(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部と、前記固定部に対して回転軸線を中心として回転可能な回転部とを備え、該回転部内に撮像手段を有し、前記固定部内に設けられ前記撮像手段を制御するための制御信号を生成する固定部側制御回路とを有する撮像装置において、
前記回転部に設けられた回転部側発光素子を備え、前記撮像手段からの映像出力信号を光信号に変換する第１の電気−光変換手段と、
前記固定部に設けられた固定部側受光素子を備え、前記第１の電気−光変換手段からの光信号を電気信号に変換する第１の光−電気変換手段と、
前記固定部に設けられた固定部側発光素子を備え、前記固定部側制御回路で生成された前記制御信号を光信号に変換する第２の電気−光変換手段と、
前記回転部に設けられた回転部側受光素子を備え、前記第２の電気−光変換手段からの光信号を電気信号に変換する第２の光−電気変換手段とを有し、
前記回転部側発光素子が、前記回転軸線上に配置され、前記回転軸線に沿う方向に光を発するように設けられ、
前記固定部側受光素子が、前記回転軸線上に配置され、前記回転部側発光素子が前記回転軸線に沿う方向に発した光を受けるように設けられ、
前記固定部側発光素子が、前記回転軸線に沿う方向以外の方向に光を発するように設けられ、
前記回転部側受光素子が、前記固定部側発光素子からの光を受けることが可能なように設けられており、
前記回転部の前記固定部に対する相対回転角度を検出する回転角度検出手段と、
前記回転部の回転方向及び回転量を制御する回転制御回路とを備え、
前記固定部側制御回路は、
前記回転角度検出手段により検出された相対回転角度と、前記回転制御回路による制御される回転方向及び回転量に基づき、前記第２の電気−光変換手段から前記第２の光−電気変換手段への光伝送が可能になるタイミングを算出し、
前記撮像手段に対して前記制御信号を供給する必要が生じた際に、前記回転制御回路によって、前記回転部側受光素子が前記固定部側発光素子からの伝送信号を受信できる位置まで前記回転部を回転させ、
前記固定部側制御回路で算出されタイミングにおいて、前記第２の電気−光変換手段から前記第２の光−電気変換手段への信号の伝送を行わせる
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記固定部側制御回路は、前記タイミングの算出、前記回転部の回転のための制御、及び前記第２の電気−光変換手段から前記第２の光−電気変換手段への信号の伝送を行わせるための制御を、前記撮像手段に対して制御信号を供給する必要が生じる度に繰り返す
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記回転部側制御回路は、
前記第１の電気−光変換手段から前記第１の光−電気変換手段へ、前記撮像手段の状態を示すステータスデータを送信させ、
前記固定部側制御回路は、
前記第２の電気−光変換手段から前記第２の光−電気変換手段へ送信した制御信号により指示された状態と、前記第１の電気−光変換手段から前記第１の光−電気変換手段へ送信された前記ステータスデータにより表される前記撮像手段の状態とが同じか否かを判定し、
同じであると判定したときに、前記第２の電気−光変換手段から前記第２の光−電気変換手段に制御実行許可信号を送信させ、
前記回転部側制御回路は、前記制御実行許可信号を受けたときに、前記制御信号による前記撮像手段の制御を実行する
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記固定部側制御回路は、
前記第２の電気−光変換手段から前記第２の光−電気変換手段へ送信した制御信号により指示された状態と、前記第１の電気−光変換手段から前記第１の光−電気変換手段へ送信された前記ステータスデータにより表される前記撮像手段の状態とが同じであると判定したときに、前記回転部を所望の撮像を行なう方向に回転させる
ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記ステータスデータが、映像フレームの末尾に追加されて、前記第１の電気−光変換手段から前記第１の光−電気変換手段に伝送されることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記撮像手段が重点的に撮像を行なうべき方向を向いた状態で、前記第２の電気−光変換手段から前記第２の光−電気変換手段への制御信号の光伝送が可能なように、前記固定部側発光素子及び前記回転部側受光素子の配置が定められていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
複数の、重点的に監視すべき方向を設定可能であり、
前記固定部側制御回路は、前記回転部を回転させることにより、前記撮像手段に、前記重点的に監視すべき方向を所定の巡回撮像シーケンスで順次撮像させ、
前記撮像手段が前記重点的に監視すべき方向の一つを向いた状態において、前記第２の電気−光変換手段から前記第２の光−電気変換手段への信号伝送が可能であるように、前記固定部側発光素子及び前記回転部側受光素子の位置が定められている
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記撮像装置の外部から前記固定部側制御回路に、撮像手段を制御するための制御コマンドが入力されたとき、
前記巡回撮像シーケンスを変更し、前記第２の電気−光変換手段から前記第２の光−電気変換手段への信号伝送が可能である位置で次の撮像を行ない、
それ以降前記巡回撮像シーケンスを組み替える
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記回転部側受光素子が複数個設けられ、前記複数個の回転部側受光素子の各々は、前記回転部が前記固定部に対して特定の相対回転角度範囲にあるときに前記固定部側発光素子からの光を受けることができることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記固定部側発光素子が複数個設けられ、前記複数の固定部側発光素子の各々から前記回転部側受光素子への光伝送は、前記回転部が前記固定部に対して特定の相対回転角度範囲にあるときに可能であることを特徴とする請求項１又は９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記固定部側発光素子及び前記回転部側受光素子がともに複数個設けられ、
前記回転角度検出手段により検出された相対回転角度と、前記回転制御回路による制御で行なわれる前記回転部の回転方向及び回転量をもとに、
前記固定部側制御回路で複数の前記固定部側発光素子と複数の前記回転部側受光素子との組み合わせの中から、信号伝送が可能となる組み合わせを特定し、該特定された組み合わせを構成する前記固定部側発光素子と前記回転部側受光素子とで制御信号の光伝送を行なわせる
ことを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記第１の電気−光変換手段と前記第１の光−電気変換手段で第１の速度で信号伝送を行い、
前記第２の光−電気変換手段と前記第２の電気−光変換手段で第２の速度で信号伝送を行い、
前記第１の速度は前記第２の速度よりも高速である
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関し、特に３６０度以上エンドレスに回転可能な撮像手段としてのカメラを備え、監視用途に適した撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転式の撮像装置は、カメラが搭載された回転部からの映像情報を固定部へ伝達する必要があり、固定部からは回転部内のカメラに対して制御信号を送る必要がある。従来の回転式撮像装置ではこれらの信号伝送をブラシとスリップリングを用いて行っている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３６９０３８号公報（段落０００５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のブラシとスリップリングという信号伝送機構を用いた場合、構造上回転部と固定部との接点となる電極が必要となるが、長時間使用することで電極部が磨耗し、回転部が回転している途中で一時的に接点が離れることが起こり得た。映像信号をデジタル伝送している場合に電極離れが発生すると映像にデジタルノイズが発生するとか画面が白飛びするといった現象が起こるため、通常は映像のアナログ伝送を行い、電極離れに対してはフィルターによる平滑化により映像への影響を最小限に抑えるなどの処理が行われている。ただし、回転部のカメラで撮像した映像情報を固定部の信号処理回路へアナログ伝送する場合にはデジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換部とアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換部を介することにより、量子化ノイズが増加し、画質劣化や通信障害が起こりやすいという問題も発生する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の撮像装置は、
固定部と、前記固定部に対して回転軸線を中心として回転可能な回転部とを備え、該回転部内に撮像手段を有し、前記固定部内に設けられ前記撮像手段を制御するための制御信号を生成する固定部側制御回路とを有する撮像装置において、
前記回転部に設けられた回転部側発光素子を備え、前記撮像手段からの映像出力信号を光信号に変換する第１の電気−光変換手段と、
前記固定部に設けられた固定部側受光素子を備え、前記第１の電気−光変換手段からの光信号を電気信号に変換する第１の光−電気変換手段と、
前記固定部に設けられた固定部側発光素子を備え、前記固定部側制御回路で生成された前記制御信号を光信号に変換する第２の電気−光変換手段と、
前記回転部に設けられた回転部側受光素子を備え、前記第２の電気−光変換手段からの光信号を電気信号に変換する第２の光−電気変換手段とを有し、
前記回転部側発光素子が、前記回転軸線上に配置され、前記回転軸線に沿う方向に光を発するように設けられ、
前記固定部側受光素子が、前記回転軸線上に配置され、前記回転部側発光素子が前記回転軸線に沿う方向に発した光を受けるように設けられ、
前記固定部側発光素子が、前記回転軸線に沿う方向以外の方向に光を発するように設けられ、
前記回転部側受光素子が、前記固定部側発光素子からの光を受けることが可能なように設けられており、
前記回転部の前記固定部に対する相対回転角度を検出する回転角度検出手段と、
前記回転部の回転方向及び回転量を制御する回転制御回路とを備え、
前記固定部側制御回路は、
前記回転角度検出手段により検出された相対回転角度と、前記回転制御回路による制御される回転方向及び回転量に基づき、前記第２の電気−光変換手段から前記第２の光−電気変換手段への光伝送が可能になるタイミングを算出し、
前記撮像手段に対して前記制御信号を供給する必要が生じた際に、前記回転制御回路によって、前記回転部側受光素子が前記固定部側発光素子からの伝送信号を受信できる位置まで前記回転部を回転させ、
前記固定部側制御回路で算出されタイミングにおいて、前記第２の電気−光変換手段から前記第２の光−電気変換手段への信号の伝送を行わせる
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、回転部と固定部間の信号伝送を状来のブラシとスリップリングを用いずに非接触な光伝送にて行うため、ノイズによる映像信号の乱れがなく信頼性の高い映像伝送を行うことができる。
また、回転部から固定部への信号伝送を、回転軸線に沿う光によって行うため、信号伝送を連続的に行うことができ、映像信号を高速で行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る撮像装置の概略縦断面図であり、内部にレンズのズーム機能を有する、撮像手段としてのカメラ３を配した回転部１と、軸受け（図示せず）で回転部１を回転可能に保持する固定部２とを有する。
【０００８】
図示の回転部１は、回転軸線１４に沿う一方の側（図面で上部）に半球状の部分１１０を有し、他方の側（図面で下部）に円柱状部分１２０を有する。半球状部分１１０と円柱状部分１２０とはともに回転軸線１４を中心軸線として形成されている。
半球状部分１１０は、半球面状のカバー１１１と、該カバー１１１の環状の縁部に、その外側の縁部が結合されたフランジ状部分１１２とを有する。
【０００９】
円柱状部分１２０は、その側面に沿って設けられた側壁１２１と、底面に沿って設けられた円板状の底板１２２とを有する。
側壁１２１の一方の端部（図で上側の端部）はフランジ状部分１１２の内側の縁部に結合され、底板１２２の外縁部は、側壁１２１の他方の端部（図で下側の端部）に結合されている。
底板１２２の中心に、即ち回転軸線１４が底板１２２を通過する位置に、回転部側発光素子（第１の発光素子）４が設けられている。
【００１０】
半球状のカバー１１１は、例えばその全体が光透過性の板で構成されていてもよく、撮像手段としてカメラ３に被写体からの光を導く部分のみ光透過性の板で構成されていてもよい。
【００１１】
固定部２は、概して椀形の形状を成すものであり、筒状部２１０と、該筒状部２１０の一端を塞ぐ円盤状の基底部２２０とを有する。
回転部１は、固定部２に対し、図示しない軸受けにより、中心軸線１４を中心として３６０度以上エンドレスに回転可能に支持されている。
【００１２】
筒状部２１０は、その内側の円筒状壁板（内壁板）２１１を有し、外側に円筒状壁板（外壁板）２１２を有し、さらに内壁板２１１の一方の端部（図で上側の端部）と外壁板２１２の一方の端部（図で上側の端部）とを結合するフランジ状部分２１３とを有する。
基底部２２０は、内側円板２２１と外側円板２２２とを有する。内側円板２２１は、その周縁部が、内壁板２１１の他方の端部（図で下側の端部）に結合され、外側円板２２２は、その周縁部が、外壁板２１２の他方の端部（図で下側の端部）に結合されている。
【００１３】
内側円板２２１の中心に、即ち回転軸線１４が内側円板２２１を通過する位置に、固定部側受光素子（第１の受光素子）５が設けられている。
上記の回転部側発光素子４は、回転軸線１４に沿う方向に、固定部２の内側円板２２１に向けて光を発するように設けられており、固定部側受光素子５は、回転部側発光素子４が発した光を、回転部１の固定部２に対する相対的回転角度（相対的位置）にかかわらず、常に受光するようになっている。
【００１４】
内側壁板２１１には、固定部側発光素子（第２の発光素子）７が設けられており、回転部１の円柱状部分１２０の側壁１２１に向けて光を発するようになっている。
一方、回転部１の円柱状部分１２０の側壁１２１には、回転部側受光素子６が設けられており、回転部１が固定部２に対して特定の相対回転角度範囲内にあるときに、固定部側発光素子７からの光を受けることが可能なように、即ち固定部側発光素子７からの光ビームの投射角内に位置するようになっている。
【００１５】
回転部１はその内部に、撮像手段としてのカメラ３と、回転部側回路８を備える。図示の例では、カメラ３は、半球状部分１１０のカバー１１１内に設けられ、回転軸線１４に対して直交する方向に向けられている。従って、カメラ３はその撮像方向を回転軸線１４を中心として制限なしに（３６０度以上かつエンドレスに）変更可能である。カメラ３は、また、図示しない手段により、チルト（傾転）可能である。即ち、カメラ３の撮像方向の、回転軸線１４に直交する面に対する傾き角度も変更可能である。ただし、以下の説明では、簡単のためカメラ３は、回転軸線１４に直交する方向に向けられているものとして説明する。
【００１６】
回転部側回路８は、図示の例では、円柱状部分１２０内に設けられており、回転部側送信回路９と、回転部側受信回路１０と、回転部側制御回路１７とを備える。
回転部側送信回路９は、回転部側発光素子４とともに、回転部側電気−光変換手段を構成する。回転部側受信回路１０は、回転部側受光素子６とともに、回転部側光−電気変換手段を構成する。
【００１７】
回転部側送信回路９は、カメラ３のカメラ制御回路（撮像手段制御回路）３ａから出力される、同期信号を含む映像信号をシリアルの駆動信号に変換し、回転部側発光素子４を駆動することにより、回転部側発光素子４を点灯／消灯させ、シリアル映像信号、同期信号（水平同期信号および垂直同期信号）を表わす光信号を発生させる。
【００１８】
固定部２はその内部に、固定部側回路１１と、モータ１９と、回転制御回路１８とを備える。
固定部側回路１１は、固定部側受信回路１２と、固定部側送信回路１３と、映像信号処理部１５と、固定部側制御回路１６とを備える。
【００１９】
固定部側受信回路１２は、固定部側受光素子５とともに、固定部側光−電気変換手段を構成する。固定部側送信回路１３は、固定部側発光素子７とともに、固定部側電気−光変換手段を構成する。
【００２０】
固定部側受信回路１２は、回転部側発光素子４から出力された光信号を受光する固定部側受光素子５が出力する信号に対して、増幅、２値化などを行なってシリアルな信号を出力する。
【００２１】
固定部側受信回路１２から出力される信号は、映像信号処理部１５及び固定部側制御回路１６に供給される。
映像信号処理部１５においては、例えば画素補間、露光制御のための増幅利得の制御、色調整などの信号処理を行い、カメラ３で撮像した画像を表す映像信号を生成して、出力する。
【００２２】
上記の露光制御は、固定部受信回路１２から出力される映像信号の平均輝度などに基づいて行われるものであり、映像信号処理部１５内での増幅利得の制御のほか、カメラ３における電荷蓄積時間の制御、カメラ３内部の図示しない増幅手段における増幅率の制御などにより行われる。カメラ３における電荷蓄積時間の制御のための信号は、固定部側発光素子７から回転部側受光素子６へ伝送される。
さらに、階調特性、カメラの向き（チルト方向）、ズーム倍率変更、カメラ電源のオン／オフなどの制御のための制御信号も、固定部側発光素子７から回転部側受光素子６へ伝送される。
【００２３】
固定部側制御回路１６は、映像信号処理部１５からの露光制御のための制御信号、階調特性の制御のための制御信号を受け、さらに、固定部側受信回路１２の出力を受け、内部でカメラの向き（チルト方向）、カメラ電源オン／オフ、ズーム倍率変更などの制御のための制御信号を発生し、これらの制御信号を固定部側送信回路１３に供給する。固定部制御回路１６は、さらに、回転部１の（従って、カメラ３の）回転軸線１４を中心とする回転の制御のための信号（回転制御信号）を生成して、モータ１９の回転を制御する回転制御回路１８に供給する。
【００２４】
固定部側制御回路１６から、固定部側送信回路１３に供給される信号は固定長のシリアル信号である。
固定部側制御回路１６から出力されるカメラ制御信号（撮像手段制御信号）は、制御コマンドを表すものであり、カメラの状態ないしパラメータを設定するものである。
【００２５】
固定部側送信回路１３は、固定部側回路１１内の固定部側制御回路１６にて生成された制御信号のＨｉｇｈ／Ｌｏｗ（「高」レベル／「低」レベル）に基づき、固定部側受光素子６の点灯／消灯を制御して、光信号を発生させる。
【００２６】
回転角度検出手段２３は、固定部２に対する回転部１の相対回転角度（回転位置）を検出する。この相対回転角度は、例えば、回転部側受光素子６と固定部側発光素子７が対向しているときの回転部１の回転角度を基準角度（０度）として表わされる。
【００２７】
回転制御回路１８は、固定部側制御回路１６から出力される、回転制御信号に基づき、モータ１９を回転させ、回転部１の（従って、カメラ３の）回転を制御する。この回転の制御には、回転方向の制御及び回転量（回転角）の制御が含まれる。
タイミング演算部２９は、回転角度検出手段２３により検出された回転部１の相対回転角度を示す情報（現在位置情報）と回転制御回路１８の制御による回転部１の回転方向及び回転量から、固定部側発光素子７から回転部側受光素子６への光伝送が可能になるタイミングを算出（予測計算）する。
該光伝送のタイミング算出結果は固定部側制御回路１６へ送信され、制御信号の生成のタイミングの決定に用いられる。
【００２８】
回転角度検出手段２３は、位置センサ（例えば、機械的接触を利用した位置センサ、電気的接触を利用した位置センサ、磁気誘導を利用した近接センサ、静電容量を利用した近接センサなど）で構成しても良い。代わりに、カメラ３で撮像した映像の被写体位置を信号処理部１５で解析することで、回転角情報（位置情報）を得るものであってもよい。
【００２９】
回転部側受信回路１０は、固定部側発光素子７から出力された光信号を受光する回転部側受光素子６が出力する信号に対して、増幅、２値化などを行なって、シリアルな信号を出力する。
【００３０】
回転部側受信回路１０から出力される信号は、回転部側制御回路１７に供給される。
回転部側制御回路１７は、回転部側受信回路１０から出力された信号のうち、カメラ３の制御に用いられる信号（カメラ制御信号）をカメラ３内部のカメラ制御回路３ａに供給する。
カメラ制御回路３ａは、回転部側制御回路１７から供給された信号（設定データ）に基づき、カメラの制御（電荷蓄積時間の制御、カメラ内部の増幅手段の増幅率の制御、階調特性、カメラの向き（チルト方向）、ズーム倍率変更、電源オン／オフのなど制御）を行なう。
回転部側制御回路１７は、回転部受信回路１０から受けた信号のうち、カメラの向き（チルト方向）に関するものに基づいて、図示しないチルト制御用の駆動手段（例えばチルト用モータを駆動する駆動回路）に供給して、カメラの向き（チルト方向）を制御する。
【００３１】
回転部側制御回路１７は、後述のように、回転部側受光素子６の出力の値を反映した信号や、カメラ３の状態を示す信号（ステータス信号）を、回転部側送信回路９に供給し、これに応じた光信号を回転部側発光素子４から出力させる。
【００３２】
カメラ３の撮像素子の画素数が多く、またフレームレートが高速となるほど映像信号は高速で伝送する必要がある。
回転部側発光素子４から固定部側受光素子５へ光信号を送信する際には比較的高速で信号伝送を行い、ビットレートは例えば、３００Ｍｂｐｓとする。回転部側発光素子４と固定部側受光素子５は回転軸線１４上に配置されているので、回転部１が固定部２に対してどのような相対的回転角度にあっても、回転部側発光素子４と固定部側受光素子５は対向する関係にあり、常に固定部側受光素子５が回転部側発光素子４からの光ビームを受信可能な位置にあるため、信号伝送をシームレスで行うことができる。
【００３３】
一方、カメラ３の制御信号は高速伝送する必要はないため、固定部側発光素子７から回転部側受光素子６へ光信号を送信する際のビットレートは例えば１ｋｂｐｓと設定される。回転部側受光素子６は、円柱状部分１２０の側壁１２１に設けられ、回転部１が特定の回転角度範囲内にあるときに限り、固定部側発光素子７からの光が回転部側受光素子６により受光され、そのような状態にあるときに限り、固定部２から回転部１への信号伝送が行われる。
【００３４】
回転部側受光素子６が固定部側発光素子７からの光を受けることができる範囲（後に図２を参照して説明する受光範囲２１）内にある場合には、カメラ３の制御信号を固定部２から回転部１へ伝送することが可能である。
回転部側受光素子６が上記の受光範囲２１内にない場合でも、回転部１が一定周期で第１の方向への回転（正回転）、第２の方向への回転（負回転）、あるいは正負回転の組み合わせで回転しており、かつ回転部１の回転とともに変位する回転部側受光素子６が一定時間間隔で受光範囲２１内を通過する場合には、該一定時間間隔で固定部側発光素子７から回転部側受光素子６に対して制御信号の光伝送を行うことにより、制御信号の送受信が可能である。
【００３５】
また、制御信号はカメラ３の撮像条件を変更する必要が生じた際にカメラ３に供給すればよい。例えばズーム撮像を行わず定点撮像をする場合など、カメラ３の撮像条件を変更する必要がない場合は、カメラ３に対して供給する必要はない。そのため、回転部側受光素子６が受光範囲２１内にない場合でもカメラ３に対して制御信号を供給する必要が生じるまで回転部側受光素子６が回転部側受光範囲２１内から外れている状態のまま撮像を継続し、カメラ３に対して制御信号を供給する必要が生じた際に回転部側受光素子６が受光範囲２１内に入るように回転部１の回転角を制御して固定部側発光素子７から回転部側受光素子６に対して制御信号の光伝送を行うように構成する。
【００３６】
回転部側発光素子４から固定部側受光素子５へ高速伝送と、固定部側発光素子７から回転部側受光素子６へ低速伝送は同期する必要がなく、それぞれ独立のタイミングで信号の伝送を行うため、回転部側発光素子４から固定部側受光素子５へ高速伝送中に、固定部側発光素子７から回転部側受光素子６へ低速伝送を行うことができる。
また、カメラ３への制御信号の供給はフレーム周期に同期して行われるとは限らない。例えばズーム倍率変更動作を連続して行う場合などは１フレーム期間中の固定タイミングではなく、任意のタイミングにてカメラ３へ制御信号が供給される。
【００３７】
ただし、カメラ３からは映像信号及び同期信号の他に例えばカメラの電源オン／オフ状態（ステータス信号）や制御信号に対する応答信号（後述の受信確認信号、受信確認不可信号）が伝送されることも有る。そのような信号も、映像信号や同期信号と同じ信号伝送路を使って同じビットレートで伝送される。従って、回転部側発光素子４から固定部側受光素子５への伝送信号は、映像信号、同期信号、状態信号（ステータス信号）、応答信号（受信確認信号、受信確認不可信号）の情報から構成される。
【００３８】
回転部側発光素子４から固定部側受光素子５への高速信号伝送においては、回転部側発光素子４から伝送される信号を固定部側受信回路１２で取り込む際に通信同期が維持されるようにするため、垂直ブランキング期間に高速同期パルス（ブランキング期間よりも周期の短いパルス）を継続して出力する。固定部側受信回路１２では、この高速同期パルスで定められるタイミングで固定部側受光素子５の出力のサンプリング及び２値化を行なう。
【００３９】
固定部側発光素子７から回転部側受光素子６へ低速伝送されるカメラ制御信号により表される制御信号は回転部側制御回路１７でデコードされて設定データとなり、カメラ制御回路３ａに送られてカメラ３の制御に用いられる。
その後上記設定データがステータスデータ（カメラ３の状態を表すデータ）としてデータ受信後の最初のフレームにおいて、映像フレームの末尾（垂直ブランキング期間）に追加されて回転部側発光素子４から固定部側受光素子５へ高速伝送される。
【００４０】
固定部側回路１１内の固定部側制御回路１６では、回転部１からのステータスデータをデコードし、デコードされたステータスデータで表される状態が、固定部側発光素子７から回転部側受光素子６へ送信した制御信号が表す状態と同じか否かを判定する。
そして、異なる場合は制御が正しく行なわれていない（制御信号による設定が反映されていない）と判定して、固定部側発光素子７から回転部側受光素子６へ制御信号の再送を行う。
【００４１】
固定部側制御回路１６において、ステータスデータで表される状態と固定部側発光素子７から送信した制御信号で表される状態とが一致することが確認されたら、固定部側発光素子７から回転部側受光素子６へ、設定データの内容（制御コマンドで指示される設定内容）を、制御に使用することを許可乃至指示する別のコマンド（制御実行許可コマンド）を送信させ、回転部側制御回路１７では、この制御実行許可コマンドを受けてから、設定データをカメラ制御回路３ａに送り、カメラ３において、制御を実行させる。すなわち、回転部側制御回路１７では、回転部側受光素子６で受信した制御信号をデコードした結果得られる設定データを直ちにカメラの制御には用いず、上記の制御許可実行コマンドが送られるのを待つ。
このような処理を行なうことで、回転部側制御回路１７でデコードにより得られた設定データで表される状態が、固定部側発光素子７から送信された制御信号が表す状態と異なる場合（これには、回転部側制御回路１７で正常にデコードできなかった場合が含まれる）に、カメラ３は固定側での意図とは異なる動作をするのを避けることができる。
【００４２】
図２は、回転部側発光素子４、固定部側受光素子５、回転部側受光素子６、固定部側発光素子７の位置関係を示す配置図である。
回転部１は、固定部２に対して、回転軸線１４を中心として、矢印１００で示すように、両方向に回転可能である。
【００４３】
上記のように、回転部側受光素子６は回転部１の円柱状部分１２０の側壁１２１に配され、固定部側発光素子７は固定部２の筒状部２１０の内壁板２１１に配される。
回転部側発光素子４からの光ビームは投射角１０１で拡散し、固定部２上では、範囲２０内で受光される。同様に、固定部側発光素子７からの光ビームは投射角１０２で拡散し、回転部１上では、範囲２１内で受光される。
【００４４】
回転部側受光素子６が回転部側受光範囲２１内に入るようにするための回転部１の回転角を制御は、例えば以下のようにして行なわれる。
【００４５】
回転部側受光素子６が受光範囲２１内にない場合には、回転角度検出手段２３より検出した回転部１の現在位置と、回転制御回路１８にて回転を制御した際の回転方向及び回転量をもとに固定部側制御回路１６にて固定部側発光素子７から回転部側受光素子６への信号伝送が可能になるタイミングを算出（予測計算）し、その期間に固定部側発光素子７から回転部側受光素子６への伝送を実施させる。
なお、上記の回転制御回路１７による回転の制御は、撮像装置の外部に設けられた制御装置２５からの指示によって行なわれる場合もある。
【００４６】
固定部側発光素子７と回転部側受光素子６が対向しておらず、固定部側発光素子７から回転部側受光素子６への信号伝送が不可能な状態でカメラ３が被写体を撮像しているときのカメラ位置を第１のカメラ位置（光伝送不可位置）とし、固定部側発光素子７と回転部側受光素子６が対向しており、固定部側発光素子７から回転部側受光素子６への信号伝送が可能な位置を第２のカメラ位置（光伝送可能位置乃至光伝送可能方向）とする。
【００４７】
はじめにカメラが第１のカメラ位置にて撮像しているとする。このとき外部の制御装置２５から撮像装置の固定部側制御回路１６へ、撮像装置に対する制御コマンドが入力されると、この制御コマンドに応じて、固定部側制御回路１６は、まず回転制御回路１８により、第２のカメラ位置（光伝送可能位置）まで回転部１を回転させ、その後固定部側発光素子７から回転部側受光素子６への信号伝送を行なわせる。
【００４８】
信号伝送が完了すると（この信号伝送の完了までの間に、上記の設定データと制御信号との比較による確認が行なわれる）、回転部側制御回路１７は、外部の制御装置２５からの制御コマンドに応じた制御を行なう。例えば、チルト位置の変更、設定ズーム倍率の変更が指示された場合には新しく指示されたチルト位置、ズーム倍率にて撮像を再開する。
【００４９】
また、撮像方向（固定部２に対する回転部１の相対回転角度）の変更が指示された場合には、固定部側制御回路１６から、回転制御回路１８に回転指示を送り、回転制御回路１８は、これに応じて、モータ１９を回転させ、回転部１を回転させ、指示された撮像方向にカメラ３を向ける。
【００５０】
それ以降同様に、外部の制御装置２５から、制御コマンドが入力された場合には、再び第２のカメラ位置（光伝送可能位置）まで回転部１を回転させて、制御信号の伝送を行い、新たな設定条件を反映した撮像を再開する。
以下、同様の動作を繰り返す。
【００５１】
撮像装置の設置の際に、最も重点的に（最も頻繁に、或いは最も長い時間）撮像すべき方向をホームポジションとする。このホームポジションを上記第２の方向（光伝送可能方向）と一致させる（言い換えると、カメラ３が、上記のホームポジションにある状態で、固定部側発光素子７から回転部側受光素子６への光伝送が可能なように、固定部側発光素子７及び回転部側受光素子６の配置を定める）ことで、所望の方向の（所望の被写体の）撮像を行ないながら、制御信号の伝送を行なうことができる頻度乃至時間を最大にすることができる。
【００５２】
例えば、撮像装置が監視用のものである場合、監視対象となる部屋の出入り口や、現金自動支払機といった重要な被写体を撮像する向きをホームポジションとする。
このようにすることにより、外部の制御装置２５から制御コマンドが供給された場合の、回転部１の回転の頻度も最小にすることができる。
【００５３】
また、外部の制御装置２５から撮像装置の設定を変更する指示、例えばマニュアル操作による指示があると、撮像装置（の回転部１）は、ホームポジションに戻って制御信号の伝送を行なうとともに、ホームポジションでの撮像（注目被写体の監視）を行なう。
【００５４】
また、撮像装置の設置の際、複数の重要な被写体方向（重要な撮像方向）を順番に巡回的に撮像するシーケンスを設定しておき、その中に一つの位置を上記の第２の位置（光伝送可能位置）に一致させ、巡回的撮像のシーケンスのうちの特定の１箇所（上記の第２の位置）で制御信号の伝送を行うことにしてもよい。このようにすることで通常の巡回的撮像のカメラ位置を変えることなく、カメラ制御信号の伝送が可能となる。
【００５５】
さらに、巡回的撮像の途中で、外部の制御装置２５から固定部側制御回路１６に制御コマンドが入力されたら、次に巡回の順序を変更し、上記の第２の位置（光伝送可能位置）を次の撮像位置となるようにすることも可能である。この場合、巡回の順序の変更に伴い、それ以降の巡回のシーケンスをも変更することとしてもよい。
【００５６】
例えば、重要な撮像方向が８つあり、そのうちの一つが上記の光伝送可能位置であり、回転部を第１の方向に回転するときの順序で８つの撮像方向を順に選択して、巡回的に撮像を行なっている場合において、上記の光伝送可能位置以外で撮像を行なっている時に、外部の制御装置２５から固定部側制御回路１６に制御コマンドが入力されたら、次に光伝送可能位置に移動させて、固定部２から回転部１への制御信号の伝送を行ないながら、その位置で撮像を行なう。それ以降、（外部の制御装置２５から固定部側制御回路１６に制御コマンドが入力されたときに撮像していた撮像方向に戻らず）光伝送可能位置から、それまで（外部の制御装置２５から固定部側制御回路１６に制御コマンドが入力されるまで）と同じ方向に回転する順序での他の撮像方向を巡回する。なお、固定部２から回転部１への制御信号を行なった後、それまでとは逆の回転方向で、撮像方向を順次選択することとしても良い。
【００５７】
このような巡回順序の変更を行なうことにより、上記の光伝送可能位置での撮像が無駄とならず、撮像の結果得られたデータを有効に利用することができる。
【００５８】
実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２に係る撮像装置の構成を示す概略図であり、図４は、実施の形態２に係る撮像装置の発光素子及び受光素子の配置を示す図である。図示の例では、実施の形態１に係る図１及び図２とは異なり、回転部側受光素子６は回転部側発光素子４と同じ面内にあり、固定部側発光素子７は固定部側受光素子５と同じ面内にある。例えば、回転部側受光素子６は回転部側発光素子４を保持するのと同じ底板（板状部材）１２２に保持され、固定部側発光素子７は固定部側受光素子５を保持するのと同じ外側円板（板状部材）２２２に保持されている。固定部側発光素子７は、回転軸線１４からずれた位置に、回転軸線１４と平行な方向に沿って光を発するように設けられ、回転部側受光素子６は回転軸線１４からずれた位置に配置されている。固定部側発光素子７の回転軸線１４からのずれと回転部側受光素子６の回転軸線１４からのずれは同じであるのが望ましい。
【００５９】
図３及び図４に示される配置の場合、固定部側受光素子５及び回転部側受光素子６が迷光による受信精度低下を防ぐ必要がある。固定部側受光素子５に入射する迷光としては、固定部側発光素子７が発した光のうち、回転部１で反射したものの影響が大きく、回転部側受光素子６に入射する迷光としては、回転部側発光素子５が発した光のうち、固定部２で反射したものの影響が大きい。このような迷光が受光素子に入射するのを防ぎ、或いは十分少なくするには以下のようにすることが有効である。
（ａ）  回転部側発光素子４と固定部側発光素子７とを十分に離す。
（ｂ）  回転部側発光素子４と固定部側受光素子５とをできるだけ近づけ、固定部側発光素子７と回転部側受光素子６とをできるだけ近づける。
（ｃ）  回転部側発光素子４の投射角１０１を十分小さくし、固定部側発光素子７の投射角を小さくする。
【００６０】
例えば、一つの目安として、回転部側発光素子４から出力される光ビームの投射角１０１による投射範囲と、固定部側発光素子７から出力される光ビーム投射角１０２による投射範囲とが重ならないようにする。
投射角１０１、１０２を一定とした場合、発光素子４と受光素子５の距離、発光素子７と受光素子６の距離を短くすることで、受信精度の低下を招くことなく、受光素子６と発光素子４の距離、或いは発光素子７と受光素子５の距離を短くすることできる。
【００６１】
図３及び図４に示される撮像装置においても、固定部側制御回路１２、回転部側制御回路１７，回転角度検出手段２３などは、図１及び図２の実施の形態について説明したのと同様に動作し、回転部１の回転の制御や、発光素子７から受光素子６への光伝送のタイミングの制御が行なわれる。図１及び図２の実施の形態について述べた、制御実行許可コマンドの使用による誤動作の防止、制御信号の再送、ホームポジションに光伝送可能位置を一致させること、複数の重要な撮像方向の巡回の場合の制御なども、図３及び図４の撮像装置に適用可能である。
【００６２】
以上説明したように実施の形態１、及び実施の形態２によれば、回転部１と固定部２間の信号伝送を非接触の光伝送方式としたため、ノイズによる映像信号の乱れがなく信頼性の高い映像伝送を行うことができ、回転部１から固定部２への信号伝送は回転軸線１４上の発光素子及び受光素子を用いて行うため、回転部１から固定部２への映像信号伝送を高速にかつ連続的に（シームレスで）行うことができる。
一方、固定部２から回転部１への制御信号の伝送は、回転軸線からずれた位置にある発光素子及び受光素子を用いて行うこととしているが、制御信号の伝送は低速でよくかつ連続的でなくてもよいので、そのような態様での伝送でも十分である。
このように、実施の形態１及び２では、伝送すべき信号の性質に応じて発光素子及び受光素子の配置が最適に定められている。
【００６３】
実施の形態３．
図５は本発明の実施の形態３に係る撮像装置の発光素子及び受光素子の配置を示す図である。図示の実施の形態の撮像装置の全体的構成は、実施の形態２と同じであるが、実施の形態３は、実施の形態２とは異なり、回転部側受光素子６が複数個（図示の例では８個）設けられている。これら複数個の回転部側受光素子６は、回転軸線１４に直交する一つの平面上に、例えば底板１２２に、回転軸線１４からの距離が等しい位置に設けられており、各々回転部１が固定部に対して特定の回転角度範囲にあるときに固定部側発光素子７からの光を受光可能であり、上記特定の回転角度範囲外にあるときは固定部側発光素子７から光を受けることができない。
【００６４】
回転部側受光素子６が８個設けられているのに対応して、回転部側受信回路１０も８個設けられ、各々１個の回転部側受光素子６と１個の回転部側受信回路１０で一つの光−電気変換手段が構成されている。そして、このように構成される８つの光−電気変換手段の出力はすべて回転部側制御回路１７に供給される。
【００６５】
図示の例では、８個の回転部側受光素子６は、回転軸線１４を中心とする円弧上に等間隔に配置されている。
【００６６】
各回転部側受光素子６を含む光−電気変換手段の出力は、回転部側受光素子６が（Ｈｉｇｈレベルの光信号を受光しているときはＨｉｇｈ、そうでないときはＬｏｗとなる）。８個の回転部側受光素子６の全体の出力は、回転部側受光素子数がｎ（ｎは１以上の整数）とすればｎ個の論理和で表される。
【００６７】
回転部１が回転（旋回）している場合など、回転部側受光素子６のいずれも受光範囲２１内にないときに、カメラ制御信号の伝送の必要性が生じた場合、回転部側受光素子６の個数が多いほど、回転部側受光素子６のいずれかが受光範囲２１に入るまでの時間（制御信号の光伝送が可能になるまでの時間）をより短くすることができる。
また、回転部１がいかなる回転角度にあっても、一つ以上の回転部側受光素子６が受光範囲２１内にあるようにすることで、制御信号の光伝送を常時行なうことが可能になる。
そのための手段としては、投射角１０２を広げる、及び／又は固定部側発光素子７と回転部側受光素子６との距離を長くする、及び／又は回転部側受光素子６相互の間隔を小さくする（回転軸線１４から回転部側受光素子６までの距離を短くする、或いは回転部側受光素子６の個数を増やす）ことが考えられる。
【００６８】
図５の例では、固定部側発光素子７を１個とし、回転部側受光素子６を複数個としたが、逆に回転部側受光素子６を１個とし、固定部側発光素子７を複数個とすることもできる。
また、回転部側受光素子６、固定部側発光素子７ともに複数個設けることもできる。
一般化すれば、回転部側受光素子６をｍ箇所に設け、固定部側発光素子７をｎ箇所に設け（ｍ、ｎはともに１以上の整数、ｍ、ｎの少なくと一方は２以上の整数）、ｍ箇所の回転部側受光素子６とｎ箇所の固定部側発光素子７により制御信号の光伝送を行うことができる。
【００６９】
回転部側受光素子６が１個設けられ、固定部側発光素子７が複数個設けられている場合、制御信号の伝送のためにすべての固定部側発光素子７を発光させる必要はなく、回転部側受光素子６との間で光伝送が可能な１個のみを発光させればよい。回転部側受光素子６との間で、光伝送が可能な１個の回転部側受光素子６がいずれであるかの判定は、例えば、位置センサを設けて回転部１の現在の回転角度を検出し、回転部側受光素子６（回転部１に固定されている）の位置を特定し、この特定された回転部側受光素子６の位置に最も近い固定部側発光素子７のみを発光させるように構成してもよい。このように構成することにより、固定部側発光素子７すべてを発光させる必要がないため、消費電力が低減できる。
【００７０】
回転部側受光素子６をｍ箇所に設け、固定部側発光素子７をｎ箇所に設けた（ｍ、ｎはともに１以上の整数であり、ｍ、ｎの少なくとも一方は２以上の整数）場合は、制御信号の光伝送が可能となる固定部側発光素子７と回転部側受光素子６の組み合わせを特定し、該特定された組み合わせを構成する固定部側発光素子７と回転部側受光素子６のみで信号の光伝送を行わせるように構成することもできる。
【００７１】
カメラが撮像する方向があらかじめ決定している場合は、回転部１が（当該あらかじめ決定されている方向）を撮像する方向を向いている状態において、回転部側受光素子６が固定部側発光素子７からの光ビーム投射角１０２内に入るように、回転部側受光素子６、固定部側発光素子７の配置や設置数を決定してもよい。
【００７２】
以上説明したように実施の形態３によれば、固定部２から回転部１への制御信号の光伝送に用いられる回転部側受光素子６及び／又は固定部側発光素子７を複数個設けたため、回転部１がどのような回転角度にあっても、制御信号の光伝送を可能とし、或いは制御信号の光伝送を開始できるようになるまでの時間を短くすることができる。
【００７３】
変形例．
また、図１及び図２に示される撮像装置では、固定部２が、フランジ状部２１３、内壁板２１１、外壁板２１２、内側円板２２１、外側円板２２２などで閉鎖された構造を有するが、本発明は必ずしもこれに限定されず、例えば、内壁板２１１、内側円板２２１がなくても、受光素子５、発光素子７が、何らかの方法で保持されて、発光素子４、受光素子６に対して図示の例と同様の位置関係を持つようになっていればよい。
回転部１も同様で、発光素子４、受光素子６は、必ずしも底板１２２、側壁１２１に保持されていなくても、何らかの方法で保持されて、受光素子５、発光素子７に対して図示の例と同様の位置関係を持つようになっていれば良い。
図３及び図４に示す撮像装置、図５に示す撮像装置についても同様である。
【００７４】
以上の説明で、便宜上「図で上」、「図で下」などと説明したが、図面上の位置関係は、必ずしも完成された装置あるいは使用状態における装置の向きに対応したものではない。
例えば、図１に示される撮像装置は、固定部２を上にして天井などに固定し、回転部１を下にして用いることもある。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】この発明の実施の形態１に係る撮像装置の構成を示す概略図である。
【図２】実施の形態１に係る撮像装置の発光素子及び受光素子の配置を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態２に係る撮像装置の構成を示す概略図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係る撮像装置の発光素子及び受光素子の配置を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態３に係る撮像装置の発光素子及び受光素子の配置を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
１  回転部、  ２  固定部、  ３  カメラ、  ４  回転部側発光素子、  ５  固定部側受光素子、  ６  回転部側受光素子、  ７  固定部側発光素子、  ８  回転部側回路、  ９  回路部側送信回路、  １０  回路部側受信回路、  １１  固定部側回路、  １２  固定部側受信回路、  １３  固定部側送信回路、  １４  中心軸線、  １５  映像信号処理部、  １６  固定部側制御回路、  １８  回転制御回路、  ２０  受光範囲、  ２１  受光範囲、  ２３  回転角度検出手段、  １００  回転方向、  １０１  投射角、  １０２  投射角。
【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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