(57)【要約】【課題】  固定部と旋回部との間で光通信を行う旋回型撮像装置であって、指向角の狭い発光素子を用いることができ、旋回軸の半径方向における軸振れの影響を受けにくい旋回型撮像装置を提供する。【解決手段】  固定部２と所定の旋回軸３を中心として旋回する旋回部１とで構成された旋回型撮像装置であって、固定部２は、制御信号を生成するシステム制御部２０６と、この生成された制御信号を光に変換し、変換した光を旋回軸３と平行に発光する固定部側発光ダイオード２０８と、を具備し、旋回部１は、旋回軸３を中心軸とする回転放物面状に形成され、固定部側発光ダイオード２０８からの光を反射するパラボラ反射鏡１０７と、このパラボラ反射鏡１０７の焦点位置に設けられ、この反射される光を受光する旋回部側フォトダイオード１０８と、を具備することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部と所定の旋回軸を中心として旋回する旋回部とで構成された旋回型撮像装置であって、
前記固定部は、
制御信号を生成する制御信号生成手段と、
前記生成される制御信号を光に変換し、該変換される光を前記旋回軸と平行に発光する第一の発光手段と、
を具備し、
前記旋回部は、
前記旋回軸を中心軸とする回転放物面状に形成され、前記発光される光を反射する第一の反射手段と、
前記反射手段の焦点位置に設けられ、前記反射される光を受光する第一の受光手段と、
を具備することを特徴とする旋回型撮像装置。
【請求項２】
前記第一の発光手段は、前記発光される光の中心光軸が前記旋回軸から外れるように配置され、
前記第一の反射手段は、該第一の反射手段の開口部を前記固定部に対向させるように配置され、
前記第一の受光手段は、前記第一の反射手段の開口部に対向するように配置されることを特徴とする請求項１に記載の旋回型撮像装置。
【請求項３】
前記旋回部は、
映像信号を生成する映像信号生成手段と、
前記映像信号生成手段により生成される映像信号を光に変換し、該変換される光を発光する第二の発光手段と、
をさらに具備し、
前記固定部は、
前記第二の発光手段からの光を受光する第二の受光手段をさらに具備することを特徴とする請求項１または２に記載の旋回型撮像装置。
【請求項４】
前記第二の発光手段は、該第二の発光手段により発光される光の中心光軸が旋回軸と一致しており、且つ、前記固定部に対向するように配置され、
前記第二の受光手段は、前記旋回軸上にあり、前記第二の発光手段と対向するように配置されることを特徴とする請求項３に記載の旋回型撮像装置。
【請求項５】
前記第二の発光手段と前記第二の受光手段との間の空間を囲む遮光手段をさらに備えたことを特徴とする請求項３または４に記載の旋回型撮像装置。
【請求項６】
前記固定部は、前記旋回軸を中心軸とする回転放物面状に形成され、前記第二の発光手段からの光を反射する第二の反射手段をさらに具備し、
前記第二の受光手段は、前記第二の反射手段の焦点位置に設けられ、且つ、前記第二の反射手段により反射される光を受光することを特徴とする請求項３に記載の旋回型撮像装置。
【請求項７】
前記第二の発光手段は、該第二の発光手段により発光される光の中心光軸が前記旋回軸から外れるように配置され、
前記第二の反射手段は、該第二の反射手段の開口部を前記旋回部に対向させるように配置され、
前記第二の受光手段は、前記第二の反射手段の開口部に対向するように配置されることを特徴とする請求項６に記載の旋回型撮像装置。
【請求項８】
複数の前記第一の発光手段を備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の旋回型撮像装置。
【請求項９】
前記複数の前記第一の発光手段は、それぞれ異なる波長の光を発光することを特徴とする請求項８に記載の旋回型撮像装置。
【請求項１０】
複数の前記第二の発光手段を備えることを特徴とする請求項６乃至９のいずれか一項に記載の旋回型撮像装置。
【請求項１１】
前記第一の反射手段は、該第一の反射手段の中心軸の近傍または該第一の反射手段の外周部が切り欠かれていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の旋回型撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定部と所定の回転軸を中心として旋回する旋回部とで構成された旋回型撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の旋回型撮像装置では、撮像部が搭載された旋回部とこの装置を所定の場所に固定するための固定部との間のデータ通信に、電線が用いられていた。
【０００３】
しかし、監視用途に用いられる旋回型撮像装置には、同一方向に３６０°を超えてエンドレスに旋回するニーズがあり、電線を用いたデータ通信では、電線が捩れるため、このニーズには応えられなかった。また、エンドレス旋回のために、スリップリングを使った機械的な摺動接点方式の旋回型撮像装置がよく知られているが、このスリップリングの接点部分への油膜や塵埃の付着や酸化皮膜等によって接触抵抗が上がり電気的性能が低下してゆくという問題があった。
【０００４】
このような問題に対応するため、特許文献１では、旋回部から固定部への映像データと固定部から旋回部への制御データとを、光通信方式を使って伝送する旋回型撮像装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１０５７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された従来技術では、固定部から旋回部への制御データは、ある限られた回転位置にあるときのみ通信できる構成となっている。即ち、固定部からの制御データを受信することができる位置に旋回部が停止していないときは、一旦、この位置に旋回部を旋回させてから、固定部からの制御データを受信する必要があった。
【０００７】
このため、監視位置の移動指示や物体を追尾しているときなどには大きな弊害となっていた。また、モニターに表示される映像においても、固定部から旋回部へ制御データを送信する度に、固定部からの制御データを旋回部が受信することができる位置での映像がモニターに表示されることになり煩わしかった。
【０００８】
また、上述の特許文献１には、制御データを常時通信できる構成についても開示されてはいるが、制御データの送信に指向角の大きな発光素子を使用する必要があった。このため、消費電力が増大してしまっていた。
【０００９】
これを、図８を用いて説明する。図８は、発光ダイオードの代表的な指向角を示す図である。指向角を大きくすれば、それだけ必要な方向以外の方向にも多くの光が照射されることになり、それらすべてが無駄に消費されることになる。
【００１０】
さらに、発光ダイオードの中心光軸から大きく角度のついたところで、発光ダイオードからの光を受光することを前提にしており、発光ダイオードの中心光軸からの角度がつくほど、発光ダイオードからの光の光度は落ちてしまう。
【００１１】
このような前提においても必要な光度が得られるように、大きな電力を発光ダイオードに供給する必要があり、そのことからも電力の無駄は大きくなってしまっていた。その上、旋回部の旋回軸に対して旋回ブレが発生したときの角度のズレによる、発光ダイオードからの光の光度の低下分も考慮する必要があった。
【００１２】
本発明は上記のような点に鑑みてなされたもので、固定部と旋回部との間で光通信を行う旋回型撮像装置であって、指向角の狭い発光素子を用いることができ、旋回軸の半径方向における軸振れの影響を受けにくい旋回型撮像装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の旋回型撮像装置は、固定部と所定の旋回軸を中心として旋回する旋回部とで構成された旋回型撮像装置であって、前記固定部は、制御信号を生成する制御信号生成手段と、前記生成される制御信号を光に変換し、該変換される光を前記旋回軸と平行に発光する第一の発光手段と、を具備し、前記旋回部は、前記旋回軸を中心軸とする回転放物面状に形成され、前記発光される光を反射する第一の反射手段と、前記反射手段の焦点位置に設けられ、前記反射される光を受光する第一の受光手段と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、固定部と旋回部との間で光通信を行う旋回型撮像装置であって、指向角の狭い発光素子を用いることができ、旋回軸の半径方向における軸振れの影響を受けにくい旋回型撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施例に係る、旋回型撮像装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る、パラボラ反射鏡と旋回部側発光ダイオードとの配置関係を示す図、および、固定部側フォトダイオードとプリント基板と固定部側フォトダイオードとの配置関係を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施例に係る、旋回型撮像装置の構成を示す概略図、および、固定部側フォトダイオードと固定部側発光ダイオードとの配置関係を示す図である。
【図４】本発明の第３の実施例に係る、旋回型撮像装置の構成を示す概略図、および、固定部側フォトダイオードと固定部側発光ダイオードとの配置関係を示す図である。
【図５】本発明の第４の実施例に係る、旋回型撮像装置の構成を示す概略図、および、パラボラ反射鏡１０７と旋回部側発光ダイオード１１７の配置関係を示す図である。
【図６】本発明の第４の実施例に係る、赤色反射薄膜の反射特性を示す図である。
【図７】本発明の第５の実施例に係る、旋回型撮像装置の構成を示す概略図である。
【図８】発光ダイオードの指向角の特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の好ましい実施例を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明の第１の実施例に係る、撮像装置としての旋回型撮像装置の構成を示した概略図である。同図において、１は旋回部、２は固定部、３は所定の旋回軸である。旋回部１は、パン回転ギア１１４を介して固定部２と接続され、旋回軸３を中心として水平方向に旋回することができる。より詳細には、旋回部１は、旋回軸３を中心として同一方向に３６０°を超えてエンドレスに旋回が可能である。
【００１８】
１０１は、レンズモジュールであり、１０２は、レンズモジュール１０１内に備えられた、ＣＭＯＳなどのイメージセンサーである。イメージセンサー１０２は、イメージセンサー１０２に入射した撮像光を電気信号に変換する。この電気信号は、撮像処理部１０３にて、ノイズ除去、Ａ／Ｄ変換、露出制御、焦点制御、ホワイトバランス制御、動き検知処理、顔検知処理およびマスク処理といった一連の撮像信号処理が施される。
【００１９】
この一連の撮像信号処理が施された電気信号は、パラレル・デジタル画像信号として撮像処理部１０３から出力される。したがって、本実施例におけるイメージセンサー１０２および撮像処理部１０３は、映像信号生成部に相当する。
【００２０】
撮像処理部１０３から出力されたパラレル・デジタル画像信号は、必要なクロック信号やデータ信号とともに旋回部側パラレル／シリアル変換部１０４でシリアル信号に変換される。この変換されたシリアル信号は、線路１０５を経由して旋回部側発光ダイオード１０６に伝達され、旋回部側発光ダイオード１０６により光信号として固定部２側へ発光される。
【００２１】
旋回部側発光ダイオード１０６で発光された光信号は、旋回軸３上（旋回軸上）に設けられた固定部側フォトダイオード２０１で受光されて電気信号に変換される。そして、この電気信号は、固定部側フォトダイオード２０１から出力される。２０２は、円形のプリント基板であって、固定部側フォトダイオード２０１や固定部側発光ダイオード２０８が実装されたプリント基板である。固定部側フォトダイオード２０１から出力された電気信号は、固定部側シリアル／パラレル変換部２０３でパラレル信号に変換される。このパラレル信号は、固定部側シリアル／パラレル変換部２０３から出力される。
【００２２】
固定部側シリアル／パラレル変換部２０３から出力されたパラレル信号は、画像処理部２０４に入力される。このパラレル信号は、画像処理部２０４により、デジタル画像信号に対するフィルタ処理、リサイズ処理および圧縮処理といった画像処理が施される。画像処理部２０４による画像処理は、システム制御部２０６の制御のもとに行われる。画像処理部２０４で画像処理が施された画像信号は、画像処理部２０４から出力され、ネットワーク処理部２０５を介してネットワーク回線へ配信される。
【００２３】
なお、本実施例におけるシステム制御部２０６は、制御信号生成部に相当する。
【００２４】
本実施例における旋回型撮像装置には、ネットワーク回線を介して、ネットワークに接続されたユーザー端末（不図示）から要求信号が入力される。この要求信号は、パン／チルト位置の移動、ズームやフォーカスの調整、露出の補正、ホワイトバランスの補正、リサイズや圧縮フォーマットの指示、マスク位置の指示などを示す。
【００２５】
このようなネットワーク回線からの要求信号は、ネットワーク処理部２０５を介してシステム制御部２０６に伝えられる。システム制御部２０６は、ネットワーク回線からの要求信号に基づいて制御信号を出力する。
【００２６】
システム制御部２０６により、画像処理に関わる制御信号は画像処理部２０４へ、パン回転に関わる制御信号はパン駆動部２０９へ、撮像制御やチルト回転に関わる制御信号は固定部側パラレル／シリアル変換部２０７へ、出力される。固定部側パラレル／シリアル変換部２０７は、システム制御部２０６から入力された制御信号をシリアル信号に変換して出力する。
【００２７】
固定部側パラレル／シリアル変換部２０７から出力されたシリアル信号は、固定部側発光ダイオード２０８で光信号に変換されて旋回部１側へ発光される。固定部側発光ダイオード２０８で発光された光信号は、パラボラ反射鏡１０７で反射され、旋回部側フォトダイオード１０８で受光され電気信号に変換される。旋回部側フォトダイオード１０８から出力された電気信号は、線路１０５を経由して、旋回部側シリアル／パラレル変換部１１０でパラレル信号に変換される。このパラレル信号は、旋回部側シリアル／パラレル変換部１１０から出力される。
【００２８】
旋回部側シリアル／パラレル変換部１１０から出力されたパラレル信号は、撮像制御部１１１に入力される。撮像制御部１１１は、この入力された制御信号に基づき、撮像処理部１０３やチルト駆動部１１２を制御するとともに、固定部２に伝えるべきデータ信号を旋回部側パラレル／シリアル変換部１０４に供給する。
【００２９】
チルト駆動部１１２は、撮像制御部１１１からの制御信号に基づき、チルトモーター１１３を駆動する。パン駆動部２０９は、システム制御部２０６からの制御信号に基づき、パンモーター２１０を駆動する。パン回転ギア１１４は、旋回部１と固定部２とを接続し、パンモーター２１０によって回転させられることで、旋回部１をエンドレスにパン回転させる。不図示のチルト回転ギアは、チルトモーター１１３によって回転させられることで、レンズモジュール１０１をチルト回転させる。
【００３０】
システム電源部２１１は、外部電源から電力の供給を受け、システム全体に必要な電力を生成する。また、システム電源部２１１は、Ｐｏｗｅｒ  ｏｖｅｒ  Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）（以下、「ＰｏＥ」と称する）に対応することで、外部電源を必要とすることなく、ネットワーク回線に接続するだけで必要な電力を生成することもできる。システム電源部２１１で生成された電力は、固定部２の各部に供給されるとともに、旋回部１用の電力として固定部側電磁界コイル２１２へ供給される。
【００３１】
固定部側電磁界コイル２１２は、システム電源部２１１から電力の供給を受けて磁界を発生させ、発生させた磁界により、旋回部側電磁界コイル１１５は電力源となる。旋回部側電磁界コイル１１５で発生する電力は、旋回部側電源部１１６に供給される。旋回部側電源部１１６は、旋回部側電磁界コイル１１５から供給される電力から旋回部１の各部へ必要な電力を供給する。
【００３２】
パラボラ反射鏡１０７は、回転放物面状に形成され、このパラボラ反射鏡１０７の焦点を通る中心軸が旋回軸３に一致するように、且つ、パラボラ反射鏡１０７の開口部が固定部２に対向するように、旋回部１に配置される。旋回部側フォトダイオード１０８は、パラボラ反射鏡１０７の焦点位置に、且つ、開口部とは反対向きに（パラボラ反射鏡１０７の頂点に対向するように）配置される。
【００３３】
なお、本実施例におけるパラボラ反射鏡１０７は、第一の反射部に相当し、本実施例における旋回部側フォトダイオード１０８は、第一の受光部に相当する。
【００３４】
旋回部側発光ダイオード１０６は、旋回軸３上に配置され且つプリント基板１０９の旋回部側フォトダイオード１０８が実装されている面とは反対の面に配置（実装）されている。さらに、旋回部側発光ダイオード１０６は、パラボラ反射鏡１０７の開口方向と同一方向に向けて（固定部２に対向するように）配置される。
【００３５】
図１中、旋回部側発光ダイオード１０６から固定部側フォトダイオード２０１への点線の矢印は、旋回部側発光ダイオード１０６が固定部側フォトダイオード２０１に照射する光の進行方向を示す。また、図１中、固定部側発光ダイオード２０８から旋回部側フォトダイオード１０８への点線の矢印は、固定部側発光ダイオード２０８によりパラボラ反射鏡１０７に照射され且つパラボラ反射鏡１０７で反射される光の進行方向を示す。
【００３６】
図２（ａ）は、パラボラ反射鏡１０７と旋回部側発光ダイオード１０６との配置関係を示す図であって、旋回軸３に沿って、パラボラ反射鏡１０７の開口部側（即ち固定部２側）から見た図である。
【００３７】
図２（ａ）に示すように、パラボラ反射鏡１０７の開口部の下端且つパラボラ反射鏡１０７の焦点を通る中心軸上に旋回部側発光ダイオード１０６が位置するように、プリント基板１０９を３本の線路１０５で支えている。これら３本の線路１０５は配線部材であり、プリント基板１０９を空間的に支えている。
【００３８】
なお、線路１０５としては、細線同軸のような電線やフラットケーブル、あるいは細くて丈夫なパイプ状のものでその内部に電線が這う構造をしたもの等を用いることができる。また、プリント基板１０９の旋回部側発光ダイオード１０６が実装された面の裏側の面には、旋回部側フォトダイオード１０８が配置されているが、図２（ａ）では見えない。
【００３９】
図２（ｂ）は、固定部側フォトダイオード２０１、プリント基板２０２および固定部側発光ダイオード２０８の配置関係を示す図であって、旋回軸３に沿って、旋回部１側から見た図である。
【００４０】
図２（ｂ）に示すように、固定部側フォトダイオード２０１は、旋回軸３上に配置され、且つ、旋回部側発光ダイオード１０６と対向するように配置される。固定部側発光ダイオード２０８は、固定部側フォトダイオード２０１と同じプリント基板２０２上に実装されており、パラボラ反射鏡１０７の開口部に向けて発光するように配置される。
【００４１】
なお、固定部側発光ダイオード２０８の中心光軸（発光軸）は、旋回軸３と平行であり、且つ、パラボラ反射鏡１０７の焦点を通る中心軸と平行である。したがって、本実施例における固定部側発光ダイオード２０８は、第一の発光部に相当する。
【００４２】
以上のように、本実施例では、旋回部側発光ダイオード１０６と固定部側フォトダイオード２０１とが、旋回軸３上で互いに対向して配置される。これにより、旋回部側発光ダイオード１０６に指向角の狭い発光素子を選択でき、旋回部側発光ダイオード１０６からの光信号は、固定部側フォトダイオード２０１で効率よく受光される。
【００４３】
旋回部１の旋回軸３に対する偏心に対しても、もともと旋回部側発光ダイオード１０６の中心が旋回軸３上にあるため、旋回部側発光ダイオード１０６の光度の高い領域内での偏心となり、固定部側フォトダイオード２０１の受光効率に大きな影響は無い。このため、画像信号のような帯域の広い信号でも旋回部１から固定部２へ効率よく送ることができる。
【００４４】
固定部側発光ダイオード２０８は、旋回軸３から離れて配置される。また、旋回部側フォトダイオード１０８は、パラボラ反射鏡１０７の焦点の位置に配置されているため、パラボラ反射鏡１０７に入射する平行光のすべては、光度を落とすことなく旋回部側フォトダイオード１０８に入射する。即ち、旋回部１が旋回していても、固定部側発光ダイオード２０８からの光信号は、光度を落とすことなく旋回部側フォトダイオード１０８で効率よく受光されることになる。
【００４５】
さらに、本実施例では、パラボラ反射鏡１０７を使用しており、このパラボラ反射鏡１０７の焦点を通る中心軸と旋回軸３とは一致しており、さらに、固定部側発光ダイオード２０８からの光は、パラボラ反射鏡１０７の中心軸と平行に進行する。これにより、固定部側発光ダイオード２０８が旋回平面（旋回軸３と垂直な平面）上のどの位置に位置しても、固定部側発光ダイオード２０８からの光は、旋回部側フォトダイオード１０８に入射することになる。この結果、旋回部１の旋回軸３に対する偏心（旋回平面における旋回軸３の軸振れ）の影響を受けにくい。
【００４６】
このため、固定部２から旋回部１への制御信号を、旋回部１の固定部２に対する旋回位置に制限されることなく且つ効率よく送ることができる。また、固定部側発光ダイオード２０８の中心光軸を使った効率のよい方式であるため、画像信号のような帯域の広い信号の高速な通信に対応することが可能となる。
【実施例２】
【００４７】
図３（ａ）は、本発明の第２の実施例に係る旋回型撮像装置の構成を示した概略図である。同図では、実施例１の構成に対して固定部側発光ダイオード２１３が新たに追加されている。また、図３（ｂ）は、固定部側フォトダイオード２０１と固定部側発光ダイオード２０８、２１３の配置関係を示す図であって、旋回軸３に沿って、旋回部１側から見た図である。
【００４８】
なお、本実施例では、上述した実施例に対応するものと同一の要素には同一符合を付し、その説明を省略する。
【００４９】
図３（ａ）に示すように、固定部側発光ダイオード２１３は、プリント基板２０２の固定部側発光ダイオード２０８が実装されている面と同じ面に実装されている。ここで、固定部側発光ダイオード２１３および固定部側発光ダイオード２０８は、旋回軸３および固定部側フォトダイオード２０１を挟んで対向するように配置されている。
【００５０】
また、固定部側発光ダイオード２１３は、固定部側パラレル／シリアル変換部２０７から出力されたシリアル信号を入力され、入力されたシリアル信号を光信号に変換して旋回部１側へ発光する。ここで、図３（ａ）中、固定部側発光ダイオード２１３から旋回部側フォトダイオード１０８への点線の矢印は、固定部側発光ダイオード２１３によりパラボラ反射鏡１０７に照射され且つパラボラ反射鏡１０７で反射される光の進行方向を示す。
【００５１】
図３（ｂ）に示すように、固定部側フォトダイオード２０１および固定部側発光ダイオード２０８および固定部側発光ダイオード２１３は、直線上に一列に並べられて配置されている。また、固定部側フォトダイオード２０１から固定部側発光ダイオード２０８までの距離と固定部側フォトダイオード２０１から固定部側発光ダイオード２１３までの距離とは、等しい。
【００５２】
実施例１において旋回部１が旋回しているとき、線路１０５が固定部側発光ダイオード２０８の光を遮る場合が発生し得る。しかし、固定部側発光ダイオード２０８の指向角により、固定部側発光ダイオード２０８からの光が線路１０５によって部分的に遮られても、この光は、旋回部側フォトダイオード１０８に到達することができる。したがって、このように到達する光でも通信が可能なように、固定部側発光ダイオード２０８の光度の設定を行うことになる。
【００５３】
しかし、固定部側発光ダイオード２０８の光利用効率を上げるために、指向角のより狭い発光素子を固定部側発光ダイオード２０８として使用する場合がある。このような場合、線路１０５による遮光（固定部側発光ダイオード２０８からの光が線路１０５によって遮られること）の影響が無視できなくなってくる。
【００５４】
そこで、本実施例では、固定部側発光ダイオード２１３を新たに追加し、固定部側発光ダイオード２０８および固定部側発光ダイオード２１３のいずれか一方の光が遮られても、他方の光が旋回部側フォトダイオード１０８に到達できるように配置することで対応した。
【００５５】
また、パラボラ反射鏡１０７に入射される光が旋回軸３に平行である限り、パラボラ反射鏡１０７のどの位置に光が入射してもすべて旋回部側フォトダイオード１０８に入射される。なお、旋回軸３は、パラボラ反射鏡１０７の焦点を通る中心軸と一致する。
【００５６】
これにより、固定部側発光ダイオード２０８および固定部側発光ダイオード２１３は、それぞれの中心光軸（発光軸）が旋回軸３と平行であれば、どこに配置されてもよいので、固定部側発光ダイオードの配置自由度が高くなる。
【００５７】
その上、固定部側発光ダイオードを複数配置することで、固定部側発光ダイオードの光度を容易に上げることができる。ここで、固定部側発光ダイオードの光度を上げることは、一つの発光ダイオードの容量を上げることでも実現できるが、複数の発光ダイオードを用いることで、一つ一つの発光ダイオードの大きさの制約や発熱の集中に対して優位である。
【００５８】
さらに、固定部側発光ダイオード２０８および固定部側発光ダイオード２１３としてそれぞれ波長の異なる発光ダイオードを利用することで、容易に光波長多重通信が行えるようになり、大容量通信にも対応できるようになる。
【実施例３】
【００５９】
図４（ａ）は、本発明の第３の実施例における旋回型撮像装置の構成を示した概略図である。同図では、実施例１の構成に対して遮光筒２１４と光吸収材２１５とが新たに追加されている。また、図５（ｂ）は、遮光手段としての遮光筒２１４と光吸収材２１５とを備えたときの、固定部側フォトダイオード２０１と固定部側発光ダイオード２０８の配置関係を示す図であって、旋回軸３に沿って、旋回部１側から見た図である。
【００６０】
なお、本実施例では、上述した実施例に対応するものと同一の要素には同一符合を付し、その説明を省略する。また、図５（ｂ）中、遮光筒２１４は、斜線部で示されており、光吸収材２１５は、クロスハッチング部で示されている。
【００６１】
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、遮光筒２１４は、旋回軸３と同軸の円筒である。さらに、遮光筒２１４は、その両端部が開口しており、旋回軸３の方向に対して、プリント基板１０９側の端部は、プリント基板１０９および線路１０５に近接しており、プリント基板２０２側の端部は、後述する光吸収材２１５に配置されている。
【００６２】
すなわち、遮光筒２１４は、プリント基板１０９と光吸収材２１５との間の空間を囲む。また、旋回部側発光ダイオード１０６と固定部側フォトダイオード２０１とは、遮光筒２１４により囲まれる。なお、光吸収材２１５は、プリント基板２０２の旋回部１側の面に貼り付けられている。
【００６３】
実施例１において、固定部側フォトダイオード２０１には、旋回部側発光ダイオード１０６及び固定部側発光ダイオード２０８のそれぞれからの光が混ざった光を受光してしまう状況が発生し得る。
【００６４】
このような状況は、旋回部側発光ダイオード１０６および固定部側発光ダイオード２０８の光度、プリント基板２０２の光反射率、プリント基板１０９の大きさなどの影響を受けることにより発生する。その他、このような状況は、旋回部側発光ダイオード１０６と固定部側フォトダイオード２０１との間の光路距離、固定部側発光ダイオード２０８と旋回部側発光ダイオード１０６との間の光路距離の影響を受けることにより発生する。
【００６５】
たとえば、固定部側フォトダイオード２０１は、パラボラ反射鏡１０７で反射された固定部側発光ダイオード２０８の光や、プリント基板２０２およびパラボラ反射鏡１０７のそれぞれで反射された旋回部側発光ダイオード１０６の光などを受光し得る。
【００６６】
また、旋回部側フォトダイオード１０８は、パラボラ反射鏡１０７で一度反射され、さらにプリント基板２０２で反射され、その後、パラボラ反射鏡１０７でもう一度反射された固定部側発光ダイオード２０８の光などを受光し得る。また、旋回部側フォトダイオード１０８は、プリント基板２０２で反射され、その後、パラボラ反射鏡１０７で反射された旋回部側発光ダイオード１０６の光などを受光し得る。
【００６７】
このような場合に対応するため、本実施例では、遮光筒２１４、光吸収材２１５を備えている。遮光筒２１４は、固定部側フォトダイオード２０１に旋回部側発光ダイオード１０６の光以外が入射するのを防止する。また、光吸収材２１５は、プリント基板２０２での光の反射を防止する。
【００６８】
なお、本実施例では、旋回部側発光ダイオード１０６と固定部側フォトダイオード２０１との間に遮光筒２１４を設けたが、これに限るものではない。例えば、旋回部側発光ダイオード１０６と固定部側フォトダイオード２０１との間に、旋回軸３と同軸であり且つ光透過性を有する円筒状部材を設けるように構成しても良い。
【００６９】
ここで、この円筒状部材の一方の端面には、旋回部側発光ダイオード１０６が設けられており、この円筒状部材の他方の端面には、固定部側フォトダイオード２０１が設けられている。そして、この円筒状部材の一方の端面には、旋回部側発光ダイオード１０６からの光が入射され、入射された光は、この円筒状部材の外壁により全反射されることにより、この円筒状部材の他方の端面まで伝播される。
【００７０】
このような円筒状部材を設けることにより、遮光筒２１４を設けることなく、旋回部側発光ダイオード１０６の光以外の光が固定部側フォトダイオード２０１に入射してしまうことを防止することができる。
【実施例４】
【００７１】
図５（ａ）は、本発明の第４の実施例に係る旋回型撮像装置の構成を示した概略図である。本実施例では、実施例１と異なり、旋回部１および固定部２のそれぞれに設けられたパラボラ反射鏡を用いることで、全二重通信方式を実現する。なお、本実施例では、上述した実施例に対応するものと同一の要素には同一符合を付し、その説明を省略する。
【００７２】
図５（ａ）において、旋回部側発光ダイオード１１７は、例えば、６２５ｎｍ〜６３５ｎｍの波長の光を発する赤色発光ダイオードである。この旋回部側発光ダイオード１１７は、旋回部側パラレル／シリアル変換部１０４から線路１０５およびプリント基板１１９を経由して入力されたシリアル信号を赤色の光（赤色光）の信号に変換する。この赤色光は、旋回部側発光ダイオード１１７により固定部２に向けて発光され、固定部側パラボラ反射鏡２１６で反射され、固定部側フォトダイオード２１８で受光される。
【００７３】
なお、本実施例において、旋回部側発光ダイオード１１７は、第二の発光手段に相当し、固定部側パラボラ反射鏡２１６は、第二の反射部に相当し、固定部側フォトダイオード２１８は、第二の受光手段に相当する。
【００７４】
固定部側パラボラ反射鏡２１６の内側の表面には、図６のａ（点線）で示す反射特性を持った赤色反射薄膜２１７が蒸着されており、赤色光以外の波長光は、反射されないようになっている。固定部側フォトダイオード２１８で受光された赤色光は、電気信号に変換され、プリント基板２１９、線路２２０（第二の保持手段）およびプリント基板２２１を経由して固定部側シリアル／パラレル変換部２０３に入力される。
【００７５】
固定部側発光ダイオード２２２は、例えば、４６５ｎｍ〜４７５ｎｍの波長の光を発する青色発光ダイオードである。この固定部側発光ダイオード２２２は、固定部側パラレル／シリアル変換部２０７からプリント基板２２１を経由して入力されたシリアル信号を青色の光（青色光）の信号に変換する。この青色光は、固定部側発光ダイオード２２２により旋回部１に向けて発光され、パラボラ反射鏡１０７で反射され、旋回部側フォトダイオード１０８で受光される。
【００７６】
パラボラ反射鏡１０７の内側の表面には、図６のｂ（太い実線）に示す反射特性を持った青色反射薄膜１１８が蒸着されており、青色光以外の波長光は、反射されないようになっている。旋回部側フォトダイオード１０８で受光された青色光は、電気信号に変換され、プリント基板１１９および線路１０５を経由して旋回部側シリアル／パラレル変換部１１０に入力される。
【００７７】
固定部側パラボラ反射鏡２１６は、この固定部側パラボラ反射鏡２１６の焦点を通る中心軸が旋回軸３と一致するように、且つ、固定部側パラボラ反射鏡２１６の開口部が旋回部１側を向くように、固定部２側に配置される。固定部側フォトダイオード２１８は、固定部側パラボラ反射鏡２１６の焦点位置に、且つ、固定部側パラボラ反射鏡２１６の開口部とは反対向きに（固定部側パラボラ反射鏡２１６の頂点に対向するように）配置される。
【００７８】
旋回部側発光ダイオード１１７は、その中心光軸（発光軸）が旋回軸３と一致しないように且つ旋回軸３と平行になるように、配置される。また、旋回部側発光ダイオード１１７が発光した赤色光がプリント基板２１９とプリント基板２２１との間を通って固定部側パラボラ反射鏡２１６に入射するように、旋回部側発光ダイオード１１７は配置される。
【００７９】
固定部側発光ダイオード２２２は、その中心光軸（発光軸）が旋回軸３と一致しないように且つ旋回軸３と平行になるように、配置される。また、固定部側発光ダイオード２２２が発光した赤色光がプリント基板１１９の外側を通ってパラボラ反射鏡１０７に入射するように、固定部側発光ダイオード２２２は配置される。
【００８０】
固定部側発光ダイオード２２２が実装されるプリント基板２２１は、ドーナツ状（円環状）に形成されており、このプリント基板２２１の中心に設けられた穴部（内径部）を、旋回部側発光ダイオード１１７の赤色光が通るように構成されている。
【００８１】
なお、図５（ａ）中、旋回部側発光ダイオード１１７から固定部側パラボラ反射鏡２１６を介して固定部側フォトダイオード２１８への点線の矢印は、旋回部側発光ダイオード１１７が固定部側フォトダイオード２１８に照射する光の進行方向を示す。また、図５（ａ）中、固定部側発光ダイオード２２２からパラボラ反射鏡１０７を介して旋回部側フォトダイオード１０８への点線の矢印は、固定部側発光ダイオード２２２が旋回部側フォトダイオード１０８に照射する光の進行方向を示す。
【００８２】
図５（ｂ）は、パラボラ反射鏡１０７と旋回部側発光ダイオード１１７との配置関係を示す図であって、旋回軸３に沿って、パラボラ反射鏡１０７の開口部側（即ち固定部２側）から見た図である。
【００８３】
図５（ｂ）に示すように、パラボラ反射鏡１０７の焦点を通る中心軸の方向においてプリント基板２１９と重ならない位置に、旋回部側発光ダイオード１１７は配置される。また、プリント基板１１９は、３本の線路１０５で支えられている。
【００８４】
なお、図５（ｂ）中、パラボラ反射鏡１０７の内側表面（開口部側表面）に蒸着された青色反射薄膜１１８は、クロスハッチング部で示されている。また、プリント基板１１９の旋回部側発光ダイオード１１７が実装されている面とは反対の面には、旋回部側フォトダイオード１０８が配置（実装）されているが、図６（ｂ）では見えない。
【００８５】
図５（ｃ）は、固定部側パラボラ反射鏡２１６と固定部側発光ダイオード２２２の配置関係を示す図であって、旋回軸３に沿って、固定部側パラボラ反射鏡２１６の開口部側（即ち旋回部１側）から見た図である。
【００８６】
図５（ｃ）に示すように、固定部側パラボラ反射鏡２１６の焦点を通る中心軸の方向においてプリント基板１１９と重ならない位置に、固定部側発光ダイオード２２２は配置される。また、プリント基板２１９は、３本の線路２２０で支えられている。
【００８７】
なお、図５（ｃ）中、固定部側パラボラ反射鏡２１６の内側表面（開口部側表面）に蒸着された赤色反射薄膜２１７は、クロスハッチング部で示されている。また、プリント基板２１９の旋回部１と対向する面とは反対の面には、固定部側フォトダイオード２１８が配置されているが、図６（ｃ）では見えない。
【００８８】
プリント基板２２１は、固定部側発光ダイオード２２２が実装され、旋回部側発光ダイオード１１７からの赤色光がプリント基板２２１の内径部を通過するように、ドーナツ形状（円環形状）に形成されている。勿論、旋回部側発光ダイオード１１７が安定してプリント基板１１９に実装（固定）されさえすればドーナツ形状に限定されることは無い。
【００８９】
図５の構造をとることで、旋回部側発光ダイオード１１７の光の固定部２側での受光に対してもパラボラ反射鏡を使用することになる。これにより、旋回部１と固定部２との間で全二重光通信を可能としつつ、実施例１の旋回部側発光ダイオード１０６のときよりも、旋回軸ズレに強くなる（旋回軸の半径方向における軸振れの影響を受けにくくなる）。このため、実施例１よりも指向角の狭い素子を旋回部１側の発光素子として使用することができ、より効率の高い通信を実現できる。
【実施例５】
【００９０】
図７（ａ）は、本発明の第５の実施例における旋回型撮像装置の構成を示した概略図である。本実施例では、実施例１とは異なり、パラボラ反射鏡１０７の中心部分をくり抜いた（切り欠いた）もので構成している。また、図７（ｂ）は、パラボラ反射鏡１００７と旋回部側発光ダイオード１０６との配置関係を示す図であって、旋回軸３に沿って、パラボラ反射鏡１００７の開口部側（即ち固定部２側）から見た図である。
【００９１】
なお、本実施例では、上述した実施例に対応するものと同一の要素には同一符合を付し、その説明を省略する。
【００９２】
図７（ａ）に示すように、パラボラ反射鏡１００７に入射する光は、その進行方向が旋回軸３と平行である限り、パラボラ反射鏡１００７のどの位置に入射してもすべて旋回部側フォトダイオード１０８に入射する。なお、旋回軸３は、パラボラ反射鏡１００７の焦点を通る中心軸と一致する。
【００９３】
したがって、パラボラ反射鏡１００７の領域であって光を反射する領域のうち、固定部側発光ダイオード２０８からの光を旋回部側フォトダイオード１０８に到達させるために必要な領域は、パラボラ反射鏡１００７の一部の領域に過ぎない。よって、固定部側発光ダイオード２０８からの光が入射するパラボラ反射鏡１００７の領域が決まれば、残りの領域は、パラボラ反射鏡１００７で使用されない（固定部側発光ダイオード２０８からの光が入射しない）領域となる。
【００９４】
そして、このような使用されない領域が切り欠かれても、固定部側発光ダイオード２０８からの光は、旋回部側フォトダイオード１０８に到達することができる。そこで、本実施例におけるパラボラ反射鏡１００７には、切り欠き部が設けられている。この切り欠き部は、円形状の切り欠き部であり、この円形状は、パラボラ反射鏡１００７の焦点を通る中心軸と同軸である。
【００９５】
以上のように、本実施例では、パラボラ反射鏡１００７の不要部分（固定部側発光ダイオード２０８からの光が入射しない部分）を切り欠いている。これにより、固定部側発光ダイオード２０８からの光が旋回部側フォトダイオード１０８に到達することを可能にしつつ、パラボラ反射鏡１００７を小さくすることができ、コスト削減や装置の小型化、周辺部品の配置の自由度の向上が可能となる。
【００９６】
なお、本実施例では、パラボラ反射鏡１００７の中心部分（パラボラ反射鏡１００７の焦点を通る中心軸とパラボラ反射鏡１００７とが交わる点である頂点の近傍）を切り欠いたが、これに限るものではない。パラボラ反射鏡１００７の不要部分であれば、他の部分を切り欠いても良く、例えば、パラボラ反射鏡１００７の外周部（周縁部）を切り欠いても良い。
【００９７】
以上、本発明をその好適な実施例に基づいて詳述してきたが、これら特定の実施例に限られるものではない。例えば発光部、受光部の構成を旋回部側と固定部側で入れ換えたり、発光ダイオードをレーザーダイオードに変えたりなどといった、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。また、上述した実施例の一部を適宜組み合わせても良い。
【符号の説明】
【００９８】
１  旋回部
２  固定部
３  旋回軸
１０７  パラボラ反射鏡
１０８  旋回部側フォトダイオード
２０６  システム制御部
２０８  固定部側発光ダイオード
【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】
2013201678.tif 000008
【図７】
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【図８】
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