産業用カメラレンズの分類と選択原則

産業オートメーションの分野において、カメラとレンズは目視検査と識別のための重要なコンポーネントです。カメラのフロントエンドデバイスであるレンズは、カメラの最終的な画質に決定的な影響を与えます。

レンズの種類やパラメータ設定の違いは、画像の鮮明さ、被写界深度、解像度などに直接影響します。したがって、産業用カメラに適したレンズを選択することが、高品質の目視検査を実現するための基礎となります。

1.産業用カメラレンズの分類

プロ産業用カメラレンズ以下のカテゴリーに分類できます。

（1）固定焦点レンズ

固定焦点レンズは、産業用カメラで最も一般的に使用されているレンズです。焦点距離が1つしかなく、撮影範囲も固定されています。検出対象物までの距離と大きさを計測するのに適しています。撮影距離を調整することで、様々な撮影範囲を実現できます。

（2）テレセントリックレンズ

テレセントリックレンズは、長い光路長を持つ特殊な産業用カメラレンズであり、深い被写界深度と高精細な撮影効果を実現します。このタイプのレンズは、主にマシンビジョン、精密測定などの高精度かつ高安定性が求められる視覚検査システムに使用されます。

産業用カメラレンズ

（3）ラインスキャンレンズ

ラインスキャンレンズは、ラインスキャンカメラやCMOSカメラに使用される高速走査レンズです。高速かつ高精度な画像スキャンを実現し、高速生産ラインにおける品質検査や識別に適しています。

（4）バリフォーカルレンズ

バリフォーカルレンズは、倍率を変更できるレンズです。倍率を調整することで、さまざまな検査ニーズに適応できます。精密部品の検査、科学研究など、様々な用途に適しています。

カメラに適したレンズタイプとパラメータ設定を選択することで、高品質な画像効果と正確な目視検査結果を得ることができます。同時に、高品質で高い安定性を備えた産業用カメラレンズ生産効率の向上やメンテナンスコストの削減にもつながります。

したがって、マシンビジョンや画像処理に携わる人にとって、産業用カメラレンズの種類、選択原則、使用方法を理解し、習得することは非常に重要です。

2.産業用カメラレンズの選択原則

（1）固定焦点を選択するか、v多焦点レンズ

固定焦点レンズは、歪みが少なくコストパフォーマンスが高いという利点があり、外観検査システムで広く使用されています。ただし、視野を変更する必要がある場合には、ズームレンズが選択肢となります。

画像処理の過程でマシンビジョンシステムを構築する場合、倍率の変更が必要かどうかを判断する必要があります。変更が必要な場合は、可変焦点レンズを使用します。そうでない場合は、固定焦点レンズで対応できます。

固定焦点レンズと可変焦点レンズ

（2）作動距離と焦点距離を決定する

作動距離と焦点距離は通常、一緒に考慮されます。一般的には、まずシステムの解像度を決定し、産業用カメラのピクセルサイズと組み合わせて倍率を決定します。

空間構造制約を組み合わせることで、目標画像までの距離が予測され、さらに産業用カメラレンズの焦点距離とレンズ長が推定されます。したがって、産業用カメラレンズの焦点距離は、産業用カメラの作動距離と解像度と関連しています。

（3）画像品質要件

マシンビジョンアプリケーションでは、顧客によって要求される検出精度が異なり、それに応じた画質も異なる場合があります。産業用カメラレンズを選択する際には、画像サイズが産業用カメラの感光面のサイズと一致する必要があります。一致しないと、視野端の画質を保証できません。

マシンビジョン測定アプリケーションでは、画像品質は産業用レンズの解像度、歪み率、歪みに関係します。

（4）絞りとインターフェース

絞り産業用カメラレンズ主に撮像面の明るさに影響しますが、現在のマシンビジョンでは、最終的な画像の明るさは、絞り、カメラ粒子、積分時間、光源などの複数の要因によって決まります。そのため、目的の画像明るさを得るには、多くの調整手順が必要になります。

産業用カメラのレンズインターフェースとは、カメラとカメラレンズの取り付けインターフェースを指します。両者は一致している必要があります。一致しない場合は、変換を検討する必要があります。

産業用レンズの選択

（5）テレセントリックレンズは必須でしょうか?

検査対象物に厚みがあるか、複数の平面を検査する必要があるか、対象物に開口部があるか、対象物が立体物であるか、対象物とレンズとの距離が一定でないかなどを判断する場合、通常の産業用カメラレンズを使用すると視差が生じ、正確な検査結果が得られません。

現時点では、テレセントリック産業用レンズの使用がこれらの問題を効果的に解決できます。さらに、テレセントリックレンズは歪みが少なく、被写界深度が深いだけでなく、検査精度と精度も向上します。

最後に：

ChuangAnは予備設計と製造を実施しました工業用レンズは、あらゆる産業用途で使用されています。産業用レンズにご興味をお持ちの方、またはご要望がございましたら、ぜひお気軽にお問い合わせください。