JP3715718B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
【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
Claims (3)
- 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。 - 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。
- 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。
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