(57)【要約】【課題】高画質の拡大画像を得ることができるとともに、待機状態から動作状態に移行した際に、露出制御を高速化することができるテレビドアホンシステムを提供する。【解決手段】子機１００で撮像を開始する時、撮像素子１０１から動画読出方式で電気信号を読み出すためのタイミング信号をタイミング信号発生手段１０３に生成させ、Ａ／Ｄ変換手段１０２の出力をそのまま映像処理手段１０６及び露出演算手段１０５に入力するために映像切出手段１０４による切出し動作を停止させるとともに、露出演算手段１０５で算出された露出制御用のデータと露出制御の目標値の差が予め設定した第１の規定値以下になるまで、親機１２０の操作手段１２３からの指示を受け付けない。それにより、高画質の拡大画像を得ることができるとともに、待機状態から動作状態に移行した際に露出制御が安定するまでの時間を短縮することができる。【選択図】図１
2009010473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
訪問者を撮影する子機と、通信回線によって前記子機と接続され、前記子機が撮影した画像を表示する親機とを備えたテレビドアホンシステムにおいて、
前記子機は、
光信号を電気信号に変換して前記電気信号を出力する撮像素子、
前記撮像素子を駆動するためのタイミング信号を発生するタイミング信号発生手段、
前記撮像素子から出力される電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段、
前記Ａ／Ｄ変換手段の出力から指定された矩形領域を切出して出力する映像切出手段、
前記映像切出手段の出力信号を処理してデジタル映像信号を生成する映像処理手段、
前記映像切出手段の出力信号から露出制御用のデータを算出する露出演算手段、
前記親機に信号を送信する子機送信手段、
前記親機から信号を受信する子機受信手段、及び
前記子機の動作を制御する子機制御手段を備え、
前記親機は、
前記子機から信号を受信する親機受信手段、
前記親機受信手段によって受信された映像信号を表示する映像表示手段、
前記映像表示手段における映像の表示態様を変更するための指示を入力する操作手段、
前記親機の動作を制御する親機制御手段、及び
前記指示を前記子機に送信する親機送信手段を備え、
前記子機制御手段は、
前記子機で撮像を開始する時、前記撮像素子から動画読出方式で前記電気信号を読み出すための前記タイミング信号を前記タイミング信号発生手段に生成させ、
前記Ａ／Ｄ変換手段の出力をそのまま前記映像処理手段及び前記露出演算手段に入力するために前記映像切出し手段による切出し動作を停止させるとともに、
前記露出演算手段で算出された露出制御用のデータと露出制御の目標値の差が予め設定した第１の規定値以下になるまで、前記操作手段からの前記指示を受け付けないことを特徴とする、テレビドアホンシステム。
【請求項２】
前記子機は、前記タイミング信号発生手段で発生される電子シャッターパルスのパルス数を切り替えるためのシャッターパルス切替手段を更に備え、
前記子機制御手段は、前記子機で撮像を開始する時、前記露出演算手段で算出された最初の有効な露出制御用のデータによって、前記シャッターパルス切替手段を制御することを特徴とする、請求項１に記載のテレビドアホンシステム。
【請求項３】
前記親機は、現在の時刻に関する情報を保持する時計手段を更に備え、
前記親機制御手段は、前記子機で撮像を開始する時、前記時計手段から現在の時刻に関する情報を取得して、前記子機に前記時刻情報を送信し、
前記子機制御手段は、前記親機から受信した前記時刻情報によって、前記シャッターパルス切替手段を制御することを特徴とする、請求項２に記載のテレビドアホンシステム。
【請求項４】
前記子機は、前記映像切出手段から指定された矩形領域を切出して出力する場合に、同じ矩形領域が連続して指定されているフレーム数を計数するカウンタ手段を更に備え、
前記子機制御手段は、前記カウンタ手段で計数されたフレーム数が予め設定した第２の規定値以上になるまで、露出制御を停止することを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載のテレビドアホンシステム。
【請求項５】
前記子機は、前記タイミング信号発生手段で発生されるタイミング信号のフレームレートを変更するフレームレート切替手段を更に備え、
前記子機制御手段は、前記親機の前記操作手段でフレームレートを変更する指示が入力され、前記タイミング信号発生手段で発生される電子シャッターパルスのパルス数が最小の状態で、前記露出演算手段で算出された露出制御用のデータが露出制御の目標値より小さく、なおかつその差が予め設定した第３の規定値以上の場合、前記フレームレート切替手段を制御してフレームレートを低速にすることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載のテレビドアホンシステム。
【請求項６】
前記子機は、前記映像処理手段で生成されるデジタル映像信号に含まれる輪郭補正信号の特性を切り替える輪郭補正切替手段を更に備え、
前記子機制御手段は、前記映像切出手段から切出される矩形領域の大きさに応じて、前記輪郭補正切替手段を制御することを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載のテレビドアホンシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テレビドアホンシステムに関し、特に、来訪者の顔を電子的にズームして表示することができるデジタルパン・チルト機能を備えたテレビドアホンシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、玄関等に設置される子機にカメラを備え、屋内にいる住人が、子機に備わるカメラが撮影した画像を親機の画面で確認しながら、訪問者と通話できるテレビドアホンシステムが普及している。
【０００３】
しかしながら、訪問者の身長や玄関等で立つ位置などによっては、子機のカメラの撮影範囲から外れてしまうため、親機の画面で訪問者を確認できないことがある。
【０００４】
この撮影ズレの対策として、次のような３つの方法が採用されている。
第１の方法は、広角レンズを使用して撮影範囲を広くする方法である。この場合、レンズ以外は変更する必要がないので、実現は容易である。しかし、訪問者の顔などの最も見たい部分も小さく映るので、画面が見にくいという欠点がある。
【０００５】
第２の方法は、子機のカメラ部をモーター等の機械的な駆動部を使用してパン・チルトさせる方法である。この場合、カメラ部には従来と同じ画角のレンズを使用できるので、訪問者の顔が小さく映るという欠点がない。しかし、パン・チルトのための機構部が必要なために小型化・薄型化が難しく、また、パン・チルト操作時に動作音が発生するため、訪問者にカメラ部を操作していることを察知され、監視されているという不快な印象を与えてしまうという欠点がある。
【０００６】
第３の方法は、広角レンズを使用して撮影した画像の一部を電子的にズームして、拡大表示する方法である。この場合、機構部が存在しないので、動作音は発生しない。また、局所的に拡大して、訪問者の顔を確認したいという要望と、訪問者を含む玄関等の全体的な様子を確認したいという要望の両方に対応できる。しかし、電子ズームで画像を局所的に拡大表示する場合、カメラ部に使用する撮像素子の解像度が十分に高くないと、拡大した画像では解像度の粗さが目立ち、画質が低下するという欠点がある。
【０００７】
そこで、表示ユニットの画素数より多い画素を有する撮像素子を使用するテレビドアホンシステムが提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、上記のように撮像素子の画素数が多くなると、撮像素子から全画素のデータを読み出すのに時間がかかる。その結果、従来のＮＴＳＣ（National Television System Committee）方式に準拠した撮像素子（有効画素数は２５万画素程度）を使用する場合に比べて、フレームレートが低下するという現象が現れる。
例えば、ＮＴＳＣ方式の撮像素子を使用する場合、１フィールドは約１／６０秒であるのに対して、デジタルスチルカメラや携帯電話等で主に静止画撮影用に採用されている数百万画素クラスの撮像素子を使用すると、フレームレートは１／７．５〜１／１５秒程度に低下してしまう。
【０００８】
子機のカメラ部は、電源が供給されず撮像を行っていない待機状態と、電源が供給されて撮像を行っている動作状態のいずれかである。
カメラ部の露出やホワイトバランスの制御は、電源が供給された直後から開始されるが、最適な値に到達するまでにある程度の時間が必要である。例えば、露出制御の場合、撮像素子からの光電変換信号から算出した露出制御用のデータと露出制御の目標値の差が一定値以下となるように、撮像素子を駆動する電子シャッターパルスのパルス数やＡＧＣ（Automatic Gain Control）アンプの利得をフィードバック制御する必要がある。
しかし、電源が供給された直後は、通常、露出制御は、電子シャッターパルスのパルス数が最大又は最小の状態から開始されるので、最適な露出状態になるまでには、フィードバック制御を繰り返す必要があり、ある程度の時間を要することになる。
【０００９】
ここで、制御が安定するまでに実行されるフィードバック制御の回数をＮ回とすると、最適な露出状態に達するまでの時間は、ＮＴＳＣ方式の撮像素子を使用する場合は、Ｎ／６０秒であるのに対して、高画素数の撮像素子を使用する場合は、例えばフレームレートを１／７．５秒とすると、Ｎ／７．５秒になり、８倍時間がかかることになる。このタイムラグにより、待機状態から動作状態に切り換わる時、モニタ画面に適切な映像が表示されるまでに、かなりの時間がかかるという問題がある。
この時間を短縮するためには、カメラ部を常時動作状態にしておけばよい。しかし、この場合、電源を常時供給しなければならず、無駄な電力を消費することになる。
【特許文献１】特開２００４−３０４５５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、子機で撮像を開始する時に、露出制御がその目標値との差で所定の範囲にまで安定するまでは、映像切出し手段による切出し動作を停止するとともに、親機における映像の表示態様を変更しないように制御する点で解決すべき課題がある。
【００１１】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、高画質の拡大画像を得ることができるとともに、待機状態から動作状態に移行した際に、露出制御を高速化することができるテレビドアホンシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の課題を解決するために、本発明のテレビドアホンシステムは、訪問者を撮影する子機と、通信回線によって子機と接続され、子機が撮影した画像を表示する親機とを備える。子機は、光信号を電気信号に変換して出力する撮像素子と、撮像素子を駆動するためのタイミング信号を発生するタイミング信号発生手段と、撮像素子から出力される電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、Ａ／Ｄ変換手段の出力から指定された矩形領域を切出して出力する映像切出手段と、映像切出手段の出力信号を処理してデジタル映像信号を生成する映像処理手段と、映像切出手段の出力信号から露出制御用のデータを算出する露出演算手段と、親機に信号を送信する子機送信手段と、親機から信号を受信する子機受信手段と、子機の動作を制御する子機制御手段とを備える。親機は、子機から信号を受信する親機受信手段と、親機受信手段によって受信された映像信号を表示する映像表示手段と、当該映像表示手段における映像の表示態様を変更するための指示を入力する操作手段と、親機の動作を制御する親機制御手段と、指示を子機に送信する親機送信手段とを備える。
そして、子機制御手段は、子機で撮像を開始する時、撮像素子から動画読出方式で電気信号を読み出すためのタイミング信号をタイミング信号発生手段に生成させ、Ａ／Ｄ変換手段の出力をそのまま映像処理手段及び露出演算手段に入力するために映像切出手段による切出し動作を停止させるとともに、露出演算手段で算出された露出制御用のデータと露出制御の目標値の差が予め設定した第１の規定値以下になるまで、操作手段からの指示を受け付けない。
【００１３】
また、子機は、タイミング信号発生手段で発生される電子シャッターパルスのパルス数を最大又は最小の状態に切り替えるためのシャッターパルス切替手段とを備える。
そして、子機制御手段は、子機で撮像を開始する時、露出演算手段で算出された最初の有効な露出制御用のデータによって、シャッターパルス切替手段を制御する。
【００１４】
また、親機は、現在の時刻に関する情報を保持する時計手段とを備える。
そして、親機制御手段は、子機で撮像を開始する時、時計手段から現在の時刻に関する情報を取得して、子機に時刻情報を送信する。子機制御手段は、親機から受信した時刻情報によって、シャッターパルス切替手段を制御する。
【００１５】
また、子機は、映像切出手段から指定された矩形領域を切出して出力している場合に、同じ矩形領域が連続して指定されているフレーム数を計数するカウンタ手段とを備える。  そして、子機制御手段は、カウンタ手段で計数されたフレーム数が予め設定した第２の規定値以上になるまで、露出制御を停止する。
【００１６】
また、子機は、タイミング信号発生手段で発生されるタイミング信号のフレームレートを変更するフレームレート切替手段とを備える。
そして、子機制御手段は、親機の操作手段でフレームレートを変更する指示が入力され、タイミング信号発生手段で発生される電子シャッターパルスのパルス数が最小の状態で、露出演算手段で算出された露出制御用のデータが露出制御の目標値より小さく、なおかつその差が予め設定した第３の規定値以上の場合、フレームレート切替手段を制御してフレームレートを低速にする。
【００１７】
更に、子機は、映像処理手段で生成されるデジタル映像信号に含まれる輪郭補正信号の特性を切り替える輪郭補正切替手段とを備える。
そして、子機制御手段は、映像切出手段から切出される矩形領域の大きさに応じて、輪郭補正切替手段を制御する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るテレビドアホンシステムによれば、高画質の拡大画像を得ることができるとともに、待機状態から動作状態に移行した際に露出制御が安定するまでの時間を短縮することができる。
また、パン・チルト操作の途中では、露出制御を固定することで、露出制御の変化によって画像の明るさが急激に変化して、表示が見にくくなる現象を防止できると共に、パン・チルト操作が一定周期以上実施されない場合は、露出制御の最適化が図られるので、見やすい画像を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称及び機能も同じである。したがって、それらについては詳細な説明は繰り返さない。
【００２０】
＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係るテレビドアホンシステム１０の構成について説明する。テレビドアホンシステム１０は、子機１００及び親機１２０、並びに両者を接続する通信回線１３０を備えている。
【００２１】
子機１００は、撮像素子１０１と、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換手段１０２と、タイミング信号発生手段１０３と、映像切出手段１０４と、露出演算手段１０５と、映像処理手段１０６と、子機通信手段１０７と、呼出ボタン１０８と、子機制御手段１０９とを備えている。
被写体を撮影した光信号は、撮像素子１０１に入力される。撮像素子１０１は、タイミング信号発生手段１０３からの各種駆動信号に基づいて作動可能なようにタイミング信号発生手段１０３に接続されている。撮像素子１０１は、その駆動信号に基づいて信号電荷を読み出し、光電変換処理を実行する。
【００２２】
Ａ／Ｄ変換手段１０２は、撮像素子１０１から出力されるアナログ電気信号をデジタル信号に変換し、映像切出手段１０４に送出する。
映像切出手段１０４は、子機制御手段１０９からの制御信号によって、Ａ／Ｄ変換手段１０２からの出力を処理可能なように、Ａ／Ｄ変換手段１０２と子機制御手段１０９とにそれぞれ接続されている。映像切出手段１０４は、Ａ／Ｄ変換手段１０２の出力に対して指定された水平方向及び垂直方向の読み出し位置から開始する矩形領域のデジタル信号を切り出して出力する。出力された信号は、露出演算手段１０５と映像処理手段１０６に入力される。
【００２３】
露出演算手段１０５は、映像切出手段１０４から出力されるデジタル映像信号を１フレーム分加算平均して算出した露出制御用のデータを子機制御手段１０９に出力する。データの算出に際して、画面を複数のブロックに分割して、各ブロック毎に重み付けを行ったり、ピーク値を加味して演算する方法を採用してもよい。
【００２４】
映像処理手段１０６は、映像切出手段１０４からの出力と、子機制御手段１０９からの制御信号とに基づいて作動可能なように、映像切出手段１０４と子機制御手段１０９とに接続されている。映像処理手段１０６は、子機制御手段１０９から出力される制御信号に基づいて、映像切出手段１０４から出力されるデジタル信号に対して予め定められた処理を実行し、デジタル映像信号として子機通信手段１０７に送出する。
【００２５】
子機通信手段１０７は、映像処理手段１０６からの出力に基づいて作動可能なように、映像処理手段１０６に接続されている。更に、子機通信手段１０７は、通信回線１３０に接続されている。子機通信手段１０７は、子機制御手段１０９から出力される制御信号に基づいて、映像処理手段１０６から出力されたデジタル映像信号の信号形式を変換し、変換後の信号を通信回線１３０に対して送信する。送信された信号は、親機１２０によって受信される。
【００２６】
図１を再び参照して、親機１２０は、親機通信手段１２１と、映像表示手段１２２と、操作手段１２３と、親機制御手段１２４とを備える。親機通信手段１２１は、通信回線１３０を介して子機１００に接続されている。
【００２７】
親機通信手段１２１は、子機１００によって送信された信号を通信回線１３０を介して受信する。この信号は、子機１００によって撮影された被写体の映像信号を含む。
映像表示手段１２２は、親機通信手段１２１からの出力と親機制御手段１２４からの出力とに基づいて作動可能なように、親機通信手段１２１と親機制御手段１２４とにそれぞれ接続されている。映像表示手段１２２は、親機通信手段１２１によって受信された信号に基づいて子機１００によって撮影された被写体（例えば訪問者）の映像を表示する。
操作手段１２３は、映像表示手段１２２に表示される映像の表示態様を切り換えるための操作を受け付ける。操作手段１２３は、例えば親機１２０を構成する筐体（図示しない）に設けられたボタンによって実現される。操作手段１２３は、親機１２０の使用者による操作を受け付けて、当該操作に応じた信号を親機制御手段１２４に送出する。
親機制御手段１２４は、親機通信手段１２１と映像表示手段１２２と操作手段１２３とにそれぞれ接続されている。親機制御手段１２４は、操作手段１２３からの信号に基づいて当該信号により特定される指示を生成し、親機通信手段１２１を介して、当該指示を子機１００に向けて送信させる。
【００２８】
他の局面においては、親機制御手段１２４は、操作手段１２３に対する操作に基づいて映像表示手段１２２における映像の表示態様を切り換え得る。例えば、親機制御手段１２４は、映像表示手段１２２における映像の明るさを切り換えるための指示を生成し、映像表示手段１２２に送信する。映像表示手段１２２は、その指示に応じて明るさを切り換えて、映像を表示する。
【００２９】
図２を参照して、本実施の形態に係る撮像素子１０１の構成について説明する。撮像素子１０１は、複数の受光部７１１−１，７１１−２，・・・，７１１−ｎと、複数の垂直ＣＣＤ（Charge Coupled Device）７１２−１，７１２−２，・・・，７１２−ｎと、水平ＣＣＤ７１３と、電荷電圧変換部７１４と、出力アンプ７１５と、垂直転送電極７１６と、水平転送電極７１７とを備える。各受光部については、総称するときは受光部７１１と表わす。同様に、垂直ＣＣＤについても総称するときは垂直ＣＣＤ７１２と表わす。
【００３０】
受光部７１１は、撮像素子１０１に入射される光信号を電気信号に変換する。ある局面においては、受光部７１１は、例えばフォトダイオードによって実現される。受光部７１１は、複数の受光部７１１−１，・・・，７１１−ｎによって行列状に配置されている。  また、受光部７１１には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の原色のカラーフィルタが、ベイヤー配列で配置されている。この配列では、セルが格子状に配置され、そのセルの２分の１が緑色、４分の１が赤色、４分の１が青色で構成される。なお、配列の態様は、ベイヤー配列に限られない。また、補色のカラーフィルタを使用してもよい。
【００３１】
垂直ＣＣＤ７１２は、受光部７１１に蓄積された信号電荷を読み出して、列方向（垂直方向）に転送する。各垂直ＣＣＤ７１２−１，・・・，７１２−ｎは、各受光部７１１−１，・・・，７１１−ｎの間に配置されている。
【００３２】
水平ＣＣＤ７１３は、垂直ＣＣＤ７１２から転送される信号電荷を受けるように、垂直ＣＣＤ７１２に接続されている。水平ＣＣＤ７１３は、垂直ＣＣＤ７１２から転送された信号電荷を行方向（水平方向）に転送する。
【００３３】
電荷電圧変換部７１４は、水平ＣＣＤ７１３によって転送されてきた信号電荷を電圧信号に変換する。出力アンプ７１５は、電荷電圧変換部７１４によって出力される電圧信号を増幅して出力する。
【００３４】
垂直転送電極７１６は、垂直ＣＣＤ７１２における信号電荷の読み出しと転送とを制御する。図２に示される例では、４つの垂直転送電極φＶ１〜φＶ４を使用して４相駆動を行なう場合が示されているが、駆動の態様はこれに限られない。水平転送電極７１７は、水平ＣＣＤ７１３内での信号電荷の転送を制御する。
【００３５】
撮像素子１０１に高画素数のＣＣＤが使用される場合、ＣＣＤから画素データを読み出す方式として、すべての画素のデータを読み出して処理する「静止画読出方式」と、全画素から一部の画素データを間引いたり、加算したりするなどの処理をして読み出すデータ量を削減する「動画読出方式」とがある。
図３は「静止画読出方式」で、また、図４は「動画読出方式」で、ＣＣＤから画素データを読み出した場合の画素データの一例である。
【００３６】
まず、図２及び図３を参照して、「静止画読出方式」によって信号電荷を読み出す場合の動作について説明する。各受光部７１１の信号電荷は、垂直ＣＣＤ７１２にそれぞれ読み出される。また、読み出された信号電荷は、垂直ＣＣＤ７１２の中で混ざることなく、水平ＣＣＤ７１３の方向に順次転送される。更に、水平ＣＣＤ７１３に転送された信号電荷は、水平ＣＣＤ７１３の中で混ざることなく、電荷電圧変換部７１４の方向に順次転送される。その結果、図３のようにすべての画素のデータが混合されずに読み出される。
【００３７】
次に、図２及び図４を参照して、「動画読出方式」として、上下左右各２個の同色画素の信号電荷を加算して読み出す場合の動作について説明する。「動画読出方式」においては、３段階の手続きを経て、すべての受光部７１１の信号電荷が垂直ＣＣＤ７１２に読み出される。
まず、第３、４、７、８・・・番目、すなわち、第４ｋ−１番目と第４ｋ番目の受光部７１１の信号電荷を、垂直ＣＣＤ７１２にそれぞれ読み出す。ここで、ｋは、１、２、３、・・・、ｍ／４である。次に、各垂直ＣＣＤ７１２の信号電荷を、水平ＣＣＤ７１３の方向に、「２画素分だけ」転送する。更に、第４ｋ−３番目と第４ｋ−２番目の受光部７１１の信号電荷を、各垂直ＣＣＤ７１２に読み出す。その結果、第４ｋ−１番目と第４ｋ−３番目の受光部７１１の信号電荷及び、第４ｋ番目と第４ｋ−２番目の受光部７１１の信号電荷とが垂直ＣＣＤ７１２において加算され、垂直方向のデータ量が半分に削減される。その後、読み出された信号電荷は、垂直ＣＣＤ７１２の中で混ざることなく、水平ＣＣＤ７１３の方向に順次転送される。
【００３８】
次に、垂直ＣＣＤ７１２の信号電荷を水平ＣＣＤ７１３に読み出す際も、３段階の手続きが実施される。
まず、第３、４、７、８・・・番目、すなわち、第４ｊ−１番目と第４ｊ番目の垂直ＣＣＤ７１２の信号電荷を、水平ＣＣＤ７１３に読み出す。ここで、ｊは、１、２、３、・・・、ｎ／４である。次に、水平ＣＣＤ７１３の信号電荷を、電荷電圧変換部７１４の方向に、「２画素分だけ」転送する。更に、第４ｊ−３番目と第４ｊ−２番目の垂直ＣＣＤ７１２の信号電荷を、水平ＣＣＤ７１３に読み出す。その結果、第４ｊ−１番目と第４ｊ−３番目の受光部の信号電荷及び、第４ｊ番目と第４ｊ−２番目の垂直ＣＣＤ７１２の信号電荷とが水平ＣＣＤ７１３において加算され、水平方向のデータ量が半分に削減される。その後、読み出された信号電荷は、水平ＣＣＤ７１３の中で混ざることなく、電荷電圧変換部７１４の方向に順次転送される。その結果、図４のように、上下左右各２個の同色画素の信号電荷を加算した信号が読み出される。
なお、こうした動画読出方式の詳細については、例えば、特開２００５−３１８２４０号公報に開示されている。
【００３９】
「静止画読出方式」では、精細度が高い画像が得られる反面、読み出すデータ量が多いためフレームレートが低下するという問題がある。これに対して、「動画読出方式」では、フレームレートの低下を防止することができる。また、本実施の形態に係るテレビドアホンシステム１０では、画像を拡大して表示するときに必要となる画素数を基準にして、撮像素子１０１の画素数を定めているため、全体の画像を表示する場合は、「動画読出方式」を採用しても、精細度の低下を防止することができる。
【００４０】
図５、図６及び図７を参照して、本実施の形態に係る子機１００の制御構造について説明する。図５、図６及び図７はそれぞれ、子機１００が実行する一連の処理を表わすフローチャートである。
【００４１】
ステップＳ２０１（「Ｓ２０１」と略す。以下同様。）にて、子機制御手段１０９は、親機１２０から撮像開始の指示を受信すると、Ｓ２０２にて、「動画読出方式」で撮像を開始する指示をタイミング信号発生手段１０３と露出演算手段１０５と映像処理手段１０６とに送出する。その指示に基づいて、タイミング信号発生手段１０３は、「動画読出方式」で撮像素子１０１を駆動するためのタイミング信号を生成し、撮像素子１０１を動作させる。撮像素子１０１は、そのタイミング信号に応じて信号電荷を読み出し、Ａ／Ｄ変換手段１０２に送信する。更に、Ｓ２０３にて、子機制御手段１０９は、Ａ／Ｄ変換手段１０２の出力をそのまま露出演算手段１０５及び映像処理手段１０６に入力するために、映像切出手段１０４に、映像の切り出し動作を停止する制御信号を送出する。
【００４２】
更に、Ｓ２０４にて、露出制御を実施するために、露出制御の目標値をレジスタａに、また、予め設定された第１の規定値をレジスタｂに格納する。そして、Ｓ２０５にて、映像処理手段１０６から出力される撮像可能な範囲の全体を表示する画像信号を、子機通信手段１０７を介して、親機１２０に送信を開始する。
Ｓ２０６にて、子機制御手段１０９は、露出制御のための制御信号をタイミング信号発生手段１０３と露出演算手段１０５と映像処理手段１０６とに送出する。
【００４３】
Ｓ２０７にて、子機制御手段１０９は、親機１２０から子機１００を制御するための信号を受信したか否かを判断する。この判断は、例えば親機から送信された信号に含まれる制御コードの種類に基づいて行なわれる。子機制御手段１０９が、そのような指示を検出したと判断すると（Ｓ２０７にてＹＥＳ）、Ｓ２０８にて、その信号が撮像を終了する指示か否かを判断する。子機制御手段１０９が、撮像を終了する指示を検出したと判断すると（Ｓ２０８にてＹＥＳ）、撮像処理は終了する。そうでない場合には（Ｓ２０８にてＮＯ）、この時点では親機１２０からのパン・チルト動作等の制御指示を受け付けないために、親機１２０からの撮像終了以外の指示を無視して、処理はＳ２０９に移される。また、親機１２０から子機１００を制御するための信号を受信していない場合も（Ｓ２０７にてＮＯ）、処理はＳ２０９に移される。
Ｓ２０９にて、子機制御手段１０９は、露出演算手段１０５から露出制御用のデータを受入れ、レジスタｘに格納する。
【００４４】
Ｓ２１０にて、レジスタｘに格納された露出制御用のデータと、レジスタａに格納された露出制御の目標値の差の絶対値が、レジスタｂに格納された第１の規定値以下であるか否かを判断する。そうでない場合には（Ｓ２１０にてＮＯ）、露出制御の誤差は、第１の規定値を超えているので、最適な露出状態に到達しておらず、Ｓ２０６に戻って露出のフィードバック制御を実施する。露出制御の誤差が規定値以下の場合には（Ｓ２１０にてＹＥＳ）、露出制御は安定状態に達したと判断できるので、図６のＳ２２０に移される。
【００４５】
Ｓ２２０にて、子機制御手段１０９は、親機１２０に受信許可信号を送信する。これ以降、親機１２０からパン・チルト制御が可能になる。
Ｓ２２１にて、子機制御手段１０９は、親機１２０から子機１００を制御するための信号を受信したか否かを判断する。子機制御手段１０９が、そのような指示を検出していないと判断すると（Ｓ２２１にてＮＯ）、Ｓ２２４に移される。そのような指示を検出したと判断すると（Ｓ２２１にてＹＥＳ）、Ｓ２２２にて、その信号が撮像を終了する指示か否かを判断する。子機制御手段１０９が、撮像を終了する指示を検出したと判断すると（Ｓ２２２にてＹＥＳ）、撮像処理は終了する。そうでない場合には（Ｓ２２２にてＮＯ）、処理はＳ２２３に移される。
【００４６】
Ｓ２２３にて、子機制御手段１０９は、親機１２０からの制御信号がパン・チルト操作の指示か否かを判断する。子機制御手段１０９が、パン・チルト操作の指示を検出したと判断すると（Ｓ２２３にてＹＥＳ）、処理は図７のＳ２４１に移される。そうでない場合には（Ｓ２２３にてＮＯ）、Ｓ２２４に移される。
Ｓ２２４にて、子機制御手段１０９は、露出演算手段１０５から露出制御用のデータを受入れ、レジスタｘに格納する。
Ｓ２２５にて、レジスタｘに格納された露出制御用のデータと、レジスタａに格納された露出制御の目標値の差の絶対値が、レジスタｂに格納された第１の規定値以下であるか否かを判断する。そうでない場合には（Ｓ２２５にてＮＯ）、露出制御の誤差は、第１の規定値を超えているので、露出が最適な状態から外れたと判断して、Ｓ２２６にて、子機制御手段１０９は、露出制御を最適な状態にするための制御信号をタイミング信号発生手段１０３と露出演算手段１０５と映像処理手段１０６とに送出した後、Ｓ２２１に戻される。露出制御の誤差が規定値以下の場合には（Ｓ２２５にてＹＥＳ）、露出制御は安定状態にあると判断して、Ｓ２２１に戻される。
【００４７】
子機制御手段１０９がパン・チルト操作の制御信号を受信したと判断した場合（Ｓ２２３にてＹＥＳ）、図７のＳ２４１にて、子機制御手段１０９は、撮像を「静止画読出方式」に切り替える指示をタイミング信号発生手段１０３と露出演算手段１０５と映像処理手段１０６とに送出する。その指示に基づいて、タイミング信号発生手段１０３は、「静止画読出方式」で撮像素子１０１を駆動するためのタイミング信号を生成し、撮像素子１０１を動作させる。撮像素子１０１は、そのタイミング信号に応じて信号電荷を読み出し、Ａ／Ｄ変換手段１０２に送信する。更に、Ｓ２４２にて、子機制御手段１０９は、Ａ／Ｄ変換手段１０２の出力から親機１２０から指示された矩形領域を切り出して、露出演算手段１０５及び映像処理手段１０６に入力するために、映像切出手段１０４に、切り出し動作を開始する制御信号を送出する。その結果、Ｓ２４３にて、親機１２０から指示された矩形領域を表示する画像信号が、映像処理手段１０６から子機通信手段１０７を介して、親機１２０に送信される。
【００４８】
Ｓ２４４にて、子機制御手段１０９は、親機１２０から子機１００を制御するための信号を受信したか否かを判断する。子機制御手段１０９が、そのような指示を検出していないと判断すると（Ｓ２４４にてＮＯ）、Ｓ２５０に移される。そのような指示を検出したと判断すると（Ｓ２４４にてＹＥＳ）、Ｓ２４５にて、その信号が撮像を終了する指示か否かを判断する。子機制御手段１０９が、撮像を終了する指示を検出したと判断すると（Ｓ２４５にてＹＥＳ）、撮像処理は終了する。そうでない場合には（Ｓ２４５にてＮＯ）、処理はＳ２４６に移される。
【００４９】
Ｓ２４６にて、子機制御手段１０９は、親機１２０からの制御信号が全体画像を表示する指示か否かを判断する。子機制御手段１０９が、全体画像の表示指示を検出したと判断すると（Ｓ２４６にてＹＥＳ）、処理は図６のＳ２３１に移される。そうでない場合には（Ｓ２４６にてＮＯ）、Ｓ２４７に移される。
【００５０】
Ｓ２４７にて、子機制御手段１０９は、親機１２０からの制御信号がパン・チルト操作の指示か否かを判断する。子機制御手段１０９が、パン・チルト操作の指示を検出したと判断すると（Ｓ２４７にてＹＥＳ）、処理はＳ２４８に移される。そうでない場合には（Ｓ２４７にてＮＯ）、Ｓ２５０に移される。
Ｓ２４８にて、子機制御手段１０９は、映像切出手段１０４に、切り出し位置を変更する制御信号を送出する。その結果、Ｓ２４９にて、親機１２０からの指示に対応して切り出し位置を変更した画像信号が親機１２０に送信される。
【００５１】
Ｓ２５０にて、子機制御手段１０９は、露出演算手段１０５から露出制御用のデータを受入れ、レジスタｘに格納する。
Ｓ２５１にて、レジスタｘに格納された露出制御用のデータと、レジスタａに格納された露出制御の目標値の差の絶対値が、レジスタｂに格納された第１の規定値以下であるか否かを判断する。そうでない場合には（Ｓ２５１にてＮＯ）、露出制御の誤差は、第１の規定値を超えているので、露出が最適な状態から外れていると判断して、Ｓ２５２にて、子機制御手段１０９は、露出制御を最適な状態にするための制御信号をタイミング信号発生手段１０３と露出演算手段１０５と映像処理手段１０６に送出する。露出制御の誤差が規定値以下の場合には（Ｓ２５１にてＹＥＳ）、露出制御は安定状態にあると判断して、Ｓ２４４に戻される。
【００５２】
子機制御手段１０９が全体画像の表示指示を検出したと判断した場合（Ｓ２４６にてＹＥＳ）、図６のＳ２３１にて、子機制御手段１０９は、撮像を「動画読出方式」に切り替える指示をタイミング信号発生手段１０３と露出演算手段１０５と映像処理手段１０６とに送出する。その指示に基づいて、タイミング信号発生手段１０３は、「動画読出方式」で撮像素子１０１を駆動するためのタイミング信号を生成し、撮像素子１０１を動作させる。撮像素子１０１は、そのタイミング信号に応じて信号電荷を読み出し、Ａ／Ｄ変換手段１０２に送信する。更に、Ｓ２３２にて、子機制御手段１０９は、Ａ／Ｄ変換手段１０２の出力をそのまま露出演算手段１０５及び映像処理手段１０６に入力するために、映像切出手段１０４に、映像の切り出し動作を停止する制御信号を送出する。その結果、Ｓ２３３にて、映像処理手段１０６から出力される撮像可能な範囲の全体を表示する画像信号を、子機通信手段１０７を介して、親機１２０に送信する。
【００５３】
Ｓ２３４にて、子機制御手段１０９は、露出演算手段１０５から露出制御用のデータを受け入れ、レジスタｘに格納する。
Ｓ２３５にて、レジスタｘに格納された露出制御用のデータと、レジスタａに格納された露出制御の目標値の差の絶対値が、レジスタｂに格納された第１の規定値以下であるか否かを判断する。そうでない場合には（Ｓ２３５にてＮＯ）、露出制御の誤差は、第１の規定値を超えているので、露出が最適な状態から外れていると判断して、Ｓ２３６にて、子機制御手段１０９は、露出制御を最適な状態にするための制御信号をタイミング信号発生手段１０３と露出演算手段１０５と映像処理手段１０６に送出する。露出制御の誤差が規定値以下の場合には（Ｓ２３５にてＹＥＳ）、露出制御は安定状態にあると判断して、Ｓ２２１に移される。
【００５４】
次に、図８を参照して、本実施の形態に係る親機１２０の制御構造について説明する。図８は、親機１２０が実行する一連の処理を表わすフローチャートである。
【００５５】
訪問者が子機１００の呼出ボタン１０８を押すと、子機通信手段１０７、ケーブル１３０を介して、訪問者による呼出を通知する制御信号が、親機１２０に送信される。あるいは、住人が親機１２０の操作手段１２３に設けられたモニタキーを押すと、住人によるカメラモニタを通知する信号が、親機制御手段１２４に送信される。その結果、Ｓ１０１にて、親機制御手段１２４は、子機１００に撮像開始を指示する制御信号を送信する。
【００５６】
Ｓ１０２にて、親機制御手段１２４は、親機通信手段１２１を介して、子機１００から画像信号を受信する。この画像信号は、撮像可能な範囲の全体を表示する信号である。Ｓ１０３にて、映像表示手段１２２は、受信した画像信号の表示を開始する。
【００５７】
Ｓ１０４にて、親機制御手段１２４は、操作手段１２３に設けられた終了指示に関するキーの押下、あるいは、親機１２０と子機１００との通話等の終了に関して、予め定められた時間が経過したことに基づいて、映像表示手段１２２における表示を終了する指示を検出したか否かを判断する。親機制御手段１２４が、そのような指示を検出したと判断すると（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、Ｓ１１７にて、映像表示手段１２２に映像表示を終了する指示を送出し、Ｓ１１８にて、子機１００に撮像を終了する指示を送信後、処理を終了する。そうでない場合には（Ｓ１０４にてＮＯ）、処理はＳ１０５に移される。
【００５８】
Ｓ１０５にて、親機制御手段１２４は、親機通信手段１２１を介して、子機１００から受信許可信号を受信したか否かを判断する。親機制御手段１２４が、そのような指示を受信したと判断すると（Ｓ１０５にてＹＥＳ）、それ以降、パン・チルト操作が可能になり、処理はＳ１０６に移される。そうでない場合には（Ｓ１０５にてＮＯ）、処理はＳ１０４に戻される。
【００５９】
Ｓ１０６にて、親機制御手段１２４は、映像表示を終了する指示を検出したか否かを判断する。親機制御手段１２４が、そのような指示を検出したと判断すると（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、Ｓ１１７に移される。そうでない場合には（Ｓ１０６にてＮＯ）、処理はＳ１０７に移される。
Ｓ１０７にて、親機制御手段１２４は、操作手段１２３からの信号に基づいてパン・チルトの操作を検出したか否かを判断する。親機制御手段１２４が、そのような操作を検出したと判断すると（Ｓ１０７にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。そうでない場合には（Ｓ１０７にてＮＯ）、処理はＳ１０６に戻される。
Ｓ１０８にて、親機制御手段１２４は、パン・チルト操作に対応した制御信号を生成し、親機通信手段１２１を介して子機１００に送信する。子機１００がその信号を受信すると、撮像可能な範囲の全体を表示する画像信号を当該操作に応じた画像信号に切り替えて、親機に対して当該画像信号を送信する。
Ｓ１０９にて、親機１２０は、親機通信手段１２１を介して、パン・チルト操作に対応した画像信号を、子機１００から受信して、映像表示手段１２２にその画像信号を表示する。
【００６０】
Ｓ１１０にて、親機制御手段１２４は、映像表示を終了する指示を検出したか否かを判断する。親機制御手段１２４が、そのような指示を検出したと判断すると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、Ｓ１１７に移される。そうでない場合には（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理はＳ１１１に移される。
Ｓ１１１にて、親機制御手段１２４は、操作手段１２３からの出力に基づいて、パン・チルト操作を検出したか否かを判断する。親機制御手段１２４が、そのような操作を検出したと判断すると（Ｓ１１１にてＹＥＳ）、処理はＳ１１２に移される。そうでない場合には（Ｓ１１１にてＮＯ）、処理はＳ１１４に移される。
Ｓ１１２にて、親機制御手段１２４は、パン・チルト操作に対応した制御信号を生成し、子機１００に送信する。
Ｓ１１３にて、親機１２０は、子機１００からパン・チルト操作に対応した画像信号を受信して、映像表示手段１２２に、パン・チルト操作によって変更された受信画像を表示する。
【００６１】
Ｓ１１４にて、親機制御手段１２４は、操作手段１２３からの出力に基づいて、子機１００の撮像可能な範囲の全体を表示する操作を検出したか否かを判断する。親機制御手段１２４がそのような操作を検出したと判断すると（Ｓ１１４にてＹＥＳ）、処理はＳ１１５に移される。そうでない場合には（Ｓ１１４にてＮＯ）、処理はＳ１１０に戻される。
Ｓ１１５にて、親機制御手段１２４は、撮像可能な範囲の全体を表示する制御信号を生成し、親機通信手段１２１を介して子機１００に送信する。子機１００がその信号を受信すると、パン・チルト操作によって拡大表示された画像信号を、撮像可能な範囲の全体を表示する画像信号に切り替えて、親機に対して、当該画像信号を送信する。
Ｓ１１６にて、親機１２０は、親機通信手段１２１を介して、撮像可能な範囲の全体を表示する画像信号を、子機１００から受信して、映像表示手段１２２にその画像信号を表示する。そして、処理は、Ｓ１０６に戻される。
【００６２】
以上のようにして、本発明の第１の実施の形態に係るテレビドアホンシステム１０によると、子機１００は、高画素数の撮像素子を採用することによって、高画質の拡大画像を得ることができるとともに、撮像開始時のフレームレートを高くするために「動画読出方式」を採用し、最適な露出状態になるまで「動画読出方式」を維持できるように、親機１２０からのパン・チルト動作を受け付けないようにしているので、待機状態から動作状態に移行した際の露出制御を高速化することができる。
【００６３】
＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態に係るテレビドアホンシステム２０は、露出演算手段で算出された最初の有効な露出制御用のデータによって、電子シャッターパルスの数を切り替える機能を有する点で、前述の第１の実施の形態と異なる。
【００６４】
図９は、本発明の第２の実施の形態に係るテレビドアホンシステム２０のハードウェア構成を表わすブロック図である。テレビドアホンシステム２０は、子機２００と親機１２０とを備える。子機２００と親機１２０とは、通信回線１３０を介して接続されている。子機２００は、図１に示される子機１００の構成に加えて、更に、シャッターパルス切替手段１１０とを備える。
【００６５】
電子シャッター方式は水平帰線期間にパルスを印加することによって、撮像素子１０１の受光部７１１に蓄積された不要電荷を除去する技術であり、受光量が多い（明るい被写体の）場合は、パルス数を多くし、受光量が少ない（暗い被写体の）場合は、パルス数を少なくすることで、機械式の絞りの替わりに使用されている。
シャッターパルス切替手段１１０は、タイミング信号発生手段１０３で発生される電子シャッターパルスのパルス数を、最大状態から最小状態に、また、最小状態から最大状態に、子機制御手段１０９からの制御信号によって切り替える機能を備えている。
【００６６】
次に、図１０を参照して、本実施の形態に係る子機２００の制御構造について説明する。図１０は、子機２００が実行する処理の一部を表わすフローチャートである。なお、前述の第１の実施の形態における処理と同一の処理には同一のステップ番号を付してある。したがって、ここではそれらの処理の説明については繰り返さない。
【００６７】
まず最初に、Ｓ３０１にて、子機制御手段１０９は、タイミング信号発生手段１０３で発生される電子シャッターパルスのパルス数が最小状態になるように、シャッターパルス切替手段１１０に制御信号を送出する。また、Ｓ３０２にて、判定用の規定値をレジスタｃに格納する。
次に、Ｓ３０３にて、子機制御手段１０９は、露出演算手段１０５から最初の有効な露出制御用のデータを受入れ、レジスタｘに格納する。
【００６８】
Ｓ３０３にて、レジスタｘに格納された露出制御用のデータと、レジスタｃに格納された判定用の規定値を比較して、レジスタｘの値がレジスタｃの値以上であるか否かを判断する。露出制御用データが判定用の規定値以上の場合には（Ｓ３０４にてＹＥＳ）、受光量が判定用の基準より多いと判断できるので、Ｓ３０５にて、子機制御手段１０９は、タイミング信号発生手段１０３で発生される電子シャッターパルスのパルス数が最大状態になるように、シャッターパルス切替手段１１０に制御信号を送出する。これは、電子シャッターパルス数を最小の状態から増加していくよりも、最大の状態から減少させていくほうが、露出制御が安定するまでに実行されるフィードバック制御の回数を減らすことができるためである。Ｓ３０５の実行後、Ｓ２０５に移される。そうでない場合には（Ｓ３０４にてＮＯ）、Ｓ２０５に移される。
【００６９】
以上のようにして、本発明の第２の実施の形態に係るテレビドアホンシステム２０によると、子機２００は、最初の有効な露出制御用のデータを用いて、電子シャッターパルス数を最小の状態から増加していくか、最大の状態から減少させていくか判定することにより、露出制御が安定するまでに実行されるフィードバック制御の回数を減らすようにしているので、待機状態から動作状態に移行した際の露出制御を更に高速化することができる。
なお、本実施例では、ひとつの判定用の規定値に対して、電子シャッターパルス数を最大と最小のいずれかの状態を選択する場合について説明したが、複数の判定用の規定値を使用して、複数の電子シャッターパルス数の状態を選択できるようにしてもよい。
【００７０】
＜第３の実施の形態＞
以下、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態に係るテレビドアホンシステム３０は、親機に備えた時計手段からの情報によって、電子シャッターパルスの数を切り替える機能を有する点で、前述の第２の実施の形態と異なる。
【００７１】
図１１は、本発明の第３の実施の形態に係るテレビドアホンシステム３０のハードウェア構成を表わすブロック図である。テレビドアホンシステム３０は、子機３００と親機１５０とを備える。子機３００と親機１５０とは、通信回線１３０を介して接続されている。親機１５０は、図９に示される親機１２０の構成に加えて、更に、時計手段１２５とを備える。
時計手段１２５は、現在の時刻に関する情報を保持し、親機制御手段１２４からの問い合わせに対して、現在の時刻を回答する機能を備えている。
【００７２】
図１２を参照して、本実施の形態に係る親機１５０の制御構造について説明する。図１２は、親機１５０が実行する一連の処理を表わすフローチャートである。なお、前述の第１の実施の形態における処理と同一の処理には同一のステップ番号を付してある。したがって、ここではそれらの処理の説明については繰り返さない。
Ｓ４０１にて、親機制御手段１２４は、時計手段１２５に対して現在時刻に関する情報を問い合わせ、時計手段１２５から時刻情報を取得する。そして、Ｓ４０２にて、親機制御手段１２４は、子機１００に対して、時刻情報を通知する制御信号を送信する。
【００７３】
次に、図１３を参照して、本実施の形態に係る子機３００の制御構造について説明する。図１３は、子機３００が実行する処理の一部を表わすフローチャートである。なお、前述の第１の実施の形態における処理と同一の処理には同一のステップ番号を付してある。したがって、ここではそれらの処理の説明については繰り返さない。
【００７４】
Ｓ５０１にて、子機制御手段１０９は、時刻情報の判定用に、境界時刻１をレジスタｄに、また、境界時刻２をレジスタｅに格納する。なお、境界時刻１には子機１が設置された場所が明るくなる直後の時刻を、また、境界時刻２には子機１が設置された場所が暗くなる直前の時刻を設定しておく。更に、Ｓ５０２にて、親機１５０から時刻情報を受信して、レジスタｙに格納する。
次に、Ｓ５０３にて、レジスタｙに格納された時刻情報と、レジスタｄ、ｅに格納された境界時刻１及び２を比較して、現在の時刻が境界時刻１以降で（ｙ＞ｄ）、かつ、境界時刻２未満（ｙ＜ｅ）であるか否かを判断する。現在の時刻が境界時刻１より遅く、かつ境界地時刻２より早い場合には（Ｓ５０３にてＹＥＳ）、子機１が設置された場所は日中で、受光量は基本的に多いと判断できるので、Ｓ５０４にて、子機制御手段１０９は、タイミング信号発生手段１０３で発生される電子シャッターパルスのパルス数が最大状態になるように、シャッターパルス切替手段１１０に制御信号を送出する。Ｓ５０４の実行後、Ｓ２０５に移される。そうでない場合には（Ｓ５０３にてＮＯ）、子機１が設置された場所は夜間で、受光量は基本的に少ないと判断できるので、Ｓ５０５にて、子機制御手段１０９は、タイミング信号発生手段１０３で発生される電子シャッターパルスのパルス数が最小状態になるように、シャッターパルス切替手段１１０に制御信号を送出する。Ｓ５０５の実行後、Ｓ２０５に移される。
【００７５】
以上のようにして、本発明の第３の実施の形態に係るテレビドアホンシステム３０によると、子機３００は、現在の時刻情報を用いて、電子シャッターパルス数を最小の状態から増加していくか、或いは最大の状態から減少させていくかを判定することにより、露出制御が安定するまでに実行されるフィードバック制御の回数を減らすようにしているので、待機状態から動作状態に移行した際の露出制御を更に高速化することができる。
【００７６】
＜第４の実施の形態＞
以下、本発明の第４の実施の形態について説明する。本実施の形態に係るテレビドアホンシステムは、パン・チルト操作をして、指定された矩形領域の位置が変化している場合には、露出制御を停止する機能を有する点で前述の各実施の形態に係るテレビドアホンシステムと異なる。
【００７７】
本発明のテレビドアホンシステムでは、待機状態から動作状態に移行した際、撮像可能な範囲の全体を表示する画像信号に対して最適な露出状態になるように、露出制御を実施している。また、パン・チルト操作によって、指定された矩形領域が表示された場合、指定された矩形領域に対して、更に露出が最適になるように制御を実施している。
しかしながら、パン・チルト操作の途中で、指定された矩形領域の位置が変わる度に露出制御を変更すると、画面の明るさが急激に変化して表示が見にくくなる。そこで、パン・チルト操作の途中では露出制御を固定し、パン・チルト操作が終了した後で露出制御の最適化が図られることが望ましい。
【００７８】
図１４を参照して、本発明の第４の実施の形態に係るテレビドアホンシステム４０について説明する。図１４は、テレビドアホンシステム４０のハードウェア構成を表わすブロック図である。テレビドアホンシステム４０は、子機４００と親機１２０とを備える。子機４００は、図１に示される子機１００の構成に加えて、更に、カウンタ手段１１１を備える。
カウンタ手段１１１は、子機制御手段１０９からの制御信号によって、カウント値のリセットやカウント値の読み出しが可能なカウンタで、映像処理手段１０６から出力される画像信号のフレーム数を計数する機能を有している。
【００７９】
図１５及び図１６を参照して、本実施の形態に係る子機４００の制御構造について説明する。図１５及び図１６は、子機４００が実行する処理の一部を表わすフローチャートである。なお、前述の第１の実施の形態における処理と同一の処理には同一のステップ番号を付してある。したがって、ここではそれらの処理の説明については繰り返さない。
【００８０】
子機４００が、最初に撮像可能な範囲の全体を表示する画像信号を、親機１２０に送信している状態で、パン・チルト操作の指示を受信すると（図１５のＳ２２３にてＹＥＳ）、図１６のＳ６１１にて、子機制御手段１０９は、露出制御の停止期間を判定するための第２の規定値をレジスタｆに格納する。
Ｓ６１２にて、子機制御手段１０９は、露出制御を停止する指示をタイミング信号発生手段１０３及び映像処理手段１０６に送出する。これにより、タイミング信号発生手段１０３及び映像処理手段１０６にて発生、あるいは処理される露出制御の状態は、停止指示を受信した時の設定状態で停止する。
次に、Ｓ６１３にて、子機制御手段１０９は、カウンタ手段１１１に対してリセット指示を送出する。この結果、カウンタ手段の内容は初期値にリセットされる。そして、親機１２０から指示された矩形領域を表示する画像信号が、映像処理手段１０６から子機通信手段１０７を介して、親機１２０に送信される。
【００８１】
親機１２０から指示された矩形領域を表示する画像信号の送信後、親機１２０からパン・チルト操作の指示を受信しない場合（Ｓ２４７にてＮＯ）、Ｓ６２１にて、子機制御手段１０９は、カウンタ手段１１１からカウント値を読み出し、レジスタｚに格納する。
Ｓ６２２にて、レジスタｚに格納されたカウント値が、レジスタｆに格納された第２の規定値以上であるか否かを判断する。そうでない場合には（Ｓ６２２にてＮＯ）、同じ矩形領域が連続して表示されているフレーム数は第２の規定値に達していないので、パン・チルト操作が続けて実施される可能性が高いと判断して、Ｓ２４４に戻る。カウント値が第２の規定値以上の場合には（Ｓ６２２にてＹＥＳ）、パン・チルト操作が続けて実施される可能性が低いと判断して、Ｓ６２３にて、子機制御手段１０９は、露出制御を再開する指示をタイミング信号発生手段１０３及び映像処理手段１０６に送出する。これにより、タイミング信号発生手段１０３及び映像処理手段１０６は、現在保持している設定状態から露出制御を再開する。
【００８２】
親機１２０から指示された矩形領域を表示する画像信号の送信後、親機１２０からパン・チルト操作の指示を受信した場合（Ｓ２４７にてＹＥＳ）、Ｓ６３１にて、子機制御手段１０９は、露出制御を停止する指示をタイミング信号発生手段１０３及び映像処理手段１０６に送出する。また、Ｓ６３２にて、子機制御手段１０９は、カウンタ手段１１１に対してリセット指示を送出する。この結果、カウンタ手段の内容は初期値にリセットされる。そして、親機１２０からの指示に対応して切り出し位置を変更した画像信号が、親機１２０に送信される。
【００８３】
また、親機１２０から指示された矩形領域を表示する画像信号の送信後、親機１２０から全体画像を表示する指示を受信した場合（Ｓ２４６にてＹＥＳ）、子機制御手段１０９は、撮像を「動画読出方式」に切り替える指示（図１５のＳ２３１）、及び、映像の切り出し動作を停止する指示（図１５のＳ２３２）を送出する。その結果、撮像可能な範囲の全体を表示する画像信号が、親機１２０に送信される（図１５のＳ２３３）。
図１５のＳ６０１にて、子機制御手段１０９は、露出制御を再開する指示をタイミング信号発生手段１０３及び映像処理手段１０６に送出する。これにより、タイミング信号発生手段１０３及び映像処理手段１０６は、現在保持している設定状態から露出制御を再開する。
【００８４】
以上のようにして、本発明の第４の実施の形態に係るテレビドアホンシステム４０によると、パン・チルト操作の途中で、指定された矩形領域の位置がある一定周期以上で変化している場合は、露出制御を固定することができるので、露出制御の変化によって画像の明るさが急激に変化して、表示が見にくくなる現象を防止することができる。また、パン・チルト操作が一定周期以上実施されない場合は、露出制御の最適化が図られるので、見やすい画像を提供することができる。
【００８５】
＜第５の実施の形態＞
以下、本発明の第５の実施の形態について説明する。本実施の形態に係るテレビドアホンシステムは、タイミング信号発生手段で発生されるタイミング信号のフレームレートを変更するフレームレート切替手段を有する点で前述の各実施の形態に係るテレビドアホンシステムと異なる。
【００８６】
図１７は、本発明の第５の実施の形態に係るテレビドアホンシステム５０のハードウェア構成を表わすブロック図である。テレビドアホンシステム５０は、子機５００と親機１７０とを備える。子機５００と親機１７０とは、通信回線１３０を介して接続されている。子機５００は、図１に示される子機１００の構成に加えて、更に、フレームレート切替手段１１２とを備える。また、親機１７０の操作手段１２３には、住人がフレームレートの変更を指示する操作キーが設けられている。
【００８７】
フレームレート切替手段１１２は、子機制御手段１０９からの制御信号によって、タイミング信号発生手段１０３で発生される各種タイミング信号のフレームレートを変更する機能を備えている。
撮像素子１０１の受光部７１１で蓄積される信号電荷の量は、受光時間に比例して増加するため、夜間等で光量が不足する場合は、フレームレートを低速にして受光時間を長くすることにより、感度を向上することができる。しかしながら、フレームレートが低速になると、画像の動きが滑らかでなく不自然な感じになったり、撮像素子１０１の暗電流の増加によりノイズが増加する等の副作用がある。このため、フレームレートの変更は受光量の不足した撮像時に限定されることが望ましい。
【００８８】
図１８及び図１９を参照して、本実施の形態に係る子機５００の制御構造について説明する。図１８及び図１９は、子機５００が実行する処理の一部を表わすフローチャートである。なお、本実施の形態では、フレームレートは、標準状態と低速状態の２段階に切替が行われる場合について例示する。
【００８９】
子機５００が撮像範囲全体の映像信号を送信している時に、親機１７０からフレームレートを変更するための信号を受信した場合、図１８のＳ８０１にて、子機制御手段１０９は、フレームレート変更の指示を検出し（Ｓ８０１にてＹＥＳ）、処理はＳ８０２に移される。そうでない場合には（Ｓ８０１にてＮＯ）、処理はＳ２２４に移される。
Ｓ８０２にて、子機制御手段１０９は、親機１７０からの制御信号がフレームレートを低速にする指示か否かを判断する。子機制御手段１０９が、フレームレートを低速にする指示を検出したと判断すると（Ｓ８０２にてＹＥＳ）、処理はＳ８０３に移される。そうでない場合には（Ｓ８０２にてＮＯ）、フレームレートを標準状態にする指示を検出したと判断して、Ｓ８０９に移される。
【００９０】
Ｓ８０３にて、子機制御手段１０９は、現在のフレームレートが標準の状態であるか否かを判断する。現在のフレームレートが標準の状態であると判断すると（Ｓ８０３にてＹＥＳ）、処理はＳ８０４に移される。そうでない場合には（Ｓ８０３にてＮＯ）、フレームレートは既に低速状態になっているので、フレームレートの変更処理は必要ないと判断し、Ｓ２２４に移される。
Ｓ８０４にて、子機制御手段１０９は、現在の電子シャッターパルスの数が最小の状態であるか否かを判断する。現在の電子シャッターパルスの数が最小の状態であると判断すると（Ｓ８０４にてＹＥＳ）、処理はＳ８０５に移される。そうでない場合には（Ｓ８０４にてＮＯ）、撮像素子１０１の受光量は多いので、フレームレートの変更処理は必要ないと判断し、Ｓ２２４に移される。
【００９１】
Ｓ８０５にて、子機制御手段１０９は、フレームレートの切替を判定するための非負の第３の規定値をレジスタｇに格納する。また、Ｓ８０６にて、子機制御手段１０９は、露出演算手段１０５から露出制御用のデータを受入れ、レジスタｘに格納する。
Ｓ８０７にて、レジスタａに格納された露出制御の目標値とレジスタｘに格納された露出制御用のデータの差が、レジスタｇに格納された第３の規定値以上であるか否かを判断する。レジスタｘに格納された露出制御用のデータが、レジスタａに格納された露出制御の目標値より大きい場合、あるいは、レジスタｘに格納された露出制御用のデータが、レジスタａに格納された露出制御の目標値より小さく、かつ、その差がレジスタｇに格納された第３の規定値未満の場合（Ｓ８０７にてＮＯ）、撮像素子１０１の受光量は、フレームレートを低速状態にするほど、少なくないと判断し、Ｓ２２４に移される。
レジスタａとレジスタｘの差が第３の規定値以上の場合には（Ｓ８０７にてＹＥＳ）、撮像素子１０１の受光量は少なく、フレームレートを低速状態に切り替える必要があると判断し、Ｓ８０８にて、子機制御手段１０９は、フレームレートを低速状態に切り替えるように、フレームレート切替手段１１２に制御信号を送出する。その後、Ｓ２２１に移される。
【００９２】
Ｓ８０９にて、子機制御手段１０９は、現在のフレームレートが標準状態であるか否かを判断する。現在のフレームレートが標準の状態であると判断すると（Ｓ８０９にてＹＥＳ）、フレームレートの切替処理は不要なため、処理はＳ２２４に移される。そうでない場合には（Ｓ８０９にてＮＯ）、Ｓ８１０にて、子機制御手段１０９は、フレームレートを標準状態に切り替えるように、フレームレート切替手段１１２に制御信号を送出後、Ｓ２２１に移される。
【００９３】
子機５００が親機１７０から指示された矩形領域を切り出した映像信号を送信している時に、親機１７０からフレームレートを変更するための信号を受信した場合、図１９のＳ８２１にて、子機制御手段１０９は、フレームレート変更の指示を検出し（Ｓ８２１にてＹＥＳ）、処理はＳ８２２に移される。そうでない場合には（Ｓ８２１にてＮＯ）、処理はＳ２５０に移される。
Ｓ８２２にて、子機制御手段１０９は、親機１７０からの制御信号がフレームレートを低速にする指示か否かを判断する。子機制御手段１０９が、フレームレートを低速にする指示を検出したと判断すると（Ｓ８２２にてＹＥＳ）、処理はＳ８２５に移される。そうでない場合には（Ｓ８２２にてＮＯ）、Ｓ８２３に移される。
Ｓ８２３にて、子機制御手段１０９は、現在のフレームレートが標準状態であるか否かを判断する。現在のフレームレートが標準の状態であると判断すると（Ｓ８２３にてＹＥＳ）、処理はＳ２５０に移される。そうでない場合には（Ｓ８２３にてＮＯ）、Ｓ８２４にて、子機制御手段１０９は、フレームレートを標準状態に切り替えるように、フレームレート切替手段１１２に制御信号を送出後、Ｓ２４４に移される。
【００９４】
子機制御手段１０９がＳ８２２にてフレームレートを低速にする指示を検出したときには、Ｓ８２５にて、子機制御手段１０９は、現在のフレームレートが標準の状態であるか否かを判断する。現在のフレームレートが標準の状態であると判断すると（Ｓ８２５にてＹＥＳ）、処理はＳ８２６に移される。そうでない場合には（Ｓ８２５にてＮＯ）、フレームレートは既に低速状態になっているので、フレームレートの変更処理は必要ないと判断し、Ｓ２５０に移される。
Ｓ８２６にて、子機制御手段１０９は、現在の電子シャッターパルスの数が最小の状態であるか否かを判断する。現在の電子シャッターパルスの数が最小の状態であると判断すると（Ｓ８２６にてＹＥＳ）、処理はＳ８２７に移される。そうでない場合には（Ｓ８２６にてＮＯ）、撮像素子１０１の受光量は多いので、フレームレートの変更処理は必要ないと判断し、Ｓ２５０に移される。
【００９５】
Ｓ８２７にて、子機制御手段１０９は、フレームレートの切替を判定するための第３の規定値をレジスタｇに格納する。また、Ｓ８２８にて、子機制御手段１０９は、露出演算手段１０５から露出制御用のデータを受入れ、レジスタｘに格納する。
Ｓ８２９にて、レジスタａに格納された露出制御の目標値とレジスタｘに格納された露出制御用のデータの差が、レジスタｇに格納された第３の規定値以上であるか否かを判断する。レジスタｘに格納された露出制御用のデータが、レジスタａに格納された露出制御の目標値より大きい場合、あるいは、レジスタｘに格納された露出制御用のデータが、レジスタａに格納された露出制御の目標値より小さく、かつ、その差がレジスタｇに格納された第３の規定値未満の場合（Ｓ８２９にてＮＯ）、撮像素子１０１の受光量は、フレームレートを低速状態にするほど、少なくないと判断し、Ｓ２５０に移される。
レジスタａとレジスタｘの差が第３の規定値以上の場合には（Ｓ８２９にてＹＥＳ）、撮像素子１０１の受光量は少なく、フレームレートを低速状態に切り替える必要があると判断し、Ｓ８３０にて、子機制御手段１０９は、フレームレートを低速状態に切り替えるように、フレームレート切替手段１１２に制御信号を送出する。その後、Ｓ２４４に移される。
【００９６】
図２０を参照して、本実施の形態に係る親機１７０の制御構造について説明する。図２０は、親機１７０が実行する一連の処理を表わすフローチャートである。
【００９７】
子機５００から撮像範囲全体の映像信号を受信している時に、住人が操作手段１２３に設けられたフレームレートの変更を指示するキーを操作した場合、Ｓ７０１にて、親機制御手段１２４は、フレームレート変更の指示を検出し（Ｓ７０１にてＹＥＳ）、処理はＳ７０２に移される。そうでない場合には（Ｓ７０１にてＮＯ）、処理はＳ１０７に移される。
Ｓ７０２にて、親機制御手段１２４は、フレームレートの変更操作に対応した制御信号を生成し、親機通信手段１２１を介して子機１００に送信する。子機１００がその信号を受信すると、前記したように現状の撮像状態に応じて最適なフレームレートを選択し、親機に対して、当該操作に応じた画像信号を送信する。
Ｓ７０３にて、親機制御手段１２４は、受信した画像信号からフレームレートの変更が反映されたか否かを判別し、映像表示手段１２２に受信した画像信号とフレームレート変更の結果を表示して、住人に通知する。その後、処理はＳ１０６に移される。
【００９８】
親機１７０が指示した矩形領域を切り出した映像信号を受信している時に、住人が操作手段１２３に設けられたフレームレートの変更を指示するキーを操作した場合、Ｓ７０４にて、親機制御手段１２４は、フレームレート変更の指示を検出し（Ｓ７０４にてＹＥＳ）、処理はＳ７０５に移される。そうでない場合には（Ｓ７０４にてＮＯ）、処理はＳ１１４に移される。
Ｓ７０５にて、親機制御手段１２４は、フレームレートの変更操作に対応した制御信号を生成し、親機通信手段１２１を介して子機１００に送信する。また、Ｓ７０６にて、親機制御手段１２４は、受信した画像信号からフレームレートの変更が反映されたか否かを判別し、映像表示手段１２２に受信した画像信号とフレームレート変更の結果を表示後、処理はＳ１１４に移される。
【００９９】
以上のようにして、本発明の第５の実施の形態に係るテレビドアホンシステム５０によると、親機からフレームレートの変更を指示した場合、子機の撮像状態によってフレームレートを切り替えるか否かを判別できるので、フレームレートの不必要な切替を防止し、適切な画像を表示することができる。
【０１００】
＜第６の実施の形態＞
以下、本発明の第６の実施の形態について説明する。本実施の形態に係るテレビドアホンシステムは、映像処理手段で発生される輪郭補正信号の周波数特性やゲインなどを変更する輪郭補正切替手段を有する点で前述の各実施の形態に係るテレビドアホンシステムと異なる。
【０１０１】
図２１は、本発明の第６の実施の形態に係るテレビドアホンシステム６０のハードウェア構成を表わすブロック図である。テレビドアホンシステム６０は、子機６００と親機１２０とを備える。子機６００と親機１２０とは、通信回線１３０を介して接続されている。子機６００は、図１に示される子機１００の構成に加えて、更に、輪郭補正切替手段１１３とを備える。
【０１０２】
輪郭補正切替手段１１３は、子機制御手段１０９からの制御信号によって、映像処理手段１０６で発生される輪郭補正信号の周波数特性やゲインなどを変更する機能を備えている。
被写体からの光信号は、レンズや水晶光学フィルタなどの光学系（図示せず）を通して、撮像素子１０１に入射する。これらの光学系の解像度等の性能は、サイズやコスト等の要因とトレードオフの関係があり、民生機器であるテレビドアホンシステムでは、使用できる光学系の性能に限界がある。この光学系の性能による影響は、動画読出方式を採用して撮像可能な範囲の全体を表示する場合より、静止画読出方式を採用して親機１２０から指示された矩形領域を切り出して表示する場合の方が顕著になる。このため、上記の２つの表示状態毎に、輪郭補正量を切り替えて最適化できることが望ましい。
【０１０３】
図２２、図２３及び図２４を参照して、本実施の形態に係る子機６００の制御構造について説明する。図２２、図２３及び図２４はそれぞれ、子機６００が実行する一連の処理を表わすフローチャートである。
【０１０４】
撮影開始時に、動画読出方式を採用して撮像可能な範囲の全体を表示する映像信号を送信する場合、図２２のＳ９０１にて、子機制御手段１０９は、全体画像表示時の輪郭補正信号の設定を指示するための制御信号を輪郭補正切替手段１１３に送出する。輪郭補正切替手段１１３は、この制御信号に対応して、適切な制御信号を映像処理手段１０６に送出する。
【０１０５】
親機１２０からのパン・チルト制御信号を受信すると（図２３のＳ２２３でＹＥＳ）、静止画読出方式を採用して親機１２０から指示された矩形領域を切り出した映像信号を送信するため、図２４のＳ９２１にて、子機制御手段１０９は、矩形領域の画像表示時の輪郭補正信号の設定を指示するための制御信号を輪郭補正切替手段１１３に送出する。輪郭補正切替手段１１３は、この制御信号に対応して、適切な制御信号を映像処理手段１０６に送出する。
【０１０６】
また、矩形領域の切出画像を表示している状態で、全体画像の表示指示を受信すると（図２４のＳ２４６でＹＥＳ）、動画読出方式を採用して撮像可能な範囲の全体を表示する映像信号を送信するため、図２３のＳ９１１にて、子機制御手段１０９は、全体画像表示時の輪郭補正信号の設定を指示するための制御信号を輪郭補正切替手段１１３に送出する。輪郭補正切替手段１１３は、この制御信号に対応して、適切な制御信号を映像処理手段１０６に送出する。
【０１０７】
以上のようにして、本発明の第６の実施の形態に係るテレビドアホンシステム６０によると、動画読出方式を採用して撮像可能な範囲の全体を表示する場合と、静止画読出方式を採用して親機１２０から指示された矩形領域を切り出して表示する場合のそれぞれで、輪郭補正量を最適な状態に設定することができるので、高性能の画質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の実施の形態に係るテレビドアホンシステム１０の構成を表わすブロック図である。
【図２】撮像素子１０１の構成を表わす図である。
【図３】静止画読出方式で撮像素子１０１から画素データを読み出した場合の画素データの一例を表わす図である。
【図４】動画読出方式で撮像素子１０１から画素データを読み出した場合の画素データの一例を表わす図である。
【図５】子機１００が実行する一連の処理を表わすフローチャート（その１）である。
【図６】子機１００が実行する一連の処理を表わすフローチャート（その２）である。
【図７】子機１００が実行する一連の処理を表わすフローチャート（その３）である。
【図８】親機１５０が実行する一連の処理を表わすフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係るテレビドアホンシステム２０の構成を表わすブロック図である。
【図１０】子機２００が実行する処理の一部を表わすフローチャートである。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係るテレビドアホンシステム３０の構成を表わすブロック図である。
【図１２】親機１５０が実行する一連の処理を表わすフローチャートである。
【図１３】子機３００が実行する処理の一部を表わすフローチャートである。
【図１４】本発明の第４の実施の形態に係るテレビドアホンシステム４０の構成を表わすブロック図である。
【図１５】子機４００が実行する処理の一部を表わすフローチャート（その１）である。
【図１６】子機４００が実行する処理の一部を表わすフローチャート（その２）である。
【図１７】本発明の第５の実施の形態に係るテレビドアホンシステム５０の構成を表わすブロック図である。
【図１８】子機５００が実行する処理の一部を表わすフローチャート（その１）である。
【図１９】子機５００が実行する処理の一部を表わすフローチャート（その２）である。
【図２０】親機１７０が実行する一連の処理を表わすフローチャートである。
【図２１】本発明の第６の実施の形態に係るテレビドアホンシステム６０の構成を表わすブロック図である。
【図２２】子機６００が実行する一連の処理を表わすフローチャート（その１）である。
【図２３】子機６００が実行する一連の処理を表わすフローチャート（その２）である。
【図２４】子機６００が実行する一連の処理を表わすフローチャート（その３）である。
【符号の説明】
【０１０９】
１０，２０，３０，４０，５０，６０  テレビドアホンシステム
１００，２００，３００，４００，５００，６００  子機
１２０，１５０，１７０  親機
１３０  通信回線                      １０１  撮像素子
１０２  Ａ／Ｄ変換手段                １０３  タイミング信号発生手段
１０４  映像切出手段                  １０５  露出演算手段
１０６  映像処理手段                  １０７  子機通信手段
１０８  呼出ボタン                    １０９  子機制御手段
１１０  シャッターパルス切替手段      １１１  カウンタ手段
１１２フレームレート切替手段          １１３  輪郭補正切替手段
１２１  親機通信手段                  １２２  映像表示手段
１２３  操作手段                      １２４  親機制御手段
１２５  時計手段                      ７１１，７１１−１，…  受光部
７１２，７１２−１…  垂直ＣＣＤ      ７１３  水平ＣＣＤ
７１４  電荷電圧変換部                ７１５  出力アンプ
７１６  垂直転送電極                  ７１７  水平転送電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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