Videoverarbeitung kann innerhalb des Kameramoduls 10 in der Nähe des fernen Endes des Kameramoduls nahe dem Bildsensor 40 angeordnet werden. Eine Schaltung zur Videoverarbeitung, die nicht innerhalb des fernen Endes des Kameramoduls 10 angeordnet wird, kann innerhalb des Gehäuses 24 des Kommunikationsgeräts angeordnet werden. Wenn die Schaltung zur Videoverarbeitung in der Nähe des fernen Endes des Kameramoduls 10 angeordnet ist, ist es bevorzugt, die Schaltung zur Videoverarbeitung in einer gestapelten Beziehung hinter dem Bildsensor 40 anzuordnen. Außerdem ist es bevorzugt, die Schaltung zur Verarbeitung in einer parallelen Anordnung bezogen auf den Bildsensor 40 anzuordnen, und eine solche Schaltung zur Videoverarbeitung entlang der Achse X-X zu zentrieren, um die Größe des Kameramoduls 10 zu minimieren.
Die Schaltkreise zur Taktung und Steuerung 92 werden verwendet, um die Freigabe der Bildinformation oder des Bildsignals freizugeben, die in dem Pixel-Array gespeichert sind. In dem Bildsensor von Fossum, et al. sind die Pixel in einer Vielzahl von Reihen und Spalten angeordnet. Die Bildinformation von jedem der Pixel wird zuerst in einer Art Reihe für Reihe konsolidiert und wird dann von einer oder mehreren der Spalten herunter geladen, die die konsolidierten Informationen aus den Reihen beinhalten. Wie in der 7a gezeigt, wird die Kontrolle der Informationen, die aus den Reihen konsolidiert wurde, mittels zustandsgesteuerter Flip-Flops (latches) 94, einem Zähler 96 und einem Dekoder 98 erreicht. Die Arbeitsweise der zustandsgesteuerten Flip-Flops, des Zählers und des Dekoders ist ähnlich zu der Arbeitsweise von ähnlichen Steuerschaltungen, die man in anderen bildgebenden Bauteilen findet. Das bedeutet, ein zustandsgesteuertes Flip-Flop ist ein Mittel, um den Fluss von Elektronen von jedem individuell adressiertem Pixel in dem Array von Pixeln zu kontrollieren. Wenn ein zustandsgesteuertes Flip-Flop 94 freigegeben ist, wird es die Übertragung von Elektronen an den Dekoder 98 erlauben. Der Zähler 96 ist programmiert, um eine diskrete Menge an Informationen zu zählen, basierend auf einer Taktzuführung von den Schaltkreisen zur Taktung und Steuerung 92. Wenn der Zähler 96 seinen Sollwert erreicht hat oder überläuft, wird es der Bildinformation erlaubt, durch die zustandsgesteuerten Flip-Flops 94 zu passieren und zum Dekoder 98 gesendet zu werden, der die konsolidierte Information in ein serielles Format bringt. Sobald der Dekoder 98 die Information decodiert und in das serielle Format gebracht hat, dann berücksichtigt der Zeilentreiber 100 die serielle Information aus jeder Reihe und ermöglicht es jeder Zeile mittels der Spalte oder der Spalten heruntergeladen zu werden. Kurz gesagt, die zustandsgesteuerten Flip-Flops 94 erlauben es anfänglich, dass auf die Information, die in jedem Pixel gespeichert ist, zugegriffen werden kann. Der Zähler 96 steuert dann die Menge an Informationsfluss, basierend auf einer gewünschten zeitlichen Abfolge. Sobald der Zähler seinen Sollwert erreicht hat, weiß der Dekoder 98 dann, dass die Informationen zu erfassen und in ein serielles Format zu bringen sind. Der ganze Prozess wird wiederholt, basierend auf einer zeitlichen Abfolge, die programmiert ist. Wenn der Zeilentreiber 100 jede der Zeilen berücksichtigt hat, liest der Zeilentreiber jede der Zeilen mit der gewünschten Videorate aus.
Die Information, die von der Spalte oder den Spalten freigegeben wird, wird auch von einer Reihe von zustandsgesteuerten Flip-Flops 102, einem Zähler 104 und einem Dekoder 106 gesteuert. Wie auch bei der Information aus den Zeilen, wird die Information aus den Zeilen auch in ein serielles Format gebracht, das dann an die Platine zur Videoverarbeitung 50 gesendet werden kann. Dieses serielle Format der Information aus den Zeilen ist das Pre-Videosignal, das vom Leiter 48 übertragen wird. Der Aufbereiter 108 für die Zeilensignale bringt die serielle Information der Spalten in ein handhabbares Format in der Form von gewünschten Spannungspegeln. Mit anderen Worten, der Aufbereiter 108 für die Zeilensignale akzeptiert die gewünschten Spannungen nur von der ausgelesenen Spalte bzw. den ausgelesenen Spalten.
Die Taktzuführung an die Schaltkreise zur Taktung und Steuerung 92 kann einfach ein Zeitgeber mit einem Quarzkristall sein. Diese Taktzuführung wird in viele weitere Frequenzen aufgeteilt, um von den verschiedenen Zählern verwendet zu werden. Die Laufzuführung an die Schaltkreise zur Taktung und Steuerung 92 kann einfach eine An/Aus-Steuerung sein. Die vor gegebene Zuführung kann es einem erlauben, das Pre-Videosignal an eine Platine zur Videoverarbeitung zu geben, welches bei einer Frequenz laufen kann, die von 30 Hertz verschieden sein kann. Die Dateneingabe überwacht Funktionen, wie bspw. Zoom. Zumindest für ein aktives Pixel-Array des CMOS-Typs, auf das in einer beliebigen Art und Weise zugegriffen werden kann, können Merkmale, wie bspw. Zoom, einfach verändert werden, indem nur die Pixel adressiert werden, die sich auf ein bestimmtes Gebiet richten, das für den Benutzer von Interesse ist.
Eine weitere Diskussion der Schaltung zur Taktung und Steuerung, die in Verbindung mit einem aktiven Pixel-Array verwendet werden kann, ist im U.S.-Patent Nr. 5,471,515 offenbart und ist auch in einem Artikel beschrieben mit dem Titel „Active Pixel Image Sensor Integrated With Readout Circuits", erschienen in NASA Tech Briefs vom Oktober 1996, Seiten 38 und 39. Dieser spezielle Artikel wird auch durch Bezugnahme aufgenommen.
Sobald der Bildsensor 40 das Pre-Videosignal erzeugt hat, wird es an die Platine zur Videoverarbeitung 50 zur weiteren Verarbeitung gesendet. Auf der Platine 50, wie es in 7b gezeigt ist, wird das Pre-Videosignal durch eine Serie von Filtern geleitet. Eine übliche Anordnung der Filter kann zwei Tiefpassfilter 114 und 116 und einen Bandpassfilter 112 aufweisen. Der Bandpassfilter lässt nur Komponenten des Signals mit niedriger Frequenz durch. Sobald diese Anteile mit niedriger Frequenz durchgelassen wurden, werden sie dann an den Detektor 120 und an die Schaltung zum Weißabgleich 124 gesendet, wobei der Schaltkreis zum Weißabgleich zwischen den Farben Rot und Blau unterscheidet. Der Schaltkreis zum Weißabgleich hilft dem bildgebenden Bauteil, seinen Normalzustand einzustellen, der weiß ist. Der Anteil des Signals, der durch den Tiefpassfilter 114 geht, bewegt sich dann durch die Verstärkungssteuerung 118, die die Größe oder die Amplitude dieses Teils auf einen handhabbaren Pegel reduziert. Der Ausgang von der Verstärkungssteuerung 118 wird dann zurück an den Schaltkreis zum Weißabgleich 124 geführt. Der Teil des Signals, der durch den Filter 116 gelangt, wird durch den Prozessor 122 geführt. In dem Prozessor 122 wird der Anteil des Signals, der die Luminanz oder Nicht-Chrominanz trägt, getrennt und an den Y-Chrominanzmixer 132 gesendet. Ein Anteil an Chrominanz des Signals wird im Prozessor 122 gehalten.
Bezug nehmend auf den Ausgang des Schaltkreises zum Weißabgleich 124 wird dieser Anteil an Chrominanz des Signals an eine Verzögerungsleitung 126 gesendet, wo das Signal dann mittels eines Schalters 128 weiter reduziert wird. Das Ausgangssignal des Schalters 128 wird durch den abgeglichenen Modulator 130 gesendet und auch an den Y-Chrominazmixer 132, wo der verarbeitete Anteil der Chrominanz des Signals mit dem verarbeiteten Anteil an Nicht-Chrominanz gemischt wird. Schließlich wird das Ausgangssignal aus dem Y-Chrominanzmixer 132 an den NTSC/PAL-Kodierer 134 gesendet, der auf diesem Fachgebiet gewöhnlich als „zusammengesetzter" Kodierer bekannt ist. Die gemischten Frequenzen werden zu dem Signal addiert, das den Y-Chrominanzmixer 132 im Encoder 134 verlässt, um das Post-Videosignal zu erzeugen, das von einem Fernseher aufgenommen werden kann. Zusätzlich wird das Signal aus dem Y-Chrominanzmixer 132 an den digitalen Signalprozessor 72 gesendet, so dass Bilder auf dem Bildschirm 30 betrachtet werden können.
Zusätzlich zu den Funktionen, die oben beschrieben wurden und die mittels des digitalen Signalprozessors 72 erzielt werden, kann der Prozessor 72 auch zusätzliche digitale Verbesserungen bereitstellen. Genauer gesagt kann eine digitale Verbesserung die Kanten eines Bildes, das auf einem Videoschirm betrachtet wird und welches normalerweise etwas verzerrt wäre, schärfen oder auf andere Weise klarer machen. Zusätzlich können ausgewählte Bilder im Hintergrund oder im Vordergrund entfernt werden, so dass nur die gewünschte Gruppe von Bildern verbleibt.
Zusätzlich zu den digitalen Verbesserungen kann der digitale Signalprozessor 72 weitere Schaltungen umfassen, die das Signal, das von der Platine 50 empfangen wird, weiter aufbereiten können, so dass es in einem gewünschten Format, das nicht NTSC/PAL ist, betrachtet werden kann. Ein bekannter Kodierer, der verwendet werden kann, wäre ein RGB-Kodierer. Ein RGB-Kodierer trennt das Signal in die drei Hauptfarben (Rot, Grün und Blau). Ein SVHS-Kodierer (super video home System) könnte auch zum Prozessor 72 hinzugefügt werden. Diese Art des Kodierers splittet oder trennt den Anteil an Luminanz eines Signals und den Anteil an Chrominanz eines Signals. Einige Beobachter glauben, dass durch eine solche Trennung ein klareres Signal an das Videogerät geschickt wird, was wiederum in einem klareren Videobild resultiert, das auf dem Videogerät betrachtet wird. Ein anderes Beispiel eines Kodierers, der zu dem Prozessor 72 hinzugefügt werden könnte, stellt ein VGA-kompatibler Kodierer dar, der es ermöglicht, das Videosignal auf einem gewöhnlichen VGA-Bildschirm zu betrachten, der für viele Computerbildschirme üblich ist.
Ein Unterschied zwischen der Anordnung des Bildsensors 40 und den Ausgängen, wie man sie in der 3 des Patents von Fossum, et al. findet, ist, dass anstelle zwei analoger Ausgänge (nämlich, VS out (signal) und VR out (reset)), die Funktion zum Zurücksetzen innerhalb der Schaltung zur Taktung und Steuerung 92 stattfindet. Demgemäß erfordert das Pre-Videosignal nur einen Leiter 48.
8a-8e zeigen mit mehr Detail ein Beispiel einer Schaltung, die auf einer Platine zur Videoverarbeitung 50 verwendet werden kann, um ein Post-Videosignal zu erzeugen, das direkt von einem NTSC/PRL-kompatiblem Videogerät, wie z.B. einem Fernseher, aufgenommen werden kann. Die Schaltung, die in den 8a-8e offenbart ist, ist sehr ähnlich zu der Schaltung, die sich in einer 0,25-Inch-Miniaturkamera von Panasonic, Modell KS-162, befindet. Fachleute auf diesem Gebiet werden anerkennen, dass die spezifische Anordnung der Elemente gemäß den 8a-8e lediglich beispielhaft sind für die Art von Schaltungen zur Videoverarbeitung, die hier verwendet werden können, um das Pre-Videosignal aufzunehmen und so aufzubereiten, dass es von einem gewünschten Videogerät empfangen werden kann.
Wie in der 8a gezeigt, wird eine Leistung von 5 Volt zusammen mit einer Erdung mittels der Leiter 44 und 46 an die Platine 50 geliefert. Das Pre-Videosignal, das von dem Leiter 48 geführt wird, wird im Puffer 137 gepuffert und dann an die Verstärkergruppe 138 transferiert. Die Verstärkergruppe 138 verstärkt das Signal auf einen brauchbaren Pegel und erzielt zugleich die Impedanzanpassung für die verbleibende Schaltung.
Das nächste wichtige Element ist die automatische Verstärkungssteuerung 140, die in der 8b gezeigt ist. Die automatische Verstärkungssteuerung 140 steuert automatisch das Signal von der Verstärkergruppe 138 auf einen akzeptablen Pegel und fügt dem Signal außerdem weitere Charakteristiken hinzu, wie unten erläutert wird. Genauer gesagt bereitet die automatische Verstärkungssteuerung 140 das Signal auf der Basis der Eingänge von einem 12-kanaligen Digital-nach-Analog-Wandler 141 auf. Der Wandler 141 ruft gespeicherte Information aus einem EEPROM (electrically erasable programmable read only memory) 143 ab. Das EEPROM 143 ist ein nicht-flüchtiges Speicherelement, das Benutzerinformationen speichern kann, z.B. Einstellungen für Farbe, Farbton, Abgleich und Ähnliches. Dies bedeutet, dass die automatische Verstärkungssteuerung 140 die Oberflächenstruktur oder die bildlichen Charakteristiken ändert, basierend auf den Eingaben des Benutzers. Das Tastenfeld 26 könnte zusätzlich zu den gewöhnlichen Knöpfen, die verwendet werden, um die Kommunikation mit dem Telefon zu steuern, auch Knöpfe aufweisen, um das Bild, das auf dem Bildschirm 30 betrachtet wird, zu steuern, bspw. als Verstärkungssteuerung 140. Das Signal, das die automatische Verstärkungssteuerung 140 verlässt, ist ein analoges Signal, bis es durch den Analog-nach-Digital-Wandler 142 gewandelt wird.
Der digitale Signalprozessor 144 gemäß der 8c verarbeitet das gewandelte Signal weiter in ein digitales Signal des seriellen Typs. Eine Funktion des Mikroprozessors 146 ist es, die Art und Weise zu steuern, in der der digitale Signalprozessor 144 die digitalen Signale sortiert, die von dem Konverter 142 stammen. Der Mikroprozessor 146 steuert außerdem den Analog-nach-Digital-Wandler 142 im Hinblick auf wann er aktiviert wird, wann er Daten empfängt, wann er Daten freigibt und die Rate, mit der Daten freigegeben werden sollten. Der Mikroprozessor 146 kann auch andere Funktionen des bildgebenden Bauteils steuern, wie bspw. den Weißabgleich. Der Mikroprozessor 146 kann wahlweise Information empfangen, die im EEPROM 143 gespeichert ist, und seine verschiedenen Befehle ausführen, um die anderen Elemente innerhalb der Schaltung weiter zu steuern.
Nachdem das Signal vom digitalen Signalprozessor 144 verarbeitet wurde, wird das Signal an den digitalen Kodierer 148 gesendet, der in der 8d dargestellt ist. Einige der wichtigeren Funktionen des digitalen Kodierers 148 sind es, das digitale Signal mit Synchronisation, modulierter Chrominanz, Austastung, horizontaler Ansteuerung und anderen Bestandteilen zu kodieren, die dafür notwendig sind, dass das Signal in einen Zustand gebracht wird, um auf einem Videogerät, wie bspw. einem Fernsehbildschirm, empfangen werden zu können. Wie auch in der 8d dargestellt ist, wird das Signal, sobald das Signal durch den digitalen Kodierer 148 gewandert ist, in ein analoges Signal zurückgewandelt durch den Digital-nach-Analog-Wandler 150.
Dieses zurückgewandelte analoge Signal wird dann in den Puffern 151 gepuffert und wird dann an die Verstärkergruppe 152 gemäß der 8e gesendet, die das Signal verstärkt, so dass es fertig ist, um von einem gewünschten Videogerät aufgenommen zu werden. Genauer, wie in der 8e gezeigt, wird bei 160 ein SVHS-Ausgang bereitgestellt, und werden zwei zusammengesetzte (composite) oder NTSC-Ausgänge bei 162 und 164 bereitgestellt.
Aus dem zuvor Gesagten ist es offensichtlich, dass ein gesamtes bildgebendes Bauteil in das ferne Ende eines Kameramoduls eingebaut werden kann oder dass einige Elemente des bildgebenden Geräts in dem Gehäuse des Kommunikationsgeräts angeordnet werden können. Basierend auf dem Typ des verwendeten Bildsensors kann der Querschnittsbereich des bildgebenden Bauteils klein genug gemacht werden, um in einem Kameramodul angeordnet zu werden, das einen sehr geringen Durchmesser hat.
Diese Erfindung wurde im Detail beschrieben unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungsbeispiele, aber es ist selbstverständlich, dass verschiedene andere Modifikationen innerhalb des Schutzbereichs dieser Erfindung durchgeführt werden können.

Claims

Schnurloses Telefon (22) für die Durchführung von schnurloser telefonischer Kommunikation, mit einem im Telefon eingebauten Videosystem zum Betrachten und Aufnehmen von Videobildern, wobei das Videosystem aufweist: ein CMOS-Kameramodul (10), in dem ein Bildsensor (40) angeordnet ist, der ein Array von CMOS-Pixeln (90) zur Aufnahme von Bildern aufweist, Schaltungsmittel (92) zur Taktung und Steuerung des Arrays (90), die mit dem Array von CMOS-Pixeln (90) verbunden sind, und einen Videobildschirm (30) zum Betrachten der Videobilder, der an dem schnurlosen Telefon befestigt ist, wobei der Bildsensor (40) in einer ersten Ebene mit dem Array von CMOS-Pixeln (90) liegt, der Bildsensor (40) ein Pre-Videosignal erzeugt, ferner mit einer ersten Platine (50), die in einer zur ersten Ebene verschiedenen, zweiten Ebene liegt und elektrisch mit dem Bildsensor (40) verbunden ist, wobei die erste Platine (50) Schaltungsmittel zur Umwandlung des Pre-Videosignals in ein gewünschtes Videoformat aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Platine (50) benachbart zum Bildsensor (40) innerhalb des CMOS-Kameramoduls (10) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schaltungsmittel (92) zur Taktung und Steuerung auf der ersten Ebene mit dem Array von CMOS-Pixeln (90) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schaltungsmittel (92) zur Taktung und Steuerung auf der ersten Platine (50) mit den Schaltungsmitteln zur Umwandlung des Pre-Videosignals angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schaltungsmittel (92) zur Taktung und Steuerung auf einer zweiten Platine angeordnet sind, die in einer zur ersten und zweiten verschiedenen, dritten Ebene liegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Bildsensor (40) einen Querschnittsbereich in der ersten Ebene definiert und die erste Platine (50) in Längsrichtung mit dem Bildsensor (40) fluchtet, so dass die erste Platine (50) sich nicht wesentlich über den Querschnittsbereich hinaus erstreckt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner aufweisend eine dritte Platine (72), die elektrisch mit der ersten Platine (50) und mit dem Bildsensor (40) zur weiteren Verarbeitung des Pre-Videosignals verbunden ist und benachbart zur ersten Platine (50) innerhalb des Kameramoduls (10) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die erste und die zweite Ebene voneinander beabstandet und im wesentlichen parallel zueinander sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder einem von diesem abhängigen Anspruch, wobei die dritte Platine (72) in einer vierten Ebene liegt, die von der ersten und zweiten Ebene beabstandet ist und sich im wesentlichen parallel zu diesen erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder einem von diesem abhängigen Anspruch, wobei die dritte Platine (72) Mittel zur digitalen Signalverarbeitung aufweist, die es ermöglichen, das von der ersten Platine (50) aufbereitete Pre-Videosignal auf dem Videobildschirm (30) zu betrachten.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Platine (50) das Pre-Videosignal in ein Post-Videosignal für den direkten Empfang durch ein fernes Videogerät (60) wandelt und das Post-Videosignal aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus einem NTSC/PAL-Videosignal und einem VGA-Videosignal besteht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Array von CMOS-Pixeln (90) ein Array von passiven CMOS-Pixeln aufweist, die einzelnen passiven CMOS-Pixel des Arrays von passiven CMOS-Pixeln jeweils eine Fotodiode zum Erzeugen von fotoelektrisch erzeugten Signalen aufweisen und das Array von CMOS-Pixeln (90) ferner einen Zugangstransistor aufweist, der mit der Fotodiode kommuniziert, um die Freigabe von fotoelektrisch erzeugten Signalen zu kontrollieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die einzelnen Pixel innerhalb des Arrays von CMOS-Pixeln jeweils einen Verstärker aufweisen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend ein einziehbares Kabel (12), das das Kameramodul (10) mit dem schnurlosen Telefon (22) verbindet und das es ermöglicht, das Kameramodul (10) von dem schnurlosen Telefon (22) wegzuziehen, um gezielt Bilder mit dem Kameramodul (10) aufzunehmen, und das es erlaubt das Kameramodul (10) durch Einziehen des Kabels (12) im schnurlosen Telefon (22) zu verstauen und das Kameramodul (10) im schnurlosen Telefon (22) zu sichern.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an dem schnurlosen Telefon (22) außerdem scharnierartig eine Klappplatte (36) angeordnet ist und der Videobildschirm (30) scharnierartig mit der Klappplatte (36) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend ein einstellbares Gestänge (31), das den Videobildschirm (30) mit dem schnurlosen Telefon (22) verbindet.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend ein fernes Videogerät (60), das elektrisch mit dem Videosystem verbunden ist, um die Videobilder zusätzlich zu betrachten.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei das ferne Videogerät (60) aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Fernseher und einem Computerbildschirm besteht.