Was sind Objektivfassungen und warum sind sie wichtig?
In der Bildverarbeitung und Robotik ist der Objektivanschluss die mechanische Schnittstelle zwischen dem Objektiv und dem Kamerasensor. Der Anschlusstyp bestimmt nicht nur die physische Kompatibilität, sondern auch die optische Leistung, die Systemgröße und die verfügbaren Objektivoptionen. Wählen Sie den falschen Anschluss, kann dies zu Problemen führen, die von einer Unmöglichkeit der Fokussierung bis hin zu starker Vignettierung reichen.
Dieser Leitfaden behandelt die gängigsten Objektivfassungen im Bereich der Embedded- und industriellen Bildverarbeitung: M12-Objektive (S-Mount) für kompakte Systeme, CS-Mount-Objektive für ITS- und Industriekameras, C-Mount-Objektive für professionelle Bildverarbeitung sowie kleinere M8- und M7-Fassungen für miniaturisierte Anwendungen. Wir vergleichen die technischen Daten, erläutern die Kompatibilität und helfen Ihnen bei der Auswahl des richtigen Anschlusses für Ihre Anwendunģ.
M12-Halterung (S-Mount): Der Standard für Embedded-Vision-Anwendungen
Was ist ein M12-Objektivanschluss?
Die M12-Halterung, auch als S-Mount bezeichnet, verfügt über ein metrisches M12×0,5-mm-Gewinde, das direkt in eine Halterung auf Leiterplattenebene eingeschraubt wird. Im Gegensatz zu C/CS-Halterungen hat die M12-Halterung keinen festen Flanschbrennweitenabstand – man stellt den Fokus durch Einstellen der Einschraubtiefe ein und arretiert ihn anschließend mit einer Stellschraube oder Klebstoff.
Schlüssel zum Verständnis
Die MBFL eines Objektivs ist eine grundlegende Vorgabe, die bestimmt, wie viele optische Elemente verwendet werden können und wie groß diese jeweils sein dürfen. M12-Objektive haben eine deutlich kürzere MBFL (z. B. 2,0 mm) als C-Mount-Objektive, wodurch sie eine vergleichbare Leistung mit kleineren und weniger Elementen erzielen können, was zu geringeren Kosten und einer kompakteren Bauweise führt.
Technische Daten der M12-Halterung
- Gewindegröße: M12×0,5 mm (12 mm Außendurchmesser, 0,5 mm Steigung)
- Flanschbrennweite: variabel (typischerweise im Bereich von 5–15 mm)
- Typischer Erfassungsbereich des Sensors: 6,35 mm bis 38,1 mm (abhängig vom Objektiv)
- Fokussiermechanismus: Einstellung der Gewindetiefe mit Arretierung
- Typische Anwendungsbereiche: Embedded Vision, Robotik, Drohnen, IoT-Kameras
Vorteile und Einschränkungen von M12-Objektiven
Vorteile: Kleinste Bauform, geringes Gewicht (in der Regel 2–10 g), kostengünstig für die Serienfertigung, große Auswahl an Sichtfeldern (von Fischauge bis Tele).
Einschränkungen: Manuelle Fokuseinstellung während der Montage erforderlich, weniger robust als der C-Mount bei wiederholter Handhabung, beschränkt auf kleinere Sensorformate, Gefahr einer Fokusverschiebung ohne ordnungsgemäße Arretierung.
CS-Halterung: Kompakte Halterung nach Industriestandard „C-short“
Was ist ein Objektiv mit CS-Anschluss?
Der CS-Mount verwendet denselben 1"-32-UN-Gewindeanschluss wie der C-Mount, verfügt jedoch über einen kürzeren Flansch-Brennweitenabstand von 12,5 mm. Diese Verkürzung um 5 mm ermöglicht einen kürzeren MBFL und damit eine bessere IR-Korrektur als bei C-Mount-Objektiven, was den CS-Mount zur bevorzugten Wahl für intelligente Verkehrssysteme (ITS), Sicherheitskameras und platzsparende industrielle Anwendungen macht.
CS-Mount
CS-Halterungen sind in ITS-Anwendungen (Verkehrsüberwachung, ANPR, Mauterhebung) weit verbreitet, da sie einen kürzeren Flanschabstand aufweisen, was bei vergleichbarer Bauform eine bessere IR-Korrektur ermöglicht.
Technische Daten für CS-Mount
- Gewindegröße: 1"-32 UN (1 Zoll Durchmesser, 32 Gewindegänge pro Zoll)
- Flanschbrennweite: 12,5 mm (fest)
- Sensorabdeckung: Bis zum 4:3-Format
- Fokussiermechanismus: Fokussierring am Objektiv + optionale Hinterfokus-Einstellung
- Typische Anwendungsbereiche: ITS, Überwachungskameras, kompakte industrielle Bildverarbeitung
⚠️ Häufiges Missverständnis
CS-Mount ist NICHT dasselbe wie C-Mount. Zwar haben beide das gleiche Gewinde, doch aufgrund der unterschiedlichen Flansch- Brennweiten sind für die gegenseitige Kompatibilität Adapter erforderlich. Ein C-Mount-Objektiv benötigt einen 5-mm-Distanzring, um an einer CS-Mount-Kamera zu funktionieren.
C-Mount: Das Arbeitstier der industriellen Bildverarbeitung
Was ist ein C-Mount-Objektiv?
Der C-Mount ist der klassische Standard in der industriellen Bildverarbeitung mit einem Flansch-Brennweitenabstand von 17,526 mm. Der C-Mount wurde in den 1940er Jahren für 16-mm-Filmkameras entwickelt und bietet die größte Auswahl an industriellen Objektiven, von Ultraweitwinkel- bis hin zu Teleobjektiven, mit Optionen für Filter, Blendensteuerung und Präzisionsfokussiermechanismen.
Technische Daten zum C-Mount
- Gewindegröße: 1"-32 UN (entspricht CS-Mount)
- Flanschbrennweite: 17,526 mm (fest)
- Sensorabdeckung: Bis zum 4:3-Format (bei einigen Spezialobjektiven auch größer)
- Fokussiermechanismus: Präzisionsfokussierring mit Feststellschraube
- Typische Anwendungsbereiche: Bildverarbeitung, Mikroskopie, industrielle Inspektion
M8 und M7: Miniaturhalterungen für kompakte Bildverarbeitungssysteme
Wenn Platz absolut knapp ist
Für Anwendungen, die eine extreme Miniaturisierung erfordern, bieten M8- und M7-Anschlüsse noch kleinere Bauformen als M12.
Technische Daten der M8-Halterung
- Gewindegröße: M8×0,35 mm oder M8×0,5 mm (8 mm Großdurchmesser, 0,35 mm Steigung)
- Sensorabdeckung: Bis zu 8 mm (typischerweise 6 mm oder weniger)
- Linsendurchmesser: typischerweise 10–12 mm
- Anwendungsbereiche: Medizinische Geräte, Mikrorobotik, Wearables
Technische Daten der M7-Halterung
- Gewindegröße: M7×0,35 mm (7 mm Großdurchmesser, 0,35 mm Steigung)
- Sensorabdeckung: 1/4" und kleiner (in der Regel 1/6")
- Linsendurchmesser: typischerweise 8–10 mm
Wichtig: Einschränkungen hinsichtlich der Sensorgröße
M8- und M7-Anschlüsse sind physikalisch auf kleinere Sensoren beschränkt. M8-Anschlüsse sind in der Regel auf Sensoren mit einer Größe von maximal 1/3" begrenzt, während M7-Anschlüsse meist auf 1/4" oder kleiner beschränkt sind. Der geringe Objektivdurchmesser schränkt den maximalen Bildkreis und die Lichtsammelfähigkeit ein.
Vollständiger Spezifikationsvergleich
| Spezifikation | M7 | M8 | M12 (S-Mount) | CS-Mount | C-Mount |
|---|---|---|---|---|---|
| Gewindetyp | M7 × 0,35 mm | M8 × 0,35 mm | M12 × 0,5 mm | 1"-32 UN | 1"-32 UN |
| Gewindedurchmesser | 7 mm | 8 mm | 12mm | 25,4 mm (1") | 25,4 mm (1") |
| Brennweite des Flanschobjektivs | Variable | Variable | Variable | 12,5 mm | 17,526 mm |
| Maximale Sensorabdeckung | typischerweise 1/4" | typischerweise 1/3" | typischerweise 1/1,2" | 4/3-Format | 4/3-Format |
| Typisches Gewicht | 1–3 g | 1–5 g | 2–10 g | 20–100 g | 30–200 g |
| Objektivdurchmesser | 8–10 mm | 10–12 mm | 14–20 mm | 25–40 mm | 25–50 mm |
| Kostenbereich | 3–20 Dollar | 3–20 Dollar | 5–100 Dollar | 50–500 Dollar | 50–1000 $ |
Halterungskompatibilität und Adapter
Kann man zwischen verschiedenen Dateisystemtypen konvertieren?
Die Umrüstung der Fassung hängt vom Verhältnis der Flanschbrennweite und der physikalischen Gewindekompatibilität ab. Commonlands bietet spezielle Adapter an, um – sofern mechanisch möglich – eine Brücke zwischen verschiedenen Fassungstypen zu schlagen.
✓ Direkt kompatibel
M12-Objektiv → M12-Halterung
CS-Objektiv → CS-Kamera
C-Objektiv → C-Kamera
⚡ Adapter erhältlich
C-Objektiv → CS-Kamera
M12-Objektiv → CS/C-Kamera
✗ Nicht durchführbar
CS-Objektiv → C-Kamera
C/CS-Objektiv → M12-Kamera
Verfügbare Adapter von Commonlands
M12-zu-CS-Mount-Adapter
Der M12-zu-CS-Mount-Adapter ermöglicht den Einsatz von M12-Objektiven an Kameras mit CS-Mount. Dieser Adapter verfügt über eine integrierte M12-Halterung mit dem richtigen Abstand, um den korrekten Hinterfokusabstand zu gewährleisten. Ideal zum Testen von M12-Objektiven an Industriekameras oder zum Aufbau von Hybridsystemen.
Distanzstück von C- auf CS-Mount (5 mm)
Der C-zu-CS-Mount-Abstandsring ist ein präziser 5-mm-Ring, der den Einsatz von C-Mount-Objektiven an CS-Mount-Kameras ermöglicht. Dieser einfache Adapter gleicht den FFD-Unterschied (17,526 mm – 12,5 mm = 5,026 mm) aus und gewährleistet die volle Unendlich-Fokussierfähigkeit. Unverzichtbar für alle, die C- und CS-Ausrüstung kombinieren.
Faustregel für Adapter
Ein Objektiv mit größerem Fokusabstand lässt sich durch Einbau von Distanzscheiben jederzeit an eine Kamera mit kleinerem Fokusabstand anpassen. Der umgekehrte Weg erfordert eine Relaisoptik oder ist nicht realisierbar. Bei Halterungen mit variablem Fokusabstand (M12, M8, M7) hängt die Kompatibilität davon ab, ob der Adapter über einen ausreichenden Fokusverstellbereich verfügt.
So wählen Sie die richtige Halterung für Ihre Anwendung aus
Entscheidungsbaum zur Auswahl der Halterung
-
Bestimmen Sie die Größe und das Format Ihres Sensors
Überprüfen Sie die Diagonale Ihres Sensors:- ≤ 4,5 mm: M7, M8 oder M12 sind alle geeignet
- 6–13 mm: M12- oder CS-/C-Mount
- 1" bis 4/3" (16–22 mm): CS- oder C-Mount erforderlich
-
Platzbedarf prüfen
M7/M8: Ultrakompakt, Durchmesser unter 12 mm
M12: Embedded-Systeme, Durchmesser unter 25 mm
CS: Kompakte Gehäuse, 30–50 mm
C: Benötigt mindestens 40 mm für Objektiv und Fokussiermechanismus -
Berücksichtigen Sie die optischen Anforderungen
Benötigen Sie ein Ultraweitwinkel-Fischaugenobjektiv? M12 bietet mehr Optionen
Benötigen Sie einen motorisierten Zoom für ITS? CS-Mount und C-Mount sind die beste Wahl
Benötigen Sie eine präzise Blendensteuerung? CS-Mount und C-Mount sind die beste Wahl
Benötigen Sie ein möglichst kleines Objektiv? M7/M8 für Miniaturisierung -
Berücksichtigen Sie die mechanische Robustheit
Umgebung mit starken Vibrationen? M12-Objektive oder robuste C-Mount-Objektive
Einsatz im Außenbereich? M12-Objektive mit Schutzart
Einmalige Installation? M12 mit Klebeverschluss
Häufiger Objektivwechsel? C-Mount für einfache Installation -
Anschlussmöglichkeiten für Kameras
Kameramodule auf Platinenebene: In der Regel M12 oder M8
ITS-/Verkehrskameras: C-Mount oder CS-Mount
Industrielle GigE-Kameras: In der Regel C/CS
USB-Kameras: In der Regel M12-Objektiv
Auswahl nach Branche
- Robotik und Drohnen: M12 dominiert aufgrund von Gewichts- und Größenbeschränkungen
- ITS & Verkehr: CS-Halterung für IR-Korrektur und Großformat
- Sicherheit & Überwachung: CS-Mount für den Innenbereich, C-Mount für den Außenbereich (PTZ)
- Bildverarbeitung: C-Mount für Flexibilität und große Objektivauswahl
- Medizinische Geräte: M7/M8 für Endoskope, C-Mount für die Mikroskopie
- Automobilindustrie: M12 für ADAS-Kameras, C-Mount für Inspektionssysteme
- Wearables & IoT: M7/M8 für extreme Miniaturisierung
Bewährte Verfahren für die Installation
Montage der M12-Halterung
- Reinigen Sie das Sensorglas und die hintere Linsenelement mit geeigneten Reinigungsmitteln
- Schrauben Sie die Linse unter Beobachtung des Live-Bildes in die Halterung ein
- Auf den optimalen Fokus über das gesamte Bildfeld einstellen
- Tragen Sie ein mittelstarkes Schraubensicherungsmittel oder einen UV-Kleber auf
- Überprüfen Sie gegebenenfalls die Fokusstabilität durch Temperaturwechselprüfungen
Montage der C/CS-Halterung
- Überprüfen Sie die Kompatibilität der Befestigungsart (C vs. CS)
- Fügen Sie einen 5-mm-Abstandsring hinzu, wenn Sie ein C-Objektiv an einer CS-Kamera befestigen
- Die Linse vollständig aufschrauben, dann eine 1/8-Umdrehung zurückdrehen
- Stellen Sie den Fokusring ein, während Sie das Zielobjekt aus Arbeitsentfernung betrachten
- Ziehen Sie die Fokussierverschlussschraube fest, ohne sie zu überdrehen
⚠️ Häufige Fehler bei der Installation
- Ein zu festes Anziehen von M12-/M8-/M7-Objektiven kann zu Gewindeschäden oder einer Schräglage führen
- Das Vergessen des C→CS-Abstandhalters führt dazu, dass der Unendlichkeitsfokus nicht erreicht werden kann
- Keine Berücksichtigung der temperaturbedingten Fokusverschiebung bei Anwendungen im Außenbereich
- Verwendung eines Schraubensicherungsmittels mit falscher Festigkeit (permanent vs. lösbar)
Häufig gestellte Fragen
Welche Gewindegröße hat eine M12-Halterung?
Die M12-Halterung verfügt über ein metrisches M12×0,5-mm-Gewinde. Die Bezeichnung „M12“ steht für einen Außendurchmesser von 12 mm, und „0,5“ steht für die Gewindesteigung von 0,5 mm (Abstand zwischen den Gewindegängen). Dies unterscheidet sich vom im imperialen Maßsystem verwendeten 1"-32-UN-Gewinde, das bei C- und CS-Halterungen zum Einsatz kommt.
Was ist der Unterschied zwischen C-Mount und CS-Mount?
C-Mount und CS-Mount verwenden identische 1"-32-UN-Gewinde, unterscheiden sich jedoch in der Flansch-Brennweite (FFD). Der C-Mount hat eine FFD von 17,526 mm, während der CS-Mount eine FFD von 12,5 mm aufweist. Dieser Unterschied von 5 mm bedeutet, dass Sie C-Mount-Objektive mit einem 5-mm-Distanzring an CS-Mount-Kameras verwenden können, CS-Mount-Objektive hingegen können ohne optische Korrektur nicht an C-Mount-Kameras verwendet werden.
Wozu dienen M8- und M7-Verschraubungen?
M8 und M7 sind Miniatur-Objektivfassungen für ultrakompakte Anwendungen. M8 (8-mm-Gewinde) unterstützt in der Regel Sensoren bis zu 1/3", während M7 (7-mm-Gewinde) auf Sensoren von 1/4" oder kleiner beschränkt ist. Diese Fassungen sind häufig in medizinischen Endoskopen, tragbaren Kameras und in der Mikrorobotik zu finden, wo jeder Millimeter Platz zählt.
Kann ich ein M12-Objektiv an eine Kamera mit CS-Anschluss anpassen?
Ja, Sie können einen Adapter von M12- auf CS-Mountverwenden, um M12-Objektive an Kameras mit CS-Mount zu befestigen. Dieser Adapter verfügt über eine M12-Halterung mit dem richtigen Abstand, um einen korrekten Hinterfokus zu gewährleisten. Er eignet sich zum Testen von M12-Objektiven an Industriekameras oder zum Aufbau von Hybridsystemen.
Welche Sensorgrößen sind mit den einzelnen Objektivanschlüssen kompatibel?
Kompatibilität der Halterungen nach Sensorgröße:
• M7: Bis zu 1/4" (typischerweise 1/6")
• M8: Bis zu 1/3" (typischerweise 1/4")
• M12: typischerweise 1/4" bis 1/1,2"
• CS-Mount: bis zu 4/3"-Format
• C-Mount: bis zu 4/3"-Format (einige Spezialobjektive sind größer)
Überprüfen Sie immer, ob der Bildkreis des Objektivs die Diagonale Ihres Sensors abdeckt, um Vignettierung zu vermeiden.
Warum wird für ITS-Anwendungen der CS-Mount bevorzugt?
Die CS-Halterung dominiert den Bereich der intelligenten Verkehrssysteme, da sie folgende Vorteile bietet: kompakte Kameragehäuse für Straßenrandgehäuse, Kompatibilität mit motorisierten Zoomobjektiven für einen variablen Erfassungsbereich, standardisierte Befestigung für eine einfache Wartung sowie Unterstützung für größere Sensoren (bis zu 4/3"), die für hochauflösende Kennzeichenerkennung und Verkehrsüberwachung erforderlich sind.
Was ist die Flansch-Brennweite (FFD)?
Der Flansch-Brennpunktabstand (FFD) ist der Abstand vom Objektivflansch zur Sensorebene, wenn auf Unendlich fokussiert wird. Es handelt sich um eine entscheidende Spezifikation, die bestimmt, ob ein Objektiv bei einer bestimmten Kamera eine korrekte Fokussierung erzielen kann. Der C-Mount hat eine FFD von 17,526 mm, der CS-Mount hat eine FFD von 12,5 mm, während M12, M8 und M7 keine feste FFD haben (wird durch die Gewindetiefe angepasst).