DE69918190T2

DE69918190T2 - Bildeingabevorrichtung

Info

Publication number: DE69918190T2
Application number: DE69918190T
Authority: DE
Inventors: Tadakuni Narabu
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-04-03
Filing date: 1999-04-02
Publication date: 2005-07-07
Anticipated expiration: 2019-04-03
Also published as: CN1237744A; TW420944B; US6917385B1; EP0948196A2; CN1183478C; DE69913598T2; EP0948196B1; EP0948196A3; EP1255151A1; EP1255151B1; DE69918190D1; DE69913598D1; JPH11289495A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bildeingabeeinrichtung, um ein dreidimensionales Bild unter Verwendung eines Linearsensors zu erhalten.
Die folgenden beiden Arten von Bildeingabeeinrichtungen sind allgemein bisher als Bildeingabeeinrichtung bekannt, um ein zweidimensionales Bild unter Verwendung eines Linearsensors zu erhalten. Eine Art ist ein Bildscanner, der zurzeit bemerkenswert populär ist. Die andere Art ist eine Einrichtung, bei welcher ein Linearsensor auf einer Filmfläche einer Silberchloridkamera angeordnet ist, bei der Filme mittlerer Größe oder große Filme verwendet werden und dann der Linearsensor längs der Filmfläche bewegt wird, um ein zweidimensionales Bild zu erhalten (anschließend als "Linearsensor-Abtastkamera" bezeichnet). Verglichen mit einer Bildeingabeeinrichtung, um ein zweidimensionales Bild unter Verwendung eines Bereichssensors zu erhalten, haben die beiden obigen Einrichtungen den Vorteil, dass ein zweidimensionales Bild mit einer ultrahohen Auflösung erhalten werden kann.
Bei herkömmlichen Bildeingabeeinrichtungen ist jedoch in dem Fall der früheren Bildscanners die gegenseitige Position zwischen einem Objekt und einem Bildscanner im wesentlichen fest, und es gibt keinen Freiheitsgrad bezüglich des Abstands zwischen dem Objekt und dem Bildscanner. Im Fall der Linearsensor-Scannerkamera außerdem ist eine große mechanische Genauigkeit erforderlich, um den Linearsensor zu bewegen, so dass man viel Zeit und Mühe braucht, einen genauen Bewegungsmechanismus herzustellen, wodurch die Kosten erhöht werden. Da außerdem die Geschwindigkeit, mit welcher der Linearsensor bewegt wird, niedrig ist, besteht ein Nachteil dahingehend, dass man viel Zeit braucht, ein zweidimensionales Bild zu liefern.
Demgemäss ist es bei einem System, welches oben beschrieben wurde, zurzeit schwierig, einen dreidimensionalen Raum in ein zweidimensionales Bild unter Verwendung eines Linearsensors umzusetzen. Aus dieser Situation her ist in der Praxis schwierig, ein zweidimensionales Bewegtbild unter Verwendung eines Linearsensors zu erhalten.
Da der Linearsensor wie eine Linie ausgebildet ist, ist die Sammlungszeit der Bildabtastinformation einer Abtastung außerdem kürzer als die vom Bereichssensor. Als Ergebnis ist, sogar wenn das Objekt dem gleichen Licht ausgesetzt wird, ein Bild, welches erhalten wird, im Vergleich zu einer Bildeingabeeinrichtung dunkler, bei der ein Linearsensor verwendet wird. Folglich ist es von diesem Gesichtspunkt her schwierig, den dreidimensionalen Raum in das zweidimensionale Bild unter einer solchen Umgebung, beispielsweise der Nacht oder bei Regen, bei der Lichtmenge fehlt, umzusetzen.
Die US 5 625 183 A beschreibt ein Abtastbild-Eingabegerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die JP 1 093 258 A beschreibt ein Bildeingabegerät mit mehreren aufeinanderfolgend-aktivierten Lichtquellen.
Das Abtastbild-Eingabegerät der vorliegenden Erfindung ist derart, wie in den angehängten Patentansprüchen beschrieben ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Diagramm, welches den Aufbau eines ersten Beispiels einer Bildeingabeeinrichtung zeigt;
2 ist eine perspektivische Ansicht, welche das erste Beispiel der Bildeingabeeinrichtung zeigt;
3 ist ein Diagramm, welche den Aufbau einer Modifikation des ersten Beispiels zeigt;
4A und 4B sind Vorderansichten, welche ein zweites Beispiel einer Bildeingabeeinrichtung zeigen, wobei 4A einen Zustand zeigt, wo die Stützfüße in ein Gehäuse zurückgezogen sind, und 4B einen Zustand zeigt, wo die Stützfüße ausgebreitet sind;
5 ist eine perspektivische Ansicht, welche das zweite Beispiel einer Bildeingabeeinrichtung zeigt;
6 ist ein Diagramm, welches den Aufbau eines dritten Beispiels einer Bildeingabeeinrichtung zeigt;
7 ist ein Diagramm, welches den Aufbau eines vierten Beispiels einer Bildeingabeeinrichtung zeigt;
8 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Ausführungsform der Bildeingabeeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 ist ein Diagramm, welches den Aufbau der Ausführungsform der Bildeingabeeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
10 ist ein Zeitablaufdiagramm, welches ein Beispiel der zeitlichen Beziehung zwischen einem VD-Signal und einem Triggerimpuls zeigt, um Beleuchtungseinrichtungen einzuschalten;
11 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel einer Lichtmengenverteilung während einer Abtastung zeigt;
12 ist ein Diagramm, welches eine erste Modifikation der Ausführungsform zeigt; und
13 ist ein Diagramm, welches eine zweite Modifikation der Ausführungsform zeigt.
Beispiele von Bildeingabeeinrichtungen und bevorzugte Ausführungsformen einer Bildeingabeeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden mit Hilfe der beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine schematische Darstellung, welche den Aufbau eines ersten Beispiels einer Bildeingabeeinrichtung zeigt, und 2 ist eine perspektivische Ansicht, welche das erste Beispiel einer Bildeingabeeinrichtung zeigt.
Eine Bildeingabeeinrichtung 1, welche in 1 gezeigt ist, ist so ausgebildet, dass ein Spiegelkörper 12, eine Linse 13 und ein Linearsensor 14 in einem Gehäuse 1 untergebracht sind. Das Gehäuse 11 besteht aus einem Lichtabschirmungsmaterial. Es ist zu einer beispielsweise rechteckigen Parallelform ausgebildet und ist auf seiner einer Fläche mit einem schmalen Einfallsfenster 11a versehen, um Bildabtastlicht L vom Objekt durch dieses in die Innenseite des Gehäuses 11 zu lassen. Wie später beschrieben ist das Einfallsfenster 11a so ausgebildet, dass dessen Längsrichtung im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung des Spiegelkörpers 12 ist.
Der Spiegelkörper 12 ist zu einem Polygonalprisma ausgebildet, und alle seine Umfangsflächen 12a sind aus Spiegelflächen gebildet (anschließend wird die periphere Seitenfläche 12a als Spiegelfläche 12a bezeichnet). Der Spiegelkörper 12 ist im Gehäuse 11 so angeordnet, dass seine Längsrichtung im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung des Linearsensors 14 ist und das Bildabtastlicht L vom Einfallsfenster 11a von der Spiegelfläche 12a reflektiert wird. 1 und 2 zeigen einen Fall, wo der Spiegelkörper 12 eine oktogonale Prismenform hat und jede Spiegelfläche 12a flach ist.
Die Mitte der Ebene, welche im wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung des Spiegelkörpers 12 ist, d.h., die wesentlichen Mittelteile der Bodenflächen 12b an beiden Seiten der peripheren Seitenflächen 12a des Spiegelkörpers 12 werden durch eine Welle 15 gestützt, so dass sie im Gehäuse 11 drehbar sind und somit der Spiegelkörper 12 um die Welle 15 selbst drehen kann. Außerdem ist eine erste Ansteuerschaltung (nicht gezeigt) zum Drehen des Spiegelkörpers 12 mit dem Spiegelkörper 12 elektrisch verbunden.
Die Linse 13 richtet das Bildabtastlicht L auf den Linearsensor 14. Bei diesem Beispiel ist diese fest zwischen dem Spiegelkörper 12 und dem Linearsensor 14 angeordnet, so dass das Bildabtastlicht L, welches von der Spiegelfläche 12a des Spiegelkörpers 12 reflektiert wird, auf den Linearsensor 14 projiziert wird.
Der Linearsensor 14 hat die Funktion, das Bildabtastlicht L aufzunehmen, welches vom Spiegelkörper 12 reflektiert wird, und dieses foto-elektrisch umzuwandeln und um die elektrischen Signale, die erhalten werden, als Videosignale auszugeben (Bildabtastinformation). Als Linearsensor 14 kann eine Halbleiterbildabtasteinrichtung verwendet erden, beispielsweise ein MOS-Sensor (Metalloxid-Halbleitersensor), ein CCD-Sensor (ladungsgekoppelter Einrichtungssensor) oder dgl.
Ein Schwarz-Weiß-Sensor oder ein Farbsensor können als Linearsensor 14 verwendet werden, wenn diese Halbleiterbildabtasteinrichtung verwendet wird, und ein Farbsystem unter Verwendung einer Kombination eines externen Farbfilters und eines Schwarz-Weiß-Sensors können verwendet werden. Als Farbsensor kann ein 3-Zeilen-Farblinarsensor, ein Fleck-Sequentiell-Color-Linearsensor, ein Multizeilen-Farblinearsensor, ein TDI-Linearsensor oder dgl. verwendet werden.
Außerdem sind eine periphere Schaltung zum Ansteuern des Linearsensors 14, eine Signalverarbeitungsschaltung zum Durchführen der Signalverarbeitung der Bildabtasteinformation, die vom Linearsensor 14 ausgegeben wird, eine Zeitsteuerungssignalerzeugungsschaltung, um ein Zeitsteuerungssignal an die erste Ansteuerschaltung des Spiegelkörpers 12 auszugeben, und die periphere Schaltung des Linearsensors 14, usw., die nicht in der Figur gezeigt sind, im Gehäuse 11 vorgesehen, in welchem der Spiegelkörper 12, die Linse und der Linearsensor 14 untergebracht sind.
In der Bildeingabeeinrichtung, die so aufgebaut ist, fällt das Bildabtastlicht L vom Objekt vom Einfallsfenster 12 des Gehäuses 1 ein, wird durch die Spiegelfläche 12a des Spiegelkörpers 12 reflektiert, durch die Linse 13 geleitet und dann auf den Linearsensor 14 projiziert und dort aufgenommen. In diesem Zeitpunkt wird, wenn der Spiegelkörper 12 gedreht wird, das Bildabtastlicht L in den Linearsensor 14 hereingenommen, so dass die Richtung der Lichtkomponente L₁, die vom Gegenstand auf die Spiegelfläche 12a fällt, ständig variiert, da die Anordnungspositionen des Spiegelkörpers 12, der Linse 13 und des Linearsensors 14 fest sind. Als Ergebnis kann das Bildabtastlicht, welches erhalten wird, wenn der Linearsensor 14 das Objekt abtastet, d.h., die zweidimensionale Bildinformation erhalten werden.
Folglich ist es nicht notwendig, einen genauen Bewegungsmechanismus vorzusehen, um den Linearsensor 14 wie bei einer herkömmlichen Linearabtastkamera zu bewegen, und somit kann ein zweidimensionales Bild mit niedrigen Herstellungskosten im Vergleich zur herkömmlichen Linearabtastkamera erhalten werden. Weiter kann bei der Bildeingabeeinrichtung 1 des ersten Beispiels, da der Linearsensor 14 so angeordnet sein kann, um das Bildabtastlicht L aufzunehmen, welches auf den Linearsensor 14 projiziert wird, die Bildabtastinformation ohne Beeinträchtigung erhalten werden, sogar dann, wenn die Genauigkeit der Anordnungsposition des Linearsensors 14 niedrig ist im Vergleich zur herkömmlichen Linearabtastkamera. Daher ist die Herstellung sehr einfach und es kann die Produktivität somit verbessert werden.
Da es nicht notwendig ist, den Linearsensor 14 zu bewegen, und der Spiegelkörper 12 lediglich automatisch gedreht wird, kann außerdem das Gehäuse 11 klein ausgebildet werden, und die Bildabtastinformation kann in einer kurzen Zeit eingegeben werden. Verglichen mit der herkömmlichen Linearabtastkamera, welche den Linearsensor 14 bewegt, kann der Leistungsverbrauch außerdem mehr reduziert werden. Da die gegenseitige Position zwischen dem Objekt und der Bildeingabeeinrichtung 1 nicht fest ist, sondern ein gewisser Freiheitsgrad zwischen dem Abstand dazwischen vorgesehen ist, kann eine zweidimensionale Bildinformation durch Ausrichten auf einen dreidimensionalen Raums als Objekt erhalten werden. Die gegenseitige Position zwischen dem Objekt und der Bildeingabeeinrichtung 1 ist nicht fest, und das Gehäuse 11 kann miniaturisiert werden, so dass ein tragbares Bildeingabegerät 1 entworfen werden kann.
Da der Spiegelkörper 12 eine polygonale Prismenform hat, liefert, nachdem das Bildabtastlicht L, welches von einer Spiegelfläche 12a reflektiert wird, erhalten wird, eine nachfolgende benachbarte Spiegelfläche 12a Bildabtastlicht L, bei dem die Richtung der Lichtkomponente L₁, die auf die Spiegelfläche 12a fällt, ständig variiert wie in dem Fall der vorherigen Spiegelfläche 12a. Zusätzlich wird ein Linearsensor 14 verwendet, der ein Bild liefern kann, welches eine höhere Auflösung hat im Vergleich zu einer Bildeingabeeinrichtung, bei der ein Bereichssensor verwendet wird, d.h., eine sogenannte Digitalkamera. Wenn folglich der Gegenstand steht, wird die zweidimensionale Information des gleichen Gegenstands wiederholt in den Linearsensor 14 hereingenommen, so dass ein Standbild mit höherer Auflösung erhalten werden kann.
Daher kann ein zweidimensionales Bild, welches die Bildqualität mit dem gleichen Niveau hat, mit niedrigeren Herstellungskosten als bei einer herkömmlichen Digitalkamera erhalten werden, bei der ein Bereichssensor verwendet wird, der mit hohen Herstellungskosten hergestellt werden muss, da eine große Anzahl von Pixeln benötigt wird, um eine ultrahohe Bildauflösung zu erhalten. Wenn die Bildeingabeeinrichtung 1 im Wesentlichen mit den gleichen Herstellungskosten wie bei der Digitalkamera, bei der ein Bereichssensor ver wendet wird, hergestellt wird, kann ein Bild mit höherer Auflösung erhalten werden. Wenn sich das Objekt bewegt, kann die zweidimensionale Bildinformation, die stetige Bewegungen des Objekts hat, erhalten werden. Daher kann das Bewegtbild des zweidimensionalen Bilds erhalten werden.
Bei dem obigen ersten Beispiel ist die Linse 13 zwischen dem Spiegelkörper 12 und dem Linearsensor 14 vorgesehen. Als Modifikation, die in 3 gezeigt ist, kann jedoch die Linse 13 zwischen dem Einfallsfenster 11a und dem Spiegelkörper 12 vorgesehen sein, so dass das Bildabtastlicht L vom Objekt auf die Spiegelfläche 12a des Spiegelkörpers 12 über die Linse 13 einfällt.
Bei dem obigen ersten Beispiel ist der Spiegelkörper als oktogonale Prismenform ausgebildet. Die Form des Spiegelkörpers ist jedoch nicht auf das obige Beispiel beschränkt. Beispielsweise ist der Spiegelkörper als polygonale Prismenform unter dem Zustand ausgebildet, dass der Schnittwinkel zwischen benachbarten Spiegelflächen auf einen vorher festgelegten Wert festgelegt wird, in Anbetracht von Funktionen, beispielsweise die optische Korrektur usw.
Außerdem ist bei der obigen Beschreibung jede Spiegelfläche des Spiegelkörpers flach. Jede Spiegelfläche kann jedoch in Abwägung von Korrekturelementen, beispielsweise einer optischen Korrektur usw. gekrümmt sein. Wenn die optische Korrektur usw. unter Verwendung der Form des Spiegelkörpers ausgeführt wird, wird keine Korrekturschaltung benötigt, um die optische Korrektur durchzuführen, so dass die Bildeingabeeinrichtung weiter miniaturisiert werden kann und die Produktivität weiter verbessert werden kann. Wenn außerdem die optische Korrektur usw. auf der Basis des Schnittwinkels zwischen benachbarten Spiegelflächen durchgeführt werden kann, obwohl jede Spiegelfläche des Spiegelkörpers flach ist, oder wenn keine optische Korrektur erforderlich ist, können die Herstellungskosten des Spiegelkörpers reduziert werden.
Anschließend wird ein zweites Beispiel der Bildeingabeeinrichtung mit Hilfe von 4A, 4B und 5 beschrieben. In 4A, 4B und 5 sind die gleichen Elemente wie die bei der ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, so dass auf eine Beschreibung dafür verzichtet wird.
Der Unterschied der Bildeingabeeinrichtung 2 des zweiten Beispiels gegenüber dem ersten Beispiel liegt darin, dass Stützfüße 21, die vom Gehäuse 11 nach außenhin ausziehbar sind, um das Gehäuse 11 zu stützen, auf einer Fläche des Gehäuses 11 vorgesehen sind, auf welcher das Einfallsfenster 11a gebildet ist. Bei dem zweiten Beispiel sind die Stützfüße 21 stabförmig ausgebildet, und sie sind an vier Ecken auf einer Fläche des Gehäuses 11 vorgesehen, auf der beispielsweise das Einfallsfenster 11a gebildet ist. Außerdem sind sie, wie in 4A gezeigt ist, so vorgesehen, dass sie in das Gehäuse 11 zurückziehbar sind. Jeder der vier Stützfüße 21 ist ausgebildet, um expandierbar oder zusammenziehbar zu sein.
In der Bildeingabeeinrichtung 2 sind, wie oben beschrieben, wie in 5 gezeigt ist, die Stützfüße 21 vom Gehäuse 11 ausgebreitet, und das Gehäuse 11 ist über die Stützfüße 21 auf einem Tisch (nicht gezeigt) angeordnet, so dass das Einfallsfenster 11a des Gehäuses 11 dem Objekt gegenüberliegt, beispielsweise einem Original, einem Bild oder dgl., welches auf dem Tisch liegt.
Folglich wird wie im Fall des ersten Beispiels das Bildabtastlicht L vom Objekt 10 in den Linearsensor 14 über das Einfallsfenster 11a, die Spiegelfläche 12a des Spiegelkörpers 12 und die Linse 13 hereingenommen, während der Spiegelkörper 12 im Gehäuse 11 dreht (1), oder das Bildabtastlicht L wird in den Linearsensor 14 über das Einfallsfenster 11a, die Linse 13 und die Spiegelfläche 12a des Spiegelkörpers 12 hereingenommen (siehe 3), und das Bildabtastlicht L wird somit in ein Videosignal umgesetzt, wodurch eine Bildabtastinformation des Objekts 10 erhalten wird, beispielsweise eines Originals, eines Bilds oder dgl.. Das heißt, die Bildeingabeeinrichtung arbeitet als sogenannter Bildscanner.
Nach der Bildeingabeoperation können die Stützfüße 21 in das Gehäuse 11 zurückgezogen werden, und sie werden zu einer kompakten Größe zusammengelegt, wodurch die Tragbarkeit der Einrichtung erleichtert wird. Der Freiheitsgrad ist gegenüber dem Abstand zwischen dem Objekt und der Bildeingabeeinrichtung 1 vorgesehen, indem die Stützfüße 21 in das Gehäuse 11 zurückziehbar sind, wie im Fall der Bildeingabeeinrichtung 1 des ersten Beispiels, und es kann somit die zweidimensionale Bildinformation durch Ausrichten eines dreidimensionalen Raums als Objekt erhalten werden. Daher hat die Bildeingabeeinrichtung 2 des zweiten Beispiels eine Funktion eines tragbaren Bildscanners und eine Funktion, ein zweidimensionales Standbild oder Bewegtbild zu erhalten, indem dieses auf einen dreidimensionalen Raum als Objekt ausgerichtet wird.
Bei dem zweiten Beispiel sind die Stützfüße in das Gehäuse zurückziehbar, jedoch können sie abnehmbar am Gehäuse befestigt sein. Außerdem sind die stabförmigen Stützfüße entsprechend an den vier Ecken befestigt. Jede Befestigungsweise kann jedoch insoweit verwendet werden, wenn die Stützfüße am Gehäuse vorgesehen sind, so dass das Gehäuse stabil gestützt werden kann und der Bildeingabebetrieb nicht gestört wird. Außerdem können drei stabförmige Stützfüße vorgesehen sein, oder es werden zwei invertierte T-förmige Stützfüße so angeordnet, dass sie einander zugewandt sind.
Anschließend wird ein drittes Beispiel einer Bildeingabeeinrichtung mit Hilfe von 6 beschrieben. In 6 sind die gleichen Elemente wie die bei dem ersten Beispiel von 1 und 2 mit den gleichen Bezugszeichen versehen, so dass auf deren Beschreibung verzichtet wird.
Der Unterschied der Bildeingabeeinrichtung 3 des dritten Beispiels gegenüber dem ersten Beispiel liegt darin, dass die Speichereinrichtung 32 zum Speichern der Bildabtastinformation, die vom Linearsensor 14 ausgegeben wird, im Gehäuse 11 vorgesehen ist, während dieses mit dem Linearsensor 14 verbunden ist. Bei diesem Beispiel ist die Signalverarbeitungseinrichtung 31, die eine Signalverarbeitungsschaltung aufweist, um die Bildabtastinformation vom Linearsensor 14 einer vorher festgelegten Signalverarbeitung zu unterwerfen, zwischen dem Linearsensor 14 und der Speichereinrichtung 32 vorgesehen, und die Bildabtastinformation, welche der Signalverarbeitung in der Signalverarbeitungseinrichtung 31 unterworfen wird, ist in der Speichereinrichtung 32 gespeichert. Als Speichereinrichtung 32 wird ein Halbleiterspeicher, beispielsweise ein RAM oder dgl., eine Diskette, eine MO-Platte (magneto-optische Platte) ein Magnetband, eine Compakt Disk oder dgl. verwendet.
Die Bildeingabeeinrichtung 3 ist, wie oben beschrieben, mit der Speichereinrichtung 32 versehen, womit somit eine große Menge an Bildabtastinformation angesammelt werden kann. Daher kann, wenn zweidimensionale Bewegtbilder erhalten werden, das Ausgangssignal vom Linearsensor 14 in der Speichereinrichtung 32 bei jeder Spiegelfläche 12a des Spiegelkörpers 12 (jeder Abtastung) gespeichert werden, und somit ist die Bildeingabeeinrichtung äußerst effektiv. Die Bildabtasteinformation, die somit gespeichert ist, wird auf der Zeitachse korrigiert und von der Speichereinrichtung 32 an einen Monitor ausgegeben, um zweidimensionale Bewegtbilder auf dem Monitor anzuzeigen. Wenn der Drehzeitverlauf des Spiegelkörpers 12 gesteuert werden kann, so dass es nicht notwendig ist, die Zeitachse für die Bildabtastinformation zu korrigieren, welche vom Linearsensor 14 ausgegeben wird, wenn Bewegtbilder erhalten werden, kann auf die Speichereinrichtung 32 verzichtet werden.
Ein viertes Beispiel der Bildeingabeeinrichtung wird mit Hilfe von 7 beschrieben. In 7 sind die gleichen Elemente wie die beim dritten Beispiel mit den gleichen Bezugszeichen versehen, so dass auf deren Beschreibung verzichtet wird.
Der Unterschied der Bildeingabeeinrichtung 4 des vierten Beispiels gegenüber dem dritten Beispiel liegt darin, dass eine externe Schnittstelle 41, die als Kommunikationseinrichtung dient, um die Bildabtastinformation, die vom Linearsensor 14 ausgegeben wird, nach außenhin mitzuteilen, im Gehäuse 11 vorgesehen ist, die mit dem Linearsensor 14 verbunden ist. Bei diesem Beispiel wird die Bildabtastinformation vom Linearsensor 14 zur ex ternen Schnittstelle 41 über die Signalverarbeitungseinrichtung 31 und die Speichereinrichtung 32 geliefert. Eine externe Schnittstelle 41 kann als Kommunikationsschaltung verwendet werden, die RS232, 1349, USB, IRDA und eine tragbare Telefonfunktion hat, eine ursprüngliche standardisierte interaktive oder unidirektionale Kommunikationsschaltung oder dgl..
Die Bildeingabeeinrichtung 4, die oben beschrieben wurde, ist mit der externen Schnittstelle 41 versehen, wodurch somit die Bildabtastinformation, die in der Speichereinrichtung 32 angesammelt wurde, über die externe Schnittstelle 41 nach außenhin übertragen werden kann. Daher kann die Bildabtasteinformation von der Speichereinrichtung 32 über die externe Schnittstelle 41 zu einem anderen Speicherträger oder dgl. übertragen werden, so dass es ermöglicht wird, dass die Speichereinrichtung 32 eine große Menge an Information immer speichern kann. Sogar an einem entfernten Ort kann außerdem ein Bild, welches von der Bildeingabeeinrichtung 4 geliefert wird, übertragen und betrachtet werden.
Die Bildeingabeeinrichtungen 1 bis 4 der obigen ersten bis vierten Beispiele können mit optischen oder elektrischen Handbewegungs-Korrektureinrichtungen vorgesehen sein, um die Bewegung von Händen zu korrigieren. Die optische Handbewegungs-Korrektureinrichtung umfasst einen Linsenbereich, der eine Linse 13 und ein aktives Prisma aufweist, welches in der Linse 13 installiert ist, sowie einen Handbewegungsdetektor. In der Handbewegungs-Korrektureinrichtung, die so aufgebaut ist, wird die Handbewegung dadurch korrigiert, dass die Brechung des Bildabtastlichts L über den Linsenbereich gemäß der Ermittlung der Handbewegung im Handbewegungsdetektor variiert wird. Die elektrische Handbewegungs-Korrektureinrichtung umfasst einen Linearsensor 14, der einen breiteren Bildabtastbereich hat als der Effektivansichtswinkel entsprechend der Bildabtastinformation, sowie einen Handbewegungsdetektor. Der effektive Ansichtsblickwinkel wird gemäß der Ermittlung der Bewegung von Händen bewegt, um die Bewegung von Händen zu korrigieren.
Anschließend wird eine Ausführungsform der Bildeingabeeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mit Hilfe der perspektivischen Ansicht von 8 und dem schematischen Diagramm von 9 beschrieben. In 8 und 9 sind die gleichen Elemente wie beim ersten Beispiel mit den gleichen Bezugszeichen versehen, so dass auf eine Beschreibung dafür verzichtet wird.
Der Unterschied der Bildeingabeeinrichtung 5 dieser Ausführungsform liegt darin, dass mehrere Beleuchtungskörper 51, die nacheinander eingeschaltet werden, um das Objekt zu beleuchten, im Gehäuse 11 vorgesehen sind. In 8 sind eine Anzahl an Beleuchtungskörper 51 auf einer Fläche des Gehäuses 11 angeordnet, auf welcher das Einfallsfenster 11a vorgesehen ist. Wenn Beleuchtungskörper abwechselnd mit einer hohen Geschwindigkeit eingeschaltet werden können, können jedoch lediglich zwei Beleuchtungskörper 51 vorgesehen sein. Jeder Beleuchtungskörper 51 besitzt einen Elektronenblitz, beispielsweise eine Xenon-Lampe oder dgl.
Eine zweite Ansteuerschaltung 52, die als zweite Ansteuereinrichtung dient, um nacheinander die Beleuchtungskörper 51 einzuschalten, ist im Gehäuse 11 vorgesehen. Zusätzlich sind eine erste Ansteuerschaltung 16, die als erste Ansteuereinrichtung dient, um den Spiegelkörper 12 zu drehen, eine periphere Schaltung 17, um den Linearsensor 14 anzusteuern, eine zweite Ansteuerschaltung 52 und eine Zeitsteuerungssignal-Erzeugungsschaltung (Zeitsteuerungssignalerzeugungseinrichtung) 53 zum Ausgeben von Zeitsteuerungssignalen an die erste Ansteuerschaltung 16, die periphere Schaltung 17 und eine zweite Ansteuerschaltung 52 im Gehäuse 11 vorgesehen.
Die Zeitsteuerungssignal-Erzeugungsschaltung 53 gibt die Zeitsteuerungssignale an die erste Ansteuerschaltung 16 und die zweite Ansteuerschaltung 17 aus, so dass die Beleuchtungskörper 51 eine vorher festgelegte Zeitdauer lang in bezug auf die Drehung des Spiegelkörpers 12 eingeschaltet werden. Gemäß den Zeitsteuerungssignalen dienen die erste Ansteuerschaltung 16 und die zweite Ansteuerschaltung 17 dazu, den Spiegelkörper 12 zu drehen und die Beleuchtungskörper 51 einzuschalten.
Beispielsweise wird die Zeitsteuerungssignal-Erzeugungsschaltung 53 mit einem Vertikalsynchronsignal beliefert (anschließend als VD-Signal bezeichnet). Die Zeitsteuerungssignal-Erzeugungsschaltung 53 gibt an die zweite Ansteuerschaltung 52 einen Triggerimpuls aus, der ein Zeitsteuerungssignal ist, um die Beleuchtungskörper 51 synchron mit dem VD-Signal einzuschalten. Die Zeitsteuerungssignal-Erzeugungsschaltung 53 hat die Funktion, an die erste Ansteuerschaltung 16 ein Zeitsteuerungssignal auszugeben, um den Spiegelkörper 12 synchron mit dem VD-Signal zu drehen.
10 ist ein Zeitablaufdiagramm, welches ein Beispiel der zeitlichen Beziehung zwischen dem VD-Signal und dem Triggerimpuls zeigt, der an die zweite Ansteuerschaltung 52 ausgegeben wird. In diesem Fall wird ein Triggerimpuls von der Zeitsteuerungssignal-Erzeugungsschaltung 53 an die zweite Ansteuerschaltung 52 im Wesentlichen synchron mit dem Eingangssignal des VD-Signals an die Zeitsteuerungssignal-Erzeugungsschaltung 53 ausgegeben.
Das Zeitsteuerungssignal wird an die erste Ansteuerschaltung 16 ausgegeben, so dass der Spiegelkörper 12 mit einer Geschwindigkeit gedreht wird, dass die Reflexion des Bildabtastlichts L begonnen wird und auf einer Spiegelfläche 12a des Spiegelkörpers 12 endet, d.h., dass ein Scannbetrieb während der Zeitperiode vom Eingang eines VD-Signals bis zum Eingang eines nächsten VD-Signals abgeschlossen ist. Wenn der Startzeitpunkt der Reflexion des Bildabtastlichts L an einer Spiegelfläche 12a mit t₁ bezeichnet wird und wenn der Startzeitpunkt des Bildabtastlichts L an einer benachbarten Bildfläche 12a mit t₃ bezeichnet wird, wird ein Triggerimpuls an die zweite Ansteuerschaltung 52 in einem gleichen Intervall ausgegeben, beispielsweise fünfmal zwischen t₁ und t₃, um nacheinander die Beleuchtungskörper 51 einzuschalten.
Wie oben beschrieben sind bei der Bildeingabeeinrichtung 5 dieser Ausführungsform mehrere Beleuchtungskörper 51, die nacheinander eingeschaltet werden, um das Objekt zu beleuchten, im Gehäuse 11 vorgesehen, und es können Beleuchtungskörper 51 nacheinander eingeschaltet werden, wenn das Bildabtastlicht L (einer Abtastung), welches von einer Spiegelfläche reflektiert wird, erhalten wird. Wenn man eine Zeile von seitlich angeordneten Beleuchtungskörpern 51, die in 8 gezeigt ist, mit a, b, c, d, e bezeichnet, variiert die Lichtmenge jedes Beleuchtungskörpers 51a bis e wie eine Gauss'sche-Verteilung, wie in 11 gezeigt ist, wobei jedoch die Summe der Lichtmenge auf einem im Wesentlichen festen Wert eingestellt werden kann, wenn man nacheinander die Beleuchtungskörper während einer Abtastperiode (die Summe ist durch eine strichpunktierte Kettenlinie in 11 gezeigt) einschaltet. Als Ergebnis kann das Licht im Wesentlichen gleichförmig auf das Objekt während einer Abtastperiode gestrahlt werden.
Obwohl folglich im Linearsensor 14 die Akkumulationszeit des Bildabtastlichts L, die pro Abtastung hergenommen wird, kürzer ist im Vergleich zum Bereichssensor, kann das Bildabtastlicht L, welches eine große Akkumulationsmenge hat, erhalten werden. Daher kann eine Information eines klaren und gleichförmigen zweidimensionalen Bilds unter einer Umgebung erhalten werden, wo ein Objekt, welches als Ziel dient, eine kurze Lichtmenge hat, beispielsweise in einem dunklen dreidimensionalen Raum, beispielsweise der Nacht oder dgl..
Bei dieser Ausführungsform sind die Beleuchtungskörper, die erste Ansteuereinrichtung, die zweite Ansteuereinrichtung, die Zeitsteuerungssignal-Erzeugungseinrichtung, usw. gemäß der Erfindung in der Bildeingabeeinrichtung 1 des ersten Beispiels installiert, wodurch eine Bildeingabeeinrichtung 5 aufgebaut wird. Es braucht jedoch nicht ausgeführt zu werden, dass die Beleuchtungskörper usw. in der Bildeingabeeinrichtung 1 der Modifikation installiert werden können, die in 3 gezeigt ist, in der Bildeingabeeinrichtung 2 des zweiten Beispiels, der Bildeingabeeinrichtung 3 des dritten Beispiels oder Bildeingabeeinrichtung des vierten Beispiels, um dadurch die Bildeingabeeinrichtung zu bilden, welche eine klare und gleichförmige zweidimensionale Bildinformation liefern kann, sogar in einem dreidimensionalen Raum, der eine geringe Lichtmenge hat.
Anstelle der Verwendung des Spiegelkörpers, der die polygonale Prismenform hat, können außerdem die Beleuchtungskörper 51 usw. in einer Bildeingabeeinrichtung 6 installiert sein, die einen flachen plattenförmigen Spiegelkörper 61 hat, wie bei der ersten Modifikation von 12 und der zweiten Modifikation von 13 gezeigt ist. Der Spiegelkörper 61 der Spiegelfläche ist auf der Fläche oder auf beiden Flächen davon gebildet, und eine Welle 62 ist längs der Spiegelfläche innerhalb der Stärke des Spiegelkörpers 61 gebildet. Der Spiegelkörper 61 wird durch die Welle 62 gelagert und ist um die Welle 62 drehbar oder verschwenkbar. Das Einfallsfenster 11a ist so gebildet, dass dessen Längsrichtung im Wesentlichen parallel zur Welle 62 des Spiegelkörpers 61 ist. Es braucht nicht ausgeführt zu werden, dass eine klare und gleichförmige zweidimensionale Bildinformation sogar durch eine solche Bildeingabeeinrichtung 6 erhalten werden kann.
Wie oben beschrieben sind gemäß der Bildeingabeeinrichtung der vorliegenden Erfindung mehrere Beleuchtungskörper, die nacheinander eingeschaltet werden, um das Objekt zu beleuchten, im Gehäuse vorgesehen, in welchem der Spiegelkörper und der Linearsensor untergebracht sind, und wenn das Bildabtastlicht (eine Abtastung), welches von einer Spiegelfläche reflektiert wird, erhalten wird, werden die Beleuchtungskörper nacheinander eingeschaltet, um gleichförmiges Licht auf das Objekt zu strahlen. Daher kann eine klare und gleichförmige zweidimensionale Bildinformation sogar unter einer derartigen Umgebung erhalten werden, wo ein Zielobjekt wenig Licht hat, beispielsweise in einem dunklen dreidimensionalen Raum, beispielsweise der Nacht oder dgl..

Claims

Abtastbild-Eingabeeinrichtung, welche aufweist: ein Gehäuse (11), welches ein schlankes Einfallsfenster (11a) hat, um Bildabtastlicht von einem Gegenstand in das Gehäuse (11) durchzulassen; einen Spiegelkörper (12), der drehbar oder verschwenkbar im Gehäuse (11) vorgesehen ist, der Spiegelflächen (12a) aufweist, um das Bildabtastlicht vom Einfallsfenster (11a) zu reflektieren; und einen Linearsensor (14), welcher im Gehäuse (11) angeordnet ist und der das Bildabtastlicht, welches vom Spiegelkörper (12) reflektiert wird, nimmt, um das Bildabtastlicht foto-elektrischer Umsetzung zu unterwerfen, und dadurch gekennzeichnet, dass die Bildeingabeeinrichtung außerdem aufweist: mehrere Elektronenblitz-Beleuchtungseinrichtungen (51), welche im Gehäuse (11) vorgesehen sind, und eine Einrichtung, um die elektronischen Blitz-Beleuchtungseinrichtungen nacheinander einzuschalten, um den Gegenstand im Wesentlichen gleichförmig während einer Abtastperiode zu bestrahlen.
Bildeingabeeinrichtung nach Anspruch 1, wobei der Spiegelkörper (12) zu einer polygonalen Prismenform ausgebildet ist und auf allen seinen seitlichen Umfangsflächen aus den Spiegelflächen (12a) gebildet ist und so angeordnet ist, dass seine Längsrichtung im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung des Linearsensors (14) ist und so vorgesehen ist, um um die Mitte (15) der Ebene drehbar zu sein, welche im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung des Spiegelkörpers (12) ist, und wobei das Einfallsfenster (11a) so gebildet ist, dass seine Längsrichtung im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung des Spiegelkörpers (12) ist.
Bildeingabeeinrichtung nach Anspruch 1, wobei der Spiegelkörper (12) in der Form einer flachen Platte ausgebildet ist, wobei eine Fläche oder beide Flächen davon aus den Spiegelflächen (12a) gebildet sind, und eine Welle (15) längs der Spiegelflächen (12a) gebildet ist, die innerhalb des Spiegelkörpers (12) angeordnet ist, so dass der Spiegelkörper (12) um die Welle (15) drehbar oder verschwenkbar ist, und wobei das Einfallsfenster (11a) so ausgebildet ist, dass die Längsrichtung im Wesentlichen parallel zur Welle (15) des Spiegelkörpers (12) ist.
Bildeingabeeinrichtung nach Anspruch 1, welche außerdem aufweist: eine erste Ansteuereinrichtung (16), um den Spiegelkörper (12) zu drehen oder zu verschwenken; eine zweiten Ansteuereinrichtung (52), um die mehreren Beleuchtungseinrichtungen (51) nacheinander einzuschalten; und eine Zeitgabesignal-Erzeugungseinrichtung (53), um Zeitgabesignale an die erste Ansteuereinrichtung (16) und die zweite Ansteuereinrichtung (52) auszugeben, so dass die Beleuchtungseinrichtungen (51) nacheinander in einem vorher festgelegten Zeitablauf in Bezug auf die Dreh- oder Schwenkbewegung des Spiegelkörpers (12) eingeschaltet werden.
Bildeingabeeinrichtung nach Anspruch 1, welche außerdem Stützfüße (21) aufweist, welche an der Bildungsseite des Einfallsfensters (11a) des Gehäuses (11) gebildet sind, die sich vom Gehäuse (11) zur Außenseite erstrecken und das Gehäuse (11) stützen, wobei die Stützfüße (21) so vorgesehen sind, dass sie in das Gehäuse (11) zurückziehbar sind oder am Gehäuse (11) lösbar befestigt sind.
Bildeingabeeinrichtung nach Anspruch 1, welche außerdem eine Speichereinrichtung (32) aufweist, um Bildabtastinformation, welche vom Linearsensor (14) ausgegeben wird, zu speichern.
Bildeingabeeinrichtung nach Anspruch 1, welche außerdem eine Kommunikationseinrichtung (41) aufweist, um die Bildabtastinformation, welche vom Linearsensor (14) ausgegeben wird, nach außen hin mitzuteilen.
Bildeingabeeinrichtung nach Anspruch 1, wobei der Linearsensor (14) durch ein Halbleiter-Bildabtastelement gebildet ist.