マシンビジョンレンズの選び方

種類 工業用レンズマウント

インターフェースには主にFマウント、Cマウント、CSマウント、M12マウントの4種類があります。 F マウントは汎用インターフェイスであり、通常、焦点距離が 25 mm を超えるレンズに適しています。対物レンズの焦点距離が約25mm未満の場合、対物レンズのサイズが小さいため、CマウントまたはCSマウントが使用され、一部はM12インターフェイスを使用します。

CマウントとCSマウントの違い

CインターフェースとCSインターフェースの違いは、レンズとカメラの接触面からレンズ焦点面(カメラのCCD光電センサーのあるべき位置)までの距離が異なることです。 Cマウントインターフェースの距離は17.53mmです。

CSマウントレンズに5mm C/CSアダプターリングを追加することで、Cタイプのカメラにも使用できます。

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CマウントとCSマウントの違い

工業用レンズの基本パラメータ

視野 (FOV):

FOV は、観察されるオブジェクトの可視範囲、つまりカメラのセンサーによってキャプチャされたオブジェクトの部分を指します。 (視野の範囲を理解して選ぶ必要があります)

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視野

作動距離 (WD):

レンズの前面から検査対象物までの距離を指します。つまり、鮮明な画像が得られる面距離です。

解決:

画像システムで測定できる、検査対象物上の識別可能な最小の特徴サイズ。ほとんどの場合、視野が狭いほど、解像度は高くなります。

視野深度 (DOF):

物体が最適な焦点から近づいたり遠ざかったりする場合に、望ましい解像度を維持するレンズの能力。

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視野の深さ

その他のパラメータ工業用レンズ

感光チップサイズ:

カメラセンサーチップの有効領域サイズは、一般的に水平サイズを指します。このパラメータは、必要な視野を得るために適切なレンズ スケーリングを決定するために非常に重要です。レンズ一次倍率 (PMAG) は、視野に対するセンサー チップのサイズの比率によって定義されます。基本パラメータには感光チップのサイズと視野が含まれますが、PMAG は基本パラメータではありません。

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感光チップサイズ

焦点距離 (f):

「焦点距離は光学系における光の集中または発散の尺度であり、レンズの光学中心から光が集まる焦点までの距離を指します。レンズの中心からカメラのフィルムやCCDなどの結像面までの距離でもあります。 f={作動距離/視野長辺(または短辺)}XCCD長辺(または短辺)

焦点距離の影響: 焦点距離が小さいほど、被写界深度は深くなります。焦点距離が短いほど、歪みは大きくなります。焦点距離が短くなるほどケラレ現象が深刻になり、収差端の照明が低下します。

解決:

対物レンズで見える2点間の最小距離を示します。

0.61x 使用波長 (λ) / NA = 分解能 (μ)

上記の計算方法では理論的に解像度を計算できますが、歪みは含まれません。

※使用波長は550nmです

定義:

1mmの真ん中に黒と白の線が何本も見えます。単位(lp)/mm。

MTF(変調伝達関数)

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機動部隊

ねじれ:

レンズの性能を測る指標の一つに収差があります。被写体の面内で主軸の外側にある直線であり、光学系によって結像されると曲線となるものを指します。この光学系の結像誤差を歪曲収差といいます。歪曲収差は画像の形状にのみ影響し、画像の鮮明さには影響しません。

絞りとF値:

レンチキュラーシートは、レンズを通過する光の量を制御するために使用されるデバイスで、通常はレンズの内側にあります。 f1.4、F2.0、F2.8など、絞りの大きさを表すのにF値を使います。

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絞りとF値

光学倍率:

メインスケーリング比の計算式は次のとおりです。 PMAG = センサーサイズ (mm) / 視野 (mm)

表示倍率

表示倍率は顕微鏡検査で広く使用されています。測定対象物の表示倍率は、レンズの光学倍率、産業用カメラのセンサーチップのサイズ(対象面の大きさ)、ディスプレイのサイズの3つの要素によって決まります。

表示倍率=レンズ光学倍率×表示サイズ×25.4/すくい対角サイズ

工業用レンズの主なカテゴリー

分類

•焦点距離別:プライムとズーム

・絞り別:固定絞りと可変絞り

●インターフェース別:Cインターフェース、CSインターフェース、Fインターフェースなど。

・倍数:固定倍率レンズ、連続ズームレンズ

●マシンビジョン業界で一般的に使用される非常に重要なレンズには、主にFAレンズ、テレセントリックレンズ、工業用顕微鏡などが含まれます。

選ぶ際に考慮すべき主なポイントマシンビジョンレンズ:

1. 視野、光学倍率、および必要な作動距離: レンズを選択するときは、動作制御を容易にするために、測定対象よりわずかに広い視野を持つレンズを選択します。

2. 被写界深度の要件: 被写界深度が必要なプロジェクトの場合は、できるだけ小さな絞りを使用します。倍率のあるレンズを選択する場合は、プロジェクトが許す限り倍率の低いレンズを選択してください。プロジェクトの要件がより厳しい場合、私は被写界深度が深い最先端のレンズを選択することが多いです。

3. センサー サイズとカメラ インターフェイス: たとえば、2/3 インチ レンズは最大の産業用カメラすくい面をサポートしますが、1 インチを超える産業用カメラはサポートできません。

4. 利用可能なスペース: スキームがオプションである場合、顧客が機器のサイズを変更することは非現実的です。


投稿日時: 2022 年 11 月 15 日