シュナイダー社
高解像度マシンビジョン用レンズ
Schneider Optics, Inc. | New York & CPO | Los Angeles, USA
Pentacon GmbH | Dresden, Germany
信頼と協力を重視します
Schneider
1 group
8 companies
local partner network
Jos. Schneider Optische Werke GmbH | Germany
Schneider Bando Ltd. | Seoul, Korea Schneider Asia Pacific Ltd. | Hong Kong
Schneider Optical Technologies (Shenzhen) Co. Ltd. | China
Schneider Kreuznach ISCO Division GmbH & Co. KG | Göttingen, Germany
各方面に焦点を絞っております
B+W フィルター 投影用レンズ 産業容光学機器 デジタル投影 サーボ水圧機器 写真用 光学機器
産業用
写真
シネマ
眼科用レンズ シュナイダー・ ビジネス・ユニット 写真 シネマ 産業用マシンビジョン用レンズ ・高い光学的解像度 ・産業用CCD及び CMOSカメラ用 ・極限環境のための堅牢 設計
想的な視覚機能のために総力をあげます。
交通法規励行等、高度な セキュリティーのためのレンズ ・VISからNIRまで ・ナンバープレート認識用の高解像度 ・コンパクトなサイズと堅牢な設計 • マシンビジョン用レンズ
想的な視覚機能のために総力をあげます。
表面及び紙布類検査用レンズ ・数µに及ぶ高解像度 ・高解像度ライン・カメラ （最大12ｋまで）に適した大きいイメー ジサークル ・フレキシブルなソリューションのための モジュラー方式 ・マシーン・ビジョン用レンズ ・交通法規遵守徹底用等の高品質なセキュリティーのためのレンズ
理想的な視覚機能のために総力をあげます
シュナイダー社の産業用光学機器事業部門
シュナイダー社のビジョン： シュナイダー社は産業用及び非製造業用の映像処理アプリケーションのためのビジョン・システ ム技術を改善したいと考えております。シュナイダー社の使命：
シュナイダー社よりイメージ処理用の高品質な光学ソリューションを供給し、トー
タル・システムの設計者や装置製造者の皆様がビジョンシステムを発展させるこ
とを支援をします。シュナイダー社のエンジニアリングと製品開発はお客様との
長年のパートナーシップから学んだお客様のご要件のお陰で促進されてきました
。社員はシュナイダー社の成功のための基本的要因です。社員の使命感がお
客様の抱える諸問題を解決するものと確信しております。シュナイダー社には光
学機器設計製造における
90年の経験が有りますので優れた製品を設計製造し
、お客様にプロフェッショナルらしいコンサルティング及びサポートをしてお客様
の成功に貢献することができます。
産業用光学機器事業部門
Jos. Schneider Optische Werke GmbHが設計し、開発し、製造し、マーケッティングするも
の： 光学及び光学器械コンポーネント、マシン・ビジョンのためのサブアッセンブリー、及びその他 の画像処理アプリケーション 競争上の強み： ・世界的光学設計専門技術 ・光学的及び機械的高品質 ・堅牢な光学-器械アッセンブリー ・フレキシブルで個々の要求に 応じたカスタム生産 ・プロフェッショナルなコンサルティング アプリケーション： ・表面及び布紙類の検査 LCD,PCB,ガラス、金属等のAOI 太陽電池の検査等光起電アプリケーショ ンにおけるAOI ・ITS及び交通法規遵守強化システム ・文書読み込み ・郵便物の識別と振り分け ・計測、2D/3D ・メディカル映像 ・生体認証（バイオメトリクス）
ガウス光学
y Object Height y' Image HeightF'
F
H H' ∆X S'f' S' HH' ∑d OO' Sf Sf'
倍率β＝映像高ｙ‘/被写体高ｙ ＯＯ‘＝トータル・トラック(被写体から画像までの距離） F-値 Ｆ＃＝ｆ‘/ＥＰ＝1/2 Ｎ．Ａ． Ｆ-値の実行値 Ｆ＃ｅｆｆ＝（１－β）×Ｆ＃∞ ＥＰ：入射ピーピュル（絞り開口径） ｎ‘＝反射係数（結像面） ｕ‘＝絞り開口角（結像面） 絞り値＝ｎ’ｓｉｎ ｕ‘y
被写体高
y'
イメー
ジ高
光学的解像度
レンズは細かい特徴を正確に高いコントラスト で再現しなくてはなりません。
MFT（modulation transfer function ）は
シャープネスとコントラストによりイメージシステ ムの品質を示します。 レンズのMTFは、ストラクチュアのサイズで決 まります。これは通常は白と黒の線のペアより なる格子模様で1mmあたりのペア数（lp/mm） （空間周波数とも呼びます）が様々に変化しま す。
円形座標
レンズのパラメーターは通常円座標上
で表される
-レンズは理論上完全回転対称である
-同じ半径の円周では同じ特性である
-パラメータのグラフは画像高(半径)に
沿って描かれる。
イメージサークル
:
レンズによる最大映像サイズ
光軸
パラメータ
映像高
変調伝達関数
(MTF, Modulation Transfer Function)
レンズのMTFは以下の事項により決定します： ・ｍｍあたりのラインペアの数 ・レンズを使う実際のセットアップで使う倍率 β’(実効N.A) ・虹彩絞りの調整（F数値） ・視野角（w’）: MTF(tan)~cos^3(w’)変調伝達関数
光軸から見て周方向試験グリ ッドによるMTFは径方向試験 グリッドのそれとは異なり ます。 (ラインスキャンにおいては 周方向試験グリッドMTFをご 使用下さい） sagital orientation tangential orientation Image Center ( optical axis ) Circle of constant image heightOrientation of sagital & tangential Test Frequencies
径方向
周方向
イメージセン ター(光軸)映像高が
一定の円
径方向及び周方向の試験グリッド周波数ナイキスト周波数
ナイキスト周波数は1mmあたりのライ ンペア数の限界です。例えばセンサ ーのピクセルサイズで決定されます。 それが最大可能解像度です 。1 1
R
N= = = 100 Lp/mm
2 x p 0,005 x 2
ピクセル・サイズ(p)が5µの場合ナイキスト周波数は 以下のとおりとなります：レンズの解像度
理想的コントラスト特性： ナイキスト周波数までは100％コントラスト。 ナイキスト周波数を超えたらコントラストは0％。 現実のコントラスト特性： 低い空間周波数では高いコントラスト。 高い周波数では低いコントラスト レンズ選択における通常の判断基準は、0.67ナイ キスト周波数において30％以上のコントラスト。 注意） トータルシステムのMTFはレンズのMTF、フィル ターのMTF、イメージセンサーのMTF、電子部分の MTFの積になりますFrom our excample:
C o n tr ast [ % ]
Spatial frequency R in Line Pairs per mm [1/mm]
MTF as function of the spatial frequency
（ ％） →空間周波数R：１mmあたりのラインペア数 Abb.1 MTF-空間周波数特性 製品の例から
相対照度
object to image distance image circle radius
magnification = rel. image height
21.6mm center / optical axis
f/2.8 f/5.6 + f/8.0 相対照度とは光軸から最大画像高までの照度の減少（％）です。ビグネッテイングとも言います。自 然のビグネッテイングがフィールド角の~cos^4(w)に従って不可避的に生じるのに対して、光学器 設計者が特に高相互アパーチャレンズに意図的に組み入れるビグネッティングは区別されます。
照度
減少なし
減少
25%
減少
50%
減少
75%
相対照度 色々な焦点距離、倍率における相対照度
倍 率
被写体-イメ ージ間距離幾何学的ディスト
―ション（たわみ）
Zero Distortionθ
実主光線 近軸主光線 ディストーション(ポジティブ)イメージ高
y' = f' Tan θ
ディスト―ション無し ポジティブ つまり ピンクッション型 ネガティブ つまり 樽型 ディスト―ションとはフィールド内の位置の変数とし て倍率が変化することですGD% =
h
' - h
h
x 100
例 GD% = 10% h = 4.5mm h‘ = 4.95mm (実際のイメージ高)幾何学ディスト
―ション
GD% =幾何学ディストーション(Geometric Distortion)
h = イメージ高(ディスト―ション無し)
h‘ =実際のイメージ高 (ディスト―ション有り)
スペクトル補正
レンズのスペクトル補正が 不十分ですとカラーフリン ジを招き画質を損ねます。 白黒カメラでも画質が損な われます。DOF
DOF(フィールド深度)は被写体のシャープな画像 が映る距離の範囲です。DOFはＦ値により強く左 右されます。 カメラ内臓センサーの取り付け位置及び角度の機 械的誤差やレンズ・ハウジング及びインターフェー スの機械的誤差はDOF(フィールド深度もフォーカ ス深度も共に）を損ないます。 最適焦面位置からの距離により変化する撮影 性能に関する詳細な情報がレンズの焦点ＭＴ Ｆデータにより得られます。 レンズ光軸とセンサの間の機械的誤差は高倍 率撮影の場合大きな問題となります。 被写体 平面 イメージ平面 フィールド深度 フォーカス深度コンパクト C-マウント レンズ: 焦点距離 4.8mm – 70mm • センサーフォーマット最大 2/3 inch: CNG 1.8/4.8, CNG 2.1/6, CNG 1.4/8, CNG 1.4/12 XNP 1.4/17, XNP 1.4/23, XNP 1.9/35 Tele-Xenar 2.2/70 • センサーフォーマット 最大1 inch: CNG 1.9/10, CNG 1.8/16 • センサーフォーマット最大22mm ダイアゴナル: XNP 2.0/28, XNP 2.8/50
マシンビジョン用標準製品
:
高感度
Cマウントレンズ:
• 最大センサーフォーマット 2/3 inch:
Xenon 0.95/17
• 最大センサーフォーマット 1 inch:
Xenon 0.95/25
マシンビジョン用標準製品
:
モジュラーMacroシステム: 焦点距離 28mm – 150mm • 最大センサーサイズ 30mm: Componon 2.8/28, Componon CPN 2.8/35 • 最大センサーサイズ 43mm: Apo-Componon 2.8/40, Apo-Componon 4.0/45 Componon-S 2.8/50 • 最大センサーサイズ 60mm: Apo-Componon 4.0/60 • 最大センサーサイズ 80mm: Componon-S 4.0/80, Apo-Componen 4.5/90 • センサーサイズ 100mm: Componon-S 5.6/100, CPN-S 5.6/135, CPN-S 5.6/150 Makro-Symmar 5.6/80
マシンビジョン用標準製品：
高解像度ラインスキャン用レンズ: Makro-Symmar 5.6/120 • 最大１２kまでの高解像度ラインスキャン用 • 最大９０mmまでの大きいイメージサークル • 最小５µのピクセルまで高い光学解像度 • 低いディストーション • 拡大用の４バージョン: 1X, 0.75X, 0.5X, 0.33X
マシンビジョン用標準製品
:
産業用フィルター
:
- UV カット, IR カット, UV-IR カット
- IR 透過
- カラーフィルター
- 中間濃度フィルター
- 偏光フィルター
- 帯域透過干渉光除去フィルター
- 反射防止その他薄膜コーティング
マシンビジョン用標準製品
:
0.5倍 … 2倍高解像度検査用レンズ
CAS(Continuous Aberration Suppression、連続収差抑制) 補償機能付き
焦点距離: 85mm F#: 4.5
倍率レンジ: 0.50X - 2.00X (to be adjusted by CAS) CAS は動力付加可能: トゥースシステム m=0.5 z=95 イメージサークル: 62mm (対応センサー例: 8k 7µ, 8k 5µ, 12k 5µ) 歪率: < 0.1% 明度比: 85% for 2y’=62 mm @ β’= -1.0 … -2.0 連続的超高多色性MTF：全フィールドにわたり70 lp/mmに対して30％ 波調レンジ: 400nm – 700nm 厳重なアイソプラティズム：全ての倍率レンジにわたってコマ収差がありません 高次の色収差補正
妥協を許さないCDM (chromatic differences of magnification、色収差)重視 波動光学重視の最適化,全開状態で最高の性能を実証
このレンズには回折制限性能があります!!!
MacroVaron – 固定βバージョン
新規：シュナイダーは倍率固定型で価格効率性が高いMacroVaronも販売しております 既に倍率ならびにF値がお決まりの場合は： その固定倍率ならびに固定絞り値にてセミ・カスタム版をご注文下さい。 倍率ならびにF値がお決まりでない場合は： -カスタマ評価用の標準品をお取り寄せ下さい。 -お客様にて最良のβと絞り（通常は全開）を決定し、βリングと絞りをそのポジションに 固定してください。 -その評価用サンプルをドイツに返送してセミ・カスタム版をご注文下さい。 -定められた通りにβ設定と絞りを固定したセミ・カスタム版をシュナイダー社にて製造 し送付致します。 約30％のコスト削減を見込めます3.5倍高倍率検査用レンズ 焦点距離：50mm F#：2.8 倍率：3.5X ワーキング・ディスタンス：31mm （７µのピクセル・サイズは検体に於いては１ピクセルあたり2µに相当します。） イメージ・サークル：58mm（たとえば８K、7µセンサーに使用できます） ディスト―ション：＜0.1％ 相対照度：2y’=58mm で95％ 全フィールドに亘り50lp/mmに於けるMTFは40％ (検体側：30%MTFは210lp/mm) 波長レンジ：400-700nm このレンズには回折制限性能があります。 価格効率の良い６エレメント設計です
Micro-Symmar 2.8/50 3.5X
同軸照度ビームスプリッター付3.5倍検査用レンズ 焦点距離: 85mm F#: 4.5 倍率: 固定3.5x イメージサークル: 62mm (センサー例: 8k 7µ, 8k 5µ, 12k 5µ) 歪率: < 0.1% 最適な同軸照度ビームスプリッタープリズム。 MFT最適化のためにビームスプリッター・ プリズムで光学設計上の補償 WD (被写体-BSプリズム): 64mm
ビームスプリッター付
3.5倍MacroVaron 4.5/85
このセンサーに対応するレンズはイメージサークル 11mmおよび97lp/mmにおけるMTF30%が必要です。 Apo-Xenoplan レンズ の５MP用Schneider-Kreuznach シリーズ： Apo-Xenoplan 1.4/17 Apo-Xenoplan 1.4/23 Apo-Xenoplan 1.8/35 ソニーICX 625 (5 MP) ピクセル数: 2456 ×2058 ピクセルサイズ: 3.45µ ×3.45µ センサーダイアゴナル:11,0mm ナイキスト周波数: 145lp/mm 2/3 ナイキスト: 97 lp/mm
5 メガピクセル用新型C-マウントレンズ
• コンパクトな設計 • 400-1000nmで最適化したトランス ミッション • VIS 及び NIR補正 • 焦点と絞りに長期間安定ロッキング 機能マイクロレンズが最大限の光を集めるのでセンサーのフィルファクタは増加します。 ただしマイクロレンズには来た光を効率よく集めてピクセルの活動的な部分に焦点 を結ぶ許容角度範囲が有ります。
マイクロレンズ付きセンサーに対応するシェーディング除去レンズ
堅牢な側面が 周辺の光を遮 断 ピクセル上 の電子回路 シリコン基層 レンズテレセントリック・レンズ（イメージ側）
従来型のレンズ: イメージの周辺では入射角がマイクロレンズの許容角度を 超えるのでシェーディングが起きる イメージサイドテレセントリックレンズ: 入射角はマイクロレンズの許容角度内なので シェーディングは起こらないマイクロレンズ付きセンサーに対応する
シェーディング除去レンズ
ピクセルマイクロレンズ付きセンサーに対応する Schneider-KreuznachシリーズのApo-Xenoplan レ ンズ： • C-マウント • イメージサークル24mm • マイクロレンズ付きCCD向けに最適化 • コダック 4 MP及び8 MPセンサー用に設計 • 波長レンジ400 - 1000nm • 非常に高いイメージパーフォーマンス • コンパクトで強靭な設計
マイクロレンズ付きセンサーに対応する
シェーディング除去レンズ
Apo-Xenoplan 2.0/20 Apo-Xenoplan 2.0/24 Apo-Xenoplan 2.0/28 Apo-Xenoplan 2.0/35800-1800nm近赤外線レンズ:
• 平均透過率約94% (900-1400nm)
• イメージサークル全体で一様なコントラスト
• ディスト―ションは1%未満
• 近赤外線帯域での透明度が高いガラス素材を使用
• 近赤外線帯域における迷い高を最小化するラッカーを内側に塗布。
XNP 1.4/23 Coatings : broadband coating vs. SWIR coating0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 400 550 700 850 1000 1150 1300 1450 1600 1750 1900 nm to ta l tr an sm is si o n
Broadband Coating 400 - 1000nm SWIR Coating
InGaAsセンサー用SWIR レンズ
SWIRON 1.4/23 :
コンパクト
C-マウントレンズ
イメージサークル
11mm
SWIRON 2.8/40 :
V-マウントインターフェース付き
Macroレンズ、
イメージサークル
43mm
• ラインスキャンセンサー及び大型平面センサー向けの設計 • イメージサークル43.2mm • トランスミッション 400-1000nm • 低ディスト―ション • 産業用の環境に対応した堅牢な機械部分 • 焦点と絞りの設定にロック機能 • F-マウントインターフェース
産業用
F-マウント レンズ
Xenon-Emerald 2.8/28: F#2.8, 焦点距離28mm Xenon-Emerald 2.2/50: F#2.2, 焦点距離 50mm Xenon-Emerald 2.8/100: F#2.8, 焦点距離100mme2v カメラ: • 16,384 ピクセル、 5µm ピクセル径 • ナイキスト周波数100 lp/mm • 所要イメージサークル82mm • M95 レンズインターフェース, 9.4mm センサー距離 シュナイダー SR 5.6/120 シリーズ (0.3倍 … 1.0倍)が使用できます: M95 延長チューブ, M95 to M58 アダプター, Unifoc 76 フォーカスマウント Dalsa, Takenaka 製カメラ及びその他: 16,384 ピクセル、 3.5µm ピクセル径 ナイキスト周波数 143 lp/mm 所要イメージサークル 58mm M72 レンズインターフェース, 12.0mm センサー距離 最大限の解像度をお使い頂くために新シリーズのレンズを開発しました： Xenon-Sappire シリーズ (0.02倍 … 1.75倍)
16Kラインスキャンカメラ用のソリューション:
• 3.5µピクセル16kラインスキャン・センサー用 • 無限大から0.7倍までの異なる光学倍率に対応 • 最少3.5µまでの極小ピクセルに対応できる高解像度 • イメージサークル 62mm • 全フィールドにわたり一定の MTF • 低ディストーション
