Який тип кріплення об’єктива (C-mount або F-mount) підходить для вашої камери машинного зору з великими сенсорами?

Вибір правильного кріплення для об’єктива лензи машинного зору є одним із найважливіших апаратних рішень, яке ви приймаєте під час створення високопродуктивної системи візуалізації. Оскільки розміри сенсорів у сучасних промислових камерах постійно збільшуються, тип кріплення безпосередньо впливає на якість зображення, охоплення та довготривалу сумісність системи. Розуміння відмінностей між кріпленнями C-mount та F-mount є обов’язковим перед тим, як ви оберете будь-який об’єктив машинного зору для вашого застосування.

Об'єктив машинного зору працює оптимально лише тоді, коли його використовують разом із сумісним кріпленням та сенсором, який він повністю покриває. Зі швидким поширенням високороздільних сенсорів великих форматів у промисловому контролі, автоматизації виробництва та науковій візуалізації різниця між можливостями кріплень типу C-mount та F-mount стала вирішальним чинником. У цьому посібнику розглядаються фізичні та оптичні відмінності між цими двома стандартами кріплень і надається допомога у визначенні того, який тип кріплення об'єктива машинного зору підходить для вашої камери та розміру сенсора.

Розуміння стандартів C-mount та F-mount

Об'єктив машинного зору з кріпленням C-mount

Роз’єм C є традиційним стандартом для промислового зображення й досі залишається одним із найпоширеніших інтерфейсів для лінз машинного зору. Лінза машинного зору з роз’ємом C має різьбу діаметром 1 дюйм і кроком 32 нитки на дюйм, а також відстань від фланця до фокусу 17,526 мм. Цей компактний дизайн робить лінзу машинного зору з роз’ємом C ідеально придатною для менших корпусів камер і легких, економічних систем зображення. Більшість початківців і середнього рівня промислових камер приймають лінзи машинного зору з роз’ємом C без будь-якого адаптера.

Однак об’єктив машинного зору з кріпленням типу C має обмежений діаметр зображення. Стандартні специфікації кріплення типу C передбачають діаметр зображення до приблизно 1 дюйма, що відповідає сенсорам формату 1 дюйм. Коли об’єктив машинного зору з кріпленням типу C використовується разом із сенсором, діаметр зображення якого перевищує цей розмір, виникають серйозні проблеми, такі як віньєтування та потемніння кутів. Для сенсорів великих форматів стандартний об’єктив машинного зору з кріпленням типу C часто не забезпечує рівномірного освітлення всієї площі сенсора.

Об’єктив машинного зору з кріпленням типу F

Кріплення F, яке спочатку було розроблено для плівкових однооб’єктивних фотокамер формату 35 мм, стало популярним стандартом у промисловому машинному зорі саме тому, що підтримує сенсори великого формату. Об’єктив машинного зору з кріпленням F використовує байонетне з’єднання з фокусною відстанню до площини кріплення 46,5 мм. Більший діаметр кріплення об’єктива машинного зору з кріпленням F дозволяє проекцію набагато ширшого образного кола, яке зазвичай охоплює сенсори від 1,1 дюйма до повного кадру формату 35 мм. Це робить об’єктив машинного зору з кріпленням F переважним вибором для високороздільних камер, що застосовуються при інспектуванні напівпровідників, тестуванні плоских дисплеїв та інспектуванні великих площ у процесі безперервного виробництва.

Об’єктиви для машинного зору з кріпленням F-типу, як правило, також забезпечують більшу механічну жорсткість. Байонетне фіксування об’єктивів для машинного зору з кріпленням F-типу забезпечує більш стабільне й відтворюване розташування порівняно з різьбовим кріпленням, що має вирішальне значення в умовах виробництва, де спостерігаються вібрації. Коли вам потрібен об’єктив для машинного зору, який зберігає точне вирівнювання під час безперервної роботи, конструкція з кріпленням F-типу пропонує чіткі переваги.

Розмір сенсора та покриття зображення

Чому розмір сенсора визначає ваш вибір кріплення для об’єктива машинного зору

Круг зображення об’єктива машинного бачення повинен дорівнювати або перевищувати діагональний розмір сенсора, який він охоплює. Якщо ви використовуєте сенсор розміром 1/2 або 2/3 дюйма, зазвичай достатньо об’єктива машинного бачення з кріпленням типу C-mount. Ці менші сенсори добре вписуються в можливості охоплення стандартного об’єктива машинного бачення з кріпленням типу C-mount, а компактний формат забезпечує низьку вартість системи. Для застосувань із помірним розміром сенсора об’єктив машинного бачення з кріпленням типу C-mount залишається практичним і економічним варіантом.

Як тільки ваша камера використовує сенсор більшого розміру, ніж 1 дюйм, ситуація значно змінюється. Об’єктив машинного зору з інтерфейсом C-mount не зможе повністю охопити сенсор формату 4/3, APS-C або повного кадру без затемнення кутів зображення (віньєтування). У цих випадках об’єктив машинного зору з інтерфейсом F-mount стає технічно правильним рішенням. Об’єктив машинного зору з інтерфейсом F-mount формує більший образний коловий діаметр, який повністю охоплює діагональ сенсора, забезпечуючи гостроту й однорідність зображення навіть у його кутах. Вибір неправильного типу кріплення об’єктива машинного зору для вашого розміру сенсора призведе до погіршення точності вимірювань та ефективності виявлення дефектів.

Розрахунок вимог до образного кола для об’єктива машинного зору

Перед вибором об’єктива машинного зору розрахуйте діагональ сенсора, використовуючи ширину та висоту активної області сенсора. Якщо діагональ вашого сенсора перевищує 16 мм, ймовірно, ви переходите в діапазон, де лише об’єктив машинного зору з кріпленням F забезпечує повне покриття. Багато сучасних високороздільних сенсорів, що використовуються разом з об’єктивами машинного зору для точного інспектування, мають діагональ понад 20 мм, через що об’єктиви машинного зору з кріпленням F стали стандартом для таких платформ. Завжди перевіряйте специфікацію зображення (image circle) у технічному описі об’єктива машинного зору перед остаточним вибором апаратного забезпечення.

Практичні критерії вибору для вашого застосування

Коли варто вибирати об’єктив машинного зору з кріпленням C

Об’єктив машинного зору з кріпленням C-mount є правильним вибором, якщо ваша камера використовує сенсор розміром 1 дюйм або менше, якщо важливі вага та компактність системи, а також якщо потрібне економічне рішення. Камери для виробничих ліній, що застосовуються для перевірки етикеток, сканування штрих-кодів або підтвердження наявності компонентів, часто оснащуються об’єктивами машинного зору з кріпленням C-mount, оскільки розміри сенсорів у цих застосуваннях залишаються невеликими. Широка доступність об’єктивів машинного зору з кріпленням C-mount із різними фокусними відстанями та діафрагмами забезпечує гнучкість і доступність їхнього закупівлі.

Коли варто обрати об’єктив машинного зору з кріпленням F-mount

Об’єктив машинного зору з кріпленням F є правильним вибором для камер із великими сенсорами, які використовуються у складних завданнях інспекції. Якщо ваша система використовує камеру з роздільною здатністю 5 мегапікселів або вище та великим форматом сенсора, об’єктив машинного зору з кріпленням F забезпечує необхідний діаметр зображення та оптичну продуктивність. У застосуваннях, таких як інспекція друкованих плат, візуалізація сонячних елементів та автоматична оптична інспекція великих поверхонь, об’єктив машинного зору з кріпленням F забезпечує високу роздільну здатність по всьому полю зображення — від центру до країв. Коли висока продуктивність, точність та інвестиції в сенсор є критичними, об’єктив машинного зору з кріпленням F зберігає якість зображення й забезпечує ефективність інвестицій.

Питання та відповіді

Чи може об’єктив машинного зору з кріпленням C працювати з камерою з кріпленням F?

Об’єктив машинного зору з кріпленням C-mount не можна безпосередньо приєднати до фотокамери з кріпленням F-mount без перехідника, а навіть із перехідником кут огляду об’єктива машинного зору з кріпленням C-mount буде недостатнім для більшого сенсора. Ви будете спостерігати значне затемнення країв зображення (вігнетування). Для камер із великими сенсорами завжди вибирайте об’єктив машинного зору з кріпленням F-mount, розроблений для потрібного кута огляду.

Який максимальний розмір сенсора може охоплювати об’єктив машинного зору з кріпленням C-mount?

Стандартний об’єктив машинного зору з кріпленням C-mount розрахований на сенсори розміром до формату 1 дюйм, діагональ якого становить приблизно 16 мм. Деякі спеціалізовані моделі об’єктивів машинного зору з кріпленням C-mount великого формату забезпечують трохи більше охоплення, але для сенсорів понад 1 дюйм надійнішим і оптично правильнішим варіантом є об’єктив машинного зору з кріпленням F-mount.

Чи впливає тип кріплення об’єктива машинного зору на вибір фокусної відстані?

Так, тип кріплення впливає на доступні фокусні відстані для вашого об’єктива машинного зору. Об’єктиви машинного зору з кріпленням F-mount пропонують ширший діапазон фокусних відстаней, що підходять для великих сенсорів і більших робочих відстаней. Фокусні відстані об’єктивів машинного зору з кріпленням C-mount, як правило, коротші через менші формати сенсорів, для яких вони призначені. Завжди вибирайте фокусну відстань об’єктива машинного зору, яка одночасно відповідає вашій робочій відстані та розміру сенсора.