JP2013201678A - Rotation-type imaging device - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a swivel type imaging device including a fixed portion and a swivel portion that revolves around a predetermined rotation axis.
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。 In a conventional swivel type imaging device, an electric wire is used for data communication between a swivel unit on which an imaging unit is mounted and a fixing unit for fixing the device at a predetermined place.
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。 However, there is a need for a swivel type imaging device used for surveillance purposes to endlessly turn over 360 ° in the same direction, and in data communication using electric wires, the electric wires are twisted, so this need can be met. There wasn't. In addition, mechanical sliding contact type swivel imaging devices using slip rings are well-known for endless swiveling. Oil film and dust adhere to the contact portion of this slip ring, oxide film, etc. As a result, the contact resistance increases and the electrical performance deteriorates.
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。
In order to cope with such a problem,
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。
However, in the prior art disclosed in
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。 For this reason, it has been a serious detriment when moving the monitoring position or tracking an object. Also, in the image displayed on the monitor, every time control data is transmitted from the fixed unit to the turning unit, an image at a position where the turning unit can receive the control data from the fixed unit is displayed on the monitor. It was annoying.
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。
Moreover, although the above-mentioned
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。 This will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram showing a typical directivity angle of the light emitting diode. If the directivity angle is increased, more light is emitted in directions other than the necessary direction, and all of them are consumed wastefully.
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。 Furthermore, it is assumed that light from the light emitting diode is received at a large angle from the central optical axis of the light emitting diode. The more the angle from the central optical axis of the light emitting diode, the more the light from the light emitting diode is reflected. The light intensity falls.
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。 Even under such a premise, it is necessary to supply a large amount of electric power to the light emitting diode so that the necessary luminous intensity can be obtained, which also increases the waste of electric power. In addition, it is necessary to consider the decrease in the luminous intensity of the light from the light emitting diode due to the deviation of the angle when the turning blur occurs with respect to the turning axis of the turning portion.
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。 The present invention has been made in view of the above points, and is a swivel type imaging device that performs optical communication between a fixed unit and a swivel unit, and can use a light emitting element with a narrow directivity angle. It is an object of the present invention to provide a swivel type imaging device that is not easily affected by shaft runout in the radial direction of the shaft.
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。 In order to achieve the above object, the swivel type imaging device of the present invention is a swivel type imaging device composed of a fixed part and a swivel part swiveling around a predetermined swivel axis, wherein the fixed part is controlled. A control signal generating means for generating a signal; and a first light emitting means for converting the generated control signal into light and emitting the converted light parallel to the swivel axis, the swivel unit Is formed in a paraboloidal shape with the pivot axis as the central axis, and is provided with a first reflecting means for reflecting the emitted light and a focal position of the reflecting means, and the reflected light is And a first light receiving means for receiving light.
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。 According to the present invention, it is a turning type imaging device that performs optical communication between a fixed part and a turning part, and a light emitting element with a narrow directivity angle can be used, and the influence of axial runout in the radial direction of the turning axis can be reduced. It is possible to provide a swivel type imaging device that is difficult to receive.
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。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
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。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a swivel type imaging device as an imaging device according to a first embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a turning part, 2 is a fixed part, and 3 is a predetermined turning axis. The
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。
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。
The electrical signal that has undergone this series of imaging signal processing is output from the
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。
The parallel digital image signal output from the
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。
The optical signal emitted from the turning portion side
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。
The parallel signal output from the fixed unit side serial /
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。
Note that the
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。 A request signal is input from a user terminal (not shown) connected to the network to the swivel imaging device according to the present embodiment via a network line. This request signal indicates pan / tilt position movement, zoom or focus adjustment, exposure correction, white balance correction, resize or compression format instruction, mask position instruction, and the like.
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。
A request signal from such a network line is transmitted to the
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。
The
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。
The serial signal output from the stationary part side parallel /
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。
The parallel signal output from the turning unit side serial /
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。
The
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。
The system
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。
The stationary part side
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。
The
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。
The
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。
The turning portion side
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。
In FIG. 1, a dotted arrow from the turning portion side
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。
FIG. 2A is a diagram showing an arrangement relationship between the
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。
As shown in FIG. 2A, three printed
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。
The
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。
FIG. 2B is a view showing the arrangement relationship of the fixed
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。
As shown in FIG. 2B, the fixed
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。
Note that the central optical axis (light emission axis) of the fixed portion side
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。
As described above, in this embodiment, the turning portion side
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。
Even with respect to the eccentricity of the
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。
The stationary part side
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。
Further, in this embodiment, the
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。
For this reason, the control signal from the
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。
FIG. 3A is a schematic diagram showing the configuration of a swivel type imaging device according to the second embodiment of the present invention. In the figure, a fixed portion side
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。 In the present embodiment, the same elements as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
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。
As shown in FIG. 3A, the fixed portion side
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。
The fixed portion side
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。
As shown in FIG. 3B, the fixed
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。
When the
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。
However, in order to increase the light utilization efficiency of the fixed portion side
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。
Therefore, in this embodiment, the fixed portion side
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。
Further, as long as the light incident on the
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。
As a result, the fixed part side
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。 In addition, by arranging a plurality of fixed part side light emitting diodes, the luminous intensity of the fixed part side light emitting diodes can be easily increased. Here, increasing the luminous intensity of the fixed portion side light emitting diode can also be realized by increasing the capacity of one light emitting diode, but by using a plurality of light emitting diodes, the size of each light emitting diode can be limited. It is superior to the concentration of fever.
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。
Furthermore, by using light emitting diodes having different wavelengths as the fixed portion side
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。
FIG. 4A is a schematic diagram showing the configuration of a swivel type imaging device in the third embodiment of the present invention. In the figure, a
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。
In the present embodiment, the same elements as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In FIG. 5B, the
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。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the
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。
That is, the
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。
In the first embodiment, the fixed-unit-
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。
Such a situation occurs due to the influence of the luminous intensity of the turning portion side
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。
For example, the fixed
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。
Further, the
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。
In order to cope with such a case, in this embodiment, the
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。
In this embodiment, the
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。
Here, a turning portion side
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。
By providing such a cylindrical member, it is possible to prevent light other than the light from the turning portion side
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。
FIG. 5A is a schematic diagram showing the configuration of a swivel type imaging device according to the fourth embodiment of the present invention. In the present embodiment, unlike the first embodiment, a full-duplex communication method is realized by using parabolic reflectors provided in each of the
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。
In Fig.5 (a), the turning part side
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。
In this embodiment, the turning portion side
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。
A red reflective
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。
The fixed portion side
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。
On the inner surface of the
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。
The fixed portion side
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。
The turning portion side
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。
The fixed portion side
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。
The printed
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。
In FIG. 5A, the dotted arrow from the turning portion side
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。
FIG. 5B is a diagram showing the positional relationship between the
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。
As shown in FIG. 5B, the turning portion side
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。
In FIG. 5B, the blue reflective
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。
FIG. 5C is a diagram showing the positional relationship between the fixed part side
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。
As shown in FIG. 5C, the fixed portion side
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。
In FIG. 5C, the red reflective
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。
The printed
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。
By adopting the structure of FIG. 5, the parabolic reflector is used for light reception of the light of the turning unit side
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。
FIG. 7A is a schematic diagram showing the configuration of a swivel type imaging device in the fifth embodiment of the present invention. In the present embodiment, unlike the first embodiment, the central portion of the
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。 In the present embodiment, the same elements as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
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。
As shown in FIG. 7A, all the light incident on the
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。
Therefore, among the regions of the
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。
And even if such an unused region is cut out, the light from the fixed portion side
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。
As described above, in this embodiment, the unnecessary portion of the parabolic reflector 1007 (the portion where the light from the fixed portion side
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。
In this embodiment, the central portion of the parabolic reflector 1007 (near the apex where the
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。 As mentioned above, although this invention was explained in full detail based on the suitable Example, it is not restricted to these specific Examples. For example, various forms within the scope of the present invention are also included in the present invention, such as changing the configuration of the light emitting unit and the light receiving unit between the turning unit side and the fixed unit side, or changing the light emitting diode to a laser diode. Moreover, you may combine suitably a part of Example mentioned above.
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
DESCRIPTION OF
Claims (11)
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。 A swivel type imaging device composed of a fixed part and a swivel part swiveling around a predetermined swivel axis,
The fixing part is
Control signal generating means for generating a control signal;
First light emitting means for converting the generated control signal into light and emitting the converted light in parallel with the pivot axis;
Comprising
The swivel part is
A first reflecting means formed in the shape of a rotating paraboloid with the pivot axis as a central axis and reflecting the emitted light;
A first light receiving means which is provided at a focal position of the reflecting means and receives the reflected light;
A swivel type imaging device comprising:
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。 The first light emitting means is disposed so that a central optical axis of the emitted light is deviated from the pivot axis,
The first reflecting means is arranged so that the opening of the first reflecting means is opposed to the fixed part,
2. The swivel type imaging device according to claim 1, wherein the first light receiving unit is arranged to face an opening of the first reflecting unit.
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。 The swivel part is
Video signal generating means for generating a video signal;
A second light emitting means for converting the video signal generated by the video signal generating means into light, and emitting the converted light;
Further comprising
The fixing part is
The swivel type imaging device according to claim 1 or 2, further comprising second light receiving means for receiving light from the second light emitting means.
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。 The second light emitting means is disposed so that the central optical axis of the light emitted by the second light emitting means coincides with the turning axis and faces the fixed portion,
4. The swivel type imaging device according to claim 3, wherein the second light receiving unit is disposed on the swivel axis so as to face the second light emitting unit. 5.
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。 The fixed portion is formed in a paraboloidal shape having the pivot axis as a central axis, and further includes second reflecting means for reflecting light from the second light emitting means,
4. The swivel type according to claim 3, wherein the second light receiving means is provided at a focal position of the second reflecting means and receives light reflected by the second reflecting means. Imaging device.
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。 The second light emitting means is arranged such that a central optical axis of light emitted by the second light emitting means is deviated from the pivot axis,
The second reflecting means is disposed so that the opening of the second reflecting means faces the swivel part,
The swivel type imaging device according to claim 6, wherein the second light receiving means is disposed so as to face the opening of the second reflecting means.
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