Welcher Objektivanschluss (C-Anschluss oder F-Anschluss) passt zu Ihrer Maschinenvisionskamera mit großem Sensor?

Die Auswahl des richtigen Anschlusses für ein maschinelle Sichtvermittlung gehört zu den wichtigsten Hardwareentscheidungen, die Sie bei der Konstruktion eines Hochleistungs-Bildverarbeitungssystems treffen werden. Da die Sensorgrößen moderner industrieller Kameras immer größer werden, beeinflusst der Anschlusstyp direkt Bildqualität, Abdeckung und langfristige Systemkompatibilität. Ein Verständnis der Unterschiede zwischen C-Anschluss und F-Anschluss ist unerlässlich, bevor Sie sich für ein Maschinenvisionsobjektiv für Ihre Anwendung entscheiden.

Ein Maschinenvisionsobjektiv erreicht nur dann optimale Leistung, wenn es mit einem kompatiblen Objektivanschluss und einem Sensor kombiniert wird, den es vollständig abdecken kann. Mit der raschen Einführung hochauflösender, großformatiger Sensoren in der industriellen Inspektion, der Fabrikautomatisierung und der wissenschaftlichen Bildgebung ist die Leistungslücke zwischen C-Mount- und F-Mount-Systemen zu einem entscheidenden Faktor geworden. Dieser Leitfaden erläutert die physikalischen und optischen Unterschiede zwischen beiden Anschlussstandards und hilft Ihnen dabei, den für Ihre Kamera und Sensorgröße geeigneten Maschinenvisionsobjektivanschluss auszuwählen.

Grundlagen zu C-Mount- und F-Mount-Standards

Das C-Mount-Maschinenvisionsobjektiv

Das C-Gewinde ist der traditionelle Standard für industrielle Bildverarbeitung und bleibt bis heute eine der am weitesten verbreiteten Schnittstellen für Objektive in der Maschinenbildverarbeitung. Ein C-Gewinde-Objektiv für die Maschinenbildverarbeitung weist ein Gewinde mit einem Durchmesser von 1 Zoll und einer Steigung von 32 Gewindegängen pro Zoll sowie eine Flanschbrennweite von 17,526 mm auf. Dieses kompakte Design macht ein C-Gewinde-Objektiv für die Maschinenbildverarbeitung besonders gut für kleinere Kameragehäuse sowie leichte und kostengünstige Bildverarbeitungslösungen geeignet. Die meisten Einsteiger- und Mid-Range-Industriekameras akzeptieren ein C-Gewinde-Objektiv für die Maschinenbildverarbeitung ohne Adapter.

Ein C-Mount-Objektiv für die Maschinenvision weist jedoch einen begrenzten Bildkreis auf. Die gängigen C-Mount-Spezifikationen unterstützen einen Bildkreis von bis zu etwa 1 Zoll, was Sensoren im 1-Zoll-Format entspricht. Wenn ein Maschinenvisionsobjektiv mit C-Mount-Anschluss mit einem Sensor kombiniert wird, dessen Größe diesen Bildkreis überschreitet, treten Vignettierung und Verdunkelung an den Bildecken als gravierende Probleme auf. Bei Großformat-Sensoren liefert ein Standard-C-Mount-Maschinenvisionsobjektiv häufig keine gleichmäßige Ausleuchtung über die gesamte Sensorfläche.

Das F-Mount-Maschinenvisionsobjektiv

Das F-Mount, das ursprünglich für 35-mm-Film-SLR-Kameras entwickelt wurde, hat sich gerade aufgrund seiner Unterstützung großer Sensoren zu einem beliebten Standard in der industriellen Bildverarbeitung entwickelt. Ein F-Mount-Maschinenvisionsobjektiv verwendet eine Bajonett-Schnittstelle mit einer Flanschtiefe von 46,5 mm. Der größere Durchmesser des F-Mounts bei Maschinenvisionsobjektiven ermöglicht es, einen deutlich größeren Bildkreis abzubilden, der üblicherweise Sensoren von 1,1 Zoll bis hin zum Vollformat 35 mm abdeckt. Dadurch ist das F-Mount-Maschinenvisionsobjektiv die bevorzugte Wahl für hochauflösende Kameras, die bei der Halbleiterinspektion, der Prüfung flacher Bildschirme und der Inspektion großflächiger Materialbahnen eingesetzt werden.

Ein Maschinenvisionsobjektiv mit F-Mount bietet in der Regel auch eine höhere mechanische Steifigkeit. Der Bajonettverschluss eines Maschinenvisionsobjektivs mit F-Mount gewährleistet eine stabilere und reproduzierbarere Positionierung im Vergleich zu Gewindeanschlüssen, was in Produktionsumgebungen mit starker Vibration entscheidend ist. Wenn Sie ein Maschinenvisionsobjektiv benötigen, das während des Dauerbetriebs exakt ausgerichtet bleibt, bietet das F-Mount-Design klare Vorteile.

Sensorgröße und Bildkreisabdeckung

Warum die Sensorgröße Ihre Wahl des Maschinenvisionsobjektivanschlusses bestimmt

Der Bildkreis eines Maschinenvisionsobjektivs muss mindestens so groß sein wie die diagonale Abmessung des Sensors, den es abdeckt. Wenn Sie einen 1/2-Zoll- oder 2/3-Zoll-Sensor verwenden, reicht in der Regel ein C-Mount-Maschinenvisionsobjektiv aus. Diese kleineren Sensoren liegen deutlich innerhalb der Abdeckkapazität eines Standard-C-Mount-Maschinenvisionsobjektivs, und das kompakte Format hält die Systemkosten niedrig. Für Anwendungen mit mittlerer Sensorgröße bleibt ein C-Mount-Maschinenvisionsobjektiv eine praktische und kostengünstige Wahl.

Sobald Ihre Kamera einen Sensor größer als 1 Zoll verwendet, ändert sich die Situation erheblich. Ein Industrielinse mit C-Mount-Anschluss hat Schwierigkeiten, einen Sensor im Format 4/3-Zoll, APS-C oder Vollformat vollständig abzudecken, ohne dass es zu einer Abschattung in den Bildecken (Vignettierung) kommt. In diesen Fällen stellt eine Industrielinse mit F-Mount-Anschluss die technisch korrekte Lösung dar. Die F-Mount-Industrielinse projiziert einen größeren Bildkreis, der die gesamte Sensor-Diagonale abdeckt und so Schärfe und Gleichmäßigkeit bis in die Bildecken hinein bewahrt. Die falsche Wahl des Industrielinsen-Anschlusses für Ihre Sensorgröße beeinträchtigt die Messgenauigkeit sowie die Leistung bei der Fehlererkennung.

Berechnung der erforderlichen Bildkreisgröße für eine Industrielinse

Bevor Sie ein Objektiv für maschinelle Bildverarbeitung auswählen, berechnen Sie die Sensor-Diagonale anhand der Breite und Höhe des aktiven Sensorbereichs. Wenn Ihre Sensor-Diagonale 16 mm überschreitet, befinden Sie sich wahrscheinlich im Bereich, in dem ausschließlich ein F-Mount-Objektiv für maschinelle Bildverarbeitung eine vollständige Abdeckung bietet. Viele moderne hochauflösende Sensoren, die in der präzisen Inspektion mit einem Objektiv für maschinelle Bildverarbeitung eingesetzt werden, weisen eine Diagonale von über 20 mm auf, wodurch das F-Mount-Objektiv für maschinelle Bildverarbeitung zum Standard für diese Plattformen geworden ist. Überprüfen Sie vor der endgültigen Auswahl Ihrer Hardware stets die Angabe zum Bildkreis in den technischen Daten des Objektivs für maschinelle Bildverarbeitung.

Praktische Auswahlkriterien für Ihre Anwendung

Wann Sie ein C-Mount-Objektiv für maschinelle Bildverarbeitung wählen sollten

Ein C-Mount-Objektiv für Maschinenvision ist die richtige Wahl, wenn Ihre Kamera einen Sensor mit einer Größe von 1 Zoll oder kleiner verwendet, wenn das Systemgewicht und die Kompaktheit eine Rolle spielen und wenn Sie eine kostengünstige Abdeckung benötigen. Produktionslinienkameras, die zur Etiketteninspektion, zum Barcode-Lesen oder zur Überprüfung des Vorhandenseins von Komponenten eingesetzt werden, verwenden häufig ein C-Mount-Objektiv für Maschinenvision, da die Sensorgrößen in diesen Anwendungen bescheiden bleiben. Die breite Verfügbarkeit von C-Mount-Objektiven für Maschinenvision in verschiedenen Brennweiten und Blendenöffnungen ermöglicht eine flexible und erschwingliche Beschaffung.

Wann ein F-Mount-Objektiv für Maschinenvision wählen

Ein F-Mount-Objektiv für Maschinenvision ist die richtige Wahl für Großsensor-Kameras, die bei anspruchsvollen Inspektionsaufgaben eingesetzt werden. Wenn Ihr System eine Kamera mit 5 Megapixeln oder mehr und einem Großformat-Sensor verwendet, bietet ein F-Mount-Objektiv für Maschinenvision den erforderlichen Bildkreis und die notwendige optische Leistung. Anwendungen wie die Prüfung von Leiterplatten (PCB), die Abbildung von Solarzellen und die automatisierte optische Inspektion großer Flächen setzen ein F-Mount-Objektiv für Maschinenvision voraus, um eine gleichbleibend hohe Auflösung von Bildrand zu Bildrand sicherzustellen. Wenn Durchsatz, Genauigkeit und Sensorinvestition hoch sind, schützt das F-Mount-Objektiv für Maschinenvision sowohl die Bildqualität als auch die Rendite der Investition.

Häufig gestellte Fragen

Kann ein C-Mount-Objektiv für Maschinenvision mit einer F-Mount-Kamera verwendet werden?

Ein C-Mount-Objektiv für Maschinenvision kann nicht direkt an ein F-Mount-Kameragehäuse ohne Adapter angebracht werden; selbst mit einem Adapter reicht der Bildkreis eines C-Mount-Objektivs für Maschinenvision aufgrund des größeren Sensors nicht aus. Sie werden erhebliche Abschattung (Vignettierung) feststellen. Für Kameras mit großem Sensor sollten Sie stets ein F-Mount-Objektiv für Maschinenvision wählen, das für den erforderlichen Bildkreis ausgelegt ist.

Welche maximale Sensorgröße kann ein C-Mount-Objektiv für Maschinenvision abdecken?

Ein Standard-C-Mount-Objektiv für Maschinenvision ist für Sensoren bis zum 1-Zoll-Format ausgelegt, dessen Diagonale etwa 16 mm beträgt. Einige spezielle C-Mount-Objektive für Maschinenvision mit großem Format bieten eine geringfügig erweiterte Abdeckung, doch für Sensoren über 1 Zoll ist ein F-Mount-Objektiv für Maschinenvision die zuverlässigere und optisch korrektere Wahl.

Hat der Objektivanschluss für Maschinenvision Auswirkungen auf die Auswahl der Brennweite?

Ja, der Befestigungstyp beeinflusst die verfügbaren Brennweiten für Ihr Maschinenvisionsobjektiv. F-Mount-Maschinenvisionsobjektive bieten eine breitere Auswahl an Brennweiten, die für große Sensoren und längere Arbeitsabstände geeignet sind. C-Mount-Maschinenvisionsobjektive weisen aufgrund der kleineren Sensorformate, für die sie konzipiert sind, tendenziell kürzere Brennweiten auf. Wählen Sie stets eine Brennweite für Ihr Maschinenvisionsobjektiv, die sowohl Ihrem Arbeitsabstand als auch Ihrer Sensorgröße gleichzeitig entspricht.