JP2019009653A

JP2019009653A - インターホン機器におけるカメラモジュールの調整方法

Info

Publication number: JP2019009653A
Application number: JP2017124452A
Authority: JP
Inventors: 真則尾崎; Masanori Ozaki
Original assignee: Aiphone Co Ltd
Current assignee: Aiphone Co Ltd
Priority date: 2017-06-26
Filing date: 2017-06-26
Publication date: 2019-01-17

Abstract

【課題】従来のような煩わしい作業を要せずとも、違和感のない映像とすることができるインターホン機器におけるカメラモジュールの調整方法を提供する。【解決手段】検査治具３１にセットされたカメラモジュール６で検査用チャートを撮像し、その画像をズレ補正制御装置２１の画像入力部２２に入力させるとともに、ズレ補正制御装置２１の制御・判定部２３において、今回撮像された画像と、予め設置されている基準画像との比較から、カメラモジュールのレンズの中心とイメージセンサの中心とがずれているか否かを判断させる。また、ずれている場合にはズレ量を算出させるとともに、当該ズレ量にもとづき、カメラモジュール６においてイメージセンサにおける表示領域を遷移させ、自動的にレンズの中心と表示領域の中心とを一致させる。【選択図】図５

Description

本発明は、たとえばインターホン子機等のインターホン機器に設けられるカメラモジュールに関し、カメラモジュールのイメージセンサにおける表示領域を調整するためのインターホン機器におけるカメラモジュールの調整方法に関するものである。

従来、たとえばインターホン子機等のインターホン機器には、レンズ、レンズを保持するレンズ鏡枠、レンズ鏡枠を支持するレンズホルダー、及びイメージセンサが搭載された回路基板を備えてなるカメラモジュールが設けられていることが多い（たとえば特許文献１）。そして、このカメラモジュールで撮像された映像は、たとえばインターホン親機等の他のインターホン機器へ送られ、そのインターホン機器に備えられている表示画面に表示される。

また、インターホン機器が他のインターホン機器へ映像を送るに際しては、イメージセンサの全領域のデータが映像として出力されるわけではなく、イメージセンサの中心から上下左右へ所定の範囲が表示領域として設定されており、その表示領域内のデータが映像として出力されることになる。したがって、レンズの中心がイメージセンサの中心からずれていると、実際には表示画面の中央に写っていてほしい位置が表示画面からずれた位置に表示されるため、ユーザーに違和感を抱かせてしまうことになる。そこで、従来では、作業者が手作業によってレンズホルダーの回路基板に対する位置を調整することにより、レンズの中心とイメージセンサの中心とを合わせていた。

特開２０１０−９３６４８号公報

しかしながら、作業者が手作業によってレンズの中心とイメージセンサの中心とを合わせようとしても、その精度には限度がある。また、レンズの中心とイメージセンサの中心とを合わせる作業は非常に煩わしく、生産性の低下を招く原因ともなっている。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みなされたものであって、従来のような煩わしい作業を要せずとも、違和感のない映像とすることができるインターホン機器におけるカメラモジュールの調整方法を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、インターホン機器に設けられ、レンズと、レンズを保持するレンズ鏡枠と、レンズ鏡枠を支持するレンズホルダーと、イメージセンサが搭載されているとともに、レンズホルダーと一体化される回路基板とを備えており、イメージセンサの中心から所定の範囲が表示領域とされて、表示領域内のデータを映像として出力するカメラモジュールに関し、イメージセンサにおける表示領域を調整するためのインターホン機器におけるカメラモジュールの調整方法であって、カメラモジュールを、カメラモジュールと電気的に接続される制御装置を備えた調整装置に設置する第１工程と、カメラモジュールが、所定の距離に配置されている所定の図を撮像する第２工程と、制御装置が、撮像された図の画像と制御装置に予め設定されている基準画像とを比較し、レンズの中心とイメージセンサの中心とがずれているか否かを判断するとともに、ずれている場合にはズレ量を算出する第３工程と、カメラモジュールが、制御装置による判断結果、及び算出されたズレ量にもとづいて、イメージセンサにおける表示領域を遷移させて、レンズの中心と表示領域の中心とを一致させる第４工程とを実行することを特徴とする。
そして、本発明によれば、カメラモジュールで撮像した図の画像と基準画像との比較により、調整装置においてレンズの中心とイメージセンサの中心とがずれているか否かが判断される。また、ずれている場合にはズレ量が算出されるとともに、カメラモジュールにおいてイメージセンサにおける表示領域が遷移され、自動的にレンズの中心と表示領域の中心とを一致させる。したがって、従来よりも高い精度でレンズの中心とイメージセンサの中心とを一致させることができ、違和感の全くない映像を出力するインターホン機器を製造することができる。また、そのようなインターホン機器を、従来のような煩わしい作業を要せずとも容易に製造することができ、生産性の向上を図ることができる。

本発明によれば、カメラモジュールで撮像した図の画像と基準画像との比較により、調整装置においてレンズの中心とイメージセンサの中心とがずれているか否かが判断される。また、ずれている場合にはズレ量が算出されるとともに、カメラモジュールにおいてイメージセンサにおける表示領域が遷移され、自動的にレンズの中心と表示領域の中心とを一致させる。したがって、従来よりも高い精度でレンズの中心とイメージセンサの中心とを一致させることができ、違和感の全くない映像を出力するインターホン機器を製造することができる。また、そのようなインターホン機器を、従来のような煩わしい作業を要せずとも容易に製造することができ、生産性の向上を図ることができる。

インターホン子機を前面側から示した説明図である。インターホン子機の鉛直断面を示した説明図である。図２中のカメラモジュール部分を拡大して示した説明図である。インターホン子機の制御機構を示したブロック図である。調整装置を示したブロック図である。レンズの中心とイメージセンサの中心とが一致している際の表示領域を示した説明図である。レンズの中心とイメージセンサの中心とがずれている際の表示領域を示した説明図である。カメラモジュールにおける表示領域の調整に係るフローチャート図である。

以下、本発明の一実施形態となるインターホン子機におけるカメラモジュールの組み立て方法について、図面にもとづき詳細に説明する。

まずインターホン子機１の全体的な構造について説明する。図１は、インターホン子機１を前面側から示した説明図である。図２は、インターホン子機１の鉛直断面を示した説明図である。図３は、図２中のカメラモジュール６部分を拡大して示した説明図である。図４は、インターホン子機１の制御機構を示したブロック図である。
インターホン子機１は、前側に配置される前ケース２と、後側に配置される後ケース３とで構成される本体ケースを有しており、この本体ケースの前面上部には、カメラ窓４が開設され、該カメラ窓４内にレンズ５が露出するように、カメラモジュール６が本体ケース内に設置されている。カメラモジュール６は、レンズ５、レンズ５を保持するレンズ鏡枠１１、レンズ鏡枠１１を支持するレンズホルダー１２、及びイメージセンサ１４が搭載された回路基板１３とを備えてなる。レンズ鏡枠１１は、自身の後部をレンズホルダー１２へ螺合させることでレンズホルダー１２に支持されており、レンズ鏡枠１１のレンズホルダー１２に対する螺合度合いを調整することにより、レンズ５のフォーカスを調整可能となっている。また、レンズホルダー１２と回路基板１３とはネジ止めにより一体化されている。一方、カメラ窓４の右側には、通話のためのマイク部７が設けられている。さらに、本体ケースの前面下部には、来訪者が居住者を呼び出す際に操作する呼出ボタン８と、通話のためのスピーカ部９とが設けられている。なお、本体ケースには、カメラ６の前方を覆うようにレンズカバー１０が取り付けられる。

そして、上述したようなインターホン子機１は、住戸の玄関の壁面等に設置されており、来訪者によって呼出ボタン８が操作されると、住戸内に設置されているインターホン親機（図示せず）を呼び出すとともに、カメラモジュール６を作動させて来訪者を撮像する。また、カメラモジュール６により撮像された映像は、インターホン親機に備えられている表示画面に表示される。また、後述するような調整前のカメラモジュール６では、従来同様、イメージセンサ１４の中心Ｏから所定の範囲が表示領域２６（図６に示す）として設定されている。そして、回路基板１３上に搭載されたカメラＤＳＰ（digital signal processor）１５により、イメージセンサ１４の上記表示領域２６内のデータが映像として処理され、インターホン親機へ出力される。一方、インターホン親機では、インターホン子機１から入力された映像の中心を表示画面の中心に一致させて、映像を表示画面に表示する。

ここで、本発明の要部となるカメラモジュール６における表示領域２６の調整について説明する。図５は、調整装置を示したブロック図である。図６は、レンズ５の中心とイメージセンサ１４の中心とが一致している際の表示領域２６を示した説明図である。図７は、レンズ５の中心とイメージセンサ１４の中心とがずれている際の表示領域２６を示した説明図である。図８は、カメラモジュール６における表示領域２６の調整に係るフローチャート図である。

カメラモジュール６における表示領域２６の調整を行うにあたり、カメラモジュール６をセット可能な検査治具（ＤＵＴ）３１と、カメラモジュール６から映像を入力可能であるとともに、当該映像に関してズレ量等を求め、カメラモジュール６へ指令を送信可能なズレ補正制御装置２１とを備えた調整装置を使用する。

そして、レンズ５を保持したレンズ鏡枠１１をレンズホルダー１２に支持させるとともに、当該レンズホルダー１２を回路基板１３にネジ止めして、予めカメラモジュール６を組み立てておく。また、レンズ鏡枠１１のレンズホルダー１２への螺合度合いを調整して、レンズ５のフォーカスの調整についても完了させておく。そうしておいて、まずフォーカス調整済みのカメラモジュール６を検査治具３１にセットするとともに、カメラモジュール６とズレ補正制御装置２１とを電気的に接続することにより、カメラモジュール６を調整装置に設置する（Ｓ１）。

また、調整装置に設置されたカメラモジュール６により、カメラモジュール６から所定距離だけ離れた位置に配置されている所定の検査用チャート図２５を撮像させる（Ｓ２）。この検査用チャート図２５を撮像した画像は、カメラモジュール６からズレ補正制御装置２１の画像入力部２２へ送られ、制御・判定部２３において、撮像された画像と予め記憶されている基準画像（すなわち、レンズ５の中心とイメージセンサ１４の中心とが一致したカメラモジュール６で検査用チャート図２５を撮像した画像）とが比較され、レンズ５の中心とイメージセンサ１４の中心とがずれているか否かが判断されるとともに、ずれている場合には、どちらの方向へどれだけの量ずれているかというズレ量が求められる（Ｓ３）。そして、ずれている場合には、ズレ補正制御装置２１からカメラモジュール６へとズレ量等が指令され、カメラモジュール６では、当該指令にもとづきイメージセンサ１４における表示領域２６を遷移させて、表示領域２６の中心とレンズ５の中心とを一致させる（Ｓ４）。なお、検査のために撮像された画像と基準画像との比較による上記判断及びズレ量の算出は、領域ｘと周囲の領域ａ〜ｈとのコントラスト値の差を両画像で比較等することにより行われる。

ここで、上記調整について図６及び図７にもとづき具体的に説明する。
レンズ５の中心とイメージセンサ１４の中心とが一致している状態において、カメラモジュール６により検査用チャート図２５を撮像すると、図６に示すように検査用チャート図２５の領域ｘの中心が中央に位置した画像が画像入力部２２に入力されることになる。したがって、このような場合には、制御・判定部２３において今回撮像された画像と基準画像とを比較した際、両画像が一致することから、レンズ５の中心とイメージセンサ１４の中心とはずれていないと判断され、ズレ量の算出や表示領域２６の遷移等が行われることなく調整作業は終了となる。

ただ、レンズホルダー１２と回路基板１３とのネジ止め精度には限度があるため、ネジ止めのみでレンズ５の中心とイメージセンサ１４の中心とを一致させることは難しい。そして、たとえばレンズ５の中心がイメージセンサ１４の中心から右方向へずれていると、図７（ａ）に示すように、領域ｘの中心が左方向へずれた画像（言い換えるなら、イメージセンサ１４において表示領域２６が右方向へ遷移したかのような画像）が撮像される。そこで、制御・判定部２３では、今回撮像した映像と基準映像との比較から右方向へずれていることを判断するとともにそのズレ量を算出し、当該ズレ量だけイメージセンサ１４における表示領域２６を左方向へ遷移させるようにカメラモジュール６へ指令を送信する。そして、カメラモジュール６では、ズレ補正制御装置２１からの指令にしたがい、当初はイメージセンサ１４の中心を基準として設定されていた表示領域２６を左側へ遷移させて再設定する。したがって、そのような調整後は、レンズ５の中心とイメージセンサ１４の中心とが一致しているかのような映像、すなわち領域ｘの中心が中央に位置する映像が撮像されることになる。一方、レンズ５の中心がイメージセンサ１４の中心から上方向へずれていると、図７（ｂ）に示すように、領域ｘの中心が下方向へずれた画像が撮像される。そこで、制御・判定部２３では、ズレ量を算出するとともに、算出したズレ量だけイメージセンサ１４における表示領域２６を下方向へ遷移させるようにカメラモジュール６側へ指令を送信する。したがって、カメラモジュール６では、その指令にしたがって表示領域２６を下側へ遷移させるような再設定が行われ、上記同様、領域ｘの中心が中央に位置する映像が撮像されることになる。

以上のようなカメラモジュール６の調整方法によれば、検査治具３１にセットされたカメラモジュール６で検査用チャート図２５を撮像し、その画像をズレ補正制御装置２１の画像入力部２２に入力させるとともに、ズレ補正制御装置２１の制御・判定部２３において、今回撮像された画像と、予め設置されている基準画像との比較から、レンズ５の中心とイメージセンサ１４の中心とがずれているか否かを判断させる。また、ずれている場合にはズレ量を算出させるとともに、当該ズレ量にもとづき、カメラモジュール６においてイメージセンサ１４における表示領域２５を遷移させ、自動的にレンズ５の中心と表示領域２６の中心とを一致させる。したがって、従来よりも高い精度でレンズ５の中心とイメージセンサ１４の中心とを一致させることができ、違和感の全くない映像を出力するインターホン子機１を製造することができる。また、そのようなインターホン子機１を、従来のような煩わしい作業を要せずとも容易に製造することができ、生産性の向上を図ることができる。

なお、本発明に係るインターホン機器におけるカメラモジュールの調整方法は、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、インターホン機器の全体的な構成を始め、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。

たとえば、上記実施形態では、インターホン機器の一例であるインターホン子機のカメラモジュールについて説明しているが、本発明は、インターホン親機や集合玄関機等の他のインターホン機器におけるカメラモジュールに対しても好適に採用することができる。
また、どのような図を撮像させて、調整装置において比較させるかは適宜変更可能であるし、ずれているか否かの判断に係る所定の閾値を設定し、厳密にはずれているけれども閾値内であればずれていないと判断するように構成することも可能である。
さらに、本発明に係る調整方法を実行するタイミングは、カメラモジュールをインターホン機器のケースへ固定する前であってもよいし、ケースへの固定後であってもよい。

１・・インターホン子機（インターホン機器）、５・・レンズ、６・・カメラモジュール、１１・・レンズ鏡枠、１２・・レンズホルダー、１３・・回路基板、１４・・イメージセンサ、１５・・カメラＤＳＰ、２１・・ズレ補正制御装置（調整装置）、２５・・検査用チャート図、２６・・表示領域、３１・・検査治具（調整装置）。

Claims

インターホン機器に設けられ、レンズと、前記レンズを保持するレンズ鏡枠と、前記レンズ鏡枠を支持するレンズホルダーと、イメージセンサが搭載されているとともに、前記レンズホルダーと一体化される回路基板とを備えており、前記イメージセンサの中心から所定の範囲が表示領域とされて、前記表示領域内のデータを映像として出力するカメラモジュールに関し、前記イメージセンサにおける前記表示領域を調整するためのインターホン機器におけるカメラモジュールの調整方法であって、
前記カメラモジュールを、前記カメラモジュールと電気的に接続される制御装置を備えた調整装置に設置する第１工程と、
前記カメラモジュールが、所定の距離に配置されている所定の図を撮像する第２工程と、
前記制御装置が、撮像された前記図の画像と前記制御装置に予め設定されている基準画像とを比較し、前記レンズの中心と前記イメージセンサの中心とがずれているか否かを判断するとともに、ずれている場合にはズレ量を算出する第３工程と、
前記カメラモジュールが、前記制御装置による判断結果、及び算出された前記ズレ量にもとづいて、前記イメージセンサにおける前記表示領域を遷移させて、前記レンズの中心と前記表示領域の中心とを一致させる第４工程と
を実行することを特徴とするインターホン機器におけるカメラモジュールの調整方法。