JP2010178111A - Imaging device and television door intercom device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被写体を撮影してカラーの撮像画像を得ることが可能な撮像装置およびテレビドアホン装置に関する。 The present invention relates to an imaging device and a television door phone device that can capture a color image by photographing a subject.
従来から、玄関に設置した子機に備えたカメラで撮影して得た撮像画像を居室内に設置されている親機のモニタに出画させ、玄関の来訪者と通話を行うと共に居室内の居住者が来訪者の撮像画像を確認することができるテレビドアホン装置が提案されている。 Conventionally, the captured image obtained by the camera installed in the child machine installed at the entrance is displayed on the monitor of the master unit installed in the room, and the telephone inside the room is talked with There has been proposed a TV door phone device in which a resident can check a captured image of a visitor.
従来のテレビドアホン装置では、夜間に来訪者により子機の呼出ボタンを押された場合、来訪者を可視光により照明し、照明された来訪者をカメラで撮影していた。また、従来のテレビドアホン装置はカメラの周囲の照度を検出し、検出された照度に応じて可視光の光量を調整していた(例えば、特許文献1参照)。
上記した従来のテレビドアホン装置では、来訪者である被写体をカメラにより撮影してカラーの撮像画像を得る場合、夜間など周囲が暗くなるほど撮影に必要な輝度が不足し、この不足した輝度を補うために被写体に照明する可視光の光量を上げる、すなわち被写体にとって照明される光が眩しいという課題があった。 In the above-described conventional TV door phone device, when a photographed subject is photographed by a camera to obtain a color captured image, the brightness necessary for photographing becomes insufficient as the surroundings become dark, such as at night, in order to compensate for this insufficient luminance. In addition, there is a problem that the amount of visible light that illuminates the subject is increased, that is, the light that is illuminated for the subject is dazzling.
一方、被写体にとって眩しさを感じない赤外光を照明して暗い中でも被写体を撮影するのに必要な輝度成分を得ることも考えられるが、赤外光の波長が可視領域外のため色情報が得られず、撮像画像はモノクロ画像しか得られない。 On the other hand, it is conceivable to illuminate infrared light that does not feel dazzling for the subject to obtain a luminance component necessary for photographing the subject even in the dark. However, since the wavelength of the infrared light is outside the visible region, the color information is It cannot be obtained, and only a monochrome image can be obtained as a captured image.
そこで本発明は、暗い場所で被写体のカラーの撮像画像を得る場合であっても、被写体にとって照明される光が眩しくないようにすることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to prevent light illuminated by a subject from being dazzled even when a color captured image of the subject is obtained in a dark place.
この目的を達成するために本発明の撮像装置は、被写体を照明する撮影用赤外光源部と、被写体を照明する撮影用可視光源部と、被写体を撮影する撮像部とを備え、撮像部は撮影用赤外光源部からの赤外光と撮影用可視光源部からの可視光とが併用照明された被写体を撮影すると共に被写体を撮影して得た複数の色成分と赤外成分とに基づいてカラー映像信号を出力する構成としたことを特徴とする。このような構成により、所期の目的を達成するものである。 In order to achieve this object, an imaging apparatus of the present invention includes an imaging infrared light source unit that illuminates a subject, a visible light source unit that illuminates the subject, and an imaging unit that shoots the subject. Based on a plurality of color components and infrared components obtained by photographing a subject illuminated with both infrared light from a photographing infrared light source unit and visible light from a photographing visible light source unit. Thus, a color video signal is output. With such a configuration, the intended purpose is achieved.
また、本発明のテレビドアホン装置は、上記した撮像装置を有する子機と、この子機と電気的に接続されると共に撮像装置により来訪者を撮影して得たカラー映像信号を表示する表示装置を有する親機とを備えたことを特徴とする。このような構成により、所期の目的を達成するものである。 The television door phone apparatus of the present invention includes a slave unit having the above-described imaging device, and a display device that is electrically connected to the slave unit and displays a color video signal obtained by photographing a visitor by the imaging device. And a base unit having With such a configuration, the intended purpose is achieved.
以上のように本発明の撮像装置は、被写体を照明する撮影用赤外光源部と、被写体を照明する撮影用可視光源部と、被写体を撮影する撮像部とを備え、撮像部は撮影用赤外光源部からの赤外光と撮影用可視光源部からの可視光とが併用照明された被写体を撮影すると共に被写体を撮影して得た複数の色成分と赤外成分とに基づいてカラー映像信号を出力する構成としたので、撮影時に被写体にとって照明される光が眩しくないようにして鮮明なカラー映像信号を得ることができる。すなわち、撮影用可視光源部からの可視光の照明に加えて撮影用赤外光源部からの赤外光を照明することにより被写体から反射される光により撮像画像の輝度成分を増加させ、これにより余剰となる撮像画像の輝度成分の分だけ可視光の光量を下げて撮像画像に必要とする輝度成分を得ている。これにより、眩しさを感じない赤外光を併用照明しない場合より眩しさを感じる可視光の光量を少なくして被写体に照明するので、被写体にとって照明される光が眩しくないようにすることができる。 As described above, the imaging apparatus of the present invention includes the imaging infrared light source unit that illuminates the subject, the imaging visible light source unit that illuminates the subject, and the imaging unit that captures the subject. A color image based on a plurality of color components and infrared components obtained by photographing a subject illuminated with both infrared light from an external light source and visible light from a visible light source for photographing. Since the signal is output, it is possible to obtain a clear color video signal so that the light illuminated for the subject at the time of shooting is not dazzled. That is, by illuminating the infrared light from the imaging infrared light source unit in addition to the visible light illumination from the imaging visible light source unit, the luminance component of the captured image is increased by the light reflected from the subject, thereby The luminance component necessary for the captured image is obtained by reducing the amount of visible light by an amount corresponding to the excessive luminance component of the captured image. This reduces the amount of visible light that feels dazzling than when not illuminating the infrared light that does not feel dazzling, and illuminates the subject, so that the light illuminated for the subject can be made less dazzling. .
また、本発明のテレビドアホン装置は、上記した撮像装置を有する子機と、この子機と電気的に接続されると共に撮像装置により来訪者を撮影して得たカラー映像信号を表示する表示装置を有する親機とを備えているので、夜間など暗い場所にいる来訪者のカラーの撮像画像を表示装置で確認する場合でも、来訪者にとって照明される光が眩しくないようにして必要とする輝度成分を確保することができる。 The television door phone apparatus of the present invention includes a slave unit having the above-described imaging device, and a display device that is electrically connected to the slave unit and displays a color video signal obtained by photographing a visitor by the imaging device. The brightness required for the visitor to illuminate the illuminated light even when checking the color captured image of the visitor in a dark place such as at night on a display device. Ingredients can be secured.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態)
図1〜図10を参照しながら、本発明の実施の形態におけるテレビドアホン装置について説明する。ここでは、来訪者をカラーの撮像画像により確認できるテレビドアホン装置を例に説明する。
(Embodiment)
With reference to FIGS. 1-10, the television door phone apparatus in embodiment of this invention is demonstrated. Here, a TV door phone device that can check a visitor by a color captured image will be described as an example.
図1は本発明の実施の形態におけるテレビドアホン装置1の概略構成図、図2は同テレビドアホン装置1の回路ブロック図、図3は同テレビドアホン装置1の親機3の正面図、図4は同テレビドアホン装置1の子機2の正面図、図5は同テレビドアホン装置1における撮像部9cの明るさ検出部9dを説明する図、図6は同テレビドアホン装置1内の撮像部9cのブロック図、図7は同テレビドアホン装置1内における撮像部9cの色分解フィルタ21の構成図、図8は図7に示す色分解フィルタ21の光透過特性を示す特性図、図9は同テレビドアホン装置1における撮像部9cの彩度検出部24を説明する図、図10は同テレビドアホン装置1における撮像部9cのコントラスト検出部25を説明する図である。
1 is a schematic configuration diagram of a television
図1に示すように、テレビドアホン装置1は子機2と親機3とから構成され、子機2と親機3は通信回線を介して電気的に接続されている。そして、子機2は玄関先に親機3は居室内にそれぞれ設置されている。これにより、来訪者4は玄関先にある子機2、居室内にある親機3を介して居住者5と通話することができる。
As shown in FIG. 1, the television
まず子機2の構成について説明する。図2に示すように、子機2は呼出ボタン6と子機制御部7と子機通話部8と撮像装置9とを備えている。
First, the configuration of the
呼出ボタン6は来訪者4の指により押下するボタンであり、指により押下されると子機制御部7へ押下信号を通知する。呼出ボタン6は子機本体2aの前面下側に設けられている。
The
子機制御部7は子機2全体を制御する。子機制御部7は、来訪者4により呼出ボタン6が押下されたことを示す通知を受け取ると、呼出通知を親機3へ送信すると共に子機通話部8および撮像装置9を作動させる。また、親機3からの応答終了の信号により子機通話部8および撮像装置9の動作を終了させる。
The subunit |
子機通話部8は、マイクロフォン(以下、「マイク」と記す)8aとスピーカ8bと通話インタフェース(以下、「通話I/F」と記す)8cとを備え、子機本体2aの前面に設けられている。マイク8aは来訪者4の音声を音声信号として出力する。スピーカ8bは親機3からの音声信号を音声として出力する。通話I/F8cは親機3との音声の入出力を行う。
The slave
撮像装置9は子機制御部7により作動して来訪者4を撮影し、カラーの映像信号である色差信号と輝度信号とを映像インタフェース(以下、「映像I/F」と記す)9eを介して親機3に出力する。この撮像装置9の詳細な構成については後述する。
The
次に親機3の構成について説明する。図2に示すように、親機3は操作ボタン10と親機制御部11と親機通話部12と表示装置13とを備えている。
Next, the configuration of
操作ボタン10は、居室内にいる居住者5が来訪者4と通話する際に使用される応答ボタンであり、親機制御部11に接続されている。
The
親機制御部11は、親機3全体を統括制御する機能を備えている。親機制御部11は、子機2からの呼出通知により親機通話部12と表示装置13とを作動させる。これにより呼出ボタン6の押下により子機通話部8と親機通話部12との間で通話I/F8c、後述する通話I/F12cを介して音声信号の入出力が可能となり通話可能状態となる。また親機制御部11は、居住者5が来訪者4との通話が終了したことで押下される操作ボタン10からの信号により親機通話部12と表示装置13とを停止状態にする機能を備えている。
The parent
親機通話部12は、マイク12aとスピーカ12bと通話I/F12cとを備えている。マイク12aは居住者5の音声を音声信号として出力する。スピーカ12bは子機2からの音声信号を音声として出力する。通話I/F12cは子機2との音声信号の入出力を行うものである。
The base
表示装置13は、映像I/F13aと液晶表示パネル13bとを備えている。表示装置13は、映像I/F13aにより子機2からのカラー映像信号を入力し、入力したカラー映像信号の色差信号と輝度信号とに基づいて液晶表示パネル13bによりカラーの撮像画像を表示する。
The
なお、図3に示すように、親機3の操作ボタン10は親機本体3aの前面下側に設けられている。また、親機通話部12のマイク12aとスピーカ12bは親機本体3aの前面中央、すなわち操作ボタン10の上側に設けられている。そして、表示装置13は親機本体3aの前面上側に設けられている。
In addition, as shown in FIG. 3, the
次に、テレビドアホン装置1の構成が理解されたところで本実施の形態の特徴となる撮像装置9の詳細について説明する。
Next, when the configuration of the television
テレビドアホン装置1では、子機2の撮像装置9により来訪者4を撮影し、親機3の液晶表示パネル13bにより来訪者4の撮像画像を確認する場合、夜間など周囲が暗くなるほど必要な輝度が不足して撮像画像が暗くなり視認性が悪くなる。そこで、テレビドアホン装置1では不足する輝度を補うために来訪者4に可視光を照明して撮影する。
In the TV
しかしながら、周囲が暗くなるほど不足する輝度を補うために可視光の光量を上げていくと来訪者4にとって照明される光が眩しくなる。例えば、撮影用可視光源部9bの発光面積が2cm2である子機2から1m程度離れた場所に立っている来訪者4を適切に撮影するときに必要となる可視光光源の輝度は5000cd/m2(光度1cd=5000cd/m2×2cm2)であることが実験により求められている。一方、背景輝度が50cd/m2である環境下で来訪者4を照明して撮影した場合、眩しさを感じ始める輝度は3500〜5000cd/m2であることが実験により求められている(例えば、眩しいと感じるグレア評価値を2.5以上とした)。さらに、暗い場所では来訪者4の瞳孔も明るい場所に比べて開いており、同じ輝度でも眩しく感じられる。
However, if the amount of visible light is increased to compensate for insufficient brightness as the surroundings become darker, the light illuminated for the
そこで、撮像装置9では暗い場所で来訪者4のカラーの撮像画像を得る場合であっても、来訪者4にとって照明される光が眩しくならないようにして撮影している。すなわち、撮像装置9は来訪者4を撮影するときに可視光と赤外光とを来訪者4に併用照明する構成とした。
Therefore, the
この構成により、例えば、可視光の輝度を眩しくない3000cd/m2に設定し、これにより撮像装置9で得られる撮影画像の輝度が低下するのを赤外光の照明により補う。ここでは、適切な可視光の輝度を5000cd/m2とし、可視光を弱めた分の不足する輝度(2000cd/m2)分に相当するだけ赤外光の光量を設定して照明する。赤外光は肉眼に対して何ら明暗感覚を起こさせないので、来訪者4にとって眩しくないようにすることができる。
With this configuration, for example, the luminance of visible light is set to 3000 cd / m 2 which is not dazzling, and the luminance of the captured image obtained by the
具体的には、図2に示すように、撮像装置9は来訪者4を照明する撮影用赤外光源部9aと、来訪者4を照明する撮影用可視光源部9bと、来訪者4を撮影する撮像部9cと、周囲の明るさを検出する明るさ検出部9dと、撮影用赤外光源部9aと撮影用可視光源部9bとの光量を制御する光量制御部9fと、映像I/F9eとを備えている。
Specifically, as shown in FIG. 2, the
撮影用赤外光源部9aは、例えば赤外発光ダイード(例えば、ピーク波長が810〜950nm)から構成される。また、撮影用可視光源部9bは、例えば白色発光ダイオードから構成される。白色発光ダイオードは、波長が異なる複数の光を重ね合わせたものであり、3波長(赤色、緑色、青色)それぞれの色の発光ダイオードを組み合わせたもの、青色発光ダイードと黄色成分の発光色を生成する蛍光材とを組み合わせたものなどを用いる。
The imaging infrared
撮像部9cは、撮影用赤外光源部9aからの赤外光と撮影用可視光源部9bからの可視光とが併用照明された来訪者4を撮影すると共に来訪者4を撮影して得た複数の色信号と赤外信号とを合成してカラー映像信号を映像I/F9eを介して親機3に出力する。撮像部9cのカラー信号処理の詳細については後述する。
The
光量制御部9fは、撮影用赤外光源部9aからの赤外光の光量と撮影用可視光源部9bからの可視光の光量とをそれぞれ制御する。これにより、来訪者4にとって照明される光が眩しくないように撮影用赤外光源部9aと撮影用可視光源部9bとをそれぞれ適切に制御することができ、撮影に必要とする輝度を得るようにすることができる。すなわち、撮影用可視光源部9bからの可視光の照明に加えて撮影用赤外光源部9aからの赤外光を照明することにより来訪者4から反射される光により撮像画像の輝度成分を増加させ、光量制御部9fはこれにより余剰となる撮像画像の輝度成分の分だけ可視光の光量を下げて撮像画像に必要とする輝度成分を得ている。これにより、眩しさを感じない赤外光を併用照明しない場合より眩しさを感じる可視光の光量を少なくして被写体に照明するので、照明される光に眩しさを感じない。なお、子機2の設置場所の明るさが変化せず一定であれば、撮影用赤外光源部9aと撮影用可視光源部9bの光量をそれぞれ適切な光量で固定してもよい。
The light
また、図4に示すように、子機2には子機本体2aの前面下側に来訪者4の指により押下される呼出ボタン6を設け、明るさ検出部9dを呼出ボタン6の位置よりも上側に設けている。これにより、来訪者4の指や手で明るさ検出部9dにより検出される光が遮られないので明るさの検出精度がよくなる。明るさ検出部9dは照度センサから構成され明るさを直接に検出しているので、呼出ボタン6の位置よりも上側に明るさ検出部9dを設けて光が遮られるのを防止することで検出精度を高めている。
Further, as shown in FIG. 4, the
また、撮影用赤外光源部9aと撮影用可視光源部9bとを呼出ボタン6の位置よりも上側に設けている。これにより、来訪者4の指や手で明るさ検出部9dにより検出される光が遮られないので、明るさの検出精度を高めることができる。
The photographing infrared
また、撮影用赤外光源部9aの赤外光の照明方向と撮影用可視光源部9bの可視光の照明方向とを同じ方向にした。これにより、来訪者4の顔部の凹凸部に照明される光の照明方向により発生する影を同じになるようにし、その影響を抑えている。
In addition, the infrared illumination direction of the photographing infrared
また、明るさ検出部9dは照度センサから構成され、照度センサは周囲の明るさ(例えば、照度)を検出し、検出された照度を光量制御部9fに通知する。光量制御部9fは明るさ検出部9dにより検出された照度値の通知を受け、この照度値に基づいて撮影用赤外光源部9aからの赤外光の光量を制御する。例えば図5に示すように、光量制御部9fは、明るさ設定基準値Laよりも周囲の明るさ(照度値)が低くなるのに応じて予め設定したテーブル値(例えば、図5中の曲線A)に基づいて撮影用赤外光源部9aからの赤外光の光量を増加させ撮像画像中の輝度成分を高める。これにより、周囲が暗くなっても撮影に必要な輝度を確保すると共に、何ら明暗感覚を起こさせない赤外光の光量を増やすことにより来訪者4にとって照明光が眩しくないように光量を適切に制御する。すなわち、周囲の明るさが明るさ設定基準値Laよりも低くなれば不足する輝度を補う分だけ眩しくない赤外光の光量を上げて撮像画像で必要とする輝度成分を確保する。
The
次に撮像部9cのカラー信号処理について説明する。図6に示すように、撮像部9cは、レンズ部20と、色分解フィルタ21と、受光素子22と、カラー信号処理部23と、彩度検出部24と、コントラスト検出部25とを備えている。
Next, color signal processing of the
レンズ部20は、単一のレンズまたは複数のレンズが組み合わされたレンズ群であり、被写体の像を色分解フィルタ21を介して受光素子22の受光面に結像させる。
The
色分解フィルタ21は受光素子22の受光面の前に設けられ、可視光における赤成分(R)、緑成分(G)、青成分(B)の光のみを透過させるフィルタ、および赤外成分(Ir)の光のみを透過させるフィルタを同一平面上に複数並べた構成である。
The
例えば、色分解フィルタ21は赤成分(R)の光のみを透過させる赤フィルタ21aと、緑成分(G)の光のみを透過させる緑フィルタ21bと、青成分(B)の光のみを透過させる青フィルタ21cと、赤外成分(Ir)の光のみを透過させる赤外フィルタ21dとを備え、図7に示すように最小単位が2×2で構成されている。各フィルタは、赤フィルタ21aと青フィルタ21cとが斜めの位置関係となるように配置され、緑フィルタ21bと赤外フィルタ21dとが斜めの位置関係となるように配置されている。
For example, the
この色分解フィルタ21は図8に示す光透過特性を示す。すなわち、可視光を透過するフィルタの波長に多少の重なりはあるものの、光の透過が最大となるピーク波長は可視光の範囲内にある一つのみである。また、赤外フィルタ21dは赤外領域のみを透過する。
This
受光素子22はCCD(Charge Coupled Device)イメージセンサやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサなどの撮像デバイスを用い、色分解フィルタ21の各フィルタに対応した画素から、赤成分を赤色信号(R信号)とし、緑成分を緑色信号(G信号)とし、青成分を青色信号(B信号)とした原色信号(R,G,B)を出力する。
The
次に、カラー信号処理部23は輝度色差変換部23aと輝度合成部23bとを備えている。輝度色差変換部23aは原色信号(R,G,B)の各信号を輝度信号と色差信号(例えば、Cr信号、Cb信号)とに変換する。輝度合成部23bは輝度信号と赤外信号とを合成した輝度合成信号を出力する。この輝度合成信号と色差信号とをカラー映像信号として用いれば、視覚がもつ色合いの感覚に近いカラー映像信号を出力することができる。すなわち、可視光と赤外光とでは光が反射する色領域が異なるためである。これにより、輝度合成信号と色差信号とを用いれば、来訪者4にとって光の眩しさを抑えながら必要とする輝度成分を確保することができると共に、輝度合成信号に代えて赤外信号のみを用いる場合に比べてカラー映像信号の色合いを自然なものに近づけることができる。
Next, the color
輝度色差変換部23aは公知の変換式を用いて算出することができる。例えば、輝度信号をY、赤色信号をR、緑色信号をG、青色信号をBとした場合、輝度信号Yは、Y=0.30×R+0.59×G+0.11×Bとなり、色差信号(Cb,Cr)は、Cb=0.564×(B−Y)、Cr=0.713×(R−Y)として算出することができる。なお、上記のカラーマトリクスとしてSDTVのものを用いた例について説明したがこれに限定されるものでない。他のカラーマトリクス、例えばHDTV用のY,Pb,Prを用いてもよい。
The luminance / color
また輝度合成部23bは、加算器により輝度信号と赤外信号とを所定の比率(例えば、1:1)で加算する。なお、輝度信号と赤外信号とを1:0または0:1の比率で加算する、すなわち輝度信号と赤外信号のいずれか一つを選択するようにしてもよい。
In addition, the
また、カラー信号処理部23は彩度検出部24を有し、彩度検出部24は輝度色差変換部23aのうち色差信号から彩度を検出し、検出された彩度値を光量制御部9fに通知する。光量制御部9fは彩度検出部24により検出された彩度値の通知を受け、この彩度値に基づいて撮影用可視光源部9bからの可視光の光量を制御する。例えば図9に示すように、光量制御部9fは、彩度設定基準値Saよりも彩度値が低くなるのに応じて予め設定したテーブル値(例えば、図9中の曲線B)に基づいて撮影用可視光源部9bからの可視光の光量を増加させ彩度を向上させる。これにより、撮像画像の色合いにメリハリがつき、居住者5にとって来訪者4の識別がし易くなるなど視認性を高めることができる。
The color
また、カラー信号処理部23はコントラスト検出部25を有し、コントラスト検出部25は輝度色差変換部23aのうち輝度信号からコントラスト値を検出し、検出されたコントラスト値を光量制御部9fに通知する。コントラスト検出部25はハイパス・フィルタで構成されるエッジ量検出部(図示せず)とエッジ量累積部(図示せず)とを有し、エッジ量累積部はエッジ量検出部で検出された撮像画像内のエッジ量を累積し、累積したエッジ量累積値をコントラスト値として光量制御部9fに出力する。明部と暗部との輝度差が大きいほどエッジ量累積値の値は大きくなる、すなわちコントラストが高い。
The color
光量制御部9fは、コントラスト検出部25により検出されたコントラスト値の通知を受け、このコントラスト値に基づいて撮影用赤外光源部9aからの赤外光の光量を制御する。例えば図10に示すように、光量制御部9fは、コントラスト設定基準値Caよりもコントラスト値が低くなるのに応じて予め設定したテーブル値(例えば、図10中の曲線B)に基づいて撮影用赤外光源部9aからの赤外光の光量を増加させ、コントラストを高める。これにより、撮像画像の明部と暗部のメリハリがつき、居住者5にとって来訪者4の識別がし易くなるなど視認性を高めることができる。
The light
以上のような構成により、撮像部9cは暗い撮影環境の中でも彩度およびコントラストの高い鮮明なカラー映像信号を親機3に出力することができる。
With the above configuration, the
次に、図11を参照しながら、テレビドアホン装置1の動作について説明する。図11は本発明の実施の形態におけるテレビドアホン装置1の動作を示すフローチャートである。
Next, the operation of the TV
図11に示すように、来訪者4は玄関先に到着すると呼出ボタン6を押下する。テレビドアホン装置1は子機2の呼出ボタン6が押下されると(S100)、明るさ検出部9dの照度センサを起動し、子機2の周囲の明るさを検出する(S102)。
As shown in FIG. 11, the
次にテレビドアホン装置1は、光量制御部9fにより、撮影用可視光源部9bの可視光を来訪者4に照明すると共に明るさ検出部9dにより検出された照度に応じて撮影用赤外光源部9aから照明される赤外光の光量を予め設定したテーブル値に基づいて設定し、来訪者4に赤外光および可視光を併用照明する(S104)。
Next, the television
次にテレビドアホン装置1は、撮像装置9の撮像部9cを起動し来訪者4を撮影する(S106)。
Next, the television
次にテレビドアホン装置1は、撮像部9cにより撮影して得た撮像画像内の色差信号から彩度値を検出し(S108)、この彩度値が彩度設定基準値Sa以下であるか否かを判断する(S110)。彩度値が彩度設定基準値Sa以下である場合、彩度設定基準値Saより彩度値が低くなるのに応じて色成分が増えるように可視光の光量をテーブル値に基づいて増加する(S112)。すなわちテレビドアホン装置1は、光量制御部9fにより彩度設定基準値Saより彩度値が低くなるのに応じてテーブル値に基づいて撮影用可視光源部9bの白色発光ダイオードの駆動電流を増加させ、可視光の光量を増やす。これにより、例えば来訪者4の顔部に照明される可視光の光量が増加し、来訪者4の顔部から反射される可視光が増えて色成分が増加するので、色が鮮やかになる。
Next, the television
次にテレビドアホン装置1は、輝度色差変換部23aから出力される輝度信号からコントラスト値を検出し(S114)、このコントラスト値がコントラスト設定基準値Ca以下であるか否かを判断する(S116)。コントラスト値がコントラスト設定基準値Ca以下である場合、輝度成分を増加させるために赤外光の光量をテーブル値に基づいて増加する(S118)。すなわちテレビドアホン装置1は、光量制御部9fによりコントラスト設定基準値Caよりコントラスト値が低くなるのに応じてテーブル値に基づいて撮影用赤外光源部9aの赤外発光ダイードの駆動電流を増加させ、赤外光の光量を増やす。これにより、来訪者4の顔部に照明される赤外光の光量を増加させ、これにより来訪者4の顔部から反射される赤外光も増すので、輝度成分が増えて明部と暗部の輝度差が大きくなり、カラー映像信号のコントラストを高くすることができる。
Next, the TV
このようにして、テレビドアホン装置1は光量制御部9fにより撮影用赤外光源部9aと撮影用可視光源部9bの光量を適切に制御し、子機2の撮像部9cは彩度およびコントラストの高い鮮明なカラー映像信号を親機3に出力する。
In this way, the TV
次にテレビドアホン装置1は、子機2から出力されたカラー映像信号を親機3で受信し、カラー映像信号の色差信号と輝度信号とに基づいて親機3の液晶表示パネル13bにカラーの撮像画像を表示する。さらにテレビドアホン装置1は、子機2からの呼出通知により親機通話部12と表示装置13とを作動させ、これにより呼出ボタン6の押下により子機通話部8と親機通話部12との間で音声信号の入出力が可能となり通話可能状態となる(S120)。
Next, the TV
これにより、居住者5は液晶表示パネル13bにより来訪者4の撮像画像を確認しながら来訪者4と通話ができる。なお、テレビドアホン装置1は親機制御部11により居住者5が来訪者4との通話が終了したことで押下される操作ボタン10からの信号により親機通話部12と表示装置13とを再び停止状態にする。
Thereby, the
以上のように本実施の形態によれば、撮像装置9は、来訪者4を照明する撮影用赤外光源部9aと、来訪者4を照明する撮影用可視光源部9bと、来訪者4を撮影する撮像部9cとを備え、撮像部9cは撮影用赤外光源部9aからの赤外光と撮影用可視光源部9bからの可視光とが併用照明された来訪者4を撮影すると共に来訪者4を撮影して得た複数の色信号と赤外信号とに基づいてカラー映像信号を出力する。
As described above, according to the present embodiment, the
このような構成により、暗い場所での撮影時に来訪者4にとって照明される光が眩しくないようにして鮮明なカラー映像信号を得ることができる。すなわち、撮影用可視光源部9bからの可視光の照明に加えて撮影用赤外光源部9aからの赤外光を照明することにより来訪者4から反射される光により撮像画像の輝度成分を増加させ、これにより余剰となる撮像画像の輝度成分の分だけ可視光の光量を下げて撮像画像に必要とする輝度成分を得ている。これにより、眩しさを感じない赤外光の併用照明により来訪者4にとって眩しさを感じる可視光の光量を減らすことができ、来訪者4にとって照明される光が眩しくないようにすることができる。
With such a configuration, it is possible to obtain a clear color video signal so that the light illuminated for the
また本実施の形態のテレビドアホン装置1は、上記した撮像装置9を有する子機2と、この子機2と電気的に接続されると共に撮像装置9により来訪者4を撮影して得たカラー映像信号を表示する表示装置13を有する親機3とを備えている。
In addition, the television
このような構成により、夜間などの暗いところにいる来訪者4のカラーの撮像画像を表示装置13で確認する場合でも、来訪者4にとって照明される光が眩しくないようにして必要とする輝度成分を確保することができる。
With such a configuration, even when a color captured image of a
なお、本実施の形態では、明るさ検出部9dとして照度センサを用いる例を説明したが、明るさ検出部9dに代えて明るさ推定部26を用いてもよい。すなわち図12に示すように、明るさ推定部26は撮影用可視光源部9bからの可視光により来訪者4を照明して得た撮像画像内の輝度値を累積した可視光輝度値と、撮影用可視光源部9bからの可視光と撮影用赤外光源部9aからの赤外光とを併用照明して得た撮像画像内の輝度値を累積した可視赤外光併用輝度値とを検出し、可視光輝度値と可視赤外光併用輝度値との比(輝度成分比)に基づいて周囲の明るさを推定する。そして、明るさ推定部26は推定した明るさの推定値を光量制御部9fに出力する。
In the present embodiment, an example in which an illuminance sensor is used as the
例えば、明るさ推定値L、可視光輝度値P、可視赤外光併用輝度値Qと定義し、L=Q÷(P+Q)と定義する。この定義によれば、明るさ推定値が「0.5」に近づくほど周囲が明るい(明るさが高い)ことになる。逆に、明るさ推定値が「1.0」に近づくほど周囲は暗い(明るさは低い)こととなる。すなわち、周囲が明るいほど赤外光の点灯/消灯による輝度信号の変化は小さくなるので、明るさ推定値は「0.5」に近づき、周囲が暗いほど赤外光の点灯/消灯による輝度信号の変化は大きくなるので、明るさ推定値は「1.0」に近づく。 For example, the brightness estimation value L, the visible light luminance value P, and the visible infrared light combined luminance value Q are defined as L = Q ÷ (P + Q). According to this definition, the closer the brightness estimation value is to “0.5”, the brighter the surroundings (the higher the brightness). Conversely, the closer the estimated brightness value is to “1.0”, the darker the surroundings (the lower the brightness). That is, the brighter the surroundings, the smaller the change in the luminance signal due to turning on / off the infrared light, so the estimated brightness value approaches “0.5”, and the darker the surroundings, the luminance signal due to turning on / off the infrared light. Therefore, the estimated brightness value approaches “1.0”.
このようにして、明るさと明るさ推定値とを関連付けしたテーブル値(例えば、図13中の曲線D)を予め実験的に求め、このテーブル値に基づいて明るさを推定する。光量制御部9fは明るさ推定部26から出力された明るさ推定値に基づいて撮影用赤外光源部9aからの赤外光の光量を制御する。すなわち、光量制御部9fは明るさ推定値から通知される明るさが明るさ設定基準値Laより暗くなるのに応じて予め設定されたテーブル値(例えば、図5中の曲線A)に基づいて撮影用赤外光源部9aから照明される赤外光の光量を増加させる。このように、明るさ検出部9dに代えて明るさ推定部26を設けることで、照度センサをなくすことができる。
In this way, a table value (for example, the curve D in FIG. 13) in which the brightness and the brightness estimated value are associated with each other is experimentally obtained in advance, and the brightness is estimated based on this table value. The light
また、色分解フィルタ21の構成はこれに限定されるものでない。例えば、図14に示すように、各フィルタには各色成分領域それぞれと赤外領域とを透過する2バンド透過特性を有する色分解フィルタ30を用いる。色分解フィルタ30は、赤成分(R)だけでなく赤外成分(Ir)の光を透過する赤・赤外フィルタ30aと、緑成分(G)だけでなく赤外成分(Ir)の光を透過する緑・赤外フィルタ30bと、青成分(B)だけでなく赤外成分(Ir)の光を透過する青・赤外フィルタ30cと、赤外成分(Ir)の光のみを透過させる赤外フィルタ30dとを備え、最小単位が2×2で構成されている。このような構成により、色分解フィルタ21に比べて、色分解フィルタ30では赤外光を透過する領域の大きさを4倍にし、受光素子22における赤外光の受光量を多くすることができる。これにより、暗い場所でも撮像装置9により輝度成分を検出し易くし、コントラストの高い視認性のよい画像を得ることができる。この色分解フィルタ30を用いる場合、原色信号の各色信号は赤外成分を含むので受光素子22の後段に各色信号から赤外信号(Ir)を引き算する原色信号抽出部を設け、各原色信号を抽出する。これにより、彩度の高いカラー映像信号を得ることができる。
The configuration of the
また、図15に示すように、各フィルタには各色成分領域それぞれと赤外領域とを透過する2バンド透過特性を有する色分解フィルタ31を用いてもよい。色分解フィルタ31は、赤成分(R)だけでなく赤外成分(Ir)の光を透過する赤・赤外フィルタ31aと、緑成分(G)だけでなく赤外成分(Ir)の光を透過する緑・赤外フィルタ31bと、青成分(B)だけでなく赤外成分(Ir)の光を透過する青・赤外フィルタ31cとを備え、最小単位が2×2で構成されている。このような構成により、色分解フィルタ21に比べて、色分解フィルタ31では赤外光を透過する領域の大きさを4倍にし、受光素子22における赤外光の受光量を多くすることができる。
Further, as shown in FIG. 15, a
この色分解フィルタ31を用いる場合、図16に示すように、カラー信号処理部27は輝度色差変換部27aを有し、輝度色差変換部27aは、赤外成分が重畳された原色信号である混合色信号(R+Ir,G+Ir,B+Ir)を輝度信号と色差信号(例えば、Cr信号、Cb信号)とに変換する。これにより、輝度色差変換部27aから出力される輝度信号には赤外成分が含まれているためコントラストの高い撮像画像が得られ、暗い場所で撮影しても来訪者4の顔部の検出がし易い。ところで、輝度色差変換部27aにより変換して得た輝度信号と色差信号とをカラー映像信号としてそのまま出力すると薄い色合いとなってしまう。すなわち、各色信号には赤外成分が含まれているので、このまま色差信号(Cr、Cb)としては赤外成分ほど嵩上げされた薄い色合いとなる。そこで、本実施の形態では色差信号の彩度を高める色差補正部27bを設け、色差補正部27bは色差信号を入力して彩度を高くした補正色差信号を出力する。この輝度信号と補正色差信号とをカラー映像信号として出力することにより、色合いを濃くした撮像画像を得ることができ、撮像画像の視認性を高めることができる。なお、色分解フィルタ31を用いる場合、彩度検出部24は色差補正部27bの補正色差信号から彩度を検出し、検出された彩度値を光量制御部9fに通知するようにしてもよい。これにより、補正色差信号では赤外成分の影響が除去されているので、自然な色合いに近い状態で彩度を検出することができ、撮像画像の色合いを適切にすることができる。
When this
また、本実施の形態では撮影用赤外光源部9aと撮影用可視光源部9bとを撮像装置9に設け、子機本体2aに予め取り付けているが、撮影用赤外光源部9aと撮影用可視光源部9bとを着脱自在にし、後でオプション光源として取り付け可能としてもよい。この場合、オプション光源が取り付けられたときに、オプション光源と撮像部9cとの連動動作を行う。また、外設されている撮影用赤外光源部9aと撮影用可視光源部9bとを光量制御部9fに電気的に接続するようにして、光量制御部9fにより赤外光および可視光の光量を制御するようにしてもよい。
In the present embodiment, the imaging infrared
また、本実施の形態ではテレビドアホン装置1を用いて説明したが、暗い場所でも鮮明なカラー画像を得ることができるため、夜間に撮影する撮影機器(例えば、監視カメラ、デジタルカメラ、デジタルムービ、携帯電話など)にも適用することができる。
In the present embodiment, the TV
以上のように本発明は、被写体を照明する撮影用赤外光源部と、被写体を照明する撮影用可視光源部と、被写体を撮影する撮像部とを備え、撮像部は撮影用赤外光源部からの赤外光と撮影用可視光源部からの可視光とが併用照明された被写体を撮影すると共に被写体を撮影して得た複数の色成分と赤外成分とに基づいてカラー映像信号を出力する構成としたので、撮影時に被写体にとって照明される光が眩しくないようにして鮮明なカラー映像信号を得ることができる。 As described above, the present invention includes a photographing infrared light source unit that illuminates a subject, a photographing visible light source unit that illuminates the subject, and an imaging unit that photographs the subject, and the imaging unit is a photographing infrared light source unit. Shooting a subject that is illuminated with both infrared light from the visible light source and visible light from the photographing light source unit, and output a color video signal based on multiple color components and infrared components obtained by photographing the subject With this configuration, it is possible to obtain a clear color video signal so that the light illuminated for the subject is not dazzled during shooting.
すなわち、撮影用可視光源部からの可視光の照明に加えて撮影用赤外光源部からの赤外光を照明することにより被写体から反射される輝度成分を増加させ、これにより余剰となる輝度成分だけ可視光の光量を下げて必要な輝度成分を得ている。 That is, in addition to the illumination of visible light from the imaging visible light source unit, the luminance component reflected from the subject is increased by illuminating the infrared light from the imaging infrared light source unit, and thereby an excess luminance component Only the amount of visible light is reduced to obtain the necessary luminance component.
これにより、眩しさを感じない赤外光を併用照明しない場合より眩しさを感じる可視光の光量を少なくして被写体に照明することができ、撮影時に被写体にとって照明される光が眩しくないようにすることを可能とする撮像装置、テレビドアホン装置、監視カメラ、デジタルカメラ、デジタルムービ、携帯電話などに有用なものである。 This makes it possible to illuminate the subject by reducing the amount of visible light that feels dazzling than when not illuminating infrared light that does not feel glare, and so that the light illuminated for the subject is not dazzled It is useful for imaging devices, TV door phone devices, surveillance cameras, digital cameras, digital movies, mobile phones, etc.
1 テレビドアホン装置
2 子機
2a 子機本体
3 親機
3a 親機本体
4 来訪者
5 居住者
6 呼出ボタン
7 子機制御部
8 子機通話部
8a,12a マイク
8b,12b スピーカ
8c,12c 通話I/F
9 撮像装置
9a 撮影用赤外光源部
9b 撮影用可視光源部
9c 撮像部
9d 明るさ検出部
9e,13a 映像I/F
9f 光量制御部
10 操作ボタン
11 親機制御部
12 親機通話部
13 表示装置
13b 液晶表示パネル
20 レンズ部
21,30,31 色分解フィルタ
22 受光素子
23,27 カラー信号処理部
23a,27a 輝度色差変換部
23b 輝度合成部
24 彩度検出部
25 コントラスト検出部
26 明るさ推定部
27b 色差補正部
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
9f Light
Claims (9)
前記被写体を照明する撮影用可視光源部と、
前記被写体を撮影する撮像部とを備え、
前記撮像部は前記撮影用赤外光源部からの赤外光と前記撮影用可視光源部からの可視光とが併用照明された前記被写体を撮影すると共に前記被写体を撮影して得た複数の色成分と赤外成分とに基づいてカラー映像信号を出力する構成としたことを特徴とする撮像装置。 An infrared light source for photographing that illuminates the subject;
A visible light source for photographing that illuminates the subject;
An imaging unit for photographing the subject,
The imaging unit shoots the subject illuminated with infrared light from the photographing infrared light source unit and visible light from the photographing visible light source unit, and a plurality of colors obtained by photographing the subject. An image pickup apparatus configured to output a color video signal based on a component and an infrared component.
レンズ部と、
前記レンズ部を介して入射される入射光を複数の色成分と赤外成分とに分解する色分解フィルタと、
前記色分解フィルタを介して前記入射光を受光し、前記複数の色成分に対応した複数の色信号と前記赤外成分に対応した赤外信号とを出力する受光素子と、
前記受光素子から出力された前記複数の色信号を色差信号と輝度信号とに変換する輝度色差変換部と、
前記輝度信号と前記赤外信号とを合成した輝度合成信号を出力する輝度合成部とを備え、
前記輝度色差変換部から出力された前記色差信号と前記輝度合成部から出力された前記輝度合成信号とを前記カラー映像信号として出力する構成としたことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The imaging unit
The lens part,
A color separation filter that separates incident light incident through the lens unit into a plurality of color components and infrared components;
A light receiving element that receives the incident light through the color separation filter and outputs a plurality of color signals corresponding to the plurality of color components and an infrared signal corresponding to the infrared component;
A luminance color difference conversion unit that converts the plurality of color signals output from the light receiving element into a color difference signal and a luminance signal;
A luminance synthesis unit that outputs a luminance synthesis signal obtained by synthesizing the luminance signal and the infrared signal;
2. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the color difference signal output from the luminance / color difference conversion unit and the luminance synthesis signal output from the luminance synthesis unit are output as the color video signal. .
レンズ部と、
前記レンズ部を介して入射される入射光を赤外成分をそれぞれ含む複数の色成分に分解する色分解フィルタと、
前記色分解フィルタを介して前記入射光を受光し、前記赤外成分が重畳された複数の色信号を出力する受光素子と、
前記受光素子から出力された前記複数の色信号を色差信号と輝度信号とに変換する輝度色差変換部と、
前記輝度色差変換部から出力された前記色差信号の彩度を高くした補正色差信号を出力する色差補正部とを備え、
前記輝度色差変換部から出力された前記輝度信号と前記色差補正部から出力された前記補正色差信号とを前記カラー映像信号として出力する構成としたことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The imaging unit
The lens part,
A color separation filter that separates incident light incident through the lens unit into a plurality of color components each including an infrared component;
A light receiving element that receives the incident light through the color separation filter and outputs a plurality of color signals on which the infrared components are superimposed;
A luminance color difference conversion unit that converts the plurality of color signals output from the light receiving element into a color difference signal and a luminance signal;
A color difference correction unit that outputs a correction color difference signal in which the saturation of the color difference signal output from the luminance color difference conversion unit is increased,
2. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the luminance signal output from the luminance / color difference conversion unit and the corrected color difference signal output from the color difference correction unit are output as the color video signal. .
前記光量制御部は、前記明るさ検出部により検出された前記周囲の明るさが明るさ設定基準値よりも暗くなるのに応じて前記撮影用赤外光源部からの赤外光の光量を増加させる構成としたことを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。 Provide a brightness detector to detect the ambient brightness,
The light amount control unit increases the amount of infrared light from the photographing infrared light source unit as the ambient brightness detected by the brightness detection unit becomes darker than a brightness setting reference value. The imaging apparatus according to claim 4, wherein the imaging apparatus is configured to be configured.
前記光量制御部は、前記彩度検出部により検出された前記彩度値が彩度設定基準値よりも低くなるのに応じて前記撮影用可視光源部からの可視光の光量を増加させる構成としたことを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。 A saturation detector for detecting a saturation value from the color difference signal in the captured image is provided,
The light amount control unit increases the amount of visible light from the visible light source unit for photographing in response to the saturation value detected by the saturation detection unit being lower than a saturation setting reference value. The imaging apparatus according to claim 4, wherein
前記光量制御部は、前記コントラスト検出部により検出された前記コントラスト値がコントラスト設定基準値よりも低くなるのに応じて前記撮影用赤外光源部からの赤外光の光量を増加させる構成としたことを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。 A contrast detection unit for detecting a contrast value from the luminance signal in the captured image;
The light amount control unit is configured to increase the amount of infrared light from the photographing infrared light source unit in response to the contrast value detected by the contrast detection unit being lower than a contrast setting reference value. The imaging apparatus according to claim 4.
前記明るさ推定部は、前記被写体に前記撮影用可視光源部からの可視光により照明して得た撮像画像内の前記輝度信号の値を累積した可視光輝度値と、前記撮影用可視光源部からの可視光と前記撮影用赤外光源部からの赤外光を併用照明して得た撮像画像内の前記輝度信号の値を累積した可視赤外光併用輝度値とを検出し、前記可視光輝度値と前記可視赤外光併用輝度値との比に基づいて前記周囲の明るさを推定し、
前記光量制御部は、前記明るさ推定部により推定された前記周囲の明るさが明るさ設定基準値よりも暗くなるのに応じて前記撮影用赤外光源部からの赤外光の光量を増加させる構成としたことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の撮像装置。 A brightness estimation unit that estimates ambient brightness and a light amount control unit that controls the amount of infrared light from the imaging infrared light source unit are provided,
The brightness estimation unit includes a visible light luminance value obtained by accumulating values of the luminance signal in a captured image obtained by illuminating the subject with visible light from the photographing visible light source unit, and the photographing visible light source unit. And the visible infrared light combined luminance value obtained by accumulating the luminance signal values in the captured image obtained by combined illumination of the visible light from the infrared light source and the infrared light from the imaging infrared light source unit. Estimating the brightness of the surroundings based on the ratio of the light luminance value and the visible infrared light combined luminance value,
The light amount control unit increases the amount of infrared light from the photographing infrared light source unit as the ambient brightness estimated by the brightness estimation unit becomes darker than a brightness setting reference value. The imaging apparatus according to claim 2, wherein the imaging apparatus is configured to be configured to be configured.
この子機と電気的に接続されると共に前記撮像装置により来訪者を撮影して得たカラー映像信号を表示する表示装置を有する親機とを備えたことを特徴とするテレビドアホン装置。 A handset having the imaging device according to any one of claims 1 to 8,
A television door phone apparatus comprising: a master unit electrically connected to the slave unit and having a display device for displaying a color video signal obtained by photographing a visitor by the imaging device.
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2009
- 2009-01-30 JP JP2009019159A patent/JP2010178111A/en active Pending
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