カメラリンクケーブルとは
カメラリンクケーブルとは、カメラリンク (英: CameraLink) の規格に準拠したケーブルです。
カメラリンクの規格では産業用のデジタルカメラと、PCに組み込まれた画像入力ボード (英: frame grabber) との接続について両者間の信号伝送の仕様と、ケーブルとコネクタについて定めています。カメラリンクはアメリカの産業用画像機器に関する標準を定める団体AIA (英: Automated Imaging Association) によって2000年に定められました。カメラリンクは産業用デジタルカメラとフレームグラバーの接続に関して初めて定められた規格であり、現在でも広く利用されています。
なお、産業用デジタルカメラとは、主として製造装置の中に組み込まれて、PCなどの制御装置からのコマンドによって制御されるカメラもしくはカメラモジュールのことです。スキャナに組み込まれているラインセンサも産業用デジタルカメラの一種です。
カメラリンクケーブルを接続するPCは殆どの場合、PCの拡張スロットにカメラリンク対応のフレームグラバーを装着して対応します。USBのような汎用インターフェースと違って、標準でカメラリンク用のインターフェースを備えているPCはあまりありません。産業用デジタルカメラとPCを接続するための規格は、他には、専用規格として登場したCoaXPressと、汎用規格の拡張として定められたUSB3Visionがあります。
カメラリンクケーブルの使用用途
カメラリンクケーブルはカメラリンクに対応した機器の間での接続に使用される専用ケーブルです。従って、接続相手はカメラリンク対応機器になります。
カメラリンク対応機器には産業用デジタルカメラ、フレームグラバーの他に、カメラリンク・リピーター、カメラリンク・スプリッター、カメラリンク・マルチプレクサー、などがあります。
1. カメラリンク・リピーター
カメラリンク・リピーターはカメラリンクのケーブル長を延長する際に使用する機器です。カメラリンクケーブルは高速でデジタル信号を伝送するために、その長さに関する仕様が最大10mと定められています。カメラリンク・リピーターを使うことで、ケーブル長を最大で20mまで延長できます。
2. カメラリンク・スプリッター
カメラリンク・スプリッターは一本のデジタルカメラから送られてくる映像データを複数のフレームグラバーに同時に送るときに使用します。
3. カメラリンク・マルチプレクサー
カメラリンク・マルチプレクサーは映像データを複数のフレームグラバーに切り替えて送る際に使用するスイッチです。カメラリンク・スプリッターと違って、同時に複数のフレームグラバーに送る必要が無い場合に使用します。
カメラリンクケーブルの原理
カメラリンクはNational Semiconductor社がフラットパネルディスプレイ用に開発したChannelLinkという信号処理技術をベースにして規格化されました。データを送信する側では7ビットのパラレル信号をシリアライザ (英: Serializer) によって、シリアル信号に変換して送り出し、受け手側ではデシリアライザ (英: Deserializer) によってパラレル信号に戻します。
カメラリンクケーブルを使ってのカメラ側からフレームグラバーへの信号の伝送では、LVDS (英: Low Voltage Differential Signaling) という低電圧差動信号を使って高速に信号を送信します。カメラリンクでは、標準で4組の信号線を使って1組のデータを伝送します。従って1クロックで7×4=28ビットのデータを送信することになります。カメラリンクでは、28ビットのデータのうち、24ビットを映像信号データに、3ビットを映像信号のアクティブ信号、残りの1ビットをスペアに割り当てています。
また、フレームグラバーからカメラを制御するための4組の信号線も割り当てられています。この信号も同じくLVDSで送られるので、リアルタイムでのレスポンスが要求されるカメラのシャッターのON/OFF制御などに使用されます。
カメラリンクケーブルの選び方
カメラリンクではケーブルの両端に付けるコネクタについても仕様を定めています。カメラリンクケーブルは非常に緻密なケーブルです。RS-232Ｃ規格品とは違って、ケーブルとコネクタを別々に購入して、自分で接続することは無理と思われます。従って、カメラリンクケーブルの購入の際には、ケーブルとコネクタは一体の製品として考えます。
カメラリンクケーブルは、登場してから大きなバリエーションの追加が2回ありました。1回目は、カメラへの電源の供給線を含めたことです。これによって電源ケーブルを別に用意する必要がなくなりました。このケーブルはPoCL規格対応品と言われています。2回目は、小型のコネクタの登場です。標準がMDR26pinなどと表記されているのに対して、小型のものはSDR26pinなどと表記されます。この他に、コネクタ形状は上記のどちらかになるもので、ロボットアームに取り付けるカメラ用に、繰り返しの曲げに適応したケーブルなども製品化されています。
カメラリンクケーブルは、カメラ側のコネクタとフレームグラバー側のコネクタに合わせることはもちろんですが、使用環境に適合した製品を選択する必要があります。不明な点はメーカーやサプライヤーに確認することをお薦めします。