前回の記事, では、組み込みカメラで一般的に使用されるレンズマウントと、アプリケーションに最適なレンズマウントを選択する際に考慮すべき全ての重要な要素について説明しました。
この記事では、CマウントとCSマウントの明確な比較を紹介します。
これらのマウントは補強するために、レンズをカメラ本体にしっかりと固定する機械装置です。さまざまな製品に適したマウントタイプを選択する際には、細部にも注意を払うことが最も重要です。
まず、CマウントとCSマウントに関するいくつかの項目を掘り下げてみましょう。
CマウントとCSマウントの詳細
Cマウント、CSマウントとどちらもねじ式レンズマウントで、マウントスタイルが規定されています。これらのマウントは、ほとんどのマシンビジョンカメラや監視カメラに搭載されています。
各マウントは通常、サイズ、内径/外径、フランジ焦点距離(FFD)などが他のマウントとは異なります。CマウントとCSマウントはほぼ同じ仕様ですが、FFDは異なります。
CマウントとCSマウントの類似点と相違点を調べる前に、スレッド仕様を理解しましょう。
ねじ切り仕様
レンズマウントの各ねじ切りは、そのピッチと直径によって特徴付けられます。次の図は、ねじ軸に沿った特徴として、山、側面、ルートが繰り返されていることを示しています。
Figure 1: Threading Specifications
ピッチ
ピッチとは、ねじ山の間隔を指し、単位はミリメートルで表します。ピッチの直径は、図1に示すように、ねじ山の直径を意味します。ピッチが1ということは、それぞれのねじ山が1mmずつ離れていることを意味します。
最大径
最大直径は、ねじ山の頂上から測定したねじ山の最大直径です。
最小直径
最小直径は、ねじ山の根元から測定されたねじの最小直径です。
ねじ形状
ねじの形状は、統一ねじ標準(UTS)と呼ばれる規格によって定義されます。この規格は、許容値、公差、呼称とともに、標準のねじ形状を指定します。UTSは、米国やカナダなどの国でも一般的にねじ山として使用されています。
ねじクラス
ねじクラスとは、ねじのピッチ直径の許容範囲を指します。一般に、ねじクラスは、ねじがはめ合わさる際に、ねじの緩みまたは締まり具合を定義します。ねじクラスは、次の表に示すクラス番号 1 で始まる英数字の識別子です。これらのクラスの末尾には、さまざまな設計要件に対応する英文字で「A」または「B」が続きます。「A」は外ねじを指し、「B」は内ねじを指します。
| 統合ねじクラス – 許容範囲 | |||
| ルーズフィット | フリーフィット | ミディアムフィット | |
| 内部 | 1B | 2B | 3B |
| 外部 | 1A | 2A | 3A |
ねじ山/インチ
TPI（Threads Per Inch）とは、ねじの長さ1インチにかかるねじ山の数のことです。
CマウントとCSマウントの技術仕様
CマウントとCSマウントは、ねじ山の統一規格であるANSI B1.1の1-32 TPI UN-2A”の仕様を基に利用できます。この仕様を明確に理解するには、下の画像を確認してください。
図2:仕様 – CマウントおよびCSマウント
ねじ山の直径 は1インチ(25.4 mm)で、1インチ あたり32 ねじ山です。 CマウントとCSマウントはともに、直径25.5mm、ピッチ0.75mm (M25.5×0.75)です 。
フランジ焦点距離
フランジ焦点距離(FFD)は、レンズマウントフランジからフィルム/センサーまでの距離です。これは、フランジ間距離、フランジ焦点深度、フランジ焦点距離(FFL)、またはフランジバック距離(FBD)とも呼ばれます。Cマウントの標準FFDは17.526mmです。一方、CSマウントのフランジ距離は12.5mmで、下図のようにCマウントのFFDより5mm短くなっています。
図3：Cマウントレンズ、CSマウントレンズのFFD(出典:明治テクノ)
FFDが短いマウントは、レンズをセンサーの近くに配置することを可能にします。これにより、レンズメーカーはよりシンプルで安価な短焦点レンズを製造することができます。
FFDが短いと、FFDが長いカメラと比較して、コンパクトなカメラの設計も簡単になります。
CマウントとCSマウントの比較
技術仕様を詳しく説明するための比較表を上記に示します。
| 仕様 | Cマウント | CSマウント |
| 内径 | 25.4 mm | 25.4 mm |
| ピッチ | 0.75 mm | 0.75 mm |
| フランジ焦点距離 | 17.526 mm | 12.5mm |
| カメラフォーマット | 8mm, 16mm, 1/3″, 1/2″, 2/3″, 1″, 4/3″ | 1/4″, 1/3″, 1/2″ |
| マウントタイプ | ねじ | ねじ |
次に、CマウントとCSマウントの類似点と相違点を見てみましょう。
互換性
レンズは、光学設計が許容するセンサーからの距離に正確に配置されたとき、最高の画像を作成します。従って、レンズマウントとカメラマウントに互換性を確認することが極めて重要です。
CマウントレンズはCマウントカメラと 直接互換性があります。また、レンズとカメラの間にCSマウントアダプター(5mmスペーサーリング)を挿入することで、 CSマウントカメラ にねじ込むこともできます。しかしながら、CSマウントカメラの焦点距離はCマウントの焦点距離よりも5mm短いため、CマウントカメラでCSマウントを使用することは実用的ではありません。
一般に、レンズアダプターの厚さは、焦点フランジ距離の違いによって決まります。
費用
CSマウントレンズは、Cマウントよりもガラス素子が少ないため、Cマウントよりも圧倒的に安価です。
センサーサイズ
Cマウント/CSマウントカメラの実用的な最大センサーサイズは1.1インチフォーマット(対角17.6mm)です。さらに、CマウントとCSマウントは、直径が1インチ(25.4 mm)であるため、高解像度カメラに見られるような大型センサーには適していません。
CマウントとCSマウントを活用するエンベデッドビジョンアプリケーション
Cマウントは、マシンビジョンアプリケーションで使用される最も一般的なタイプのレンズマウントです。Cマウントは、豊富なレンズセレクションを備えています。Cマウントはイメージングカメラの標準マウントですが、CSマウントレンズは、監視カメラやコストに敏感なエンベデッドビジョンアプリケーションのメーカーで頻繁に採用されています。さらに、CSマウントレンズのフランジ焦点距離が短いため、手頃な価格の超広角レンズの設計に最適です。
すべての事実を考慮すると、これらのレンズマウントは、対象となるアプリケーションに基づいて適切なセンサーと組み合わせることができます。
たとえば、当社のe-CAM84_CUMI485C_MOD – SONY STARVIS IMX485センサーをベースにした超低照度カメラモジュールには、CSマウント/Cマウントの交換可能なレンズホルダーが含まれています。アプリケーションのニーズに合わせてレンズを柔軟に選択できます。
このカメラモジュールを利用できるアプリケーションには、次のものがあります。
- 自律移動ロボット
- スポーツ放送&分析
- 自律型トラクター
- 人物検出
- 群衆分析システム
- 遠隔医療デバイス
e-con Systems が提供するさまざまなレンズマウントを備えたカメラ
当社は、新時代のエンベデッドビジョンアプリケーション向けに、高品質で高性能 なCマウント、CSマウント カメラ、Sマウント(M12) を幅広く提供しています。これらのレンズホルダーは、さまざまなFOV、焦点距離、絞りなどのいくつかのタイプのレンズをサポートします。
C/CSマウントおよびSマウントカメラを製品に組み込むことにご関心のあるお客様は、camerasolutions@e-consystems.comまでお問い合わせください。同時にカメラセレクターで、 当社の全製品のポートフォリオをご覧ください。
Prabu Kumarは、e-con Systemsの最高技術責任者兼カメラ製品責任者であり、組み込みビジョン分野で15年以上の豊富な経験があります。彼は、USBカメラ、組み込みビジョンカメラ、ビジョンアルゴリズム、FPGAに関する深い知識をも有しています。医療、工業、農業、小売、生体認証などのさまざまなドメインにまたがる50以上のカメラソリューションを構築してきました。また、デバイスドライバー開発とBSP開発の専門家でもあります。現在は、新時代のAIベースのアプリケーションを強化するスマートカメラソリューションの構築に全力を注いでいます。