JP2005285043A - Sensor cable - Google Patents

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Masahiro Kawachi
雅弘 河内
Hirotaka Nakajima
浩貴 中島
Naoya Nakashita
直哉 中下
Hitoshi Oba
仁志 大庭
Chiku Fujita
築 藤田
Kohei Tomita
公平 冨田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sensor cable for interconnecting the sensor head part and the signal processing part of a separate-amplifier-type sensor and whose overall length can be easily extended in such a way that even if the overall length is increased, signal attenuation and mixing of noise can be controlled as much as possible when signals are transmitted at high speed. <P>SOLUTION: The sensor cable is provided with: a first connector half 31 that retains a conductor terminal 35; a second connector half 32 that retains a conductor terminal 36; an electrical cord 33 for electrically connecting the conductor terminal of the first connector half to the conductor terminal of the second connector half; and a waveform shaping circuit 34 that shapes the waveforms of signals passing through the electrical cord. The first and second connector halves are removably attachable to each other. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、アンプ分離型センサのセンサヘッド部と信号処理部とを接続するためのセンサ用ケーブルに係り、特に、複数本を連結一体化可能に構成することでその全長を容易に変更でき、かつ、全長が長くなっても正確な信号の高速伝送を可能としたセンサ用ケーブルに関する。   The present invention relates to a sensor cable for connecting a sensor head unit and a signal processing unit of an amplifier-separated type sensor, and in particular, the total length thereof can be easily changed by configuring a plurality of cables so as to be connected and integrated, In addition, the present invention relates to a sensor cable that enables high-speed transmission of accurate signals even when the overall length is long.

所謂"センサ"と称されるものとしては、変位センサ、視覚センサ、近接センサ、マイクロ波センサ、測長センサ等々、その動作原理を異にする多種多様なセンサが知られている。更には、動作原理が同一のセンサであっても、そのバリエーション(仕様)にも多種多様なものがある。   As a so-called “sensor”, there are known a wide variety of sensors having different operating principles such as a displacement sensor, a visual sensor, a proximity sensor, a microwave sensor, a length sensor, and the like. Furthermore, even if the sensors have the same operation principle, there are various variations (specifications).

ところで、昨今の技術発展に伴い、これらセンサの利用目的、使用態様は多様化し、それに伴い、ユーザが個々のセンサに求める機能・性能等も多様化している現状がある。そのような市場のニーズに鑑みて、多くのセンサメーカにおいて所謂多品種少量生産制が導入されている。この多品種少量生産制は、ユーザ個々のニーズに適切に対応できるというメリットが得られる一方、部品点数が増加するため従前の少品種大量生産制に比してコスト高となる上、部品管理が煩雑となるというデメリットがある。   By the way, with the recent technological development, the usage purpose and usage mode of these sensors are diversified, and the functions and performances required by users for each sensor are diversified accordingly. In view of such market needs, so-called multi-product low-volume production systems have been introduced by many sensor manufacturers. This high-mix low-volume production system has the advantage of being able to respond appropriately to each user's needs, but the number of parts increases, so the cost is higher than the conventional low-mix high-volume production system and parts management is There is a demerit that it becomes complicated.

そこで、昨今では、センサを、検出端(光電センサにあっては投受光素子、近接センサにあっては検知コイル等々)を含むセンサヘッド部と、センサヘッド部への電源供給並びにセンサヘッド部から得られる信号を処理する信号処理部とを、センサ用ケーブルで接続してなるアンプ分離型とし、センサヘッド部に関しては複数の機種に対応したものをそれぞれ用意する一方、信号処理部に関しては共通化を図ったセンサが提案されている(例えば特許文献1参照)。更に、本出願人は、前記アンプ分離型センサに倣い、先頃、複数の機種のセンサを想定して用意された複数機種のセンサヘッド部と、それぞれ所定のセンサヘッド部を想定した制御仕様に構成された複数機種の信号処理部とを、全機種に共通な仕様のコネクタ付ケーブルを介して適宜組み合わせる(接続する)ことにより、動作原理又は仕様の異なるセンサを適宜に製造可能とした技術を発案するに到った。このセンサによれば、信号処理部については従来通り一品種大量生産とすることができるから、全体としては多品種少量生産制ではあるものの、それに掛かるコストを抑えることが可能となる。
特開2003−75117号公報
Therefore, in recent years, the sensor is composed of a sensor head unit including a detection end (a light emitting / receiving element in the case of a photoelectric sensor, a detection coil in the case of a proximity sensor, etc.), a power supply to the sensor head unit, and a sensor head unit. The signal processing unit that processes the obtained signal is an amplifier separation type that is connected by a sensor cable, and the sensor head unit is prepared for multiple models, while the signal processing unit is shared A sensor has been proposed (see, for example, Patent Document 1). Furthermore, the present applicant, following the above-mentioned amplifier-separated type sensor, has recently been configured with a plurality of types of sensor head units prepared assuming a plurality of types of sensors, and control specifications assuming a predetermined sensor head unit. By combining (connecting) the multiple signal processing units of multiple models with connectors with the specifications common to all models, we have invented a technology that enables appropriate manufacturing of sensors with different operating principles or specifications. I arrived. According to this sensor, since the signal processing unit can be mass-produced as a single product as before, although it is a multi-product / small-quantity production system as a whole, it is possible to reduce the cost.
JP 2003-75117 A

本出願人は、このアンプ分離型センサの開発以降も、市場のニーズを観察しつつ、更なる改良を試みてきた。中でも特に重視されたのがセンサヘッド部と信号処理部との信号伝送の高速化である。というのも、センサが高機能化するにつれ、センサヘッド部から信号処理部へと送られるセンシング信号、および信号処理部からセンサヘッド部へと送られる制御信号の大容量化が要求される。このため、良好な応答速度を維持するためには、信号伝送の高速化は必須となってくるのである。   Since the development of this separated amplifier sensor, the present applicant has attempted further improvements while observing market needs. Of particular importance is the speeding up of signal transmission between the sensor head unit and the signal processing unit. This is because, as the sensor becomes more sophisticated, it is required to increase the capacity of the sensing signal sent from the sensor head unit to the signal processing unit and the control signal sent from the signal processing unit to the sensor head unit. For this reason, in order to maintain a good response speed, it is essential to increase the signal transmission speed.

特に、計測用センサの主流となっている2次元撮像素子を用いた変位センサにあっては、高速化は殊更必須のものとなる。2次元撮像素子としては、CCD型、CMOS型が知られているが、いずれの場合も、そこから出力されるデータ量は、単にオン/オフ出力を生成するだけの汎用光電センサとは比較にならないほど多い。   In particular, in a displacement sensor using a two-dimensional image sensor that is the mainstream of measurement sensors, speeding up is particularly essential. As a two-dimensional imaging device, a CCD type and a CMOS type are known. In either case, the amount of data output from the two-dimensional imaging device is compared with a general-purpose photoelectric sensor that simply generates an on / off output. Too many.

ケーブルを介した信号伝送の高速化とは、すなわち、周波数をより高くすることを意味するが、周知の通り、周波数が高くなればなるほどノイズの影響を受けやすく、伝送線路の容量や抵抗による波形の鈍りの影響も無視できないようになって伝送速度、あるいは伝送距離が制限される。そのため、ケーブル長はできるだけ短くするのが望ましいのであるが、実際の現場では、信号処理部とセンサヘッド部とを相当距離(例えば50m程)離して設置しなければならないケースも多い。従前は、そのような場合、ケーブルの途中に外部電源で駆動する中継器を設けることで対応していた。しかしながら、特に可動部にセンサヘッド部を取り付ける場合などスペース上の制約から中継器を配置できない場合もあり、また中継器の電源コードの引き回しが煩雑である等の問題が指摘されており、この点について更なる改良が求められていた。   High-speed signal transmission via a cable means that the frequency is increased, but as is well known, the higher the frequency, the more susceptible to noise, the waveform due to the capacitance and resistance of the transmission line. The influence of the dullness cannot be ignored, and the transmission speed or transmission distance is limited. For this reason, it is desirable to make the cable length as short as possible. However, in actual sites, it is often necessary to install the signal processing unit and the sensor head unit at a considerable distance (for example, about 50 m). In the past, such cases have been dealt with by providing a repeater driven by an external power source in the middle of the cable. However, there are cases where the repeater cannot be placed due to space constraints, especially when the sensor head is attached to the movable part, and problems such as complicated routing of the power cord of the repeater have been pointed out. There was a need for further improvements.

この発明は、上述の問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、アンプ分離型センサのセンサヘッド部と信号処理部とを結ぶセンサ用ケーブルであって、大容量のセンシング信号や制御信号を伝送する際にその全長を適宜の本数を連結一体化することにより容易に延長可能であり、かつ、途中に別途中継器を配置する必要のないセンサ用ケーブルを提供することにある。   The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and the object of the present invention is a sensor cable that connects a sensor head part and a signal processing part of an amplifier-separated sensor, and has a large capacity. To provide a sensor cable that can be easily extended by connecting and integrating the appropriate number of the entire length when transmitting a sensing signal or a control signal, and that does not require a separate repeater in the middle. It is in.

この発明の他の目的とするところは、センサヘッド部と信号処理部とを結ぶセンサ用ケーブルの全長を容易に延長可能であり、かつ、センサ用ケーブルの全長を長くしても、安定した高速信号伝送を可能としたアンプ分離型センサを提供することにある。   Another object of the present invention is that the total length of the sensor cable connecting the sensor head portion and the signal processing portion can be easily extended, and even if the total length of the sensor cable is increased, the high speed is stable. An object of the present invention is to provide an amplifier separation type sensor that enables signal transmission.

この発明のさらに他の目的並びに作用効果については、明細書の以下に記述を参照することにより、当業者であれば容易に理解されるであろう。   Other objects and operational effects of the present invention will be easily understood by those skilled in the art by referring to the following description of the specification.

本発明のセンサ用ケーブルは、アンプ分離型センサのセンサヘッド部と信号処理部とを接続するためのセンサ用ケーブルである。このセンサ用ケーブルには、導体端子を保持する第1のコネクタハーフと、導体端子を保持する第2のコネクタハーフと、第1のコネクタハーフの導体端子と、第2のコネクタハーフの導体端子とを電気的に接続する電気コードと、電気コードを流れる信号の波形整形を行う波形整形回路と、が具備されている。そして、第1のコネクタハーフと第2のコネクタハーフとは、互いに着脱自在な構造を有しており、それにより、複数本を連結一体化して信号伝送することを可能としている。   The sensor cable of the present invention is a sensor cable for connecting a sensor head part and a signal processing part of an amplifier separation type sensor. The sensor cable includes a first connector half for holding a conductor terminal, a second connector half for holding the conductor terminal, a conductor terminal of the first connector half, and a conductor terminal of the second connector half. And a waveform shaping circuit for shaping the waveform of a signal flowing through the electrical cord. The first connector half and the second connector half have a structure that is detachable from each other, thereby enabling signal transmission by connecting and integrating a plurality of the connector halves.

電気コードには、少なくとも、センサヘッドから出力されるセンシング信号を信号処理部へと伝送するための通信線が含まれる。もっとも、センサヘッド部の駆動制御を信号処理部により行う場合には、更に、信号処理部から出力される制御信号をセンサヘッド部へと伝送するための第2の通信線が含まれるようにする。   The electrical cord includes at least a communication line for transmitting a sensing signal output from the sensor head to the signal processing unit. However, when drive control of the sensor head unit is performed by the signal processing unit, a second communication line for transmitting a control signal output from the signal processing unit to the sensor head unit is further included. .

このような本発明のセンサ用ケーブルによれば、適宜の本数を連結一体化することによりコード長を任意の長さに設定することができる。そして、このセンサ用ケーブルには、電気コードを流れる信号の波形整形を行う波形整形回路が備えられているため、信号伝送ケーブル全長が長くなっても、信号減衰を最小限に抑えることができ、それにより安定した高速信号伝送を行うことが可能となる。尚、波形整形回路はセンシング信号、またはセンシング信号及び制御信号に対して備えられる場合を含む。   According to such a sensor cable of the present invention, the cord length can be set to an arbitrary length by connecting and integrating an appropriate number. And since this sensor cable is equipped with a waveform shaping circuit that shapes the waveform of the signal that flows through the electrical cord, even if the total length of the signal transmission cable becomes long, signal attenuation can be minimized. Thereby, stable high-speed signal transmission can be performed. The waveform shaping circuit includes a case where the waveform shaping circuit is provided for the sensing signal or the sensing signal and the control signal.

好ましい実施の形態では、通信線はツイストペアとされ、センシング信号、またはセンシング信号及び制御信号が高速差動伝送信号とされる。すなわち、通信線としては、同軸ケーブルを採用することもできるのであるが、安価なツイストペアを採用することで製造コストを抑えることができる。また、ツイストペアを用いることにより屈曲耐性が向上し、可動部にセンサヘッドが取り付けられてケーブルが繰返し屈曲する使用状況においても断線することなく使用することが可能となる。高速差動伝送信号には、低電圧差動伝送(LVDS)信号を含む。   In a preferred embodiment, the communication line is a twisted pair, and the sensing signal or the sensing signal and the control signal is a high-speed differential transmission signal. That is, a coaxial cable can be used as the communication line, but the manufacturing cost can be reduced by using an inexpensive twisted pair. Further, by using a twisted pair, bending resistance is improved, and it is possible to use without disconnection even in a usage situation where the sensor head is attached to the movable part and the cable is repeatedly bent. High speed differential transmission signals include low voltage differential transmission (LVDS) signals.

好ましい実施の形態では、電気コードには、信号処理部から波形整形回路へと駆動用電源を供給するための給電線が更に含まれる。このような態様によれば、波形整形回路への給電線を別途設けなくてすむため、電源コードの引き回し等の煩雑さが解消される。   In a preferred embodiment, the electric cord further includes a power supply line for supplying driving power from the signal processing unit to the waveform shaping circuit. According to such an aspect, since it is not necessary to separately provide a power supply line to the waveform shaping circuit, troubles such as routing of the power cord are eliminated.

尚、『波形整形回路』は、波形整形バッファ、或いはシリアライザ及びデシリアライザを用いて構成することができる。この波形整形回路は、構成電気コードの途中に設けてもよいし、第1又は第2のコネクタハーフ(ケース内)に設けても良い。   The “waveform shaping circuit” can be configured using a waveform shaping buffer, or a serializer and a deserializer. This waveform shaping circuit may be provided in the middle of the constituent electric cord, or may be provided in the first or second connector half (in the case).

本発明は、特に、2次元撮像素子を具備する変位センサ又は視覚センサに好適である。これら2次元撮像素子が採用されるセンサは、もっぱらセンシング信号が大容量となりがちであるから、信号高速伝送を前提とした本発明のセンサ用ケーブルを採用することによる効果は一層顕著となるであろう。   The present invention is particularly suitable for a displacement sensor or a visual sensor including a two-dimensional image sensor. Sensors employing these two-dimensional image sensors tend to have a large sensing signal capacity, so the effect of adopting the sensor cable of the present invention premised on high-speed signal transmission is even more remarkable. Let's go.

本発明において好ましくは、導体端子をそれぞれ保持する第1のコネクタハーフと第2のコネクタハーフの各本体ケースは、それらコネクタハーフ同士が固定状態で連結されるように仕組まれる。このような態様によれば、導体端子或いは導体端子が搭載される配線基板へのストレスがほとんどなくなるため、製品としての耐久性の向上が図られる。   Preferably, in the present invention, the main body cases of the first connector half and the second connector half respectively holding the conductor terminals are structured so that the connector halves are connected in a fixed state. According to such an aspect, since there is almost no stress on the conductor terminal or the wiring board on which the conductor terminal is mounted, durability as a product can be improved.

本発明のセンサ用ケーブルによれば、複数本を連結一体化することができるから、その全長を容易に変更することができ、かつ、各ケーブルには波形整形回路が設けられているため、ケーブル全長が長くなっても、信号減衰やノイズ混入に起因する検出エラー等を最小限に抑えることができる。   According to the sensor cable of the present invention, since a plurality of cables can be connected and integrated, the total length thereof can be easily changed, and each cable is provided with a waveform shaping circuit. Even if the total length is increased, detection errors due to signal attenuation and noise mixing can be minimized.

以下に、この発明の好適な実施の一形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下に示す実施形態はあくまでも本発明の一例に過ぎず、本発明の要旨は特許請求の範囲の記載によってのみ特定されるものである。   In the following, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiment described below is merely an example of the present invention, and the gist of the present invention is specified only by the description of the scope of claims.

本発明が適用されたアンプ分離型センサの構成が図1に示されている。同図に示されるように、このアンプ分離型センサは、センサヘッド部1と、信号処理部2とを1又は2以上のセンサ用ケーブルで接続してなるものである。   A configuration of an amplifier-separated sensor to which the present invention is applied is shown in FIG. As shown in the figure, the separated amplifier type sensor is formed by connecting a sensor head unit 1 and a signal processing unit 2 with one or two or more sensor cables.

センサヘッド部としては、変位センサ、視覚センサ、近接センサ、マイクロ波センサ、測長センサ等々、種々のものを適用することができる。   Various types of sensors such as a displacement sensor, a visual sensor, a proximity sensor, a microwave sensor, and a length measurement sensor can be applied as the sensor head unit.

信号処理部2は、この例では、センサヘッド部1からのセンシング信号の取り込み並びにセンサヘッド1への制御信号送信を担うセンサインターフェース21と、プログラム可能な論理回路であるFPGA(Field Programmable Gate Array)22と、マイクロプロセッサを主体として構成されるCPU23と、入出力インターフェース24とが、伝送経路を介して直列に接続されて構成されている。   In this example, the signal processing unit 2 includes a sensor interface 21 that takes in a sensing signal from the sensor head unit 1 and transmits a control signal to the sensor head 1, and an FPGA (Field Programmable Gate Array) that is a programmable logic circuit. 22, a CPU 23 mainly composed of a microprocessor, and an input / output interface 24 are connected in series via a transmission path.

本発明のセンサ用ケーブルが採用されたアンプ分離型センサの一例が図2に示されている。この例では、検出対象物体Wに向けてラインビームLBを照射する変位センサヘッド1と、信号処理部2とが、2本のセンサ用ケーブル(3a,3b)により接続されている。各センサ用ケーブルは、波形整形回路が形成された配線基板が内蔵された雌型コネクタ31と雄型コネクタ32と、それらコネクタを結ぶ電気コード33を具備してなる。尚、同図において、符号12で示されるのは、センサヘッド1から引き出された電気コードであり、その構造は、センサ用ケーブルの電気コードと同様である。また、同図において、符号11で示されるのは、電気コード12に接続されたコネクタであり、その構造はセンサ用ケーブルの雄型コネクタ32と同様である。   An example of an amplifier-separated sensor that employs the sensor cable of the present invention is shown in FIG. In this example, the displacement sensor head 1 that irradiates the line beam LB toward the detection target object W and the signal processing unit 2 are connected by two sensor cables (3a, 3b). Each sensor cable includes a female connector 31 and a male connector 32 each including a wiring board on which a waveform shaping circuit is formed, and an electric cord 33 that connects the connectors. In the figure, reference numeral 12 denotes an electric cord drawn from the sensor head 1, and its structure is the same as the electric cord of the sensor cable. In the figure, reference numeral 11 denotes a connector connected to the electric cord 12, and the structure is the same as that of the male connector 32 of the sensor cable.

図3は本発明に係るセンサ用ケーブルの構造を示す内部透視図である。同図に示されるように、雌型コネクタ31の外殻ケース内には、配線基板34が搭載されている。同図には明示されていないが、雌型コネクタ31の一端側(同図左端)には、同一仕様の他のセンサ用ケーブルの雄型コネクタ32が挿入される開口及び雄型コネクタ収容スペースが設けられており、開口からやや奥まった箇所に導体端子35が配置されている。一方、雄型コネクタ32にあっては、外殻ケースの端面(同図右端)に導体端子36が僅かに突出する態様で配置されている。   FIG. 3 is an internal perspective view showing the structure of the sensor cable according to the present invention. As shown in the figure, a wiring board 34 is mounted in the outer shell case of the female connector 31. Although not clearly shown in the figure, at one end side (left end of the figure) of the female connector 31, there is an opening into which the male connector 32 of another sensor cable of the same specification is inserted and a male connector housing space. The conductor terminal 35 is disposed at a location slightly behind the opening. On the other hand, in the male connector 32, the conductor terminals 36 are arranged in a manner that slightly protrudes from the end surface (right end of the figure) of the outer shell case.

本発明に係るセンサ用ケーブルの詳細構造が図4に示されている。尚、図3と同一のものには同一符号を付してその説明を省略する。   The detailed structure of the sensor cable according to the present invention is shown in FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same thing as FIG. 3, and the description is abbreviate | omitted.

図4に示されるように、雌型コネクタ31は、配線基板34と、上部外殻ケース31aと下部外殻ケース32との組立体とされている。導体端子35は、この例では配線基板34に固定接続されている。同図に符号330で示されるのは、電気コード33に含まれるセンシング信号通信線(第1の通信線)と、制御信号通信線(第2の通信線)である。各通信線は、この例では、ツイストペアで構成されている。   As shown in FIG. 4, the female connector 31 is an assembly of a wiring board 34, an upper outer shell case 31 a and a lower outer shell case 32. The conductor terminal 35 is fixedly connected to the wiring board 34 in this example. In the figure, reference numeral 330 denotes a sensing signal communication line (first communication line) and a control signal communication line (second communication line) included in the electric cord 33. Each communication line is formed of a twisted pair in this example.

本発明のセンサ用ケーブルの連結状態が図5に示されている。同図(a)は、連結前の状態を、同図(b)は連結後の状態をそれぞれ示している。   The connection state of the sensor cable of the present invention is shown in FIG. FIG. 4A shows a state before connection, and FIG. 4B shows a state after connection.

同図(a)に示されるように、雄型コネクタ32は、雌型コネクタ31の開口310に挿入(圧入)される。両コネクタが適切に連結されると、同図(b)に示されるように、導体端子35と導体端子36とは密着状態で電気的に接続される。この状態において、両コネクタの接続安定性は、両コネクタの外殻ケース同士の接続強度に依存している。   As shown in FIG. 2A, the male connector 32 is inserted (press-fitted) into the opening 310 of the female connector 31. When the two connectors are appropriately connected, the conductor terminal 35 and the conductor terminal 36 are electrically connected in close contact as shown in FIG. In this state, the connection stability of both connectors depends on the connection strength between the outer shell cases of both connectors.

従前の一般的なコネクタ構造が図6に示されている。同図に明らかなように、従前のこの種のコネクタの多くは、一方のコネクタの導体端子bは、外殻ケースcより突出された状態で保持されている。このようなコネクタの接続態様では、導体端子間の結合強度によってコネクタが固定されているので、接続された状態であってもケーブルが引っ張られたり動かされたりするとコネクタが動かされ、これによって導体端子も動かされて回路基板との接続部に応力が生じる。この応力により基板回路の破損や断線など故障が生じ易かった。   A conventional general connector structure is shown in FIG. As is apparent from the figure, in many of the conventional connectors of this type, the conductor terminal b of one connector is held in a state of protruding from the outer shell case c. In such a connector connection mode, since the connector is fixed by the coupling strength between the conductor terminals, the connector is moved when the cable is pulled or moved even in the connected state. Is also moved and stress is generated at the connection with the circuit board. This stress was likely to cause failure such as breakage or disconnection of the substrate circuit.

これに対し、本発明のセンサ用ケーブルにあっては、コネクタ接続時にも、導体端子(回路基板)にかかる応力が少ないため、耐久性の向上が図られている。   On the other hand, in the sensor cable of the present invention, since the stress applied to the conductor terminal (circuit board) is small even when the connector is connected, the durability is improved.

本発明に係るセンサ用ケーブルの雌型コネクタ31の内部回路構成が図7に示されている。この例では、センサヘッド部側からは、電気コード33の通信線S1(ツイストペア)により、センシング信号(映像信号、同期信号)が伝送されてくる。このセンシング信号は、回路基板上に搭載された波形整形バッファ71と72により波形整形され、信号処理部側の電気コード33の通信線S2へと伝送される。また、信号処理部側からは、電気コード33の通信線S3により、制御信号(設定信号、投光制御信号、制御信号)が伝送されてくる。この制御信号は、回路基板上に搭載された波形整形バッファ73と74により波形整形され、センサヘッド部側の電気コード33の通信線S4へと伝送される。尚、この例では、コネクタ31には、信号処理部から波形整形バッファ71、72、73、74へと駆動用電源を供給するための給電線が引き込まれており、DC−DCコンバータ75により各バッファに3,3Vの電源が供給されるように構成されている。   The internal circuit configuration of the female connector 31 of the sensor cable according to the present invention is shown in FIG. In this example, a sensing signal (video signal, synchronization signal) is transmitted from the sensor head side through the communication line S1 (twisted pair) of the electric cord 33. This sensing signal is waveform-shaped by the waveform shaping buffers 71 and 72 mounted on the circuit board, and transmitted to the communication line S2 of the electric cord 33 on the signal processing unit side. Further, a control signal (setting signal, light projection control signal, control signal) is transmitted from the signal processing unit side through the communication line S3 of the electric cord 33. This control signal is subjected to waveform shaping by the waveform shaping buffers 73 and 74 mounted on the circuit board, and transmitted to the communication line S4 of the electric cord 33 on the sensor head side. In this example, a power supply line for supplying drive power from the signal processing unit to the waveform shaping buffers 71, 72, 73, 74 is drawn into the connector 31. The buffer is configured to be supplied with power of 3, 3V.

尚、本発明に係るセンサ用ケーブルの雌型コネクタ31の内部回路構成は図8のような構成とすることもできる。この例では、センサヘッド部側からは、電気コード33の通信線S1(ツイストペア)により、センシング信号(映像信号、同期信号)が伝送されてくる。このセンシング信号は、回路基板上に搭載されたデシリアライザ81によりシリアル信号が10ビットのパラレル信号に変換された後、シリアライザ82により再びシリアル信号に変換され、信号処理部側の電気コード33の通信線S2へと伝送される。また、信号処理部側からは、電気コード33の通信線S3により、制御信号(設定信号、投光制御信号、制御信号)が伝送されてくる。この制御信号は、回路基板上に搭載されたデシリアライザ83によりシリアル信号が10ビットのパラレル信号に変換された後、シリアライザ84により再びシリアル信号に変換され、センサヘッド部側の電気コード33の通信線S4へと伝送される。尚、この例でも、コネクタ31には、信号処理部からシリアライザ82,84とデシリアライザ81,83へと駆動用電源を供給するための給電線が引き込まれており、DC−DCコンバータ86により3,3Vの電源が供給されるように構成されている。尚、この例では、シリアライザとデシリアライザが波形整形回路としての役割を担っていることから、それらにクロックを供給するためのオシレータ(OSC)85が搭載されている。   The internal circuit configuration of the female connector 31 of the sensor cable according to the present invention may be as shown in FIG. In this example, a sensing signal (video signal, synchronization signal) is transmitted from the sensor head side through the communication line S1 (twisted pair) of the electric cord 33. The sensing signal is converted from a serial signal into a 10-bit parallel signal by a deserializer 81 mounted on a circuit board, and then converted into a serial signal again by a serializer 82. The communication line of the electrical code 33 on the signal processing unit side Is transmitted to S2. Further, a control signal (setting signal, light projection control signal, control signal) is transmitted from the signal processing unit side through the communication line S3 of the electric cord 33. This control signal is converted from a serial signal into a 10-bit parallel signal by a deserializer 83 mounted on a circuit board, and then converted into a serial signal again by a serializer 84. The communication line of the electrical cord 33 on the sensor head side Is transmitted to S4. Also in this example, the connector 31 is provided with a power supply line for supplying driving power from the signal processing unit to the serializers 82 and 84 and the deserializers 81 and 83. 3V power is supplied. In this example, since the serializer and deserializer serve as a waveform shaping circuit, an oscillator (OSC) 85 for supplying a clock to them is mounted.

本発明の変形例が図9に示されている。この例に示されるセンサ用ケーブルは、一端側に雌側コネクタ31が、他端側に雄型コネクタ32が設けられている。雌側コネクタ31からは電気コード33aが引き出され、雄側コネクタ31からは電気コード33bが引き出されている。そして、それら電気コード33aと33bとの間には、両電気コードを接続する中継器40が設けられている。そして、この例では、回路基板34は中継器40に内蔵されている。   A variation of the present invention is shown in FIG. The sensor cable shown in this example is provided with a female connector 31 on one end side and a male connector 32 on the other end side. An electrical cord 33 a is drawn from the female connector 31, and an electrical cord 33 b is drawn from the male connector 31. And between these electric cords 33a and 33b, the repeater 40 which connects both electric cords is provided. In this example, the circuit board 34 is built in the repeater 40.

本発明の変形例に係るセンサ用ケーブルの雌型コネクタ31の内部回路構成が図10に示されている。この例では、センサヘッド部側からは、電気コード33aの通信線S1(ツイストペア)により、センシング信号(映像信号、同期信号)が伝送されてくる。このセンシング信号は、回路基板上に搭載された波形整形バッファ101と102により波形整形され、信号処理部側の電気コード33bの通信線S2へと伝送される。また、信号処理部側からは、電気コード33bの通信線S3により、制御信号(設定信号、投光制御信号、制御信号)が伝送されてくる。この制御信号は、回路基板上に搭載された波形整形バッファ103と104により波形整形され、センサヘッド部側の電気コード33aの通信線S4へと伝送される。尚、この例でも、コネクタ31には、信号処理部から波形整形バッファ101、102、103、104へと駆動用電源を供給するための給電線が引き込まれており、DC−DCコンバータ105により各バッファに3,3Vの電源が供給されるように構成されている。   FIG. 10 shows an internal circuit configuration of the female connector 31 of the sensor cable according to the modification of the present invention. In this example, a sensing signal (video signal, synchronization signal) is transmitted from the sensor head portion side through the communication line S1 (twisted pair) of the electric cord 33a. This sensing signal is waveform-shaped by the waveform shaping buffers 101 and 102 mounted on the circuit board, and transmitted to the communication line S2 of the electric cord 33b on the signal processing unit side. In addition, a control signal (setting signal, light projection control signal, control signal) is transmitted from the signal processing unit side through the communication line S3 of the electric cord 33b. This control signal is subjected to waveform shaping by the waveform shaping buffers 103 and 104 mounted on the circuit board, and transmitted to the communication line S4 of the electric cord 33a on the sensor head side. In this example as well, a power supply line for supplying driving power from the signal processing unit to the waveform shaping buffers 101, 102, 103, 104 is drawn into the connector 31. The buffer is configured to be supplied with power of 3, 3V.

尚、本発明の変形例に係るセンサ用ケーブルの雌型コネクタ31の内部回路構成は図11のような構成とすることもできる。この例では、センサヘッド部側からは、電気コード33aの通信線S1(ツイストペア)により、センシング信号(映像信号、同期信号)が伝送されてくる。このセンシング信号は、回路基板上に搭載されたデシリアライザ111によりシリアル信号が10ビットのパラレル信号に変換された後、シリアライザ112により再びシリアル信号に変換され、信号処理部側の電気コード33bの通信線S2へと伝送される。また、信号処理部側からは、電気コード33bの通信線S3により、制御信号(設定信号、投光制御信号、制御信号)が伝送されてくる。この制御信号は、回路基板上に搭載されたデシリアライザ113によりシリアル信号が10ビットのパラレル信号に変換された後、シリアライザ114により再びシリアル信号に変換され、センサヘッド部側の電気コード33aの通信線S4へと伝送される。尚、この例でも、コネクタ31には、信号処理部からシリアライザ112,114とデシリアライザ111,113へと駆動用電源を供給するための給電線が引き込まれており、DC−DCコンバータ116により3,3Vの電源が供給されるように構成されている。尚、この例でも、シリアライザとデシリアライザが波形整形回路としての役割を担っていることから、それらにクロックを供給するためのオシレータ(OSC)115が搭載されている。   Note that the internal circuit configuration of the female connector 31 of the sensor cable according to the modification of the present invention may be configured as shown in FIG. In this example, a sensing signal (video signal, synchronization signal) is transmitted from the sensor head unit side through the communication line S1 (twisted pair) of the electric cord 33a. This sensing signal is converted from a serial signal into a 10-bit parallel signal by the deserializer 111 mounted on the circuit board, and then converted again to a serial signal by the serializer 112, and the communication line of the electric cord 33b on the signal processing unit side Is transmitted to S2. In addition, a control signal (setting signal, light projection control signal, control signal) is transmitted from the signal processing unit side through the communication line S3 of the electric cord 33b. This control signal is converted into a 10-bit parallel signal by the deserializer 113 mounted on the circuit board, and then converted again to a serial signal by the serializer 114, and the communication line of the electric cord 33a on the sensor head side Is transmitted to S4. In this example as well, a power supply line for supplying driving power from the signal processing unit to the serializers 112 and 114 and the deserializers 111 and 113 is drawn into the connector 31. 3V power is supplied. In this example as well, since the serializer and deserializer serve as a waveform shaping circuit, an oscillator (OSC) 115 for supplying a clock to them is mounted.

以上の説明で明らかなように、本発明によれば、その全長を容易に延長可能であり、かつ、信号の高速伝送を実行するにあたり、その全長が長くなっても、信号減衰、ノイズ混入を極力抑制可能としたセンサ用ケーブルが提供される。   As is apparent from the above description, according to the present invention, the overall length can be easily extended, and signal attenuation and noise mixing can be achieved even when the overall length is long when performing high-speed signal transmission. A sensor cable that can be suppressed as much as possible is provided.

また、上記実施の形態ではセンシング信号及び制御信号の両方に波形整形回路を設けた例を示したが、制御信号に高速信号伝送を必要としない場合には、高速差動伝送を行うセンシング信号のみに波形整形回路を設けるようにしても良い。   In the above embodiment, an example is shown in which waveform shaping circuits are provided for both the sensing signal and the control signal. However, when high-speed signal transmission is not required for the control signal, only the sensing signal that performs high-speed differential transmission is used. A waveform shaping circuit may be provided.

尚、上記実施の形態では、センサ用ケーブルを2本連結した例を示したが、3本以上連結することも当然ながらに可能である。   In the above embodiment, an example in which two sensor cables are connected has been described, but it is naturally possible to connect three or more cables.

また、上記実施の形態では、変位センサを例にとって示したが、本発明のセンサ用ケーブルは、アンプ分離型の各種センサに広く適用することができる。   In the above embodiment, the displacement sensor has been described as an example. However, the sensor cable of the present invention can be widely applied to various amplifier-separated sensors.

本発明が適用されたアンプ分離型センサの構成図である。It is a block diagram of an amplifier separated type sensor to which the present invention is applied. 本発明のセンサ用ケーブルが採用されたアンプ分離型センサの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the amplifier isolation | separation type sensor by which the cable for sensors of this invention was employ | adopted. センサ用ケーブルの構造を示す内部透視図である。It is an internal perspective view which shows the structure of the cable for sensors. センサ用ケーブルの構造を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the cable for sensors. 本発明のセンサ用ケーブルの耐久性を説明するための図である。It is a figure for demonstrating durability of the cable for sensors of this invention. 一般的なコネクタ構造を示す図である。It is a figure which shows a general connector structure. コネクタの内部回路構成を示す図(その1)である。It is FIG. (1) which shows the internal circuit structure of a connector. コネクタの内部回路構成を示す図(その2)である。FIG. 6 is a diagram (part 2) illustrating an internal circuit configuration of the connector. 本発明の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of this invention. 変形例のコネクタの内部回路構成を示す図(その1)である。It is FIG. (1) which shows the internal circuit structure of the connector of a modification. 変形例のコネクタの内部回路構成を示す図(その2)である。It is FIG. (2) which shows the internal circuit structure of the connector of a modification.

符号の説明Explanation of symbols

1 センサヘッド部
2 信号処理部
3 センサ用ケーブル
11 コネクタハーフ
12 電気コード
21 センサI/F
22 FPGA
23 CPU
24 入出力I/F
31 雌型コネクタ
32 雄型コネクタ
33 電気コード
34 回路基板
35 導体端子
36 導体端子
40 中継器
71,72,73,74 波形整形バッファ
75 DC−DCコンバータ
81,83 デシリアライザ
84,85 シリアライザ
330 ツイストペア
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sensor head part 2 Signal processing part 3 Sensor cable 11 Connector half 12 Electric cord 21 Sensor I / F
22 FPGA
23 CPU
24 I / O I / F
31 female connector 32 male connector 33 electrical cord 34 circuit board 35 conductor terminal 36 conductor terminal 40 repeater 71, 72, 73, 74 waveform shaping buffer 75 DC-DC converter 81, 83 deserializer 84, 85 serializer 330 twisted pair

Claims (10)

アンプ分離型センサのセンサヘッド部と信号処理部とを接続するためのセンサ用ケーブルであって、
導体端子を保持する第1のコネクタハーフと、
導体端子を保持する第2のコネクタハーフと、
第1のコネクタハーフの導体端子と、第2のコネクタハーフの導体端子とを電気的に接続する電気コードと、
電気コードを流れる信号の波形整形を行う波形整形回路と、を具備し、
第1のコネクタハーフと第2のコネクタハーフとは、互いに着脱自在な構造を有し、
それにより、複数本を連結一体化して信号伝送することを可能とした、
ことを特徴とするセンサ用ケーブル。
A sensor cable for connecting the sensor head part of the amplifier-separated sensor and the signal processing part,
A first connector half holding a conductor terminal;
A second connector half holding a conductor terminal;
An electrical cord for electrically connecting the conductor terminal of the first connector half and the conductor terminal of the second connector half;
A waveform shaping circuit for shaping the waveform of the signal flowing through the electrical cord,
The first connector half and the second connector half have a detachable structure,
As a result, it was possible to connect and integrate multiple wires to transmit signals.
Sensor cable characterized by this.
電気コードには、センサヘッドから出力されるセンシング信号を信号処理部へと伝送するための第1の通信線と、信号処理部から出力される制御信号をセンサヘッド部へと伝送するための第2の通信線と、が含まれることを特徴とする請求項1に記載のセンサ用ケーブル。   The electrical cord includes a first communication line for transmitting a sensing signal output from the sensor head to the signal processing unit, and a first communication line for transmitting a control signal output from the signal processing unit to the sensor head unit. 2. The sensor cable according to claim 1, wherein two communication lines are included. 通信線がツイストペアであり、センシング信号、またはセンシング信号及び制御信号が高速差動伝送信号である、ことを特徴とする請求項2に記載のセンサ用ケーブル。   The sensor cable according to claim 2, wherein the communication line is a twisted pair, and the sensing signal or the sensing signal and the control signal are high-speed differential transmission signals. 電気コードには、信号処理部から波形整形回路へと駆動用電源を供給するための給電線が更に含まれている、ことを特徴とする請求項1に記載のセンサ用ケーブル。   The sensor cable according to claim 1, wherein the electrical cord further includes a power supply line for supplying driving power from the signal processing unit to the waveform shaping circuit. 波形整形回路が、電気コードの途中に設けられていることを特徴とする請求項1に記載のセンサ用ケーブル。   The sensor cable according to claim 1, wherein the waveform shaping circuit is provided in the middle of the electric cord. 波形整形回路が、第1又は第2のコネクタハーフに内蔵されている、ことを特徴とする請求項1に記載のセンサ用ケーブル。   The sensor cable according to claim 1, wherein the waveform shaping circuit is built in the first or second connector half. 波形整形回路が、波形整形バッファ、或いはシリアライザ及びデシリアライザを用いて構成されている、ことを特徴とする請求項1に記載のセンサ用ケーブル   The sensor cable according to claim 1, wherein the waveform shaping circuit is configured using a waveform shaping buffer, or a serializer and a deserializer. センサヘッド部が、2次元撮像素子を具備する変位センサ用のセンサヘッド部又は視覚センサ用のセンサヘッド部である、ことを特徴とする請求項1に記載のセンサ用ケーブル。   The sensor cable according to claim 1, wherein the sensor head unit is a sensor head unit for a displacement sensor or a sensor head unit for a visual sensor that includes a two-dimensional image sensor. 導体端子をそれぞれ保持する第1のコネクタハーフと第2のコネクタハーフの各本体ケースは、それらコネクタハーフ同士が固定状態で連結されるように仕組まれている、ことを特徴とする請求項1に記載のセンサ用ケーブル。   The main body cases of the first connector half and the second connector half respectively holding the conductor terminals are structured so that the connector halves are connected in a fixed state. Sensor cable as described. 請求項1乃至9の何れかに記載のセンサ用ケーブルが複数本連結されてなるアンプ分離型センサ。   An amplifier-separated sensor comprising a plurality of sensor cables according to claim 1 connected together.
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