JPH11252540A - カラーテレビドアホン子機およびカラーテレビドアホン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、来訪者を照明する白色光を放射する
白色光源を使用するとともに固体撮像素子の電子シャッ
ター速度を制御し、鮮明なカラー映像を得ることのでき
るカラーテレビドアホン子機およびカラーテレビドアホ
ン装置を提供することを目的とする。 【解決手段】請求項１記載の発明は、白色光源と；来訪
者を撮像する電子シャッターを有する固体撮像素子と；
固体撮像素子から出力される映像信号レベルに基づいて
前記白色光源の点灯・消灯の制御を行う照明制御手段
と；白色光源が点灯している場合には、前記電子シャッ
ターのシャッター速度を１／６０秒よりも遅くなるよう
に制御する電子シャッター制御手段と；電子シャッター
制御手段により制御されたシャッター速度で撮像した映
像データを記憶するフィールドメモリと；フィールドメ
モリを読み出して映像信号を出力する画像メモリ制御手
段と；来訪者と応対者が通話する通話手段と；を具備し
ていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、白色光源を有する
カラーテレビドアホン子機およびカラーテレビドアホン
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、テレビドアホン装置は、特開昭６
１−４３８８９号公報（従来例１）等に開示されてい
る。このテレビドアホン装置は、その画像が白黒であ
り、特に、夜間または夕方等のように自然光が低照度の
場合には、被写体に対する照明として、赤外線を発光す
る発光ダイオード（ＬＥＤ）を採用してきた。これは固
体撮像素子であるＣＣＤが近赤外線領域にも感度を有し
ているため、近赤外線で照明された被写体を撮像できる
ことを利用したものである。そして、近赤外線で照明さ
れた被写体である来訪者は、照明されることに気付かな
いため、来訪者に不快感を与えないで撮影することがで
き、しかも、ＬＥＤは安価で長寿であるという長所もあ
る。そして、この種のテレビドアホン装置では、ＬＥＤ
からの赤外光の照度を常に一定にしているため、周囲環
境の状況によって被写体の照度が変わった場合には、ビ
デオカメラのシャッターコントロール機能で調整するこ
とにより、適正な露出の映像を得ていた。

【０００３】また、この種の白黒テレビドアホンの多重
化伝送方式としては、２つの方法がある。１つは映像信
号を周波数変調して、音声信号をベースバンドで伝送す
る方式であり、もう１つは音声信号を周波数変調して、
映像信号をベースバンドで伝送する方式である。

【０００４】まず、映像信号を周波数変調して、音声信
号をベースバンドで伝送する場合、音声信号は、子機・
親機間の双方向通話信号で、０．３ＫＨｚ〜１０ＫＨｚ
の周波数帯域でベースバンド伝送される。さらに、映像
信号は、シンクチップの搬送波周波数が６ＭＨｚ、白ピ
ークの搬送波周波数が７ＭＨｚになるように周波数変調
されており、上下測波帯ができるため、元の映像信号の
帯域（３．５ＭＨｚ程度）より、周波数帯域が広くなっ
ている。

【０００５】次に、音声信号を周波数変調して、映像信
号をベースバンドで伝送する場合には、映像信号は６０
Ｈｚ〜３．５ＭＨｚ程度の周波数帯域でベースバンド伝
送される。さらに、子機から親機への音声信号は５．５
ＭＨｚで、また、親機から子機への音声信号は６．５Ｍ
Ｈｚで周波数変調されている。また、映像がカラー化さ
れたカラーテレビドアホン装置については、特開平１−
２４３７９４号等公報（従来例２）に開示されている。
このカラーテレビドアホン装置では、被写体照明が得に
くい夜間等の環境下において、赤外線照明で被写体を照
射して撮像しようとする場合には、カラーカメラは不自
然な色彩のカラー映像信号を出力すること、夜間のカラ
ー映像信号は白色映像信号に比べて被写体照度が低いと
きにはＳ／Ｎ比が低下して色の再現性が悪くなること等
の問題を解決するために、被写体照度が低くなった環境
下では自動的に被写体の見苦しい色をカットして白黒映
像に切り替える、というものである。

【０００６】また、上述した従来例２のように被写体照
度が低下した環境下においてカラーを白黒映像に切り替
えずに、夜間でも常にカラー映像が得られるようにした
カラーテレビドアホン装置は、特開平４−２６９０９０
号公報（従来例３）に開示されている。このカラーテレ
ビドアホン装置は、室内に配設される親機と、信号線を
介して親機と電気的に接続されるとともに玄関等に配設
された子機と、この子機の近くに配設された照明装置と
を有して構成されている。

【０００７】なお、上述したように親機と子機を接続す
る伝送線路としては、例えば特開昭６２−２５７２８７
号公報（従来例４）に開示されているような一対並列線
（ペア線）が使用されている。そして、この一対並列線
上を色信号および輝度信号からなるカラー映像信号およ
び音声信号が伝送されるよう構成されている。

【０００８】さらにまた、特開昭６１−１６７２９２号
公報（従来例５）には、カラーまたは白黒映像の区別は
明確ではないが、夜間に被写体照度が低い場合に子機に
配設されている照明部の照明を点灯するように構成され
ているテレビドアホン装置が開示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
２のように、テレビドアホン装置を例えばカラーのＣＣ
Ｄを用いて、その映像をカラー化しようとする場合、夜
間等のように被写体照度が低いときに発光ダイオードか
ら照射される近赤外光により被写体を照明すると、その
映像は、例えば青一色の不自然な色となる。しかも、近
赤外光の他に自然光のような外光が混って被写体を照明
すると、上述したカラーモニタで写し出される映像は、
さらに不自然で見にくい映像となるという課題がある。

【００１０】また、従来例３のように、照明装置を子機
の近傍に配設して夜間でもカラー映像が得られるように
したカラーテレビドアホン装置では、照明装置が子機と
別体であり、玄関等への施工時この両者を施工しなけれ
ばならないこと、照明装置の電源配線をさらに行わなけ
ればならないこと等施工性が課題となる。

【００１１】さらにまた、従来例５に開示されているよ
うに、照明部が子機と一体に配設されていても電源が別
に供給される構成となっているので、従来例３と同様に
照明部の電源配線をさらに行わなければならなくなり施
工性が課題となる。

【００１２】本発明は、白色光源により来訪者を照明す
るとともに、固体撮像素子の電子シャッター速度を制御
して鮮明なカラー映像を得ることのできるカラーテレビ
ドアホン子機およびカラーテレビドアホン装置を提供す
ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、白色
光源と；来訪者を撮像する電子シャッターを有する固体
撮像素子と；固体撮像素子から出力される映像信号レベ
ルに基づいて前記白色光源の点灯・消灯の制御を行う照
明制御手段と；白色光源が点灯している場合には、前記
電子シャッターのシャッター速度を１／６０秒よりも遅
くなるように制御する電子シャッター制御手段と；電子
シャッター制御手段により制御されたシャッター速度で
撮像した映像データを記憶するフィールドメモリと；フ
ィールドメモリを読み出して映像信号を出力する画像メ
モリ制御手段と；来訪者と応対者が通話する通話手段
と；を具備していることを特徴とする。なお、上記各制
御手段およびフィールドメモリは、必ずしも子機に配設
される必要はなく、後述する親機または子機および親機
に分散して配設されていてもよい。

【００１４】請求項２の発明は、請求項１記載のカラー
テレビドアホン子機において、白色光源の照射方向前方
には、光拡散手段が配設されていることを特徴とする。

【００１５】請求項３の発明は、請求項１または２記載
のカラーテレビドアホン子機において、白色光源は、白
色ＬＥＤであることを特徴とする。

【００１６】請求項４の発明は、請求項１ないし３のい
ずれか一記載のカラーテレビドアホン子機と；カラーテ
レビドアホン子機からの映像信号を表示するカラー映像
表示手段および来訪者と応対者が通話する通話手段とを
有するカラーテレビドアホン親機と；カラーテレビドア
ホン子機および親機を電気的に接続する伝送線路と；を
具備していることを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて、図面を参照して説明する。

【００１８】図１は、本発明の一実施の形態を示すカラ
ーテレビドアホン装置の斜視図である。このテレビドア
ホン装置は、室外側に設置されるカラーテレビドアホン
子機１および室内側に設置される親機２で構成され、両
者を電気的に接続する伝送線路であるケーブル３で接続
されている。

【００１９】子機１は、子機本体１ａ内に固体撮像素子
であるカラーＣＣＤ１ｂ、呼び鈴のボタンスイッチ１
ｃ、来訪者の声を収音するマイクロホン１ｄ、応対者の
声を出力するスピーカ１ｅおよび周囲環境が暗い場合に
来訪者を照明する可視光（白色）に発光する白色光源で
ある白色ＬＥＤ１ｆを有している。このＬＥＤ１ｆの照
射方向前方には、光拡散手段１ｇが配設されており、光
源から放射される光が拡散されるので、特に指向性のあ
るＬＥＤ等の場合、例えば来訪者に眩しさを感じさせに
くくすることができる。

【００２０】図２は同じく、ブロック図である。図にお
いて、カラーテレビドアホン装置は、白色光源１ｆと、
電子シャッター１ｂ１を有するカラーＣＣＤ１ｂと、白
色光源１ｆの点灯・消灯を制御する照明制御手段１ｈ
と、上記電子シャッター１ｂ１を制御する電子シャッタ
ー制御手段１ｉと、映像データを記憶するフィールドメ
モリ１ｊと、フィールドメモリ１ｊから画像を読み出す
画像メモリ制御手段１ｋと通話手段１ｌとで構成されて
いる。

【００２１】カラーＣＣＤ１ｂは、来訪者の映像を撮影
し、電気的な映像信号に変換する。この映像信号は、信
号処理回路によって、輝度信号（Ｙ）と色差信号（Ｒ−
Ｙ、Ｂ−Ｙ）に変換される。そして、この色差信号（Ｒ
−Ｙ、Ｂ−Ｙ）と輝度信号（Ｙ）は、それぞれ赤色加算
器と青色加算器で加算され、赤色信号（Ｒ）と青色信号
（Ｂ）に変換される。また、照明制御手段１ｈでは、例
えば上記映像信号のレベルを平均して所定のレベル以下
の場合に白色ＬＥＤを点灯制御を行うものである。そし
て、白色ＬＥＤが点灯している場合には、電子シャッタ
ー制御手段１ｉにより前記電子シャッター１ｂ１のシャ
ッター速度を１／６０秒よりも遅くなるように制御して
いる。

【００２２】そして、電子シャッター制御手段１ｉによ
り制御されたシャッター速度で撮像した映像データは、
フィールドメモリ１ｊに記憶される。また、画像メモリ
制御手段１ｋでは、このフィールドメモリ１ｊに記憶さ
れた映像データを読み出して伝送手段により親機側に出
力している。

【００２３】この伝送手段では、音声信号を周波数変調
して、映像信号をベースバンドで伝送する場合には、映
像信号は６０Ｈｚ〜３．５ＭＨｚ程度の周波数帯域でベ
ースバンド伝送される。さらに、子機から親機への音声
信号は５．５ＭＨｚで、また、親機から子機への音声信
号は６．５ＭＨｚで周波数変調されている。

【００２４】一方、カラーテレビドアホン親機２では、
伝送手段を介してカラー映像表示手段２ｃによって、伝
送されてきた映像信号を表示している。なお、親機２に
もフィールドメモリを配置し、伝送されてきた現在の映
像信号をこのメモリに書き込み、記憶されている１フィ
ールド前の画像データを読み出すようにしてもよい。

【００２５】本実施の形態では、電子シャッター制御手
段１ｉによりシャッター速度を例えば、１／３０秒にし
て映像データ撮り込み、１／６０秒毎に読み出されるよ
うになっている。すなわち、蓄積時間を２フィールド
（１フレーム）にして、映像信号の読み出し転送を１フ
ィールドで行うフレーム読出フィールド転送方式を採用
している。

【００２６】このため、ＣＣＤから画像を毎フィールド
周期で読み出す必要はなく、その結果、ＣＣＤにおける
光の最大蓄積時間を１／６０秒から１／３０秒まで延ば
せることができるため、低照度時の感度を２倍に増加す
ることが可能になる。

【００２７】また、ＣＣＤにおける光の最大蓄積時間を
通常の１／６０秒から、１／３０秒、１／２０秒等に延
ばすことによって、低照度時の感度を２倍、３倍等に増
加することも可能となる。

【００２８】なお、本実施の形態の子機では、フィール
ドメモリが必要になるが、輝度信号に比べて帯域が狭い
（０．５ＭＨｚ程度の帯域の）色信号（Ｒ、Ｂ）を記憶
するようにしているので、必要なメモリの画素数は、輝
度信号を記憶する場合に比べて少なく（半分程度に）で
きる。さらに、ＤＳＰ（ディジタル信号処理）を採用し
ている場合は、信号処理回路にＡ／Ｄ変換器やＤ／Ａ変
換器を備えているので、フィールドメモリを追加するだ
けよい。

【００２９】なお、このようなカラーテレビドアホン装
置の場合、外部が明るい昼間は背景が明るく、ドアに向
かって立っている来訪者の顔面は暗く、典型的な逆光状
態になっている。一方、夜間などの低照度環境では、上
述のように白色ＬＥＤやランプ等の補助照明により来訪
者の顔面を照明するが、背景にはこれらの光源の光が届
かず暗い背景となり典型的な順光状態になる。

【００３０】このように照明条件が大きく変わる子機の
ＣＣＤのようなカメラ機能では、一般的に次のような逆
光補正機能を備えて各種照明条件下でも来訪者を良く見
えるようにするために、カメラ機能に外部照度または被
写体照度に応じて逆光補正特性を変更する露出制御機能
を備えてもよい。

【００３１】また、上述のような場合には、照明制御手
段１ｈにより、白色光源の点灯・消灯の制御を行う。上
述した実施の形態では、映像信号のレベルに基づいて制
御していたが、外部照度または被写体照度に応じて制御
するようにしてもよい。

【００３２】この制御には、一般的に外部照度はＣＣＤ
１ｂ近傍に設けられたＣｄＳ等の光センサーの受光出力
を信号処理、また、被写体照度はＣＣＤの信号出力を信
号処理する形態で実施されている。現在のＴＶカメラ用
固体撮像素子の信号処理用として一般的に用いられてい
る使用されているプロセス処理デバイスとしてはアナロ
グ信号処理ＩＣやＤＳＰＩＣ等があるが、これらのデバ
イスには予め光源の色温度に対応させてＲＧＢ信号のレ
ベル配分を手動、または、自動調整するするホワイトバ
ランス調整機能が備わっている。

【００３３】すなわち、光センサーの受光出力が予め定
められた値になった場合、例えば、１０００Ｌｘ以上の
ときは、昼間と判断し、色温度６０００゜Kのホワイトバ
ランス、１０００Ｌｘ以下のときは、朝方や夕方と判断
し、色温度４０００゜Kのホワイトバランスとする。ま
た、ＣＣＤの感度制御信号が、予め定められた値になっ
た場合、例えば、電子シャッター１ｂ１制御信号が、１
／１２０秒以上のときは、昼間と判断し、色温度６００
０゜Kのホワイトバランス、１／１２０秒以下のときは、
朝方や夕方と判断し、色温度４０００゜Kのホワイトバラ
ンスとする、ようなことを実施しもよい。

【００３４】さらに、ホワイトバランス調整を次のよう
にしてもよい。すなわち、この種のカラーテレビドアホ
ン装置には、補助機能として時計機能を備えているもの
がある。この機能は、テレビドアホン装置を使っていな
いときにディスプレイを時計の機能として動作させ、使
用者の利便を図るために備えられたものである。

【００３５】すなわち、時計機能の計時が、予め定めら
れた時刻になった場合に、例えば、１０時以降１５時
は、色温度６０００゜Kのホワイトバランス、その前後の
時刻は、色温度４０００゜Kのホワイトバランスとする。

【００３６】ここで、本実施の形態において使用した日
亜化学工業株式会社製白色ＬＥＤの概要について以下に
説明する。この白色ＬＥＤは、基本的構造において通常
のＩｎＧａＮ系の青色ＬＥＤと同じであるが、発光源の
チップ表面には蛍光体が薄くコーティングされている。
そして、このチップから放射された青色光は、蛍光体の
中に入射した後、蛍光体内で吸収と散乱を繰り返した
後、外へ放射される。このとき、蛍光体に吸収された青
色光は、励起源として作用し、黄色の蛍光を発する。そ
して、この黄色光と青色光が混ざり合って白色に見える
ものである。なお、この白色ＬＥＤの特性は、電流２０
ｍＡ、周囲温度２５゜Ｃ時に、光度３ｃｄ、効率５．０
ｌｍ/Ｗで、色温度８０００Ｋを有する。

【００３７】図３は、白色ＬＥＤの分光分布図である。
これによると、約３８０ｎｍないし８００ｎｍの可視光
波長域で発光しており、特に青色光を示す４５０ｎｍ付
近および黄色光を示す５５０ｎｍ付近になだらかな発光
ピークがある分光特性を有している。

【００３８】図４は、白熱電球（東芝ライテック（株）
製ホワイトランプ）の分光分布図である。これによる
と、約４００ｎｍないし２０００ｎｍの可視光波長域お
よび赤外波長域で発光しており、大部分のエネルギー
は、赤外波長域で放射されているものである。

【００３９】図５は、蛍光ランプ（東芝ライテック
（株）製メロウ５Ｎ）の分光分布図である。これによる
と、約４００ｎｍないし７２０ｎｍの可視光波長域で発
光しており、特に、赤色光、緑色光および青色光等に発
光ピークがある分光特性を有している。

【００４０】上述したように、ほとんどが赤外波長域の
ものであって可視光波長域のエネルギーが低い白熱電球
では、被写体を十分に照明できにくく、また、色合いも
十分なものを得られるものではない。また、複数の発光
ピークがある分光特性を有する蛍光ランプでは、カラー
映像の色合いがいずれかの発光ピークに左右されやすく
なる。この場合、蛍光ランプまたは映像信号処理回路等
で調整する必要がある。さらに、蛍光ランプは、特別に
点灯回路が必要で大形、高価になる場合がある。

【００４１】したがって、鮮明なカラー映像を得るため
には、自然光のような連続スペクトルが最も好ましいも
のであり、約３８０ｎｍないし８００ｎｍの可視光波長
域で発光しており、また、なだらかな発光ピークがある
分光特性を有している白色ＬＥＤは、このような場合に
容易に採用されやすいものである。

【００４２】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、来訪者を照明
する白色光を放射する白色光源を使用するとともに固体
撮像素子の電子シャッター速度を制御し、鮮明なカラー
映像を得ることができる。

【００４３】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明の効果に加えて、光源から放射される光が拡散され
るので被写体を均一に照明することができるとともに、
被写体である例えば来訪者に眩しさを感じさせにくくす
ることができる。

【００４４】請求項３記載の発明では、白色光源は、白
色ＬＥＤであるので、子機を大形化することなく、子機
内部に容易に配設することができる。

【００４５】請求項４記載の発明では、請求項１記載の
発明の効果によりカラー映像表示手段で夜間等でも鮮明
な映像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示すカラーテレビドア
ホン装置の斜視図。

【図２】同じく、ブロック図。

【図３】白色ＬＥＤの分光分布図。

【図４】白熱電球（東芝ライテック（株）製ホワイトラ
ンプ）の分光分布図。

【図５】蛍光ランプ（東芝ライテック（株）製メロウ５
Ｎ）の分光分布図。

【符号の説明】

１…カラーテレビドアホン子機 １ａ…子機本体 １ｂ…固体撮像素子 １ｇ…白色光源 １ｈ…照明制御手段 １ｉ…電子シャッター制御手段 １ｊ…フィールドメモリ １ｋ…画像メモリ制御手段 １ｌ…通話手段 ２…カラーテレビドアホン親機 ３…伝送線路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 5/235 Ｈ０４Ｎ 5/235 5/335 5/335 Ｑ 9/04 9/04 Ａ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】白色光源と；来訪者を撮像する電子シャッ
   ターを有する固体撮像素子と；固体撮像素子から出力さ
   れる映像信号レベルに基づいて前記白色光源の点灯・消
   灯の制御を行う照明制御手段と；白色光源が点灯してい
   る場合には、前記電子シャッターのシャッター速度を１
   ／６０秒よりも遅くなるように制御する電子シャッター
   制御手段と；電子シャッター制御手段により制御された
   シャッター速度で撮像した映像データを記憶するフィー
   ルドメモリと；フィールドメモリを読み出して映像信号
   を出力する画像メモリ制御手段と；来訪者と応対者が通
   話する通話手段と；を具備していることを特徴とするカ
   ラーテレビドアホン子機。
2. 【請求項２】白色光源の照射方向前方には、光拡散手段
   が配設されていることを特徴とする請求項１記載のカラ
   ーテレビドアホン子機。
3. 【請求項３】白色光源は、白色ＬＥＤであることを特徴
   とする請求項１または２記載のカラーテレビドアホン子
   機。
4. 【請求項４】請求項１ないし３のいずれか一記載のカラ
   ーテレビドアホン子機と；カラーテレビドアホン子機か
   らの映像信号を表示するカラー映像表示手段および来訪
   者と応対者が通話する通話手段とを有するカラーテレビ
   ドアホン親機と；カラーテレビドアホン子機および親機
   を電気的に接続する伝送線路と；を具備していることを
   特徴とするカラーテレビドアホン装置。