Was sind M12-Objektive?
M12-Objektive sind die am häufigsten anzutreffende Größe einer ganzen Klasse kleiner, fest eingestellter Objektive mit Schraubhalterung. Sie werden auch “Board-Mount-Objektive” genannt, weil sie in eine kleine Schraubhalterung geschraubt werden, die direkt auf der Leiterplatte angebracht ist, auf der sich der Bildsensor einer Kamera befindet. Sie werden manchmal auch als “S-Mount-Objektive” bezeichnet, wobei das “S” für „short“ oder „small“ Board-Mount-Objektive steht.
Die “12” in M12-Objektiven bezieht sich darauf, dass der Objektivtubus ein Gewinde mit einem äußeren Durchmesser von 12 mm hat. Board-Mount-Objektive gibt es tatsächlich in verschiedenen Größen mit Gewindedurchmessern von 4 mm bis 16 mm, die alle anhand ihrer Gewindegröße als “M4”, “M6” usw. identifiziert werden.
Obwohl all diese Objektive ihre Verwendung haben, sind 12-mm- Board-Mount-Objektive bei weitem die häufigsten, da die Größe des von ihnen erzeugten Bildkreises sie für eine breite Palette von Bildsensoren geeignet macht.
Was macht M12-Objektive so nützlich?
Auf den ersten Blick scheinen M12-Objektive nicht besonders aufregend zu sein. Sie sind in der Regel Festbrennweiten-Objektive mit fester Blende, einfachen optischen Designs und ohne bewegliche Elemente im Objektiv (Veränderliche Brennweiten- und Blenden- M12-Objektive gibt es zwar, sind jedoch seltener). Sie werden einfach in die Halterung geschraubt, bis der Bildkreis richtig auf den Bildsensor fokussiert ist, und dann mit UV-aushärtendem Klebstoff fixiert.
Ihre geringe Größe, vergleichsweise niedrigen Kosten und einfache, robuste Konstruktion machen sie jedoch unglaublich nützlich für eine breite Palette von Anwendungen. Sie eignen sich hervorragend für die Erstellung kompakter und dennoch leistungsstarker Kamerasysteme.
M12-Objektive werden in einer nahezu verwirrenden Vielfalt von Brennweiten hergestellt, von superweiten Fischaugen-Objektiven bis hin zu Teleobjektiven. Sie sind auch mit speziellen Optiken erhältlich, die für SWIR (kurzwellige Infrarot-) und ToF (Time-of-Flight-) Bildsensoren optimiert sind. Es gibt sogar telezentrische M12-Objektive für Machine-Vision-Anwendungen, die eine präzise Ausrichtung ohne Perspektivfehler erfordern. (Telezentrische Objektive halten alle Hauptstrahlen parallel zur optischen Achse und erzeugen eine im Wesentlichen flache, orthografische Projektion der Szene.)
Aus diesem Grund findet man M12-Objektive in allen Arten von Geräten, von Webcams bis hin zu Automobilsystemen. Diese Objektive sind auch in robusten Ausführungen für Anwendungen mit hoher Beanspruchung, wie kompakten Sportkameras, erhältlich.
Das bescheidene M12-Objektiv ist buchstäblich das “kleine Objektiv, das es konnte”. Es trifft einfach einen sweet spot in Bezug auf Kosten, Nutzen und Größe, das es zu einer universell beliebten Wahl für kleine Kameras macht.
Board-Mount-Objektive in Consumer-Geräten
Board-Mount-Objektive sind so allgegenwärtig, dass Sie wahrscheinlich mehrere davon zu Hause haben, von denen Sie nicht einmal wissen. Sie werden in Kamera-Systemen für Verbraucherprodukte weit verbreitet eingesetzt, von der Rückfahrkamera oder der Armaturenbrett-Kamera in Ihrem Auto bis hin zur Webcam auf Ihrem Computermonitor. Board-Mount-Objektive sind in GoPro-Sportkameras, Türklingel-Kameras und Baby-Monitoren zu finden.
Wenn Sie einen VR-Controller für Ihre Spielekonsole haben, gibt es ein oder Board-Mount-Objektive im Bewegungssensor auf Ihrem Fernseher. Die neueste Generation von Roboter-Staubsaugern verwendet sogar diese Objektive für ihre Leitsysteme. Einige von ihnen können kleinere M6- oder M8-Objektive sein, aber die meisten von ihnen werden M12-Objektive sein.
Die Einfachheit und geringe Größe dieser Objektive machen es kostengünstig, sie in eine Vielzahl von Verbrauchergeräten zu integrieren. Daher haben Hersteller in den letzten Jahren stillschweigend immer mehr Kamerasysteme in ihre Produkte integriert. Rückfahrkameras in Autos waren vor einigen Jahren noch neuartig, aber es ist mittlerweile üblich, dass Autos mindestens zwei Kameras haben – an beiden Stoßstangen montiert.
M12-Objektive für Embedded-Vision-Systeme
Embedded-Vision-Systeme sind kompakte, effiziente Visionssysteme, die oft batteriebetrieben sind. Sie verwenden ein Edge-Computing-Gerät oder System-on-Module (SOM), um On-Board-Bildverarbeitungsfunktionen bereitzustellen und Echtzeit-Entscheidungsfähigkeiten auf der Grundlage der von ihnen gesammelten Bildinformationen bereitzustellen. Embedded-Vision-Systeme werden für Anwendungen wie Robotik und autonome geführte Fahrzeuge (AGVs) eingesetzt.
Da diese Systeme klein sein müssen, verwenden sie oft M12 Board-Mount-Objektive.
Neben sichtbaren Lichtkameras verwenden Embedded-Vision-Systeme oft verschiedene Depth-Sensing-Technologien, einschließlich Stereo-Depth-Sensing-Kameras, LiDAR-Sensor und ToF-Kameras. All dies kann mit M12-Objektiven gebaut werden, die Optiken verwenden, die für die Empfindlichkeit der Wellenlängen des von diesen Systemen verwendeten Lichts optimiert sind.
Stereo-Depth-Sensing-Kameras, die sowohl sichtbares Licht als auch das Licht von einem Infrarot-Laser-Musterprojektor “sehen” müssen, können spezielle hyperspektrale Objektive erfordern. Es gibt auch spezialisierte Objektive für LiDAR-Sensoren und ToF-Kameras, die unterschiedliche Wellenlängen von Infrarot-Laserlicht verwenden.
If you are going to need to choose a lens for a vision system, we’ve drafted a whitepaper called “How to Choose the Right Lens: Capturing What Matters”, which examines some of the factors that have to be considered when selecting a lens.
This paper focuses primarily on the optical parameters of lens selection and doesn’t delve too deeply into the non-optical factors that still have to be taken into account. However, it’s still a great starting point to understanding how to find the right M12 lens for your project.
