(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズと、このレンズの結像を電気信号に変換する受像素子とを有する第１支持体と、前記第１支持体を支え、前記第１支持体をチルト方向に回転可能とした第２支持体と、前記第２支持体を支え、前記第１支持体をパン方向に回転可能とした第３支持体と、を備える撮像装置であって、
前記第１支持体は、前記第１支持体をチルト方向に回転させる駆動部を内蔵し、前記第２支持体から着脱可能に構成され、前記受像素子で得られた映像信号を光信号により送信する光映像送信手段と、前記駆動部を制御する駆動制御信号を受信する光制御信号受信手段と、前記第２支持体に接続され前記光信号が軸内部を伝搬できるよう構成したチルト軸と、頂点部が前記チルト軸の中心を通る円錐形ミラーと、を有し、
前記第３支持体は、前記光送信手段により送信された映像信号を受信する光映像信号受信手段と、前記光制御信号受信手段が受信する駆動制御信号を送信する光制御信号送信手段と、を有し、
前記第２支持体は、前記光信号が軸内部を伝搬できるよう構成したパン軸を有し、前記チルト軸と前記パン軸との間の支持体内部を光信号が伝搬できるよう構成し、
前記第１支持体において、前記円錐形ミラーは、前記チルト軸を伝搬する光を前記チルト軸の側面方向に反射させ、前記光映像送信手段と前記光制御信号受信手段は前記円錐形ミラーにより光が反射される位置に設けられていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第１支持体は、前記駆動部を駆動させるためのバッテリーを内蔵することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第１支持体は、少なくともチルト角方向センサを内蔵することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影対象の方向にレンズと受像素子の向きを回転させて向けることのできるようにした撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のカメラでは撮影方向を移動回転させるために、カメラ本体を上下左右方向に回転可能な雲台に乗せ、この雲台を手動又はモータ等によって駆動するものが用いられている。また、カメラ及び雲台を一体化して、更に駆動部を設けた回転型撮影ユニットも製品化されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のようなカメラと雲台から成る方式では雲台及びカメラは取り外し可能ではあるが、電子カメラを用いる場合はカメラから信号線や電源線等が出ているため、そのコード類が邪魔になり、上下左右方向の回転角が制限される。即ち、上下左右の視野角（チルト／パン角）が制限される。
【０００４】
そのため、例えばカメラの周囲を規則的或いは不規則的を問わず任意に（何回転でも）移動し続ける被写体を連続映像として撮影することができなかった。この場合、電子カメラと共に記録装置を雲台上に設置すれば実現可能だが、これでは雲台を駆動するモータ等全体が構造的に大きくなってしまう。更に、この構成では映像をリアルタイムでモニタリングすることができない。
【０００５】
また、近距離に焦点を固定した電子カメラを従来の雲台に取付けた場合、カメラの撮像面と回転軸が離れているため、例えばカメラレンズを回転軸に沿って回転したときに映し出される映像面のピントは連続していなかった。例えば、回転する前に画面の下側でピントが合っていた被写体の場合、カメラを下方向に回転して画面の上側に移動させると、移動後の被写体のピントはぼけてしまう。つまり、カメラを左右上下に回転させた場合の被写界面が均一でないため（同一球面状にない）、得られた映像は人間にとって非常に違和感があり、見難いものとなる。また、上下左右任意の方向に（何回転でも）動く被写体を違和感なく、しかも自動追尾撮影可能で、更に種々のレンズをコードレスで容易に交換することができる撮像装置は存在しない。
【０００６】
本発明はかかる実情に鑑み、重量に合った性能の駆動部を内蔵させた交換可能な第１支持体と、コンパクトな構成の雲台とを備える撮像装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による撮像装置は、レンズと、このレンズの結像を電気信号に変換する受像素子とを有する第１支持体と、前記第１支持体を支え、前記第１支持体をチルト方向に回転可能とした第２支持体と、前記第２支持体を支え、前記第１支持体をパン方向に回転可能とした第３支持体と、を備える撮像装置であって、前記第１支持体は、前記第１支持体をチルト方向に回転させる駆動部を内蔵し、前記第２支持体から着脱可能に構成され、前記受像素子で得られた映像信号を光信号により送信する光映像送信手段と、前記駆動部を制御する駆動制御信号を受信する光制御信号受信手段と、前記第２支持体に接続され前記光信号が軸内部を伝搬できるよう構成したチルト軸と、頂点部が前記チルト軸の中心を通る円錐形ミラーと、を有し、前記第３支持体は、前記光送信手段により送信された映像信号を受信する光映像信号受信手段と、前記光制御信号受信手段が受信する駆動制御信号を送信する光制御信号送信手段と、を有し、前記第２支持体は、前記光信号が軸内部を伝搬できるよう構成したパン軸を有し、前記チルト軸と前記パン軸との間の支持体内部を光信号が伝搬できるよう構成し、前記第１支持体において、前記円錐形ミラーは、前記チルト軸を伝搬する光を前記チルト軸の側面方向に反射させ、前記光映像送信手段と前記光制御信号受信手段は前記円錐形ミラーにより光が反射される位置に設けられていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の撮像装置において、前記第１支持体は、前記駆動部を駆動させるためのバッテリーを内蔵することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の撮像装置において、前記第１支持体は、少なくともチルト角方向センサを内蔵することを特徴とする。
【００１６】
【作用】
本願発明の撮像装置はその典型的態様（請求項１）において、レンズと撮像素子とを有し、第２支持体に対してチルト方向に回転可能な第１支持体が、チルト方向に回転させる駆動部を内蔵し、第２支持体から着脱可能に構成されていることを特徴とする。この構成によれば、交換可能な第１支持体の重量に合った性能の駆動部を内蔵させることができ、この結果、雲台の構成もコンパクトになる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、本発明の撮像装置の好適な実施の形態を説明する。
【００２６】
図１は、本発明の第１の実施形態の特徴を最もよく表わす図である。図１において、１は集光／フォーカス／ズーム等の機能を備えた光学レンズ、２は光信号を電気信号に置き換える受像素子（例えばＣＣＤにより構成される）であり、第１回転軸（以下Ｘ軸という）と第２回転軸（以下Ｙ軸という）の交点に取り付けられている。３は受像素子２の出力信号をＮＴＳＣ信号等に変換し或いはその出力信号を整形する画像信号整形部、４は光学レンズ１、受像素子２、画像信号整形部３を有するカメラユニット、モータ等を内蔵する球形支持体（第１支持体）である。
【００２７】
５は球形支持体４をＸ軸上で回転させるＸ軸回転駆動部（Ｘモータ）、６はＸモータ５の駆動力を伝達するＸ軸駆動力伝達部、７は球形支持体４のＸ軸上に一部が固定されたＸ軸フレキシブル接点接続部、８はＸ軸フレキシブル接点接続部７の一部を固定し、球形支持体４を支えるＹ形支持体（第２支持体）、９はＹ形支持体８のＹ軸上に一部が固定されたＹ軸フレキシブル接点接続部、１０はＹ形支持体８をＹ軸上で回転させるＹ軸回転駆動部（Ｙモータ）、１１はＹモータ１０の駆動力を伝達するＹ軸駆動力伝達部、１２はＹ形支持体８を支える台座形支持体（第３支持体）である。
【００２８】
１３は画像信号整形部３及びＸモータ５とＸ軸フレキシブル接点接続部７とを電気的に接続する球形支持体伝導部、１４はＸ軸フレキシブル接点接続部７とＹ軸フレキシブル接点接続部９とを電気的に接続するＹ形支持体伝導部、１５はＹ軸フレキシブル接点接続部９と後述する端子板１６とを電気的に接続する台座形支持体伝導部である。１６は電気信号等をこの装置外部に出力するための端子板（コネクタ）、１７はＸ軸の回転方向を検出するＸ軸方向センサ、１８はＹ軸の回転方向を検出するＹ軸方向センサである。
【００２９】
なお、この実施形態では画像信号線、方向制御信号線、レンズ制御信号線、モータ制御信号線及び各種電源線等は、端子板１６を通して外部の各制御部及び電源部に接続されており、外部の各制御部により本撮像装置のレンズ方向等が制御される。
【００３０】
また、図２は、Ｘ軸フレキシブル接点接続部７及びＸ軸方向センサ１７まわりの基本構成を示している。この基本構造は、Ｙ軸フレキシブル接点接続部９及びＹ軸方向センサ１８についても実質的に同様である。なお、図２に示す構成について詳しくは後述する。
【００３１】
次に、この実施形態における撮像装置の動作について説明する。
先ず、被写体の映像は光学レンズ１を通った後、第１回転軸（Ｘ軸）と第２回転軸（Ｙ軸）の交点に取り付けられた受像素子（ＣＣＤ）２に結像される。受像素子２は光信号を電気信号に変換する。この信号は画像信号整形部３によって一般のテレビモニタ等に直結できるＮＴＳＣ信号に変換され、後述のように球形支持体伝導部１３、Ｘ軸フレキシブル接点接続部７、Ｙ形支持体伝導部１４、Ｙ軸フレキシブル接点接続部９、台座形支持体伝導部１５、及び端子板１６を通して外部に出力される（以下、この経路を伝導経路と呼ぶ）。
【００３２】
ここで、外部に出力する信号は受像素子２の出力信号そのものであっても構わない。この場合、画像信号整形部３は外部接続機器等とのインピーダンスマッチング等を行なう。また、光学レンズ１をフォーカス／ズームするための制御信号やモータの駆動に関連する制御信号は、外部から伝導経路を通して入力される。この撮像装置を上又は下方向に回転させる場合は、Ｘモータ５を駆動させる。
【００３３】
このＸモータ５は球形支持体４に固定されており、この実施形態ではＸモータ５の先にウォームギア５ａ（図１）が取り付けられている。Ｘ軸駆動力伝達部６は、Ｙ形支持体８に固定されており、またＸ軸を中心に回転可能なベアリング１５０を介して球形支持体４に固定されている。Ｘ軸を中心に球形支持体４が回転可能な構造となっている軸６上に円形ギア６ａが固定されている。通常、Ｘ軸駆動力伝達部６に取り付けられるギア６ａは、Ｘモータ５のトルク、耐久性及び回転制御速度等を考慮したギア比で設計されたギアボックスが用いられる。この実施形態では、固定された円形ギア６ａの円周に沿って、Ｘモータ５がウォームギア５ａを介して回転させるようにしている。Ｘモータ５を左又は右まわりに回転させると、球形支持体４全体が上又は下方向に回転し、カメラの方向を上下に変えることができる。
【００３４】
また、外部からの指示によりＸモータ５に電源が供給される限り、該Ｘモータ５は回転し続ける。つまり球形支持体４を回転角の制限なく、３６０°何回転でも自由に回転させることができる。
【００３５】
ここで、この実施形態の球形支持体４は球形としているが、特に球形でなくても構わない。但し、Ｘ軸の円周に沿ってＸモータ５が移動できる構成を容易に実現し、或いは撮像装置を監視用に使用する場合において撮影対象人物に監視されているという不快感を与えないようにし、更に撮像装置の表面の清掃のし易さ等々の点を考慮すると、支持体の形状は球形に近い構造にすることが好ましい。特に撮像装置の表面を黒色等の暗い色調の色にし、球形の球形支持体４を透明な硝子等の材料で覆えば（その際、レンズのカバーも兼用できる）レンズ部分が隠されるので、カメラの向きが解かり難くなり、撮影対象人物に不快感を与えないようにすることができる。この場合、サングラス等に用いられているミラーコーティングを施すと更に効果がある。
【００３６】
球形支持体４の回転角制御方法については２通りの方法がある。その１つの方法は、人間がカメラ映像を見ながら上下左右の回転をマニュアルモードで動かす方法である。別の方法は、撮像装置或いは外部から別途得られた映像情報、制御情報及び赤外線センサ等の情報を用いて自動追尾を行なう等、自動制御を行なう方法である。方向に関する情報を用いて制御する場合、Ｘ軸方向についてはＸ軸方向センサ１７が現在の方向を検出し、伝導経路を通じて外部の撮像装置制御部へ送る。この制御部はセンサ情報を基にＸモータ５の動作を制御する。
【００３７】
既に述べたように図２においては、Ｘ軸方向センサ１７の基本構成が示されている。方向センサの最も簡易な方法としては、Ｘ軸の中心から外側へ複数の放射状線を描いたドーナツ型円盤をＸ軸フレキシブル接点接続部７のＹ形支持体８に固定し、球形支持体４に固定されたフォトセンサ２００によって非接触で放射状線の数をパルス数として読み取ることで、原点からの角度を容易に算出することができる。例えば、放射状線の数が３６０本の場合、撮像装置はＸ軸１回転当たり３６０°の分解能で角度制御が可能である。もちろん、既製品の（ロータリ）エンコーダ等を用いても良い。
【００３８】
Ｘ軸フレキシブル接点接続部７は、図２に示すように導電部と絶縁部から成るパイプ軸上に配された複数の導電性の（ドーナツ型）ベアリング３００により構成されている。図２の構造は、Ｙ形支持体８に前記パイプ軸３０２の一端３０２ａが固定されており、パイプ軸３０２の導電部分３０２ｃ上にドーナツ型ベアリング３００の内側３００ａが接触固定されている。ドーナツ型ベアリング３００の外側３００ｂは、球形支持体４に不図示の絶縁性部材を介して固定されている。本実施形態において、導電部分３０２ｃは具体的にはパイプ軸３０２にスルーホールを形成し、パイプ軸３０２の内部に配された信号線の端部をハンダ付けして形成される。
【００３９】
球形支持体４内の電気信号、例えば映像信号は、球形支持体伝導部１３のうち信号線１３ａを介して導電性ベアリング３００及びパイプ軸３０２内を通り、Ｙ形支持体伝導部１４と電気的に接続される。また、モータ制御・駆動信号が信号線１３ｂを介して、モータ電源が信号線１３ｃを介して、カメラ制御信号が信号線１３ｄを介してＸ軸フレキシブル接点接続部７側から球形支持体４側のそれぞれ該当する箇所に伝達される。このようなＸ軸フレキシブル接点接続部７を設けたことにより、球形支持体４内の映像信号、モータの電源やセンサ信号等がコードレスでＹ形支持体８へ伝達されるため、回転角の制限がなくなる。つまり球形支持体４を何回転でも自由に回転させることができる。
【００４０】
この実施形態では、フレキシブル接点として導電性のドーナツ型ベアリングを用いたが、ドーナツ型ベアリングの代わりに導電性板バネ（バネ構造と導電体構造を含む）、導電性ブラシ、導電性ローラ等、種々の材料及び構造が選択可能である。
【００４１】
次に、Ｙ形支持体伝導部１４から台座形支持体伝導部１５への接続方法は、Ｘ軸フレキシブル接点接続部７と同様の構造を有するＹ軸フレキシブル接点接続部９を通り、台座形支持体１２内の端子板１６に電気的に接続される。
Ｙ軸フレキシブル接点接続部９はＹ軸駆動力伝達部１１と一体構成になっているが、台座形支持体１２と球形支持体４の間には構成及び動作について対応関係がある。つまりＸモータ５、Ｘ軸駆動力伝達部６、Ｘ軸フレキシブル接点接続部７及びＸ軸方向センサ１７における構成及び動作は、球形支持体４を台座形支持体１２に置き換えて考えることで、それぞれＹモータ１０、Ｙ軸駆動力伝達部１１、Ｙ軸フレキシブル接点接続部９及びＹ軸方向センサ１８の構成及び動作にあてはめることができる。
【００４２】
ここでＹ形支持体８と台座形支持体１２の位置関係において、これらの支持体の回転軸となるＸ軸とＹ軸は、少なくとも直交する位置に取り付けなければならない点に注意する必要がある。更に前述の受像素子（ＣＣＤ）２は、Ｘ，Ｙ軸の交点を通り、且つＸ軸と直角に交わる第３軸上に配置することにより、撮像装置がＸ軸及びＹ軸とも３６０°自由に回転してもピントずれがおきないようにしている。この実施形態では結像部分に受像素子２を置いたが、最終的に受像素子２に映像を結像させるミラー等を置いても同様の効果が得られる。
【００４３】
また、この実施形態でＸモータ５及びＹモータ１０として、ステッピングモータ（パルスモータ）を用いると精密な角度制御が可能になる。更に小型、高速、高トルクの利点を持つ超音波モータを用いれば、Ｘ軸駆動力伝達部６及びＹ軸駆動力伝達部１１等のギア関連部品の部品点数を少なく設計することができるため小型、軽量化に有効である。
【００４４】
次に、本発明による撮像装置の第２の実施の形態を説明する。
前述のように第１の実施形態では、Ｘモータ５、Ｘ軸駆動力伝達部６及びＸ軸フレキシブル接点接続部７が球形支持体４内に備えられる。この第２の実施形態では、図３に示すようにＹ形支持体８内にＸモータ５、Ｘ軸駆動力伝達部６及びＸ軸フレキシブル接点接続部７を備えている。また、Ｙモータ１０、Ｙ軸駆動力伝達部１１及びＹ軸フレキシブル接点接続部９については、第１の実施形態の場合と同様にＹ形支持体８内に備えることができる。
【００４５】
第２の実施形態において、受像素子２の信号は、球形支持体伝導部１３、Ｘ軸フレキシブル接点接続部７、Ｙ形支持体伝導部１４、Ｙ軸フレキシブル接点接続部９、台座形支持体伝導部１５、及び端子板１６を通して外部に出力される。また、Ｘ軸方向センサ１７が現在の方向を検出し、外部の撮像装置制御部はそのセンサ情報を基にＸモータ５の動作を制御する。この第２の実施形態でも第１の実施形態と同様な作用効果を得ることができる。
【００４６】
次に、本発明による撮像装置の第３の実施の形態を説明する。
第１の実施形態では画像信号線、方向制御信号線、レンズ制御信号線、モータ制御信号線及び各種電源線等をフレキシブル接点構造により各支持体間の信号を伝達していた。ところが、これら全ての信号線にフレキシブル接点構造を用いると、接触ノイズが生ずる場合がある。更に、接点が多くなればそれだけ接点部分の摩擦も大きくなり、回転駆動モータの寿命が短くなり、そのままでは駆動トルクを稼ぐためモータも大きくならざるを得ない。そこで、第３の実施形態では、このような問題を解決すべく画像信号整形部３の電気信号を一旦光信号に変換（Ｅ／Ｏ変換）した後、光信号のままで台座形支持体１２内に伝達することにより外部ノイズにも強い撮像装置を実現するというものである。
【００４７】
図４は、第３の実施形態に係るフレキシブル接点接続部の構造を示している。なお、この図４に示す構造は、Ｘ軸フレキシブル接点接続部７についてのものであり、本実施形態の説明に必要な部分のみが示されている。
画像信号整形部３の信号は、光信号整形部３１により光信号に変換して伝達可能な電気信号に整形される。画像信号がＣＣＤ信号であれば、そのまま光信号フォーマットに整形する。また、ＮＴＳＣ信号等直流成分を含む場合、光信号整形部３１は、一旦ＲＦ（Radio Frequency ）信号等直流成分を含まない電気信号に変換した後、光信号に整形する。７１はＥ／Ｏ変換器であり、フォトダイオード等を用いる。Ｅ／Ｏ変換器７１は球形支持体４に光軸がＸ軸と一致する位置に固定されている。
【００４８】
ここで、Ｅ／Ｏ変換器７１とＸ軸軸受７２は非接触になっているので、球形支持体４が回転しても光信号はＸ軸軸受７２へ伝達される。Ｘ軸軸受７２は内側が鏡面コーティングされているパイプ状（光ファイバ）になっており、光信号を効率良く伝達することができるようになっている。Ｙ形支持体光伝達部７３もＸ軸軸受７２と同様に光を伝達することができる構造になっており、台座形支持体１２内へ光信号を伝達する。
【００４９】
図５は、Ｙ形支持体８から台座形支持体１２内の端子板１６へ光信号を伝達するための構造を図解したものである。光信号は、Ｙ形支持体８内に備えられたＹ形支持体光伝達部７３を通って、第２回転軸の中心を通る位置に配された受光器（フォトセンサ）７４へ到達する。受光器７４でＯ／Ｅ変換された電気信号は、電気信号整形部７５により出力信号フォーマット（出力インピーダンス調整或いはＮＴＳＣ信号等）に整形され、端子板１６から外部へ出力される。
【００５０】
上述の説明では、光信号は受像素子２の映像信号として説明してきたが、もちろんこの光信号は各種制御信号であっても、或いは映像信号と制御信号がミックスされた信号であっても良い。また、映像信号やカメラ回転角情報を球形支持体８から台座形支持体１２へ、或いは方向制御信号線、レンズ制御信号線及びモータ制御信号線等の外部制御部からの制御信号を球形支持体４にまで伝達させるためには、双方向に信号を送受信できる構成にする。この場合、図６および図７に示すように光ガイドの両端に各々波長が異なるＥ／Ｏ変換器７１（λ１）及び１２２（λ２）と受光器７４（λ１）及び１２３（λ２）を光波長毎にペアにして取り付ける。このように送信側と受信側で同一波長の光ディバイスをペアにして取り付けることで、往復各信号の波長を異なる波長にすれば、同一光ファイバを用いて双方向の信号を独立に扱うことができる（光波長多重通信）。もちろん、Ｅ／Ｏ変換器、受光器のペアは信号の種類に応じて複数あっても構わない。
【００５１】
Ｘ軸軸受７２、Ｙ形支持体光伝達部７３は、伝達したい光信号のみを伝達できれば本来の目的を達成することができるので、材質や形状については種々の選択が可能である。例えば、表面に光の反射率を高めるためのコーティグ等を施した透明な硝子、プラスチック或いはフレキシブルな透明ゴム等を用いても同様の効果が得られる。
【００５２】
次に、本発明による撮像装置の第４の実施の形態を説明する。
この第４の実施形態によれば、球形支持体４とＹ形支持体８を取り外し可能とした構成を容易に実現することができる。
【００５３】
図８は、Ｘ軸フレキシブル接点接続部７について取り外し可能な構造部分のみを示す要部構成図である。図８においては、球形支持体４とＹ形支持体８の接点接続部の構造が示されている。球形支持体４に可動式ベアリング等によってＸ軸上に固定されたパイプ軸の両端に、該パイプ軸をＹ形支持体８に固定するための突起物７７が取り付けられている。また、Ｙ形支持体８には突起物７７及びパイプ軸を取り外し可能にするためのガイド（溝）と、突起物７７を装着した後パイプ軸を固定するための固定具７６を有している。この固定具７６はスライド式になっており、突起物７７をＹ形支持体８に装着後、球形支持体４に固定する役割を担っている。
【００５４】
更に、球形支持体４及びＹ形支持体８間を電気信号、電源等により結合する場合は、接点接続部７側のパイプ断面（突起物７７）及びＹ形支持体８の固定位置に対応する接点７８を配しておき、球形支持体４を装着するとＹ形支持体８と導通するようにしておく。ここで、球形支持体４側のパイプ軸（Ｘ軸軸受７２）の断面は、レンズ構造１２５となっており、光通信を可能にする光アンテナの役割を担っている。Ｙ形支持体８にも同様のレンズが組み込まれており、球形支持体４及びＹ形支持体８間で光信号を伝達させることができる。
【００５５】
また、図９は、球形支持体４内に取り外し可能なバッテリー４１を内蔵した様子を示している。この構成と第３の実施形態を組み合わせることにより、映像信号及び制御信号等は光信号のかたちで信号伝達を行う。また、駆動モータの電力は球形支持体４内のバッテリ４１から供給することにより、フレキシブル接点部分を削除することもできる。もちろん電源部を併用してもよい。
【００５６】
ところで、前述した実施の形態では、各種電気信号や制御信号を導体を用いたフレキシブル接点接続構造や、単方向或いは双方向の光信号通信機構により、球形支持体４と台座形支持体１２の間を電気的、光学的に接続した例について説明した。実際には、モータ駆動に必要な電気（信号）や画像信号整形部３等の電気回路基板の電源等は導体を配した伝導経路により、また映像信号や光学レンズ１のフォーカス／ズーム制御信号、センサ信号１７，１８等の信号は双方向の光信号経路を用いることがノイズや回転摩擦を軽減する点で好ましい。
【００５７】
この場合、光信号伝達経路と電気信号伝達経路を配さなさければならないが、この配置方法と実装上の要点について更に詳細に説明する。
図１０は、球形支持体４に球形支持体軸２０１が貫通している様子を示している。球形支持体軸２０１と球形支持体４とはボールベアリング等のフレキシブル接続部２０２により接続されている。前述したように図１に示した形態では、説明の便宜上、この球形支持体軸２０１を切断した構造にして説明した。実際には１本の棒状にしておいた方が、回転時のブレが少なくスムーズに回転する。そのためには前記Ｘ軸駆動力伝達部とＸ軸軸受７２を光伝導軸２０２２にて図１１のように直線上で結合し、接着固定する。
【００５８】
ここで留意しなければならない点は、画像信号整形部３等の基板上に配置固定してあるＥ／Ｏ変換器７１や受光器１２３は、球形支持体４や光学レンズ１及び受像素子２と共に、光伝導軸２０２２の周囲を等距離・非接触で回転する。このような構成において光信号の強度或いは受光レベルを変化させずに、適正な光通信を如何に行わせるかという点である。そこで、光伝導軸２０２２は、Ｘ軸軸受７２内部を光通信させるために、好適には透明なガラス、アクリル或いはモールド系の材料を用いる。Ｅ／Ｏ変換器７１の光信号をＸ軸軸受７２へ、またＸ軸軸受７２からの光信号を受光器１２３へ効率良く伝達するために、Ｘ軸駆動力伝達部の光伝導軸２０２２接続側の一端を図１１に示すように円錐形に形成する（この場合、円錐の頂点部はＸ軸の中心を通るように形成する）。この円錐部に反射率の高いミラーコーティングを施しておくことにより、Ｅ／Ｏ変換器７１や受光器１２３がＸ軸を中心にして光フレキシブル接続部２０２の周囲を回転する際光信号を正確に伝達することができる。なお、伝達効率を更に考慮すれば、光伝導軸２０２２の接続部の双方の端部をほぼ球面形状にして接続することが望ましい。このような構成によれば、伝達効率を劣化させることなく、また光伝導軸２０２２の接続点における芯ずれが多少は許容される。
【００５９】
なお、円錐部におけるミラーコーティングについては、Ｘ軸駆動力伝達部６に例えばステンレス製の反射率の高い金属を用いることによって代用することができる。もちろんＸ軸軸受７２内部（光伝達経路）も光を伝達し易くするため、反射率の高い材料でコーティングされている。更に、光の漏れを防ぐ場合、Ｅ／Ｏ変換器７１や受光器１２３を包み込む（同様に内側がミラーコーティングされている）球状或いは円筒形状のフードを球形支持体軸２０１に非接触で基板等に固定すればよい。
【００６０】
次に、電気信号伝達経路についてＸ軸軸受７２の構造を更に詳しく説明する。図１２において、Ｘ軸軸受７２内部の一端（Ｙ形支持体８への接続側）にはＸ軸接点端子７２１が配される。また、Ｘ軸軸受伝導部７２２は、絶縁体の間に導電体が形成されているフレキシブル基板であり、図中の黒潰し部分は導体（金属）部分が片面でむき出しになっている。このＸ軸軸受伝導部７２２をＸ軸軸受７２に接着或いは金具等で圧着固定し、既に図２において説明した導電性ベアリングの内側がその導体（金属）部分に導電接着・固定される（図１２（ａ））。
【００６１】
その場合、Ｘ軸軸受伝導部７２２はＸ軸軸受７２の外周部に設けられるため、例えば図１２（ｂ）のようにパイプ状の保護カバー７２３を被着するとよく、これによりＸ軸軸受伝導部７２２を損傷等から有効に保護することができる。この保護カバー７２３の被着後、ベアリングを介して球形支持体４を取り付ける。もちろん、Ｘ軸軸受伝導部７２２は、Ｘ軸軸受７２の形成時に埋め込んでもよい。この場合は、パイプ状の保護カバーは不必要になる。
【００６２】
Ｘ軸軸受伝導部７２２のもう片方側は、Ｘ軸接点端子７２１に導電接着・固定される。また導電性ベアリングの外輪側は後述する導電性バネ７２４を介して、球形支持体４に堅固に支持された導電体端子７２５に接続され、球形支持体伝導部１３へと繋がる。この導電性ベアリングの外輪側と球形支持体４に支持された導電体端子７２５との間は、図１３に示すようにＸ軸に対して垂直方向、且つＸ軸を押圧（図１３（ｂ）、矢印Ｆ参照）し得るフレキシブルな導電性バネ７２４（板バネ状の導体）によって接続される。
【００６３】
これは、電気（信号）の種類だけ導電性ベアリングを配置した場合、複数のベアリングの内輪側及び外輪側を僅かな遊びの余裕なく固定接続してしまうと、ベアリング及びその配置或いはベアリング精度誤差があった場合、接触抵抗が大きくなり、回転摩擦を軽減することができないからである。また、ベアリングの精度や構造が簡易である場合、ベアリングの接触ムラが生じ、信号にスパークノイズが生じる場合がある。このような問題は、前述の「ベアリングを常に一方向に押し続ける構造」にすることにより解決できる。
【００６４】
ここで、図８においては、球形支持体４とＹ形支持体８を取り外し可能な構造として説明したが、球形支持体４をＹ形支持体８に装着した際（突起物７７のガイドに沿って）、Ｘ軸接点端子７２１（＝電気信号・電源用接点７８）と向かい合う同一位置にＹ形支持体伝導部１４の接点端子を配しておけばよい。つまり、球形支持体４をＹ形支持体８に装着したとき、Ｘ軸軸受７２とＹ形支持体伝導部７３の断面に各々配置された金属接点同士が接触し、Ｙ形支持体伝導部１４と球形支持体伝導部１３の間で電気（信号）的に導通する。ここで、各電気信号の接点は、球形支持体４の装着時に他の端子と接触しない位置に配しておけば、電源がＯＮの状態でもレンズ交換可能になる。この点に関しては、Ｙ形支持体８と台座形支持体１２についても、前述の球形支持体４とＹ形支持体８の説明で置き換えることができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、
（１）同一被写界面を違和感無く撮影する（人間の目玉を左右上下に動かした映像と同等の映像を得る）基本構造を実現することができる。
（２）第１支持体内に駆動部を設けることにより、第１支持体に内蔵するレンズ等の大きさに適したモータを内蔵できるので、第１支持体を撮影目的に応じた種々のレンズに交換することができる。
（３）カメラを内蔵した第１支持体が軽量化できるため、高速回転を行う場合に有利となる。
（４）第１支持体内の映像情報、センサ情報等を第２支持体及び第３支持体を通じて外部へ、また外部からの制御信号を第１支持体の駆動モータやカメラ部等へコードレスで電気信号を伝達することができるため（各支持体間の電気的接続部分をフレキシブル接点接続としたため）、回転型撮影ユニットの回転が制約されることがない。つまり、チルト／パン角方向の回転制限が無くなる。
（５）微弱な映像信号やノイズ等の悪影響を及ぼし易い制御信号等を、光信号に変換して第１支持体内と外部間で伝達することができる構成をとったため、フレキシブル接点接続部の摩擦を減少させることができる。このため駆動モータを小型化できて寿命も向上する。更に接点部分で生じ易い接触ノイズや外部のノイズに強くなる。
（６）第１支持体を容易に取り外しできるため、撮像装置の他に例えば書架カメラ等の雲台に乗せ変えることができる。また、撮影対象及び目的等に応じて、種々のカメラユニットに交換することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の撮像装置の第１の実施形態における正面図および側面図である。
【図２】本発明の撮像装置の第１の実施形態におけるＸ軸フレキシブル接点接続部の構成図である。
【図３】本発明の撮像装置の第２の実施形態における第２支持体内にＸ軸回転駆動部を備えた構成図である。
【図４】本発明の撮像装置の第３の実施形態における映像信号を光信号により伝達する構成図である。
【図５】本発明の撮像装置の第３の実施形態における映像信号を光信号により伝達する構成図である。
【図６】本発明の撮像装置の第４の実施形態における映像信号及び制御信号を双方向の光信号により伝達する構成図である。
【図７】本発明の撮像装置の第４の実施形態における映像信号及び制御信号を双方向の光信号により伝達する構成図である。
【図８】本発明の撮像装置の第４の実施形態における球形支持体とＵ形支持体を取り外し可能な構造とする要部構成図である。
【図９】本発明の撮像装置の第４の実施形態における球形支持体内に着脱可能なバッテリを搭載した構成図である。
【図１０】本発明の撮像装置における光信号伝達経路及び電気信号伝達経路の他の配置方法を構成するための球形支持体及び球形支持体軸の関係を示す図である。
【図１１】本発明の撮像装置におけるＸ軸駆動力伝達部及びＸ軸軸受を光伝導軸を介して結合する構成例を示す図である。
【図１２】本発明の撮像装置における電気信号伝達経路についてＸ軸軸受の構造例を示すそれぞれ分解斜視図である。
【図１３】本発明の撮像装置におけるＸ軸軸受伝導部におけるＸ軸接点端子との接続構造例を示す図である。
【符号の説明】
１  光学レンズ
２  受像素子（ＣＣＤ）
３  画像信号整形部
４  球形支持体
５  Ｘ軸回転駆動部（Ｘモータ）
６  Ｘ軸駆動力伝達部
７  Ｘ軸フレキシブル接点接続部
８  Ｙ形支持体
９  Ｙ軸フレキシブル接点接続部
１０  Ｙ軸回転駆動部（Ｙモータ）
１１  Ｙ軸駆動力伝達部
１２  台座形支持体
１３  球形支持体伝導部
１４  Ｙ形支持体伝導部
１５  台座形支持体伝導部
１６  端子版（コネクタ）
１７  Ｘ軸方向センサ
１８  Ｙ軸方向センサ
３１  光信号整形部（球形支持体側）
４１  バッテリ
７１  Ｅ／Ｏ変換器（球形支持体側）
７２  Ｘ軸軸受
７３  Ｙ形支持体光伝導部
７４  受光器（台座形支持体側）
７５  電気信号整形部（台座形支持体側）
７６  固定具
７７  突起物
７８  電気信号・電源用接点
１２１  光信号整形部（台座形支持体側）
１２２  Ｅ／Ｏ変換器（台座形支持体側）
１２３  受光器（球形支持体側）
１２４  電気信号整形部（球形支持体側）
１２５  レンズ
【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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