(57)【要約】【課題】複数のカメラとのケーブル接続を簡素化する。【解決手段】第１及び第２のカメラから得られるビデオデータを、複数のデジタル差動信号を用いて１台の制御装置に伝送する映像伝送ケーブルであって、前記複数のカメラの筐体及び前記制御装置の筐体と接続されるアウターシールドと、前記アウターシールド内に設けられる複数のインナーシールドと、前記複数のインナーシールドの夫々の内部に設けられる複数の信号線ペアと、前記第１及び第２のカメラに電源を供給するための電源線と、を有する第１のケーブル部５と、当該第１のケーブル部の一端に設けられる、前記制御装置に前記複数の信号線ペアを接続する制御装置側コネクタ７と、を有し、前記複数の信号線ペアの一部と前記電源線が第１のコネクタ３を介して第１のカメラに接続し、前記複数の信号線ペアの他の一部と前記電源線が第２のコネクタ４を介して第２のカメラに接続される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２のカメラから得られるビデオデータを、複数のデジタル差動信号を用いて１台の制御装置に伝送する映像伝送ケーブルであって、
前記第１及び第２のカメラの筐体及び前記制御装置の筐体と接続されるアウターシールドと、前記アウターシールド内に設けられる複数のインナーシールドと、前記複数のインナーシールドの夫々の内部に設けられる複数の信号線ペアと、前記第１及び第２のカメラに電源を供給するための電源線と、を有する第１のケーブル部と、
当該第１のケーブル部の一端に設けられる、前記制御装置に前記複数の信号線ペアを接続する制御装置側コネクタと、を有し、
前記複数の信号線ペアの一部と前記電源線が第１のコネクタを介して第１のカメラに接続され、前記複数の信号線ペアの他の一部と前記電源線が第２のコネクタを介して第２のカメラに接続されることを特徴とする映像伝送ケーブル。
【請求項２】
前記第１のコネクタは、制御装置側コネクタが設けられた一端とは反対の前記第１のケーブル部の一端に設けられ、
前記第１のコネクタと第２のコネクタとの間で前記複数の信号線ペアの他の一部と前記電源線を接続する第２のケーブル部を更に有し、
前記複数の信号線ペアの他の一部は、前記第１のコネクタの内部で、インナーシールドおよび奇モードインピーダンスの連続性が保たれていることを特徴とする請求項１記載の映像伝送ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電子カメラを１台の制御装置に接続するための映像伝送ケーブルやインタフェースに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＦＡ（Factory Automation）用電子カメラにおけるデジタルインターフェース方式としては、非特許文献１に記載されたＣａｍｅｒａ  Ｌｉｎｋ（カメラリンク）と呼ばれる接続方式がある。このカメラリンクは、撮像部（カメラ）と制御部（フレームグラバー）との間で、ビデオデータ、カメラコントロール、シリアル通信等の信号を、１対１で伝送する。
【０００３】
また、電源供給型カメラリンク（ＰｏＣＬ）と呼ばれる接続方式がある。この電源供給型カメラリンクは、カメラリンクの芯線の数本を電源供給線として使用するもので、カメラとの接続が１本のケーブル（ハーネス）だけで済む。表１および表２は、ＰｏＣＬ方式における、カメラ側コネクタのピン接続を示す表であり、特に表１はベースコンフィギュレーションの場合、表２はＰｏＣＬ−Ｌｉｇｈｔの場合である。
【０００４】
【表１】
2009290259.tif 000003
【表２】
2009290259.tif 000004
【０００５】
表１および表２において、TXOUT0〜TXOUT3はカメラから出力されるビデオデータ、TXCLKOUTはビデオデータと共に出力される伝送クロック、RX及びTXはシリアル通信用の受信及び送信信号、CC1〜CC4はカメラへ入力されるカメラコントロール信号で、特にCC1とCC2はランダムシャッタ用のトリガ信号などに割り当てられている。また、これらの信号線は全て＋と−がペアになった平衡伝送線路となっており、ＬＶＤＳ（LowVoltage Differential Signaling）で伝送される。
【０００６】
この他、本発明に関連のある従来技術として、データ線を２本程度に少なくしてケーブルを細くした信号伝送方法が知られる（例えば特許文献１参照。）。
また、複数の撮像部から出力する映像データを数珠つなぎに接続して映像データを制御部へ伝送する映像伝送方法が知られる（例えば特許文献２参照。）。
また、シグナルグランドの変化点でグランドレベルの連続性を確保することで、２次コモンモード輻射を抑制した差動伝送線路が知られる（例えば特許文献３参照。）。
【非特許文献１】「Camera Link,Specification of the Camera Link Interface Standard for Digital Cameras and Frame Grabbers」、米国、自動化イメージング協会、平成１２年１０月
【特許文献１】特開２００４−３０４７８７号公報
【特許文献２】特開２００８−５４０３６号公報
【特許文献３】特開２００６−１９１５４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述の従来技術では、複数のカメラリンクインタフェース（コネクタ）を有する制御部から複数のカメラに接続する場合、カメラ毎に１本のケーブルを要する。
図２は、従来の複数のカメラとのケーブル接続を説明する図である。カメラ１‘の映像データはドライバーでＬＶＤＳ信号に変換され、コネクタ３‘を介してケーブル５に入力される。ケーブル５‘を伝送した信号は、ケーブル５‘の他端にあるコネクタ７‘を介してフレームグラバー（ＦＧ）９に入力される。カメラ２側も同様である。また、コネクタ３‘、４‘のピン配置は、表１または表２に示した通りである。
【０００８】
ＦＡ用途では、一箇所に何台ものカメラを設置する場合が多々あるが、制御部からその箇所まで多数のケーブルを引き回さなければならず、設置作業が困難になるといった問題があった。また、特許文献２の技術では、複数のカメラから同時に映像を取得できない。また、カメラに２つのインタフェースを要し、ディジーチェーン接続しないときにはそのインタフェースの一方が無駄になってしまう他、コネクタが嵩張ってカメラ本体の省スペース性を活かせない場合があった。
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決するもので、複数の電子カメラを１台の制御装置に接続する際のケーブル配置を簡素化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の映像伝送ケーブルは、第１及び第２のカメラから得られるビデオデータを、複数のデジタル差動信号を用いて１台の制御装置に伝送する映像伝送ケーブルであって、
前記複数のカメラの筐体及び前記制御装置の筐体と接続されるアウターシールドと、前記アウターシールド内に設けられる複数のインナーシールドと、前記複数のインナーシールドの夫々の内部に設けられる複数の信号線ペアと、前記第１及び第２のカメラに電源を供給するための電源線と、を有する第１のケーブル部と、
当該第１のケーブル部の一端に設けられる、前記制御装置に前記複数の信号線ペアを接続する制御装置側コネクタと、を有し、
前記複数の信号線ペアの一部と前記電源線が第１のコネクタを介して第１のカメラに接続し、前記複数の信号線ペアの他の一部と前記電源線が第２のコネクタを介して第２のカメラに接続することを特徴とする。
【００１１】
上記構成に加えて本発明の映像伝送ケーブルは、前記第１のコネクタは、制御装置側コネクタが設けられた一端とは反対の前記第１のケーブル部の一端に設けられ、
前記第１のコネクタと第２のコネクタとの間で前記複数の信号線ペアの他の一部と前記電源線を接続する第２のケーブル部を更に有し、
前記複数の信号線ペアの他の一部は、前記第１のコネクタの内部で、インナーシールドおよび奇モードインピーダンスの連続性が保たれるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数の電子カメラを１台の制御装置に接続する際のケーブル配置を簡素化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の映像伝送ケーブル等をカメラリンクに適用した実施例を、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明の実施例１に係る映像伝送システムの構成を示す模式図である。
カメラ１は、ＣＣＤ等の撮像素子で撮影した静止または動画像を所定のフォーマットに変換し、ドライバーでＬＶＤＳ信号に変換して、コネクタ３に出力する。
【００１５】
カメラ２も、カメラ１同様に、ビデオデータをコネクタ３に出力する。カメラ１、２は、コネクタ３、４に接続可能なレセプタクル（図示せず）を有しており、そのピン割当は、表２に示したPoCL-Lightと同じである。
【００１６】
コネクタ４は、従来のPoCL又はPoCL-Light用のコネクタ４‘と同様の、PoCL(Light)用のケーブルのカメラ側に設けられるコネクタであり、カメラ２のレセプタクルに結合する。コネクタ４は、カメラ２のビデオデータ用の信号線としては２本のみ（例えばTXOUT0とTXOUT1）をケーブル６に出力する。
【００１７】
ケーブル６は、従来のPoCL(Light)用のケーブル６‘とほぼ同様であり、７対又は１３対程度の信号線を有している。この信号線ペアは個々にインナーシールド（ペアシールド）で遮蔽され、さらにケーブル（ハーネス）全体として、アウターシールドで遮蔽されている。ただしケーブル６は、その他端がＦＧ９側のコネクタ７や８ではなく、カメラ側のコネクタ３に（外見構造上）接続されている点で従来と異なる。
【００１８】
コネクタ３は、電気的にはコネクタ４と同様のコネクタであり、カメラ３のレセプタクルに結合する。コネクタ３は、カメラ１のビデオデータ用の信号線として２本のみをケーブル５に出力する。またコネクタ３は、その内部をほぼ完全にシールドするシェル（ハウジング）を有し、当該シェルにケーブル６とケーブル５のアウターシールドが接続されると共に、シェル内でケーブル６とケーブル５の信号線が電気的に接続される。即ち、ケーブル６の信号線であって、少なくともカメラ２とＦＧ９との伝送に使用される信号線は、コネクタ３のピンに電気的に接続されることなく単に中継され、電源やグランド等は、コネクタ３のピンにも接続されて中継され、その他の未使用の信号線（もしあれば）は、適宜コネクタ３のグランドのピンに接続されうる。
【００１９】
ケーブル５は、従来のPoCL用のケーブル５‘とほぼ同様であり、１３対程度の信号線や、それらに共通のアウターシールド等を有している。そして、コネクタ３からのビデオデータ用信号線２本と、コネクタ４からのビデオデータ用信号線２本とをあわせた４本が、従来のPoCL（ベースコンフィギュレーション）におけるビデオデータ用信号線４本と同様に伝送される。
【００２０】
コネクタ７は、従来のPoCL（ベースコンフィギュレーション）と同じ２６ピンで部分的に互換のピン割当を有する、PoCLケーブルのカメラ側のコネクタであり、ＦＧ９に設けられるレセプタクル（図示せず）に結合する。
ＦＧ９は、コネクタ７のピン割当に対応している点を除き、従来のＦＧ９‘と同じである。
【００２１】
表３は、本例のコネクタ３、４、７のピン割当及び電気的接続を示す表である。
【表３】
2009290259.tif 000005
【００２２】
本例で使用するケーブル５、６において、インナーシールドは、個々の信号線ペアの平衡の不完全を補い、また複数の信号線ペア間でのクロストークを防止するように機能する。またアウターシールドは、外界からの輻射等による電流を流すことによる、外界に対するシールドとして、また接続されるカメラとＦＧの間の安全な接地として機能する。
【００２３】
コネクタ３の内部では、ケーブル６からの信号線ペア（特に、カメラ2_TXOUT0、カメラ2_TXOUT1、カメラ2_TXCLKOUT）は、伝送路としての連続性を保ったままケーブル５に中継されることが望ましい。その方法として、例えば、１本のケーブルを加工してケーブル５と６を作成する（当初のケーブルの途中でコネクタ３への信号線を切断し、コネクタ３へ接続する）方法がある。狭いコネクタ３の内部でケーブルを折り返すことなるため、インナーシールドに隙間が生じないよう、インナーシールドの遮蔽を補強するとよい。
【００２４】
また２種類（７対線と１３対線）のケーブルをコネクタ３の内部で結合する場合は、たとえコネクタ３の内部であっても信号線ペアがむき出しにならないよう（つまり信号線ペアとアウターシールドとが電磁的に結合しないよう）、コネクタ３のシェルの内部に更にシールドボックスを備え、ケーブル５と６で中継すべき信号線ペアのインナーシールドと接続し、当該信号線ペアはそのシールドボックス内部で接続する。シールドボックスは、信号線ペアの数に応じた小室を有し、個々の信号線ペアはその小室内で接続され、異なる信号線ペア同士が結合しないようにする。更に個々の信号線ペアの奇モードインピーダンスが１００オームから大きくずれないようにすることが望ましい。
【００２５】
このようにすれば、たとえ信号線ペアの平衡が不完全で、インナーシールドに信号が漏れても、インナーシールド外と結合することはなく、引用文献３で指摘されているグランド線（本例のインナーシールド）のインピーダンスの不連続性も問題にならない。
【００２６】
なお、本例ではコネクタ３内部でケーブル５と６を中継するようにしたが、分岐ボックスを設けてそこからコネクタ３と４へ分岐するようにしてもよい。また、カメラ毎に別個のトリガ信号線を用意する代わりに、中継ボックス内にＦＧ９からのトリガ信号を分配するLVDS分配回路を設けてコネクタ３と４に出力するようにしてもよい。また、高速に伝送されるビデオデータ以外の、カメラコントロールやシリアル通信の信号線ペアは、インナーシールドを省略するなどして線を細くし、ケーブルの柔軟性を高めてもよい。
【実施例２】
【００２７】
本実施例２に係る映像伝送システムは、ベースコンフィギュレーションのPoCLケーブル２本分を接続できるように、ＦＧ側のコネクタを拡張した点で、実施例２と異なる。映像伝送システムの概略的な構成は、実施例１で説明した図１と同じであるが、コネクタ３、４、７、ケーブル５に代えて、コネクタ３１、４１、７１、ケーブル５１を備える。
【００２８】
コネクタ３１、４１は、従来の従来のPoCL用のケーブルのカメラ側に設けられるコネクタである。
【００２９】
コネクタ７１は、４０ピンのコネクタであり、電気的仕様は従来のコネクタ７と同じである。ケーブル５１は、２０対程度の信号線を有しており、対の数以外は従来のケーブル５’と同じである。
【００３０】
表４は、本例のコネクタ３１、４１、７１のピン割当及び電気的接続を示す表である。カメラ１、２のそれぞれから、ビデオデータ用の信号線として４本をＦＧ９１に接続でき、シリアル通信も双方向に対応している。そのため、２本のベースコンフィギュレーションとしての他、１本のミディアムコンフィギュレーションのカメラリンクとして使用することもできる。
【表４】
2009290259.tif 000006
【実施例３】
【００３１】
本実施例３に係る映像伝送システムは、トリガ信号、シリアル通信信号、電源の３対を、ビデオデータ（２対）信号、ビデオデータクロック信号の３対でそれぞれ共通のインナーシールドを用いるようにした点で、実施例１と異なる。
【００３２】
即ち、実施例１におけるカメラ1_TXOUT0のツイストペアと、RXのツイストペアとを、更にツイストペアにし、それらの４芯の信号線を纏めてシールド（インナーシールド）を施す。カメラ1_TXOUT1のツイストペアとTRIG-A/VDのツイストペア、カメラ1_TXCLKOUTのツイストペアと電源（+12VとGND）のツイストペアも同様とする。このような４芯シールド線３本（１リンク）もしくは６本（２リンク）をアウターシールドで被覆して構成されたケーブルを用いるようにする。
【００３３】
カメラリンクでは、トリガ信号、シリアル通信信号等がビデオデータと同時に伝送される時間は非常に少なく、同時伝送の影響が限定的であったり、同時伝送が回避可能である場合も多い。したがって、信号線ペアの奇モードインピーダンスが所定値（（１００オーム程度）に保たれ、且つ信号線ペアの信号線の一方と、他の信号線ペア（の中性点）とが（平均的に）結合しないような信号線配置（縒り合わせ構造）のケーブルを用いれば、少なくともトリガ信号等が使用されていない状態ではビデオデータ自体は問題なく伝送できる。
【００３４】
ビデオデータ信号のトリガ信号等への影響については、シールドを共通にされた一方の信号線ペアに送出した信号の一部が、他方の信号線ペアから戻ってくる現象（ＬＡＮケーブルでＮＥＸＴ（近端漏話減衰量）などと呼ばれる）があるので、各信号線ペアの平衡がより理想に近づくよう、カメラ１、２又はコネクタ３、４内部で、信号線ペア毎にまたは共通シールドの信号線ペア２本を一括にフェライトビーズに貫通させるようにする。または、信号線ペアの受信端に設けられる１００オーム抵抗の中性点を所定の抵抗で交流的に接地して、２本の信号線ペア間の奇数モード成分を終端してもよい。またはトリガ信号等にのみ、ヒステリシス付きのようなノイズに強いＬＶＤＳレシーバを用いてもよい。トリガ信号等のビデオデータ信号への影響についても同様に対処できる。
【００３５】
本例の４芯シールド線は、ツイストペアを２本縒り合わせたものに限らず、一方のツイストペアの電気的中性点に他方のツイストペアのそれぞれの信号線が配置されるものであればよい。本例に拠れば、スキューを含めビデオデータの伝送特性を悪化させること無くシールド線の本数を半減でき、ケーブルを安価に製造でき、ケーブルの柔軟性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施例１乃至３に係る映像伝送システムの構成を示す模式図。
【図２】従来の複数のカメラとのケーブル接続を説明する図。
【符号の説明】
【００３７】
１、１’、２、２’…カメラ
３、３’、３１、４、４’、４１…コネクタ
５、５’、５１、６、６’…ケーブル
７、７’、７１、８’…ケーブル
９、９１…ＦＧ（フレームグラバー）
【図１】
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【図２】
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