Vilken objektivfattning (C-fattning eller F-fattning) passar din maskinvisionskamera för stora sensorer?

Att välja rätt fassning för ett lins för maskinövervakning är ett av de viktigaste hårdvarubesluten du kommer att fatta när du bygger ett högpresterande bildsystem. När sensorstorlekarna blir större i moderna industriella kameror påverkar fassningstypen direkt bildkvaliteten, täckningen och den långsiktiga systemkompatibiliteten. Att förstå skillnaderna mellan C-fattning och F-fattning är avgörande innan du bestämmer dig för något maskinvisionslins för ditt specifika användningsområde.

Ett maskinvisionslins presterar optimalt endast när det kombineras med en kompatibel fästning och en sensor som det helt kan täcka. Med den snabba införandet av högupplösta, stora sensorformat inom industriell inspektion, fabriksautomatisering och vetenskaplig bildbehandling har skillnaden mellan C-fästningens och F-fästningens kapacitet blivit en avgörande faktor. Den här guiden förklarar de fysiska och optiska skillnaderna mellan de två fästningsstandarderna och hjälper dig att avgöra vilken maskinvisionslinsfästning som passar din kamera och sensorstorlek.

Förstå C-fästning och F-fästning

C-fästningens maskinvisionslins

C-fästet är den traditionella standarden för industriell bildbehandling och förblir fortfarande ett av de mest använda gränssnitten för objektiv för maskinvision idag. Ett C-fästobjektiv för maskinvision har ett 1-tums ståndardgäng med 32 gängor per tum och en brännviddsavstånd (flange focal distance) på 17,526 mm. Denna kompakta design gör att ett C-fästobjektiv för maskinvision är väl lämpat för mindre kamerakroppar samt lätta och kostnadseffektiva bildbehandlingsuppsättningar. De flesta inledande och mellanliga industriella kameror accepterar ett C-fästobjektiv för maskinvision utan någon adapter.

En maskinvisionslins med C-fäste har dock en begränsad bildcirkel. Standardspecifikationerna för C-fäste stödjer en bildcirkel på upp till cirka 1 tum, vilket motsvarar sensorer i 1-tumsformatet. När en maskinvisionslins med C-fäste kombineras med en sensor som överstiger denna bildcirkel uppstår problem med vindning och mörkning i hörnen. För storskaliga sensorer kommer en standard C-fäste-maskinvisionslins ofta att misslyckas med att leverera jämn belysning över hela sensorområdet.

F-fästesmaskinvisionslins

F-fattningen, som ursprungligen utvecklades för 35 mm film-SLR-kameror, har blivit en populär standard inom industriell bildbehandling precis på grund av att den stödjer storskaliga sensorer. En F-fattningens maskinvisionslins använder ett snabbfästgränssnitt med ett flänsavstånd på 46,5 mm. Den större fästningsdiametern hos en F-fattningens maskinvisionslins gör att den kan projicera en betydligt bredare bildcirkel, vanligtvis täcker sensorer från 1,1 tum upp till fullformat 35 mm-format. Detta gör F-fattningens maskinvisionslins till det föredragna valet för högupplösta kameror som används vid halvledarinspektion, testning av plattskärmar och inspektion av stora ytor.

En maskinvisionslins med F-fäste erbjuder vanligtvis även större mekanisk styvhet. Den snabbfästade låsningen hos en maskinvisionslins med F-fäste ger en mer stabil och återkommande positionering jämfört med gängfästen, vilket är avgörande i produktionsmiljöer där vibrationer förekommer. När du behöver en maskinvisionslins som behåller exakt justering under kontinuerlig drift ger F-fästets design tydliga fördelar.

Sensorstorlek och bildcirkelns täckning

Varför sensorstorleken bestämmer ditt val av fäste för maskinvisionslins

Bildcirkeln för ett maskinvisionssobjektiv måste vara lika med eller större än diagonalen på sensorn som det täcker. Om du använder en sensor på 1/2 tum eller 2/3 tum är ett C-mount-maskinvisionssobjektiv vanligtvis tillräckligt. Dessa mindre sensorer ligger väl inom täckningskapaciteten för ett standard C-mount-maskinvisionssobjektiv, och det kompakta formatet håller systemkostnaden låg. För applikationer där sensorstorleken är måttlig förblir ett C-mount-maskinvisionssobjektiv ett praktiskt och ekonomiskt val.

När kameran använder en sensor som är större än 1 tum förändras situationen avsevärt. Ett maskinvisionslins med ett C-mount-gränssnitt kommer att ha svårt att täcka en 4/3-tums-, APS-C- eller fullformat-sensor utan hörnvignettering. I dessa fall blir ett F-mount-maskinvisionslins den tekniskt korrekta lösningen. Det F-mount-maskinvisionslins som projicerar en större bildcirkel täcker hela sensorns diagonal och bevarar skärpa och enhetlighet ända ut till bildens hörn. Att välja fel maskinvisionslinsfäste för sensorns storlek kommer att försämra mättnoggrannheten och prestandan vid defektdetektering.

Beräkna kraven på bildcirkel för ett maskinvisionslins

Innan du väljer ett maskinvisionslins bör du beräkna sensorns diagonalmått med hjälp av bredden och höjden på den aktiva sensorytan. Om din sensors diagonalmått överstiger 16 mm befinner du dig troligen i ett område där endast ett F-mount-maskinvisionslins ger full täckning. Många moderna högupplösningsförmågande sensorer som används med ett maskinvisionslins vid precisionsinspektion har en diagonal som överstiger 20 mm, vilket gör F-mount-maskinvisionslinsen till standard för dessa plattformar. Kontrollera alltid specifikationen för bildcirkeln i maskinvisionslinsens datablad innan du slutför ditt hårdvaruval.

Praktiska urvalskriterier för ditt applikationsområde

När du ska välja ett C-mount-maskinvisionslins

Ett C-mount-maskinvisionssobjektiv är det rätta valet när din kamera använder en sensor på 1 tum eller mindre, när systemvikt och kompakthet är viktiga, och när du behöver kostnadseffektiv täckning. Produktionslinjekameror som används för etikettinspektion, streckkodsavläsning eller verifiering av komponenters närvaro använder ofta ett C-mount-maskinvisionssobjektiv eftersom sensorstorlekarna i dessa applikationer förblir begränsade. Den stora tillgängligheten av C-mount-maskinvisionssobjektiv i olika brännvidder och bländaröppningar gör att inköp blir flexibelt och prisvärt.

När du ska välja ett F-mount-maskinvisionssobjektiv

Ett F-mount-maskinvisionssobjektiv är det rätta valet för kameror med stora sensorer som används i krävande inspektionsuppgifter. Om ditt system använder en kamera med 5 megapixel eller mer och en sensor i stor format ger ett F-mount-maskinvisionssobjektiv den bildcirkel och optiska prestanda som krävs. Tillämpningar såsom PCB-inspektion, solcellsbildning och automatiserad optisk inspektion av stora ytor är beroende av ett F-mount-maskinvisionssobjektiv för att bibehålla upplösning från kant till kant. När genomströmning, noggrannhet och investering i sensor är hög skyddar F-mount-maskinvisionssobjektivet både bildkvaliteten och avkastningen på investeringen.

Vanliga frågor

Kan ett C-mount-maskinvisionssobjektiv fungera med en F-mount-kamera?

Ett C-fack-maskinseendeobjektiv kan inte direkt monteras på ett F-fack-kameragehäfte utan en adapter, och även med en adapter kommer bildcirkeln för ett C-fack-maskinseendeobjektiv att vara otillräcklig för den större sensorn. Du kommer att uppleva betydande skuggning vid bildkanten (vignettering). För kameror med stora sensorer bör du alltid välja ett F-fack-maskinseendeobjektiv som är utformat för den krävda bildcirkeln.

Vilken är den maximala sensorstorleken som ett C-fack-maskinseendeobjektiv kan täcka?

Ett standard C-fack-maskinseendeobjektiv är utformat för att täcka sensorer upp till 1-tumsformatet, som har en diagonal på cirka 16 mm. Vissa specialiserade C-fack-maskinseendeobjektiv med stort format sträcker täckningen något utöver detta, men för sensorer större än 1 tum är ett F-fack-maskinseendeobjektiv det mer tillförlitliga och optiskt korrekta valet.

Påverkar monteringsfacket för maskinseendeobjektivet val av brännvidd?

Ja, monteringstypen påverkar de tillgängliga brännvidderna för ditt maskinvisionobjektiv. F-monteringsobjektiv för maskinvision finns i ett bredare utbud av brännvidder som är lämpliga för stora sensorer och längre arbetsavstånd. C-monteringsobjektiv för maskinvision har vanligtvis kortare brännvidder på grund av de mindre sensorformaten de är avsedda för. Välj alltid ett maskinvisionobjektiv med en brännvidd som samtidigt matchar både ditt arbetsavstånd och din sensors storlek.