LXG-500M / LXC-500M – Objektive für Kameras mit ams CMV50000 Sensor [AN201804]

Die Kameras LXG-500 und LXC-500 von Baumer basieren auf dem ams Sensor CMV50000 mit 47,5 Megapixel und einer Sensordiagonale von ca. 46 mm.

Aufgrund der Sensorgrösse gestaltet sich die Auswahl eines geeigneten Objektivs nicht einfach, denn nur wenige Objektive sind in der Lage, den Sensor komplett auszuleuchten. Daher stellt sich, zusätzlich zu den immer wiederkehrenden Fragen nach Arbeitsabstand, Sichtfeldgrösse etc., auch die Frage nach dem geeigneten Objektivanschluss.

Prinzipiell stellen für Kameras mit dem CMV50000 Sensor nur zwei Objektivanschlüsse eine Option dar: M42 und F-Mount. Beide haben Vor- und Nachteile:

•  M42 ist aktuell der grösste Objektivanschluss mit industriellem Charakter und eignet sich aufgrund der Verschraubung von Optik und Kamera auch für Applikationen, bei denen das Kamerasystem Vibrationen, Stössen usw. ausgesetzt ist. Leider ist der Bildkreis dieser Optiken zumeist kleiner als 46 mm.
  

• F-Mount stammt aus dem Consumer-Bereich und gilt wegen seiner Bajonettverbindung zwischen Objektiv und Kamera als wenig industrietauglich. Solche Optiken können aber unter Umständen einen Bildkreis von 46 mm ausleuchten.

Baumer hat Objektive mit beiden Anschlüssen getestet.

Unter Vignettierung versteht man die Abdunkelung der Bildränder. Dieser Effekt wird dadurch hervorgerufen, dass Lichtstrahlen, die nahe den Rändern auf die Optik fallen, unter anderem durch die Geometrie der Linsen (natürliche Vignettierung) oder Blenden (echte Vignettierung) nicht vollumfänglich zu den Randbereichen des Sensors vordringen.

Baumer hat Objektive mit F-Mount und M42-Objektivanschluss verschiedener Hersteller in Verbindung mit der Kamera LXG-500M getestet:

 Generell ist festzuhalten, dass alle derzeit verfügbaren Objektive, die zur Ausleuchtung grosser Sensoren (35 mm und grösser) geeignet sind, eine Vignettierung aufweisen. Der Grad der Abdunkelung zum Bildrand hin hängt dabei vom Hersteller, der Brennweite und der Blende der Optik ab.

Update

Der Objektivhersteller Myutron fertigt exklusiv für Baumer die F-Mount-Optiken LSF2528, LSF3528, LSF5028, LSF10528 und LSF20035 mit M58 Mount und Baumer Auflagemaß. Das schafft die Verbindung des großen Bildkreises mit einer Diagonale von 44 mm und einem industrietauglichen Objektivanschluss.

Aufgrund des Baumer Auflagemaßes muss beim Einsatz der Optiken an einer LXG-500M Kamera kein Adapter verwendet werden.

Baumer empfiehlt den Einsatz von F-Mount Objektiven sowie die Nutzung größerer Blendenzahlen, da hier der Helligkeitsunterschied zwischen Bildmitte und den Rändern weniger gravierend ist:

• 1 = kleine Blendenzahl
• 2 = große Blendenzahl
• x-Achse = Abstand zur Bildmitte [%]
• y-Achse = Relative Helligkeit [%]

Ausserdem kann die Reduktion der Auflösung mittels Partial Scan helfen, indem die Bildgrösse auf den Bereich rund um die Bildmitte eingegrenzt wird, in dem die Vignettierung durch den Betrachter / die Algorithmen der Applikation noch zu verkraften ist.

Auch softwarebasierte Shading Correction, also die Korrektur der Randabdunkelung in Software, kann Abhilfe schaffen. Mit der Version 2.9.1 unterstützt das Baumer GAPI SDK eben diesen Ansatz.

• Shading-Korrektur / Flat-Field-Korrektur mit dem Baumer GAPI SDK [AN201803]

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