JP2009049473A - Cable extension unit of sensor system and sensor system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はセンサシステムのケーブル延長ユニットおよびセンサシステムに関し、特にカメラと照明装置とを備えるセンサシステムにおいて、これらの装置に電源電圧を供給するための技術に関する。 The present invention relates to a cable extension unit and a sensor system of a sensor system, and more particularly to a technique for supplying a power supply voltage to these devices in a sensor system including a camera and a lighting device.
カメラと、このカメラからの画像データに基づいて物体の形状等を判別する制御装置とを備えるセンサシステムが従来から存在する。このようなセンサシステムの中には、「カメラリンク」と呼ばれる規格に準じた伝送方式を利用してカメラから制御装置に画像データを伝送するものがある。カメラリンクとは産業用のデジタルカメラと画像入力ボードを接続するための規格仕様であり、コネクタ形状、コネクタのピン配置、ケーブル、通信方式等が規定されている。 Conventionally, there is a sensor system that includes a camera and a control device that discriminates the shape of an object based on image data from the camera. Among such sensor systems, there is one that transmits image data from a camera to a control device using a transmission method in accordance with a standard called “camera link”. The camera link is a standard specification for connecting an industrial digital camera and an image input board, and defines a connector shape, a connector pin arrangement, a cable, a communication method, and the like.
さらに、このようなセンサシステムの中には検査対象物を照明するための照明装置を含むものもある。たとえば、特開２００７−１６６３７４号公報（特許文献１）では、カメラリンク規格に準じたケーブルを用いて照明装置やカメラのレンズを遠隔制御することが可能なセンサシステムが開示されている。このセンサシステムでは照明装置の電源電圧は制御装置によって供給される。
カメラリンク規格の準じたケーブルの長さは一般的に１０ｍである。しかしながらセンサシステムの現実の使用環境（たとえば製造ライン）においては、ケーブルの長さが十分でないために、カメラまたは制御装置の設置場所の自由度が制限されることも考えられる。このような問題を解決するためにケーブル自体を長くすることが考えられる。 The cable length according to the camera link standard is generally 10 m. However, in the actual use environment of the sensor system (for example, a production line), since the length of the cable is not sufficient, the degree of freedom of the installation location of the camera or the control device may be limited. In order to solve such a problem, it is conceivable to lengthen the cable itself.
しかし、ケーブルを長くした場合、ケーブル内の配線の抵抗値が高くなる。このため長いケーブルを用いると、制御装置から照明装置に供給される電源電圧が低下することが起こる。言い換えるとケーブルを長くすることによって照明装置に供給される電流が小さくなる。これにより照明装置が動作できない可能性、あるいは検査対象物を照明したときに明るさが不十分となる可能性が生じる。 However, when the cable is lengthened, the resistance value of the wiring in the cable becomes high. For this reason, when a long cable is used, the power supply voltage supplied from the control device to the lighting device may decrease. In other words, the current supplied to the lighting device is reduced by lengthening the cable. As a result, there is a possibility that the illumination device cannot operate or that the brightness becomes insufficient when the inspection object is illuminated.
本発明の目的は、撮像装置と制御装置とを接続するケーブルを実質的に延長することができるとともに照明装置に十分な電力を供給可能なセンサシステムのケーブル延長ユニット、およびセンサシステムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a cable extension unit of a sensor system that can substantially extend a cable that connects an imaging device and a control device and can supply sufficient power to an illumination device, and a sensor system. It is.
本発明は要約すれば、撮像装置と、ケーブルを介して撮像装置への電力供給および撮像装置からの信号の受信を行なう制御装置と、制御装置から撮像装置への給電経路に接続可能な照明装置とを備えるセンサシステムにおいて、ケーブルを連結して延長するためのケーブル延長ユニットである。ケーブル延長ユニットは、ケーブル延長ユニットと制御装置とを第１のケーブルを介して接続するための第１のコネクタと、ケーブル延長ユニットと撮像装置とを第２のケーブルを介して接続するための第２のコネクタと、撮像装置からの信号を伝送するために第１および第２のコネクタの間に設けられる信号伝送部と、第１および第２のケーブルが第１および第２のコネクタにそれぞれ接続された場合に給電経路の一部を構成する電力伝送経路を含む電力伝送部と、制御装置とは異なる電源装置を、電力伝送経路に電気的に接続するための第３のコネクタとを備える。 In summary, the present invention provides an imaging device, a control device that supplies power to the imaging device and receives signals from the imaging device via a cable, and an illumination device that can be connected to a power supply path from the control device to the imaging device. A cable extension unit for connecting and extending cables. The cable extension unit includes a first connector for connecting the cable extension unit and the control device via the first cable, and a first connector for connecting the cable extension unit and the imaging device via the second cable. Two connectors, a signal transmission unit provided between the first and second connectors for transmitting a signal from the imaging device, and first and second cables connected to the first and second connectors, respectively. A power transmission unit including a power transmission path that constitutes a part of the power feeding path in the case of being performed, and a third connector for electrically connecting a power supply device different from the control device to the power transmission path.
本発明の他の局面に従うと、撮像装置と、ケーブルを介して撮像装置への電力供給および撮像装置からの信号の受信を行なう制御装置と、制御装置から撮像装置への給電経路に接続可能な照明装置とを備えるセンサシステムにおいて、ケーブルを連結して延長するためのケーブル延長ユニットである。ケーブル延長ユニットは、その一方端に制御装置に接続されるための第１のコネクタが設けられた第１のケーブルと、その一方端に撮像装置に接続されるための第２のコネクタが設けられた第２のケーブルと、第１のケーブルの他方端と第２のケーブルの他方端との間に、撮像装置からの信号を伝送するために設けられる信号伝送部と、第１のケーブルの他方端と第２のケーブルの他方端との間に設けられ、制御装置および撮像装置が第１および第２のコネクタにそれぞれ接続された場合に給電経路の一部を構成する電力伝送経路を含む電力伝送部と、制御装置とは異なる電源装置を、電力伝送経路に電気的に接続するための第３のコネクタとを備える。 According to another aspect of the present invention, an imaging device, a control device that supplies power to the imaging device and receives signals from the imaging device via a cable, and a power supply path from the control device to the imaging device can be connected. In a sensor system provided with an illuminating device, it is a cable extension unit for connecting and extending a cable. The cable extension unit is provided with a first cable provided with a first connector for connection to the control device at one end thereof, and a second connector for connection with the imaging device at one end thereof. The second cable, a signal transmission unit provided for transmitting a signal from the imaging device between the other end of the first cable and the other end of the second cable, and the other of the first cable Power including a power transmission path provided between the first end and the other end of the second cable and constituting a part of the power feeding path when the control device and the imaging device are respectively connected to the first and second connectors A transmission unit and a third connector for electrically connecting a power supply device different from the control device to the power transmission path are provided.
「制御装置から撮像装置への給電経路に接続可能な照明装置」とは、撮像装置に接続可能に構成された照明装置、およびケーブルに接続可能な照明装置を含む。 The “illumination device connectable to the power supply path from the control device to the imaging device” includes an illumination device configured to be connectable to the imaging device and an illumination device connectable to a cable.
好ましくは、電力伝送経路の一方端は第２のコネクタに接続される。電力伝送部は、電力伝送経路の他方端の接続先を、第１および第３のコネクタの間で切換える切換回路をさらに含む。切換回路は、電源装置が第３のコネクタに接続されている場合には、電力伝送経路の他方端を第３のコネクタに接続し、第３のコネクタが電気的に開放されている場合には、電力伝送経路の他方端を第１のコネクタに接続する。 Preferably, one end of the power transmission path is connected to the second connector. The power transmission unit further includes a switching circuit that switches a connection destination at the other end of the power transmission path between the first and third connectors. When the power supply device is connected to the third connector, the switching circuit connects the other end of the power transmission path to the third connector, and when the third connector is electrically open. The other end of the power transmission path is connected to the first connector.
より好ましくは、第１および第２のコネクタは互いに同じ形状を有する。第１のコネクタにおいて制御装置からの電源電圧が入力される電源入力端子の位置は、第２のコネクタにおいて撮像装置からの信号が入力される信号入力端子の位置に対応する。電力伝送部は、電力伝送経路に挿入され、制御装置が第２のコネクタに接続された場合に電力伝送経路を遮断する第１の遮断回路をさらに含む。 More preferably, the first and second connectors have the same shape. The position of the power input terminal to which the power supply voltage from the control device is input in the first connector corresponds to the position of the signal input terminal to which the signal from the imaging device is input in the second connector. The power transmission unit further includes a first cutoff circuit that is inserted into the power transmission path and cuts off the power transmission path when the control device is connected to the second connector.
さらに好ましくは、第１の遮断回路は、切換回路と第２のコネクタとの間に設けられる。 More preferably, the first cutoff circuit is provided between the switching circuit and the second connector.
さらに好ましくは、第１の遮断回路は、固定接点と、可動接点とを有する有接点リレーである。 More preferably, the first breaking circuit is a contact relay having a fixed contact and a movable contact.
さらに好ましくは、可動接点は、電源入力端子の電圧が電源電圧よりも低い第１のしきい電圧以上の場合には固定接点と接触し、電源入力端子の電圧が第１のしきい電圧未満の場合には固定接点と離れた状態にある。 More preferably, the movable contact contacts the fixed contact when the voltage at the power input terminal is equal to or higher than the first threshold voltage lower than the power supply voltage, and the voltage at the power input terminal is less than the first threshold voltage. In some cases, it is separated from the fixed contact.
さらに好ましくは、信号伝送部は、信号伝送経路に挿入され、制御装置が第２のコネクタに接続された場合に信号伝送経路を遮断する第２の遮断回路をさらに含む。 More preferably, the signal transmission unit further includes a second blocking circuit that is inserted into the signal transmission path and blocks the signal transmission path when the control device is connected to the second connector.
さらに好ましくは、撮像装置からの信号は、差動信号である。信号伝送経路は、差動信号を伝送するための少なくとも１対の信号線を含む。第２の遮断回路は、有接点リレーである。第２の遮断回路は、１対の信号線の一方に挿入される第１の可動接点および第１の固定接点と、１対の信号線の他方に挿入される第２の可動接点および第２の固定接点とを有する。 More preferably, the signal from the imaging device is a differential signal. The signal transmission path includes at least one pair of signal lines for transmitting a differential signal. The second interruption circuit is a contact relay. The second cutoff circuit includes a first movable contact and a first fixed contact inserted into one of the pair of signal lines, and a second movable contact and a second inserted into the other of the pair of signal lines. Fixed contacts.
さらに好ましくは、第１および第２の可動接点は、電力伝送経路の電圧が撮像装置からの信号の電圧と電源電圧との間の第２のしきい電圧以上の場合には第１および第２の固定接点にそれぞれ接触し、電力伝送経路の電圧が第２のしきい電圧未満の場合には、第１および第２の固定接点とそれぞれ離れた状態にある。 More preferably, the first and second movable contacts have the first and second contacts when the voltage of the power transmission path is equal to or higher than a second threshold voltage between the voltage of the signal from the imaging device and the power supply voltage. When the voltage of the power transmission path is less than the second threshold voltage, the first and second fixed contacts are separated from each other.
本発明のさらに他の局面に従うと、センサシステムであって、上述のいずれかに記載のケーブル延長ユニットを複数備える。各ケーブル延長ユニットは、第１および第２のケーブルにより連結される。センサシステムは、連結された第１および第２のケーブルを介して接続される撮像装置および制御装置と、照明装置と、電源装置とをさらに備える。電源装置は、複数のケーブル延長ユニットのうち、第１のケーブル側に撮像装置が接続されるケーブル延長ユニットの第３のコネクタに接続される。 According to still another aspect of the present invention, a sensor system includes a plurality of cable extension units described in any of the above. Each cable extension unit is connected by first and second cables. The sensor system further includes an imaging device and a control device, an illuminating device, and a power supply device connected via the connected first and second cables. The power supply device is connected to a third connector of a cable extension unit to which the imaging device is connected on the first cable side among the plurality of cable extension units.
本発明によれば、カメラと制御装置とを接続するケーブルを実質的に延長することができるとともに、制御装置からカメラへの給電経路に接続される照明装置に対して十分な電力を供給することができる。 According to the present invention, the cable connecting the camera and the control device can be substantially extended and sufficient power is supplied to the illumination device connected to the power supply path from the control device to the camera. Can do.
以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
図１は、本発明の実施の形態のセンサシステムの構成を示す図である。図１を参照して、センサシステム１００は、カメラ１と、照明装置２と、制御装置３と、電源装置４，８と、モニタ５と、ケーブル６と、延長ユニット１０とを備える。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a sensor system according to an embodiment of the present invention. With reference to FIG. 1, the sensor system 100 includes a
カメラ１と制御装置３とはケーブル６および延長ユニット１０により接続される。延長ユニット１０は２つのケーブル６を連結する。ケーブル６の長さはある所定の値（たとえば１０ｍ）である。本実施の形態のように、延長ユニット１０によって２つのケーブル６を接続することにより、カメラ１と制御装置３との間に接続されるケーブルを実質的に延長することができる。
The
なお図１ではケーブル６の本数は４であり、延長ユニット１０の個数は３である。ただし、これらの値は一例を示すものである。たとえばカメラ１あるいは制御装置３の各々の配置場所等の条件に応じて、ケーブル６の本数および延長ユニット１０の個数を変更することができる。
In FIG. 1, the number of
制御装置３は電源装置４から電源電圧を受けて動作する。制御装置３は、さらに、ケーブル６および延長ユニット１０を介してカメラ１に電源電圧（たとえば１３Ｖの直流電圧とする）を供給する。制御装置３からの電源電圧は電源装置４から出力される電圧そのものであってもよいし、たとえば制御装置３が電源装置４の出力電圧を変換することにより得られる電圧であってもよい。
The
カメラ１は、制御装置３から電源電圧を受けて動作する。カメラ１は図示しない被写体（たとえば製造ライン上の製品）を撮像するとともに、その被写体の画像を表わす画像信号を出力する。この画像信号はケーブル６および延長ユニット１０を介して制御装置３に送られる。なおカメラ１から制御装置３への画像信号の伝送方式はカメラリンク規格に従う方式である。
The
制御装置３は、カメラ１からの画像信号を用いて所定の処理を行なう。この処理は特に限定されるものではないが、たとえば被写体のエッジを検出するための処理である。モニタ５は、たとえば制御装置３が行なった処理の結果を表示する。
The
照明装置２は、カメラ１に接続される。本実施の形態では、カメラ１と照明装置２とは個別に形成されているが、これらは一体化されていてもよい。照明装置２はカメラ１に接続されることにより電源電圧を得る。ただし照明装置２はケーブル６に接続されることにより電源電圧を得られるように構成されてもよい。
The
たとえば照明装置２は複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を含む。ＬＥＤの個数を増やすことにより照明装置２の明るさ（輝度）を高めることができるものの、複数のＬＥＤに供給される電流の合計も大きくなる。延長ユニット１０により複数のケーブル６が連結されると、制御装置３とカメラ１との間のケーブルの長さが長くなる。制御装置３からカメラ１に供給される電力の一部はケーブル内の配線（たとえば抵抗成分等）により消費されるが、ケーブルが長くなるほどこの消費電力も大きくなる。
For example, the
よってケーブルが長くなるほどカメラ１および照明装置２が受ける電力の合計は小さくなる。このような場合、たとえば照明装置２を動作させても十分な明るさ（照度）が得られないことが起こり得る。
Therefore, the longer the cable is, the smaller the total power received by the
このような問題を解決するために、本実施の形態では制御装置３（電源装置４と置き換えてもよい）と異なる電源装置８が延長ユニット１０に接続される。この電源装置８からカメラ１および照明装置２に電源電圧（たとえば１２Ｖの直流電圧）が供給される。
In order to solve such a problem, a
電源装置８は、いわばカメラ１と制御装置３とを接続するケーブルの途中の部分から、ケーブルを介してカメラ１（および照明装置２）に電力を供給する。従って制御装置３からカメラ１に電力を供給する場合よりもケーブルでの電力の損失を小さくすることができる。この結果、制御装置３とカメラ１との間のケーブルが長くなっても照明装置２には十分な電力を供給することができる。
The
なお、ケーブルが長くなるほどケーブル内の配線での消費電力が大きくなるので、電源装置８は複数の延長ユニット１０のうちカメラ１に最も近い延長ユニットに接続されることが好ましい。これにより電源装置８の供給電力のうちケーブルで消費される分を最小限とすることができる。延長ユニットには２つのケーブル６が接続される。カメラ１に最も近い延長ユニットとは、２つのケーブルのうちの一方の側にカメラ１が接続される延長ユニットを指す。
In addition, since the power consumption in the wiring in a cable becomes large, so that a cable becomes long, it is preferable that the
図２は、カメラ１と制御装置３との間の給電経路を示す模式図である。図２を参照して、矢印は電力の流れを示す。電源装置４は制御装置３およびモニタ５に電力を供給する。制御装置３は電源装置４からの供給電力により動作するとともにその電力の一部をケーブル６に出力する。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a power feeding path between the
複数のケーブル６および複数の延長ユニット１０は、制御装置３からカメラ１への給電経路を構成する。照明装置２はこの給電経路に接続される。
The plurality of
図１にも示すように、電源装置８は、複数の延長ユニット１０のうちカメラ１に最も近い延長ユニットに接続される。なお、後に詳細に説明するが、電源装置８が接続された延長ユニットは、カメラ１（および照明装置２）の供給源を制御装置から電源装置８に切換える。
As shown also in FIG. 1, the
図３は、延長ユニット１０の構成を示すブロック図である。図３を参照して、延長ユニット１０は、コネクタＣＮ１，ＣＮ２，ＣＮ３と、信号伝送部１１と、電源回路２０と、電力伝送部２１とを備える。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the
コネクタＣＮ１はカメラ１と延長ユニット１０とをケーブル６により接続するためのコネクタである。コネクタＣＮ２は制御装置３と延長ユニット１０とをケーブル６により接続するためのコネクタである。コネクタＣＮ３は電源装置８を電力伝送部２１に接続するためのコネクタである。
The connector CN1 is a connector for connecting the
信号伝送部１１はコネクタＣＮ１，ＣＮ２の間で画像信号を伝送するための信号伝送経路を構成する。電力伝送部２１は、コネクタＣＮ１，ＣＮ２の間に設けられる。電力伝送部２１は、制御装置３からカメラ１への給電経路の一部を構成する。
The
信号伝送部１１は、複数の信号線対１２１，１２２〜１２ｎと、信号線対１２１〜１２ｎを遮断するための遮断回路１３とを含む。
The
複数の信号線対はカメラ１から出力される画像信号を伝送するために設けられる。上述のように、カメラ１はカメラリンク規格に従う画像信号を出力する。カメラリンク規格では、カメラからＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling；低電圧差動信号）チャネルにより画像信号の送信を行なうよう定められる。具体的に説明すると、ＬＶＤＳ方式では１つの信号線対を介して１つのデータ（１ビット）を差動伝送する。このような方式を採用することによってノイズの影響を受けにくくなるという利点が得られる。
The plurality of signal line pairs are provided for transmitting an image signal output from the
カメラリンク規格では２８ビットのパラレルデータを４本のＬＶＤＳチャネルを用いて送信する。カメラ１の内部ではクロック信号に基づいて画像データ（２８ビットデータ）を４本のＬＶＤＳチャネルに分割して出力する。さらに、カメラ１はこのクロック信号も差動信号に変換して出力する。したがって、本実施の形態では信号線対の数は５（ｎ＝５）となる。
In the camera link standard, 28-bit parallel data is transmitted using four LVDS channels. Inside the
このようにカメラリンク規格では、ＲＧＢ２４ビットのカラー画像や１２ビットのモノクロ画像のデータ伝送を４対の信号線によって実現できる。よって、たとえばＲＳ−６４４などの従来規格と比較すると、カメラリンク規格ではケーブルに含まれる信号線の数を削減することができる。 Thus, in the camera link standard, data transmission of RGB 24-bit color image and 12-bit monochrome image can be realized by four pairs of signal lines. Therefore, for example, in comparison with a conventional standard such as RS-644, the number of signal lines included in the cable can be reduced in the camera link standard.
本実施の形態の延長ユニットはカメラリンク規格に適合可能に構成されている。このため信号線対の数が５となる。ただし別の規格の場合には信号線対の数が５より増減することが考えられる。この場合にも、本実施形態の延長ユニットの構成を適用することができる。 The extension unit of the present embodiment is configured to be compatible with the camera link standard. For this reason, the number of signal line pairs is five. However, in the case of another standard, the number of signal line pairs may be increased or decreased from 5. Also in this case, the configuration of the extension unit of the present embodiment can be applied.
遮断回路１３は、信号伝送経路を遮断する機能を実現する。
信号伝送部１１は、さらにデシリアライザ１４と、複数の信号線１５と、シリアライザ１６と、複数の信号線対１８１〜１８ｎとを含む。
The
The
信号線対１２１〜１２ｎには画像信号およびクロック信号（いずれも差動信号）がシリアル伝送される。デシリアライザ１４は画像信号およびクロック信号を受けるとともに、その画像信号が示す画像データ（シリアルデータ）をパラレルデータに変換する。デシリアライザ１４はパラレルデータを信号線１５に出力する。
An image signal and a clock signal (both differential signals) are serially transmitted to the signal line pairs 121 to 12n. The
シリアライザ１６は信号線１５を介してパラレルデータを受ける。シリアライザ１６はそのパラレルデータをシリアルデータに変換して、信号線対１８１〜１８ｎに出力する。
The
電力伝送部２１は、切換回路２２と遮断回路２３と、電源ライン２４を含む。電源ライン２４は、電力を伝送するための電力伝送経路である。
The
電源ライン２４の一方の端部はコネクタＣＮ２に接続される。切換回路２２は、電源ライン２４の他方の端部の接続先を、コネクタＣＮ１およびコネクタＣＮ３の間で切換える。
One end of the
遮断回路２３は電力伝送経路を遮断する機能を実現する。
電源回路２０は、制御装置３から供給される電源電圧（１３Ｖの直流電圧）をデシリアライザ１４およびシリアライザ１６の電源電圧（たとえば３．３Ｖの直流電圧）に変換して、その電圧をデシリアライザ１４およびシリアライザ１６に供給する。
The
The
図４は、切換回路２２の構成を示す図である。図４を参照して、切換回路２２はメカニカルリレー３１と、ダイオードＤ１と、抵抗Ｒ１とを含む。
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the switching
メカニカルリレーは金属接点の接触を利用して機械的にオンオフする。それに対して半導体リレーは、トライアックやパワーＭＯＳトランジスタなどの半導体素子の抵抗値変化をスイッチとして利用するため接点を持たない。このような特徴から、メカニカルリレーおよび半導体リレーは、および「有接点リレー」および「無接点リレー」と呼ばれることもある。 The mechanical relay is mechanically turned on and off using the contact of the metal contact. On the other hand, the semiconductor relay does not have a contact point because the change in resistance value of a semiconductor element such as a triac or a power MOS transistor is used as a switch. Because of these characteristics, mechanical relays and semiconductor relays are sometimes referred to as “contact relays” and “contactless relays”.
メカニカルリレー３１は、接点３３，３４，３５と、接点３５を物理的に動かすための駆動回路３２とを含む。接点３３，３４，３５はコネクタＣＮ１，ＣＮ３および遮断回路２３にそれぞれ接続される。駆動回路３２の高電圧側端子（＋側端子）はコネクタＣＮ３に接続され、駆動回路３２の低電圧側端子は抵抗Ｒ１の一方の端子に接続される。抵抗Ｒ１の他方の端子は接地ノード（図４ではＧＮＤと示す）に接続される。ダイオードＤ１は駆動回路３２の低電圧側端子から高電圧側端子への向きが順方向となるように駆動回路３２の両端に接続される。ダイオードＤ１は駆動回路３２に内蔵されるコイル（図示せず）に生じるサージを逃がすために設けられる。
The
駆動回路３２は、その両端に所定の電圧（以下では８Ｖの直流電圧とする）以上の電圧が印加された場合に接点３５を動かす。この場合には接点３５は接点３３に接触した状態から変化して接点３４に接触する。一方、駆動回路３２の両端の電圧が上述した所定の電圧未満である場合、接点３５は接点３３に接触した状態に保たれる。
The
より具体的に説明すると駆動回路３２はコイル（図示せず）を含む。コイルに電流を流すことで電磁力が発生する。この電磁力により接点３５は移動して接点３４に接触する。電磁力が生じていない場合には、接点３５は、接点３３に接触した状態に戻る。
More specifically, the
コネクタＣＮ３に電源装置８が接続されていない場合、すなわちコネクタＣＮ３が電気的に開放されている場合には、駆動回路３２の両端の電圧は所定の電圧（８Ｖ）より小さくなる。したがって接点３５は接点３３に接触した状態となる。一方、コネクタＣＮ１には制御装置３が接続される。これにより制御装置３から出力される電源電圧は、遮断回路２３および電源ライン２４を介してコネクタＣＮ２に印加される。
When the
一方、制御装置３および電源装置８がコネクタＣＮ１，ＣＮ３にそれぞれ接続されている場合には、駆動回路３２の両端の電圧（１２Ｖ）は所定の電圧（８Ｖ）より大きくなる。この場合、接点３５が接点３４に接触する。よって電源装置８から出力される電源電圧が遮断回路２３および電源ライン２４を介してコネクタＣＮ２に印加される。
On the other hand, when the
本実施の形態では照明装置２を動作させる際に電源装置８から比較的大きな電流（たとえば１Ａ）が供給される。したがって切換回路２２に含まれるリレーの最大電流値も電源装置８から供給される電流の値より大きくなければならない。一般的にメカニカルリレーは絶縁抵抗および絶縁耐圧に優れるという特徴、サージや負荷短絡による故障に強いという特徴、および大容量負荷の用途に適しているという特徴を有する。本実施の形態では切換回路２２にメカニカルリレーを含むので、このような比較的大きな電流を流すことが可能になる。
In the present embodiment, a relatively large current (for example, 1 A) is supplied from the
次に遮断回路１３，２３について説明する。遮断回路１３，２３は、制御装置３がコネクタＣＮ２に接続され、かつカメラ１がコネクタＣＮ１に接続された場合に延長ユニット１０、カメラ１、制御装置３を保護するために設けられる。
Next, the
図５に示すようにコネクタＣＮ１，ＣＮ２は互いに同じ形状を有する。なお、コネクタＣＮ１，ＣＮ２は、具体的には２６の端子（ピン）を有するＳＤＲコネクタである。カメラリンク規格の場合、ケーブルの両端に設けられたコネクタが互いに同じ形状を有している。したがって延長ユニット１０によって２つのケーブルを連結するためにはコネクタＣＮ１，ＣＮ２には同じ形状のコネクタを用いる必要がある。
As shown in FIG. 5, the connectors CN1 and CN2 have the same shape. The connectors CN1 and CN2 are specifically SDR connectors having 26 terminals (pins). In the case of the camera link standard, connectors provided at both ends of the cable have the same shape. Therefore, in order to connect two cables by the
図６は、図５に示すコネクタＣＮ１，ＣＮ２のピン番号と各ピンの役割とを示す図である。図６および図５を参照して、制御装置３側のコネクタ（すなわちコネクタＣＮ１）ではピン番号１０，２３の端子の組、ピン番号１１，２４の端子の組、ピン番号１２，２５の端子の組が、電源電圧が入力される端子の組となる。各端子の組では、２つの端子の一方に電源電圧（１３Ｖの直流電圧）が印加され、他方の端子は接地電圧（ＧＮＤ）に設定される。なお、このように複数の端子の組を設けることによって１つの端子に流れる電流を小さくすることができる。
FIG. 6 is a diagram showing the pin numbers of connectors CN1 and CN2 shown in FIG. 5 and the role of each pin. 6 and 5, in the connector on the
カメラ１側のコネクタ（すなわちコネクタＣＮ２）では、差動形式の画像信号および差動形式のクロック信号（図６ではこれらの信号をＬＶＤＳと示す）を伝送するための端子の組は、ピン番号２５，１２の端子の組、ピン番号２４，１１の端子の組と、ピン番号２３，１０の端子の組と、ピン番号２２，９の端子の組と、ピン番号２１，８の端子の組である。
In the connector on the
ここでコネクタＣＮ１、ＣＮ２のピン配置を比較すると、コネクタＣＮ１において電源電圧の入力端子として割当てられた端子の組が、コネクタＣＮ２において画像信号を伝送するための端子の組に対応する。すなわちコネクタＣＮ１でのピン番号１０，２３の端子の組、ピン番号１１，２４の端子の組、ピン番号１２，２５の端子の組はコネクタＣＮ２において画像信号が入力される端子の組である。
Here, when the pin arrangements of the connectors CN1 and CN2 are compared, a set of terminals assigned as input terminals for the power supply voltage in the connector CN1 corresponds to a set of terminals for transmitting an image signal in the connector CN2. That is, the set of terminals with
図１等に示すように、正しくはコネクタＣＮ１にカメラ１が接続され、コネクタＣＮ２に制御装置３が接続される。しかし、コネクタＣＮ１，ＣＮ２が互いに同じ形状を有するため、カメラ１と制御装置３とが通常とは逆に延長ユニット１０に接続される可能性も考えられる。この場合、コネクタＣＮ１の電源入力端子にカメラ１からの画像信号が入力され、コネクタＣＮ２の画像信号入力端子に制御装置３からの電源電圧が入力される可能性がある。
As shown in FIG. 1 and the like, the
図７は、図３に示す構成に対してカメラ１と制御装置３とを逆に接続した場合の状態を説明する図である。図７を参照して、遮断回路２３は、コネクタＣＮ１にカメラ１が接続された場合に、電力伝送部２１の電力伝送経路を遮断する。これにより延長ユニット１０のコネクタＣＮ３に電源装置８が接続された場合にも電源装置８からの電源電圧が制御装置３に入力されるのを防ぐことができる。
FIG. 7 is a diagram for explaining a state when the
上述のように、切換回路２２は電源装置８がコネクタＣＮ３に接続された場合に、電力伝送部２１の接続先をコネクタＣＮ１からコネクタＣＮ３に切換える。仮に遮断回路２３が設けられていなければ、電源装置８からの電源電圧がコネクタＣＮ２およびケーブル６を経由して制御装置３に入力される。この場合、通常と異なる高い電圧が制御装置３の端子（たとえば信号出力端子）に印加される可能性が高くなる。よってたとえば制御装置３の内部回路（たとえば半導体集積回路）を損傷することが考えられる。
As described above, the switching
これに対し、本実施の形態では切換回路２２の後段（言い換えると切換回路２２とコネクタＣＮ２との間）に遮断回路２３が設けられる。これによりコネクタＣＮ３に電源装置８が接続された場合であっても、制御装置３に過大な電圧が入力されるのを防ぐことができる。
On the other hand, in the present embodiment, a
コネクタＣＮ２の信号入力端子には制御装置３から出力される電源電圧が印加される（図６参照）。信号線対１２１〜１２ｎを伝送する画像信号の電圧（たとえば３３０ｍＶ）に比較して制御装置３からの電源電圧（１３Ｖの直流電圧）は大きい。このような高電圧がデシリアライザ１４の信号入力端子に入力される場合、デシリアライザ１４が損傷する可能性が高くなる。
The power supply voltage output from the
本実施の形態では、このような場合に遮断回路１３により信号伝送経路を遮断することができる。これによりコネクタＣＮ３に電源装置８が接続された場合であっても、制御装置３に過大な電圧が入力されるのを防ぐことができる。
In this embodiment, the signal transmission path can be blocked by the blocking
詳細には、遮断回路１３は、電源ライン２４の電圧が低い場合に信号伝送経路を遮断する。電源ライン２４の電圧が低い場合とは、コネクタＣＮ１にカメラ１が接続されることにより遮断回路２３が電力伝送経路を遮断したことを意味する。なお、コネクタＣＮ１が電気的に開放されていても同様に遮断回路２３は電力伝送経路を遮断する。
Specifically, the
続いて、遮断回路２３および遮断回路１３についてより詳しく説明する。
図８は、遮断回路２３の構成を示す図である。図８を参照して、遮断回路２３は、メカニカルリレー４１と、ダイオードＤ２と、抵抗Ｒ２とを含む。図８と図４との比較から分かるように、遮断回路２３の構成は切換回路２２の構成とほぼ同様であるので、遮断回路２３についての詳細な説明は以後繰返さない。
Subsequently, the
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of the
メカニカルリレー４１は接点４３，４４，４５と、接点４５を物理的に移動させるための駆動回路４２とを含む。接点４４，４５は切換回路２２およびコネクタＣＮ２にそれぞれ接続される。駆動回路４２の高電圧側端子はコネクタＣＮ１に接続され、駆動回路４２の低電圧側端子は抵抗Ｒ２の一方の端子に接続される。抵抗Ｒ２の他方の端子は接地ノードに接続される。ダイオードＤ２は駆動回路４２の低電圧側から高電圧側端子への向きが順方向となるように駆動回路４２の両端に接続される。
The
図４に示すメカニカルリレー３１の駆動回路３２と同様に、駆動回路４２は所定の電圧（たとえば８Ｖの直流電圧）以上の電圧がその両端に印加された場合に、接点４５を接点４４に接触させる。駆動回路４２の両端の電圧が所定の電圧未満の場合には、接点４５は接点４３に接触した状態に保たれる。
Similar to the
カメラ１がコネクタＣＮ１に接続される場合には、コネクタＣＮ１の電源電圧入力端子（代表的には図６に示すピン番号１０，２３の端子の組）の電圧は所定の電圧よりも低くなる。この場合、接点４５は接点４３に接触したままとなるので切換回路２２とコネクタＣＮ２との間の電力伝送経路が遮断される。
When the
一方、コネクタＣＮ１に制御装置３が接続され、さらに制御装置３に電源装置４が接続される場合には、駆動回路４２の両端に所定の電圧以上の電圧が印加される。この場合、接点４５が接点４４と接触するので切換回路２２とコネクタＣＮ２との間に電力伝送経路が形成される。
On the other hand, when the
図９は、遮断回路１３の構成を示す図である。図９を参照して、遮断回路１３は、メカニカルリレー５１〜５５を含む。メカニカルリレー５１〜５５は、信号線対１２１〜１２５にそれぞれ挿入される。コネクタＣＮ２に制御装置３が接続される場合には、ピン番号１２，２４，１０の端子の各々に制御装置からの電源電圧、すなわち高電圧が印加される。このような状態では、信号線対１２１〜１２５はそれぞれメカニカルリレー５１〜５５によって遮断される。
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of the
図１０は、メカニカルリレー５１の構成を示す図である。図１０を参照して、メカニカルリレー５１は接点５３〜５８と、駆動回路５２とを含む。駆動回路５２の高電圧側端子は遮断回路２３に接続され、駆動回路５２の低電圧側端子は抵抗Ｒ３の一方の端子に接続される。抵抗Ｒ３の他方の端子は接地ノードに接続される。ダイオードＤ３は駆動回路５２の低電圧側端子から高電圧側端子への向きが順方向となるように駆動回路５２の両端に接続される。
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of the
駆動回路５２は、その両端に所定の電圧（たとえば８Ｖの直流電圧）以上の電圧が印加された場合に接点５３を接点５４に接触させるとともに接点５８を接点５７に接触させる。一方、駆動回路５２の両端の電圧が所定の電圧未満である場合には、接点５５は接点５３に接触した状態に保たれるとともに、接点５８は接点５６に接触した状態に保たれる。
The
カメラ１がコネクタＣＮ１に接続される場合には、遮断回路２３によって電力伝送経路（電源ライン２４）が遮断されるので、駆動回路５２の高電圧側端子の電圧は接点５５，５８を動かすために必要な電圧よりも小さくなる。よって、接点５５，５８は接点５３，５６にそれぞれ接触した状態のまま保たれる。この状態でコネクタＣＮ２に制御装置３が接続された場合、信号線対１２１を介してデシリアライザ１４の信号入力端子に制御装置３からの電源電圧が印加されるのを防ぐことができる。
When the
一方、制御装置３がコネクタＣＮ１に接続され、かつ電源装置４が制御装置３に接続される場合には、電源ライン２４の電圧は、駆動回路５２が接点５５，５８を動かすために必要な電圧よりも高くなる。これにより接点５５，５８が接点５４，５７にそれぞれ接触する。よって、カメラ１から出力される差動の画像信号を信号線対１２１に伝送させることが可能になる。
On the other hand, when the
メカニカルリレー５２〜５５の各々の構成は図１０に示すメカニカルリレー５１の構成と同様である。よって、メカニカルリレー５２〜５５の構成については以後の説明を繰返さない。
The configuration of each of the
本実施の形態では、遮断回路１３，２３はいずれもメカニカルリレーを含む。メカニカルリレーは、可動接点を固定接点に接触させたり固定接点から離したりする。これによりカメラ１および制御装置３が延長ユニット１０に対して通常と逆に接続された場合に、カメラ１、制御装置３および延長ユニット１０を確実に保護できる。
In the present embodiment, both
さらに、遮断回路２３では、制御装置３がコネクタＣＮ１に接続される場合にメカニカルリレー４１の可動接点（接点４５）が固定接点（接点４４）に接触する。同様に、遮断回路１３では、信号線対の電圧が正常である場合（画像信号の電圧程度である場合）にメカニカルリレー５１の可動接点（接点５５，５８）が固定接点（接点５４，５７）に接触する。
Furthermore, in the
つまり、本実施の形態では、カメラ１および制御装置３が延長ユニット１０に正常に接続されたときにのみコネクタＣＮ１，ＣＮ２の間に信号伝送経路、および電力伝送経路が形成される。このように遮断回路１３，２３を構成することによって、延長ユニット１０を確実に保護することができる。
That is, in the present embodiment, the signal transmission path and the power transmission path are formed between the connectors CN1 and CN2 only when the
なお、本実施の形態では、カメラ１から送られる信号は画像信号である。しかし、カメラ１から送られる信号の種類は特に限定されない。カメラ１から制御装置３に送られる信号は、たとえばある情報を制御装置３に伝達するための信号でもよいし、制御装置３に対してある制御を行なうための信号であってもよい。ただしその信号の電圧は電源電圧よりも低い。
In the present embodiment, the signal sent from the
また、本実施の形態では延長ユニット１０のコネクタにケーブルが接続される。ただし、延長ユニット１０は、一方端に制御装置３に接続されるためのコネクタ（第１のコネクタ）が設けられたケーブル（第１のケーブル）と、一方端にカメラ１に接続されるためのコネクタ（第２のコネクタ）が設けられたケーブルとが設けられていてもよい。この場合、信号伝送部１１は第１のケーブルの他方端と第２のケーブルの他方端とに接続される。電力伝送部２１の電源ライン２４の一方端は第２のケーブルの他方端に接続される。電源ライン２４の他方端の他方端は切換回路２２によって第１のケーブルの他方端およびコネクタＣＮ３の一方の間で切換わる。
In this embodiment, a cable is connected to the connector of the
電源ライン２４の一方端は、第２のケーブルの他方端に接続されることにより、第２のケーブルを介して第２のコネクタに接続される。電源ライン２４の他方端が切換回路２２によって第１のケーブルの他方端に接続された場合、電源ライン２４の他方端は切換回路２２および第１のケーブルを介して第１のコネクタに接続される。したがって、この場合にも、信号伝送部２１（遮断回路１３）および電力伝送部２１（切換回路２２および遮断回路２３）の動作は上述した動作と同様になる。よって本発明のセンサシステムのケーブル延長ユニットの構成は図３に示すように限定されるものではない。
One end of the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
１ カメラ、２ 照明装置、３ 制御装置、４，８ 電源装置、５ モニタ、６ ケーブル、１０ 延長ユニット、１１ 信号伝送部、１３，２３ 遮断回路、１４ デシリアライザ、１５ 信号線、１６ シリアライザ、２０ 電源回路、２１ 電力伝送部、２２ 切換回路、２３ 遮断回路、２４ 電源ライン、３１，４１，５１〜５５ メカニカルリレー、３２，４２，５２ 駆動回路、３３〜３５，４３〜４５，５３〜５８ 接点、１００ センサシステム、１２１〜１２ｎ，１８１〜１８ｎ 信号線対、ＣＮ１〜ＣＮ３ コネクタ、Ｄ１〜Ｄ３ ダイオード、Ｒ１〜Ｒ３ 抵抗。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記ケーブル延長ユニットと前記制御装置とを第１のケーブルを介して接続するための第１のコネクタと、
前記ケーブル延長ユニットと前記撮像装置とを第２のケーブルを介して接続するための第２のコネクタと、
前記撮像装置からの信号を伝送するために前記第１および第２のコネクタの間に設けられる信号伝送部と、
前記第１および第２のケーブルが第１および第２のコネクタにそれぞれ接続された場合に前記給電経路の一部を構成する電力伝送経路を含む電力伝送部と、
前記制御装置とは異なる電源装置を、前記電力伝送経路に電気的に接続するための第３のコネクタとを備える、センサシステムのケーブル延長ユニット。 An imaging device, a control device that supplies power to the imaging device and receives signals from the imaging device via a cable, and an illumination device that can be connected to a power feeding path from the control device to the imaging device In the sensor system, a cable extension unit for connecting and extending the cable,
A first connector for connecting the cable extension unit and the control device via a first cable;
A second connector for connecting the cable extension unit and the imaging device via a second cable;
A signal transmission unit provided between the first and second connectors for transmitting a signal from the imaging device;
A power transmission unit including a power transmission path that constitutes a part of the power feeding path when the first and second cables are connected to the first and second connectors, respectively;
A cable extension unit of a sensor system, comprising: a third connector for electrically connecting a power supply device different from the control device to the power transmission path.
その一方端に前記制御装置に接続されるための第１のコネクタが設けられた第１のケーブルと、
その一方端に前記撮像装置に接続されるための第２のコネクタが設けられた第２のケーブルと、
前記第１のケーブルの他方端と前記第２のケーブルの他方端との間に、前記撮像装置からの信号を伝送するために設けられる信号伝送部と、
前記第１のケーブルの他方端と前記第２のケーブルの他方端との間に設けられ、前記制御装置および前記撮像装置が第１および第２のコネクタにそれぞれ接続された場合に前記給電経路の一部を構成する電力伝送経路を含む電力伝送部と、
前記制御装置とは異なる電源装置を、前記電力伝送経路に電気的に接続するための第３のコネクタとを備える、センサシステムのケーブル延長ユニット。 An imaging device, a control device that supplies power to the imaging device and receives signals from the imaging device via a cable, and an illumination device that can be connected to a power feeding path from the control device to the imaging device In the sensor system, a cable extension unit for connecting and extending the cable,
A first cable provided with a first connector to be connected to the control device at one end thereof;
A second cable provided with a second connector to be connected to the imaging device at one end thereof;
A signal transmission unit provided to transmit a signal from the imaging device between the other end of the first cable and the other end of the second cable;
Provided between the other end of the first cable and the other end of the second cable, and the control device and the imaging device are connected to the first and second connectors, respectively. A power transmission unit including a power transmission path constituting a part;
A cable extension unit of a sensor system, comprising: a third connector for electrically connecting a power supply device different from the control device to the power transmission path.
前記電力伝送部は、
前記電力伝送経路の他方端の接続先を前記第１および第３のコネクタの間で切換える切換回路をさらに含み、
前記切換回路は、前記電源装置が前記第３のコネクタに接続されている場合には、前記電力伝送経路の前記他方端を前記第３のコネクタに接続し、前記第３のコネクタが電気的に開放されている場合には、前記電力伝送経路の前記他方端を前記第１のコネクタに接続する、請求項１または２に記載のセンサシステムのケーブル延長ユニット。 One end of the power transmission path is connected to the second connector;
The power transmission unit is
A switching circuit for switching a connection destination of the other end of the power transmission path between the first and third connectors;
When the power supply device is connected to the third connector, the switching circuit connects the other end of the power transmission path to the third connector, and the third connector is electrically connected to the third connector. The cable extension unit of the sensor system according to claim 1 or 2, wherein, when open, the other end of the power transmission path is connected to the first connector.
前記第１のコネクタにおいて前記制御装置からの電源電圧が入力される電源入力端子の位置は、前記第２のコネクタにおいて前記撮像装置からの信号が入力される信号入力端子の位置に対応し、
前記電力伝送部は、
前記電力伝送経路に挿入され、前記制御装置が前記第２のコネクタに接続された場合に前記電力伝送経路を遮断する第１の遮断回路をさらに含む、請求項３に記載のセンサシステムのケーブル延長ユニット。 The first and second connectors have the same shape as each other;
The position of the power input terminal to which the power supply voltage from the control device is input in the first connector corresponds to the position of the signal input terminal to which the signal from the imaging device is input in the second connector,
The power transmission unit is
The sensor system cable extension according to claim 3, further comprising a first cutoff circuit inserted into the power transmission path and blocking the power transmission path when the control device is connected to the second connector. unit.
前記信号伝送経路に挿入され、前記制御装置が前記第２のコネクタに接続された場合に前記信号伝送経路を遮断する第２の遮断回路をさらに含む、請求項４から７のいずれか１項に記載のセンサシステムのケーブル延長ユニット。 The signal transmission unit is
8. The method according to claim 4, further comprising a second blocking circuit that is inserted into the signal transmission path and that blocks the signal transmission path when the control device is connected to the second connector. 9. Cable extension unit for the described sensor system.
前記信号伝送経路は、
前記差動信号を伝送するための少なくとも１対の信号線を含み、
前記第２の遮断回路は、有接点リレーであり、前記１対の信号線の一方に挿入される第１の可動接点および第１の固定接点と、前記１対の信号線の他方に挿入される第２の可動接点および第２の固定接点とを有する、請求項８に記載のセンサシステムのケーブル延長ユニット。 The signal from the imaging device is a differential signal,
The signal transmission path is:
Including at least one pair of signal lines for transmitting the differential signal;
The second interruption circuit is a contact relay, and is inserted into the first movable contact and the first fixed contact inserted into one of the pair of signal lines and the other of the pair of signal lines. The cable extension unit of the sensor system according to claim 8, comprising a second movable contact and a second fixed contact.
各前記ケーブル延長ユニットは、前記第１および第２のケーブルにより連結され、
連結された第１および第２のケーブルを介して接続される前記撮像装置および前記制御装置と、
前記照明装置と、
前記電源装置とをさらに備え、
前記電源装置は、複数の前記ケーブル延長ユニットのうち、前記第１のケーブル側に前記撮像装置が接続されるケーブル延長ユニットの前記第３のコネクタに接続される、センサシステム。 A plurality of cable extension units according to any one of claims 1 to 10,
Each of the cable extension units is connected by the first and second cables,
The imaging device and the control device connected via linked first and second cables;
The lighting device;
And further comprising the power supply device,
The power supply device is a sensor system connected to the third connector of a cable extension unit to which the imaging device is connected to the first cable side among the plurality of cable extension units.
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