Které držadlo objektivu (C-mount nebo F-mount) je vhodné pro vaši kameru pro strojové vidění s velkými senzory?

Výběr správného držadla pro čočka pro strojové vidění je jedním z nejdůležitějších hardwarových rozhodnutí, která učiníte při sestavování vysoce výkonného systému pro zpracování obrazu. Vzhledem k tomu, že se velikost senzorů v moderních průmyslových kamerách zvětšuje, typ držadla přímo ovlivňuje kvalitu obrazu, pokrytí a dlouhodobou kompatibilitu systému. Pochopení rozdílů mezi C-držadlem a F-držadlem je nezbytné, než se rozhodnete pro jakýkoli průmyslový objektiv pro vaši aplikaci.

Čočka pro strojové vidění funguje optimálně pouze tehdy, je-li spojena s kompatibilním držákem a senzorem, který dokáže plně pokrýt. S rychlým rozšířením vysokorozlišovacích čidel velkého formátu v průmyslové inspekci, automatizaci výrobních provozů a vědeckém zobrazování se rozdíl mezi možnostmi držáků typu C-mount a F-mount stal rozhodujícím faktorem. Tato příručka podrobně vysvětluje fyzikální a optické rozdíly mezi těmito dvěma standardy držáků a pomůže vám určit, který držák čočky pro strojové vidění je vhodný pro vaši kameru a velikost senzoru.

Pochopení standardů C-mount a F-mount

Čočka pro strojové vidění typu C-mount

C-závit je tradičním standardem pro průmyslové zobrazování a stále patří mezi nejrozšířenější rozhraní pro objektivy strojového vidění. Objektiv strojového vidění s C-závitem má závit o průměru 1 palec s roztečí 32 závitů na palec a vzdálenost ohniskové roviny od příruby (flange focal distance) 17,526 mm. Tento kompaktní design činí objektiv strojového vidění s C-závitem vhodným pro menší těla kamer a lehká, cenově výhodná zobrazovací zařízení. Většina vstupních a středně pokročilých průmyslových kamer přijímá objektiv strojového vidění s C-závitem bez jakéhokoli adaptéru.

C-mount objektivy pro průmyslové vidění však mají omezený obrazový kruh. Standardní specifikace C-mount podporují obrazový kruh až přibližně 1 palec, což odpovídá senzorům ve formátu 1 palce. Pokud je objektiv pro průmyslové vidění s rozhraním C-mount použit se senzorem, jehož rozměry přesahují tento obrazový kruh, vznikají vážné problémy jako ztmavení okrajů obrazu (vigneting) a ztemnění rohů. U senzorů velkého formátu standardní objektiv pro průmyslové vidění s rozhraním C-mount často nedokáže zajistit rovnoměrné osvětlení celé plochy senzoru.

Objektiv pro průmyslové vidění s rozhraním F-mount

F-závit, původně vyvinutý pro zrcadlové fotoaparáty s formátem 35 mm na filmu, se stal populárním standardem v průmyslovém obrazovém zpracování právě proto, že podporuje senzory velkého formátu. Průmyslový objektiv s F-závitem používá bayonetové rozhraní se vzdáleností rovného ohniska od čelní plochy 46,5 mm. Větší průměr závitu průmyslového objektivu s F-závitem mu umožňuje promítat mnohem širší obrazový kruh, který obvykle pokrývá senzory o velikosti od 1,1 palce až po plný formát 35 mm. To činí průmyslový objektiv s F-závitem preferovanou volbou pro vysoce rozlišené kamery používané při inspekci polovodičů, testování plochých displejů a inspekci velkoplošných materiálů na rolích.

Objektiv pro strojové vidění s držákem F-mount obvykle nabízí také vyšší mechanickou tuhost. Závěsný západkový mechanismus objektivu pro strojové vidění s držákem F-mount zajišťuje stabilnější a opakovatelnější polohu ve srovnání se závitovými držáky, což je kritické v průmyslových prostředích, kde dochází k vibracím. Pokud potřebujete objektiv pro strojové vidění, který zachovává přesné zarovnání i při nepřetržitém provozu, konstrukce s držákem F-mount nabízí zřetelné výhody.

Velikost senzoru a pokrytí obrazového kruhu

Proč velikost senzoru určuje výběr držáku objektivu pro strojové vidění

Obrazový kruh objektivu pro strojové vidění musí být rovný nebo větší než úhlopříčka senzoru, který pokrývá. Pokud používáte senzor o velikosti 1/2 palce nebo 2/3 palce, je obvykle dostačující objektiv pro strojové vidění s C-kotvou. Tyto menší senzory jsou dobře v rámci pokrytí standardního objektivu pro strojové vidění s C-kotvou a kompaktní formát udržuje nízké náklady na systém. Pro aplikace se středně velkými senzory zůstává objektiv pro strojové vidění s C-kotvou praktickou a ekonomickou volbou.

Jakmile vaše kamera používá senzor větší než 1 palec, situace se výrazně změní. Objektiv pro průmyslové vidění s rozhraním C-mount nebude schopen pokrýt senzor formátu 4/3 palce, APS-C nebo plného rámu bez tmavnutí rohů obrázku (vignettingu). V těchto případech je technicky správným řešením objektiv pro průmyslové vidění s rozhraním F-mount. Objektiv pro průmyslové vidění s rozhraním F-mount promítá větší obrazový kruh, který pokrývá celou úhlopříčku senzoru a zachovává ostrost a rovnoměrnost až po rohy obrazu. Výběr nesprávného typu rozhraní objektivu pro průmyslové vidění pro danou velikost senzoru povede ke zhoršení přesnosti měření a výkonu detekce vad.

Výpočet požadavků na obrazový kruh pro objektiv pro průmyslové vidění

Před výběrem objektivu pro strojové vidění vypočítejte úhlopříčku snímače pomocí šířky a výšky aktivní oblasti snímače. Pokud je úhlopříčka vašeho snímače větší než 16 mm, pravděpodobně se přesunujete do oblasti, kde pouze objektiv pro strojové vidění s upevněním F-mount poskytne plné pokrytí. Mnoho moderních vysoce rozlišených snímačů používaných s objektivy pro strojové vidění při přesné kontrole má úhlopříčku přesahující 20 mm, čímž se objektiv pro strojové vidění s upevněním F-mount stává standardem pro tyto platformy. Před konečným výběrem hardwaru vždy ověřte specifikaci obrazového kruhu v technické dokumentaci objektivu pro strojové vidění.

Praktická kritéria výběru pro vaši aplikaci

Kdy zvolit objektiv pro strojové vidění s upevněním C-mount

Objektiv pro průmyslové vidění s C-kotvou je správnou volbou, pokud vaše kamera využívá senzor o velikosti 1 palec nebo menší, pokud hraje roli hmotnost a kompaktnost systému a pokud potřebujete cenově výhodné řešení. Průmyslové kamery používané na výrobní lince pro kontrolu štítků, čtení čárových kódů nebo ověřování přítomnosti součástek často využívají objektivy pro průmyslové vidění s C-kotvou, protože velikost senzorů v těchto aplikacích zůstává stále skromná. Široká dostupnost objektivů pro průmyslové vidění s C-kotvou v různých ohniskových vzdálenostech a clonových číslech umožňuje flexibilní a cenově výhodné zásobování.

Kdy zvolit objektiv pro průmyslové vidění s F-kotvou

Objektiv pro průmyslové vidění s F-kotvou je správnou volbou pro kamery s velkými snímači používané při náročných úkolech inspekce. Pokud váš systém využívá kameru o rozlišení 5 megapixelů nebo vyšším s velkoformátovým snímačem, objektiv pro průmyslové vidění s F-kotvou poskytne požadovaný obrazový kruh a optický výkon. Aplikace, jako je inspekce tištěných spojkových desek (PCB), zobrazování slunečních článků a automatická optická inspekce rozsáhlých povrchů, závisí na objektivu pro průmyslové vidění s F-kotvou, aby byla zachována rozlišení od okraje k okraji. Pokud jsou vysoké jak výkon, tak přesnost a investice do snímače, objektiv pro průmyslové vidění s F-kotvou chrání jak kvalitu obrazu, tak návratnost investice.

Často kladené otázky

Lze objektiv pro průmyslové vidění s C-kotvou použít s kamerou s F-kotvou?

Objektiv pro průmyslové vidění s C-kotvou nelze přímo připevnit k fotoaparátu se závitem F-mount bez adaptéru, a i s adaptérem bude obrazový kruh objektivu pro průmyslové vidění s C-kotvou nedostatečný pro větší snímač. Dojde k výraznému ztmavení okrajů obrazu (vignetting). Pro fotoaparáty s velkým snímačem vždy vybírejte objektiv pro průmyslové vidění se závitem F-mount, který je navržen pro požadovaný obrazový kruh.

Jaká je maximální velikost snímače, kterou může pokrýt objektiv pro průmyslové vidění s C-kotvou?

Standardní objektiv pro průmyslové vidění s C-kotvou je navržen pro snímače až formátu 1 palec, jehož úhlopříčka činí přibližně 16 mm. Některé specializované verze objektivů pro průmyslové vidění s C-kotvou pro velké formáty mírně rozšiřují pokrytí nad tuto hranici, avšak pro snímače větší než 1 palec je spolehlivější a opticky správnější volbou objektiv pro průmyslové vidění se závitem F-mount.

Ovlivňuje typ závitu objektivu pro průmyslové vidění výběr ohniskové vzdálenosti?

Ano, typ upevnění ovlivňuje dostupné ohniskové vzdálenosti pro vaši objektiv pro strojové vidění. Objektivy pro strojové vidění s upevněním F-mount nabízejí širší rozsah ohniskových vzdáleností, které jsou vhodné pro velké senzory a delší pracovní vzdálenosti. Ohniskové vzdálenosti objektivů pro strojové vidění s upevněním C-mount bývají kratší kvůli menším formátům senzorů, pro které jsou určeny. Vždy vyberte ohniskovou vzdálenost objektivu pro strojové vidění tak, aby současně odpovídala jak vaší pracovní vzdálenosti, tak velikosti vašeho senzoru.