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マシンビジョンレンズ

用語・技術説明

イメージサイズとは、マシンビジョン用カメラの撮影素子の大きさを表します。

FUJINONレンズ
型名識別記号
撮像素子 イメージサイズ(mm)
水平:H 垂直:V 対角:D
C 1型 12.8 9.6 16.0
H 2/3型 8.8 6.6 11.0
D 1/2型 6.4 4.8 8.0
35ミリ カメラレンズ
(参考)
35ミリ フィルム 36.0 24.0 43.3

画角とは、決められたイメージサイズの中に写し込むことができる範囲を角度で表したものです。通常はレンズを無限遠にしたときの角度です。
焦点距離の同じレンズでも、イメージサイズが異なれば画角も異なってきます。

例)1/2型カメラで焦点距離が12.5mmのレンズの場合
  画面横幅の画角は Y':6.4 f:12.5

被写体にピントを合わせたとき、奥行きのある被写体でも、ピントを合わせた点の前後のある範囲内でもピントが合ったように見えます。この前後の範囲を被写界深度といいます。これは像のボケがある一定量の大きさ以下だと、あたかもピントが合っているかのように見えるためです。このボケ量の大きさを許容錯乱円といいます。

被写界深度には次の性質があります。

  • 1) Fナンバーが大きいほど、深度は深くなる。
  • 2) 焦点距離が短いほど、深度は深くなる。
  • 3) 被写体距離が遠いほど、深度は深くなる。
  • 4) 前方の深度より、後方の深度の方が深い。
撮像素子 許容錯乱円径
1型 0.03 mm
2/3型 0.021 mm
1/2型 0.015 mm
1/3型 0.011 mm
1/4型 0.008 mm

【被写界深度は次の式より求められます】

被写界深度 =Tr+Tf
焦 点 深 度 =2δ・F

f : 焦点距離
F : Fナンバー
δ : 許容錯乱円径
L : 被写体距離

焦点距離はレンズの後側主点から像面までの距離を示します。

この数値により撮影される範囲が異なり、小さいほど広い範囲が撮影され、大きいほど狭い範囲が撮影されます。

Fナンバーはレンズの明るさを示し、その値が小さいほど明るいレンズとなります。
Fナンバーは焦点距離とレンズの有効径の比によって求められます。
Fナンバーはレンズの透過率を100%と仮定した場合の値です。
実際にはそれぞれのレンズで透過率も違うため、同じFナンバーでも明るさが異なることがあります。

(1) 被写体範囲の求め方
被写体距離が有限の場合には、次の式より被写体範囲が求められます。

例)1/3型カメラで焦点距離8mmのレンズで被写体までの距離が3mの時、モニター上で横幅いっぱいに写し込めるサイズは

  • Y': 4.8
  • L: 3000
  • f: 8

 

(2) 焦点距離の求め方
被写体距離が有限の場合は次の式より焦点距離が求められます。

例)1/3型カメラで被写体までの距離が3m、被写体の横幅が2mの時、モニター上で横幅いっぱいに写し込むための焦点距離は

  • Y': 4.8
  • L: 3000
  • f: 8

 

被写体の形状が結像面上で相似形をなさないで歪んだ形状で撮像される収差のことで、糸巻型と樽型があります。

白黒の線幅のチャートを撮影し、そのチャート像のコントラストがどれだけ減少したか、その比率を示すものがMTFです。

レンズ交換式のカメラには、レンズとカメラを接続する機構(マウント)が付いています。
一般的なマシンビジョン用カメラには、「Cマウント」や「CSマウント」が採用されています。
お使いになるレンズは、カメラのマウントに対応したものをお選びください。

「Cマウント」「CSマウント」それぞれの規格・互換性は以下の通りです。

規格  

Cマウント

CSマウント

フランジバック(mm)

17.526*1

12.5*1

取付ねじ径(mm)

1-32UNF

互換性  

Cマウントカメラ

CSマウントカメラ

Cマウント レンズ

*2

CSマウント レンズ

×

  • *1 空気換算長
  • *2 CマウントレンズをCSマウントのカメラに使用する場合には、Cマウントアダプタ(t=5mm)をご用意ください。