JP2009026595A - ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】データ伝送ケーブル内に電源線を内蔵している撮像システムでは、従来は、撮像装置やケーブル交換時には、映像装置の電源を落としてから（システムダウン）作業を行っていた。
【解決手段】ケーブル内にスイッチを設けるにより、別の装置に電源を供給している映像装置が全体の電源供給を停止しなくとも、目的の撮像装置に供給する電源供給を停止することができるため、システムダウンさせずに撮像装置やケーブル交換および増設を行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は電気信号及び電源電力を送受するケーブルに関わり、特に、撮像装置に用いるケーブルに関する。

撮像装置と、その撮像装置で撮像された映像信号を処理する映像装置間のケーブル接続システム、即ち、撮像装置から映像装置（画像処理ボード、映像処理装置、パソコンなど）へ映像データを伝送する方法のひとつにカメラリンク（ Camera Link ）というものがある。
このケーブル接続システムは、主にマシンビジョン（工業）用途であり、信号配列やコネクタ極数などが規格化されている。
以下、図５〜図７によって、従来のケーブルとケーブル接続システムについて説明する。なお、図５〜図７において、ケーブル線（信号（データ）線、電源線、グランド線）は、実際には外部からは見えないが、説明上、可視化している。

図５によって、この規格のケーブルの一例について説明する。
データ伝送には、従来、図５に示すようなケーブルを使用する。図５は、従来のカメラリンクの規格のケーブルの概略構成を説明するための模式図である。11-1 と 11-2 はコネクタプラグ、12-1 と 12-2 はコネクタ極、57-1 と 57-2 はコネクタカバー、53 はケーブル部、54 はデータ線、500 はコネクタプラグ 11-1 、11-2 、コネクタ極 12-1 、12-2 、コネクタカバー 57-1 、57-2 、複数のデータ線 54 、及び、ケーブル部 53 で構成されるケーブルである。
図５の規格では、コネクタ極 12-1 と 12-2 の極数は２６と決められており、コネクタプラグ 11-1 と 11-2 のサイズや形状も規格化されている。
そのカメラリンクから派生し、カメラリンクケーブルで撮像装置への電源供給も行う規格として、電源供給型カメラリンク、通称 PoCL（ Power over Camera Link ）がある。

この PoCL 規格のケーブルについて、図６を参照して説明する。図６は、従来のカメラリンクの規格のケーブルの概略構成を説明するための模式図である。図５と同一の構成要素には同一の参照番号を付し、説明を省略する。その他、63 はケーブル部、65 は電源（ VCC ）線、66 はグランド（ GND ）線、600 はコネクタプラグ 11-1 、11-2 、コネクタ極 12-1 、12-2 、コネクタカバー 57-1 、57-2 、複数のデータ線 54 、電源線 65 、グランド線 66 、及び、ケーブル部 63 で構成されるケーブルである。
この規格のケーブルでは、図６に示すように、データ線 54 の他に、電源線 65 とグランド線 66 を配し、データ伝送以外に、電源を供給するものである。

次に、撮像装置と映像装置とを上述の PoCL 規格のケーブルで接続するケーブル接続システムの一例について、図７を参照して説明する。図７は、撮像装置と映像装置とを夫々設置し、図６のケーブルの両端に接続したケーブルシステムについて説明するための模式図である。図５若しくは図６と同一の構成要素には同一の参照番号を付し、説明を省略する。その他、110 は映像装置、120 は撮像装置である。
図７において、撮像装置 120 と映像装置 110 を PoCL 対応のケーブル 600 で接続する。撮像装置 120 は、例えば、CCD（ Charge Coupled Device ）カメラ、若しくは、CMOS（ Complementary Metal Oxide Semiconductor ）カメラなどである。また、映像装置 110 には、例えば、画像処理ボード、映像処理装置、若しくは、パソコン（ PC：Personal Computer ）などがある。

図７において、撮像装置 120 は、撮像した映像データを、複数のデータ線 54 を介して映像装置 110 へ伝送する。データ線 54 を介して映像データがどのように伝送されるかについては、例えば、特許文献１、特許文献２、若しくは非特許文献１に記載がある。
また、映像装置 110 は、撮像装置 120 へ、電源電力を電源線 65 とグランド線 66 を介して供給する。またその他、映像装置 110 は、撮像装置 120 へ、制御信号を伝送する。データ線 54 を介して、制御信号がどのように伝送されるかについては、例えば、特許文献１、特許文献２、若しくは非特許文献１に記載がある。
なお、映像装置 110 は、図７においては、１台の撮像装置 120 とケーブル 600 を介して接続している。しかし、映像装置 110 は、複数台の撮像装置 120 を、夫々に対応する複数本のケーブルを介して接続するのが一般的である。

PoCL の規格では、活線挿抜（電源を投入したまま、ケーブルなどの抜き差しを行なうこと）が禁止されている。このため、撮像装置 120 やケーブル 600 の交換を行う場合には、映像装置 110 の電源を落とすなどして、ケーブル部 63 に電源電力が出力されないようにする必要がある。
これは、映像装置 110 と接続する撮像装置 120 とケーブル 600 の数量を変える時も、映像装置 110 からケーブル 600 に電源電力が出力されないようにする必要がある。映像装置 110 に複数台の撮像装置 120 が、各々対応するケーブル 600 で接続されていて、映像装置 110 若しくはケーブル 600 のいずれか１つが故障した場合も、故障したものを交換する時にも、映像装置 110 から電源電力が出力されないようにする必要がある。
つまり、撮像装置 120 やケーブル 600 の取り外し若しくは付け替え又は追加などを行なう時は、システムをダウンさせる必要がある。

特開２００４−３０４７８７号公報 特開２００６−３１９５９７号公報 “ Camera Link ，Specifications of the Camera Link Interface Standard for Digital Cameras and Frame Grabbers ”、October 2000

上述の技術では、活線挿抜禁止の規格があることや機器の故障につながることから、映像装置からケーブル及び撮像装置に、電源電力を出力しないようにしてから、ケーブルを挿抜する作業や、撮像装置若しくはケーブルを交換する作業をしなければならなかった。特に、映像装置に接続する撮像装置の数が多い、大規模なシステムの場合には、映像装置から、接続しているすべての撮像装置への電源電力の出力ができなくなるため、大規模なシステムになるほど、この影響が大きい。また、映像装置本体側のケーブルとの接続部に電源供給を各々のケーブル毎に供給、停止を切り替えるスイッチを設けても良いが、システムの拡張等がある場合にスイッチの増設が必要となる上、撮像装置側で作業する場合には、接続と切断の要求をその都度連絡して確認しなければならず、作業性が悪くかつ安全性が劣る。
本発明の目的は、上記のような問題を解決し、システム全体の電源電力の供給を停止しないで（システムダウンしなくとも）、必要な撮像装置やケーブルの交換若しくは敷設変更（増減）等のシステム変更を容易に行うことにある。

上記の目的を達成するために、本発明のケーブルは、電源およびデータを伝送するケーブルに、電源線を開閉できるスイッチを設けたものである。
また本発明のケーブル接続システムは、ケーブルに制御線を設け、ケーブルに設けたスイッチの開閉を遠隔制御するようにしたものである。
また、本発明のケーブル及びケーブル接続システムは、ケーブルにスイッチを設けることにより電源線の開閉だけでなく、信号線の開閉も行えるようにしたものである。

即ち、本発明のケーブルは、撮像装置と、映像装置と、撮像装置で撮像した画像データを映像装置へ伝送するための第１のデータ線及び映像装置から撮像装置に制御用のデータを伝送するための第２のデータ線を有するケーブルであって、更に、映像装置から撮像装置に電力を供給するための電源供給線を有するケーブルにおいて、ケーブルの少なくともいずれかの端部に、電源供給線の接続をオンオフするスイッチを設けたことを特徴とする。
更に好ましくは、スイッチのオンオフを制御するための制御線を有し、スイッチがあるケーブル端から遠い端部に取り付けられた撮像装置若しくは映像装置のいずれかから、スイッチを制御することによって、電源供給線の接続をオンオフできることを特徴とする。

また、本発明のケーブル接続システムは、撮像装置と、映像装置と、撮像装置で撮像した画像データを映像装置へ伝送するための第１のデータ線及び映像装置から撮像装置に制御用のデータを伝送するための第２のデータ線を有し、更に、映像装置から撮像装置に電力を供給するための電源供給線を有するケーブルとを備えたケーブル接続システムにおいて、ケーブルの少なくともいずれかの端部に、電源供給線の接続をオンオフするスイッチを設けたことを特徴とする。
また好ましくは、ケーブルは更に、スイッチのオンオフを制御するための制御線を有し、スイッチがあるケーブル端から遠い端部に取り付けられた撮像装置若しくは映像装置のいずれかから、スイッチを制御することによって、電源供給線の接続をオンオフすることを特徴とする。

更に、本発明のケーブル及びケーブル接続システムは、第１の装置と、第２の装置と、第１の装置の出力データを第２の装置に伝送し、第２の装置の出力データを第１の装置に伝送するためのデータ線を有するケーブルであって、更に、第２の装置から第１の装置に電力を供給するための電源供給線を有するケーブルであって、ケーブルの少なくともいずれかの端部に、電源供給線の接続をオンオフするスイッチを設けたものである。
更に好ましくは、スイッチのオンオフを制御するための制御線を有し、スイッチがあるケーブル端から遠い端部に取り付けられた撮像装置若しくは映像装置のいずれかから、スイッチを制御することによって、電源供給線の接続をオンオフできるものである。
また好ましくは、スイッチがあるケーブル端では手動でスイッチの制御操作を行い、スイッチから遠隔のケーブル端では、ケーブル内の制御線を介して遠隔操作によってスイッチの制御操作を行うものである。
また好ましくは、ケーブルとして、カメラリンクケーブルを使用したものである。

本発明によれば、ケーブルに設けたスイッチにより、映像装置は、ケーブル及び撮像装置へ供給する電源電力の出力を停止しなくても、即ち、システム全体ををシステムダウンさせなくても、必要な箇所の撮像装置若しくはケーブルの接続を増減できる。

本発明は、ケーブルに電源を開閉するスイッチを設け、システム全体の電源を落とさずに若しくはシステムダウンしないで、撮像装置やケーブルの交換および増設を容易に行うことができるケーブル及びケーブル接続システムである。
本発明は、例えば、撮像装置と映像装置とを接続し、撮像装置で撮像した画像データを映像装置ヘ伝送するケーブル及びケーブル接続システムである。そして更に、ケーブル内にデ一タ線以外に電源供給線（電源線及びグランド線）も内蔵して、映像装置から撮像装置に電源電力を供給することが可能なケーブル及びケーブル接続システムである。

以下、本発明の実施の形態について図１〜図４を用いて説明する。なお、図１〜図４において、ケーブル線（データ線、電源線、グランド線）は、実際には外部からは見えないが、説明の便宜上、従来技術と同様に、可視化している。

図１は、本発明のケーブル接続システムを説明するための模式図である。11-1 と 11-2 はコネクタプラグ、12-1 と 12-2 はコネクタ極、13 はケーブル部、54 はデータ線、15 は電源（ VCC ）線、16 はグランド（ GND ）線、17-2 はコネクタカバー、18-2 はスイッチ、110 は映像装置、120 は撮像装置、100 はコネクタプラグ 11-1 ，11-2 、コネクタ極 12-1 ，12-2 、ケーブル部 13 、データ線 54 、電源線 15 、グランド線 16 、コネクタカバー 17-2 ，57-1 、スイッチ 18-2 で構成されるケーブルである。従来技術と同じ機能、同じ動作の構成要素には、同一の参照番号を付与しているので説明を省略する場合がある。
図１は、従来技術で説明した図７と、スイッチ 18-2 が追加された点が大きく異なる。即ち、図７と同様に、電源線 15 とグランド線 16 を使い映像装置 110 から撮像装置 120 へ電源を供給するが、この電源線 15 とグランド線 16 の途中に、スイッチ 18-2 を設ける．例えば、図１のケーブル 100 では、コネクタカバー 17-2 内にスイッチ 18-2 を設け、このスイッチ 18-2 を開く（開にする）ことにより、電源線 15 とグランド線 16 が断になる。また、撮像装置 120 若しくはケーブル 100 を交換する等の作業が終了したならば、このスイッチ 18-2 を閉じることにより、電源線 15 とグランド線 16 が映像装置 110 と撮像装置 120 間で接続状態となる。
図１の実施例によれば、映像装置から撮像装置に供給する電源を、ケーブル内のスイッチを開閉することによりオンオフさせることができるため、活線挿抜を防ぐことができる。
即ち、図１の実施例によれば、ケーブル内にスイッチを設けるにより、別の装置に電源を供給している映像装置が全体の電源供給を停止しなくとも、目的の撮像装置に供給する電源供給を停止することができるため、システムダウンさせずに撮像装置やケーブル交換および増設を行うことができる。

図２によって、本発明の他の実施例を説明する。図２は、図１の撮像装置と映像装置と省略したケーブルだけを模式的に示す図である。図１、図５、図６、若しくは、図７と同じ機能、同じ動作の構成要素には、同一の参照番号を付与しているので説明を省略する場合がある。その他、23 はケーブル部、24 はデータ線、25 は電源線、26 はグランド線、17-1 はコネクタカバー、18-1 はスイッチ、200 はコネクタプラグ 11-1 ，11-2 、コネクタ極 12-1 ，12-2 、ケーブル部 23 、データ線 24 、電源線 25 、グランド線 26 、コネクタカバー 17-1 ，17-2 、スイッチ 18-1 ，18-2 で構成されるケーブルである。
図２において、図１のケーブル 100 で撮像装置 120 側のコネクタカバー 17-2 に設けたスイッチ 18-2 の他に、図２の実施例のケーブル 200 では、映像装置 110 側のコネクタカバー 17-1 にもスイッチ 18-1 を設けたものである。
図２の実施例によれば、映像装置から撮像装置に供給する電源を、ケーブル内のスイッチを開閉することによりオンオフさせることができるため、活線挿抜を防ぐことができる。
また、図２の実施例によれば、スイッチは、ケーブルの両端に設けることにより、ケーブルが長い場合にはケーブルのどちら側からも電源供給を開閉できるため、便利である。
即ち、図２の実施例によれば、ケーブル内にスイッチを設けるにより、別の装置に電源を供給している映像装置が全体の電源供給を停止しなくとも、目的の撮像装置に供給する電源供給を停止することができるため、システムダウンさせずに撮像装置やケーブル交換および増設を行うことができる。

次に図３によって、本発明の他の実施例を説明する。図３は、図１の撮像装置と映像装置と省略したケーブルだけを模式的に示す図である。図１、図２、図５、図６、若しくは、図７と同じ機能、同じ動作の構成要素には、同一の参照番号を付与しているので説明を省略する場合がある。その他、37-2 はコネクタカバー、38-2 はスイッチ、33 はケーブル部、34 はデータ線、300 はコネクタプラグ 11-1 ，11-2 、コネクタ極 12-1 ，12-2 、ケーブル部 33 、データ線 34 、電源線 15 、グランド線 16 、コネクタカバー 57-1 ，17-2 、スイッチ 18-2 ，38-2 で構成されるケーブルである。
図３において、図１のケーブル 100 で、撮像装置 120 側のコネクタカバー 17-2 に設けた電源線 15 とグランド線 16 のスイッチ 18-2 の他に、図３の実施例のケーブル 200 では、更にコネクタカバー 17-2 に、データ線 34 にもスイッチ 18-2 を設けたものである。
図３の実施例によれば、映像装置から撮像装置に供給する電源を、ケーブル内のスイッチを開閉することによりオンオフ制御できるため、活線挿抜を防ぐことができる。
即ち、図３の実施例によれば、ケーブル内にスイッチを設けるにより、別の装置に電源を供給している映像装置が全体の電源供給を停止しなくとも、目的の撮像装置に供給する電源供給を停止することができるため、システムダウンさせずに撮像装置やケーブル交換および増設を行うことができる。
また、図３の実施例によれば、スイッチを電源線とグランド線だけでなく、データ線に設けることによって、パターンの接続ミス（電源線とデータ線の接続ミスなど）に起因する故障などを防ぐことができる。

次に図４によって、本発明の他の実施例を説明する。図４は、図１の撮像装置と映像装置と省略したケーブルだけを模式的に示す図である。図１、図２、図３、図５、図６、若しくは、図７と同じ機能、同じ動作の構成要素には、同一の参照番号を付与しているので説明を省略する場合がある。その他、47-2 はコネクタカバー、48-2 はスイッチ、43 はケーブル部、48 は制御線、400 はコネクタプラグ 11-1 ，11-2 、コネクタ極 12-1 ，12-2 、ケーブル部 43 、データ線 54 、電源線 15 、グランド線 16 、コネクタカバー 57-1 ，47-2 、スイッチ 48-2 、制御線 48 で構成されるケーブルである。
図４の実施例に示すように、制御線 48 を設けることにより、スイッチ 48-2 の開閉を遠隔操作することが可能である。この制御線 48 を複数本設けることも可能であり、単純な High／Low 信号での制御から、RS-232C 制御など、様々な制御方法に対応することが可能である。
また、図４の実施例によれば、ケーブル内にスイッチを設けるにより、別の装置に電源を供給している映像装置が全体の電源供給を停止しなくとも、目的の撮像装置に供給する電源供給を停止することができるため、システムダウンさせずに撮像装置やケーブル交換および増設を行うことができる。

図４の実施例の他、この制御信号は、電源線とグランド線に設けたスイッチだけでなく、データ線に設けたスイッチの制御も行なえることは言うまでもない。さらに、スイッチの制御は、電源線だけの開閉（電源供給のための電源線の接続若しくは遮断）制御やグランド線だけの開閉制御など個別に設定しても良い。
また、図１と図２の実施例では、コネクタカバー内にスイッチを設けたが、ケーブルの両端に近ければどこでも良い。
また、上記実施例では、スイッチ毎に制御線を設けてスイッチ１つずつ開閉制御ができるようにしていたが、電源供給線（電源線とグランド線）、データ線、等を制御の種類に合わせて一括で制御するようにして、ケーブル配線の節約や制御操作を簡単にしても良い。

更に、上記実施例では、スイッチの制御を映像装置で遠隔操作していた。しかし、撮像装置側でも手動等で制御操作ができるようにしても良い。
例えば、図４の実施例では、スイッチが撮像装置側にあるようにケーブルを取り付け、映像装置側から遠隔装置している。しかし、ケーブルは両端どちらもコネクタ部は同じ形状、同じサイズ、同じ接続のコネクタピン配置している。従って、図４の実施例のケーブルを左右反対にして取り付けると、映像装置側のコネクタカバーにスイッチがあり、撮像装置側から遠隔操作できるようになる。このため、スイッチが遠くにある場合でも、作業現場側から、供給される電源を遮断する等の制御操作が可能であり、かつ、スイッチが近い側では、手動で制御操作できる。

上述の実施例によれば、ケーブルに設けたスイッチにより、ＦＡシステム、映像システム、若しくは、監視システム、等のシステム全体の電源を落とさずとも（システムダウンさせなくても）撮像装置に供給する電源の接続と遮断でき、撮像装置の交換やケーブルの交換を、作業現場で、容易に、かつ安全に行うことができる。
また、上述の実施例によれば、交換だけでなく、撮像装置とケーブルの増設（使用数の変更）若しくは削除も可能である。
また、上述の実施例によれば、撮像装置に供給する電源の接続と遮断を手動だけでなく、映像装置や撮像装置からリモート制御ができるので、遠隔操作が可能である。

また更に、本発明のケーブル及びケーブル接続システムは、上記実施例では、撮像装置と映像装置間を接続するケーブルについて説明した。しかし、撮像装置又は映像装置である必要は無い。
例えば、第１の装置と、第２の装置と、第１の装置の出力データを第２の装置に伝送し、第２の装置の出力データを第１の装置に伝送するためのデータ線を有するケーブルであって、更に、第２の装置から第１の装置に電力を供給するための電源供給線を有するケーブルであって、ケーブルの少なくともいずれかの端部に、電源供給線の接続をオンオフするスイッチを設けたものでも良い。
また、第１の装置と第２の装置とを接続するケーブルは、スイッチのオンオフを制御するための制御線を有し、スイッチがあるケーブル端から遠い端部に取り付けられた撮像装置若しくは映像装置のいずれかから、スイッチを制御することによって、電源供給線の接続をオンオフできるとしても良い。
また更に、第１の装置と第２の装置とを接続するケーブルは、スイッチがあるケーブル端では手動でスイッチの制御操作を行い、スイッチから遠隔のケーブル端では、ケーブル内の制御線を介して遠隔操作によってスイッチの制御操作を行うとしても良い。
また、映像装置 110 が PoCL 用でも、本発明の図１〜図３のケーブルを用いて、電源（ VCC ）線のスイッチを開にしておけばカメラリンク用カメラも接続することが可能となる。

本発明のシステム図 本発明のケーブル図 本発明のケーブル図 本発明のケーブル図 従来技術のケーブル図 従来技術のケーブル図 従来技術のシステム図

符号の説明

11-1，11-2：コネクタプラグ、 12-1，12-2：コネクタ極、 13：ケーブル部、 15：電源（ VCC ）線、 16：グランド（ GND ）線、 17-1，17-2：コネクタカバー、 18-1，18-2：スイッチ、 110：映像装置、 120：撮像装置、 23：ケーブル部、 24：データ線、 25：電源線、 26：グランド線、 33：ケーブル部、 34：データ線、 37-2：コネクタカバー、 38-2：スイッチ、 43：ケーブル部、 47-2：コネクタカバー、 48：制御線、 48-2：スイッチ、 57-1，57-2：コネクタカバー、 53：ケーブル部、 54：データ線、 63：ケーブル部、 65：電源線、 66：グランド線、 100〜600：ケーブル。

Claims (1)

1. 撮像装置と、映像装置と、上記撮像装置で撮像した画像データを上記映像装置へ伝送するための第１のデータ線及び上記映像装置から上記撮像装置に制御用のデータを伝送するための第２のデータ線を有するケーブルであって、更に、上記映像装置から上記撮像装置に電力を供給するための電源供給線を有するケーブルにおいて、
   上記ケーブルの少なくともいずれかの端部に、上記電源供給線の接続をオンオフするスイッチを設けたことを特徴とするケーブル。

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