专利名称：具有电子摄象机的接口卡及其使用方法
技术领域：
本发明涉及与个人通信装置相结合使用的接口卡。
个人通信装置是电信界中一种相当新的开发项目。个人通信装置基本上是手持便携式无线装置，它可含有一个显示器、一个或多个用户输入装置(诸如触摸敏感键盘(或触针)和压敏书写板)、一个处理单元、存储器和一条RF通信链路。
个人通信装置的一个例子是Motorola Envoy。这种装置是基于以16MHZ运行的Motorola Dragon68349处理器工作的。它具有1M字节的动态RAM和4M字节的ROM。它的显示屏是一个3×4.5”反射式液晶显示装置，具有每英寸105点的分辨率。该装置小得足以持在手中，重量小于2磅。该单元由镍镉电池供电。
个人通信装置通常能够发送和接收消息、电话呼叫和传真传输。这些装置还能够执行其他功能，其中的一种功能通常与计算机有关，诸如产生与编辑文本文件、执行数据表(spreadsheet)计算等。
许多个人通信装置具有一个或多个扩展缝隙，用于接收扩展卡。扩展卡的例子包括存储卡、传真/调制解调器卡和以太网接口卡。这些卡典型地符合个人计算机存储卡国际协会(PCMCIA)标准。这些标准供给三种类型的卡(类型I、II和III)应用。
图1示出了一种典型PCMCIA卡的顶视图。卡2包括一个基片区4，与互连区6在一起。卡符合这些标准，由一个位于个人通信装置中的卡缝隙内的连接器连接到个人通信装置上。PCMCIA标准包括卡和连接器的物理特性以及在一个装置与卡之间的通信协议，其细节已在PCMCIA市售的PCMCIA PC Card Stardard Release2.01中介绍了。
图2示出了一种类型I的PCMCIA卡的端视图，该图示出符合类型I格式的卡2的尺寸。
图3示出了一种类型II的PCMCIA卡的端视图，该图示出符合类型II格式的卡2的尺寸。
图4示出了一种类型III的PCMCIA卡的端视图。该图示出符合类型III格式的卡2的尺寸。
尽管个人通信装置具有许多有益的特点，但这些装置不能单独地捕获图像。必须由一个独特的单元捕获图像，然后输入给个人通信装置。
现在越来越需求于一种小型接口装置来与各种通信装置相接口，该小型接口装置支持1)从远地到各种通信装置的图像数据传送；2)基于一种工业标准的机械结构，易于移动并在各种通信装置之间可互换；3)基于一种工业标准的电气结构，以支持一组特性；和4)用于从一个人到另一个人的、或一个人或多个人到许多人的、便携式可视通信的低价的方法和系统。
据此，本发明的优点是为个人通信装置提供一种接口卡，用以借助产生多个图像数据并把图像数据传送到个人通信装置，来捕获至少一幅图像。
本发明提供一种用以在利用通信链路可链接到一个个人通信装置的接口卡中、捕获至少一幅图像的方法。该方法包括以下步骤利用电子摄像机产生至少一幅图像的多个数据；和由通信链路把该图像数据传送到个人通信装置。
本发明还提供一种与个人通信装置一起使用的接口卡。该接口卡含有一个电子摄像机，能捕获至少一幅图像并产生成多个图像数据。该接口卡还含有一个接口电路，响应图像数据并可链接到个人通信装置上，用于把图像数据传送到个人通信装置。
本发明还提供一种用于个人通信装置的接口卡。该接口卡含有一个卡体和一个固定到该卡体上的卡头。一个电子摄像机能捕获至少一幅图像并产生成多个图像数据，它被综合在卡头中。一个询问装置耦合到通信链路上，用以确定接口卡是否链接到个人通信装置上。提供一个接口电路，响应图像数据并可链接到个人通信装置上，用以在确定接口卡已链接到个人通信装置上之后才把图像数据传送给个人通信装置。
虽然本发明的特征已在所附的权利要求书中具体地指出了，但本发明的其他特征在结合以下附图和参照下文的详细描述就会一目了然。
图1示出一种典型的PCMCIA卡的顶视图；图2示出一种典型的类型I的PCMCIA卡的端视图；图3示出一种典型的类型II的PCMCIA卡的端视图；图4示出一种典型的类型III的PCMCIA卡的端视图；图5示出本发明一个实施例的接口卡的方框图；图6示出一种与图5所示的接口卡相结合使用用于捕获图像的方法的流程图；图7示出在本发明一个实施例中所使用的接口卡的实物图；图8示出在本发明的一个实施例中所使用的电子摄像机的组合性示意/方框图；图9示出在本发明的另一实施例中所使用的接口卡的实物图；图10示出在本发明的一个实施例中所使用的接口卡的实物视图；图11示出根据本发明的接口卡的一个替换实施例的实物视图；图12示出根据本发明的一个附加实施例所使用的接口卡的实物视图；图13示出本发明的另一个实施例的方框图；图14示出一种操作图13所示的接口卡的方法的流程图；图15示出根据本发明的另一个实施例的接口卡的方框图；图16示出操作图15所示的接口卡的方法的流程图；图17示出根据本发明的一个替换实施例的接口卡的方框图；图18示出根据本发明的操作图17所示的接口卡的方法的流程图；图19示出根据本发明的一个附加实施例所使用的接口卡的方框图20示出根据本发明的一个实施例操作图19所示的接口卡的方法的流程图；图21示出根据本发明的一个附加实施例所使用的接口卡的方框图；图22示出操作图21所示的接口卡10的流程图。
本领域的普通技术人员可以理解，本文所描述的方法和系统可用硬件或软件或它们的任何组合形式来实施。本领域的普通技术人员还可以理解，本发明的任何的和所有的所述的实施例都设有电源，例如电池组或类似能量存储装置，它们综合在本发明的实施例中。
图5示出本发明的一个实施例的接口卡的方框图。接口卡10含有一个电子摄像机12，用于对至少一幅可视图像产生多个数据。这种可视图像数据经由线16传送到接口电路14。在本发明的优选实施例中，这种传送是以电学方式实现的。但是，本领域的普通技术人员可以理解，其它的传输方式例如光学传输也可应用。接口电路14然后能够把图像数据经由连接体18而连接到接口电路14的通信链路传送到一个个人通信装置。
图6示出一种与图5的接口卡一起使用的用以捕获图像的方法的流程图。该方法开始于步骤20，利用一个电子摄像机对至少一幅可视图像产生多个数据。接下来，在步骤22，该图像数据经由通信链路传送到个人通信装置。
图7示出在本发明的一个实施例中所使用的接口卡10的实物图。接口卡10含有一个卡体30和一个卡头32。一个电子摄像机34安装在卡头32中。接口卡10滑入虚线所示的个人通信装置36的插座38内。在优选实施例中，接口卡10符合PCMCIA标准并且是利用本领域技术人员所熟知的方法制造的。但是本领域的普通技术人员承认，在接口卡与个人通信装置之间的其他连接器也是可行的。当接口卡10插到个人通信装置36上时，卡头32和电子摄像机34是裸露的。
在接口卡10的操作中，卡10插进个人通信装置36中。由电子摄像机34捕获到至少一幅图像并且传送到个人通信装置36，以便再传送到别处。在本发明的一个实施例中，接口卡10通过一个符合PCMCIA标准的连接器物理地连接到个人通信装置36，该连接器具有由个人通信装置36提供的对接口10供电的电源。
本发明的接口卡的一个实施例提供了一个端口，可通入一个信息数据库。由电子摄像机捕获图像。可产生图像数据的图像可以是文件、物体、场景、人等。一旦这些图像传送到个人通信装置，就能得到处理以滤波该数据、从该数据中提取特征以便在图型(pat-tern)识别中使用、执行与用户编辑该数据有关的功能、或压缩该数据以便于存储或传输。
根据图像数据产生的、由此得到的创建的数据库可以是本地的，即在个人通信装置的存储器中。该数据库还可能位于远地，以便与个人通信装置的基本通信链路进行通信，(与在接口卡和个人通信装置之间的通信链路相对立)。在这两种情况下，为了检索和恢复的目的，个人通信装置可配备一个用户接口，以允许数据附加到所捕获得的图像数据上。
由上述接口卡和个人通信装置形成的系统具有多种应用并已得到广泛的应用。该系统可用在商业环境中用于捕获文件图像、以便用于直接存储和传输，或用于字符识别处理。实际上，该系统可作为扫描器或传真机来操作。按照类似的方式，该系统能够用于捕获并翻译条形码，(条形码用于识别商品或业务)或提供与打标记的商品或业务有关的附加信息。
如果个人通信装置设有显示器装置和视频/音频链路，则该系统还可用以作为可视通信系统。所捕获的图像数据(以第一用户的静止或视频图像形式)与由个人通信装置所接收的音频信息一起，能够被发射/广播给一个或多个其他用户。其他用户的音频和视频图像还能由个人通信装置显示，以便完成可视通信的连接。
在用户范围中，含有上述接口卡和个人通信装置的系统能够用以作为一个通用影像装置，例如电子摄像机。用户利用个人通信装置的输入装置，能以类似于其他摄像术的方式选择和捕获图像。这些图像能由个人通信装置存储，或由个人通信装置发射给存储单元，以供后来的恢复使用。
例如一个到迪斯尼世界旅行的用户能给他的正在游玩各种引人景物的家属拍照。在接口卡上的电子摄像机将视频数据提供给个人通信装置。这些图像将通过个人通信装置上的显示器装置显示给该用户。用户在显示器装置上看到所希望要的图像的时刻按压一个适当的按钮，来捕捉一个视频帧，以选取一些个别的抓拍。一旦图像(现在是静止图像)被捕捉住，用户能观看该图像并且在该图像不令人满意就删除它，否则就能够编辑该图像、和/或给它附加信息。附加信息可以是时间和日期，或其他信息例如照片中的各方人士、图像质量和/或其他注示。然后，将该图像存储在个人通信装置的存储器中。
如果用户拍摄了更多照片而且个人通信装置存储器开始达到其容量，则个人通信装置把一幅或多幅已存储的图像通过蜂窝电话链路或其他RF链路发射到一个远端的存储器现场，在那里，它们被转移到一个存储媒介，以后由用户来检索。
接口卡和个人通信装置系统在医疗和诊断、教育和娱乐领域中的其他应用，数量之多难以述说。
图8示出在本发明的一个实施例中所使用的电子摄像机的组合的示意/方框图。电子摄像机34含有透镜40，此透镜40用以把至少一幅图像聚焦到由驱动器电路44驱动的CCD传感元件42上。CCD传感器42的输出是一组二维图像数据，用以表示一个二维的以黑白或彩色格式的像素阵列。
虽然在本发明的优选实施例中使用了一种标准的凸透镜，但本领域的普通技术人员承认，其他透镜结构也可使用。例如，鱼眼或半球形透镜可用来捕获宽的视野。此外，无透镜结构也是可能的。
本领域的普通技术人员还承认，基于传感元件的CCD阵列的使用现在有几种可选择的替代。
虽然本发明的几个实施例是以具有一个透镜的单个电子摄像机来描述的，但本领域的普通技术人员承认，两个或更多个摄像机也能使用。
图9示出本发明另一个实施例所使用的接口卡的实物图。在接口卡10的这个实施例中，标号32、34、36和38与图7所示的技术特征相同。但图7的实施例与图9的实施例的区别是在图9的实施例中含有两个电子摄像机34。这种两摄像机的接口卡可用于捕获具有视在“深度”的至少一幅立体图像。
立体图像同样也能利用单个摄像机的实施例来产生，该摄像机利用位置偏置来捕获两幅或更多幅图像。例如，将一个鼠标器或跟踪球物理地连接到个人通信装置，能对个人通信装置提供输入，以便通过处理该跟踪球或鼠标器的坐标所计算的偏置上抓住两帧或多帧。按照这种方式，用户能调整个人通信装置在一平表面上以获得一个立体“抓拍”。在该平表面上摆动该个人通信装置将触发捕获用于该立体图像所必需的图像数据。按照一种类似方式，来自一个用户的一个键盘输入可用于在两个实际位置的每个上指定摄像机的调整，以产生该立体图像所必需的两次抓拍。
图10示出在本发明的一个实施例中所使用的接口卡的实物视图。在此实施例中，含有电子摄像机组件34的卡头32相对于卡体30转动。为此，当接口卡10插入到个人通信装置时，即使该个人通信装置是在静止位置，摄像机34也能定向以捕获所希望要的图像。例如，在个人通信装置面朝上地放置在她前面的桌上时用户可能希望获得他自己的图像。在这种情况中，卡头单元32能转动，以使摄像机组件34朝向用户的上身。
图11示出根据本发明的接口卡的另一个实施例的实物视图。卡头32包含有接口卡10的电子摄像机34，以靠近卡体30的边缘40的电子摄像机34为轴转动。卡头32和摄像机组件34以这种方式转动能够在卡头32和摄像机组件34转动时允许个人通信装置在一个表面上保持平直。请注意，卡头32利用诸如软线的物理连接或其他非物理连接系到卡体的同时也能从卡体30上拆卸下来。这在允许卡体静止不动时在电子摄像机的安装和定向方面有更大的灵活性。
图12示出了在本发明的一个附加实施例中所使用的接口卡的实物视图。在这个实施例中，一个配备有连接器50的现有的接口卡54连接到具有转动安装的、含有摄像机34的卡头32的颈52。这种结构允许现有的接口卡34升级以包括根据本发明接口卡10的特性。再则，含有摄像机34的卡头32可以是一个自持单元，此自持单元可被卡住，否则，依附于一个用户，以利于便携使用。
图13示出本发明的另一个实施例的方框图。在该实施例中，接口卡10含有一个电子摄像机12，耦连到接口电路14，如先前所描述的那样。还设有存储装置60，耦连到接口电路14。存储装置60能在由接口电路14传送图像数据之前，用于存储由电子摄像机12产生的图像数据。借此，正忙于执行其他功能的个人通信装置在方便时间实现图像数据从接口卡10到个人通信装置的传送。再则，如果中断图像数据的传送被中断或如果图像数据的传送比从电子摄像机12捕获图像数据更慢，则存储装置60用以作为接口电路14的一个缓冲器。
另一种替代的方案是，接口卡10能与其自己的电源一起便携。在接口卡10与个人通信装置未链接或拆断连接时可捕获和存储图像。所捕获的图像能在链路恢复时传送到个人通信装置。本发明的这个实施例使用户在接口卡与个人通信装置系统的操作中更具灵活性，以便仅需要接口卡就能捕获图像。
图14示出一种操作图13所示的接口卡的方法的流程图。如步骤70所示，利用电子摄像机产生多个图像数据。如步骤72所示，把图像数据存储在存储装置中。如步骤74所示，该图像数据经由通信链路传送到个人通信装置。
图15示出根据本发明的接口卡的另一个实施例的方框图。电子摄像机12和接口电路14如前所述那样操作。另外，发射机82设在接口电路14与通信链路之间，以便沿通信链路发射由电子摄像机产生的图像数据。更具体地说，在本发明的这个实施例中，通信链路可以包括一条射频(RF)链路、一条超声链路、一条光学链路例如红外链路或一种利用频谱另一部分中的光波的链路、或其他类似的通信方式。按照这种方式，接口卡在操作与数据传送期间只需被“系住”(“tethered”)，而无需物理地插入个人通信装置。发射机82根据此通信链路的要求，编码和/或调制由电子摄像机12产生的图像数据。
还设有一个询问器80，耦连到接口电路14。该询问器80用于确定在图像数据传送之前该接口卡是否链接到个人通信装置。
如果给定许多通信链路的性质，在数据从接口电路传送到个人通信装置之前必须初始化链路。为此，询问器80用以在开始数据传送之前确定链路实际上是否是现用的。在本发明的一个实施例中，在从接口电路14请求初始化这样的链路时，发射机82尝试初始化在接口电路14与个人通信装置之间的通信链路。请注意，初始化接口电路14与个人通信装置之间的链路要求有一个实际动作例如使一个光发射机对准一个光接收机，以便建立此链路。如是这种情况，则在接口卡10上提供一个指示器，来通知用户要求这样的实际动作。
本发明的这个实施例对于接口卡不是物理地连接到个人通信装置的情况特别有利，不管接口卡10是否是处于与个人通信装置分开、但靠近个人通信装置的位置。在这种情况下，在接口卡与个人通信装置之间的通信链路可在无物理连接时起作用。例如，在会议上，个人通信装置能放置在桌上，而接口卡由用户保持，以允许用户容易地利用摄像机扫描该房间。
请注意，发射机82和相应通信链路无需是由个人通信装置所要求的大功率、大容量类型的。这是因为在建立链路和发送数据时在接口卡10与个人通信装置之间位置靠近的缘故。
图16示出一种用于操作图15所示的接口卡的方法的流程图。如步骤90所示，该方法利用能获得至少一幅图像的电子摄像机来产生多个图像数据而开始该流程。然后，如步骤92所示，确定该接口卡是否链接到个人通信装置上。如果链路存在，则如步骤96所示，将图像数据经此通信链路发送到个人通信装置。但是，如果接口卡未链接到个人通信装置，则如步骤94所示，把图像数据存储在存储装置中直到图像数据可以发送的时刻。
图17示出根据本发明的接口卡的一个替代实施例的方框图。如前所述，接口卡含有电子摄像机12和接口电路14。还设有显示器装置100，耦连到电子摄像机12上。显示器装置100接收来自电子摄像机的图像数据并向用户显示图像。这允许用户监视由电子摄像机12所看见的图像，以便检查电子摄像机的正确对准。
可以理解，电子摄像机12能够按照连续运动/视频格式或静止图像格式产生图像数据。如果摄像机12打算产生静止图像，则显示器装置100有利于向用户提供一幅连续运动或视频图像显示，以使该用户选择一个待捕获的特定的静止图像。例如，能给接口卡10提供由一简单开关组成的输入装置。用户能够利用显示装置100监视由电子摄像机12接收的图像直至获得合适的可视图像为止。此时，用户能激活该输入装置，来提示电子摄像机12和接口电路14这个特定帧的视频图像应该被抓拍，以用于可能的存储和传送的目的。
本领域的普通技术人员承认，在来自电子摄像机12的数据在显示装置100显示之前需要有一个专用的存储装置来缓存该数据。该存储装置能以类似于图13的实施例的方式综合在接口卡10中。相反地，该存储器装置也能插在电子摄像机12与显示装置100之间。
图18示出根据本发明的一种用于操作图17所示的接口卡的方法的流程图。如步骤110所示，该方法是从利用电子摄像机产生至少一幅图像的多个数据开始的。如步骤112所示，该图像数据通过通信链路传送到个人通信装置。再如步骤114所示，该图像数据由一个显示器装置显示。
图19示出根据本发明所使用的一种接口卡的附加实施例的方框图。如前所述，接口卡10含有电子摄像机12和接口电路14。还设有控制器122，耦连到电子摄像机12和接口电路14；和输入装置120，与耦连到控制器122。输入装置120响应用户的动作，产生一个输入信号，馈送到控制器122。控制器122响应此输入信号，能控制接口卡的一个或多个功能。例如，输入装置120可以是一个开关，用于控制电子摄像机12与接口电路14，以抓拍如结合图12的接口卡所描述的静止图像。还有，根据本发明，接口卡的其他功能也同样是可以控制的。
图20示出根据本发明的一个实施例的一种用以操作图19所示的接口卡的方法的流程图。如步骤130所示，该方法是利用电子摄像机对至少一幅图像产生多个数据而开始的。如步骤132所示，利用一个输入装置从一个用户接收一个输入信号。如步骤134所示，响应该输入信号，控制接口卡的一个或多个功能。还如步骤136所示，该图像数据通过通信链路传送到个人通信装置。
图21示出根据本发明所使用的接口卡的一个附加实施例的方框图。如前所述，接口卡10含有电子摄像机12和接口电路1 4。在此实施例中，接口卡10还含有一个处理器140，用于在图像数据传送之前处理该图像数据。处理器140耦连到接口电路14、电子摄像机12和存储装置142。存储装置142用以作为用于存储由电子摄像机12产生的图像数据的装置，还能用以作为一个缓冲器用以处理，处理器140所执行的工作。这种处理包括图像数据的滤波、为了更容易的传送而压缩图像数据、电子变焦距图像的一个部分、对于光或其他形式的失真而对图像校正、图像的全景或倾斜即得到其他视觉效果、从移动着的摄像机拍摄的稳定的图像或对于在图像数据上执行的图形识别有关的可能的特征提取。
图22示出操作图21所示的接口卡10的方法的流程图。如步骤150所示，该方法是利用电子摄像机对至少一幅图像产生多个数据而开始的。如步骤152所示，该图像数据利用处理器处理，然后如步骤154所示，该图像数据经由通信链路发送到个人通信装置。
据此，本文已描述了关于一种接口卡和使用该接口卡捕获多个图像数据并把该图像数据发送到人通信装置的方法的概念和包括优选实施例在内的几个实施例。
对本领域的技术人员来说很明显可以对所公开的发明以多种方式进行修改并且可以得到除上文特别表示和描述的优选形式以外的其他许多实施例。
为此，所附的权利要求书意旨覆盖所有落入本发明真实精神和范围之内的本发明的所有修改。
权利要求
1.一种可与个人通信装置一起使用的接口卡，其特征在于，该接口卡包括电子摄像机，能捕获至少一幅图像并产生多个图像数据；和接口电路，响应该图像数据，并可链接到个人通信装置，用于把该图像数据发送到该个人通信装置。
2.根据权利要求1的接口卡，其特征在于，还包括一个卡体；一个卡头，固定到该卡体上，其中，该电子摄像机综合在该卡头内。
3.根据权利要求1的接口卡，其特征在于，还包括询问器，耦连到该接口电路，用于确定该接口卡是否链接到该个人通信装置，以使该图像数据只在确定了该接口卡链接到该个人通信装置之后才被传送。
4.根据权利要求1的接口卡，其特征在于，所述的接口电路包括一个发射机，用于将该图像数据通过该通信链路发射。
5.根据权利要求1的接口卡，其特征在于，该接口卡含有一个符合PCMCIA PC卡标准的一个实际连接器。
6.根据权利要求1的接口卡，其特征在于，还包括一个存储装置，用于存储该图像数据。
7.根据权利要求1的接口卡，其特征在于，还包括一个处理器，耦连到该电子摄像机和该接口电路，用于在发送此图象数据之前处理该图像数据。
8.根据权利要求2的接口卡，其特征在于，还包括一个转动接合，用于使该卡头耦连到该卡体，以便即使此卡体是在静止位置也能从一组卡头不同取向定位中捕获图像。
9.根据权利要求1的接口卡，其特征在于，还包括一个显示器装置，耦连到该电子摄像机，用于显示多个图像数据的一个或多个数据。
10.根据权利要求1的接口卡，其特征在于，还包括一个输入装置，用于产生用户的一个输入信号；和一个控制器，耦连到该接口电路，并响应该输入信号，用于响应该输入信号控制此接口卡的一个或多个功能。
全文摘要
提供一种与个人通信装置一起使用的接口卡(10)以及其使用方法。电子摄像机(12)用于捕获多个图像数据，该图像数据由一个接口电路(14)传送到个人通信装置。
文档编号H04N5/225GK1155956SQ95194707
公开日1997年7月30日 申请日期1995年7月14日 优先权日1995年7月14日
发明者什里兰格·尼尔坎特·加姆赫卡尔, 雷蒙德·加里·豪威尔, 威廉·L·雷伯尔 申请人:摩托罗拉公司