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安定した USB 3.0搭載システムのためのアクセサリー

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マーケティングノート
www.baslerweb.com
安定したUSB 3.0搭載システムのためのアクセサリー:
必要となる構成機器のご紹介
カメラ、レンズ、光源など、様々な機器から構成されているビジョンシステム。安定したシステムを構築するには、ケーブル、チップセット、ホス
トアダプターなど、適切なアクセサリーが必要となります。このマーケティングノートでは、安定したUSB 3.0搭載カメラシステムの構築に必要
なBaslerのおすすめアクセサリーのほか、構成機器を選ぶ際に考慮すべき10のポイントについてもご紹介します。
目次
1.Baslerアクセサリー................................... 1
社内にあるEMCの研究施設では、電磁妨害に対する当社の構成機器
の耐久性を確認しており、EMCに影響を与える環境においてイメージ
ングシステムを妨害する可能性のある要素を洗い出しています。
2.構成機器............................................ 1
3.ケーブル............................................ 2
4.ホストアダプター..................................... 2
5.チップセット、マザーボード、システム..................... 2
このほか、X線を使用したミクロレベルのアクセサリー検査も行って
います。当社の一つひとつの厳しい検査をすべてクリアした構成機
器のみがBaslerの製品ラインナップに加えられます。
以下では、各構成機器を選ぶ際に考慮すべきポイントについてご紹
介します。
6.ハブ................................................ 2
7.考慮すべき重要な10のポイント.......................... 3
8.まとめ.............................................. 3
産業用USB 3.0
ケーブル長:3 m、5 m, 8 m
今後、さらに長いケーブルが利用可能になります
PCIeカード
またはオン
ボード
1. Baslerアクセサリー
Baslerでは、製品認証部門においてアクセサリーと当社のカメラと
の互換性を確認しており、ケーブル、ホストアダプター、チップセット、
マザーボードなどの構成機器に対して全面的な試験と診断を行うこ
とで、互換性があると認定したアクセサリーを実際に当社のカメラと
組み合わせた時に最高の性能を発揮できるようにしています。
ネジロック付き
Micro USB 3.0 bプラグ
USB 3.0
規格Aプラグ
図1:USB 3.0対応カメラシステムのセットアップ例
2. 構成機器
スクリュー式など多様なプラグ形状に対応した様々な長さのUSB 3.0
データケーブルを含め、当社ではBasler ace向けのアクセサリーを
多数取り揃えています。このほか、カタログにはドラッグチェーンに
適したケーブルや延長コード(銅線とグラスファイバーを組み合わせ
たハイブリッドケーブル)も掲載しています。もちろん、2ポート・4ポ
ートのホストアダプターカードやハブなどの製品も充実しています。
Baslerアクセサリーは、Baslerカメラと組み合わせた時に最高の性
能を発揮できるように特別な試験を受けています。当社では、どん
なに厳しい機器要件にも対応できるように様々なカメラモデルの開
発に注力しており、実際の用途において画像を鮮明かつ安全に転送
できるカメラが重要であると考えています。
また、単体試験、機能試験、耐久性試験など、過酷な環境の中で何
日にもわたる全面検査を社内の試験施設で実施しています。これら
の試験により、実際の使用条件においてBaslerアクセサリーを
Baslerカメラと組み合わせた場合にどのように機能するのかについ
ての有益な情報を得ることができます。このほか、当社では最先端の測
定機器を使用して減衰特性や応答性などの性能評価をしています。
1
各構成機器の間の相互作用は、USB 3.0搭載画像処理システムを構
築する際に最も重要となるポイントの一つで、これが様々な形で全
体的な安定性を左右します(図1を参照)。Baslerではすべてのアク
セサリーに対し、それぞれの対応カメラモデルと組み合わせた試験
を実施しており、一つひとつの試験をすべてクリアしたもののみが製
品として販売されます。特定のカメラと組み合わせた際に機能が制
限されてしまう場合は、問題点を文書にまとめるとともに、問題のあ
ったアクセサリーとカメラを併せて販売しないようにしたり、注意書
きを付け加えたりしています。その実例として、特定の構成機器より
も処理可能な帯域幅が広いカメラが存在します。こうした取組みに
より、Baslerの認定アクセサリーは、お客様のシステム全体の中で
常に最高の安定性と信頼性を発揮できるようになっているのです。
3. ケーブル
USB3 Visionはケーブルの接続やその重要な特性について初めて規
定した画像処理規格です。例えばその中には、高周波特性と銅線の
太さの関係性を最適化することで、ケーブル長を最大限まで確保して
いる事などがあります。Baslerでは、8m以下の長さのパッシブケーブ
ルから20mのスクリュー式ハイブリッドケーブルに至るまで、ケーブル
に試験と認定を行ったうえで自社ブランドのアクセサリー製品ライン
ナップに加えています。
個々のケーブル接続の要件は、実際の用
途によって異なります。スクリュー式のUSB
3.0用マイクロBプラグはカメラ側に接続し、
USB 3.0用標準Aプラグについてハブまた
図2:USB 3.0用であること
はコンピューター側に接続します。USB
を示すマーク
3.0用の標準Aプラグやジャックは、USB
2.0用のものと似ているため、USB 3.0用の
ものは通常、専用のマーク(図2のものなど)が付いているか、プラグ
やジャックの部分が青色になっています。
図4:4つの独立したデータ転送用USB 3.0ポートを持つUSB 3.0 PCI-Express
カード(Fresco Logic社製FL1100、4HC、×4、4ポート)
一般的に、PCIeスロットがあれば、USB 3.0アダプターなどの機器を
接続できます。通常は、Baslerアプリケーションノートの中からハー
ドウェアを選ぶと良いでしょう。このノートには、発生するおそれが
ある様々な互換性問題に対する試験を行ったハードウェアが記載さ
れています。Baslerのカメラでは、試験に合格した以下のホストアダ
プターがご使用いただけます。
„„Fresco Logic社製FL1100ホストコントローラー
„„ルネサス社製USB 3.0ホストコントローラーチップセット
„„Intel社製Ivy Bridgeチップセット、Haswellチップセット
5. チップセット、
マザーボード、システム
図3:USB 3.0延長ケーブル。この場合は、パッシブケーブルも使用します。電
源を供給するため、ホスト側には2つ目のUSBポートが必要です。
ケーブル長を検討する際には、そのケーブルと組み合わせるカメラと
の間に互換性があるかを試験することが重要になります。パッシブ
ケーブルは8m以下の長さでしか使用できません。アクティブケーブル
やハイブリッドケーブルについては、20mまでのもの(図3を参照)が
ありますが、価格が非常に高くなります。そのため、それぞれの画像
処理システムにおいて、GigE対応カメラを使用することがより低コス
トで賢い選択になるかを見極めることが必要です。
4. ホストアダプター
USB 3.0の帯域幅は、使用しているUSB 3.0対応のチップセットとマ
ザーボードの種類によって決まります。カメラとマザーボードを接続
できるUSB 3.0搭載製品には様々なものがあります(Ivy Bridge以
降のインテル社製プロセッサーなど)。USB 3.0接続に対応していな
い場合は、PCI Expressカードを取り付けると良いでしょう。
Intel 7シリーズ(Ivy Bridge)、Intel 8シリーズ(Haswell)やIntel
9シリーズ(Broadwell)のチップセットを搭載したマザーボードに
は、USB 3.0ホストコントローラーが搭載されているため、USB 3.0に
対応しています。安定したUSB 3.0搭載システムを構築するために、
Intel 7、8、9の各シリーズのチップセットを使用することをおすすめ
します。
6. ハブ
ハブはコンピューター側のホストと複数のUSB 3.0対応カメラを接続
する役割を担っています(図5を参照)。このようなシステムのハブ
は、USB 3.0の「アップストリーム」ポートの帯域幅でしか機能しな
いため、各カメラに必要な帯域幅が「ダウンストリーム」ポートに分
配されているかについて注意が必要です。
帯域幅を最大限まで活用するために、Baslerでは最低でもPCIe
2.0/2.1に対応したマザーボードを使用することをおすすめしていま
す(1レーン当たり最大で500MB/秒の帯域幅を実現)。マザーボード
がPCIe 1.0/1.1接続にしか対応していない場合、1レーン当たりの最
大帯域幅は250MB/秒まで低下してしまいます。このような場合は、
複数のレーンを持つPCI Expressカード(PClex4など)を使用するこ
とをおすすめします。
図5:4つポートを持つUSB 3.0ハブ
2
7. 考慮すべき重要な10のポイント
8. まとめ
マシンビジョンシステムの安定性を確保するためには、以下の10のポ
イントを守ることが重要になります。
USB 3.0搭載カメラシステムは、すべての構成機器が互換性を持って
おり、互いに最適な状態で動作している場合に限り、安定した最高
の性能を発揮します。
1.試験を受けたアクセサリーのみを使用すること。一般消費者用
の品質の低いアクセサリーは、
マシンビジョンシステム全体に悪
影響を及ぼす可能性があります。Baslerが試験を実施したおす
すめのUSB 3.0搭載システム用アクセサリーについては、以下の
リンク先にあるBaslerのホームページでご覧いただけます。
2.Baslerのアプリケーションノートを活用すること。このノートには、
様々な種類のホストコントローラー(カードタイプ、オンボードタ
イプ)をその帯域幅、ケーブル、ハブ、制限事項などと併せて記
載しています。
3.カメラメーカーの試験に通過した各ホストコントローラーの最新
ドライバーを常に使用すること。
4.できるだけ短いケーブルを使用すること。ケーブルが実際の用途
で必要な長さ以上になっていないか慎重に検討しましょう。
5.転送効率に影響する場合があるため、ケーブルを不必要にねじ
ったり、曲げたりしないこと。そのまま床に置く場合でも、最小曲
げ半径に注意してください。作業中にケーブルを移動したり、曲
げたりする必要がある場合は、ロボット用ケーブルやケーブルド
ラッグチェーンを使用するようにしましょう。
6.接続されているすべてのカメラの帯域幅も考慮すること。合計帯
域幅が最大許容帯域幅を超えないようにしましょう。
a.帯域幅マネージャーを使用する(pylon Camera Software
Suiteにある機能など)。
b.帯域幅を帯域幅マネージャーで調整し、実際に必要な速度
のみを使用する。
7.コンピューターのCPU負荷をモニタリングすること。
8.必要がない場合はハブを使用しないこと。
9.最も安定して接続できるポートを使用すること(お使いのコンピ
ューターのポートやハブによって異なります)。
10.不具合を起こすおそれがある電磁両立性(EMC)に関する問題に
注意すること。
筆者
連絡先
Theda Ebeling
プロダクトマネージャー
Theda Ebeling。Basler Lensesを含む
Baslerオリジナルアクセサリーのプロダク
トマネージャー。
インダストリアルエンジニアとして2012年
にBaslerに入社し、Baslerオリジナルアク
セサリーを担当。Basler Lensesのほか、
他社製レンズ、ケーブル、カード、ハブ、ス
イッチ、Basler IPカメラ向けのアクセサリーもカバー。
Theda Ebeling – プロダクトマネージャー
Tel. +49 4102 463 318
Fax +49 4102 463 46318
Eメール: [email protected]
Basler AG
An der Strusbek 60-62
22926 Ahrensburg
Germany
Basler AG
Baslerは製造業、医薬、交通関連、リテールなど幅広い分野で使用
されている高品質デジタルカメラの製造で業界を代表するリーディ
ングカンパニーです。業界のニーズに合った製品設計をモットーに、
優れた画質はもちろん、取り付けが簡単でコンパクトなカメラを提供
することで、高いコストパフォーマンスを実現しています。25年以上
にわたり画像処理に従事してきたBaslerは、500名以上の従業員を
有し、ドイツ・アーレンスブルクの本社のほか、ヨーロッパ、アジア、
米国にも子会社と営業所を展開しています。
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