JP2001128156A - テレビインターホン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】チルト調整時において、カメラユニットの撮影
方向に拘わらず被写体面とフォーカス面の一致した画像
をモニタテレビに写し出す。 【解決手段】玄関子機Ｄのカメラユニット１Ｕで撮像さ
れた被写体を親機Ｍのモニタテレビ１３でモニタしなが
らチルト操作部９のマニュアル操作器９２からの操作信
号で制御回路９１の制御信号により垂直駆動ステッピン
グモータ１Ｍを駆動して被写体に対するカメラユニット
のチルト角度を調整するチルト機構１を備えたテレビイ
ンターホン装置であって、カメラユニットは、撮像光軸
Ｏを形成し被写体を取り込む撮像レンズ１Ｌと、撮像レ
ンズからの映像を撮像する撮像素子１Ｅと、制御回路の
制御によりチルト機構の制御と同時に撮像素子の撮像光
軸に対する角度をチルト角度に応じたアオリ角度となる
ようチルトアオリ補正を行いフォーカス面を被写体面に
一致させるアオリ用ステッピングモータ２Ｍとを備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はテレビインターホン
装置に係わり、特に、カメラユニットの撮像方向のチル
ト調整時における自動チルトアオリ補正を可能としたテ
レビインターホン装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のチルト調整機能付きテレ
ビインターホン装置としては、図５に示すようなものが
知られている。

【０００３】図５は、従来のテレビインターホン装置の
ブロック図である。

【０００４】図５において、従来のテレビインターホン
装置は、玄関子機５Ｄと、この玄関子機５Ｄに伝送路５
Ｌを介して接続された親機５Ｍとで構成されている。

【０００５】玄関子機５Ｄは、親機５Ｍとの間の信号の
送受を行なう多重分離回路５０と、撮像光軸Ｏを形成
し、被写体を取り込む撮像レンズ５１Ｌおよび撮像レン
ズ５１Ｌからの映像を撮像する撮像素子５１Ｅとを有す
るカメラユニット５１Ｕと、撮像素子５１Ｅによる信号
を映像信号に変換する映像回路５２と、映像回路５２に
よる映像信号を変調し、多重分離回路５０に伝達する変
調回路５３と、親機５Ｍからの制御信号を多重分離回路
５０を介して受け、カメラユニット５１Ｕを垂直駆動モ
ータ５１Ｍによりチルト駆動するチルト機構５１とを備
えており、多重分離回路５０には、音声回路５４が接続
され、この音声回路５４には、並列に、呼出ボタン５
５、子機マイク５６および子機スピーカ５７が接続され
ている。ここで、通話のための信号の送受は、この音声
回路５４と多重分離回路５０との間で行なわれる。

【０００６】一方、親機５Ｍは、玄関子機５Ｄの多重分
離回路５０に伝送路５Ｌを介して接続された多重分離回
路５９と、この多重分離回路５９を介して玄関子機５Ｄ
のチルト機構５１へ制御信号を伝達する制御回路５８１
およびこの制御回路５８１の操作を行うマニュアル操作
器５８２から成るチルト操作部５８と、多重分離回路５
９に送られてきた信号を復調する復調回路６０と、この
復調回路６０から出力される映像信号から全体画面を作
成するズーム回路６１と、モニタテレビ６２とを備えて
おり、ズーム回路６１にはズームボタン６３が接続さ
れ、このズームボタン６３の操作により、ズーム回路６
１で作成された全体画面が切り出され、ズームアップさ
れてズーム回路６１から出力するズームアップ画面信号
がモニタテレビ６２で再生される。なお、多重分離回路
５９には、音声回路６４が接続され、音声回路６４に
は、ハンドセット６５およびスピーカ６６が接続されて
いる。

【０００７】図６は、図５に示すチルト機構５１の説明
図である。

【０００８】図６において、チルト機構５１は、台座５
１Ｄを備えており、台座５１Ｄ上には、所定の間隔をお
いて一対の支柱５１Ｃ、５１Ｃ’が立設され、この支柱
５１Ｃ、５１Ｃ’間には、カメラユニット５１Ｕのチル
ト支点部５１Ｆ、５１Ｆ’が回転可能に支持されてい
る。一方、カメラユニット５１Ｕの背面側には、その裏
面部にシャフト固定部５１Ｔを有する駆動台５１Ｓが配
設され、この駆動台５１Ｓのシャフト固定部５１Ｔは、
台座５１Ｄ上に立設されたラック５１Ｒに固定されてい
る。符号５１Ｍは、カメラユニット５１Ｕの撮影方向を
チルト調整する垂直駆動モータを示しており、この垂直
駆動モータ５１Ｍは、カメラユニット５１Ｕの下方部で
かつ一方の支柱５１Ｃの立設部近傍の台座５１Ｄ上に設
置され、ラック５１Ｒと歯合するピニオン５１Ｐに連結
されている。

【０００９】ここで、このような構成の従来のテレビイ
ンターホン装置においては、玄関子機５Ｄと親機５Ｍ間
の信号の送受は、多重分離回路５０、５９により、多重
化された信号により行なわれる。

【００１０】次に、従来のテレビインターホン装置の動
作、特に、カメラユニット５１Ｕの撮像方向の垂直移
動、即ちチルト調整について説明する。

【００１１】先ず、モニタしながらのチルト調整は、モ
ニタテレビ６２に写し出された画面に応じ、チルト操作
部５８のマニュアル操作器５８２をＹ軸方向に操作する
ことにより行なわれる。すなわち、チルト操作部５８の
マニュアル操作器５８２をＹ軸方向に操作すると、その
マニュアル操作器５８２からのＹ軸操作信号は、制御回
路５８１、多重分離回路５９および伝送路５Ｌを経由し
て玄関子機５Ｄの多重分離回路５０に伝達され、この多
重分離回路５０で多重化された信号から分離されて、チ
ルト機構５１に入力される。そして、チルト機構５１に
入力したＹ軸操作信号で、垂直駆動モータ５１Ｍにより
駆動台５１Ｓを介して撮像素子５１ＥをＹ軸（垂直）方
向に駆動する。

【００１２】このようにして、モニタテレビ６２で写し
出された画面に応じて、チルト操作部５８のマニュアル
操作器５８２の操作により、画面の被写体中心をチルト
調整して最適位置に向けることができる。

【００１３】図７は、被写体面と撮像光学系が正対状態
にある場合の光路図である。

【００１４】図７において、チルト調整により撮像光軸
Ｏを水平にした場合、被写体面１０１と撮像光学系１０
２は正対状態となり、撮像光学系１０２のフォーカス面
１０３は被写体面１０１と一致する。ここで、撮像光軸
Ｏとは、撮像光学系１０２の中心を貫く軸をいい、正対
状態とは、被写体面１０１と撮像光学系１０２の撮像光
軸Ｏが直交している状態をいう。また、フォーカス面と
は、撮像光学系１０２のフォーカスが合焦している面の
ことをいう。

【００１５】図８は、従来のチルト機構付きテレビイン
ターホン装置において、チルト調整により撮像方向を下
に向けた場合の光路図である。

【００１６】図８において、チルト調整により撮像方向
を下に向けると、図７に示すような場合と異なり、被写
体面１０１と撮像光学系１０２の正対状態が崩れること
により、フォーカス面１０３が被写体面１０１と一致し
なくなり、その結果、被写体面１０１の一部が撮像光学
系１０２の被写界深度１０７より外れたり、また、被写
体面１０１が被写界深度１０７内にあってもフォーカス
の芯であるフォーカス面１０３より外れたりすることに
より、モニタテレビ６２の画像が一部不鮮明となる。こ
こで、被写界深度１０７とは、人間の目でモニタテレビ
６２を確認した場合に被写体にフォーカスが合焦してい
るように見える範囲のことをいう。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のチ
ルト機構付きテレビインターホン装置においては、チル
ト調整を行った場合、フォーカス面が被写体面と一致し
なくなるという欠点があった。

【００１８】本発明は、このような欠点を解消するため
になされたもので、チルト調整時において、カメラユニ
ットの撮影方向に拘わらず被写体面とフォーカス面の一
致した画像をモニタテレビに写し出すことが可能なテレ
ビインターホン装置を提供することを目的としている。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明によるテレビインターホン装置は、玄関子機
のカメラユニットで撮像された被写体を親機のモニタテ
レビでモニタしながらチルト操作部のマニュアル操作器
からの操作信号で制御回路の制御信号により垂直駆動ス
テッピングモータを駆動して被写体に対するカメラユニ
ットのチルト角度を調整するチルト機構を備えたテレビ
インターホン装置であって、カメラユニットは、撮像光
軸を形成し被写体を取り込む撮像レンズと、撮像レンズ
からの映像を撮像する撮像素子と、制御回路の制御によ
りチルト機構の制御と同時に撮像素子の撮像光軸に対す
る角度をチルト角度に応じたアオリ角度となるようチル
トアオリ補正を行いフォーカス面を被写体面に一致させ
るアオリ用ステッピングモータとを備えたことを特徴と
している。

【００２０】本発明によるテレビインターホン装置によ
れば、チルト調整により被写体面と撮像光学系との正対
状態が崩れた場合、玄関子機において自動的にチルトア
オリ補正が行われるため、被写体面とフォーカス面とを
常に一致させることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明のテレビインターホ
ン装置の好ましい実施の形態例について図面を参照して
詳述する。

【００２２】図１は、本発明のテレビインターホン装置
のブロック図である。

【００２３】図1において、本発明のテレビインターホ
ン装置は、玄関子機Ｄと、この玄関子機Ｄに伝送路Ｌを
介して接続された親機Ｍとで構成されている。

【００２４】玄関子機Ｄは、親機Ｍとの間の信号の送受
を行なう多重分離回路２と、撮像光軸Ｏを形成し、被写
体を取り込む撮像レンズ１Ｌ、撮像レンズ１Ｌからの映
像を撮像する撮像素子１Ｅおよび撮像素子１Ｅの撮像光
軸Ｏとの角度を調整するためのアオリ用ステッピングモ
ータ２Ｍを有するカメラユニット１Ｕと、撮像素子１Ｅ
による信号を映像信号に変換する映像回路３と、映像回
路３による映像信号を変調し、多重分離回路２に伝達す
る変調回路４と、親機Ｍからの制御信号を多重分離回路
２を介して受け、カメラユニット１Ｕを垂直駆動ステッ
ピングモータ１Ｍによりチルト駆動するチルト機構１と
を備えており、多重分離回路２には、音声回路５が接続
され、この音声回路５には、並列に、呼出ボタン６、子
機マイク７および子機スピーカ８が接続されている。こ
こで、通話のための信号の送受は、この音声回路５と多
重分離回路２との間で行なわれる。

【００２５】一方、親機Ｍは、玄関子機Ｄの多重分離回
路２に伝送路Ｌを介して接続された多重分離回路１０
と、この多重分離回路１０を介して玄関子機Ｄのチルト
機構１へ制御信号を伝達する制御回路９１およびこの制
御回路９１の操作を行うマニュアル操作器９２から成る
チルト操作部９と、多重分離回路１０に送られてきた信
号を復調する復調回路１１と、この復調回路１１から出
力される映像信号から全体画面を作成するズーム回路１
２およびモニタテレビ１３とを備えており、ズーム回路
１２にはズームボタン１４が接続され、このズームボタ
ン１４の操作により、ズーム回路１２で作成された全体
画面が切り出され、ズームアップされてズーム回路１２
から出力するズームアップ画面信号がモニタテレビ１３
で再生される。なお、多重分離回路１０には、音声回路
１５が接続され、音声回路１５には、ハンドセット１６
およびスピーカ１７が接続されている。

【００２６】図２は、図１に示すチルト機構１の説明図
である。

【００２７】図２において、チルト機構１は台座１Ｄを
備えており、台座１Ｄ上には、所定の間隔をおいて一対
の支柱１Ｃ、１Ｃ’が立設され、この支柱１Ｃ、１Ｃ’
間には、カメラユニット１Ｕのチルト支点部１Ｆ、１
Ｆ’が回転可能に支持されている。一方、カメラユニッ
ト１Ｕの背面側には、その裏面部にシャフト固定部１Ｔ
を有する駆動台１Ｓが配設され、この駆動台１Ｓのシャ
フト固定部１Ｔは、台座１Ｄ上に立設されたラック１Ｒ
に固定されている。符号１Ｍは、カメラユニット１Ｕの
撮影方向をチルト調整する垂直駆動モータを示してお
り、この垂直駆動モータ１Ｍは、カメラユニット１Ｕの
下方部でかつ一方の支柱１Ｃの立設部近傍の台座１Ｄ上
に設置され、ラック１Ｒと歯合するピニオン１Ｐに連結
されている。符号２Ｍは、カメラユニット１Ｕに内臓さ
れたアオリ用ステッピングモータを示しており、このア
オリ用ステッピングモータ２Ｍは、チルト駆動の支点部
１Ｆ、１Ｆ’と撮像素子１Ｅの撮像光軸Ｏとの角度を調
整する機能を有している。

【００２８】本発明のテレビインターホン装置では、親
機Ｍからの操作により玄関子機Ｄのカメラユニット１Ｕ
をチルト角度α（図３参照）だけチルト調整する場合、
カメラユニット１Ｕの撮像素子１Ｅの撮像光軸Ｏに対す
る角度をアオリ角度β（図３参照）だけ変位させること
によりチルトアオリ補正を行う。このアオリ角度βはシ
ャインプルフの法則に基づいた後述の式に従って親機
Ｍの制御回路９１により算出される。

【００２９】ここで、シャインプルフの法則について説
明する。

【００３０】図３はシャインプルフの法則を説明する光
路図である。

【００３１】図３において、シャインプルフの法則は、
一般に、被写体面１０１、撮像光学系１０２のレンズ面
１０４および撮像素子面１０５が一直線上（図中、交線
１０６）で交差する場合に、撮像光学系１０２のフォー
カス面１０３が被写体面１０１と一致するという法則と
して知られている。

【００３２】しかして、シャインプルフの法則が成立す
る場合、フォーカス面１０３とレンズ面１０４の距離
ｘ、撮像光学系１０２のレンズの焦点距離ｆ、チルト角
度α、撮像素子１Ｅのアオリ角度βの間には、 ｘ：ｆ＝ｔａｎ（α）：ｔａｎ（β） の関係があるため、撮像素子１Ｅのアオリ角度βは、 β＝Ｔａｎ^-1｛ｆ・ｔａｎ（α）／ｘ｝―――― となる。

【００３３】一方、制御回路９１は、式に従ってアオ
リ角度βを算出した後、カメラユニット１Ｕのチルト角
度αの情報とともにアオリ角度βの情報を制御信号とし
て玄関子機Ｄに送出し、カメラユニット１Ｕのチルト制
御とともに撮像素子１Ｅのチルトアオリ補正の制御を行
う。

【００３４】次に、本発明のテレビインターホン装置の
動作を説明する。

【００３５】先ず、モニタしながらのチルト調節は次の
手順で行われる。

【００３６】図１〜図３において、先ず、玄関子機Ｄの
カメラユニット１Ｕで撮像された被写体を親機Ｍのモニ
タテレビ１３でモニタしながらチルト操作部９のマニュ
アル操作器９２をＹ軸方向に操作する。そうすると、マ
ニュアル操作器９２からのＹ軸操作信号が制御回路９１
に送られ、この制御回路９１からの制御信号により、図
４のフローチャートに示すような処理により、垂直駆動
ステッピングモータ１Ｍを駆動して被写体に対するカメ
ラユニット１Ｕのチルト角度αを調整する。

【００３７】図４は、本発明のテレビインターホン装置
における親機Ｍの制御回路９１のチルト制御フローチャ
ートである。

【００３８】図４において、先ず、Ｓ１で電源投入によ
るスタートがあると、Ｓ２で、プログラム内で用いる変
数α０、β０、α、β、Δα、Δβ、ｔおよび定数ｆ、
ｘの定義・決定が行なわれる。ここで、α０は垂直駆動
ステッピングモータ１Ｍの制御後におけるチルト角度、
β０はアオリ用ステッピングモータ２Ｍの制御後におけ
るアオリ角度、αはチルト角度、βはアオリ角度、Δα
は垂直駆動ステッピングモータ１Ｍの制御角、Δβはア
オリ用ステッピングモータ２Ｍの制御角、定数ｆは撮像
光学系１０２の焦点距離、定数ｘはフォーカス面１０３
からレンズ面１０４までの距離を表わしている。

【００３９】次に、Ｓ３で、カメラユニット１Ｕについ
て、チルト角度α＝０、撮像素子のアオリ角度β＝０と
なるように垂直駆動ステッピングモータ１Ｍおよびアオ
リ用ステッピングモータ２Ｍを制御し、Ｓ４で、α０、
β０の初期化（α０＝０、β０＝０）を行う。以上のＳ
１〜Ｓ４までは、電源の投入により，準備段階として自
動調整される。

【００４０】しかして、モニタしながらのチルト調節
は、Ｓ５以降の手順で行なわれる。すなわち、Ｓ５にお
いて、マニュアル操作器９２からのＹ軸操作信号の待受
け状態となり、ここで信号受信の有無を判断し、信号受
信がない場合には、Ｓ４に戻って、待受け状態を維持す
る。

【００４１】一方、Ｓ６において、マニュアル操作器９
２からのＹ軸操作信号を受信すると、Ｓ７で、この受信
信号をもとにマニュアル操作器９２の操作時間ｔのカウ
ントを行う。そして、Ｓ８において、カウントされた操
作時間ｔに基づいて、垂直駆動ステッピングモータ１Ｍ
の制御角Δαを算出し、Ｓ９で、この制御角Δαよりカ
メラユニット１Ｕのチルト角度αを算出する。

【００４２】次に、Ｓ１０において、フォーカス面１０
３からレンズ面１０４までの距離ｘ、撮像光学系１０２
の焦点距離ｆおよびカメラユニット１Ｕのチルト角度α
により、アオリ用ステッピングモータ２Ｍの制御角Δβ
を算出し、Ｓ１１において、この制御角Δβとβ０によ
りアオリ角度βを算出する。

【００４３】そして、Ｓ１２において、前述のΔαおよ
びΔβをもとにして、垂直駆動ステッピングモータ１Ｍ
およびアオリ用ステッピングモータ２Ｍの制御信号が送
出され、Ｓ１３において、垂直駆動ステッピングモータ
１Ｍおよびアオリ用ステッピングモータ２Ｍの制御後に
おける角度を表す変数α０およびβ０にチルト角度αお
よびアオリ角度βを代入し、Ｓ１４において、マニュア
ル操作器９２からの次のＹ軸操作信号の受信に備える。
しかして、Ｓ１５において、マニュアル操作器９２から
の次のＹ軸操作信号の受信待ちの状態となる。そして、
信号受信がない場合はステップＳ１４に戻り、次の信号
受信がある場合は、Ｓ６に戻り、上述の処理を繰り返す
（Ｓ１６）。

【００４４】上述の処理により、制御回路９１から出力
された垂直駆動ステッピングモータ１Ｍおよびアオリ用
ステッピングモータ２Ｍの制御信号は、親機Ｍ側の多重
分離回路１０によって多重化された後、伝送路Ｌを介し
て玄関子機Ｄ側の多重分離回路２に伝送され、この多重
分離回路２において、多重化された信号より分離され
る。そして、かかる制御回路９１からの制御信号によ
り、垂直駆動ステッピングモータ１Ｍを駆動してカメラ
ユニット１Ｕのチルト角度αを調整すると共に、アオリ
用ステッピングモータ２Ｍにより撮像素子１Ｅを所望の
アオリ角度に回転させる。

【００４５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のテレビインターホン装置によれば、チルト調整時にお
いて、カメラユニットの撮影方向に拘わらず被写体面と
フォーカス面の一致した画像をモニタテレビに写し出す
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のテレビインターホン装置の一実施例を
示すブロック図。

【図２】本発明のテレビインターホン装置におけるチル
ト機構の説明図。

【図３】シャインプルフの法則を説明する光路図。

【図４】本発明のテレビインターホン装置における親機
制御回路のチルト制御フローチャート。

【図５】従来のテレビインターホン装置を示すブロック
図。

【図６】従来のテレビインターホン装置におけるチルト
機構の説明図。

【図７】被写体面と撮像光学系が正対状態にある場合の
光路図。

【図８】従来のテレビインターホン装置において、チル
ト調整により撮影方向を下に向けた場合の光路図。

【符号の説明】

Ｍ・・・・・・・親機 Ｄ・・・・・・・玄関子機 Ｏ・・・・・・・撮影光軸 １・・・・・・・チルト機構 １Ｅ・・・・・・撮像素子 １Ｌ・・・・・・撮像レンズ １Ｍ・・・・・・垂直駆動ステッピングモータ １Ｕ・・・・・・カメラユニット ２Ｍ・・・・・・アオリ用ステッピングモータ ９・・・・・・・チルト操作部 １３・・・・・・モニタテレビ ９１・・・・・・制御回路 ９２・・・・・・マニュアル操作器 α・・・・・・・チルト角度 β・・・・・・・アオリ角度

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】玄関子機（Ｄ）のカメラユニット（１Ｕ）
   で撮像された被写体を親機（Ｍ）のモニタテレビ（１
   ３）でモニタしながらチルト操作部（９）のマニュアル
   操作器（９２）からの操作信号で制御回路（９１）の制
   御信号により垂直駆動ステッピングモータ（１Ｍ）を駆
   動して前記被写体に対する前記カメラユニットのチルト
   角度（α）を調整するチルト機構（１）を備えたテレビ
   インターホン装置であって、 前記カメラユニットは、撮像光軸（Ｏ）を形成し前記被
   写体を取り込む撮像レンズ（１Ｌ）と、前記撮像レンズ
   からの映像を撮像する撮像素子（１Ｅ）と、前記制御回
   路の制御により前記チルト機構の制御と同時に前記撮像
   素子の前記撮像光軸に対する角度を前記チルト角度に応
   じたアオリ角度（β）となるようチルトアオリ補正を行
   いフォーカス面（１０３）を被写体面（１０１）に一致
   させるアオリ用ステッピングモータ（２Ｍ）とを備えた
   ことを特徴とするテレビインターホン装置。