专利名称：具有电取景器的低功耗光学摄像机的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学摄像机尤其涉及在允许电、磁或光读取的存储介质上以数字信号的形式存储或者记录图像的一种光学摄像机或者视频摄像机。
本领域的技术人员都知道这样的摄像机，例如在美国专利US5541654中就公开了这种类型的光学摄像机，它按常规方式包括由光电管的矩阵形式构成的传感器；电子图像处理电路；以及起取景器作用的显示管。
电子图像处理电路包括缓冲存储器；模拟一数字(A/D)转换器；微处理器，用于读取并控制从缓冲存储器生成的信号；照像存储器；以及数字一模拟(D/A)转换器。
在这种类型的摄像机中，跨接光电管的端子所拾取的电子信号由模拟一数字转换器然后由微处理器进行处理，在把它们寻址到用作取景器的显示管之前，先经过数字一模拟转换器的处理，并且如果用户决定照相时就把它们存入到存储器中。
这些操作的每个都需要耗功，尤其是对于取景相位。实际上，成帧图象所需的时间明显地长于相摄相片本身的时间。换句话说，在预备阶段需要很大部分的功耗。
本发明的一个目标是通过降低预备阶段的功率来克服现有技术中的数字摄像机的缺陷。
因此本发明所涉及的光学摄像机包括镜头组件；含有光电管的传感器，每个光电管定义一个像素并且是按第一矩阵结构的方式来排列的；模拟-数字转换器；微处理器；存储器；电光显示管，具有呈第二矩阵结构排列的点的矩阵；其中传感器的所述第一矩阵结构包括多个行和列，这些行和列的数量是第二矩阵结构的行的数量以及列的数量的倍数，所述光电管排列成块，每块具有等于所述倍数的数量的行和列；其中由所述镱头组件聚焦得到的光束激活传感器的光电管并且每个光电管生成电信号，该信号是所拾取的光的强度的函数；其中所述转换器把从所述光电管产生的模块电信号转换成数字信号；其中所述微处理器处理从所述转换器生成的信号并把它们输入存储器；其特征在于还包括电连接电路，用于连接所述传感器与显示管，把该电连接电路设置成放大从每个所述块的至少一个光电管所产生的模拟信号，从而能够以模拟形式把它们送给所述显示管的每个点。
依据这种设置，通过给第一矩阵结构一种与第二矩阵结构的构形有关的特殊的构形，这样就能进一步地降低功耗。
依据第一实施例，把电连接电路设置成合并从每个所述块的所有光电管产生的信号。
依据第二实施例，把电连接电路设置成合并从每个所述块的仅仅一部分光电管产生的信号，这个部分能够简化成单独管。
本发明的另一特征是尽可能快地在取景器装置上提供一种数据的显示。为了这个目的，连接电路至少包括一个放大器电路，该放大器电路至少有用于放大从所述块产生的信号的一个放大器。
本发明的另一个特征是提供用于取景器装置的一种控制电路，该电路尽可能地简单并经济。为了这个目的，连接电路放大器电路包括多个放大器，放大器的个数是列的数量的约数并且连接电路还包括多路复用电路，每个具有多个列解码电路，列解码电路的个数等于列的个数与放大器的个数的比(m)，以确保所述显示管的列的多路复用控制。
放大电路可以还是非线性的，从而使显示装置的光响应适应于传感器的光响应。
通过阅读对下面的非限制性实施例的描述，将会更清楚地理解本发明，并且其中
图1显示依照现有技术的照光学摄像机的一种方框图；图2是依照本发明的摄像机的一种方框图；以及图3和4显示图2中所示的摄像机的一部分的两种形式。
如图1所示，通常以数字形式记录或者存储数据的摄像机包括镜头组件1；传感器2，它是由光电管21的矩阵20形成的；电子数据处理电路3以及取景器4，取景器4是由液晶电光显示管40形成的。取景器4也是矩阵结构，在所述的矩阵的每行和每列的交叉点处具有显示点41。
镜头组件1在传感器2上聚焦从将要成象的目标处发出的光的光束5。
电子处理电路3包括模拟一数字转换器31；缓冲存储器32；微处理器33；数字-模拟转换器34；针对管40的控制电路35；以及用于选出的数据的存储器36。
摄像机还包括控制装置6，由于该控制装置并不构成发明的部分，因此将不做详细地描述。
当操作者希望成象时，他利用控制装置6的切换部分打开他的摄像机，由镜头组件1聚焦的光束5激活传感器2的光电管21。
当从每个光电管产生的模拟信号由转换器31(A/D)转换成数字信号之后，该数字信号进入缓冲存储器32。这些信号随后被微处理器33处理。在这种操作期间，为了随后的使用，在把数据导入存储器36之前，微处理器33压缩这些数据以便减少所需的存储器的容量。位于缓冲存储器32中的数据通过微处理器33写入数字一模拟转换器34。借助于控制电路35，数字一模拟电转换器34把数字信号转换成适于控制数字取景器4的显示管的一种强度的模拟信号。
经微处理器33处理之后，就能够发现在存储器36中预先存储的图像，以便在显示管40上显示它们。
在允许对将要拍摄的图像进行成帧的取景操作过程中，由于从光电管21产生的信号是模拟型的因此不使用缓冲存储器32。模拟一数字(A/D)转换器31把它们转换成数字信号，该数字信号经微处理器33进行数字处理之后，由数字一模拟(D/A)转换器34转换成模拟信号以在取景器4上显示图像。在这种取景操作期间，必须把由传感器2拍摄的图像快速地传给取景器，这样允许使用者得到精确作出的景象，既使将要拍摄的图像正在活动。为了这样做，必须以低于0.5HZ的频率往复图像。这就需要A/D、微处理器和D/A具有高的操作频率，它导致了几百mA的电流负荷以及因此非常高的功率消耗。这样对于为这样的数字摄像机提供电能的电池或者蓄电池的寿命方面来说，这种取景器类型就存在某种缺陷。
使用传感器2就带来了完全令人满意的效果，该传感器2是由分布在480行及640列的矩阵结构中的光电管21构成的，即有307200个点。
为了得到用来显示色彩的有效数据，处理器不得不为每点处理三种信号，它们分别对应红、绿、兰。换句话说，要在取景器上显示一个图像就需要对921600个模拟数据项进行处理。尽管已经改善了电子电路，但是处理如此大数量的数据仍然包括了足够的功率消耗以相当长的处理时间。第一种经济的方式是通过以黑和白方式来显示图像就能够达到的，这样可以减少1/3的处理的数据的数量。
依照本发明在图2中示意性地显示出的摄像机，除了降低用于控制显示管所需的时间外，还能够进一步地降低这样的功率消耗。它包括图1的摄像机的所有部分，这些部分使用相同的参数。电子电路3包括连接电路37，假设在传感器2与管40之间是一种直接连接，即，数据不进行数字化处理。只有当操作者决定存储一幅画面时才发生数字化处理。
这时，在微处理器33处理及压缩由传感器2获得的数据之前，把该数据存储在存储器32中。之后如前所述，把该数据导入存储器36。
传感器2的矩阵，例如，包括如前所指出的480行和640列。
另外，取景器4是由具有120行及160列的一种重合液晶显示管40构成的，即有19200个显示点或者显示像素。对于给定尺寸的取景器来说，这样的分辨通常是足够的。
对于这种类型的系统，显示管40的每个像素4 对应于4行和4纵列的光电管21的块22，因此块22包括16个光电管21。如此前所述，连接电路37连接传感器2和显示管40。
在图3和图4中更详细地显示依照下面详述的两种不同的实施例的连接电路37。
图3的实施例示意性并更具体地表示传感器2、显示管40和电路37。如此地设计后者以便能够尽可能快速地反应。
电路37包括行解码电路371、寻址电路372、重新组合电路373以及放大器电路374。
在从传感器2产生的数据的基础上，行解码电路371让显示管40依次地并同步地受到控制。因此在它的输入端INC接收来自微处理器33(未显示)的增量信号。在每个信号处，解码电路371一行接一行地扫描，因此对取景器4的显示管40的120行进行扫描并且寻址消息至寻址电路372，它控制传感器2的读取操作。
寻址电路372寻址读取信号至传感器2。从行解码电路371接收到的每个行信号，同时地控制4个连续行，对应于与显示管40所具有的列相同数量的块22。
重新组合电路373收集与传感器2的每块22的四个列相关的数据。这种功能可以由寄生电容来保证实现，诸如那些例如在U.S.专利US5541654中所述的寄生电容。
每个这些寄生电容具有与一个块22的光电管所产生的电荷的总数相应的电荷。这些电荷送给放大器电路374。
另一种方式，也可以限制针对从每块22的管21的一个部分产生的信号的数据。这样就简化了寻址电路372和重新组合电路373。不过显示质量也就降低了。
如果需要，可以考虑从块的单个管产生的数据。在这种情况下，行寻址电路372只寻址针对每四行中一行的控制信号，而重新组合电路373只考虑从每四列中一列中产生的信号。
放大器电路374包括与显示管40所具有的列相同数量的放大器。每个这些放大器放大相应于一个块22的信号并把它们送至显示管40的相应的列。根据从重新组合电路373产生的控制信号，同步地把这些信号送至显示管40的一行和传感器2的一行。
把连接电路37设计成实现与由传感器2的管块22所定义的行相平行并依次地对显示管40的行进行寻址。当寻址到行或者行的块时，传感器2产生与它在一行中所计数的块22的数量同样多的模拟信号。经过放大器电路374的放大器，这些信号被每个寻址显示管40的一个列。因此，送至显示管40的每列的信号具有对应于将要显示的数据的电压。
在图4所示的实施例中，连接电路37使元件的数量降低，例发中降低了三极管的数量。通过实现列的多路寻址就可以使之成为可能。类似于图3的电路，它包括解码电路371、行寻址电路372、列重新组合电路373以及放大器电路374。
列多路复用率m等于显示管的列的数量的约数。在牺牲扫描频率的情况下，这种措施降低了放大器的数量以及因而连接电路37的表面积。
为了进行多路复用，电路37还包括分别标有参数375和376的第一和第二多路复用器，每个具有n个列解码器。m.n的乘积等于显示管40的列的数量。在图4的例子中，m等于4而n等于40。
电路375和376的每个列解码器是由保证列扫描的增量行INC与微处理器33相连的(未示出)。该增量频率大于提供给行解码电路的频率的几倍。
更确切地说，如下所述保证了对显示管40的控制。
行解码器371从微处理器33接收递增信号，该信号定义显示管40的120行的连续激活在给定的时刻tj，解码器371激活行j(1≤j≤120)。在时刻tj+1，解码器激活行j+1。在时刻tj与tj+1之间的间隔，行j被激活并且n个列解码器的每一个接收连续的递增信号，该信号确保由每个解码器控制对m个列进行扫描。
同样，放大器的数量可以减少与多路复用率m相应的系数。用相同的多路复用系数也可以改善完成对显示管扫描所需的时间。换句话说，是否使用多路复用的列控制是由一种折衷的方法来决定的，即一方面要考虑取景器的显示质量而另一方面要考虑电子电路的有效表面。
我们记得在两个图3和4中，按照一种常规的方式，CLR信号使数据传输处理过程恢复或者中断。
如前面所述，取景器4的显示管40包括比传感器2的行更少的行。依照本发明还可以制出设置有显示管的一种装置，该显示管具有与传感器2的行和列的数量相同的行和列。在这种情况下，就不再需要行寻址电路372和列重新组合电路373。
在所述的结论中，应该注意到在整个取景相位期间，限制微处理器33以寻址递增信号。另外，在这种相位期间，不使用模拟一数字转换器31和数字一模拟转换器33，以及存储器32和36。这样就足够节省电子功率并因此大大地改善这种摄像机的自动化程度。
权利要求
1．光学摄像机包括镜头组件(1)，传感器(2)，包括光电管(21)，每个光电管定义一个像素并且是按第一矩阵结构来排列的；模拟一数字转换器(31)；微处理器(33)；存储器(32)；电光显示管(40)，具有按第二矩阵结构排列的点的矩阵；其中传感器(2)的所述笫一矩阵结构包括多个行和多个列，这些行和列的数量是第二矩阵结构的行和列的数量的倍数，所述光电管(21)是按块(22)来排列的，每个块(22)具有等于所述倍数的数量的行和列；其中传感器(2)的光电管(21)是由所述镜头组件(1)所聚焦的一束光束(5)来激活的，并且每个光电管(21)产生一个电信号，它是拾取的光的强度的函数；其中所述微处理器(33)处理从所述转换器(31)产生的信号并把它们送至存储器(32)；其特征在于该摄像机还包括用于连接所述传感器(2)与显示管(40)的电连接电路(37)，把该电连接电路(37)设置成用来放大从每个所述块(22)的至少一个光电管(21)产生的模拟信号，从而能够按模拟形式把它提供至所述显示管(40)的每个点(41)。
2．依照权利要求1的光学摄像机，其特征在于把所述连接电路(37)设置成用于合并从每个所述块(22)的所有光电管(21)中产生的信号。
3．依据权利要求1的光学摄像机，其特征在于把所述连接电路(37)设置成用于合并从每个所述块(22)的仅仅一部分光电管(21)中产生的信号。
4．依据权利要求1的光学摄像机，其特征在于把所述连接电路(37)设置成用于处理从每个所述块(22)的仅仅一部分的光电管(21)中产生的信号。
5．依据权利要求1的光学摄像机，其特征在于所述连接电路(37)至少包括一个放大电路(374)，该放大电路(374)至少包括用于放大从所述块(22)产生的信号的一个放大器。
6．依据权利要求5的光学摄像机，其特征在于所述放大器电路(374)包括与所述第二矩阵结构所包含的列的数量一样多的数量的放大器。
7．依据权利要求5的光学摄像机，其特征在于所述放大器电路(374)包括多个放大器，该放大器的个数是列的数量的约数；以及还在于连接电路(37)还包括多路复用电路(375,376)，每个具有列解码电路，该列解码电路的个数等于列的数量与放大器数量之间的比率(m)，以确保对所述显示管(40)的列的多路复用控制。
8．依照权利要求5、6或7的光学摄像机，其特征在于所述放大器电路(374)是非线性的，并使显示管(40)的光响应适应于传感器(21)的光响应。
全文摘要
光学摄像机包括:镜头组件;传感器(2),它是根据光电管的第一矩阵结构来排列的;模拟－数字转换器(31);微处理器(33);存储器(32);以及光电显示管(40),它是根据第二矩阵结构来排列的。每个光电管产生电信号,它是拾取的光的强度的函数。转换器(31)把模拟电信号转换成数字信号,微处理器(33)处理从转换器(31)产生的信号并把它们存入它的存储器(32)中。这种摄像机的特征在于:它还包括用于连接传感器(2)与显示管(40)的电连接电路(37),把该电连接电路(37)设置成用来放大从传感器(2)产生的模拟信号,从而能够按模拟形式把它提供至显示管(40)。
文档编号H04N3/15GK1232344SQ99100890
公开日1999年10月20日 申请日期1999年2月2日 优先权日1998年2月3日
发明者J·格鲁普, R·丁格尔, F·维格特 申请人:阿苏拉布股份有限公司